特許 7453844 超音波診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-12

(45)【発行日】2024-03-21

(54)【発明の名称】超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20240313BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020083538

(22)【出願日】2020-05-12

(65)【公開番号】P2021177836

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】澤山 雄樹

【審査官】佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１７６５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９７６０８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１２５０４９０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－０２３４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３４４５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６６１８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００ － ８／１５ 、

Ｇ０１Ｎ２９／００ －２９／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リアルタイム動作時に受信データ列を記憶し、前記リアルタイム動作後のフリーズ状態で実行される再生動作時に前記受信データ列の一部又は全部を再生受信データ列として出力するシネメモリであって、前記リアルタイム動作中に動作モード又は電子走査方式が変更されても所定のリセット条件が満たされるまでは記憶された受信データ列を維持するシネメモリと、
前記リアルタイム動作時に前記受信データ列を処理して表示データ列を生成し、前記再生動作時に前記再生受信データ列を処理して再生表示データ列を生成する処理部と、
前記リアルタイム動作時に前記受信データ列を管理するための第１情報を生成し、前記再生動作時に、ユーザーにより指定された再生期間を受け付け、前記再生期間及び前記第１情報に基づいて前記シネメモリ上の前記再生受信データ列を特定することにより前記再生受信データ列の出力を制御する第１再生制御部と、
前記リアルタイム動作時に前記動作モード又は前記電子走査方式の変更に伴って前記処理部における前記受信データ列から前記表示データ列を生成する処理条件が変更された場合に当該処理条件の変更を再現するための第２情報を生成し、前記再生動作時に前記第２情報に基づいて前記処理部での前記再生受信データ列の処理を制御する第２再生制御部と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

請求項１記載の超音波診断装置において、
前記リアルタイム動作時に前記表示データ列に合成されるグラフィックデータを生成し、前記再生動作時に前記再生表示データ列に合成される再生グラフィックデータを生成する生成部と、
前記リアルタイム動作時に前記生成部における前記グラフィックデータを生成する生成条件が変更された場合に当該生成条件の変更を再現するための第３情報を生成し、前記再生動作時に前記第３情報に基づいて前記生成部での前記再生グラフィックデータの生成を制御する第３再生制御部と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項3】

請求項２記載の超音波診断装置において、
前記第１情報には、前記受信データ列を構成する複数の受信データを時間的に管理するための第１時刻情報が含まれ、
前記第２情報には、前記処理条件の変更タイミングを再現するための第２時刻情報が含まれ、
前記第３情報には、前記生成条件の変更タイミングを再現するための第３時刻情報が含まれる、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項4】

請求項３記載の超音波診断装置において、
時刻情報を生成する共通時計を含み、
前記時刻情報が前記第１時刻情報、前記第２時刻情報及び前記第３時刻情報として利用される、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項5】

請求項４記載の超音波診断装置において、
前記再生動作時に、前記シネメモリ、前記処理部及び前記生成部は、前記時刻情報に基づいて同期して動作する、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項6】

請求項３記載の超音波診断装置において、
前記第１情報には前記複数の受信データに対応する複数の第１レコードが含まれ、
前記第１時刻情報には前記複数の第１レコードに含まれる複数の第１タイムスタンプが含まれ、
前記第２情報には前記処理条件の変化ごとに生成される少なくとも１つの第２レコードが含まれ、
前記第２時刻情報には前記少なくとも１つの第２レコードに含まれる少なくとも１つの第２タイムスタンプが含まれ、
前記第３情報には前記生成条件の変化ごとに生成される少なくとも１つの第３レコードが含まれ、
前記第３時刻情報には前記少なくとも１つの第３レコードに含まれる少なくとも１つの第３タイムスタンプが含まれる、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項7】

請求項６記載の超音波診断装置において、
前記第１再生制御部は前記再生動作時に前記複数の第１タイムスタンプに基づいて再生期間に対応する前記再生受信データ列を特定し、
前記第２再生制御部は前記再生動作時に前記第２タイムスタンプに基づいて前記処理条件を変更するタイミングを決定し、
前記第３再生制御部は前記再生動作時に前記第３タイムスタンプに基づいて前記生成条件を変更するタイミングを決定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項8】

請求項２記載の超音波診断装置において、
前記第１情報、前記第２情報及び前記第３情報を外部へ出力する手段を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は超音波診断装置に関し、特に、超音波画像の再生に関する。

【背景技術】

【0002】

医療の分野において超音波診断装置が活用されている。超音波診断装置は、被検者に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波診断装置における動作モードとして、Ｂモード、Ｍモード、ＣＦＭ（Color Flow Mapping）モード、ＰＷ（Pulsed Wave）モード、ＣＷ（Continuous Wave）モード、等が知られている。超音波ビームを電子走査する方式として、リニア走査方式、セクタ走査方式、コンベックス走査方式等が知られている。

【0003】

超音波診断装置は、受信データ列（受信フレームデータ列）を一時的に格納するメモリ（以下、シネメモリという。）を備えている（特許文献１を参照）。シネメモリは、通常、リングバッファ構造を有する。リアルタイム動作中において、個々の受信データがシネメモリに順次格納される。フリーズ操作の時点で送受信が停止し、フリーズ状態に移行する。フリーズ状態において、シネメモリに格納された受信データ列を読み出し、それを動画像として又は静止画像列として表示し得る。

【0004】

従来の超音波診断装置において、動作モード、電子走査方式等の動作条件（特に基本的な動作条件）が変更された場合、超音波の送受波が自動的に停止され、それまで設定されていた動作条件に代えて新しい動作条件が設定される。新しい動作条件の設定が完了した後、シネメモリへ格納したデータが自動的に破棄された上で、超音波の送受波が再開される。また、その時点で、シネメモリへの新しい受信データ列の格納が再開される。新しい動作条件の設定後においては、古い動作条件の下で生成及び記憶された受信データ列を再生することはできない。

