JP3315923B2

JP3315923B2 - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP3315923B2
Application number: JP12272398A
Authority: JP
Inventors: 育子薄田; 忠之近藤; 和宏砂川; 晃奥谷
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2018-04-17
Also published as: JPH11299790A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
関し、特に、エコー信号から音響走査線データ列を生成
し、フレームメモリを介してテレビ信号に変換して診断
像の表示を行なう超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置は、超音波を生体内に照
射し、受信したエコー信号に画像処理を施して、断層像
や血流情報を表示する装置である。従来の超音波診断装
置の概略ブロック図を図９に示す。図９において、超音
波探触子１は、超音波の送受信を行なう素子である。送
信部２は、送信パルスを生成して超音波探触子１に送信
する回路である。受信部３は、超音波探触子１からのエ
コー信号を受信する回路である。画像処理部４は、受信
したエコー信号を増幅したのちに、フィルタ処理および
検波を行なう回路である。Ａ／Ｄ変換部５は、アナログ
画像信号をディジタル信号に変換する回路である。ＤＳ
Ｃ６は、受信信号から音響走査線ごとのデータ列Ｓ1を
生成してフレームメモリ７に格納し、格納されたデータ
をテレビ走査線方向に読み出して画像処理を行なうディ
ジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）である。表示部９
は、ＤＳＣ６で生成されたテレビ信号を表示する装置で
ある。補正データメモリ８は、フレームメモリ７の読み
書き用アドレスの補正値を格納するメモリである。

【０００３】従来の超音波診断装置における画面上の診
断像の表示位置の補正方法は、例えば、特開平10-43187
号公報に記載されているように、フレームメモリに読み
書きするアドレスを操作して、同時刻において得られた
エコー信号のＭモードのトレースとＤモードのトレース
を同時に表示部に表示するものである。Ｍモード表示
は、横軸を時間軸、縦軸を超音波パルスの送信方向の距
離として、被検体の特定部位の受信信号を輝度変調にて
ブラウン管等に表示するものである。このＭモード表示
により、特定部位の距離的な前後の動きが時間的に観察
できる。また、Ｄモードは縦軸をドプラ信号の周波数シ
フト、横軸を時間、輝度をドプラ信号のパワーに対応さ
せて表示するものである。

【０００４】時間軸方向にスクロールする複数のモード
を同一画面上に表示する際、各モードのデータ処理時間
の差により時間軸方向の表示が一致せず、同時に受信さ
れたデータが、図２に示すように、ドプラ表示のＡ1
と、Ｍモード表示のＡ2のように、ずれた位置に表示さ
れる。各モードごとにデータ処理時間が異なるのは、デ
ータ処理経路が異なるからである。特開平9-294743号公
報に開示されているように、Ｍモードでは、送信の繰り
返しパルスに同期して超音波探触子から送信が行なわ
れ、画面のスクロール信号により起動されるＭモード走
査周期ごとに、深さ方向の分解能に応じた回数のサンプ
リングが行なわれ、Ａ／Ｄ変換されたデータがフレーム
メモリに格納される。一方、Ｄモードでは、送信パルス
の繰り返し周期から、測定対象である深さに応じた遅延
を伴ってエコー周波数の送信周波数に対するドプラシフ
ト成分を抽出したのち、バッファメモリに蓄積し、必要
周期分のデータを読み出して、スクロール信号により起
動される高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による周波数解析
を施し、結果をフレームメモリに書き込むため、Ｍモー
ドに比べてデータ処理に時間がかかる。フレームメモリ
へは、図３に示すように、音響走査線アドレス１からｎ
の順に１本ずつデータが格納されるが、前述のＡ1とＡ2
の時間軸の位置が画面上で一致するよう、データの生成
が先行しているモードの音響走査線アドレスにオフセッ
トを与えることによって、時間軸方向の表示のずれをな
くすことができる。

