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JP2008173255A - 超音波画像診断装置及び超音波画像診断プログラム - Google Patents

超音波画像診断装置及び超音波画像診断プログラム Download PDF

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JP2008173255A JP2007008601A JP2007008601A JP2008173255A JP 2008173255 A JP2008173255 A JP 2008173255A JP 2007008601 A JP2007008601 A JP 2007008601A JP 2007008601 A JP2007008601 A JP 2007008601A JP 2008173255 A JP2008173255 A JP 2008173255A
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Nami Fujimoto
奈美 藤本
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Abstract

【課題】ライブ像のみの表示と、ライブ像と一定時間前の動画を並べた表示を、切り替えて表示できる超音波画像診断装置を提供する。
【解決手段】送受信手段002が受信したデータに基づいて超音波画像を生成する画像生成手段003と、生成された超音波画像を画像生成手段003から受け、前記超音波画像の動画を実質的にリアルタイムに表示手段011に表示させる表示制御手段008と、記憶手段005と、生成された超音波画像を次々と記憶手段005に記憶させる書込手段004と、記憶手段005に記憶されている指定された所定時間前の超音波画像の過去画像を読み出す読出手段006と、ユーザからの入力を受けて、表示手段011への表示を、超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示又は、超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示及び過去画像の動画の表示の双方の表示、いずれかに切り替える切換手段007とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、生成された直後の超音波画像の動画であるライブ像を表示中に一定時間前の超音波画像の動画を表示する超音波画像診断装置及びそのプログラムに関する。
超音波画像診断装置は、超音波パルスの反射法により、被検体の体表から体内の所望部位に向けて超音波パルス(信号)を照射し、その部位から反射波の情報を用いて軟部組織の断層像や血流情報を無侵襲に得るものである。この装置は、X線診断装置、X線CTスキャナ、MRI、核医学診断装置などの他の画像診断装置に比べると、小型で安価、リアルタイム表示が可能、X線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能といった特徴を持ち、心臓、腹部、泌尿器、及び産婦人科などでの診断で広く利用されている。
このような超音波画像診断装置では、近年、心筋虚血の診断や腫瘍の早期発見のため、造影剤を用いることにより、血流信号を増強して組織灌流の様子などをより効果的に映像化する造影撮影の技術が知られている。そして、この造影撮影としては、生体内の反射信号に含まれる二次高調波を用いて画像構成を行う「コントラスト・ハーモニック・イメージング(Contrast Harmonic Imanging:CHI)や、造影剤が操作面に行き渡ったタイミングで超音波を間欠的に走査することで造影剤を高感度に映像化する「フラッシュ・エコー・イメージング(Flash Echo Imaging:FEI)」ものがある。
また、その他の検査の方法として、超音波画像診断装置により心臓の機能を診断する場合には、患者(以下、被検体と呼ぶ。)に対して運動負荷あるいは薬物負荷を与えた状態で収集した超音波画像を用いて心筋の運動機能を評価するストレス検査などがある。
これらの、超音波画像診断方法では、現在の対象部位の画像と、数秒前の対象部位の画像を比較しながら検査を行ったほうが効率がいい検査がある。例えば、連続的に画像を取得していくような造影検査の場合には、ある一定の時間のうちにどのくらい造影剤により対象部位が染まったのかを比較することで、検査の終了や造影剤の注入の終了などの時間がコントロールできるし、ストレス検査の場合には、ある一定時間前の負荷を掛けた状態と現在の負荷を掛けた状態を比較することで、負荷による対象部位の経時変化の様子を参照しながら把握することが重要である。
