JP4156716B2

JP4156716B2 - Ultrasonic diagnostic equipment

Info

Publication number: JP4156716B2
Application number: JP24351798A
Authority: JP
Inventors: 友章二村; 博巳伊藤
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2018-08-28
Also published as: JP2000070266A

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、特に生体信号に同期して画像を形成する機能を備えた超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３には従来の超音波診断装置の構成の一例が例示されている。プローブ１０は、超音波の送受波を行う超音波探触子である。送受信部１２は、プローブ１０に対して送信信号を供給するとともにプローブ１０からの受信信号（エコーデータ）を処理（増幅、検波、Ａ／Ｄ変換など）する手段である。この例において、表示フレーム内で時相のずれが発生しないようにするために送受波フレームレートは表示フレームレートに一致させる設定がなされており、具体的には、送受信部１２は垂直同期信号１０８に同期させてプローブ１０での送受波を実行している。送受信部１２で処理されたエコーデータ１００は、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１４へ送出される。
【０００３】
一方、心電計測ユニット１３には、生体信号としての心電信号１０２が入力されている。心電計測ユニット１３は、心電信号における特定の時相（この例ではＲ波）を認識し、それに同期したＲ波パルス１０４を生成している。送受信部１２は、Ｒ波パルスの発生後、最初の垂直同期信号１０８が発生したタイミングで同期フラグ１０６Ａを生成し、それをエコーデータ１００とともにＤＳＣ１４に送出している。
【０００４】
ＤＳＣ１４は、座標変換機能、補間機能、フレームレート変換機能などを有する。図３の例において、ＤＳＣ１４は、２つのフレームメモリ１６、１８及びメモリ制御部２０を含む。メモリ制御部２０は２つのフレームメモリ１６、１８に対してデータの書き込み及び読み出しを制御する手段であり、２つのフレームメモリを交互に使用して、一方でデータの書き込みを行っている間に他方でデータの読み出しを行う制御を実行している。なお、同期フラグ１０６Ａは、エコーデータとともにフレームメモリに格納されまた読み出されている。読み出し後の同期フラグが図において１０６Ｂで示されている。
【０００５】
表示処理部２１は、画像合成処理、Ｄ／Ａ変換処理などを実行する手段であり、表示処理後のデータが表示部２２に送られ、その表示部２２に超音波画像が表示フレームレートに従って表示される。ちなみに、表示処理部２１において、入力されるすべてのフレームついて処理を行わせてもよいが、同期フラグ１０６Ｂを基準として特定される１又は複数のフレームのみが周期的に画像表示されるように処理を行わせてもよい。なお、心電計測ユニット１３において心電波形信号が生成される場合、その心電波形信号はＤＳＣ１４を介して表示処理部２１に送られ、そこで画像合成がなされる。
【０００６】
３Ｄ画像構築システム２４は、三次元領域で取得されたエコーデータに基づいて三次元超音波画像を形成する手段であり、その３Ｄ画像構築システム２４には特定時相のフレームのエコーデータ１００、垂直同期信号１０８及び同期フラグ１０６Ｂが送られている。３Ｄ画像構築システム２４においては、同期フラグ１０６Ｂで特定されるフレームを先頭とする１又は複数のフレームのエコーデータを取り込み、それらを利用して三次元超音波画像を構成する。
【０００７】
図４には、図３に示した従来装置における動作がタイミングチャートとして示されている。この従来装置においては、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示すように、垂直同期信号１０８に同期して、エコーデータ（及び同期フラグ）の書き込み及び読み出しが行われる。その場合、２つのフレームメモリ１６、１８に対応した２つのプレーン（記憶プレーン）が交互に利用される。このように表示フレームレートに同期させてデータの書き込み及び読み出しを行うのは、１つの表示フレーム内に送受波フレーム間の継目が現れないようにするためである。
【０００８】
（Ａ）に示すＲ波パルスが生成されると、その次に発生する垂直同期信号１０８のタイミングで、（Ｄ）に示す同期フラグＡが生成され、その同期フラグＡがエコーデータとともに一旦いずれかのフレームメモリに格納される。そして、（Ｆ）に示すように、エコーデータの読み出し時に同期フラグＢも併せて読み出される。その同期フラグを利用して（Ｇ）に示すように特定時相の１又は複数のフレームが例えば三次元画像形成（又は二次元画像表示）で利用されることになる。
【０００９】
