JP2619409B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents
Ultrasound diagnostic equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波診断に係り、特に臓器表面を表示，診
断することに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ultrasonic diagnosis, and more particularly to displaying and diagnosing the surface of an organ.
従来の装置は、特開昭54−131379号に記載のように、
Ｂモード断層面に斜交する任意断面の画像（Ｆモード）
を得るものである。すなわち、表示断面を数式で与える
表示断面指定回路と、送波時刻から、その断面までの遅
延時間設定回路と、遅延トリガ発生回路とにより、Ｂモ
ード断層面の任意深度の反射信号を検出・記憶し、Ｆモ
ード表示するものである。The conventional device is, as described in JP-A-54-131379,
Image of arbitrary cross section oblique to B-mode tomographic plane (F mode)
Is what you get. That is, a reflected signal at an arbitrary depth of the B-mode tomographic plane is detected and stored by a display section designating circuit that gives a display section by a mathematical expression, a delay time setting circuit from the transmission time to the section, and a delay trigger generating circuit. Then, F mode display is performed.
上記従来技術は、あらかじめ、表示断面を数式で定義
する必要があるため、任意の曲面状の断面を得ることは
ほとんど不可能である。In the above-described conventional technique, it is almost impossible to obtain an arbitrary curved cross-section because the display cross-section needs to be defined in advance by a mathematical expression.
また、被検者により異なる対象臓器の表面状態を観察
・診断するためには、そのつど、上記数式のパラメータ
の変更せざるを得ない。また、パラメータを知る方法に
ついても、従来技術は何ら示していない。Further, in order to observe and diagnose different surface conditions of the target organ depending on the subject, it is necessary to change the parameters of the above mathematical expressions each time. Further, the prior art does not show any method for finding the parameters.
本発明の目的は、本発明は、被検者の任意形状の臓器
の表面を表示・診断する超音波診断装置を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that displays and diagnoses the surface of an organ of an arbitrary shape of a subject.
上記目的は、超音波Ｂモード断層像を複数形成し、各
Ｂモード断層像について、注目する臓器形状の輪郭を検
出し、複数のＢモード断層像について上記輪郭における
超音波反射信号を得、２次元表示し、臓器表面を表示す
ることにより達成される。The object is to form a plurality of ultrasonic B-mode tomographic images, detect the contour of the organ shape of interest for each B-mode tomographic image, obtain an ultrasonic reflection signal at the contour for the plurality of B-mode tomographic images, This is achieved by displaying the dimension and displaying the organ surface.
各Ｂモード断層像について臓器形状の輪郭を検出し、
その点の反射信号を表示することにより、臓器表面の画
像を得るものである。Detecting the contour of the organ shape for each B-mode tomogram,
By displaying the reflection signal at that point, an image of the organ surface is obtained.
したがつて、従来例のように臓器表面を数式で与える
必要がなく、被検者に対し、適応的で、かつ、実用的な
装置となる。Therefore, it is not necessary to give the surface of the organ with a mathematical formula as in the conventional example, and the apparatus is adaptable and practical for the subject.
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。１は
超音波送受波器であり、２次元配列振動子により構成さ
れており、電子的制御により複数断層像が得られるもの
である。２は送波用遅延回路であり、方位分解能改善の
ため超音波送波ビームを集束させている。３は送波ドラ
イバ回路、４は受波増幅器、５は受波用遅延回路、６は
圧縮，検波およびエツジ強調などの信号処理回路、７は
第１のデジタルスキヤンコンバータ（DSC−１）、８は
Ｂモード表示器、９は輪郭検出回路、10は第２のデジタ
ルスキヤンコンバータ（DSC−２）である。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes an ultrasonic transducer, which is constituted by a two-dimensionally arranged transducer, and from which a plurality of tomographic images can be obtained by electronic control. A transmission delay circuit 2 focuses the ultrasonic transmission beam to improve the azimuth resolution. 3 is a transmission driver circuit, 4 is a reception amplifier, 5 is a reception delay circuit, 6 is a signal processing circuit for compression, detection and edge enhancement, 7 is a first digital scan converter (DSC-1), 8 Is a B-mode display, 9 is a contour detection circuit, and 10 is a second digital scan converter (DSC-2).