さらに、通常の超音波画像診断においても、生成した直後の超音波画像の動画(以下、この画像を「ライブ像」と呼ぶ)を実質的にリアルタイムで表示させているときに見落としなどが発生することがある。ここで、実質的にリアルタイムで表示させるとは、超音波画像を生成するのとほぼ同時に該超音波画像を表示手段に表示させることを言う。すなわちこの場合、少し前に収集した見落とし時の画像とライブ像を比較して現在の状況の確認を行う必要がある。
しかし、以上のような一定時間前の画像を比較したい場合がある検査においても、通常は画面上にライブ像のみの表示をすることで、大きな画像で対象部位の観察がおこなえ、より細かく観察ができる。したがって、画像を比較するときだけ、ライブ像と一定時間前の動画を並べて表示したほうが効率的である。
この点、従来は、超音波画像をライブで表示させているときに、その超音波画像のライブ表示と同時に一定時間前の動画を並べてリアルタイムで確認することができなかった。このため、同一検査においてライブ像と過去の画像を比較したい場合、ある程度の時間が経過した後、超音波画像の表示をフリーズさせ、参照すべき画像を表示させて比較する(例えば、特許文献1参照)必要があった。このフリーズによる比較画像の表示方法は、シネメモリの中に一時保存されている静止画像を表示するものであり、フリーズさせた後、フリーズモードに遷移させ比較画像の表示を行ったり、画像を保存しておいて、フリーズさせ、保存画像を表示させたりするものであった。
しかし、リアルタイムで連続的に撮影された画像では、そのライブ表示をフリーズさせた後、参照すべき画像をピックアップする操作が必要となるため、操作者にとっては大変面倒で煩雑であるといった不都合があった。
そこで、一定の間隔で画像を観察することが重要な画像診断装置において、画像をフリーズさせるとことなく、参照したい画像と比較して診断を行える超音波画像診断装置(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。
特開2000−126187号公報 特開2004−57356号公報
しかし、特許文献2に記載の超音波画像診断装置は、常にサムネイル画像を表示し続けているため、通常の検査時においてライブ像の画像が小さくなり見難くなってしまう。さらに、特許文献2におけるサムネイル画像は完全に記憶手段の中に保存されたものを表示するのであり、一時記憶されている動画を出力するものではなく、大規模な記憶領域が必要になる。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ライブ像のみの表示と、ライブ像と一定時間前の動画を並べた表示を、切り替えて表示できる超音波画像診断装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の超音波画像診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体を超音波で走査し受信する送受信手段と、前記送受信手段が受信したデータに基づいて超音波画像を生成する画像生成手段と、前記生成された超音波画像を前記画像生成手段から受け、前記超音波画像の動画を実質的にリアルタイムに表示手段に表示させる表示制御手段と、記憶手段と、前記生成された超音波画像を順次前記記憶手段に記憶させる書込手段と、前記記憶手段に記憶されている指定された時間前の前記超音波画像である過去画像を読み出す読出手段と、ユーザからの入力を受けて、前記表示手段への表示を、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示又は、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示及び前記過去画像の動画の表示の双方の表示、いずれかに切り替える切換手段とを備えることを特徴とするものである。
請求項6に記載の超音波画像診断プログラムは、コンピュータに、超音波プローブを介しての被検体を走査して得られたデータを受けて超音波画像を生成させ、前記生成された超音波画像を前記記憶手段に順次記憶させ、かつ所定容量を超過した前記超音波画像を古い順に消去させ、前記記憶手段に記憶されている指定された時間前の前記超音波画像である過去画像の読み出しを実行させ、ユーザからの指示を受けて、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示又は、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示及び前記過去画像の動画の表示の双方の表示、いずれかに切り替えて表示手段へ表示させることを特徴とするものである。