【０００５】音響走査線深さ方向における表示位置につ
いても、図３に示すように、深さ方向アドレス１からｍ
の順にフレームメモリにデータを格納し、深さ方向アド
レスにオフセットを与えて読み出すことによって、画面
上の診断像における位置と実際の位置との深さ方向にお
ける表示のずれをなくすことができる。これによって、
図４に示すように、Ｂモードにおいても診断像の深さ方
向の原点と実際のデータとが一致した画像が得られる。
Ｂモード表示は、エコー信号の強弱を輝度の濃淡に対応
させて断層像を表示するものである。

【０００６】補正に用いられる値については、時間軸方
向、音響走査線深さ方向のいずれの場合も、あらかじめ
調整によって決めた補正値を補正データメモリに格納し
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波診断装置の表示における時相差補正手段において
は、以下の問題があった。

【０００８】フレームメモリの読み書き用アドレスの補
正値については、アレイモードとメカニカルセクタモー
ドでデータ処理時間が異なることや、Ｂモード、Ｍモー
ド、Ｄモード等の各表示モードごとにデータ処理時間が
異なることから、各表示条件ごとに設定する作業が発生
する。

【０００９】それぞれの設定値は、実際に表示位置のオ
フセットを調整して決定しなくてはならない上、設定値
を変化させながら目視により表示位置を調整する方法で
は、高精度の補正値が求められない。さらに、フレーム
メモリの読み出しアドレスを補正する場合には、実際の
表示に使用されるデータ列の前後の不要なデータまでメ
モリに書き込み、読み出す際に不要なデータ列を除外す
ることになるため、メモリ空間を有効に使うことができ
ない。

【００１０】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、表示部における診断像表示スタート位置の補正に必
要な値が、容易かつ正確に求められ、音響走査線データ
列中の表示に必要なデータ列のみを抽出して、フレーム
メモリに格納する超音波診断装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記従来の問題を解決す
るために、本発明では、超音波診断装置を、テスト信号
を送信する手段と、テスト信号の送信スタート信号を発
生する手段と、フレームメモリに格納する音響走査線デ
ータ列中の診断像表示スタート位置に相当する先頭デー
タの生成タイミングとテスト信号の送信スタートタイミ
ングとの時相差を検出する手段とを備えた構成とした。

【００１２】このように構成したことにより、診断像表
示スタート位置に相当する先頭データを指定するために
必要な時相差が、テスト信号の測定によって容易かつ正
確に求められ、音響走査線データ列中の表示に必要なデ
ータ列のみを抽出してフレームメモリに格納することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、超音波探触子を介して被検体に超音波を送信する送
信手段と、前記被検体からのエコー信号を前記超音波探
触子を介して受信する受信手段と、前記エコー信号を増
幅したのちにフィルタ処理および検波処理を行なう画像
処理手段と、フレームメモリに格納する音響走査線デー
タ列を生成するデータ生成手段と、前記フレームメモリ
に格納されたデータから表示に必要なデータを読み出し
てテレビ信号に変換し、診断像を表示させる表示手段と
を有する超音波診断装置において、前記超音波探触子に
送信するテスト信号を生成するテスト信号生成手段と、
前記テスト信号の送信スタート信号を生成する手段と、
前記テスト信号の送信スタート信号と前記受信手段が受
信した前記テスト信号のエコー信号である音響走査線デ
ータ列とを比較して、前記受信手段と前記画像処理手段
と前記データ生成手段とにおける信号処理時間を求める
手段と、前記表示手段における診断像表示スタート位置
に相当する先頭データのフレームメモリアドレスを補正
する時相差検出手段とを備えた超音波診断装置であり、
エコー信号から音響走査線データ列を生成する処理時間
を測定するために、テスト信号送信開始のタイミング情
報を生成し、検出した時相差をもとに画面表示における
表示スタート位置のずれに相当するフレームメモリ読み
書きアドレスの補正値を生成するという作用を有する。

【００１４】

【００１５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図８を用いて詳細に説明する。なお、各図におい
て、従来技術を説明するのに用いた図９と同一の部分に
関しては同じ符号を付している。また、従来技術で既に
説明した部分に関してはここでは説明を行なわない。