上記のような動作によれば、心臓の各周期において例えば拡張末期の１又は数フレームの画像を取り込むことが可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、上記従来装置においては、Ｒ波に同期した画像表示あるいは画像収集を行えるものの、表示フレームレートに送受波フレームレートが支配され、送受波フレームレートを独立して設定できないという問題があった。また、図４に示されるように、Ｒ波パルスが生じてから垂直同期信号が発生しないとフレームの取り込みが行われないために、その間、最大で例えば３３ｍｓｅｃの時間遅れが発生し（表示フレームレートが３０Ｈｚの場合）、所望タイミングからフレーム取得のタイミングまでの時間が無視できない場合があるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、生体信号に同期してデータの取り込みを行う場合に、生体信号に基づくトリガの発生からデータが取り込まれるまでのタイムラグをできる限り短くすることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、送受波フレームレートが表示フレームレートに対して独立に設定できるようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、心電信号としての生体信号を計測する生体信号計測手段と、前記生体信号に同期したトリガ信号を生成するトリガ信号生成手段と、前記トリガ信号に同期して、送受波フレームレートでデータを取り込む送受信手段と、前記データの書き込み及び読み出しが順番に行われる３つ以上のフレームメモリで構成されたメモリ部と、前記メモリ部におけるフレームメモリを順番に選択し、選択されたフレームメモリにデータを書き込む手段であって、前記トリガ信号に同期して前記送受波フレームレートでデータを書き込む書き込み制御手段と、前記メモリ部におけるデータの書き込みが完了したフレームメモリを順次選択し、選択されたフレームメモリからデータを読み出す手段であって、表示フレームレートでデータを読み出す読み出し制御手段と、前記読み出されたデータが表示フレームレートで表示される表示手段と、を含み、前記書き込み制御手段は、ｎ番目のフレームについてのデータの書き込み途中で前記トリガ信号が入力された場合に、同じフレームメモリを再度利用してｎ＋１番目のフレームについてのデータの書き込みを行い、前記読み出し制御手段は、ｎ−１番目のフレームについてデータの読み出しが完了した時点でｎ＋１番目のフレームについてのデータの書き込みがまだ完了していない場合には、ｎ−１番目のフレームについてのデータを再度読み出すことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、メモリ部に３つ以上のフレームメモリが設けられ、それらを順番に利用してデータの書き込み及び読み出しが行われる。この場合に、生体信号に基づくトリガ信号が生成されると、それに即応して、その時点で書き込みに使用されていた（書き込み途中の）フレームメモリが開放され、次のフレームのデータが当該フレームメモリに格納される。すなわち、フレームメモリへのデータの書き込みはトリガ信号をリセット信号として送受波フレームレートに従って実行され、表示フレームレートとは関係なくデータの書き込みが実行される。このため、データの読み出し時に次のフレームについての書き込みが完了していない事態が想定され、そのような場合には同じフレームのデータが繰り返し読み出される。３つ以上のフレームレートを前提として、以上のような制御を行うことにより、送受波フレームレートを表示フレームレートとは独立設定可能である。なお、上記制御によれば、データの読み出しは表示フレームレートに同期しているため表示フレーム内に継目が発生することもない。フレームメモリは上記の制御を実現すること及び装置コストを考えると、３つ設けるのが望ましい。
【００１５】
本発明の好適な態様では、前記生体信号は心電信号であり、その所定時相に同期させて前記トリガ信号が生成される。
【００１６】
本発明の好適な態様では、前記トリガ信号によって特定される特定時相のフレームを表す同期フラグを生成する同期フラグ手段と、前記同期フラグによって特定される特定時相のフレームについてのデータがいずれかのフレームメモリに書き込まれる場合に、そのデータとともに前記同期フラグを同じフレームメモリに書き込む同期フラグ書き込み手段と、前記フレームメモリからエコーデータが読み出される場合に、それに付随して書き込まれた同期フラグが読み出される同期フラグ読み出し手段と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、フレームのエコーデータとともに当該フレームが取込先頭を示す同期フラグも格納されるため、データの書き込み及び読み出しが非同期であっても特定フレームを確実に識別可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。なお、図１において、図３に示した構成と同様の構成には同一符号を付している。
【００２０】
プローブ１０は、超音波の送受波を行う超音波探触子であり、そのプローブ１０内には複数の振動素子からなるアレイ振動子が設けられている。そのアレイ振動子を電子走査することによって超音波ビームが走査され、これによって二次元の走査面が形成される。ここで、その走査面形成に係る送受波フレームレートは、ユーザーにより設定された診断深さや走査範囲などの各種のパラメータに従って設定される。表示フレーム内で発生する画像の時相ずれを排除する必要がある従来装置においては、送受波フレーレートを表示フレームレートに同期させる制御が行われていたが、本実施形態に係る装置によれば、表示フレームレートに対して送受波フレームレートを非同期で設定することが可能である。
【００２１】