【0005】

超音波検査中においては、通常、複数回にわたって動作条件が変更される。検査者は、動作条件の変更の都度、それに先立って、シネメモリに格納されているデータを保存等しておく必要がある。そのような操作は煩雑であり、検査効率の低下を招く。

【0006】

そもそも、従来の超音波診断装置は、超音波画像の再生時に、データ処理条件や画像生成条件の変更を再現する仕組みを備えていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００４－３０５４５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本開示の目的は、再生動作時に処理条件等の変更を再現できる超音波診断装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に係る超音波診断装置は、リアルタイム動作時に受信データ列を記憶し、再生動作時に前記受信データ列の一部又は全部を再生受信データ列として出力するシネメモリと、前記リアルタイム動作時に前記受信データ列を処理して表示データ列を生成し、前記再生動作時に前記再生受信データ列を処理して再生表示データ列を生成する処理部と、前記リアルタイム動作時に前記受信データ列を管理するための第１情報を生成し、前記再生動作時に前記第１情報に基づいて前記再生受信データ列の出力を制御する第１再生制御部と、前記リアルタイム動作時に前記処理部における処理条件の変更を再現するための第２情報を生成し、前記再生動作時に前記第２情報に基づいて前記再生受信データ列の処理を制御する第２再生制御部と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本開示に係る超音波診断装置によれば、再生動作時に処理条件等の変更を再現し得る。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。

【図2】シネメモリに格納される複数のレコードを示す図である。

【図3】第１メモリに格納される複数のレコードを示す図である。

【図4】第２メモリに格納される複数のレコードを示す図である。

【図5】第３メモリに格納される複数のレコードを示す図である。

【図6】リアルタイム動作を示すタイミングチャートである。

【図7】再生動作を示すタイミングチャートである。

【図8】再生動作を示すフローチャートである。

【図9】他の再生動作を示すタイミングチャートである。

【図10】変形例における第２メモリの内容を示す図である。

【図11】変形例における第３メモリの内容を示す図である。

【図12】変形例における再生動作を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

（１）実施形態の概要
実施形態に係る超音波診断装置は、シネメモリ、処理部、第１再生制御部、及び、第２再生制御部を含む。シネメモリは、リアルタイム動作時に受信データ列を記憶し、再生動作時に受信データ列の一部又は全部を再生受信データ列として出力する。処理部は、リアルタイム動作時に受信データ列を処理して表示データ列を生成し、再生動作時に再生受信データ列を処理して再生表示データ列を生成する。第１再生制御部は、リアルタイム動作時に受信データ列を管理するための第１情報を生成し、再生動作時に第１情報に基づいて再生受信データ列の出力を制御する。第２再生制御部は、リアルタイム動作時に処理部における処理条件の変更を再現するための第２情報を生成し、再生動作時に第２情報に基づいて再生受信データ列の処理を制御する。

【0014】

上記構成によれば、リアルタイム動作時に、第１再生制御部が第１情報を生成し、第２再生制御部が第２情報を生成する。再生動作時に、第１再生制御部は第１情報に基づいて再生受信データ列の出力を制御し、第２再生制御部は第２情報に基づいて再生受信データ列の処理を制御する。このような仕組みにより、再生受信データを処理する過程で、処理条件の変更が再現される。

【0015】

処理条件は、動作モード等の動作条件の変更に伴って自動的に変更され、あるいは、ユーザーにより直接的に変更される。そのような処理条件の変更が再生動作時に再現される。処理部に設定された処理条件の全部が再現されてもよいし、その一部が再現されてもよい。

【0016】

実施形態において、超音波診断装置は、更に、生成部、及び、第３再生制御部を含む。生成部は、リアルタイム動作時に表示データ列に合成されるグラフィックデータを生成し、再生動作時に再生表示データ列に合成される再生グラフィックデータを生成する。第３再生制御部は、リアルタイム動作時に生成部における生成条件の変更を再現するための第３情報を生成し、再生動作時に第３情報に基づいて再生グラフィックデータの生成を制御する。

【0017】

リアルタイム動作時において、第３再生制御部が第３情報を生成する。再生動作時において、第３再生制御部が第３情報に基づいて生成条件の変更を再現する。リアルタイム動作時に処理条件や再生条件の変更に基づいて超音波画像の内容が変化した場合、再生動作時においてその変化が再現される。第１再生制御部、第２再生制御部、及び、第３再生制御部は、それぞれ、情報を管理するデータベースにより構成され得る。

【0018】

実施形態において、第１情報には、受信データ列を構成する複数の受信データを時間的に管理するための第１時刻情報が含まれる。第２情報には、処理条件の変更タイミングを再現するための第２時刻情報が含まれる。第３情報には、生成条件の変更タイミングを再現するための第３時刻情報が含まれる。

【0019】

上記構成によれば、複数の受信データの出力タイミングに対して、処理条件の変更タイミング及び生成条件の変更タイミングを適合させることが可能となる。つまり、リアルタイム動作時に表示されていた超音波画像が内容的及び時間的に正しく再生される。

【0020】

実施形態において、超音波診断装置は、時刻情報を生成する共通時計を含む。時刻情報が第１時刻情報、記第２時刻情報及び第３時刻情報として利用される。超音波診断装置は、一般に、互いに独立して動作する複数のユニットにより構成される。共通時計により生成された時刻情報を各ユニットに供給すれば、第１時刻情報、第２時刻情報及び第３時刻情報の間に時間的なずれが生じることを防止できる。

【0021】

実施形態において、再生動作時に、シネメモリ、処理部及び生成部は、時刻情報に基づいて同期して動作する。再生動作時において、時刻情報は、現在の時刻情報であり、記憶された各時刻情報は、過去の時刻情報である。必要に応じて、現在の時刻情報と過去の時刻情報の差分が演算される。現在の時刻情報に基づいて、各再生制御部を動作させる場合、各再生制御部の動作タイミングの決定に際して差分が考慮される。