【００１６】（実施の形態）本発明の実施の形態は、超
音波探触子を介して被検体に超音波を送信し、受信した
エコー信号を画像処理してフレームメモリに格納し、フ
レームメモリのデータをテレビ信号に変換して診断像を
表示する超音波診断装置において、テスト信号とテスト
信号送信スタート信号を生成し、テスト信号送信スター
ト信号と受信したテスト信号の音響走査線データ列とを
比較して信号処理時間を求め、先頭データのフレームメ
モリアドレスを補正する超音波診断装置である。

【００１７】図１は、本発明の実施の形態の超音波診断
装置のブロック図である。図１において、超音波探触子
１は、超音波の送受信を行なう素子である。送信部２
は、送信パルスを生成して超音波探触子１に送信する回
路である。受信部３は、超音波探触子１からのエコー信
号を受信する回路である。画像処理部４は、受信したエ
コー信号を増幅したのちに、フィルタ処理および検波を
行なう回路である。Ａ／Ｄ変換部５は、アナログ画像信
号をディジタル信号に変換する回路である。ＤＳＣ６
は、受信信号から音響走査線ごとのデータ列Ｓ1を生成
してフレームメモリ７に格納し、格納されたデータをテ
レビ走査線方向に読み出して画像処理を行なうディジタ
ルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）である。補正データメ
モリ８は、フレームメモリ７の読み書き用アドレスの補
正値を格納するメモリである。表示部９は、ＤＳＣ６で
生成されたテレビ信号を表示する装置である。テスト信
号生成部10は、テスト信号を生成する回路である。Ｓ2
は、テスト信号の送信スタート信号である。時相差検出
回路11は、テスト信号の送信スタートタイミングと音響
走査線データ列中の表示スタート位置データ生成タイミ
ングとの時相差を検出する回路である。補正データメモ
リ８に、時相差から得られた補正値を格納する。

【００１８】本実施の形態のテスト信号の送信スタート
信号Ｓ2は、超音波探触子１にテスト信号が送信された
正確なタイミングを与える信号であり、テスト信号生成
部10から時相差検出回路11に伝達される。テスト信号生
成部10に設けた発振器については、水晶発振器でもディ
ジタルＩＣで構成される発振器などでもよく、特に種類
は問わない。送信スタート信号Ｓ2により、発振器が安
定発振に至ってから、送信信号を超音波探触子１に与え
るよう制御される。

【００１９】また、本実施の形態のテスト信号は、発振
器からスイッチを介して接続された超音波探触子に与え
られるものでもよく、この場合は、送信スタート信号Ｓ
2によってスイッチを制御すればよい。

【００２０】なお、アレイ系とメカニカルセクタ系のい
ずれの超音波探触子も接続できる診断装置においては、
図５に示すように、各超音波探触子１a、１bに対してテ
スト信号生成回路を、10a、10bのようにそれぞれに１つ
ずつ設けてもよい。図６に示すように、１つのテスト信
号生成回路10とスイッチ部12を設けて、テスト信号の送
信先を選択する構成でもよい。スイッチ部12は任意のス
イッチである。図５と図６においては、超音波探触子が
２種類設けられているが、この数に制限はない。時相差
を測定する際は、いずれかの超音波探触子を選択してテ
スト信号を送信すればよい。

【００２１】次に、本発明の実施の形態における超音波
診断装置の動作について、図１〜図８を参照して説明す
る。

【００２２】まず、画面表示の深さ方向の位置補正を行
なう本発明の実施の形態について、Ｂモードを例として
説明する。図７は、テスト信号送信時に、時相差検出回
路11において時相差を検出する様子をタイミングチャー
トに示したものである。図８は、図７の時相差に相当す
る補正分を、通常の送信時の音響走査線データ列から除
外することにより、実際に画面に表示する有効データ列
を指定する様子をタイミングチャートに示したものであ
る。図７および図８のタイミングチャートに示す深さ方
向の原点位置データは、図４に示す表示部における表示
画面において、深さ方向（音響走査線方向）の原点、す
なわち深さ０の位置のデータに相当するものである。