送受信部１２はプローブ１０に対して送信信号を供給し、またプローブ１０からの受信信号を処理する手段である。その処理には、増幅、検波及びＡ／Ｄ変換などの各処理が含まれる。この処理によって生成されたエコーデータ１００はＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）３２に送られる。
【００２２】
生体ユニット１３には生体信号としての心電信号１０２が入力されている。この心電信号１０２は生体に装着された心電センサからの出力信号であり、生体ユニット１３においてはその心電信号１０２に基づいてＲ波パルス１０４が生成されている。すなわち、心電信号１０２における特定時相、すなわちＲ波が特定され、そのＲ波を示すパルスがＲ波パルス１０４として出力されている。これは、例えば心臓などの臓器を画像表示させる場合において、特定時相の画像を周期的に繰り返し表示させたりそのような周期的な画像を利用して三次元画像を形成するために行われるものである。
【００２３】
送受信部１２においては、Ｒ波パルス１０４が入力されると、そのＲ波パルス１０４に同期した超音波の送受波制御を実行すると共に、Ｒ波パルス１０４が発生した直後に形成されるフレームを表す同期フラグ１０６Ａを生成している。すなわち、あるフレームについての送受波が実行されている最中において、Ｒ波パルス１０４が生成されると、そのパルスの入力によって送受波が中断され、新たなフレームの送受波が実行される。
【００２４】
ＤＳＣ３２は、エコーデータについての座標変換機能、補間機能、フレームレート変換機能などの各種の機能を有する手段である。本実施形態においてＤＳＣ３２は３つのフレームメモリ３４，３６，３８を有している。各フレームメモリ３４，３６，３８はそれぞれプレーン１、プレーン２、プレーン３の記憶エリアを持っている。メモリ制御部４０は、それらのフレームメモリ３４，３６，３８についてのデータの書き込み及び読み出しを制御する手段である。ここで、後に詳述するようにデータの書き込みは送受波フレームレートに従って行われ、一方、データの読み出しは表示フレームレートに従って行われている。すなわち、データの書き込み及び読み出しは非同期で実行されている。つまり、このような制御を実現するためにフレームメモリが３つ設けられている。もちろん、例えば他の画像処理などを実行する場合には３つ以上のフレームメモリを設けてもよい。
【００２５】
メモリ制御部４０は、データの書き込みを行う場合に、３つのフレームメモリの内から各メモリを順番に選択し、その選択されたフレームメモリにデータを書き込んでいる。この場合において、データの書き込み途中でＲ波パルス１０４が発生すると、書き込み途中にあるフレームメモリの内容が結果としてリセットされ、次の新しいフレームのエコーデータが当該フレームメモリに書き込まれる。その後はＲ波パルス１０４に従う送受波フレームレートでエコーデータの書き込みが実行される。
【００２６】
その一方、データの読み出し時において、通常の場合は、データの書き込みが完了したフレームメモリから順次データが読み出されるが、次のフレームメモリからのデータを読み出そうとした時に当該次のフレームメモリに対するデータの書き込みが完了していない場合にはその一つ前のフレームメモリから同じフレームのデータを再度読み出す制御が実行されている。すなわち、上述したように、送受波フレームレートを表示フレームレートと非同期にしたことから、このようなデータの再読み出しによってフレームの欠落を防止するものである。
【００２７】
なお、フレームメモリからエコーデータが読み出される場合、その同一のフレームメモリに格納された同期フラグも併せて読み出される。その読み出し後の同期フラグが図において符号１０６Ｂで示されている。
【００２８】
表示処理部２１では、垂直同期信号１０８が生成されており、その垂直同期信号１０８はＤＳＣ３２に送られると共に３Ｄ画像構築システム２４へも送られている。ＤＳＣ３２では、その垂直同期信号１０８が各フレームについてのデータの読み出し時に同期信号として利用される。
【００２９】
表示処理部２１は画像合成機能やＤ／Ａ変換機能などを有している。その表示処理部２１にはＤＳＣ３２から読み出されたエコーデータ１００及び同期フラグ１０６Ｂが入力されている。表示処理部２１においては、表示部２２に連続的に画像表示を行わせる場合には、ＤＳＣ３２から出力される各フレームのエコーデータを表示部２２に送出している。一方、特定時相のフレームのみを表示させる場合には、同期フラグ１０６Ｂで特定されるフレームを先頭とした１又は複数のフレームについてだけ処理を行って、その１又は複数のフレームについてのみ画像表示を行わせている。
【００３０】
このことは３Ｄ画像構築システム２４においても同様であり、当該システムにおいては必要に応じて、同期フラグ１０６Ｂで特定される１又は複数のフレームを利用して三次元超音波画像の処理がなされている。
【００３１】
上述のような処理によれば、例えば心臓の各周期ごとに特定時相の１又は複数のフレームを繰り返し画像表示あるいは画像形成でき、特に本実施形態においては同期精度が極めて高められているため、各周期ごとに表示させるフレームの時相を高精度に合致させることが可能となる。したがって、例えば心臓内の弁を画像表示させる場合において、その弁の最大に開いた状態を繰り返し観測することができ、従来のように表示される弁の位置すなわち表示される時相が周期的に異なってしまうという問題に対処することが可能となる。
【００３２】
図２には、図１に示した装置の動作がタイミングチャートとして示されている。
【００３３】