【0022】

実施形態において、第１情報には複数の受信データに対応する複数の第１レコードが含まれる。第１時刻情報には複数の第１レコードに含まれる複数の第１タイムスタンプが含まれる。第２情報には処理条件の変化ごとに生成される少なくとも１つの第２レコードが含まれる。第２時刻情報には少なくとも１つの第２レコードに含まれる少なくとも１つの第２タイムスタンプが含まれる。第３情報には生成条件の変化ごとに生成される少なくとも１つの第３レコードが含まれる。第３時刻情報には少なくとも１つの第３レコードに含まれる少なくとも１つの第３タイムスタンプが含まれる。個々のタイムスタンプは、データ又はレコードに付与された時間的なラベルであり、典型的には、データ又はレコードが生成又は記録等された時刻を示すデータである。

【0023】

実施形態において、第１再生制御部は、再生動作時に、複数の第１タイムスタンプに基づいて再生期間に対応する再生受信データ列を特定する。第２再生制御部は、再生動作時に、第２タイムスタンプに基づいて処理条件を変更するタイミングを決定する。第３再生制御部は、再生動作時に、第３タイムスタンプに基づいて生成条件を切り換えるタイミングを決定する。

【0024】

実施形態において、超音波診断装置は、第１情報、第２情報及び第３情報を外部へ出力する手段を含む。この構成によれば、第１情報、第２情報及び第３情報を他の超音波診断装置等に転送し得る。

【0025】

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る超音波診断装置がブロック図として示されている。図示された超音波診断装置は、病院等の医療機関において設置され、生体に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。

【0026】

超音波診断装置は、Ｂモード、Ｍモード、ＣＦＭモード、ＰＷドプラモード、ＣＷドプラモード、エラストイメージングモード、ハーモニックイメージングモード、三次元画像表示モード等の多様な動作モードを備えている。この超音波診断装置は、リニア走査方式、セクタ走査方式、コンベックス走査方式等に対応しており、それらの走査方式の中から実際に用いる走査方式が選択される。また、この超音波診断装置においては、表示形式を選択することが可能であり、具体的には、１画面表示、２画面表示、４画面表示等の中からいずれかを選択することが可能である。

【0027】

なお、以下の説明において、リアルタイム動作は、超音波の送受波を行いながら超音波画像をリアルタイムで表示する動作である。再生動作は、フリーズ状態（送受信停止状態）において超音波画像を再生する動作である。

【0028】

図１において、超音波診断装置は、装置本体１０、プローブ１２、操作パネル１４等を備えている。装置本体１０は、フロントエンド（ＦＥ）ユニット１６、バックエンド（ＢＥ）ユニット１８、表示処理ユニット２０、及び、制御ユニット２２を有している。それらのユニット１６，１８，２０，２２は、それぞれ、独立して動作するプロセッサを備えている。図１中に示されている各ブロックは、プロセッサが発揮する機能、電子回路、専用デバイス等に相当する。

【0029】

プローブ１２は、装置本体１０に対して着脱可能に接続される可搬型の送受器である。プローブ１２は、本実施形態において、直線又は曲線に沿って一次元配列された複数の振動素子からなる振動素子アレイを有している。振動素子アレイによって超音波ビームが形成され、その超音波ビームが電子的に走査される。これにより観測面としてのビーム走査面が形成される。なお、超音波ビームの二次元走査により三次元データ取込空間を形成し、当該空間からボリュームデータを得るようにしてもよい。

【0030】

ＦＥユニット１６について説明する。送信回路２４は送信ビームフォーマーとして機能する電子回路である。送信時において、送信回路２４は、振動素子アレイに対して複数の送信信号を並列的に出力する。これにより送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波が振動素子アレイにおいて受波される。これにより振動素子アレイから受信回路２６へ複数の受信信号が並列的に出力される。

【0031】

受信回路２６は受信ビームフォーマーとして機能する電子回路である。受信回路２６は、入力される複数の受信信号をそれぞれデジタル信号に変換した上で、複数のデジタル受信信号を遅延加算（整相加算）し、これによりビームデータを生成する。１回のビーム走査で、電子走査方向に並ぶ複数のビームデータが取得される。それらにより受信フレームデータ（以下、受信データという。）が構成される。個々のビームデータは深さ方向に並んだ複数のエコーデータにより構成される。送受信制御部２８は、プロセッサ等により構成される。送受信制御部２８は、後述する主制御部５０の制御の下で、送信回路２４及び受信回路２６の動作を制御する。

【0032】

次に、ＢＥユニット１８について説明する。データ処理部３０は、各受信データをビームデータ単位で処理する回路である。具体的には、データ処理部３０は、各ビームデータに対し、選択された動作モードに対応する複数のデータ処理を適用する。データ処理部３０は、例えば、直交検波回路、振幅演算回路、対数変換回路、フィルタ回路、相関回路等を有する。データ処理部３０から出力された複数の受信データが、シネメモリ制御部３２を介して、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）３８へ順次送られる。

【0033】

シネメモリ制御部３２は、リアルタイム動作時において、シネメモリ３４に対して、複数の受信データを時系列順で格納する制御を実行する。シネメモリ３４は、超音波画像を再生する際に必要となる受信データ列を一時的に記憶しておく再生用メモリである。シネメモリ３４は、リングバッファ構造を有している。シネメモリ３４が他の構造を有していてもよい。実施形態においては、シネメモリ３４は、大量のデータを記憶することが可能な記憶デバイスで構成される。なお、リアルタイム動作時に、個々の受信データをシネメモリ３４にいったん書き込んだ上で、そこから個々の受信データを読み出してＤＳＣ３８へ転送するようにしてもよい。

【0034】

実施形態において、シネメモリ制御部３２は、再生動作時において、第１再生制御部３６の制御の下で、シネメモリ３４から受信データ列を読み出してＤＳＣ３８へ出力する制御を実行する。

【0035】

第１再生制御部３６は、リアルタイム動作時に、シネメモリ３４に格納される複数の受信データを管理するための第１情報を生成し、再生動作時に、第１情報に基づいてシネメモリ３４からの受信データ列の読み出しを制御する。図示の構成例では、第１再生制御部３６は、シネメモリ制御部３２を介して、受信データ列の読み出しを制御している。