【００２３】テスト信号生成部10から超音波探触子１へ
テスト信号を送信し、送信開始と同時にテスト信号送信
スタート信号を生成する。テスト信号送信スタート信号
は、図７に示すようにパルスでもよいし、スタート点に
おいて電位の変化する信号としてもよい。受信部３が受
信したテスト信号から音響走査線データ列を生成する過
程において、深さ方向の原点位置データの生成タイミン
グと前述のテスト信号送信スタートタイミングとの時相
差を時相差検出回路11にて検出し、補正データメモリ８
に格納する。

【００２４】時相差の検出は、次のような方法で行な
う。ＤＳＣ６において生成される音響走査線データＳ1
は、フレームメモリ７と接続されるデータバスを介して
送られる信号である。データバス上の各信号のうちで、
ノイズレベル以上の信号の入力が確認できる任意の１ビ
ットを使って、カウント値をサンプルするトリガ信号を
作成する。初期状態では、テスト信号の送信は停止し、
トリガ入力待ちの状態にしておく。テスト信号の送信を
開始し、同時にテスト信号送信スタート信号を生成す
る。テスト信号の送信スタート時から、図７に示すよう
に、データのカウントを開始する。テスト信号の反射エ
コー信号の先頭データが、前述のサンプリング用のトリ
ガ信号として検出されたときのデータのカウント値、す
なわち図７のｋを、フレームメモリ７における書き込み
アドレスの補正値として、補正データメモリ８に格納す
る。通常のエコー信号送受信時には、ＤＳＣ６が補正デ
ータメモリ８に格納された補正値を参照して、図８に示
すように、音響走査線データ列のｋ番目のデータを有効
データの先頭に指定する。これにより、音響走査線デー
タ中の時相差、すなわち補正分を除いた有効なデータの
みをフレームメモリ７に格納することができる。フレー
ムメモリ７へは、図３に示すように、各音響走査線デー
タ列を、音響走査線アドレスと深さ方向のアドレスに従
って格納するが、音響走査線深さ方向のデータについ
て、図８に示す補正分、すなわち０〜（ｋ−１）番目の
データを除いたｋ〜ｔ番目の有効なデータのみを、フレ
ームメモリ７に格納すればよい。

【００２５】つぎに、時間軸方向の時相差の補正に用い
る本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図示
しないが、ＭモードとＤモードを同一画面上に表示する
場合を例として説明する。テスト信号の送信を開始し、
ＦＦＴ処理の結果、フレームメモリ７に格納されるデー
タ列のｙ番目のデータ列において、Ｄモードの先頭デー
タが得られたとする。ｙは、テスト信号を使って、上記
と同様にして測定することができる。送信繰り返しパル
スのｚ回分のデータから１つのＦＦＴの結果が生成され
るとすると、送信繰り返し周期の（ｚ／２）回目の時点
でのデータを求めることになる。したがって、Ｄモード
のデータは、先に述べたデータ処理に要する時相差ｙも
含めると、実際に送信した時点から、送信繰り返しパル
ス周期の｛（ｚ／２）＋ｙ｝回分遅れて得られることに
なる。これに対して、Ｍモードの先頭データは、送信繰
り返しパルスの１回目の時点でのデータであるから、Ｍ
モードのデータは、送信繰り返し周期の｛（ｚ／２）＋
ｙ｝回分先行して得られることになる。これが２つのモ
ード間の時間軸方向の時相差であるから、音響走査線ア
ドレスを｛（ｚ／２）＋ｙ｝ずらしてフレームメモリ７
に書き込むことにより、表示の時間軸方向のずれをなく
すことができる。

【００２６】なお、フレームメモリ７に書き込まれる音
響走査線データ列のうち、対象となるモードのデータ列
を用いることにより、それぞれの表示モードの場合につ
いて時相差を上述の例と同様に検出できる。