（Ｃ）に示されるように、データの書き込みは送受波フレームレートに従って行われる。一方、（Ｅ）に示されるように、データの読み出しは（Ｂ）に示す垂直同期信号を同期して実行される。ここで、（Ａ）に示すＲ波パルスが発生すると、（Ｃ）に示すように、あるフレームメモリに対するデータの書き込みは停止され、当該フレームメモリに対して次のフレームのデータの書き込みが即時に実行開始されることになる。その一方、（Ｄ）に示すように同期フラグＡが生成される。そして、Ｒ波パルスの発生以降においてはそのＲ波パルスをトリガとする送受波フレームレートに同期して各フレームのデータが各フレームメモリに順次書き込まれる。
【００３４】
一方、読み出し時においては、（Ｅ）に示すように、あるフレームのエコーデータの読み出しが完了した後に次のフレームのエコーデータの読み出しを行おうとした際に、その読み出しを行うべきフレームメモリがデータの書き込み完了前の状態にあれば、元のフレームメモリからのエコーデータの読み出しを再度実行する。図２においては、プレーン１からのデータの読み出しが２回実行されている。その後、当該次のフレームについてのデータの書き込みが完了しその後に当該次のフレームのエコーデータが読み出されることになる。（Ｆ）に示すように、その読み出しと平行して同期フラグＢが読み出されている。
【００３５】
（Ｇ）に示されるように、表示処理部２１に対し３Ｄ画像構築システム２４においては、同期フラグＢに従って１又は複数のフレームのデータを取込む。
【００３６】
図１の実施形態においては、理論上は、書込みのＲ波パルスからフレームメモリにデータを書き込み始めるまでの時間遅延はゼロであるが、実際の回路では、Ｒ波パルスが入力された段階で送受信部がビームを送受信していると、その終了を待ってからフレームメモリにデータを書き込むための送受信動作（リセット動作）に入るため、そこで時間遅延が発生し、さらにその他の部分で多少の遅延が生じる。しかし、実測の結果最大でも時間遅延は２ｍｓｅｃとわずかである。すなわち、前記したが表示フレームレートに同期してフレームの取込を行っている従来装置では、表示フレームレートが３０Ｈｚの場合最大で３３ｍｓｅｃとフレーム単位の時間遅延が生じていたが、表示フレームレートと非同期でフレームの取込を行う本発明により最大でも２ｍｓｅｃとビーム単位の時間遅延となり、従来装置に比べてその時間的な遅れを大幅に削減可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、生体信号に同期してデータの取込みを行う場合に、生体信号に基づくトリガの発生からデータが取り込まれるまでのタイムラグを大幅に削減可能である。また、送受波フレームレートを表示フレームレートに対して独立に設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の超音波診断装置の構成を示すブロックである。
【図４】従来例の装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０プローブ、１２送受信部、１３生体ユニット、２１表示処理部、２２表示部、２４３Ｄ画像構築システム、３２ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）、３４，３６，３８フレームメモリ、４０メモリ制御部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus having a function of forming an image in synchronization with a biological signal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 illustrates an example of the configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. The probe 10 is an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves. The transmission / reception unit 12 is means for supplying a transmission signal to the probe 10 and processing (amplification, detection, A / D conversion, etc.) a reception signal (echo data) from the probe 10. In this example, the transmission / reception frame rate is set to match the display frame rate in order to prevent a time phase shift from occurring in the display frame. The transmission / reception of the probe 10 is executed in synchronization with the above. The echo data 100 processed by the transmission / reception unit 12 is sent to a DSC (digital scan converter) 14.