【0036】

シネメモリ制御部３２が第１情報を生成してもよく、シネメモリ制御部３２が第１情報に基づいて受信データ列の読み出し制御を主体的に行うようにしてもよい。その場合、シネメモリ制御部３２は再生制御手段として観念される。シネメモリ制御部３２と第１再生制御部３６が統合されてもよい。

【0037】

実施形態において、第１再生制御部３６は、第１情報を管理するための第１メモリ３７を有している。第１再生制御部３６はデータベースとして機能する。第１情報は、シネメモリ３４へ格納される複数の受信データに対応する複数のレコードにより構成される。各レコードは各受信データを管理するためのデータである。各レコードには、各受信データを時間的に管理するための時刻情報としてのタイムスタンプが含まれる。一般に、タイムスタンプは、データ又はレコードの生成時、記憶時等を示す時刻ラベルである。シネメモリ３４と第１メモリ３７とが一体化されてもよい。

【0038】

以上のように、リアルタイム動作時においては、受信データごとに、受信データ及びレコードからなるデータセットが、シネメモリ３４及び第１メモリ３７へ記憶される。再生動作時においては、第１メモリ３７内の複数のレコード（特に複数のタイムスタンプ）に基づいて、再生期間に対応する特定の受信データ列が特定される。シネメモリ３４から、特定の受信データ列を構成する複数の受信データが順次読み出され、それらがＤＳＣ３８へ順次転送される。なお、再生動作時においてシネメモリ３４からシネメモリ制御部３２を介してＤＳＣ３２へ転送される受信データ列を再生受信データ列と称してもよい。

【0039】

ＤＳＣ３８は、座標変換機能、補間機能、フレームレート調整機能等を有する。座標変換機能は、例えば、ｒθ座標（極座標）をｘｙ座標（直交座標）に変換する機能である。ＤＳＣ３８により、受信データ列（受信フレームデータ列）から表示データ列（表示フレームデータ列）が生成される。個々の表示データは、図示の構成例において、断層画像データである。なお、再生動作時において受信データ列から生成される表示データ列を再生表示データ列と称してもよい。

【0040】

データ処理部４０は、各表示データに対して、平滑化処理、エッジ強調処理等を適用する。データ処理部４０は、例えば、デジタルフィルタ回路で構成される。カラー変換部４２は、各表示データに対して、階調補正、ガンマ補正、カラー処理等を適用する。カラー変換部４２により、ＲＧＢ形式に従う表示データ列が生成される。

【0041】

パラメータ配信部４４は通信部として機能する。パラメータ配信部４４は、主制御部５０から送られてくる処理パラメータ群（処理コマンド、制御値等を含む）を受信する。処理パラメータ群により処理条件が規定される。パラメータ配信部４４は、ＢＥユニット１８内の各構成要素に対し、受信した処理パラメータ群を分配する。ＢＥユニット１８内の各構成要素は、受領した１又は複数の処理パラメータに従って動作する。

【0042】

主制御部５０は、動作条件が変更された時点で、ＢＥユニット１８に対して、新しい処理条件を規定する新しい処理パラメータ群を送信する。その場合、実際に変更された１又は複数の処理パラメータのみが送信されてもよい。ユーザーにより処理条件が直接的に変更されてもよい。

【0043】

第２再生制御部４６は、リアルタイム動作時において、第２情報を生成する。第２情報は、再生動作時において、処理条件の変更（具体的には処理パラメータ群の変更）を再現するための情報である。第２情報は、図示の構成例において、処理条件の変更ごとに生成されるレコードにより構成される。レコードには、新しい処理パラメータ群が含まれる。但し、再生動作時において、ＢＥユニット１８の内で機能するのはデータ処理部３０を除く部分である。データ処理部３０に与えられる１又は複数の処理パラメータは、第２再生制御部４６の管理対象外である。

【0044】

図示された構成例において、第２再生制御部４６は、複数のレコードが記憶される第２メモリ４７を管理する。第２再生制御部４６は、データベースとして機能する。再生動作時の最初に、第２再生制御部４６は、初期設定を行うために、再生開始時に対応する特定のレコードを参照し、その内容に基づいてＢＥユニット１８の処理条件を設定する。すなわち、第２再生制御部４６は、パラメータ配信部４４を介して、ＢＥユニット１８内の各構成要素へ１又は複数の処理パラメータを供給し、それらの初期設定を行う。

【0045】

その後、複数の受信データの再生の過程で、上記の特定のレコードに続く１又は複数のレコードの内容に従って処理条件を順次変更する。換言すれば、処理条件の変更を順次再現する。処理条件の変更の都度、第２再生制御部４６からパラメータ配信部４４を介して各構成要素へ１又は複数のパラメータが供給される。

【0046】

第１メモリ３７に記憶された第１情報及び第２メモリ４７に記憶された第２情報が、必要に応じて、主制御部５０に提供され、又は、主制御部５０により第１情報及び第２情報が参照される。

【0047】

ファイル出力部４８は、出力要求があった場合に、第１メモリ３７に記憶されている第１情報をファイルとして外部へ出力し、また、第２メモリ４７に記憶されている第２情報をファイルとして外部へ出力する。ファイル出力部４８により、シネメモリ３４に記憶されている受信データ列が外部に出力されてもよい。外部へのファイルの出力や受信データ列の出力が主制御部５０により実行されてもよい。

【0048】

制御ユニット２２について説明する。制御ユニット２２は、それが有する記憶部分を除き、プログラムを実行するＣＰＵで構成される。主制御部５０は、超音波診断装置に含まれる個々の構成要素の動作を制御する。

【0049】

生成制御部５２は、主制御部５０の制御の下で、グラフィック生成部５４でのグラフィック（グラフィック画像）の生成を制御する。具体的には、生成制御部５２からグラフィック生成部５４へ、生成条件を規定する生成パラメータ群が送られている。生成パラメータ群には、生成コマンド、テキストコード、コンテンツ識別子、座標、ＵＲＬ、等が含まれる。

