JP3330662B2

JP3330662B2 - 超音波断層装置

Info

Publication number: JP3330662B2
Application number: JP05746293A
Authority: JP
Inventors: 尚浩吉田; 義也島田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JPH06269451A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波断層データを複
走査分単位にコリレーション処理を行って表示する超音
波断層装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波断層装置は、同一被検体部位を複
数回にわたって走査する。１走査毎に得る１走査分の断
層データは、データとしての確定性が低いため、複数回
の走査分をまとめて１走査分の断層データを得るやり方
をとることが多い。この複数の走査分から１走査分の断
層データを得る処理はコリレーション処理（又はスキャ
ンコリレーション処理）と呼ばれる。走査対象部位が連
続的に変化する場合にも、その部位の変化に合わせて画
像の変化を連続的なものとするために、コリレーション
処理を行うこともある。コリレーション処理とは、一種
の平均化処理であり、例えば３個の走査分のデータのコ
リレーション処理では、１走査分の画素数をＰ×Ｑとす
ると、各画素毎に平均化データＭ_ijを次式によって求め
る。

【０００３】

【数１】ここで、ａ、ｂ、ｃは重みパラメータ、Ｄ₁（ｉ，ｊ）
は第１走査分の（ｉ，ｊ）画素位置のデータ、Ｄ
₂（ｉ，ｊ）は第２走査分の（ｉ，ｊ）画素位置のデー
タ、Ｄ₃（ｉ，ｊ）は第３走査分の（ｉ，ｊ）画素位置
のデータである。ここで、ｉ＝１、２、…、Ｐ、ｊ＝
１、２、…Ｑである。

【０００４】従来は、コリレーション処理をシネループ
メモリ再生表示タイミングとは関係なくリアルタイム表
示時において決定された重み係数による一種のオフライ
ン的な処理により行っている。そして、このオフライン
的に処理したコリレーション結果をシネループメモリと
称するメモリに格納しておき、再生時にコリレーション
処理画像を画像メモリに送り、コリレーション処理画像
を表示するやり方をとる。

【０００５】一方、コリレーション処理を表示前のオフ
ライン的な時間に行うのではなく、シネループメモリ再
生時にに際して表示要求に応じてダイナミックにコリレ
ーション処理を行うやり方が提案されている。即ち、再
生中のコリレーション処理画像をみながら、重みパラメ
ータを変更して別の様相のコリレーション処理画像を得
たい時などに使うためである。例えば（数１）の場合、
ｂ＞ａ＞ｃであれば第２走査分の画像、第１走査分の画
像、第３走査分の画像の順に強調された結果となり、ａ
＜ｂ＜ｃであれば第３走査分の画像が強く強調された結
果となる。このように、ａ、ｂ、ｃを種々変更すること
で種々のコリレーション画像が得られることになり、オ
フライン的なコリレーション処理に比べてオペレータの
要求に柔軟に答えられる仕組みと考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】再生中のダイナミック
なコリレーション処理で問題となるのが、シネループヒ
ステリシスである。走査数は、数１０個存在し、これを
３個単位に次々にコリレーション処理してゆく。問題と
なる再生の種別として正転再生と逆転再生との両者があ
る。例えば以下のような手順となる。

【０００７】（１）、正転再生の場合走査番号１、２、３→１つのコリレーション画像Ｍ₁ 走査番号４、５、６→１つのコリレーション画像Ｍ₂ 走査番号７、８、９→１つのコリレーション画像Ｍ₃ ……………… ……………… 走査番号ｎ−２、ｎ−１、ｎ→１つのコリレーション画像Ｍ_n/3 このような走査番号順に３個単位にコリレーションを行
ってゆき、画像Ｍ₁→Ｍ₂→Ｍ₃→…の如き順序で次々に
画像として表示する。このやり方は、ビデオ的にみれ
ば、画像正転再生である。

【０００８】（２）、逆転再生の場合逆に走査番号の一番大きい順から画像を再生したいこと
がある。これは正転再生に対して逆転再生と呼べるもの
である。手順は以下となる。

【０００９】走査番号ｎ、ｎ−１、ｎ−２→１つのコリレーション画像Ｍ′₁ 走査番号ｎ−３、ｎ−４、ｎ−５→１つのコリレーション画像Ｍ′₂ 走査番号ｎ−６、ｎ−７、ｎ−８→１つのコリレーション画像Ｍ′₃ ……………… ……………… 走査番号３、２、１→１つのコリレーション画像Ｍ′_n/3

