JP3038616B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP3038616B2 JP3189519A JP18951991A JP3038616B2 JP 3038616 B2 JP3038616 B2 JP 3038616B2 JP 3189519 A JP3189519 A JP 3189519A JP 18951991 A JP18951991 A JP 18951991A JP 3038616 B2 JP3038616 B2 JP 3038616B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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
血流情報を含んだカラーフローマッピング(以下「CF
M」と略称する)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相関をとって画像を表
示する際にそれらの画像データの取り込み状態に応じて
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において動画を観
察する場合、得られる画像のS/N比を向上させるため
に、Bモード像及びCFM像の表示においては複数のフ
レームについてフレーム相関処理を行い、Mモード像の
表示においては複数のラインについてライン相関処理を
行っていた。これらの相関処理は、時相の異なる複数の
画像データを相関係数で表される一定の割合で混ぜ合わ
せ、これらの時間平均をとることによってデータのノイ
ズ成分を低減して、S/N比の向上を図ろうとするもの
である。そして、従来は、Bモード像又はCFM像のフ
レーム数に関係なく、或いはMモード像のライン数に関
係なく、一定の相関係数又は数種類の相関係数をマニュ
アルで設定することにより、相関処理を行わせていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置においては、Bモード像又はCFM
像のフレーム数、或いはMモード像のライン数に関係な
く、一定の相関係数又は数種類の相関係数を設定するだ
けであったので、Bモード像又はCFM像において、超
音波のパルス繰り返し周波数(以下「PRF」と略称す
る)の変化及び超音波ビームの走査による表示幅の変化
並びに上記PRFの切換えによる表示深度の変化等に対
応して変化するフレーム数に応じて相関係数を種々可変
して設定することはできず、Mモード像においても、P
RFの変化及び超音波ビームの掃引速度の変化等に対応
して変化するライン数に応じて相関係数を種々可変して
設定することはできなかった。
【0004】従って、Bモード像又はCFM像において
は、フレーム数が多い場合にはフレーム間相関係数を増
大させることにより画像のS/N比を向上させることが
できるにもかかわらず、上記のように相関係数を可変設
定できないことから、S/N比の改善が十分に図られ
ず、診断能の良い画像が得られないことがあった。ま
た、Mモード像においては、超音波ビームの掃引速度の
変化等に対応してライン間相関係数を変化させることに
より画像のS/N比を向上させることができるにもかか
わらず、上記のように相関係数を可変設定できないこと
から、やはりS/N比の改善が十分に図られず、診断能
の良い画像が得られないことがあった。
【0005】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、時相の異なる複数の画像間で相関をとって画像を
表示する際にそれらの画像データの取り込み状態に応じ
て相関係数を可変設定することができる超音波診断装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波診断装置は、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ディジタル化すると共にこの画像デ
ータを画像記憶手段に記憶し読み出すディジタルスキャ
ンコンバータと、このディジタルスキャンコンバータか
らの画像データをアナログ信号に変換して画像として表
示する画像表示器とから成る超音波診断装置において、
上記ディジタルスキャンコンバータの内部に、時相の異
なる複数画像のデータをそれぞれ記憶する複数の画像記
憶手段を設けると共に、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
間の相関をとる手段を設け、かつこの画像相関手段に対
して画像データの取り込み状態に応じて相関係数を可変
設定する手段を設けたものである。
【0007】
【作用】このように構成された超音波診断装置は、ディ
ジタルスキャンコンバータの内部に設けられた複数の画
像記憶手段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、画像相関手段で上記複数の画像記憶手段か
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
で画像間の相関をとると共に、相関係数設定手段により
上記画像相関手段に対して画像データの取り込み状態に
応じて相関係数を可変設定するように動作する。これに
より、画像のS/N比の向上が図られる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図1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であり、図2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である。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CFM像を表示