【0050】

グラフィック生成部５４は、上記のとおり、生成制御部５２により制御され、グラフィックを生成するものである。グラフィックには、文字列、マーク、記号、図形、アイコン、サムネイル画像、等が含まれる。例えば、グラフィックには、検査情報（日時、施設名等）、被検者情報（氏名、性別等）、動作条件を示す情報（送信周波数、ゲイン値等）、諸々の図形（ボディマーク、枠、目盛り、アイコン等）、等が含まれる。リアルタイム動作中において動作条件の変更に伴って生成条件（具体的にはグラフィック内容）が変更された場合、再生動作時においてその生成条件の変更が再現される。

【0051】

第３再生制御部５６は、リアルタイム動作時において、生成制御部５２からグラフィック生成部５４へ送られる生成パラメータ群の変更を管理するための第３情報を生成し、それを第３メモリ５７に記憶する。第３再生制御部５６はデータベースとして機能する。具体的には、生成条件の変更の都度、レコードが生成される。第３メモリ５７には、第３情報として、１又は複数のレコードが記憶される。

【0052】

第３再生制御部５６は、再生動作時において、第３メモリ５７に格納された１又は複数のレコードの内容に従って、グラフィック生成を制御する。具体的には、個々のレコードに含まれる生成パラメータ群を、個々のレコードに含まれる時刻情報に従うタイミングで、グラフィック生成部５４に出力する。これにより生成条件の変更が再現される。第３メモリ５７の内容が必要に応じて主制御部５０へ出力され、あるいは、主制御部５０により第３メモリ５７の内容が参照される。再生動作時に生成されるグラフィックを再生グラフィックと称し得る。

【0053】

ファイル出力部５８は、第３メモリ５７に記憶された１又は複数のレコードをファイルとして外部へ出力する。そのファイルが主制御部５０を介して外部へ出力されてもよい。主制御部５０には操作パネル１４が接続されている。操作パネル１４は、複数のボタン、複数のスイッチ、トラックボール、キーボード等を有する入力デバイスである。

【0054】

表示処理ユニット２０について説明する。合成部６０は、超音波画像とグラフィックとを合成し、表示用画像データとして合成画像データを生成する。その合成はフレーム単位で実行される。合成画像データは、画像出力部６２を介して、図示されていない表示器に出力される。表示器には合成画像が表示される。表示器はＬＣＤ、有機ＥＬデバイスにより構成される。合成画像データがプリンタや通信部へ出力されてもよい。

【0055】

時計６４は、時刻情報を生成する電子回路又はプログラムにより構成される。時刻情報は、ＢＥユニット１８及び制御ユニット２２に並列的に提供されている。時刻情報に基づいて、第１メモリ３７、第２メモリ４７及び第３メモリ５７に格納される各レコードにタイムスタンプが挿入される。再生動作時に、個々のレコードに含まれるタイムスタンプを参照することにより、ＢＥユニット１８での受信データ処理動作及び制御ユニット２２でのグラフィック生成動作を同期させることが可能となる。時刻情報がＦＥユニット１６及び表示処理ユニット２０に供給されてもよい。

【0056】

以上のように、実施形態に係る超音波診断装置は、再生動作時に処理条件の変更及び生成条件の変更を再現する仕組みを備えている。ユーザーからの明示的な指示等の所定条件が満たされた場合に、シネメモリ３４の記憶内容がリセットされ、それと共に、第１メモリ３７、第２メモリ４７、及び、第３メモリ５７の内容がリセットされる。逆に言えば、所定条件が満たされるまでは、シネメモリ３４、第１メモリ３７、第２メモリ４７、及び、第３メモリ５７の記憶内容が維持される。所定条件には、シネメモリ３４の空き容量の欠乏等が含まれ得る。

【0057】

図２には、シネメモリ３４の構造が示されている。シネメモリ３４には、リセット後に入力された複数の受信データ６６が時系列順で格納される。各受信データ６６は、時系列順で並ぶ複数のビームデータ７０により構成される。図２において、ｒは深さ方向を示しており、θは電子走査方向を示している。

【0058】

図３には、第１メモリ３７の記憶構造が示されている。第１メモリ３７には時系列順で複数のレコード７２が格納される。１つのレコード７２が１つの受信データに対応している。ビームデータごとにレコードが生成されてもよい。ｔは時間軸を示している。

【0059】

レコード７２には、タイムスタンプ７４、送受信条件７６、表示形式７８、先頭アドレス８０、データサイズ８２等が含まれる。タイムスタンプ７４は、例えば、シネメモリへ受信データを記録した時刻を示す情報である。他の時刻情報をタイムスタンプ７４としてもよい。

【0060】

送受信条件７６は、動作モード、走査方式、等を特定する情報である。表示形式７８は、画像フォーマット等を特定する情報である。送受信条件７６及び表示形式７８は、例えば、再生動作時において、複数のメモリにわたって記録される複数のレコード相互間を正しく対応付ける際の識別情報として用い得る。それらの情報が無くても対応付けを正しく行える場合、それらの情報の記録は不要である。

【0061】

先頭アドレス８０は、第１シネメモリ上に格納された受信データの先頭アドレスであり、データサイズ８２はその受信データのサイズである。それらの情報に基づいて、第１シネメモリ上における受信データの記憶エリアを特定し得る。再生期間が指定された場合、各レコード中のタイムスタンプ７４が参照され、再生対象となった受信データ列が特定される。具体的には、最初の受信データ及び最後の受信データが特定される。

【0062】

図４には、第２メモリ４７の記憶構造が示されている。第２メモリ４７には時系列順で複数のレコード８４が格納される。第２メモリ４７における先頭のレコード８４は、リセット後、最初に設定された処理条件を含むレコードである。その後、リアルタイム動作の過程で、処理条件が変更される都度、レコード８４が生成される。第２メモリ４７における２番目以降のレコード８４はそのようなレコードである。