【００１０】正転再生か逆転再生かは、診断目的や診断
部位、或は部位の症状によって医者自身によって決定さ
れるものであって、再生内容としての軽重は本質的にな
い。

【００１１】そこで問題となるのが、重みパラメータ
ａ、ｂ、ｃである。正転再生では１→２→３……の如く
走査番号の小さい順にコリレーションを行うが、逆転再
生では０ｎ→ｎ−１→ｎ−２→……の如く走査番号の大
きい順にコリレーションを行う。（数１）に従った場合
でみるに、画像Ｍ₁とＭ′_n/3とは、それぞれ次のように
なる。但し、画素位置（ｉ，ｊ）は省略する。

【数２】

【数３】Ｍ₁とＭ′_n/3とは３つの画像Ｄ₁とＤ₂とＤ₃とのコリレ
ーション処理を行うのであるから、等しい値になるはず
が、（数２）と（数３）とでは異なっている。即ち、往
きと帰りとで画像が異なることから、シネループにヒス
テリシス性が現れたと云うことができる。正転と逆転と
では画像番号のスキャン方向が互いに逆のためにこのよ
うなことが生ずるのである。

【００１２】この結果、何が問題かというと、正転再生
と逆転再生とで、同じ重みパラメータａ、ｂ、ｃを使っ
た場合であっても、コリレーション画像として現れるも
のが、互いに異なる様相を呈していることである。従っ
て、医者が正転再生で次々にコリレーション画像をみて
いて、次に逆転再生で同じ画像をみたいと思っても、異
なる様相の画像が現れてしまい、判断が困難になってし
まう。このようなことは、コマ送りに伴う再生とコマ戻
しに伴う再生との間でも生ずる。

【００１３】本発明の目的は、正転再生と逆転再生の如
き場合に現れるシネループヒステリシス現象をなくすよ
うにする超音波断層装置を提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、超音波複走査
分の断層データを走査番号対応に記憶するバッファメモ
リと、表示モード下で、バッファメモリから奇数走査分
の断層データを順次読み出し、この奇数走査分単位に、
規定の重み付けパラメータに従って、１走査分の断層デ
ータにするコリレーション処理手段と、コリレーション
処理後の１走査分の断層データを格納するメモリと、
表示モード下で、フレームメモリの内容を表示する表示
部と、より成ると共に、上記コリレーション処理手段
は、奇数走査分の中心走査番号の前後の走査番号の重み
付けパラメータとして、その前後で対象な同一値を与え
るようにした。

【００１５】

【作用】本発明によれば、例えば３つの走査像をコリレ
ーション処理する如き例でみるに、中心走査番号の重み
付けパラメータｂは任意の値をとり、その前後の第１走
査番号の重みａと第３走査番号の重みｃとを、ａ＝ｃに
設定することにした。これによって、（数２）のＭ₁と
（数３）のＭ′_n/3とは

【数４】となり、ヒステリシス特性は生じない。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の超音波断層装置の実施例図で
ある。電子スキャンで被検体を次々に走査する。同一部
位を複数回にわたって走査すると共に、深点を変えて更
に複数回の走査を行う。１回のスキャンで得た反射信号
が１走査における信号となる。ＡＤ変換器１は、１走査
で次々に得られる反射信号をＡＤ変換する。バッファメ
モリ２は、１走査における１ラスタ分（１行分のこと）
の容量を持ち、１ラスタ分のデータを格納する毎に、シ
ネループメモリ３及びコリレーション回路４に送る。シ
ネループ再生中はスイッチ７がシネループに接続され
る。ここで、１ラスタ分とは、１走査における縦×横の
データ数（画素数に相当する）をＰ×Ｑとすると、横方
向の１行分のデータ数Ｐである。

【００１７】シネループメモリ３は、Ｐ×Ｑの容量を持
つフレームメモリを、全走査数分（ｎ個）持つメモリで
ある。そして、走査番号に割り付けておき、走査番号１
のフレームメモリには、走査番号１で得た断層データを
格納し、走査番号２のフレームメモリには走査番号２で
得た断層データを格納する。以下、次々に各走査番号順
に得た断層データを、対応するフレームメモリに格納す
る。ここでシネループとは、フレームメモリが表示する
順に配列（即ち、走査番号順に配列）されていることか
らの定義である。

