JP3392901B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP3392901B2
JP3392901B2 JP06659293A JP6659293A JP3392901B2 JP 3392901 B2 JP3392901 B2 JP 3392901B2 JP 06659293 A JP06659293 A JP 06659293A JP 6659293 A JP6659293 A JP 6659293A JP 3392901 B2 JP3392901 B2 JP 3392901B2
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ultrasonic
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寿朗 石村
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルスキャンコ
ンバータを改良した超音波診断装置に関する。 【0002】 【従来の技術】超音波探触子から生体内に超音波パルス
を送信し、生体内から反射される超音波パルスのエコー
を同一の、あるいは別に設けた超音波探触子で受信し、
超音波パルスの方向をずらしながら送受信することによ
って、生体内の複数方向から収集した情報を可視像とし
て表示することが出来るようにした超音波診断装置が従
来より種々考案されている。 【0003】このような超音波診断装置の中には図5の
ように超音波プローブ1に対して扇型のエリアを走査す
るセクタ走査型や、図6のように超音波プローブ1を中
心に円形のエリアを走査するラジアルセクタ走査型など
極座標的に超音波走査する装置がある。 【0004】このような超音波診断装置は、小型の探触
子で広い視野を実現できるという長所がある。特に超音
波内視鏡のような体腔内走査型の装置においては、管腔
の全周にわたって査できるため、ラジアルセクタ走査
型が良く用いられている。 【0005】超音波診断装置では超音波画像を表示する
表示装置としては図7に示したような、水平(X)/垂
直(Y)方向に直交座標的な走査をして画像を表示する
テレビジョンモニタ2を用いるのが一般的である。前記
したような超音波を極座標的に走査する装置でも、極座
標的な超音波走査を直交座標的なテレビジョン走査に変
換する変換手段を装置内に持ち、超音波画像をテレビジ
ョンモニタに表示するようにしている。 【0006】これは、走査方式をテレビジョン走査に変
換しておけば、超音波走査の方式が異なる複数の超音波
探触子を切り換えて用いても同一の表示装置に表示でき
る上に、テレビジョン用に開発された安価な高性能な各
種画像撮影装置(たとえばビデオプリンタなど)や、画
像記憶装置(たとえばVTRなど)が利用可能となるか
らである。 【0007】極座標的に超音波走査して得られた画像を
テレビジョンモニタに表示するためには直交座標に変換
する必要がある。このような極座標的走査を直交座標的
走査にといったように走査方式を変換する手段はスキャ
ンコンバータと呼ばれている。このようなスキャンコン
バータとしては、今日ではディジタルメモリ技術を応用
したディジタルスキャンコンバータ(以下DSCと略
記)を用いるのが一般的である。 【0008】DSCとは、超音波エコー信号(アナログ
信号)をディジタル信号に変換し、テレビジョン表示1
画面分に相当する記憶容量を持ったディジタルメモリよ
り成る画像メモリに超音波走査方式に従って一旦書き込
み、テレビジョン走査方式に従って読み出すようにした
ものである。 【0009】このようなDSCを用いることにより、極
座標的に超音波走査した画像をテレビジョンモニタに表
示することが可能となるが、図8に示すように極座標走
査された超音波走査線a、bの間隔は探触子又はプロー
ブから遠方になるほど広がってしまうため、画像メモリ
内には例えばAとBの間のC部分に対して画像信号デー
タが書き込まれない箇所が生じてしまう。 【0010】このため画像信号データが書き込まれてい
ない箇所を埋めるために、補間データを生成して表示を
行う必要があった。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】このような補間法とし
て画像メモリからデータを読み出す際に、その前後の2