【0063】

各レコード８４には、タイムスタンプ８６、送受信条件８８、表示形式９０、処理パラメータセット９２、等が含まれる。タイムスタンプ８６は、表示条件の変更タイミングを管理及び特定するための情報であり、例えば、処理条件の変更タイミング又はレコード８４の生成タイミングを示す情報である。

【0064】

送受信条件８８は、図３に示した送受信条件と同様、動作モード、走査方式、等を特定する情報である。表示形式７８は、図３に示した表示形式と同様、画像フォーマット等を特定する情報である。それらの情報は、上記同様に、例えば、レコード識別子として利用される。

【0065】

処理パラメータセット９２は、ＢＥユニットにおいて、再生受信データ列を処理する複数の構成要素に設定される複数の処理パラメータにより構成される。それには、変更されない制御パラメータも含まれ得る。そのようなスナップショット記憶方式に代えて、変更された１又は複数の制御パラメータだけ、つまり差分だけを記憶しておく差分記憶方式を採用することも考えられる。もっとも、差分記憶方式によると、処理条件の再現に際して最初のレコードを含む過去すべてのレコードを参照しなければならなくなる。その問題を回避するためには、差分記憶方式とスナップショット記憶方式とを併用すればよい。そのような混合方式については後に変形例として説明する。

【0066】

図５には、第３メモリ５７の記憶構造が示されている。第３メモリ５７には複数のレコード９４が時系列順で記憶される。第３メモリ５７における先頭のレコード９４は、最初に設定された生成条件を含むレコードである。リアルタイム動作の開始後、生成条件が変更される都度、レコード９４が生成される。第３メモリ５７における２番目以降のレコード９４はそのようなレコードである。

【0067】

各レコード９４には、タイムスタンプ９６、送受信条件９８、表示形式１００、生成パラメータセット１０２、等が含まれる。タイムスタンプ９６は、生成条件の変更タイミングを管理及び特定するための情報であり、例えば、生成条件の変更タイミング又はレコード９４の生成タイミングを示す情報である。

【0068】

送受信条件９８は、図３及図４に示した送受信条件と同様、動作モード、走査方式、等を特定する情報である。表示形式１００は、図３及び図４に示した表示形式と同様、画像フォーマット等を特定する情報である。それらの情報は、既に説明したように、例えば、レコード識別子として利用される。

【0069】

生成パラメータセット１０２は、グラフィックを再現する際に必要となる複数の生成パラメータにより構成される。それには、変更されない生成パラメータも含まれる。既に説明したように、そのようなスナップショット記憶方式に代えて、後述する混合方式が採用されてもよい。

【0070】

なお、第１メモリ、第２メモリ、及び、第３メモリに記憶される各レコードを管理するために、各レコードにレコード識別子を付与してもよい。第１メモリ、第２メモリ及び第３メモリを統合してもよい。

【0071】

図６には、リアルタイム動作の一例がタイミングチャートとして示されている。各横軸は時間軸である。（Ａ）は、第１メモリへのレコード１１０の書き込みを示している。（Ｂ）は、シネメモリへの受信データ１０８の書き込みを示している。（Ｃ）は、処理条件の設定（再設定）１０４ａ～１０４ｄを示している。処理条件の変更の都度、上記のようにレコードが生成及び記憶される。（Ｄ）は、生成条件の設定（再設定）１０６ａ～１０６ｄを示している。処理条件の変更の都度、上記のようにレコードが生成及び記憶される。なお、本願に含まれる各タイミングチャートは、実施形態の動作を分かり易く説明するためのものであり、各タイミングチャートには、実際の動作に一致していない部分が含まれ得る。

【0072】

Ｔ０はリセット後のリアルタイム動作開始タイミングを示している。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、動作条件の変更タイミングを示している。動作条件の変更の一例として、動作モードの変更及び電子走査方式の変更があげられる。

【0073】

Ｔ０の直後に、処理条件及び生成条件が初期設定されている（１０４ａ及び符号１０６ａを参照）。その後、送受信が開始され、複数の受信データ１０８が取得されている。先頭の受信データ１０８ａは、Ｔ０から期間１０７をおいたタイミングで、シネメモリに格納されている。先頭のレコード１１０ａも、Ｔ０から期間１０７をおいたタイミングで、第１メモリに格納されている。

【0074】

Ｔ１で動作条件が変更されると、処理条件及び生成条件が変更される（符号１０４ｂ及び符号１０６ｂを参照）。Ｔ１から期間１０９をおいたタイミングで、動作条件変更後の最初の受信データ１０８ｂ及び最初のレコード１１０ｂが記憶されている。Ｔ２，Ｔ３の直後においても、上記同様に、処理条件が記憶され（符号１０４ｃ，１０４ｄを参照）、また、生成条件が記憶されている（符号１０６ｃ、１０６ｄを参照）。

【0075】

図７には、再生動作を示すタイミングチャートが示されている。図６に示した要素と同一の要素には同一の符号を付しその説明を省略する。このことは図８以降の各図においても同様である。

【0076】

図７において、追加された（Ｃ１）は、再生受信データの処理１２４を示している。また、追加された（Ｄ１）は、再生グラフィックの生成１２６を示している。ユーザーにより、再生期間１０３が指定される。再生期間は、時間軸上の過去の期間として指定される。ｔｓは再生期間１０３の先頭つまり再生開始時を示しており、ｔｅは再生期間１０３の末尾つまり再生終了時を示している。

【0077】

図示の例では、再生開始時ｔｓに基づいて、再生基準時ｔｓ１が決定されている。例えば、第１メモリ上において、再生開始時ｔｓに最も近いタイムスタンプを有する先頭のレコード１１０ｃが特定される。先頭のレコード１００ｃに基づいて先頭の受信データ１０８ｃが特定される。図示の例では、再生基準時ｔｓ１は再生開始時ｔｓよりも期間ｔｘ分だけ遅れている。再生開始時ｔｓよりも前に再生基準時ｔｓ１が決定されてもよい。

