JP2005279287A

JP2005279287A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2005279287A
Application number: JP2005143673A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Fujinaga; 克巳藤永
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】超音波診断装置において、再加工が可能な信号形態で複素信号等のデジタル受信信号の記録を行う。
【解決手段】Ａ／Ｄ変換器１６から出力されたデジタル受信信号は分岐取り出しされて信号処理回路３２での所定の処理を経た後、ディスク装置３４によって記録媒体３６に格納される。また、記録媒体３６上に格納されたデータはディスク装置３４によって信号処理回路３２における処理を経た後に画像処理回路１８に送られる。従来においてはビデオ信号の状態で記録を行っていたが、生のエコーデータの記録を行うことにより再加工が容易となる。信号処理回路３２は、レート変換機能、データ付加・抽出機能、データ保護機能、データ圧縮・伸長機能等を有する。上記のデジタル受信信号は複素信号であってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は超音波診断装置に関し、特にエコーデータ（デジタル受信信号）の外部記録に関する。

従来の超音波診断装置では、エコーデータの記録を行う場合、受信信号がビデオ信号に変換され、そのビデオ信号がアナログ方式のビデオ装置などに記録されていた。そのようなアナログ記録によると、Ｓ／Ｎ比が劣化して画質が低下しやすい。一方、近年実用化されているデジタル記録装置を利用して、上記のビデオ信号をデジタルビデオ信号として記録することも考えられる。しかし、ビデオ信号は一般に情報量が多く、また高い転送レートを必要とする。このためデジタルビデオ信号の記録に当たっては高価な装置が要求される。また、アナログ及びデジタルのビデオ信号は、いずれも加工（画像処理）を経た後の信号であり、ビデオ信号の再生時に再加工する場合には適さないという問題がある。例えば、補間係数を変えて超音波画像を再作成するような処理を行うのは困難である。なお、以下の特許文献には従来の超音波診断装置等が記載されている。

特開平９−７５３４０号公報実願昭６０−５４８０７号（実開昭６１−１７１９１０号）のマイクロフィルム特開平７−２０３３４０号公報特開平７−２３９５０号公報特開昭５９−５５２４３号公報特開平６−７３５２号公報特開平７−２８６９９９号公報

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、再加工が可能な信号形態でエコーデータとしてのデジタル受信信号（特に複素信号）の記録を行うことにある。

本発明の他の目的は、できる限り情報量を削減して記録を行うことにある。

上記目的を達成するために、本発明は、超音波の送受波を行う送受波手段と、前記送受波手段からのアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する変換手段と、前記デジタル受信信号を処理して超音波画像データを作成する画像処理手段と、前記変換手段と前記画像処理手段との間の経路から取り出される前記デジタル受信信号に対して信号記録のための第１処理を施す第１処理手段と、前記第１処理が施されたデジタル受信信号を可搬型の媒体に書き込む書き込み手段と、前記媒体から前記デジタル受信信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出されたデジタル受信信号に対してそれを前記画像処理手段へ与えるための第２処理を施す第２処理手段と、を含み、前記変換手段と前記画像処理手段との間の経路から取り出される前記デジタル受信信号は複素信号であることを特徴とする。

上記構成によれば、超音波画像データとなる前のエコーデータ（生データであるデジタル受信信号としての複素信号）が所定の処理を経て記録媒体に記録されるので、その後、記録媒体から読み出されたエコーデータ（複素信号）に対して自在に加工（信号処理、画像処理）を施すことができる。よって、ビデオ信号の記録再生に比べて、加工の自由度を高められる。

上記のデジタル受信信号の書き込み前処理及び読み出し後処理には、必要に応じてデータ転送レートの変換、管理情報の付加・抽出、データ保護処理、データ圧縮・伸長処理などが含まれる。

本発明の望ましい態様では、前記第１処理手段は、前記第１処理として、前記デジタル受信信号にその信号を管理するための管理情報を付加し、その管理情報が付加された前記デジタル受信信号が前記媒体に書き込まれ、前記第２処理手段は、前記第２処理として、前記媒体から読み出されたデジタル受信信号に付加された管理情報を抽出し、前記デジタル受信信号とともに読み出された前記管理情報に基づいて、当該デジタル受信信号から超音波画像データを作成する際の制御を行う制御手段が設けられたことを特徴とする。望ましくは、前記管理情報には、信号識別のための検索情報と計測に関わる属性情報とが含まれる。望ましくは、前記変換手段は前記複素信号を生成する直交検波器を有する。