するもので、図2に示すように、探触子1と、超音波送
受信部2と、ディジタルスキャンコンバータ(以下「D
SC」と略称する)3と、画像表示器4とから成る。
【0009】上記探触子1は、機械的又は電子的にビー
ム走査を行って被検体内に超音波を送信及び受信するも
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。
【0010】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受信した反
射エコー信号を処理するもので、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。
【0011】DSC3は、上記超音波送受信部2から出
力される反射エコー信号をディジタル化すると共にこの
画像データを画像記憶手段に記憶し読み出すもので、図
示省略したがその内部には、A/D変換器と、画像メモ
リと、各構成要素を制御するCPUなどのコントローラ
とを有している。
【0012】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。
【0013】ここで、本発明においては、上記DSC3
の内部に、図1に示すように、二つのフレームメモリ5
a,5bと、フレーム相関回路6と、相関係数設定手段
7とが設けられている。上記二つのフレームメモリ5
a,5bは、例えばBモード像又はCFM像について時
相の異なる複数画像のデータをそれぞれ記憶する画像記
憶手段となるもので、例えば第一のフレームメモリ5a
にいま超音波送受信部2から送出された新しい時相の画
像データ(以下「新データ」という)を記憶し、第二の
フレームメモリ5bには前回送出された古い時相の画像
データ(以下「旧データ」という)を記憶するようにな
っている。
【0014】また、フレーム相関回路6は、上記第一及
び第二のフレームメモリ5a,5b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それらの画像間
の相関をとる手段となるもので、例えば相関係数αの異
なる種々のフレーム相関処理のデータが書き込まれたR
OM(読出し専用メモリ)から成る。そして、第一のフ
レームメモリ5aから出力された新データを第二のフレ
ームメモリ5bへ転送するときに、上記フレーム相関回
路6により、第二のフレームメモリ5bから旧データを
取り込み、この旧データと上記新データとを相関係数α
の割合で混ぜ合わせて転送するようになっている。例え
ば、第一のフレームメモリ5aから出力された新データ
をDnとし、第二のフレームメモリ5bから取り込んだ
旧データをDoとすると、上記フレーム相関回路6で相
関をとった後のデータDは、 となる。ただし、α≧0である。従って、このフレーム
相関回路6としてのROMには、相関係数αの種々の値
に対して上記第(1)式を満足するデータ値が書き込ま
れている。
【0015】さらに、相関係数設定手段7は、上記フレ
ーム相関回路6に対して画像データの取り込み状態に応
じて相関係数αを可変設定する手段となるもので、例え
ば各フレームメモリ5a,5bの画像のフレーム数(フ
レームレート)に応じて相関係数αを制御する信号Sが
書き込まれたROMから成る。そして、画像のフレーム
数を決定する要素として、使用する超音波のPRF値
と、超音波ビームの走査による表示幅の情報と、上記P
RFの切換えによる表示深度の情報とを入力し、これら
の情報から当該画像のフレーム数を計算し、このときの
フレームレートに応じて上記フレーム相関回路6に書き
込まれた相関係数αの種々の値ごとに分けられた第
(1)式のデータの番地を決定し、この番地指定を制御
信号Sとしてフレーム相関回路6に送出するようになっ
ている。
【0016】従って、Bモード像又はCFM像におい
て、図1に示す相関係数設定手段7によって、相関処理
を行う画像についてフレーム数を求め、このフレーム数
の大小に対応させて相関係数αの大小を関連づけておく
ことにより、該相関係数設定手段7からの制御信号Sの
入力によって、フレーム相関回路6は、上記フレーム数
(フレームレート)に応じた相関係数αの値の第(1)
式を選択して、当該画像データに相関処理を施すことと
なる。
【0017】図3はDSC3の内部構成の他の実施例を
示すブロック図である。この実施例においては、図1の
構成の代わりに、DSC3の内部に、ラインバッファメ
モリ8と、データセレクタ9と、複数のフレームメモリ
10a〜10nと、メモリ選択平均化回路11と、フレ
ーム数制御手段12とが設けられている。上記ラインバ
ッファメモリ8は、超音波ビームの走査線毎の画像デー
タを記憶すると共に、後述の各フレームメモリ10a〜
10nにタイミングを変えて送出するものである。そし
て、データセレクタ9は、上記ラインバッファメモリ8
から出力される画像データを1フレーム毎に各フレーム
メモリ10a〜10nにそれぞれ分配して書き込ませる
もので、例えば回転可能な切換スイッチ13と、上記各
フレームメモリ10a〜10nにそれぞれ接続された接
点a〜nとから成る。
【0018】上記複数のフレームメモリ10a〜10n
は、例えばBモード像又はCFM像について時相の異な
る複数画像のデータをそれぞれ記憶する画像記憶手段と
なるもので、第一のフレームメモリ10aから第nのフ
レームメモリ10nまで所定の時相差で複数フレームの
画像データを順次記憶するようになっている。
【0019】また、メモリ選択平均化回路11は、上記
複数のフレームメモリ10a〜10nのうちから適宜の
数のフレームメモリを選択すると共に、そのフレーム数
の割合により画像データを平均化して相関をとるもの
で、例えば上記平均化のためのデータが書き込まれたR