請求項1に記載の超音波画像診断装置又は請求項5に記載の超音波画像診断プログラムは、超音波画像生成とほぼ同時に表示される該超音波画像の動画、すなわち実質的にリアルタイムで表示されるライブ像を参照しながら検査を行っている最中に、切り替えによりライブ像と一定時間前の動画の双方を同時に表示することができる。これにより、通常はライブ像のみを表示させて大きな画像で詳細な部分までを確認し、必要なときに一定時間前の動画とライブ像を比較して検査を行うことができ、効率的な超音波画像診断が可能となる。
〔第1の実施形態〕
以下、この発明の第1の実施形態に係る超音波画像診断装置について説明する。図1は本発明に係る超音波画像診断装置の機能を表すブロック図である。図1における実線の矢印はデータのやり取りを表わし、点線の矢印は制御信号を表わしている。ここで、実行制御手段012はCPU及び各手段を動作させる制御命令を規定するプログラムで構成されている。ただし、以下の説明で、実際は実行制御手段を介してデータのやり取りを行う動作も、説明の都合上、各手段が直接やり取りしているように説明することがある。
送受信手段002は、超音波プローブ001を駆動することで被検体を走査し、超音波を送受信する(以下、これらの動作を単に「スキャン」ということがある。)。さらに、送受信手段002は、スキャンで得られたエコー信号を画像生成手段003に送信する。
画像生成手段003は、Bモード処理回路やCFM処理回路などを備えている。Bモード処理回路はエコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からBモード超音波ラスタデータを生成する。CFM処理回路は動いている血流情報の映像化を行い、エコー信号からカラー超音波ラスタデータを生成する。さらに、画像処理手段003はデジタルスキャンコンバータ(DSC)を有し、超音波ラスタデータを直交座標で表される画像データに変換して、直交座標系で表される画像を得る。さらに、画像生成手段003は、生成した画像データを切換手段007及び書込手段004に送る。
記憶手段005は、不揮発性メモリなどの書込み読み出しが高速に行えるが高価な第1記憶手段015と、ハードディスクなどの書込み読み出しが低速であるが安価なため容量の大きい第2記憶手段025で構成されている。そして、第1記憶手段015は超音波画像の動画を1分程度記憶できる容量を有しており、第2記憶手段025は超音波画像の動画を2分程度記憶できる容量を有している。この第1記憶手段015は高価であるため、あまり容量を大きくできないことから、従来のシネメモリとほぼ同様の容量にしている。また、第2記憶手段025の容量は、肝臓を基準に決められている。すなわち、肝臓はほとんど動かない臓器であるため、臓器の中で造影剤の広がりが最も遅い部位の一つである。そして、この肝臓における造影剤が完全に行き渡るまでにかかる時間が約3分である。そこで、この肝臓における造影剤広がりを比較確認するのに最大で必要な3分前の過去の画像を出力できるように、本実施形態では、第2記憶手段025の容量を超音波画像の動画を2分程度記憶できる容量にしている。これは、超音波画像の動画の容量は非常に大きいため、あまり多くの超音波画像の動画を保存できるようにすると、膨大な第2記憶手段025の容量が必要とされ、高コストになってしまうからである。この点、3分よりももっと以前の過去画像の動画が必要である場合には、第2記憶手段025をその容量に合わせて大きくしてもよい。また、コストと比較してより高速な画像出力を求める場合には、第1記憶手段015を大きくしてもよい。
書込手段004は、CPU及びその動作を規定するプログラムで構成されている。
実行制御手段012からの記憶手段005への書き込み命令を受けて、書込手段004は、第1記憶手段015にデータを書込む空き容量が残っているか否かを判断する。第1記憶手段015に空き容量が残っている場合には、書込手段004は、画像形成手段003から受けた画像データを第1記憶手段015に書き込む。
第1記憶手段015に空き容量が残っていない場合には、書込手段004は、第2記憶手段025の空き容量が残っているかいないかを判断する。第2記憶手段に空き容量が残っている場合には、第1記憶手段015を検索し、第1記憶手段015に存在する一番古い画像データを第2記憶手段025に書き込み、次に、第1記憶手段015に画像形成手段003から受けた画像データを第1記憶手段015に書き込む。第2記憶手段025の空き容量が残っていない場合には、書込手段004は、第2記憶手段025を検索し最も古い画像データを消去する。次に、書込手段004は、第1記憶手段015を検索し、第1記憶手段015に存在する最も古い画像データを第2記憶手段025に書き込む。次に、書込手段004は、第1記憶手段015から該画像データを消去した後、第1記憶手段015に画像形成手段003から受けた画像データを第1記憶手段015に書き込む。
