CN102209496A - 超声波诊断装置、超声波诊断装置的信号处理方法 - Google Patents

超声波诊断装置、超声波诊断装置的信号处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明的超声波诊断装置具备:超声波探头,其对被检体发送超声波波束,并且接收来自被检体的反射回声信号;波束形成部,其提供使超声波探头发送超声波波束的驱动信号;数据变换部,其对将反射回声信号进行数字化而得到的回声数据实施多个信号处理,来变换为超声波图像数据;和显示部,其显示基于变换后的超声波图像数据的超声波图像。

Description

超声波诊断装置、超声波诊断装置的信号处理方法
技术领域
本发明涉及超声波诊断装置,特别涉及对来自被检体的反射回声信号实施信号处理,将其变换为超声波图像数据的数据变换部的处理效率的提高技术。
背景技术
超声波诊断装置,由超声波探头对被检体内部发送超声波,并接收来自被检体内部的反射回声信号,来生成例如被检体的摄像部位的断层图像(B模式图像)、摄像部位的时间变化图像(M模式图像)、根据被检体的血流速度等而得到的多普勒图像等各种各样的超声波图像,并进行用于诊断的显示。
此外,超声波诊断装置例如具有:用单体来显示B模式图像的B模式;通过并行处理来生成B模式图像和M模式图像并显示在同一画面中的B/M模式;通过并行处理来生成B模式图像和多普勒图像并显示在同一画面中的B/D模式等很多的摄像模式。
在并行地处理多个超声波图像来进行生成显示的情况下,例如,如专利文献1所记载的那样,并列地设置多个存储器和数字扫描变换器(DSC)等数据处理系统,用它们来进行信号处理的方法以被人们熟知。
专利文献1:JP特开平8-252253号公报
另外,专利文献1的技术,没有考虑到提高执行在生成显示超声波图像的过程中的处理速度不同的多个信号处理的处理器的处理效率。
即,超声波诊断装置中的信号处理,存在针对回声数据的超声波扫描处理(例如对数压缩处理等)、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理(坐标变换为显示器的方式的扫描变换处理等),并存在超声波扫描处理的速度和TV扫描处理的速度不同的情况。
在此情况下,若想要用同一处理器来执行处理速度不同的信号处理,则由于处理速度的差异而产生处理器的处理的损失,因此从处理效率的角度不太理想。
因此,本发明的课题在于,提高在执行处理速度不同的多个信号处理的超声波诊断装置中的处理器的处理效率。
发明内容
本发明的超声波诊断装置构成为具备如下部件:超声波探头,其对被检体发送超声波波束,并且接收来自被检体的反射回声信号;波束形成部,其提供使超声波探头发送超声波波束的驱动信号;数据变换部,其对将反射回声信号进行数字化而得到的回声数据实施多个信号处理,来变换为超声波图像数据;和显示部,其显示基于变换后的超声波图像数据的超声波图像。
特别是,为了解决上述课题,其特征在于,所述数据变换部构成为具有对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的多个处理器。
本发明的超声波诊断装置的信号处理方法具备:由超声波探头对被检体发送超声波波束,并且接收来自所述被检体的反射回声信号的步骤;由波束形成部提供使该超声波探头发送所述超声波波束的驱动信号的步骤;由数据变换部对将所述反射回声信号进行数字化而得到的回声数据实施多个信号处理,来变换为超声波图像数据的步骤;和由显示部来显示基于所变换后的所述超声波图像数据的超声波图像的步骤,所述数据变换部构成为具有对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的多个处理器,该方法还包括从所述多个处理器中,决定对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的处理器的步骤。
由此,即使针对回声数据的超声波扫描处理(对数压缩处理等)、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理(坐标变换为显示器的方式的扫描变换处理等)的处理速度相互不同,也能够将超声波扫描处理和TV扫描处理分配给不同的处理器来进行运算。其结果,各处理器能够依次执行相同处理速度的信号处理,例如能够以流水线方式来并行且高速地执行处理速度不同的信号处理,因此能够提高处理效率。
此外,数据变换部能够根据从超声波图像的多个摄像模式中选择的摄像模式,来决定在所述多个处理器中,对所选择的所述摄像模式下所实施的信号处理进行分配的处理器的个数。