【0078】

その一方、第２メモリ上において、再生開始時ｔｓよりも前であって再生開始時ｔｓに最も近いタイムスタンプを有する先頭のレコードが特定される（符号１０４Ｂを参照）。先頭のレコードに基づいて、初期設定する処理条件が特定される。それと並行して、第３メモリ上において、再生開始時ｔｓよりも前であって再生開始時ｔｓに最も近いタイムスタンプを有する先頭のレコードが特定される（符号１０６ｂを参照）。先頭のレコードに基づいて、初期設定する生成条件が特定される。

【0079】

処理条件及び生成条件が再現された上で、再生基準時ｔｓ１以降の複数の受信データがシネメモリから順次読み出される。それらの受信データに対して処理部による処理及び合成部によるグラフィック合成が順次適用される。例えば、先頭のレコード１１０ｃに基づいて受信データ１０８ｃが読み出され、それが処理部において処理され（符号１２４ａを参照）、先頭の表示データが生成される。一方、最初のグラフィックが生成されて（符号１２６ａを参照）、その最初のグラフィックが先頭の表示データに合成される。

【0080】

処理部での処理は、再生基準時ｔｓ１よりも遅れ時間Δｔ１だけ遅れている。グラフィック生成は、再生基準時ｔｓ１よりも遅れ時間Δｔ２だけ遅れている。再生動作の開始時に、それらの遅れ時間Δｔ１、Δｔ２が演算され、それらの遅れ時間Δｔ１、Δｔ２に従うタイミングで、処理部及びグラフィック生成部が動作する。これにより、処理条件の変更及び生成条件の変更をそれらのタイミングを含め正しく再現することが可能となる。遅れ時間Δｔ１、Δｔ２の演算に当たって、各回路や各モジュールの応答遅れ時間が考慮される。

【0081】

図示の例では、第１メモリ上において、再生終了時ｔｅに近いタイムスタンプを有する最終のレコード１１０ｄが特定されている。最終のレコード１１０ｄに基づいて最終の受信データ１０８ｄが読み出され、それが処理され（符号１２４ｂを参照）、これにより最終の受信データから最終の表示データが生成される。最終の表示データに対しては、グラフィック生成部により生成されたグラフィックが合成される（符号１２６ｂを参照）。

【0082】

なお、実施形態においては、再生動作時において、時計が生成する現在の時刻情報に基づいて各構成が同期して動作する。再生期間１０３が自動的に指定されてもよい。例えば、心電信号に基づいて再生期間１０３が自動的に指定されてもよい。

【0083】

図８には、再生動作の一例がフローチャートとして示されている。Ｓ１０では、検査者つまりユーザーにより指定された再生期間が主制御部により受け付けられる。例えば、時間軸上において、再生開始時及び再生終了時に相当する過去の２時点が指定される。

【0084】

Ｓ１２においては、主制御部から、第２再生制御部及び第３再生制御部へ、再生期間、特に再生開始時が通知される。Ｓ１４においては、第２再生制御部により、参照すべき所定のレコードが特定され、同様に、第３再生制御部により、参照すべき所定のレコードが特定される。例えば、各再生制御部により、再生開始時よりも前であって再生開始時に最も近いレコードが特定される。再生開始時に代えて再生基準時を基準として、レコードを特定するようにしてもよい。

【0085】

Ｓ１６においては、第２再生制御部及び第３再生制御部により、上記のように特定されたレコードの内容に基づいて、過去の設定が再現される。その設定は、再生動作における初期設定に相当する。第２再生制御部及び第３再生制御部は、設定完了後、設定完了の旨を主制御部へ通知する。

【0086】

Ｓ１８では、主制御部により、再生開始時に基づいて、再生基準時が決定される。再生基準時は、現在の時刻として又は過去の時刻として決定される。例えば、再生基準時が現在の時刻として決定される場合、時計により今後生成される現在の時刻情報を基準として各構成要素が動作する。一方、再生基準時が過去の時刻として決定される場合、時計により今後生成される現在の時刻情報から変換される過去の時刻情報を基準として各構成要素が動作する。それらの間に本質的な違いはない。各構成要素が結果として同期して動作するように各構成要素の動作タイミングを一致させる又は整合させることになる。

【0087】

実施形態においては、Ｓ２０において、現在の時刻として再生基準時が決定される。例えば、設定準備期間を考慮して、現時点（再生期間指定時）からＮ秒先の時点として再生基準時が決定される。その場合、主制御部は、再生基準時と過去の時刻である再生開始時との時間差を演算し、その時間差を、第２再生制御部及び第３再生制御部に通知する。必要に応じて、主制御部は、時間差を第１再生制御部等にも通知する。Ｓ２２では、主制御部、又は、第２及び第３再生制御部により、遅れ時間（Δｔ１及びΔｔ２）が計算され、又は、特定される。

【0088】

Ｓ２４では、再生動作が実行される。具体的には、第１再生制御部の制御により、再生基準時に基づいて特定される受信データ列が順次読み出される。第２再生制御部の制御の下で、処理部により複数の受信データが順次処理されて複数の表示データが生成される。 第３再生制御部の制御の下で生成されたグラフィックが個々の表示データに合成される。これにより超音波画像が再生される。その再生過程において、処理条件の変更及び生成条件の変更が再現される。

【0089】

個々の受信データの再生・処理、個々のグラフィックの生成、及び、個々の表示データへのグラフィックの合成に際しては、上記の時間差分が考慮され、また、上記の遅れ時間が考慮される。すなわち、処理条件の変更や生成条件の変更がそれらのタイミングを含めて再現される。

【0090】

図９には、他の動作例がタイミングチャートとして示されている。再生期間１０３Ａの先頭である再生開始時ｔｓはＴ２に近接している。Ｔ２以前の受信データは再生対象となっていない。

【0091】

このような場合には、第２メモリ上及び第３メモリ上において、再生開始時ｔｓに基づいて、それよりも時間的に後であって再生開始時ｔｓに最も近いタイムスタンプを有するレコードが特定される（符号１３０、１３２を参照）。再生基準時ｔｓ１は、図示のように定められ、再生開始時ｔｓと再生基準時ｔｓ１との間が期間ｔｘである。この場合においても、遅れ時間Δｔ１、Δｔ２が特定され、それらが再生制御において考慮される。