【００１８】コリレーション処理の回路４は３つの断層
データＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃に対して行う場合には、正転再生
時には走査番号順の３つの断層データＤ₁→Ｄ₂→Ｄ₃の
順序のもとで（数５）に従ってコリレーション処理を行
う。逆転再生時にはＤ₃→Ｄ₂→Ｄ₁の順序のもとで（数
６）に従ってコリレーション処理を行う。

【数５】

【数６】

【００１９】このコリレーション処理の特徴は、中央の
画像データＤ₂に対する前後の画像データ（Ｄ₁、Ｄ₃）
の重みパラメータとして、Ｄ₁とＤ₃とで同じ値ａを採用
したことである。この結果、（数５）と（数６）とは、

【数７】となり、正転再生時と逆転再生時とで、コリレーション
処理結果が一致する。

【００２０】画像メモリ５は、このコリレーション処理
結果を、１フレーム分格納するメモリであり、ＣＲＴ６
がその１フレーム分の画像データを画像として表示す
る。

【００２１】図２には、シネループメモリ３とコリレー
ション処理回路４との実施例図を示す。シネループメモ
リ３は、ｎ個のフレームメモリを持ち、コリレーション
処理回路４は、その中から、３個毎の走査番号順の断層
データを取り込み、コリレーション処理を行う。

【００２２】ここで、３個毎の走査番号とは、以下の２
つのやり方がある。正転再生の例で説明する。（１）、走査番号１、２、３→１つのコリレーション画像Ｍ₁ 走査番号２、３、４→１つのコリレーション画像Ｍ₂ 走査番号３、４、５→１つのコリレーション画像Ｍ₃ ……………… ……………… （２）、走査番号１、２、３→１つのコリレーション画像Ｍ₁ 走査番号４、５、６→１つのコリレーション画像Ｍ₂ 走査番号７、８、９→１つのコリレーション画像Ｍ₃ ……………… ………………

【００２３】（１）、（２）のやり方は、共にコリレー
ション画像の様相に連続性を得たい場合に採用されるの
であるが、（２）は（１）に比べて連続性の程度を弱く
する場合に採用される。この他、種々の組合せがあるこ
とは云うまでもない。

【００２４】図３は、コリレーション回路４の実施例図
である。コリレーション回路４は、３つのフレームバッ
ファ１０、１１、１２、整相回路１３、コリレーション
処理部１４より成る。バッファ１０、１１、１２はシネ
ループメモリと同一容量である。シネループメモリ３
は、現在のコリレーション対象とする３つの走査番号の
画像データをシリアルに次々に読み出し、フレームバッ
ファ１０、１１、１２に次々に書き込む。この書き込み
タイミングＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃は図４に示す通りである。書
き込みタイミングＷ₁、Ｗ₂、Ｗ₃及びその読み出しタイ
ミングＲ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、フレームバッファアクセス回
路２０によって得る。

【００２５】整相回路１３は、フレームバッファメモリ
１０、１１、１２への書き込みが走査番号順のために設
けた１種のタイミング変更手段である。即ち、正転再生
での前記（１）に関してみるに、第１回目のコリレーションバッファ１０の走査番号１のデータ（＃１）バッファ１１の走査番号２のデータ（＃２）バッファ１２の走査番号３のデータ（＃３）第２回目のコリレーションバッファ１１の走査番号２のデータ（＃２）バッファ１２の走査番号３のデータ（＃３）バッファ１０の走査番号４のデータ（＃４）第３回目のコリレーションバッファ１２の走査番号３のデータ（＃３）バッファ１０の走査番号４のデータ（＃４）バッファ１１の走査番号５のデータ（＃５） … … … … … … … … … … …

【００２６】このように、この順位に従って、（数５）
で扱うべきＤ₁、Ｄ₂、Ｄ₃の格納されているフレームバ
ッファが異なり、（数５）の如くバッファ１０のデータ
をＤ₁、バッファ１１のデータをＤ₂、バッファ１２のデ
ータをＤ₃として扱うことができない。こうした事情が
発生する理由は、１０（＃１）→１１（＃２）→１２
（＃３）→１０（＃４）→１１（＃５）→１２（＃６）
→…の如く、走査番号順に次々にバッファを更新して格
納させてゆくためである。一方、コリレーション処理回
路１４は、３つの入力に対して、（数５）に従った処理
を行う回路である。この３つの入力は、固定入力であ
り、最上ラインのデータＤ₁′は（数５）のデータＤ₁に
相当し、中間ラインのデータＤ₂′は（数５）のデータ
Ｄ₂に相当し、最下位ラインのデータＤ₃′は（数５）の
データＤ₃に相当する。