11はサーフエース モードSurface Mode（以下Ｓモー
ド）表示器、12は制御部である。Reference numeral 11 denotes a surface mode (S mode) display, and reference numeral 12 denotes a control unit.
ここで、汎用リニアまたはセクタ型超音波診断装置の
動作を説明する。制御部12より送波パルス繰り返えし制
御信号が発生し、送波用遅延回路２に入力する。送波ビ
ーム偏向または／および収束用遅延時間を与えられた複
数信号が送波ドライバ３をトリガし、その高圧出力が１
次元配列素子からなるリニアまたはセクタ型探触子を駆
動する。（リニア走査の場合、口径移動切換器が必要で
あるが、第１図においては省略されている） 被検体内からの反射信号は、同一口径で受波され、受
波アンプ４で増幅された後、受波ビーム偏向または／お
よび収束用遅延回路５をへて、信号処理回路６で波形処
理され、第１のデジタル，スキヤンコンバータ（１）７
に入力する。第１のデジタルスキヤンコンバータ（１）
７により、標準テレビ走査モードに変換され、Ｂモード
表示器８に断層像が表示される。Here, the operation of the general-purpose linear or sector type ultrasonic diagnostic apparatus will be described. The control unit 12 generates a transmission pulse repetition control signal and inputs the signal to the transmission delay circuit 2. A plurality of signals provided with a transmission beam deflection or / and a convergence delay time trigger the transmission driver 3 and the high voltage output thereof becomes 1
It drives a linear or sector type probe composed of a dimensional array element. (In the case of linear scanning, an aperture shift switch is required, but is omitted in FIG. 1.) The reflected signal from the subject is received by the same aperture and amplified by the reception amplifier 4 Thereafter, the signal is passed through a receiving beam deflection or / and convergence delay circuit 5 to be subjected to a waveform processing in a signal processing circuit 6, and is subjected to a first digital scan converter (1) 7
To enter. First digital scan converter (1)
The display mode is converted into a standard television scanning mode by the 7 and a tomographic image is displayed on the B-mode display 8.
本実施例は上記汎用超音波診断装置と異なり、第２図
に示すように超音波送受波器１は２次元配列素子から形
成されており、Ｘ−Ｙ断面のＢモード像を得ると共に、
さらに制御部12からの制御信号ａによりＺ軸方向の複数
断層像を得るものである。２次元配列振動子についての
公知例として、例えば、プロシーデイング・オブ・アイ
・イー・イー・イー・（Proc.of IE3）第67巻第４号（1
979）第484頁〜に掲載された「ウルトラソニツク・イメ
ージング・ユージング・アレイズ（Ultrasonic Imaging
Using Arrays」」と題する文献がある。In this embodiment, unlike the general-purpose ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic transducer 1 is formed of a two-dimensional array element as shown in FIG.
Further, a plurality of tomographic images in the Z-axis direction are obtained by a control signal a from the control unit 12. As known examples of two-dimensional transducer array, for example, Proceedings Day Packaging Of eye E. E. E. (Proc. Of IE 3) Vol. 67 No. 4 (1
979) "Ultrasonic Imaging Using Arrays (Ultrasonic Imaging
Using Arrays ".
制御部12から繰り返えし周期一定の送波トリガ信号ｂ
が出力し、送波遅延回路２に入力する。送波遅延回路２
の出力は送波ドライバ３に入力し、その出力は送受波器
１のうち、Ｚ軸方向Ｚ＝Z0のＸ−Ｙ断面（第２図のＢモ
ード断層面）内の送波を行う。その断面内の被検体内の
各種反射体からの反射信号は送受波器１で受波された
後、受波増幅器4,受波遅延回路5,信号処理回路６、第１
のデジタルスキヤンコンバータ７をへて、Ｂモード表示
器８に反射強度が輝度表示される。これが従来からのＢ
モード断層である。A transmission trigger signal b with a constant period repeated from the control unit 12
Are output and input to the transmission delay circuit 2. Transmission delay circuit 2
The output of input to transmit the driver 3, the output performs transmit in one of the transducer 1, X-Y cross section of the Z-axis direction Z = Z 0 (B-mode tomographic plane of FIG. 2). Reflected signals from various reflectors in the subject within the cross section are received by the transmitter / receiver 1, and then received by the receiving amplifier 4, the receiving delay circuit 5, the signal processing circuit 6, the first
The reflection intensity is displayed on the B-mode display 8 through the digital scan converter 7. This is the conventional B
Mode fault.