即,数据变换部,例如由用户选择了摄像模式之后,根据与选择的摄像模式对应地设定的信号处理的内容来决定需要的处理器的个数。在此,处理器的个数,可以根据在选择的摄像模式所需要的信号处理中,处理速度不同的处理有几个来决定。数据变换部从多个处理器中适当选择所决定的处理器的个数,并分配给各信号处理。
例如,在选择了B模式图像的摄像模式的情况下,处理速度不同的信号处理有超声波扫描处理和TV扫描处理这两个,因此可以使用两个处理器来分配给各信号处理。此外,例如在选择了B/M模式的情况下,分别针对B模式图像、M模式图像,存在两个处理速度不同的信号处理,因此可以使用4个处理器来分配给各信号处理。在选择了B/D模式的情况下也同样可以使用4个处理器来分配给各信号处理。
此外,数据变换部可以按照每个发送给被检体的超声波波束的波束种类,来使多个处理器的分配不同。即,按照进行生成显示的每种超声波图像,发送给被检体的超声波波束的波束种类不同,而且针对各超声波波束的反射回声信号的信号处理的处理速度不同,因此通过分配给不同的处理器来进行处理,能够高效地使用处理器。
发明效果
通过本发明,能够提高并行地执行处理速度不同的多个信号处理的超声波诊断装置中的处理器的处理效率。
附图说明
图1是表示应用了本发明的超声波诊断装置的结构的模块图。
图2是说明超声波诊断装置的B模式图像与M模式图像的差异的图。
图3是表示在超声波诊断装置中使用的超声波波束的种类的一个例子的图。
图4是表示B模式图像的生成显示中的处理器的分配的一个例子的图。
图5是表示B模式图像的生成显示的过程中的各处理器的具体处理内容的图。
图6是表示各处理器的数据处理的执行周期的时序图。
图7是表示并行地生成显示B模式图像和多普勒图像的B/D模式中的处理器分配的一个例子的图。
图8是表示B模式图像和多普勒图像的生成显示的过程中的各处理器的具体处理内容的图。
图9是表示各处理器的数据处理的执行周期的时序图。
图10是表示并行地生成显示B模式图像和多普勒图像的B/D模式中的处理器的分配的变形例的图。
图11是表示并行地生成显示B模式图像和M模式图像的B/M模式中的处理器的分配的一个例子的图。
图12是表示并行地生成显示B模式图像和M模式图像的B/M模式中的处理器的分配的变形例的图。
图13是表示并行地生成显示B模式图像和彩色图像的彩色流动模式中的处理器的分配的一个例子的图。
图14是表示并行地生成显示B模式图像和彩色图像的彩色流动模式中的处理器的分配的一个例子图。
具体实施方式
以下,对应用本发明而成的超声波诊断装置的实施方式进行说明。另外,在以下的说明中,对相同功能部件付与相同符号而省略重复说明。
图1是表示应用本发明而成的超声波诊断装置的结构的模块图。如图1所示,本发明的超声波诊断装置10具备如下部件等而构成:超声波探头12(PROBE),其对被检体发送超声波波束,并且接收来自被检体的反射回声信号;发送接收切换部14(PRB),其切换超声波探头12的发送/接收;波束形成部16(DBF),其提供用于使超声波探头12发送超声波波束的信号;数据变换部20,其对将来自被检体的反射回声信号数字化之后的回声数据实施多个信号处理,将其变换为超声波图像数据;视频存储器22,其存储基于通过数据变换部20所变换后的超声波图像数据的超声波图像等;和显示部24,其显示存储于视频存储器22中的超声波图像等。
此外,还具备:设定部26(CONSOLE),其将超声波图像数据的摄像模式数据设定于回声数据中;和控制部28(CONT),其附带摄像模式数据和回声数据地生成数据集,将数据集传送到数据变换部20,并控制数据变换部20,使其对数据集中的摄像模式数据进行解析,根据该解析出的摄像模式数据来使数据集中的回声数据变换为超声波图像数据。
超声波探头12(PROBE)的振子在超声波探头的长轴方向被排列1~m信道(channel)。在此,在短轴方向也被切断为k个,从而被排列了1~k信道的情况下,通过改变提供给短轴方向的各振子(1~k信道)的延迟时间,在短轴方向也能够进行发送波或接收波的波束聚焦。此外,通过改变提供给短轴方向的各振子的超声波发送信号的振幅,来进行发送波加权,通过改变来自短轴方向的各振子的超声波接收信号的放大率或衰减率,来进行接收波加权。并且,通过打开、关闭短轴方向的各个振子,能够进行口径控制。
另外,该超声波探头12由压电元件来形成振子。而且,也可以应用被称作cMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer:IEEE Trans.Ultrason.Ferroelect.Freq.Contr.Vol45 pp.678-690May 1998等)的由半导体来形成振子的探头,来作为超声波探头12。
发送接收切换部14起到了对超声波探头12提供发送信号,并且处理接收到的反射回声信号的接口的作用。此外,发送接收切换部14具有接收针对发送给被检体的超声波波束的来自被检体内的反射回声信号,并收集生物体信息的接收波电路的功能。
波束形成部16是控制超声波探头12使其投放出超声波波束的发送波电路,控制对超声波探头12的多个振子进行驱动的超声波脉冲的发送定时,向着设定于被检体内的焦点形成超声波波束。而且,在超声波探头的振子的排列方向上电子性地扫描超声波波束。
数据变换部20是对由发送接收切换部14接收到之后,进行了放大等接收处理、A/D变换、统一多个振子间的相位并相加的处理等的回声数据,进行后述的各种信号处理,将其变换为超声波断层图像数据的部件,根据依次被输入的回声数据来形成超声波图像。超声波图像存在:A模式图像;B模式图像;彩色流动成像(C)模式图像、多普勒(D)模式图像;弹性(elastic)(E)模式图像;M模式图像;和主要对沿着被检体的体表连续地配置的B模式图像进行重建而得到的三维超声波图像等。
视频存储器22将由数据变换部20形成的超声波图像、患者信息和体标记信息等文字或图形信息、设定部26的图形信息合成起来存储。控制部28也具有对以怎样的显示形式来进行显示执行选择控制的显示控制部的功能。
显示部24显示存储在视频存储器22中的超声波图像,因此,例如由CRT显示器或液晶显示器构成。显示部24只要显示超声波图像,并显示能够由操作者进行诊断的图像即可,不论是模拟输出还是数字输出的显示器都能够应用于本发明。
设定部26由操作者使用操作台上的键盘或轨迹球(trackball)来输入希望的摄像模式、患者信息、摄像位置等各种参数。
控制部28是根据由设定部26输入的各种参数,来控制发送接收切换部14、波束形成部16、数据变换部20,使其分别工作的控制用计算机系统。
如图1所示,数据变换部20具备:多个处理器20a~20h;处理器控制部20i,其总括地控制处理器20a~20h;内部存储器20j(MEMORY),其记录通过发送接收切换部14发送来的回声数据;内部数据传送总线20k,其能够在处理器20a~20h、处理器控制部20i、内部存储器20j之间,相互通信数据。
内部存储器20j接收并存储从控制部28(CONT)传送来的数据。处理器控制部20i控制通过内部数据传送总线20k连接的处理器20a~20h。其控制的具体例是,对存储在内部存储器20j中的数据或参数进行解析,并对处理器20a~20h分配处理程序,来根据存储在内部存储器20j中的数据得到超声波图像。
数据变换部20,例如可以应用CELL等在单个外壳内具有多个处理器核的结构被标准化后的多处理器。CELL是指,Cell Broadband Engine(注册商标)的简写,是由株式会社索尼·计算机娱乐公司等开发的微处理器。在使用CELL的情况下,处理器20a~20h采用SPE(Synergistic Processor Element),处理器控制部20i采用PPE(PowerPC Processor Element),内部数据传送总线20k采用EIB(Element Interconnect Bus)来构成。
另外,在超声波诊断装置中,一方面存在有助于装置的小型化的数据处理部的电路规模的缩小的要求,另一方面存在有助于装置的高功能化的数据处理部的数据运算处理的高速化的要求,虽然相互折中的技术课题依然存在,但通过采用这种单个外壳的多处理器,能够有助于电路规模的缩小和数据运算处理的高速化。此外,虽然处理器的个数在图1中作为例子采用了8个,但可以根据处理器的处理能力来任意地设定,因此也可以为任意自然数的个数。
另外,超声波诊断装置,存在有在生成显示超声波图像的过程中,产生需要执行处理速度不同的多个信号处理的情况。图2是作为例如由进行生成显示的超声波图像的差异所引起的处理速度的差异的一个例子,对超声波诊断装置的B模式图像和M模式图像的差异进行说明的图。图2(a)的B模式图像是对超声波波束二维地进行扫描并图像化后的二维图像。图2(b)的M模式图像是固定超声波波束,并经时性地进行了显示的图像。
如图2(a)所示,B模式图像一般由数条到数百条超声波波束构成一个图像,若假设该图像的单位为帧,则以帧为单位被更新,与此相对,如图2(b)所示,M模式图像随时被更新。超声波诊断装置能够将B模式图像和M模式图像同时显示在同一画面上,此时B模式图像和M模式图像非同步地被显示更新。这样,存在如下情况:按照每个超声波图像,用于图像生成的数据输入的速度不同,或者生成图像的输出速度不同,从而处理速度不同。不限于B模式图像和M模式图像,存在如下所示的按照每个与进行生成显示的超声波图像对应的波束种类,而处理速度不同的情况。
图3是表示在超声波诊断装置中使用的超声波波束的种类(波束种类)的一个例子的图。超声波波束主要分为2D图像用和时间序列图像用。2D图像用超声波波束存在黑白B图像用波束、彩色多普勒B图像用波束、组织弹性图像用波束等,时间序列图像用超声波波束存在黑白M图像用波束、彩色多普勒图像用波束、多普勒图像用波束等。此外,例如在被称作双平面模式的超声波诊断装置的摄像模式中,像BW_B1波束、BW_B2波束那样,需要两种黑白B图像用波束。其他超声波波束种类,也同样根据双平面模式而需要两种以上的波束。
在图3的例子中,超声波诊断装置需要12种超声波波束,若考虑对每一种超声波波束分配一个处理器,则仅此就需要12个处理器。但是,一般没有同时需要12种超声波波束的超声波诊断装置的摄像模式。在实际的超声波诊断装置中,每种摄像模式使用的波束种类被限定,因此只要按照每种摄像模式来改变结构,则能够用更少的处理器个数来实现超声波诊断装置。
此外,假设在不并列多个超声波图像来进行生成显示的情况下,例如在用单体来生成显示B模式图像的情况下,也存在产生需要进行处理速度不同的信号处理的情况。
即,存在如下情况:为了生成显示B模式图像,需要针对回声数据的超声波扫描处理(例如对数压缩处理等)、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理(坐标变换为显示器的方式的扫描变换处理等),但该超声波扫描处理的速度与TV扫描处理的速度不同。
如上所述,在需要进行处理速度不同的多个信号处理的超声波诊断装置中,若想要在同一处理器上执行这些信号处理,则由于处理速度的差异,而产生处理器的处理损失,因此从处理效率的角度不理想。
因此,本实施方式的超声波诊断装置的特征在于,数据变换部20如上所述具有多个处理器而构成,将多个信号处理中的处理速度不同的信号处理分配给不同的处理器来进行运算。以下,使用具体的实施例对这一点进行说明。
[实施例1]
图4是表示B模式图像的生成显示中的处理器的分配的一个例子的图。如图4所示,在B模式图像的生成显示中,存在超声波扫描速度处理和TV扫描速度处理这两个处理速度不同的信号处理。因此,对超声波扫描速度处理分配了处理器20a(BM1),对TV扫描速度处理分配了处理器20b(BM2)。另外,分配不限于处理器20a、20b,由处理器控制部20i从处理器20a~20h中,任意地选择需要个数的存在处理余裕的处理器来进行分配。
图5是表示B模式图像的生成显示过程中的各处理器的具体处理内容的图,图6是表示各处理器的数据处理的执行周期的时序图。
如图5所示,B模式图像的生成显示之前所需要的处理大致由如下处理构成:对数压缩处理;持续性(persistence)处理;增强处理;扫描变换处理;伽马校正处理;和数据传送处理。
对数压缩处理例如将高达2的20次方的超声波接收信号的动态范围压缩为比较小的电路上的动态范围,实际上是显示器的动态范围。持续性处理针对对数压缩处理后的像素,对显示在显示器上的相同位置的数据之间进行加法平均。增强处理针对持续性处理后的像素,进行边缘强调,以使得像素间的边界变得清晰。
扫描变换处理将增强处理后的像素从超声波波束的扫描而坐标变换为显示器的扫描。伽马校正处理针对扫描变换处理后的像素,用决定像素的定义域和值域的伽马曲线来补正显示灰度。数据传送处理将伽马校正处理后的图像(B模式图像)送出到视频存储器22。
这些处理可以分为由对数压缩处理、持续性处理、增强处理构成的超声波扫描处理,和由扫描变换处理、伽马校正处理、数据传送处理构成的TV扫描处理。即,对BM1分配超声波扫描处理,对BM2分配TV扫描处理。由此,能够对被超声波扫描处理依次更新的B模式图像的数据,以流水线方式并行进行TV扫描处理。
如图6所示,首先,处理器20a(BM1)在最初的运算执行周期(第1周期)中,对作为处理对象的回声数据的RFB1进行超声波扫描处理。
在下一个运算执行周期(第2周期)中,处理器20b(BM2)对RFB 1进行TV扫描处理,生成针对RFB1的B模式图像数据(BMD1)并输出到视频存储器22。在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20a(BM1)对作为RFB1的下一个回声数据的RFB2进行超声波扫描处理。
在下一个运算执行周期(第3周期)中,视频存储器22将BMD1显示于显示部24。在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20b(BM2)对RFB2进行TV扫描处理,生成针对RFB2的B模式图像数据(BMD2)并输出到视频存储器22。此外,在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20a(BM1)对作为RFB2的下一个回声数据的RFB3进行超声波扫描处理。
在下一个运算执行周期(第4周期)中,视频存储器22将BMD2显示于显示部24。在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20b(BM2)对RFB3进行TV扫描处理,将针对RFB3的B模式图像数据(BMD3)输出到视频存储器22。此外,在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20a(BM1)对作为RFB3的下一个回声数据的RFB4进行超声波扫描处理。
以后,反复这种由3段构成的流水线方式的并行运算,直到针对RFBn(n为自然数)的B模式图像数据(BMDn)显示于显示部24为止。
以上,本实施例即使针对回声数据的超声波扫描处理(对数压缩处理、持续性处理、增强处理)、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理(扫描变换处理、伽马校正处理、数据传送处理)的处理速度彼此不同,也将超声波扫描处理和TV扫描处理分配给不同的处理器20a(BM1)、20b(BM2)来进行运算。因此,处理器20a(BM1)、20b(BM2)分别能够依次执行相同处理速度的信号处理,因此不需要在以往的不同处理速度的信号处理中所需要的时分割处理等,其结果,防止了处理的损失。
此外,因为能够使用处理器20a(BM1)、20b(BM2)来以流水线方式并行且高速地执行处理速度不同的超声波扫描处理和TV扫描处理,所以能够提高数据变换部20的处理效率。
[实施例2]
图7是表示并行地生成显示B模式图像和多普勒图像的B/D模式中的处理器的分配的一个例子的图。例如,在从B模式切换为B/D模式时,暂时解除在B模式中使用了的处理器20a、20b的分配,而且,在B模式处理中确保了的存储器20j的存储器区域也暂时释放。然后,为了新进行B/D模式的动作,而再次分配处理器,并重新确保在B/D模式中使用的存储器区域。在此,数据变换部20根据选择的摄像模式(B/D模式),来决定处理器20a~20h中分配给在选择的摄像模式下进行的信号处理的处理器的个数。在本实施例中,因为在B/D模式所需要的信号处理中,处理速度不同的处理有4个,所以将4个处理器分配给信号处理。
本实施例表示在B模式图像和多普勒图像交替地被测量的情况下,与区分各自的各模式的数据的DEMUX处理并行地,对B模式图像和多普勒图像分别分配两个处理器,各处理器将B模式图像和多普勒图像图像化为止的一个例子。
如图7所示,在B/D模式中,分别针对B模式图像和多普勒图像,存在超声波扫描速度处理和TV扫描速度处理这两个处理速度不同的信号处理。因此,对B模式图像的超声波扫描速度处理分配了处理器20a(BM1),对B模式图像的TV扫描速度处理分配了处理器20b(BM2)。此外,对多普勒图像的超声波扫描速度处理分配了处理器20c(DM1),对多普勒图像的TV扫描速度处理分配了处理器20d(DM2)。
图8是表示B模式图像和多普勒图像的生成显示的过程中的各处理器的具体处理内容的图,图9是表示各处理器的数据处理的执行周期的时序图。
图8中的B-DEMUX处理为,判定处理对象的回声数据是否为B模式,并根据该判定来将处理对象回声数据取入到处理器20a。D-DEMUX处理为,判定处理对象的回声数据是否为D模式,并根据该判定来将处理对象回声数据取入到处理器20c。回声数据的判定可以通过由数据变换部20对附带于回声数据而设定的表示波束种类的数据进行解析来进行。
对于在B模式图像的生成显示之前所需要的处理,省略关于与第1实施例相同的部分的说明,只说明不同的部分。在B模式图像的TV扫描处理中,在伽马校正处理和数据传送处理之间插入合成处理。通过合成处理,合成在后面说明的多普勒图像的TV扫描处理后的数据和B模式图像。此外,数据传送处理将合成处理后的图像(B模式图像和多普勒图像的合成图像)送出到视频存储器22。
在多普勒图像的生成显示之前所需要的处理,大致由如下处理构成:取样(SG)设定处理;重新取样处理;高速傅里叶变换(FFT)处理;加法平均处理;对数压缩处理;存储处理;扫描变换处理;和伽马校正处理。
SG设定处理在被检体的超声波B模式图像上,将SG设定于希望的血流速度诊断部位。重新取样处理对用后段的傅里叶变换进行运算的取样点进行插值来求出。FFT处理对被重新取样处理进行了插值的取样点进行频率分析,除去来自心肌等运动速度较慢的反射体的比较低频的杂波(clutter)分量,抽出比较高频的血流分量。加法平均处理针对通过FFT处理抽出的血流分量,得到每个所谓取样点的相关值。对数压缩处理将加法平均处理结果的动态范围压缩为实际上显示器的动态范围。
存储处理将进行了对数压缩处理后的结果存储于内部存储器20j中。扫描变换处理将存储在内部存储器20j中的像素从超声波波束的扫描而坐标变换为显示器的扫描。伽马校正处理针对扫描变换处理后的像素,用决定像素的定义域和值域的伽马曲线来补正显示灰度,并输出到B模式图像的合成处理。
这些多普勒图像的生成显示所需要的处理,可以分为由SG设定处理、重新取样处理、高速傅里叶变换(FFT)处理、加法平均处理、对数压缩处理构成的超声波扫描处理,和由存储处理、扫描变换处理、伽马校正处理构成的TV扫描处理。即,对DM1分配超声波扫描处理,对DM2分配TV扫描处理。由此,能够对在超声波扫描处理中依次被更新的多普勒图像的数据以流水线方式并行进行TV扫描处理。
如图9所示,首先,在最初的运算执行周期(第1周期)中,处理器20a(BM1)对作为最初的处理对象的回声数据的RFB1进行数据取入处理,并对RFB 1进行超声波扫描处理(B模式)。在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20c(DM1)对作为处理对象的回声数据的RFD1进行数据取入处理,并对RFD1进行超声波扫描处理(D模式)。
在下一个运算执行周期(第2周期)中,处理器20d(DM2)对RFD1进行TV扫描处理(D模式),并生成针对RFD1的多普勒图像数据(DMD1)。处理器20b(BM2)对RFB1进行TV扫描处理,生成针对RFB1的B模式图像数据(BMD1),并与多普勒图像数据(DMD1)进行合成。此外,处理器20b(BM2)将B模式图像数据(BMD1)、多普勒图像数据(DMD1)、和合成图像送出到视频存储器22。在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20a(BM1)对RFB2进行超声波扫描处理(B模式),处理器20c(DM1)对RFD2进行超声波扫描处理(D模式)。
在下一个运算执行周期(第3周期)中,视频存储器22将B模式图像数据(BMD1)、多普勒图像数据(DMD1)、和合成图像中的设定的图像显示于显示部24。此外,在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20d(DM2)对RFD2进行TV扫描处理(D模式),并生成针对RFD2的多普勒图像数据(DMD2)。处理器20b(BM2)对RFB2进行TV扫描处理,生成针对RFB2的B模式图像数据(BMD2),并与多普勒图像数据(DMD2)进行合成。此外,处理器20b(BM2)将B模式图像数据(BMD2)、多普勒图像数据(DMD2)、和合成图像送出到视频存储器22。在相同的流水线运算的执行周期中,处理器20a(BM1)对RFB3进行超声波扫描处理(B模式),处理器20c(DM1)对RFD3进行超声波扫描处理(D模式)。
以后,反复这种由5段构成的流水线方式的并行运算,直到针对RFBn(n是自然数)的B模式图像数据(BMDn)、针对RFDn(n是自然数)的多普勒图像数据(DMDn)、以及BMDn与DMDn的合成图像显示于显示部24为止。
以上,本实施例分别针对B模式图像和多普勒图像,将针对回声数据的超声波扫描处理、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理分配给不同的处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(DM1)、20d(DM2)来进行运算。其结果,处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(DM1)、20d(DM2)分别能够依次执行相同处理速度的信号处理,因此防止了处理的损失。
此外,因为能够使用处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(DM1)、20d(DM2)来以流水线方式并行且高速地执行处理速度不同的超声波扫描处理和TV扫描处理,所以能够提高数据变换部20的处理效率。
另外,图10是表示本实施例的变形的一个例子的图。例如在一个处理器的处理能力较大的情况下,如图10所示,也可以将针对B模式图像的TV扫描处理和针对多普勒图像的TV扫描处理分配给一个处理器20b。即,一方面因为B模式图像和多普勒图像各自的超声波扫描处理的处理速度不同,所以分配不同的处理器20a、20c,另一方面若两图像的TV扫描处理的处理速度相同且处理器的处理能力存在余裕,则也可以共同分配给处理器20b。
[实施例3]
图11是表示并行地生成显示B模式图像和M模式图像的B/M模式中的处理器分配的一个例子的图。例如,从B/D模式切换为B/M模式时,暂时解除在B/D模式中使用了的处理器20a~20d的分配,而且,在B/D模式处理中确保了的存储器20j的存储器区域也暂时释放。然后,为了新进行B/M模式的动作,而再次分配处理器,并重新确保在B/M模式中使用的存储器区域。在此,数据变换部20根据选择的摄像模式(B/M模式),来决定处理器20a~20h中分配给在选择的摄像模式下进行的信号处理的处理器的个数。在本实施例中,因为在B/M模式所需要的信号处理中,处理速度不同的处理有4个,所以将4个处理器分配给信号处理。
本实施例表示在B模式图像和M模式图像交替地被测量的情况下,与区分各自的各模式的数据的DEMUX处理并行地,分别对B模式图像和M模式图像分配两个处理器,各处理器将B模式图像和M模式图像进行图像化为止的一个例子。
如图11所示,在B/M模式中,与第2实施例相同地,分别针对B模式图像和M模式图像,存在超声波扫描速度处理和TV扫描速度处理这两个处理速度不同的信号处理。因此,对B模式图像的超声波扫描速度处理分配了处理器20a(BM1),对B模式图像的TV扫描速度处理分配了处理器20b(BM2)。此外,对M模式图像的超声波扫描速度处理分配了处理器20c(MM1),对M模式图像的TV扫描速度处理分配了处理器20d(MM2)。
本实施例除了在处理器20c、20d中进行M模式图像的生成显示所需要的处理这一点之外,与第2实施例相同地执行各处理器的数据处理。即,分别针对B模式图像和M模式图像,将针对回声数据的超声波扫描处理、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理分配给不同的处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(MM1)、20d(MM2)来进行运算。其结果,处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(MM1)、20d(MM2)分别能够依次执行相同处理速度的信号处理,因此防止了处理的损失。
此外,因为能够使用处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(MM1)、20d(MM2)来以流水线方式并行且高速地执行处理速度不同的超声波扫描处理和TV扫描处理,因此能够提高数据变换部20的处理效率。
另外,图12是表示本实施例的变形的一个例子的图。例如,在一个处理器的处理能力较大的情况下,如图12所示,也可以将针对B模式图像的TV扫描处理和针对M模式图像的TV扫描处理分配给一个处理器20b。即,一方面,因为B模式图像和M模式图像各自的超声波扫描处理的处理速度不同,所以分配不同的处理器20a、20c,另一方面,若两图像的TV扫描处理的处理速度相同,且处理器的处理能力存在余裕,则也可以共同分配给处理器20b。
[实施例4]
图13是表示并行地生成显示B模式图像和彩色图像的彩色流动模式中的处理器的分配的一个例子的图。例如,在从B/M模式切换为彩色流动模式时,暂时解除在B/M模式中使用了的处理器20a~20d的分配,而且,在B/M模式处理中确保了的存储器20j的存储器区域也暂时释放。然后,为了新进行彩色流动模式的动作,而再次分配处理器,并重新确保在彩色流动模式中使用的存储器区域。在此,数据变换部20根据选择的摄像模式(彩色流动模式),来决定处理器20a~20h中分配给在选择的摄像模式下进行的信号处理的处理器的个数。在本实施例中,因为在彩色流动模式所需要的信号处理中,处理速度不同的处理有4个,所以将4个处理器分配给信号处理。
本实施例表示在B模式图像和彩色图像交替地被测量的情况下,与区分各自的各模式的数据的DEMUX处理并行地,分别对B模式图像和彩色图像分配两个处理器,各处理器将B模式图像和彩色图像进行图像化为止的一个例子。
如图13所示,在彩色流动模式中,与第2实施例相同地,分别针对B模式图像和彩色图像,存在超声波扫描速度处理和TV扫描速度处理这两个处理速度不同的信号处理。因此,对B模式图像的超声波扫描速度处理分配了处理器20a(BM1),对B模式图像的TV扫描速度处理分配了处理器20b(BM2)。此外,对彩色图像的超声波扫描速度处理分配了处理器20c(CM1),对彩色图像的TV扫描速度处理分配了处理器20d(CM2)。
本实施例除了在处理器20c、20d中进行彩色图像的生成显示所需要的处理这一点之外,与第2实施例相同地执行各处理器的数据处理。
即,分别针对B模式图像和彩色图像,将针对回声数据的超声波扫描处理、和针对进行了超声波扫描处理的数据的TV扫描处理分配给不同的处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(CM1)、20d(CM2)来进行运算。其结果,处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(CM1)、20d(CM2)分别能够依次执行相同处理速度的信号处理,因此防止了处理的损失。
此外,因为能够使用处理器20a(BM1)、20b(BM2)、20c(CM1)、20d(CM2)来以流水线方式并行且高速地执行处理速度不同的超声波扫描处理和TV扫描处理,所以能够提高数据变换部20的处理效率。
另外,图14是表示本实施例的变形的一个例子的图。例如,在一个处理器的处理能力较大的情况下,如图12所示,若针对B模式图像的超声波扫描处理和针对彩色图像的超声波扫描处理的处理速度相同,则也可以将这些处理分配给一个处理器20a。此外,若针对B模式图像的TV扫描处理和针对彩色图像的TV扫描处理的处理速度相同,则也可以将这些处理分配给一个处理器20b。
以上,通过本实施方式的超声波诊断装置,针对由超声波诊断装置的各种各样的摄像模式中的各种各样的超声波波束种类的差异所引起的回声数据信号处理的处理速度差异、由回声数据的超声波扫描处理和TV扫描处理所引起的处理速度差异,通过将处理速度不同的信号处理分配给不同的处理器进行来运算,各处理器能够依次执行相同处理速度的信号处理,并且能够以流水线方式并行且高速地执行处理速度不同的信号处理,因此能够提高处理器的处理效率。
此外,通过进行根据摄像模式而使用的处理器的个数、处理器的处理内容决定、存储器区域的再分配,能够高效地使用资源有限的多处理器系统,从而提高处理器的处理效率。
此外,参照附图,对本发明所涉及的超声波诊断装置等的优选的几个实施例进行了说明,但本发明不限定于这种例子。若为本领域技术人员,则显然能够在本申请所公开的技术思想的范畴内,想到各种变形例或修正例,关于这些当然也被认为属于本发明的技术范围。
符号说明:
10超声波诊断装置、12超声波探头、14发送接收切换部、16波束形成部、20数据变换部、20a~20h处理器、24显示部

Claims (5)

1.一种超声波诊断装置,其具备:
超声波探头,其对被检体发送超声波波束,并且接收来自所述被检体的反射回声信号;波束形成部,其提供使该超声波探头发送所述超声波波束的驱动信号;数据变换部,其对将所述反射回声信号进行数字化而得到的回声数据实施多个信号处理,来变换为超声波图像数据;和显示部,其显示基于所变换后的所述超声波图像数据的超声波图像,
所述超声波诊断装置的特征在于,
所述数据变换部构成为具有对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的多个处理器。
2.根据权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征在于,
所述数据变换部决定对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的处理器的个数。
3.根据权利要求2所述的超声波诊断装置,其特征在于,
所述数据变换部根据从所述超声波图像的多个摄像模式中选择的摄像模式,来决定在所述多个处理器中,对所选择的所述摄像模式下所实施的信号处理进行分配的处理器的个数。
4.根据权利要求1所述的超声波诊断装置,其特征在于,
所述数据变换部按照每个发送给所述被检体的超声波波束的波束种类,使所述多个处理器的分配不同。
5.一种超声波诊断装置的信号处理方法,其具备:
由超声波探头对被检体发送超声波波束,并且接收来自所述被检体的反射回声信号的步骤;由波束形成部提供使该超声波探头发送所述超声波波束的驱动信号的步骤;由数据变换部对将所述反射回声信号进行数字化而得到的回声数据实施多个信号处理,来变换为超声波图像数据的步骤;和由显示部来显示基于所变换后的所述超声波图像数据的超声波图像的步骤,
其中,
所述数据变换部具有对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的多个处理器,
所述超声波诊断装置的信号处理方法还包括从所述多个处理器中,决定对所述多个信号处理中的处理速度不同的信号处理进行分配的处理器的步骤。
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