以上のように、本実施形態では書込手段004が第1記憶手段015及び第2記憶手段025の空き容量をチェックし、空き容量がない場合に第1記憶手段015から第2記憶手段025への古い超音波画像の移動及び、第2記憶手段025から古い超音波画像の消去を行っているが、これは、書込手段004が現在の第1記憶手段015及び第2記憶手段025の空き容量を記憶していれば、書込手段004は現在書き込もうとしている容量を把握しているので、都度の検索を行わなくても、それらを比較することで第1記憶手段015からの超音波画像の移動及び第2記憶手段025からの超音波画像の消去を行うことができる。さらに、FIFO(First−In /First−Out)メモリなどを使用することにより、書込手段004は容量チェックを行わずに単に書き込んでいくことで、容量を超過した超音波画像が自動的に古い順に削除されていく構成にすることもできる。
読出手段006は、CPU及びその動作を規定するプログラムで構成されている。
読出手段006は、ユーザインタフェース009に含まれる入力手段010を利用してユーザ又は操作者が指定した心拍数又は秒数を実行制御手段012から受けとる。ここで、心拍数分の時間及びその秒数分の時間は3分以内の範囲で指定されている。本実施形態では、記憶手段005に記憶できる過去画像の動画が3分程度であるため、ユーザによる心拍数又は秒数の指定範囲を3分以前までとしているが、これは記憶手段005の容量に依存するもので、記憶手段005に記憶できる過去画像の動画の時間以内であれば指定可能にすることができる。
読出手段006は、指定された心拍数分の時間又は指定された秒数が1分以内であれば、指定された心拍数分の時間前、又は指定された秒数分の時間前の超音波画像の過去画像の画像データを第1記憶手段015から読み出し、切換手段007に送り、指定された心拍数分の時間又は指定された秒数が1分より長く3分以内であれば、指定された心拍数分の時間前、又は指定された秒数分の時間前の超音波画像の過去画像の画像データを第2記憶手段015から読み出し、切換手段007に送る。
切換手段007は、CPU及びその動作を規定するプログラムで構成されている。
切換手段007は、入力手段010から入力された指示を実行制御手段012から受けて、画像形成手段003から受けた生成された直後の超音波画像の画像データ、すなわちライブ像だけを表示制御手段008に送る場合と、ライブ像及び読出手段006から受けた超音波画像の画像データ、すなわち過去画像の動画の双方を表示制御手段008に送る場合との切り替えを行う。
表示制御手段008は、通常は図2(A)に示すように、切換手段007から受けた生成された直後の超音波画像の画像データに基づく動画であるライブ像201を、ユーザインタフェース009に含まれる表示手段011に表示させる。この表示は、超音波画像の実質的なリアルタイムで表示となる。ここで、実質的なリアルタイムの表示とは、超音波画像を生成するのとほぼ同時に該超音波画像を表示手段011に表示させることである。ここで、図2は超音波画像の動画の表示手段011への表示方法を説明するための図であり、図2(A)はライブ像のみの表示を説明するための図、図2(B)はライブ像及び過去の動画の並べた表示を説明するための図、図2(C)は図2(B)のライブ像及び過去画像の動画の表示位置を入れ替えた表示を説明するための図である。
図2(A)に示すようにライブ像201のみを表示しているときに、ユーザ又は操作者により入力手段010から入力されたライブ像201と過去画像の動画202の双方を並べて表示する指示を実行制御手段012から受けた場合、切換手段007からの画像データを受けて、表示制御手段008は、図2(B)又は図2(C)に示すように画像生成手段003から受けた画像データに基づくライブ像201と、読出手段006から受けた画像データに基づく過去画像の動画202を並べて表示手段011に表示させる。
また、図2(B)又は図2(C)に示すようにライブ像201と過去画像の動画202を並べて表示しているときに、ユーザ又は操作者により入力手段010から入力されたライブ像201のみを表示する指示を実行制御手段012から受けた場合、切換手段007からの画像データを受けて、図2(A)に示すように画像生成手段003から受けたライブ像201のみを表示手段011に表示させる。