OMから成る。いま、第一のフレームメモリ10aから
第nのフレームメモリ10nまでのうち、m個(m<
n)のフレームメモリを選択するとし、第一のフレーム
メモリ10aの画像データをD1、第二のフレームメモ
リ10bの画像データをD2とし、…、第mのフレーム
メモリ10mの画像データをDmとすると、上記メモリ
選択平均化回路11で平均化したデータD′は、 となる。これにより、上記m個のフレームメモリ10a
〜10m間に均等に平均化された相関データを得ること
ができる。
【0020】さらに、フレーム数制御手段12は、上記
メモリ選択平均化回路11で選択し平均化するフレーム
数mを決定するもので、例えば各フレームメモリ10a
〜10nの画像のフレーム数(フレームレート)に応じ
て平均化に関与するフレーム数mを制御する信号S′が
書き込まれたROMから成る。そして、画像のフレーム
数を決定する要素として、使用する超音波のPRF値
と、超音波ビームの走査による表示幅の情報と、上記P
RFの切換えによる表示深度の情報とを入力し、これら
の情報から当該画像のフレーム数を計算し、このときの
フレームレートに応じて上記メモリ選択平均化回路11
に書き込まれたフレーム数mの種々の値ごとに分けられ
た第(2)式のデータの番地を決定し、この番地指定を
制御信号S′としてメモリ選択平均化回路11へ送出す
るようになっている。
【0021】これにより、上記メモリ選択平均化回路1
1は、画像のフレームレートに応じて選択すべきフレー
ム数mの値の第(2)式を選択して、当該画像データに
相関処理を施すこととなる。
【0022】なお、前記第(2)式の代りに、各フレー
ムメモリ10a〜10mのデータD1〜Dmに対し重み付
けを行って、次式の計算により重み付けを施した相関処
理を実施してもよい。
【0023】また、図1におけるフレーム相関回路6及
び図3におけるメモリ選択平均化回路11は、それぞれ
ROMから成るものとして示したが、本発明はこれに限
らず、CPUとRAM(随時書込み読出しメモリ)とで
構成してもよい。
【0024】さらに、図1及び図3の例では、Bモード
像又はCFM像について時相の異なる複数の画像間で相
関をとる場合を示したが、Mモード像の場合も同様の考
え方で相関をとることができる。この場合は、図1及び
図3において、フレームメモリをそれぞれラインメモリ
に置換すればよい。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
DSC3の内部に設けられた複数の画像記憶手段により
時相の異なる複数の画像データをそれぞれ記憶し、画像
相関手段で上記複数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間の相関を
とると共に、相関係数設定手段により上記画像相関手段
に対して画像データの取り込み状態に応じて相関係数を
可変設定することができる。これにより、Bモード像又
はCFM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。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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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2】 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3】 DSCの内部構成の他の実施例を示すブロッ
ク図。
【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、5a,5b,10a〜10n…フレー
ムメモリ、 6…フレーム相関回路、 7…相関係数設
定手段、 8…ラインバッファメモリ、 9…データセ
レクタ、11…メモリ選択平均化回路、 12…フレー
ム数制御手段。

Claims (1)

    (57)【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
    ディジタル化すると共にこの画像データを画像記憶手段
    に記憶し読み出すディジタルスキャンコンバータと、こ
    のディジタルスキャンコンバータからの画像データをア
    ナログ信号に変換して画像として表示する画像表示器と
    から成る超音波診断装置において、上記ディジタルスキ
    ャンコンバータの内部に、時相の異なる複数画像のデー
    タをそれぞれ記憶する複数の画像記憶手段を設けると共
    に、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間の相関をとる手段
    を設け、かつこの画像相関手段に対して画像データの取
    り込み状態に応じて相関係数を可変設定する手段を設け
    たことを特徴とする超音波診断装置。
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JP3330662B2 (ja) * 1993-03-17 2002-09-30 株式会社日立メディコ 超音波断層装置
JP3406106B2 (ja) * 1995-02-06 2003-05-12 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 超音波画像表示方法および超音波診断装置
KR101313221B1 (ko) * 2010-11-29 2013-10-14 삼성메디슨 주식회사 적응적 프레임 평균 처리를 수행하는 초음파 시스템 및 방법

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