点のデータを基に補間データを作成していたが、この方
式では、精度が低く、また不自然な画像となってしまう
ことが多いという問題点があった。このため、表示画素
を囲んで隣接する4点のデータを基に補間をかけること
で、補間の精度を高くし、より自然な画像を実現しよう
とする試みがなされていた。 【0012】図9はこのような補間法の一つで、特開昭
64−64635号公報に記載されているもので、ディ
ジタル信号に変換された超音波信号は一旦4個のライン
メモリ11〜14に記憶され、ラインメモリ11〜14
から同時に読み出された4個のデータは擬似データ作成
回路15に入力されて補間が行われ、イメージメモリ
(画像メモリ)16に書き込まれる。ラインメモリ11
〜14からの読み出し制御、イメージメモリ16へのア
ドレス変換等はアドレス変換器17が行う。 【0013】上記特開昭64−64635号公報に記載
されているような、超音波信号を一旦ラインメモリ11
〜14に取り込んで補間をかけてイメージメモリ16に
書き込むようにした回路構成では、図10に示すよう
に、表示画素(x,y)を囲んで隣接する超音波走査線
上のA、B、C、Dといった4点のデータの値をもとに
補間をする。 【0014】つまり、データナンバn,n+1からの距
離a,b、ラインナンバm+1,mからの距離c,dを
考慮して、A、B、C、Dの4点データに重み付けをす
るような計算を擬似データ作成回路15によって行い、
補間されたデータを作るようにしている。このような補
間により、自然で精度が高い良好な品質の画像を得るこ
とができる。 【0015】しかしながら、この従来例ではイメージメ
モリ(画像メモリ)16の他に4つのラインメモリ11
〜14を必要とする上に、ラインメモリ用の制御回路と
イメージメモリ用の制御回路が各々必要となるので、回
路規模が大きくなり回路構成が複雑になってしまうとい
う問題があった。 【0016】本発明は、このような従来の技術の問題点
に着目してなされたもので、画像メモリ以外にラインメ
モリの様な一時的記憶手段を不要とすることでDSC回
路の規模が小さくして小型化、低価格化を可能とし、表
示画像が自然な超音波診断装置を提供することを目的と
する。 【0017】 【課題を解決するための手段】 上記目的を解決するた
め本発明による超音波診断装置は、生体などの被検体に
超音波を送受波して極座標的に超音波走査する手段と、
前記超音波信号をディジタル信号に変換するA/D変換
器と、極座標走査される超音波走査線の内、1画面を構
成する全超音波走査線の内の奇数番目の超音波走査線に
相当するディジタル信号を1画面分記憶する第1と第2
の画像メモリと、極座標走査される超音波走査線の内、
1画面を構成する全超音波走査線の内の偶数番目の超音
波走査線に相当するディジタル信号を1画面分記憶する
第3と第4の画像メモリと、超音波走査方式に従った書
込みアドレスを発生して前記第1、第2、第3および第
の画像メモリに供給する第1のアドレス発生手段と、
テレビジョン走査方式に従った読出しアドレスを発生す
る第2のアドレス発生手段と、前記第1、第2、第3、
第4の画像メモリから表示画素を囲む少なくとも4つの
画素のデータを同時に読出すように前記第2のアドレス
発生手段が発生する読出しアドレスを変換して前記第
1、第2、第3および第4の画像メモリに供給する座標
変換手段と、前記第1、第2、第3および第4の画像メ
モリから読出された各々の信号に重み付けする第1、第
、第3および第4の重み付け手段と、前記第1、第
、第3および第4の重み付け手段で重み付けられた信
号を加算する手段と、前記加算された信号をアナログ信
号に変換するD/A変換器とからなる。 【0018】 【作 用】それぞれ1フレーム分記憶する第1、第2の
2つの画像メモリには、ディジタル信号に変換された超
音波信号が超音波走査線1本おきに交互に(たとえば第
1と第2の画像メモリにはフレーム内の偶数番目の、第
3と第4の画像メモリにはフレーム内の奇数番目の超音
波走査線といった具合に)書き込まれるようになってい
る。2つの画像メモリから表示画素を囲む少なくとも4
つの画素のデータを同時に読み出せる。 【0019】このように構成することにより、ある補間
したい画素を囲んだ超音波走査線上の最も近傍の2つ或
いは4つの画素を同時に読み出して重み付けして補間す