[0003]
On the other hand, an electrocardiogram signal 102 as a biological signal is input to the electrocardiogram measurement unit 13. The electrocardiogram measurement unit 13 recognizes a specific time phase (in this example, an R wave) in the electrocardiogram signal, and generates an R wave pulse 104 synchronized therewith. The transmission / reception unit 12 generates the synchronization flag 106A at the timing when the first vertical synchronization signal 108 is generated after the generation of the R wave pulse, and sends it to the DSC 14 together with the echo data 100.
[0004]
The DSC 14 has a coordinate conversion function, an interpolation function, a frame rate conversion function, and the like. In the example of FIG. 3, the DSC 14 includes two frame memories 16 and 18 and a memory control unit 20. The memory control unit 20 is a means for controlling writing and reading of data to and from the two frame memories 16 and 18, and alternately uses the two frame memories while the other is writing data. The control for reading the data is executed. The synchronization flag 106A is stored in and read from the frame memory together with the echo data. The synchronization flag after reading is indicated by 106B in the figure.
[0005]
The display processing unit 21 is a means for executing image composition processing, D / A conversion processing, and the like. Data after the display processing is sent to the display unit 22, and an ultrasonic image is displayed on the display unit 22 according to the display frame rate. Is done. Incidentally, in the display processing unit 21, processing may be performed for all input frames, but processing is performed so that only one or a plurality of frames specified based on the synchronization flag 106B are periodically displayed. May be performed. When an electrocardiographic waveform signal is generated in the electrocardiographic measurement unit 13, the electrocardiographic waveform signal is sent to the display processing unit 21 via the DSC 14, and image synthesis is performed there.
[0006]
The 3D image construction system 24 is a means for forming a three-dimensional ultrasonic image based on echo data acquired in a three-dimensional region. The 3D image construction system 24 includes echo data 100 of a frame at a specific time phase, vertical A synchronization signal 108 and a synchronization flag 106B are sent. In the 3D image construction system 24, the echo data of one or a plurality of frames starting from the frame specified by the synchronization flag 106B is taken in and a three-dimensional ultrasound image is constructed using them.
[0007]
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the conventional apparatus shown in FIG. In this conventional apparatus, as shown in (B), (C), (D), and (E), the echo data (and synchronization flag) is written and read in synchronization with the vertical synchronization signal 108. In that case, two planes (storage planes) corresponding to the two frame memories 16 and 18 are alternately used. The reason for writing and reading data in synchronization with the display frame rate in this way is to prevent a seam between transmission and reception frames from appearing in one display frame.
[0008]
When the R-wave pulse shown in (A) is generated, the synchronization flag A shown in (D) is generated at the timing of the next vertical synchronization signal 108, and the synchronization flag A is temporarily set together with the echo data. Stored in the frame memory. Then, as shown in (F), the synchronization flag B is also read when the echo data is read. By using the synchronization flag, as shown in (G), one or a plurality of frames in a specific time phase are used in, for example, three-dimensional image formation (or two-dimensional image display).