また、図2(B)に示すようにライブ像201を右側に、過去の動画202を左側に表示させて並べて表示手段011に表示しているときに、ユーザ又は操作者により入力手段010から入力されたライブ像201と過去の動画202の位置の入れ替えの指示を実行制御手段012から受けた場合には、図2(C)に示すようにライブ像201を左側に、過去の動画202を右側に表示させて並べて表示手段011に表示させる。これは、図2(C)のように表示されているときも、同様に図2(B)に示すように表示されるよう入れ替えることもできる。
次に、本発明に係る超音波画像診断装置における画像の一時保存の動作を図3を参照して説明する。ここで、図3は本発明に係る超音波画像診断装置における画像の一時保存のフローチャートを示す図である。
ステップS001:画像生成手段003は、超音波プローブ001を介して送受信されたエコー信号を送受信手段002から受け、そのエコー信号を基に超音波画像を生成する。
ステップS002:書込手段0004は、実行制御手段012からの書き込みの指示を受け、第1記憶手段015に空き容量があるか調べる。空き容量がある場合にはステップS006に進み、空き容量がない場合にはステップS004に進む。
ステップS003:書込手段004は、第2記憶手段025に空き容量があるか調べる。空き容量がある場合にはステップS005に進み、空き容量がない場合にはステップS004に進む。
ステップS004:書込手段004は、第2記憶手段025に記憶されている超音波画像のうち古いものから順に、第2記憶手段025の容量を超過した分の超音波画像を削除する。
ステップS005:書込手段004は、第1記憶手段015に記憶されている超音波画像のうち古いものから順に、第1記憶手段015の容量を超過した分の超音波画像を取り出し第2記憶手段025に書き込み、第1記憶手段015に記憶されている該超音波画像を消去する。
ステップS006:書込手段004は、画像生成手段003から受けた超音波画像を第1記憶手段015に書き込む。
次に、本発明に係る超音波画像診断装置における画像の表示の動作を図4を参照して説明する。ここで、図4は本発明に係る超音波画像診断装置における画像の表示のフローチャートを示す図である。
ステップS101:画像生成手段003は、超音波プローブ001を介して送受信されたエコー信号を送受信手段002から受け、そのエコー信号を基に画像データを生成し、該画像データを切換え手段007に送る。
ステップS102:表示制御手段008は、生成された超音波画像を切換手段007から受け取り、表示手段011に表示させる。
ステップS103:切換手段007は、入力手段010からライブ像と過去の動画を並べて表示する指示を受けたかを判断する。ライブ像と過去の動画を並べて表示する指示がある場合にはステップS104に進み、指示がない場合にはステップS109に進む。
ステップS104:読出手段006は、入力手段010からの心拍又は秒数の指定を受けて、記憶手段005からその心拍分前又はその秒数前の過去の超音波画像の画像データを読み出し、切換手段007に該画像データを送る。
ステップS105:切換手段007は、画像生成手段003及び読出手段006から画像データを受け取り表示制御手段008に送る。表示制御手段008は、切換手段007から送られてきたライブ像及び過去の動画を受け取り、ライブ像と過去の動画を並べて表示手段011に表示させる。
ステップS106:実行制御手段012は、入力手段010からライブ像と過去の動画の位置を入れ替える指示を受けたかを判断する。ライブ像と過去の動画の位置を入れ替える指示がある場合にはステップS107に進み、指示がない場合にはステップS108に進む。
ステップS107:表示制御手段008は、ライブ像と過去の動画の位置を入れ替えて表示手段011に表示させる。
ステップS108:切換手段007は、入力手段010からライブ像のみの表示の指示を受けたかを判断する。ライブ像のみの表示の指示がある場合にはステップS102に進み、指示がない場合にはステップS110に進む。
ステップS109:実行制御手段012は、検査終了か否かを判断し、終了しない場合にはステップS102に進み、検査終了の場合には超音波画像表示の動作を終了する。
ステップS110:実行制御手段012は、検査終了か否かを判断し、終了しない場合にはステップS104に進み、検査終了の場合には超音波画像表示の動作を終了する。
本発明に係るプログラムは、以上のような超音波診断装置における超音波画像の一時保存、ライブ像のみの表示、ライブ像と過去画像の動画の双方の表示、及び表示の切換え、といった動作を規定した構成を有するプログラムである。