生データには、送受信モード、送信周波数、フレームレートなどの送受信条件に関わる情報、患者に関わる情報、診断部位などの各種情報が含まれないため、そのような情報を生データに対応付けて格納するものである。また、生データの検索に当たって検索キーが必要であるため、かかる情報を生データに対応付けて格納するものである。

以上説明したように、本発明によれば、再加工が可能な信号形態でエコーデータとしてのデジタル受信信号（複素信号）の記録を行うことができる。

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。

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。図１に示す超音波診断装置は、超音波の送受波を行って例えば２次元の断層画像やドプラ画像を形成する装置である。

探触子１０は、生体表面に当接して用いられ、あるいは体腔内に挿入して用いられる超音波プローブである。この探触子１０によって超音波の送受波が行われる。送受信器１２は送信ビームの形成及び受信ビームの形成を行うものであり、この送受信器１２から探触子１０内のアレイ振動子に対して送信信号が供給される。また、探触子１０からの受信信号は送受信器１２において処理される。

検波器１４は送受信器１２を介して出力される受信信号を検波する回路である。ちなみに図１にはＢモード画像の形成処理及びＭモード画像の形成処理のための回路が示されているが、さらにドプラ信号用処理回路を付加してもよい。Ａ／Ｄ変換器１６は検波後の受信信号をデジタル受信信号に変換する手段である。そのサンプリングレートは、診断深さなどの送受信条件及び表示ピクセルレートに基づいて制御部３８によって制御される。画像処理回路（デジタルスキャンコンバータ）１８はデジタル受信信号に対して画像処理を行って超音波画像データを形成する回路である。具体的には、画像処理回路１８は、相関処理回路２０、走査変換回路２２、補間処理回路２４及びフレームメモリ２６で構成される。もちろん、これ以外の他の構成を含めてもよい。

相関処理回路２０はスムージング処理、ライン間相関処理、フレーム間相関処理及びたたみ込み積分等を実行する回路である。走査変換回路２２は超音波ビームの走査アドレスを表示走査アドレスに変換する回路であり、例えば座標変換等の処理を実行する回路である。補間処理回路２４は、超音波ビーム間におけるデータ補間や超音波ライン上におけるデータ補間等を実行する回路である。フレームメモリ２６には画像処理後の画像データが少なくとも１フレーム分格納される。この画像データはＤ／Ａ変換器２８においてアナログ信号に戻されて、その画像データは表示器３０に送られ、表示器３０に超音波画像が表示されることになる。

本実施形態の超音波診断装置においては、Ａ／Ｄ変換器１６と画像処理回路１８との間の信号経路からデジタル受信信号が分岐取り出しされ、その信号が信号処理回路３２を介してディスク装置３４に送られている。そして、そのディスク装置３４によってデジタル受信信号が記録媒体３６に書き込まれる。また、ディスク装置３４を介して、記録媒体３６から読み出される信号は信号処理回路３２を介して画像処理回路１８に送られる。

ここで、信号処理回路３２は、サンプリングレートと記録媒体３６への書込みレートとの間でレート変換を行う機能と、デジタル受信信号に対して管理情報（検索情報及び属性情報）を付加し、また記録媒体３６から読み出された信号から管理情報を抽出する機能と、デジタル受信信号に対してデータ保護のために誤り訂正符号化処理や復合化処理などを行う機能と、デジタル信号に対して圧縮や伸長などを行う機能と、を有する。もちろん、必要に応じて他の機能を付加してもよくあるいは上述した複数の機能の内の一部の機能を削除してもよい。