[0009]
According to the operation as described above, it is possible to capture, for example, one or several frames of images at the end diastole in each cycle of the heart.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the above-mentioned conventional apparatus, although image display or image collection synchronized with the R wave can be performed, there is a problem that the transmission / reception frame rate is governed by the display frame rate and the transmission / reception wave frame rate cannot be set independently. In addition, as shown in FIG. 4, since a frame is not captured unless a vertical synchronization signal is generated after an R wave pulse is generated, a time delay of, for example, 33 msec at maximum occurs (display frame rate). Is 30 Hz), there is a problem that the time from the desired timing to the frame acquisition timing may not be ignored.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. The purpose of the present invention is to reduce the time lag from the generation of a trigger based on a biological signal until the data is captured when the data is captured in synchronization with the biological signal. The goal is to make it as short as possible.
[0012]
Another object of the present invention is to allow the transmission / reception frame rate to be set independently of the display frame rate.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a biological signal measuring means for measuring a biological signal as an electrocardiogram signal, a trigger signal generating means for generating a trigger signal synchronized with the biological signal, and a synchronization with the trigger signal. Then, transmission / reception means for capturing data at a transmission / reception frame rate, a memory unit composed of three or more frame memories in which writing and reading of the data are sequentially performed, and a frame memory in the memory unit are sequentially selected. And means for writing data to the selected frame memory, the write control means for writing the data at the transmission / reception frame rate in synchronization with the trigger signal, and the frame memory for which the data writing in the memory unit has been completed. A means for sequentially selecting and reading data from the selected frame memory. Read control means for reading data at a data rate, and display means for displaying the read data at a display frame rate, and the write control means includes the trigger in the middle of writing data for the nth frame. When a signal is input, the same frame memory is reused to write data for the (n + 1) th frame, and the read control means n + 1 when the data reading for the (n- 1) th frame is completed. In the case where the data writing for the first frame is not yet completed, the data for the (n− 1) th frame is read again.
[0014]
According to the above configuration, three or more frame memories are provided in the memory unit, and data writing and reading are performed using them in order. In this case, when a trigger signal based on a biological signal is generated, the frame memory used for writing at that time (in the middle of writing) is released immediately, and the data of the next frame is stored in the frame memory. Stored in That is, the data writing to the frame memory is executed according to the transmission / reception frame rate using the trigger signal as a reset signal, and the data writing is executed irrespective of the display frame rate. For this reason, it is assumed that writing of the next frame is not completed at the time of reading data, and in such a case, data of the same frame is repeatedly read. By performing the above control on the assumption of three or more frame rates, the transmission / reception frame rate can be set independently of the display frame rate. According to the above control, since data reading is synchronized with the display frame rate, no seam is generated in the display frame. It is desirable to provide three frame memories in consideration of realizing the above control and device cost.
[0015]
In a preferred aspect of the present invention, the biological signal is an electrocardiographic signal, and the trigger signal is generated in synchronization with a predetermined time phase thereof.
[0016]
In a preferred aspect of the present invention, any one of synchronization flag means for generating a synchronization flag representing a frame at a specific time phase specified by the trigger signal and data about a frame at a specific time phase specified by the synchronization flag When writing to the frame memory, the synchronization flag writing means for writing the synchronization flag to the same frame memory together with the data, and when the echo data is read from the frame memory, the accompanying synchronization flag is read. Synchronization flag reading means.
[0017]
According to the above configuration, since the synchronization flag indicating the fetch start of the frame is stored together with the echo data of the frame, the specific frame can be reliably identified even when the data writing and reading are asynchronous.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration thereof. In FIG. 1, the same components as those shown in FIG.
[0020]
The probe 10 is an ultrasonic probe that transmits and receives an ultrasonic wave, and an array transducer including a plurality of vibration elements is provided in the probe 10. The array transducer is electronically scanned to scan the ultrasonic beam, thereby forming a two-dimensional scanning surface. Here, the transmission / reception frame rate for forming the scanning plane is set according to various parameters such as a diagnostic depth and a scanning range set by the user. In the conventional apparatus that needs to eliminate the time lag of the image that occurs in the display frame, control is performed to synchronize the transmission / reception wave frame rate with the display frame rate, but according to the apparatus according to the present embodiment, The transmission / reception frame rate can be set asynchronously with respect to the display frame rate.