第３図を用いて、Ｂモード表示器８のＢモード断層像
から、Ｓモード（表面モード）を得て、Ｓモード表示器
11に表示する方法を説明する。第３図（ａ）はＢモード
表示器８における、臓器のＸ−Ｙ断層像である。Ｙ軸方
向の任意走査線Ｙ＝Y0における臓器輪郭をP0とする。Using FIG. 3, an S mode (surface mode) is obtained from a B mode tomographic image of the B mode display 8, and the S mode display is obtained.
A method for displaying the information in 11 will be described. FIG. 3A is an XY tomographic image of an organ on the B-mode display 8. Organ contours in any scanning line Y = Y 0 in the Y-axis direction is P 0.
あらかじめ、自動的または半自動的に点P0を検出した
後、Ｙ方向にY1,Y2…と移動しながら、各走査線上の輪
郭P1,P2,…を検出し、各点の反射信号強度を第３図
（ｂ）のＺ＝Z0走査線上の各Ｙ座標Y0,Y1,Y2…に対応す
る点に上記反射強度を輝度表示する。Advance, after detecting the automatically or semi-automatically the point P 0, while moving Y 1, Y 2 ... and the Y direction, the outline P 1, P 2 of each scan line, detects ..., reflection of each point The signal intensity is displayed as brightness at the point corresponding to each Y coordinate Y 0 , Y 1 , Y 2 ... On the Z = Z 0 scanning line in FIG. 3 (b).
以上はＺ＝Z0におけるＢモード断層像に関する処理で
ある。The above is processing related to B-mode tomographic image in Z = Z 0.
次に、制御部11および、送受波器１により、Ｚ方向に
移動し、Ｚ＝Z1におけるＸ−Ｙ断層像から、同様な方法
により、各Ｙ座標に対応する反射信号を輝度表示する。
以下、Ｚ座標を変化させ、複数のＸ−Ｙ断層像について
同様な処理を繰り返えすことにより第３図（ｂ）に示す
ようにＳモード像すなわち、臓器表面を表わす２次元像
を得ることが可能となる。Next, the control unit 11 and, by transducer 1 to move in the Z-direction, from the X-Y tomographic image at Z = Z 1, in the same manner, luminance displays a reflection signal corresponding to the Y coordinate.
Hereinafter, by changing the Z coordinate and repeating the same processing for a plurality of XY tomographic images, an S-mode image, that is, a two-dimensional image representing the organ surface is obtained as shown in FIG. 3 (b). Becomes possible.
第３図のＢモード（ａ）とＳモード（ｂ）との関係を
第４図，第５図を用いて、さらに、詳細に説明する。The relationship between the B mode (a) and the S mode (b) in FIG. 3 will be described in more detail with reference to FIGS.
第４図（ａ）はＢモード像において、各走査線Y0,Y1,
Y2の反射強度を模式的に示したものであり、各走査線と
臓器の輪郭との交点（P0,P1,P2）の反射強度の最大値を
A0,A1,A2とする。同図（ｂ）はＳモードの説明図であ
り、各走査線位置Y0,Y1,Y2,におけるＺ＝Z0の走査線の
輝度が上記、反射強度A0,A1,A2で与えられることを示
す。FIG. 4 (a) shows each scanning line Y 0 , Y 1 ,
This is a schematic representation of the reflection intensity of Y 2 , and the maximum value of the reflection intensity at the intersection (P 0 , P 1 , P 2 ) between each scanning line and the contour of the organ is shown.