ることができる。 【0020】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1及び図2は本発明の第1実施例に係り、図1
は第1実施例の超音波診断装置を示し、図2は補間処理
部の構成を示す。 【0021】本実施例は4つの画像メモリに超音波走査
線を1本おきに(2つの画像メモリに偶数番目の超音波
走査線を書き込み、残りの2つの画像メモリに奇数番目
を書き込むといった具合に)交互に書き込み、この4つ
の画像メモリから各々1つずつ計4つのデータ(表示し
たい画素を囲んで隣接する2本の超音波走査線上の4つ
データ)を同時に読み出して補間をかけて表示するよう
にしたものである。 【0022】つまり、1フレーム分の記憶容量の画像メ
モリを、1/4フレーム分の記憶容量を有する4つの画
像メモリに分けている(換言すると、1/4フレーム分
の記憶容量を有する4つの画像メモリ要素で、1フレー
ム分の記憶容量の画像メモリを構成している)。 【0023】図1に示す本発明の第1実施例の超音波診
断装置21では、超音波プローブ22から生体内に少し
ずつ角度をずらしながら超音波が極座標的に放射され
る。送受信回路23は超音波プローブ22に電気的パル
スを印加して、超音波プローブ22から体内に向けて超
音波を放射させると共に、超音波プローブ22で受信し
た超音波のエコーを増幅、検波などの処理をする。 【0024】送受信回路23から取り出される一連の超
音波の反射波信号は、A/D変換器24で逐次一定の周
期でサンプリングされて、ディジタル化される。このA
/D変換器24でディジタル化された信号データは、そ
れぞれ1/4フレーム分の記憶容量を有する画像メモリ
25、26と画像メモリ27、28に超音波走査線1本
おきに交互に書き込まれる(例えば画像メモリ25、2
6に偶数番目の、画像メモリ27、28に奇数番目の超
音波走査線をといった具合に各々書き込まれる。)。 【0025】画像メモリ25、26、27、28への信
号データの書込みは書込みアドレス発生回路29の発生
するアドレス信号に従って順次行われる。読出しアドレ
ス発生回路30はテレビジョン走査方式に従って画像メ
モリ25、26、27、28からデータを読出すための
読出しアドレスを発生する。 【0026】読出しアドレスは座標変換テーブルを書き
込んだROMで構成された座標変換回路31で極座標に
変換されて画像メモリ25、26、27、28へ与えら
れる。画像メモリ25、26、27、28から同時に読
み出された4つのデータは補間処理部32に入力され
る。 【0027】補間処理部32で画像メモリ25、26、
27、28から読み出されたデータは各々重み付けされ
て加算される。補間処理部32で補間されたデータはD
/A変換器33でアナログ信号に変換されて表示装置3
4に表示される。全体のタイミングの制御はシステムコ
ントローラ35によって行われる。 【0028】補間処理部32は図2のように構成されて
いる。画像メモリ画像メモリ25、26、27、28か
ら各々読出されたデータは重み付け手段41、42、4
3、44に入力される。重み付け手段41、42、4
3、44は画像メモリ25、26、27、28から読出
されたデータに重み付けする。 【0029】重み付け手段41、42、43、44で重
み付けをする割合は重み付け制御手段46によって制御
される。重み付け制御手段46は重み付け手段41、4
2、43、44の出力したデータを加算した結果が10
0%となるように重み付け制御する。重み付け手段4
1、42、43、44は重み付けのテーブルを書込んだ
ROMや、あるいはビットシフタと加算器を組み合わせ
た回路で構成可能である。 【0030】重み付け制御手段46も重み付け制御のテ
ーブルを書込んだROMなどによって構成される。な
お、重み付け制御手段46では1/8程度のステップで
重み付けをかけられるようにしておけば実使用上充分で
ある。加算手段47、48、49は重み付け手段41、
42、43、44から読出されたデータを加算する。 【0031】なお、補間が必要でない画素、つまりデー
タが存在する画素が選択されている場合にはその画素に
対する重み付けが1となり、同時に読出された他の3つ
画素に対する重み付けは0となり、データが存在する画
素がスルーで出力されるようになっている。 【0032】この補間処理部32の動作を図10を用い
て説明する。読出しアドレス発生回路30が例えば画素