【0092】

図９においては、先頭のレコード１１０ｄが特定され、その内容に従ってシネメモリから先頭の受信データ１０８ｄが読み出される。それに対して処理が適用され（符号１２４ｃを参照）、また、それに対応する先頭の表示データに合成されるグラフィックが生成される（符号１２６ｃを参照）。２番目以降の各受信データについても、上記同様に再生される。その過程において、処理条件の変更や生成条件の変更が再現される。

【0093】

次に、図１０～図１２に基づいて、変形例について説明する。変形例においては混合方式が採用されている。すなわち、変形例では、差分記憶方式が繰り返し実行される中で、定期的又は間欠的に、スナップショット記憶方式が実行される。例えば、最初にスナップショット記憶方式に従うレコード記憶が実行され、その後、差分記憶方式に従うレコード記憶がｋ回実行される都度、スナップショット記憶方式に従うレコード記憶が１回実行される。ｋは１以上の自然数である。

【0094】

混合方式では、図１０に示されるように、第２メモリ４７に２種類のレコード７２，７２Ａが記憶される。レコード７２は、図４に示した内容を有する。レコード７２はスナップショットレコードとも言い得る。レコード７２Ａは、図１０に示される内容を有する。すなわち、レコード７２Ａは、タイムスタンプ７４Ａ、送受信条件の中での更新部分（つまり差分）７６Ａ、表示形式の中での更新部分（つまり差分）７８Ａ、処理パラメータセットの内での更新部分（つまり差分）８２Ａ、等を有する。レコード７２Ａに全情報ではなく差分情報を含めることにより、レコード７２Ａのサイズを小さくできる。レコード７２Ａは差分レコードとも言い得る。

【0095】

再生動作時には、再生開始時から過去に遡って最も近いスナップショットレコード７２が特定され、その内容が参照される。そのスナップショットレコード７２と再生開始時との間に、１又は複数の差分レコード７２Ａが存在する場合には、それらも参照される。間欠的にスナップショットレコード７２を生成及び記憶しておくことにより、再生動作の開始時に、多数のレコードを参照することを回避できる。

【0096】

図１１には、混合方式における第３メモリ５７の内容が示されている。第３メモリ５７には、２種類のレコード９４，９４Ａが記憶される。レコード９４は、図５に示した内容を有する。レコード９４はスナップショットレコードと言い得る。レコード９４Ａは、図１１に示される内容を有する。すなわち、レコード９４Ａは、タイムスタンプ９６Ａ、送受信条件の内で更新された部分（つまり差分）９８Ａ、表示形式の内で更新された部分（つまり差分）１００Ａ、生成パラメータセットの内で更新された部分（つまり差分）１０２Ａ、等を有する。レコード９４Ａは差分レコードと言い得る。

【0097】

再生動作時には、再生開始時から過去に遡って最も近いスナップショットレコード９４が特定され、その内容が参照される。そのスナップショットレコード９４と再生開始時との間に、１又は複数の差分レコード９４Ａが存在する場合には、それらも参照される。

【0098】

図１２には、混合方式が適用された場合における動作例が示されている。（Ｃ）で示す複数の設定の内で、グレー表現されている要素１０４ｅ，１０４ｇは、スナップショット記憶方式に従うレコード記憶に相当する。（Ｃ）で示す複数の設定の内で、白表現されている要素１０４ｆ，１０４ｈは、差分記憶方式に従うレコード記憶に相当する。同様に、（Ｄ）で示す複数の設定の内で、グレー表現されている要素１０６ｅ，１０６ｇは、スナップショット記憶方式に従うレコード記憶に相当する。（Ｃ）で示す複数の設定の内で、白表現されている要素１０６ｆ，１０６ｈは、差分記憶方式に従うレコード記憶に相当する。

【0099】

第２メモリ上において、符号１３４で示すように、再生開始時ｔｓから過去に遡って、最も近いタイムスタンプを有するスナップショットレコードが特定され（符号１０４ｅを参照）、続いて、符号１３６で示すように、そのタイムスタンプと再生開始時ｔｓとの間に存在する差分レコードが特定される（符号１０４ｆを参照）。特定された複数のレコードの内容に基づいて、処理部が初期設定される。

【0100】

また、第３メモリ上において、符号１３８で示すように、再生開始時ｔｓから過去に遡って、最も近いタイムスタンプを有するスナップショットレコードが特定され（符号１０６ｅを参照）、続いて、符号１４０で示すように、そのタイムスタンプと再生開始時ｔｓとの間に存在する差分レコードが特定される（符号１０６ｆを参照）。特定された複数のレコードの内容に基づいて、グラフィック生成部が初期設定される。

【0101】

再生動作開始後、スナップショットレコードが参照された場合（例えば、符号１０４ｇ，１０６ｇを参照）、その内容の全体が処理条件又は生成条件に反映される。但し、差分に相当する部分だけが参照及び反映されてもよい。差分レコードが参照された場合（例えば、符号１０４ｈ，１０６ｈを参照）、その内容が処理条件又は生成条件に反映される。

【0102】

図１に示した構成と同様の構成を有する他の超音波診断装置へ、シネメモリ、第１メモリ、第２メモリ及び第３メモリに記憶されたデータを転送し、他の超音波診断装置において、超音波画像を再生してもよい。

【符号の説明】

【0103】

１０ 装置本体、１２ プローブ、１６ フロントエンド（ＦＥ）ユニット、１８ バックエンド（ＢＥ）ユニット、２０ 表示処理ユニット、２２ 制御ユニット、３２ シネメモリ制御部、３４ シネメモリ、３６ 第１再生制御部、４６ 第２再生制御部、４８ 第１ファイル出力部、５０ 主制御部、５４ グラフィック生成部、５６ 第３再生制御部、５８ 第２ファイル出力部、６０ 合成部、６４ 時計。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】