【００２７】上記のように、本発明の実施の形態では、
超音波診断装置を、テスト信号とテスト信号送信スター
ト信号を生成し、テスト信号送信スタート信号と受信し
たテスト信号の音響走査線データ列とを比較して信号処
理時間を求め、先頭データのフレームメモリアドレスを
補正する構成にしたので、診断像表示スタート位置に相
当する先頭データを指定するために必要な時相差が、テ
スト信号の測定によって容易かつ正確に求められ、表示
に必要なデータ列のみをフレームメモリに格納すること
ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、超音波
診断装置を、テスト信号生成回路から超音波探触子に送
信されるテスト信号とテスト信号送信スタート信号の生
成手段と、テスト信号送信スタート信号と受信部が受信
したテスト信号の音響走査線データ列とを比較して信号
処理時間を求め、表示部における診断像表示スタート位
置に相当する先頭データのフレームメモリアドレスを補
正する時相差検出手段とを備えた構成にしたので、表示
部における診断像表示スタート位置と音響走査線データ
列における実データとのずれ、および時間軸方向の表示
のずれに相当する補正値が調整作業を必要とせずに容易
かつ正確に求められるという効果が得られる。

【００２９】また、有効なデータのみを抽出してフレー
ムメモリに格納することができるため、メモリ空間を有
効に使用することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における超音波診断装置の
ブロック図、

【図２】複合モード表示画面におけるモード間の時間軸
方向のずれを示す図、

【図３】フレームメモリへのデータの読み書きを示す
図、

【図４】表示画面中の深さ方向の原点の位置を示す図、

【図５】本発明の実施の形態において複数の超音波探触
子のそれぞれに対してテスト信号生成部を設けた超音波
診断装置のブロック図、

【図６】本発明の実施の形態において複数の超音波探触
子に対して１つのテスト信号生成部を設けた超音波診断
装置のブロック図、

【図７】本発明の実施の形態におけるテスト信号送信時
の音響走査線データ列とテスト送信スタート信号との関
係を示すタイミングチャート、

【図８】本発明の実施の形態における通常の送信時の音
響走査線データ列に関するタイミングチャート、

【図９】従来の超音波診断装置のブロック図である。

【符号の説明】

１超音波探触子２送信部３受信部４画像処理部５Ａ／Ｄ変換部６ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）７フレームメモリ８補正データメモリ９表示部 10 テスト信号生成部 11 時相差検出回路 12 テスト信号送信先切り替えスイッチ S1 音響走査線データ列 S2 テスト信号の送信スタート信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥谷晃神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内 (56)参考文献特開昭58−188439（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−193447（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−292947（ＪＰ，Ａ) 特開平９−294743（ＪＰ，Ａ) 特開平９−313488（ＪＰ，Ａ) 特開平10−43187（ＪＰ，Ａ) 特開平11−56848（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波探触子を介して被検体に超音波を
送信する送信手段と、前記被検体からのエコー信号を前
記超音波探触子を介して受信する受信手段と、前記エコ
ー信号を増幅したのちにフィルタ処理および検波処理を
行なう画像処理手段と、フレームメモリに格納する音響
走査線データ列を生成するデータ生成手段と、前記フレ
ームメモリに格納されたデータから表示に必要なデータ
を読み出してテレビ信号に変換し、診断像を表示させる
表示手段とを有する超音波診断装置において、前記超音
波探触子に送信するテスト信号を生成するテスト信号生
成手段と、前記テスト信号の送信スタート信号を生成す
る手段と、前記テスト信号の送信スタート信号と前記受
信手段が受信した前記テスト信号のエコー信号である音
響走査線データ列とを比較して、前記受信手段と前記画
像処理手段と前記データ生成手段とにおける信号処理時
間を求める手段と、前記表示手段における診断像表示ス
タート位置に相当する先頭データのフレームメモリアド
レスを補正する時相差検出手段とを備えたことを特徴と
する超音波診断装置。