記録媒体３６は例えば磁気ディスクや光ディスクなどの可搬型の記録媒体である。

図２には、当該記録媒体３６に格納されるデータの構成が示されている。画像処理を経ていない生データすなわち加工前のエコーデータ１００は管理情報１０２が信号処理回路３２の作用によって付加されている。ここで、管理情報１０２は具体的には検索用情報１０２Ａと属性情報１０２Ｂとで構成される。検索用情報１０２Ａは、例えば患者ＩＤ、日付、シリアル番号、等の検索時に利用される情報である。もちろん、それらの情報を超音波画像の画像処理に当たって利用してもよい。属性情報１０２Ｂは、例えば送受信モード、周波数、送受信、送受信レート、送受信アドレスなどの送受信条件を表す情報であり、具体的にはＢモードにおけるフレーム間のエコーデータブランキング時間やＭモードにおける送信ごとのブランキング時間等の各種の情報である。ちなみに、その属性情報１０２Ｂの中に、記録媒体３６からエコーデータ１００を読み出した際の信号処理に関わる情報を含めてもよい。

制御部３８は、図１に示す超音波診断装置の全体を制御するものであり、特に、信号処理回路３２、ディスク装置３４及び画像処理回路１８を制御している。制御部３８には入力装置としての操作パネル４０が接続されており、この操作パネル４０から入力される各種情報に基づいて制御部３８が制御を行っている。特に、その入力された情報の内で管理情報として利用されるものは制御部３８から信号処理回路３２に転送される。また、記録媒体３６からのデータの読出しに当たって、抽出された管理情報は信号処理回路３２を介して制御部３８に送られる。これによって制御部３８は当該管理情報に基づいて画像処理回路１８等の制御を行う。

したがって、上記実施形態によれば、従来のようにアナログあるいはデジタルのビデオ信号の状態で記録を行うものではなく、そのような加工を行う前の生データの状態で記録媒体３６への書込みが行われるため、その記録媒体３６からデータを読み出した際に必要な各種の処理を行うことができる。よって、加工の自由度を従来よりも大幅に高めることができるという利点がある。例えば、ビデオ信号の段階ではＢモード画像とされているものをＭモード画像とすることは非常に困難であるが、本実施形態の装置によれば、生のエコーデータを利用して任意の画像を簡単に形成できるという利点がある。

ちなみに、断層画像及びドプラ画像の両者が形成される装置においては、例えば検波器として直交検波器を用い、その直交検波後であってデジタル信号に変換された複素信号を記録媒体に格納してもよい。

本発明に係る超音波診断装置の全体構成示すブロック図である。記録媒体に格納されるデータの構造を表す概念図である。

符号の説明

１０探触子、１２送受信器、１４検波器、１６Ａ／Ｄ変換器、１８画像処理回路（ＤＳＣ）、２０相関処理回路、２２走査変換回路、２４補間処理回路、２６フレームメモリ、３２信号処理回路、３４ディスク装置、３６記録媒体、３８制御部、４０操作パネル。

Claims

超音波の送受波を行う送受波手段と、
前記送受波手段からのアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する変換手段と、
前記デジタル受信信号を処理して超音波画像データを作成する画像処理手段と、
前記変換手段と前記画像処理手段との間の経路から取り出される前記デジタル受信信号に対して信号記録のための第１処理を施す第１処理手段と、
前記第１処理が施されたデジタル受信信号を可搬型の媒体に書き込む書き込み手段と、
前記媒体から前記デジタル受信信号を読み出す読み出し手段と、
前記読み出されたデジタル受信信号に対してそれを前記画像処理手段へ与えるための第２処理を施す第２処理手段と、
を含み、
前記変換手段と前記画像処理手段との間の経路から取り出される前記デジタル受信信号は複素信号であることを特徴とする超音波診断装置。
請求項１記載の装置において、
前記第１処理手段は、前記第１処理として、前記デジタル受信信号にその信号を管理するための管理情報を付加し、その管理情報が付加された前記デジタル受信信号が前記媒体に書き込まれ、
前記第２処理手段は、前記第２処理として、前記媒体から読み出されたデジタル受信信号に付加された管理情報を抽出し、
前記デジタル受信信号とともに読み出された前記管理情報に基づいて、当該デジタル受信信号から超音波画像データを作成する際の制御を行う制御手段が設けられたことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１記載の装置において、
前記変換手段は前記複素信号を生成する直交検波器を有することを特徴とする超音波診断装置。