Let A 0 , A 1 , A 2 . FIG. 6B is an explanatory diagram of the S mode, in which the brightness of the scanning line at Z = Z 0 at each scanning line position Y 0 , Y 1 , Y 2 is the reflection intensity A 0 , A 1 , A 2. Is given by
さらに、第４図および第５図を用いて詳細に説明す
る。13はライトペンであり、走査線と輪郭の交点Ｐの位
置X0を検出し制御信号ｄとする。14は走査線Ｙのライン
メモリ、15は切換器、16は演算回路であり、Ｘ方向の特
定範囲内（X0〜X1）の反射信号強度のピーク値または積
分値検出を行うものである。制御信号Ｃは第１図の制御
部12から出力し、Y,Z座標をスキヤンコンバーター
（２）10に入力する。端子ａは信号処理回路６からの入
力端，端子ｂはＳモード表示器11への出力端である。This will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. 13 is a light pen detects the position X 0 of the intersection P of the scanning lines and the contour and control signal d. 14 a line memory of the scanning lines Y, 15 are switching unit, 16 is an arithmetic circuit performs a peak value of the reflected signal strength or the integration value detected within a specific range in the X direction (X 0 to X 1) . The control signal C is output from the control unit 12 in FIG. 1, and the Y and Z coordinates are input to the scan converter (2) 10. Terminal a is an input terminal from the signal processing circuit 6, and terminal b is an output terminal to the S-mode display 11.
その構成によれば、第４図（ａ），（ｂ）に示すよう
に、走査線ＹのＡモード信号が入力端ａよりラインメモ
リ14に保持され、ライトペン13の制御信号ｄにより、深
度X0が検出され、特定深度範囲X0〜X1の間、切換器15は
開状態となる。開状態の切換器15の出力は演算回路16に
よりピーク検出または積分値検出が行なわれ、その出力
が、第２のスキヤンコンバーター（２）10のY,Z座標上
のメモリに格納される。According to the configuration, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the A-mode signal of the scanning line Y is held in the line memory 14 from the input end a, and the depth is controlled by the control signal d of the light pen 13. X 0 is detected, during a particular depth range X 0 to X 1, switching unit 15 is opened. The output of the switch 15 in the open state is subjected to peak detection or integral value detection by the arithmetic circuit 16, and the output is stored in the memory on the Y, Z coordinates of the second scan converter (2) 10.
さらに、出力端ｂをへて、Ｓモード表示器11に出力す
る。Further, the signal is output to the S-mode display 11 via the output terminal b.
第６図は演算回路16において特定深度範囲の積分値Ｂ
を検出し、Ｓモード表示する場合の説明図である。FIG. 6 is a graph showing an integral value B in a specific depth range in the arithmetic circuit 16.
FIG. 7 is an explanatory diagram in the case of detecting an image and displaying an S mode.
以上の説明ではＢモード画像の各走査線Ｙについて、
半自動的にライトペンにより輪郭を検出する場合につい
て説明した。しかし、各走査線について、このような手
動操作をする必要はなく、一走査線について輪郭を検出
すれば、以降の走査線については第４図（ａ）に示すよ
うな各Ａモード信号間の相関処理により、輪郭を自動追
跡することが可能である。さらに、Ｂモード画像の輪郭
信号とそれ以外の信号との比率が大きい場合には送波ト
リガから最初の強い反射信号が輪郭情報であるため、最
初の手動走査も不要であり、全自動的に輪郭検出が可能
である。In the above description, for each scanning line Y of the B-mode image,
The case where the contour is detected semi-automatically with the light pen has been described. However, it is not necessary to perform such a manual operation for each scanning line, and if an outline is detected for one scanning line, the subsequent scanning lines are not interposed between the A-mode signals as shown in FIG. The contour can be automatically tracked by the correlation processing. Furthermore, when the ratio between the contour signal of the B-mode image and the other signals is large, the first strong reflection signal from the transmission trigger is the contour information, so that the first manual scanning is also unnecessary, and it is automatically performed automatically. Contour detection is possible.
以上の実施例では超音波送波受器として、２次元配列
振動子を用い、XY面に平行な複数断面を得る場合につい
て説明した。しかし、その他の複数断面形成に対しても
本発明は有効であることは明らかである。また、心臓を
対象とした場合、心泊同期を併用することにより臓器移
動の問題点を解決する実施例も容易に考えられる。In the above embodiment, a case has been described in which a two-dimensional array transducer is used as the ultrasonic wave receiver and a plurality of cross sections parallel to the XY plane are obtained. However, it is clear that the present invention is effective for other plural cross-section formations. In addition, when the heart is targeted, an embodiment in which the problem of organ movement is solved by using the heart-and-heart synchronization together can be easily considered.