[0021]
The transmission / reception unit 12 is means for supplying a transmission signal to the probe 10 and processing a reception signal from the probe 10. The processing includes each processing such as amplification, detection, and A / D conversion. The echo data 100 generated by this processing is sent to a DSC (digital scan converter) 32.
[0022]
An electrocardiogram signal 102 as a biological signal is input to the biological unit 13. This electrocardiographic signal 102 is an output signal from an electrocardiographic sensor attached to the living body, and an R wave pulse 104 is generated in the living body unit 13 based on the electrocardiographic signal 102. That is, a specific time phase, that is, an R wave in the electrocardiogram signal 102 is specified, and a pulse indicating the R wave is output as an R wave pulse 104. For example, when an image of an organ such as the heart is displayed, an image at a specific time phase is periodically displayed repeatedly or a three-dimensional image is formed using such a periodic image. It is.
[0023]
When the R wave pulse 104 is input to the transmission / reception unit 12, the transmission / reception control of the ultrasonic wave synchronized with the R wave pulse 104 is executed, and a frame formed immediately after the R wave pulse 104 is generated is represented. A synchronization flag 106A is generated. That is, when the R wave pulse 104 is generated while transmission / reception for a certain frame is being executed, the transmission / reception is interrupted by the input of the pulse, and transmission / reception of a new frame is executed.
[0024]
The DSC 32 is a means having various functions such as a coordinate conversion function, an interpolation function, and a frame rate conversion function for echo data. In the present embodiment, the DSC 32 has three frame memories 34, 36, and 38. Each frame memory 34, 36, 38 has a plane 1, plane 2, plane 3 storage area. The memory control unit 40 is means for controlling data writing and reading with respect to the frame memories 34, 36, and 38. Here, as will be described in detail later, data writing is performed according to the transmission / reception frame rate, while data reading is performed according to the display frame rate. That is, data writing and reading are performed asynchronously. That is, three frame memories are provided in order to realize such control. Of course, for example, when executing other image processing, three or more frame memories may be provided.
[0025]
When writing data, the memory control unit 40 sequentially selects each of the three frame memories and writes the data to the selected frame memory. In this case, when the R-wave pulse 104 is generated during the data writing, the contents of the frame memory being written are reset as a result, and the echo data of the next new frame is written into the frame memory. After that, the echo data is written at a transmission / reception frame rate according to the R wave pulse 104.
[0026]
On the other hand, at the time of data reading, in the normal case, data is sequentially read from the frame memory in which data writing has been completed, but when trying to read data from the next frame memory, When data writing has not been completed, control is performed to read data of the same frame from the previous frame memory again. In other words, as described above, since the transmission / reception frame rate is made asynchronous with the display frame rate, frame re-reading is prevented by such re-reading of data.
[0027]
When echo data is read from the frame memory, the synchronization flag stored in the same frame memory is also read. The synchronization flag after the reading is indicated by reference numeral 106B in the figure.
[0028]
In the display processing unit 21, a vertical synchronization signal 108 is generated, and the vertical synchronization signal 108 is sent to the DSC 32 and also to the 3D image construction system 24. In the DSC 32, the vertical synchronization signal 108 is used as a synchronization signal when reading data for each frame.
[0029]
The display processing unit 21 has an image composition function, a D / A conversion function, and the like. The echo data 100 read from the DSC 32 and the synchronization flag 106B are input to the display processing unit 21. The display processing unit 21 sends echo data of each frame output from the DSC 32 to the display unit 22 when the display unit 22 continuously displays images. On the other hand, when displaying only frames of a specific time phase, processing is performed only for one or a plurality of frames starting from the frame specified by the synchronization flag 106B, and image display is performed only for the one or more frames. It is done.
[0030]
The same applies to the 3D image construction system 24. In the system, processing of a three-dimensional ultrasonic image is performed using one or a plurality of frames specified by the synchronization flag 106B as necessary. .
[0031]
According to the processing as described above, for example, one or a plurality of frames of a specific time phase can be repeatedly displayed or imaged for each cycle of the heart, and in particular in this embodiment, the synchronization accuracy is extremely enhanced. It becomes possible to match the time phase of the frame displayed for each period with high accuracy. Therefore, for example, when displaying an image of a valve in the heart, it is possible to repeatedly observe the maximum open state of the valve, and the position of the valve that is displayed as in the prior art, that is, the displayed time phase is periodically It becomes possible to deal with the problem of being different.