【００２７】そこで、整相回路１３では、バッファ１
０、１１、１２の出力データをＤ_a、Ｄ_b、Ｄ_cとした場
合、コリレーション順位に従って、第１回目のコリレーションでは、Ｄ_a→Ｄ₁′ Ｄ_b→Ｄ₂′ Ｄ_c→Ｄ₃′ 第２回目のコリレーションでは、Ｄ_b→Ｄ₁′ Ｄ_c→Ｄ₂′ Ｄ_a→Ｄ₃′ 第３回目のコリレーションでは、Ｄ_c→Ｄ₁′ Ｄ_a→Ｄ₂′ Ｄ_b→Ｄ₃′ ………………………… の如く、コリレーション処理部１４の入力形式に合わせ
る処理を行う。逆転再生でも同様の目的を持った処理を
行う。

【００２８】コリレーション処理部１４は、論理処理を
行うものであり、その処理内容２１を図５に示す。重み
パラメータａ、ｂは、キーボード等（図示せず）で画面
をみながら医者が設定する。図では（ａ₁、ｂ₁）
（ａ₂、ｂ₂）、…等の組合せ例を示してある。こうした
ａ、ｂの設定のもとで、（数５）の処理をその時の入力
するＤ₁′、Ｄ₂′、Ｄ₃′（Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃に相当）によ
って（数５）に従って行う。その結果であるＭ₁を出力
すれば、これがコリレーション値となる。尚、処理内容
はＲＯＭ化してもよい。

【００２９】以上の実施例によれば、シネループメモリ
３には、計測して得た断層像データを格納しておくがこ
のデータはコリレーション前の生データである。そし
て、表示に際しては、シネループメモリ３から３つの単
位の走査番号のデータを次々に読み出し、コリレーショ
ン処理用の重みパラメータを医者が随時設定すること
で、コリレーション処理内容が随時変更できる。更に重
みパラメータａ、ｂが、中央の走査番号に対する前後の
走査番号で同一値ａとなり、シネループのヒステリシス
性を除去でき、正転再生と逆転再生とで、コリレーショ
ン処理内容が完全に一致する。

【００３０】尚、コリレーション対象を３個の走査番号
の例としたが、５個、７個等奇数一般に適用できること
は云うまでもない。偶数の場合には、中央の走査番号が
なく、奇数のように扱うことはできない。偶数の場合、
例えば４個の時には、Ｄ₁→ａＤ₂→ｂＤ₃→ｂＤ₄→ａの如く重みパラメータを設定すれば、奇数と同じくシネ
ループのヒステリシス性をなくすることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、コリレーション処理前
のデータを、シネループメモリに格納することができる
ため、シネループ再生中に、コリレーションの度合を変
化させることが可能となる。更に、このことにより、医
者等のオペレータは所望の画像をより得やすくなるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の断層装置の実施例図である。

【図２】本発明のシネループメモリとコリレーション処
理回路の実施例図である。

【図３】本発明のコリレーション処理回路の実施例図で
ある。

【図４】本発明のフレームバッファの書き込みタイミン
グとデータとの関係を示す図である。

【図５】コリレーション処理内容例を示す図である。

【符号の説明】

１ＡＤ変換器２バッファメモリ３シネループメモリ４コリレーション処理回路５画像メモリ６ＣＲＴ１０、１１、１２フレームバッファ１３整相回路１４コリレーション処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−286140（ＪＰ，Ａ) 特開平５−23330（ＪＰ，Ａ) 特開平６−14923（ＪＰ，Ａ) 特開平５−7592（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−174105（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波複走査分の断層データを走査番号
対応に記憶するバッファメモリと、表示モード下で、バッファメモリから奇数走査分の断層
データを順次読み出し、この奇数走査分単位に、規定の
重み付けパラメータに従って、１走査分の断層データに
するコリレーション処理手段と、コリレーション処理後の１走査分の断層データを格納
するメモリと、表示モード下で、フレームメモリの内容を表示する表示
部と、より成ると共に、上記コリレーション処理手段
は、奇数走査分の中心走査番号の前後の走査番号の重み付け
パラメータとして、その前後で対象な同一値を与えるよ
うにした、超音波断層装置。