本発明によれば、任意深度，任意形状の臓器の表面を
観察し、診断することができるので、臨床上、特に冠状
動脈の診断に非常に有効である。According to the present invention, the surface of an organ of any depth and any shape can be observed and diagnosed, so that it is very effective clinically, particularly for diagnosis of coronary arteries.
第１図は本発明の実施例、第２図，第３図，第４図，第
５図，及び第６図は本発明の説明図である。 １……送受波器、７……第１のデジタルスキヤンコンバ
ータ、９……輪郭検出回路、10……第２のデジタルスキ
ヤンコンバータ、８……Ｂモード表示器、11……Ｓモー
ド表示器。FIG. 1 is an embodiment of the present invention, and FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 1 ... Transmitter / receiver, 7 ... First digital scan converter, 9 ... Contour detection circuit, 10 ... Second digital scan converter, 8 ... B mode display, 11 ... S mode display.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−116342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−194836（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−131379（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−120988（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−2311（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-55-116342 (JP, A) JP-A-62-194836 (JP, A) JP-A-54-131379 (JP, A) JP-A-54-131379 120988 (JP, A) Actually open sho 59-2311 (JP, U)
Claims (3)
にそれぞれ配列された圧電変換素子群からなる超音波送
受波器と、前記第２の方向と交叉する所定の列であり前
記第１の方向に平行な前記所定の列に配列された前記圧
電変換素子群を駆動して、前記第１及び第２の方向と交
叉する第３の方向に超音波を送波する送波手段と、被検
体から反射された超音波を反射信号として受波する受波
手段と、前記反射信号を、前記第１及び第３の方向のな
す面に平行な前記被検体の断層像を表わすＢモード像と
して表示するＢモード像表示器とを有する超音波診断装
置において、前記Ｂモード像表示器の前記第１の方向と
交叉する方向の各走査線において、前記反射信号から前
記被検体内の物体の輪郭の位置を検出する輪郭検出回路
を有し、前記所定の列を変化させて、前記輪郭の位置を
検出して、前記第２の方向と交叉する方向の各走査線上
に前記輪郭の位置における前記反射信号の強度を輝度表
示して、前記圧電変換素子群のなす面に面する前記被検
体内の前記物体の表面を２次元表示する表示器を有する
ことを特徴とする超音波診断装置。1. An ultrasonic transducer comprising a group of piezoelectric transducers arranged in respective rows parallel to first and second directions intersecting with each other, and a predetermined row intersecting with the second direction. A transmitting device that drives the piezoelectric transducer elements arranged in the predetermined row parallel to the first direction and transmits ultrasonic waves in a third direction that intersects the first and second directions; Means, receiving means for receiving the ultrasonic wave reflected from the subject as a reflected signal, and representing the reflected signal as a tomographic image of the subject parallel to a plane formed by the first and third directions. An ultrasonic diagnostic apparatus having a B-mode image display for displaying as a B-mode image, wherein in each scanning line of the B-mode image display in a direction intersecting with the first direction, the reflected signal is used to determine the inside of the subject. A contour detection circuit for detecting the position of the contour of the object, The position of the contour is detected by changing a column, and the intensity of the reflection signal at the position of the contour is displayed on each scanning line in a direction intersecting with the second direction with brightness, and the piezoelectric conversion element group is displayed. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a display for two-dimensionally displaying a surface of the object in the subject facing a surface formed by the ultrasonic diagnostic apparatus.
装置において、 前記輪郭検出回路は、前記Ｂモード像表示器の前記第１
の方向と交叉する方向の前記各走査線において、特定の
深度範囲における前記反射信号の強度の最大値を求める
ことを特徴とする超音波診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said contour detection circuit is configured to control said first mode of said B-mode image display.
An ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining a maximum value of the intensity of the reflected signal in a specific depth range in each of the scanning lines in a direction intersecting with the direction of (i).
装置において、 前記輪郭検出回路は、前記Ｂモード像表示器の前記第１
の方向と交叉する方向の前記各走査線において、特定の
深度範囲における前記反射信号の積分値を求めることを
特徴とする超音波診断装置。3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said contour detection circuit is configured to control said first mode of said B-mode image display.
An ultrasonic diagnostic apparatus for calculating an integrated value of the reflection signal in a specific depth range in each of the scanning lines in a direction intersecting with the direction of.
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