以上のように、ユーザの指示を受けて、一定時間前の過去の動画及びライブ像の並べた表示とライブ像のみの表示を切り替えることができる。これにより、通常はライブ像を大きな画像で細かい部分まで確認でき、必要なときに即座に過去の画像とライブ像を比較しながら経過を確認できるため、正確で効率的な診断が可能となる。
第1の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図 超音波画像の動画の表示手段への表示方法を説明するための図 (A)ライブ像のみの表示を説明するための図 (B)ライブ像及び過去の動画の並べた表示を説明するための図 (C)ライブ像及び過去の動画の表示位置を入れ替えた表示を説明するための図 第1の実施形態に係る超音波画像診断装置における超音波画像の一時保存のフローチャートを示す図 第1の実施形態に係る超音波画像診断装置における超音波画像の表示のフローチャートを示す図
符号の説明
001 超音波プローブ
002 送受信手段
003 画像生成手段
004 書込手段
005 記憶手段
006 読出手段
007 切換手段
008 表示制御手段
009 ユーザインタフェース
010 入力手段
011 表示手段
012 実行制御手段
015 第1記憶手段
025 第2記憶手段

Claims (6)

  1. 超音波プローブと、
    前記超音波プローブを介して被検体を超音波で走査し受信する送受信手段と、
    前記送受信手段が受信したデータに基づいて超音波画像を生成する画像生成手段と、
    前記生成された超音波画像を前記画像生成手段から受け、前記超音波画像の動画を実質的にリアルタイムに表示手段に表示させる表示制御手段と、
    記憶手段と、
    前記生成された超音波画像を順次前記記憶手段に記憶させる書込手段と、
    前記記憶手段に記憶されている指定された時間前の前記超音波画像である過去画像を読み出す読出手段と、
    ユーザからの入力を受けて、前記表示手段への表示を、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示又は、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示及び前記過去画像の動画の表示の双方の表示、いずれかに切り替える切換手段と
    を備えることを特徴とする超音波画像診断装置。
  2. 前記書込手段は、前記記憶手段における所定容量を超過した前記超音波画像を古い順に消去していくことを特徴とする請求項1に記載の超音波画像診断装置。
  3. 前記読出手段は、ユーザからの秒数又は心拍数の指定を受けて、該秒数前の過去画像又は該心拍数前の過去画像を読み出すことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波画像診断装置。
  4. 前記切換手段が、前記表示手段に前記生成した直後の超音波画像の動画及び前記過去画像の動画双方を表示させている場合に、
    前記表示制御手段は、ユーザからの指示を受けて前記表示手段における前記超音波画像の動画を実質的にリアルタイムに表示させる表示位置と前記過去画像の動画の表示位置とを入れ替えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置。
  5. 前記記憶手段は、第1記憶手段及び前記第1記憶手段より読み書きの速度が遅く容量の大きい第2記憶手段とを有し、
    前記書込手段は、前記生成された超音波画像を順次前記第1記憶手段に記憶させ、該第1記憶手段の所定容量を超過した前記超音波画像を古い順に前記第2記憶手段に移し、該第2記憶手段の所定容量を超過した前記超音波画像を古い順に消去していく
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の超音波画像診断装置。
  6. コンピュータに、
    超音波プローブを介しての被検体を走査して得られたデータを受けて超音波画像を生成させ、
    前記生成された超音波画像を前記記憶手段に順次記憶させ、かつ所定容量を超過した前記超音波画像を古い順に消去させ、
    前記記憶手段に記憶されている指定された時間前の前記超音波画像である過去画像の読み出しを実行させ、
    ユーザからの指示を受けて、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示又は、前記超音波画像の動画の実質的なリアルタイムの表示及び前記過去画像の動画の表示の双方の表示、いずれかに切り替えて表示手段へ表示させる
    ことを特徴とする超音波画像診断プログラム。
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