[0032]
FIG. 2 shows the operation of the apparatus shown in FIG. 1 as a timing chart.
[0033]
As shown in (C), data is written according to the transmission / reception frame rate. On the other hand, as shown in (E), data reading is executed in synchronization with the vertical synchronizing signal shown in (B). Here, when the R wave pulse shown in (A) occurs, as shown in (C), the writing of data to a certain frame memory is stopped, and the writing of the data of the next frame to that frame memory is immediately performed. Execution will be started. On the other hand, a synchronization flag A is generated as shown in (D). After the generation of the R wave pulse, the data of each frame is sequentially written in each frame memory in synchronization with the transmission / reception frame rate triggered by the R wave pulse.
[0034]
On the other hand, at the time of reading, as shown in (E), when reading of the echo data of the next frame is completed after reading of the echo data of a certain frame is completed, the frame memory to be read is the data If it is in a state before the completion of writing, the echo data is read out from the original frame memory again. In FIG. 2, reading of data from the plane 1 is executed twice. Thereafter, the writing of data for the next frame is completed, and then the echo data of the next frame is read. As shown in (F), the synchronization flag B is read in parallel with the reading.
[0035]
As shown in (G), the 3D image construction system 24 captures data of one or more frames according to the synchronization flag B with respect to the display processing unit 21.
[0036]
In the embodiment of FIG. 1, theoretically, the time delay from the writing R-wave pulse to the start of writing data to the frame memory is zero, but in an actual circuit, transmission / reception is performed when the R-wave pulse is input. When the unit is transmitting / receiving a beam, it waits for the end and then enters a transmission / reception operation (reset operation) for writing data to the frame memory. Therefore, a time delay occurs, and there is a slight delay in the other parts. Arise. However, the maximum time delay is as little as 2 msec. That is, in the conventional apparatus which has taken in the frame in synchronism with the display frame rate as described above, when the display frame rate is 30 Hz, a maximum time delay of 33 msec occurs in units of frames. According to the present invention in which frames are captured asynchronously, a time delay of 2 msec at the maximum is in beam units, and the time delay can be greatly reduced as compared with the conventional apparatus.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when data is captured in synchronization with a biological signal, the time lag from the generation of a trigger based on the biological signal until the data is captured can be significantly reduced. In addition, the transmission / reception frame rate can be set independently of the display frame rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 probe, 12 transmission / reception part, 13 biological unit, 21 display processing part, 22 display part, 24 3D image construction system, 32 DSC (digital scan converter), 34, 36, 38 frame memory, 40 memory control part.

Claims

Biological signal measuring means for measuring a biological signal as an electrocardiogram signal ;
Trigger signal generating means for generating a trigger signal synchronized with the biological signal;
Transmission / reception means for capturing data at a transmission / reception frame rate in synchronization with the trigger signal;
A memory unit composed of three or more frame memories in which writing and reading of the data are sequentially performed;
Means for sequentially selecting a frame memory in the memory unit, and writing data to the selected frame memory, the write control means for writing data at the transmission / reception frame rate in synchronization with the trigger signal;
Means for sequentially selecting a frame memory in which writing of data in the memory unit has been completed, and reading data from the selected frame memory, a read control means for reading data at a display frame rate;
Display means for displaying the read data at a display frame rate;
Including
The write control means writes the data for the (n + 1) th frame by using the same frame memory again when the trigger signal is input during the writing of the data for the nth frame,
The read control unit, when reading the data for the n -1-th frame data is written for the (n + 1) th frame upon completion not yet been completed, the data for n -1-th frame Is again read out.

The apparatus of claim 1.
Ultrasonic diagnostic apparatus wherein the trigger signal in synchronization is generated in a predetermined time phase before Kikokoro telegraphic communication.

The apparatus of claim 1.
Synchronization flag means for generating a synchronization flag representing a frame of a predetermined time phase specified by the trigger signal;
When data about a frame of a predetermined time phase specified by the synchronization flag is written to any frame memory, synchronization flag writing means for writing the synchronization flag together with the data to the same frame memory;
When echo data is read from the frame memory, a synchronization flag reading means for reading a synchronization flag written accompanying the echo data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: