JP2000316846A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検体の臓器の運動はほぼ忠実に表示しつつ、
臓器の周辺のノイズの目立たない超音波画像を表示でき
る超音波診断装置を提供する。 【解決手段】上記課題は、前記被検体の体表からの深度
情報及び／又は前記被検体の体動量に対応付けられた相
関係数を記憶する相関係数記憶メモリ３７を備え、フレ
ームメモリ書込読出制御回路３４から発生されるフレー
ムメモリ３１、３２、３３の読出アドレスに対応した相
関係数を相関係数記憶メモリ３７から読み出して、この
読み出された相関係数からフレーム相関計算回路３６が
フレーム相関を計算することで解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
被検体の診断部位についてＢモード像又はＭモード像或
いは血流情報を含んだ２次元血流分布像を表示する超音
波診断装置に関し、特に時相の異なる複数の画像間での
相関を計算して画像を表示する際にそれらの画像の体表
からの深度に応じて相関係数を可変設定できる超音波診
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波診断装置は、特開平５−７
５９２号公報に記載されている。

【０００３】ここでは、デジタルスキャンコンバータ
（ＤＳＣ）の内部に、複数のフレームメモリと、フレー
ム相関回路と、相関係数設定手段とを設け、複数のフレ
ームメモリにより時相の異なる複数の画像データをそれ
ぞれ記憶し、フレーム相関回路で各フレームメモリから
読み出した画像データを取り込んで画像間の相関をとる
と共に、相関係数設定手段により上記フレーム相関回路
に対して画像データの取り込み状態（例えばフレームレ
ート）に応じて相関係数を可変設定することにより、隣
接する２フレーム間で不均一に発生するノイズを低減し
て良好なＳ／Ｎ比の画像を表示できる旨記載されてい
る。

【０００４】このフレーム相関は、現在のフレームのデ
ータＤｎと現在のフレームの１フレーム前のデータＤｏ
の相関をとる場合を考えると、データＤｎとデータＤｏ
は重み付け係数αにより、相関値Ｄは次式のように計算
されるというものである。

【０００５】 Ｄ＝（１−α）×Ｄｎ＋α×Ｄｏ （１） 上記式（１）の重み付け係数αを所定値に設定して現在
のフレームのデータＤｎと現在のフレームの１フレーム
前のデータＤｏとを重み付け加算すると、ＤｎとＤｏの
一方にノイズがあって他方にノイズがないというように
不均一に発生するノイズがデータＤにおいて低減でき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、このフレーム相
関を運動臓器、例えば心臓などの検査にも適用するが、
その場合、現在のフレームのデータＤｎの寄与分を大き
くして、心臓の動きを正確に表示しているようにしてい
る。

【０００７】ところが、心臓を対象とする場合に用いら
れるセクタ走査方式では、被検体の深い領域での走査線
の密度が粗いため得られた超音波画像上でノイズが目立
ち易くなる。それにも拘らず、従来は相関係数αを大き
く一定値でフレーム相関を行っているため、対象臓器以
外の部分のノイズ低減効果が少なく、ノイズの目立った
画像表示がされることとなり、診断に好ましいものでは
なかった。

【０００８】本発明の目的は、被検体の臓器の運動はほ
ぼ忠実に表示しつつ、臓器の周辺のノイズの目立たない
超音波画像を表示できる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】上記目的は、被検体内に
超音波を送受信する探触子と、この探触子を駆動して所
定周波数の超音波を発生させると共に受信した反射エコ
ー信号を処理する超音波送受信部と、この超音波送受信
部からの反射エコー信号を前記超音波の走査から画像表
示の走査へ変換する走査変換手段と、この走査変換手段
から出力される前記画像データを超音波画像として表示
する画像表示器と、時相の異なる複数の画像データをそ
れぞれ記憶する複数の画像記憶手段と、これらの画像記
憶手段から読み出した時相の異なる複数の画像データを
取り込んで画像データ間の相関を計算する手段とを備え
た超音波診断装置において、前記被検体の体表からの深
度情報及び／又は前記被検体の体動量に基づいて相関係
数を設定する手段を備えたことを特徴とする超音波診断
装置によって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図面を用いて説明する。

【００１１】図１は本発明の超音波診断装置の全体構成
を示すブロック図、図２は本発明による超音波診断装置
の特徴部分を示すブロック図、図３は本発明の画像表示
と相関係数を対応付ける例を示す図である。

【００１２】この超音波診断装置は、超音波を利用して
被検体の診断部位についてＢモード像又はＭモード像或
いは２次元血流分布像を表示するもので、図１に示すよ
うに、被検体に当接させる探触子１と、探触子１と接続
される超音波送受信部２と、超音波送受信部２と接続さ
れるＤＳＣ３と、ＤＳＣ３と接続される画像表示器４と
からなる。

【００１３】上記探触子１は、機械的又は電子的に超音
波ビームを走査して被検体内に超音波を送信し、被検体
内からの反射エコー信号を受信するもので、図示省略し
たがその中には、超音波の発生源であると共に反射エコ
ーを受信する振動子が内蔵されている。

【００１４】超音波送受信部２は、上記探触子１を駆動
して所定周波数の超音波を発生させると共に探触子１に
より受信したその反射波から超音波ビーム信号を形成す
るもので、図示省略したがその内部には、送波信号発生
器と、信号増幅器と、整相回路と、検波器などを有して
いる。

【００１５】ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２から出
力されるエコー信号をデジタル化すると共にこの画像デ
ータを画像記憶手段に超音波ビームの送受信に連動して
記憶すると共に、ＣＲＴの水平走査に同期して読み出す
ものである。

【００１６】画像表示器４は、上記ＤＳＣ３から出力さ
れる画像データを入力してアナログ信号に変換し画像と
して表示するもので、図示省略したがその内部には、Ｄ
／Ａ変換器と、白黒又はカラーのテレビモニタとを有し
ている。

【００１７】ここで、本発明においては、上記ＤＳＣ３
の内部に、図２に示すように、超音波送受信部２とそれ
ぞれの入力端子が接続されるフレームメモリ３１、３
２、３３と、フレームメモリ３１、３２、３３の書込制
御端子および読出制御端子のそれぞれと接続されるフレ
ームメモリ書込読出制御回路３４と、フレームメモリ３
１、３２、３３の出力信号端子のそれぞれと接続される
切換回路３５と、切換回路３５と接続されるフレーム相
関計算回路３６と、フレームメモリ書込読出制御回路３
４と接続される相関係数記憶メモリ３７と、フレームメ
モリ書込読出制御回路３４および切換回路３５と接続さ
れる中央演算装置（ＣＰＵ）３８とを有している。

【００１８】フレームメモリ書込読出制御回路３４は、
ＣＰＵ３８の制御の下に、著運ぱビームの走査に対応し
て受信したエコー信号をフレーム単位でフレームメモリ
３１、３２、３３に超音波ビームの走査方向に対応した
メモリ内のアドレスへ書き込む。

【００１９】例えば、あるフレームのデータ取り込みの
走査期間のエコー信号をフレームメモリ３１に書き込
み、その次の走査期間のエコー信号をフレームメモリ３
２に書き込み、さらにその次の走査期間のエコー信号を
フレームメモリ３３に書き込む。この一連の動作をフレ
ームメモリ３１、３２、３３で巡回的に行う。

【００２０】次に上記フレームメモリ３１、３２、３３
を用いたフレーム相関の行い方を説明する。

【００２１】探触子１から超音波ビームの送受信と走査
を行って得られたエコー信号は、ＤＳＣ３のＡ／Ｄ変換
器（図示省略）でデジタル化され、まずフレームメモリ
３１へ書き込まれる。エコー信号の書込は、超音波ビー
ムＮ０．１，２，３，…，ｎの順に超音波ビームの送受
信方向に対応して、フレームメモリ３１のアドレスがＣ
ＰＵ３８の制御により、フレームメモリ書込読出制御回
路３４から出力されて行われる。

【００２２】そして、最初のフレームの超音波走査をフ
レームメモリ３１へのデータ書き込みが終了すると、Ｃ
ＰＵ３８は探触子１の超音波送受信方向を超音波ビーム
Ｎｏ．１へ戻し、再び超音波の送受信動作を開始する。
これに合わせてＣＰＵ３８はフレームメモリ３２へデー
タ書き込みが行われるように、フレームメモリ書込読出
制御回路３４を制御する。フレームメモリ３２へ所定数
の超音波ビームデータが書き込まれた時点で、フレーム
メモリ３１とフレームメモリ３２への記憶内容が切換回
路３５に読み出される。この読み出しは、図２中のフレ
ームメモリ３１とフレームメモリ３２内に実線で示した
図面左右方向へ矢印を付したライン方向に行われる。こ
のためにＣＰＵ３８はフレームメモリ書込読出制御回路
３４を介して、フレームメモリ３１とフレームメモリ３
２とへ同一の読出アドレスを出力させる。これと同時
に、ＣＰＵ３８は切換回路３５へフレームメモリ３１と
フレームメモリ３２とへ同一の読出アドレスを出力させ
る。これと同時にＣＰＵ３８は切換回路３５へフレーム
メモリ３１とフレームメモリ３２の出力がフレーム相関
計算回路３６へ入力されるように、切換回路３５へ指令
を発行する。

【００２３】フレーム相関計算回路３６へフレームメモ
リ３１とフレームメモリ３２の記憶内容が出力される
と、フレーム相関計算回路３６は、フレームメモリ３１
から入力したデータを（１）式のＤｏ、フレームメモリ
３２から入力したデータを（１）式のＤｎとして、また
相関係数αをフレームメモリ３１、３２のラインアドレ
スＮｏ．（深度方向に対応）に応じて相関係数記憶メモ
リ３７から読出し、相関値Ｄの演算を行う。この演算は
フレームメモリ３１から入力されるデータＤｏとフレー
ムメモリ３２から入力されるデータＤｎが、フレームメ
モリ３１、３２のメモリの１ラインのアドレスの全てに
ついて順番に出力されるものであるから、各アドレスの
データに対し全て（１）式の計算を行って、それらを画
像表示器４へ出力され画像表示に供される。これらのデ
ータ読出と相関演算と相関値Ｄの画像表示器４への出力
は画像表示器４のＣＲＴの水平走査に同期して行われ
る。

【００２４】フレームメモリ３２のデータ書込とフレー
ム相関演算は、ＤＳＣ３の機能上独立して順次行われ、
フレームメモリ３２へのデータの書き込み、すなわち、
第２フレームのデータ取得のための超音波送受信が終了
すると、ＣＰＵ３８は探触子１からの超音波送受信方向
を再々度、ビームＮｏ．１の方向に戻して超音波走査を
行う。これによって得られたデータはフレームメモリ３
３へ書き込まれる。

【００２５】次に、既にフレームメモリ３２に書き込ま
れたデータを第１フレームのデータとして、新たにフレ
ームメモリ３３に書き込まれたデータを第２フレームの
データとする。

【００２６】つまり、フレームメモリ３３へ所定数の超
音波ビームデータが書き込まれた時点で、フレームメモ
リ３２とフレームメモリ３３への記憶内容が切換回路３
５に読み出される。この読み出しのためにＣＰＵ３８は
フレームメモリ書込読出制御回路３４を介して、フレー
ムメモリ３２とフレームメモリ３３とへ同一の読出アド
レスを出力させる。これと同時に、ＣＰＵ３８は切換回
路３５へフレームメモリ３２とフレームメモリ３３とへ
同一の読出アドレスを出力させる。これと同時にＣＰＵ
３８は切換回路３５へフレームメモリ３２とフレームメ
モリ３３の出力がフレーム相関計算回路３６へ入力され
るように、切換回路３５へ指令を発行する。

【００２７】フレーム相関計算回路３６へフレームメモ
リ３２とフレームメモリ３３の記憶内容が出力される
と、フレーム相関計算回路３６は、フレームメモリ３２
から入力したデータを（１）式のＤｏ、フレームメモリ
３３から入力したデータを（１）式のＤｎとして、また
相関係数αをフレームメモリ３２、３３のラインアドレ
スＮｏ．に応じて相関係数記憶メモリ３７から読出し、
相関値Ｄの演算を行う。この演算はフレームメモリ３２
から入力されるデータＤｏとフレームメモリ３３から入
力されるデータＤｎが、フレームメモリ３２、３３のメ
モリの１ラインのアドレスの全てについて順番に出力さ
れるものであるから、各アドレスのデータに対し全て
（１）式の計算を行って、それらを画像表示器４へ出力
され画像表示に供される。これらのデータ読出と相関演
算と相関値Ｄの画像表示器４への出力は画像表示器４の
ＣＲＴの水平走査に同期して行われる。

【００２８】フレームメモリ３３のデータ書込とフレー
ム相関演算は、ＤＳＣ３の機能上独立して順次行われ、
フレームメモリ３３へのデータの書き込みのための超音
波送受信が終了すると、ＣＰＵ３８は探触子１からの超
音波送受信方向を再々度、ビームＮｏ．１の方向に戻し
て超音波走査を行う。これによって得られたデータはフ
レームメモリ３１へ書き込まれる。

【００２９】次に、既にフレームメモリ３３に書き込ま
れたデータを第１フレームのデータとして、新たにフレ
ームメモリ３１に書き込まれたデータを第２フレームの
データとする。

【００３０】つまり、フレームメモリ３１へ所定数の超
音波ビームデータが書き込まれた時点で、フレームメモ
リ３３とフレームメモリ３１への記憶内容が切換回路３
５に読み出される。この読み出しのためにＣＰＵ３８は
フレームメモリ書込読出制御回路３４を介して、フレー
ムメモリ３３とフレームメモリ３１とへ同一の読出アド
レスを出力させる。これと同時に、ＣＰＵ３８は切換回
路３５へフレームメモリ３３とフレームメモリ３１とへ
同一の読出アドレスを出力させる。これと同時にＣＰＵ
３８は切換回路３５へフレームメモリ３３とフレームメ
モリ３１の出力がフレーム相関計算回路３６へ入力され
るように、切換回路３５へ指令を発行する。

【００３１】フレーム相関計算回路３６へフレームメモ
リ３３とフレームメモリ３１の記憶内容が出力される
と、フレーム相関計算回路３６は、フレームメモリ３３
から入力したデータを（１）式のＤｏ、フレームメモリ
３１から入力したデータを（１）式のＤｎとして、また
相関係数αをフレームメモリ３３、３１のラインアドレ
スＮｏ．に応じて相関係数記憶メモリ３７から読出し、
相関値Ｄの演算を行う。この演算はフレームメモリ３３
から入力されるデータＤｏとフレームメモリ３１から入
力されるデータＤｎが、フレームメモリ３３、３１のメ
モリの１ラインのアドレスの全てについて順番に出力さ
れるものであるから、各アドレスのデータに対し全て
（１）式の計算を行って、それらを画像表示器４へ出力
され画像表示に供される。これらのデータ読出と相関演
算と相関値Ｄの画像表示器４への出力は画像表示器４の
ＣＲＴの水平走査に同期して行われる。

【００３２】フレームメモリ３１のデータ書込とフレー
ム相関演算は、ＤＳＣ３の機能上独立して順次行われ、
フレームメモリ３１へのデータの書き込みのための超音
波送受信が終了すると、ＣＰＵ３８は探触子１からの超
音波送受信方向を再々度、ビームＮｏ．１の方向に戻し
て超音波走査を行う。これによって得られたデータはフ
レームメモリ３２へ書き込まれる。このような一連の動
作はフレームメモリ３１、３２、３３で巡回的に行われ
る。

【００３３】本発明では、このフレーム相関計算に係る
相関係数αの設定を、被検体の体表からの深度情報及び
／又は被検体の臓器の体動量で調整できるようにしたも
のであり、その設定例を図３に示す。

【００３４】図３（ａ）は、被検体の体表からの深度情
報に基づいて、所定の範囲の相関係数をα2に設定し、
残りの相関係数をα1に設定した例を示している。

【００３５】図３（ｂ）は、被検体の体動量に基づい
て、速い鼓動で動く心臓の近傍の位置に相関係数をα4
に設定し、比較的遅い鼓動で動く心臓より離れた位置に
相関係数をα3(α3＞α4）を設定した例を示している。

【００３６】上記設定によって定まるフレームメモリの
読出アドレスを相関係数記憶メモリ３７に供給する。相
関係数記憶メモリ３７は自身に記憶された相関係数α
1、α2、α3、α4を、前記読出アドレスに基づいてフレ
ームフレーム相関計算回路３６に供給する。フレーム相
関計算回路は、前記相関係数α1、α2、α3、α4を、そ
れぞれの画像の位置毎に（１）式に代入しフレーム相関
の計算を行う。

【００３７】本実施形態は以上のように構成されたの
で、被検体の体表からの深度情報及び／又は被検体の体
動量に基づいて相関係数を任意に設定できる。

【００３８】これにより、Ｂモード像又は２次元血流分
布像或いはＭモード像において、画像のＳ／Ｎ比の向上
を図ることができる。

【００３９】従って、診断能の良い画像が得られ、装置
の臨床価値を高めることができる。

【００４０】

【００４１】

【発明の効果】本発明は、被検体の臓器の運動はほぼ忠
実に表示しつつ、臓器の周辺のノイズの目立たない超音
波画像を表示できる超音波診断装置を提供するという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断装置の全体構成を示すブロ
ック図。

【図２】本発明による超音波診断装置の特徴部分を示す
ブロック図。

【図３】本発明の画像表示と相関係数を対応付ける例を
示す図。

【符号の説明】

１ 探触子 ２ 超音波送受信部 ３ ＤＳＣ ４ 画像表示器 ３１、３２、３３ フレームメモリ ３４ フレームメモリ書込読出制御回路 ３５ 切換回路 ３６ フレーム相関計算回路 ３７ 相関係数記憶メモリ ３８ 中央演算装置（ＣＰＵ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体内に超音波を送受信する探触子
   と、この探触子を駆動して所定周波数の超音波を発生さ
   せると共に受信した反射エコー信号を処理する超音波送
   受信部と、この超音波送受信部からの反射エコー信号を
   前記超音波の走査から画像表示の走査へ変換する走査変
   換手段と、この走査変換手段から出力される前記画像デ
   ータを超音波画像として表示する画像表示器と、時相の
   異なる複数の画像データをそれぞれ記憶する複数の画像
   記憶手段と、これらの画像記憶手段から読み出した時相
   の異なる複数の画像データを取り込んで画像データ間の
   相関を計算する手段とを備えた超音波診断装置におい
   て、前記被検体の体表からの深度情報及び／又は前記被
   検体の体動量に基づいて相関係数を設定する手段を備え
   たことを特徴とする超音波診断装置。