(x,y)を選択したとする。座標変換回路31は画素
(x,y)を挟んだ角度(或いはラインナンバ(mとm
+1))と円周(或いはデータナンバ(nとn+1))
上でそれぞれ(x,y)を囲んで最も近傍のデータA、
B、C、Dを画像メモリ25、26、27、28から読
み出すように読出しアドレス発生回路30の発生するア
ドレスを変換して画像メモリ25、26、27、28に
与える。 【0033】これによって画像メモリ25、26、2
7、28からデータA、B、C、Dが読出されてそれぞ
れ重み付け手段41、42、43、44に入力される。
重み付け制御手段46は画素(x,y)半径方向の距離
a:bと角度方向の距離c:dに応じた重み付けを各々
のデータA、B、C、Dに与えるように重み付け制御す
る(その際、4つのデータを加算した結果が100%と
なるよう重み付け制御手段46は重み付け制御するよう
になっている)。 【0034】重み付け手段41、42、43、44で各
々重み付けされたデータは加算手段47、48、49で
加算される。これによって画素(x,y)として出力さ
れるデータは(x,y)の位置を囲んで最も近傍のデー
タA、B、C、Dを(x,y)からの距離に応じて重み
付けして補間したデータとなる。データが書き込まれる
画素の位置が選択された場合には、その画素が補間処理
部32からスルーで出力される。 【0035】本実施例によれば画像メモリ以外にライン
メモリのような一時的な記憶手段を必要としないので、
超音波診断装置の小型化、省電力化、低価格化が可能と
なる。また、本実施例によれば補間をしたい画素を囲ん
だ超音波走査線上の4つのデータを読み出して、重み付
けして平均加算するようにしたので、高精度の補間が可
能となる。 【0036】次に本発明の第2実施例を説明する。本実
施例は2つの画像メモリに超音波走査線を1本おきに
(一方の画像メモリに偶数番目の超音波走査線を書き込
み、他方の画像メモリに奇数番目を書き込むといった具
合に)交互に書き込み、この2つの画像メモリから各々
1つずつ計2つのデータ(表示したい画素を囲んで隣接
する2本の超音波走査線上の2つデータ)を同時に読み
出して補間をかけて表示するようにしたものである。そ
の際に同一角度、同一円周上に並ばない2つのデータを
用いて補間をかけるようにしたものである。 【0037】この実施例では、1フレーム分の記憶容量
の画像メモリを、1/2フレーム分の記憶容量を有する
2つの画像メモリに分けている(換言すると、1/2フ
レーム分の記憶容量を有する2つの画像メモリ要素で、
1フレーム分の記憶容量の画像メモリを構成してい
る)。 【0038】図3は本発明の第2実施例の超音波診断装
置51を示す。A/D変換器24までは第1の実施例と
同じである。このA/D変換器24でディジタル化され
た信号データは、画像メモリ52と53に超音波走査線
1本おきに交互に書込まれる。 【0039】画像メモリ52、53への信号データの書
込みは書込みアドレス発生回路29の発生するアドレス
信号に従って順次行われる。読出しアドレス発生回路3
0はテレビジョン走査方式に従って画像メモリの読出し
アドレスを発生する。 【0040】読出しアドレスは座標変換テーブルを書込
んだROMで構成された座標変換回路31で極座標に変
換されて画像メモリ52、53へ与えられる。画像メモ
リ52、53から読出されたデータは補間処理部54に
入力される。補間処理部54で画像メモリ52、53か
ら読出されたデータは各々重み付けされて加算されるこ
とによって補間がかけられる。D/A変換器33から後
は第1の実施例と同じである。 【0041】補間処理部54は図4のように構成されて
いる。画像メモリ52、53から読み出されたデータは
重み付け手段61、62に入力される。重み付け手段6
1、62は画像メモリ52、53から読出されたデータ
に重み付けする。重み付け手段61、62で重み付けを
する割合は重み付け制御手段63によって制御される。 【0042】重み付け制御手段63は重み付け手段6
1、62から出力されたデータを加算した結果が100
%となるように(たとえば一方に20%の重み付けをし
たら他方は80%といった具合に)重み付け制御する。
重み付け手段61、62は重み付けのテーブルを書き込
んだROMや、あるいはビットシフタと加算器を組み合
わせた回路で構成可能である。 【0043】重み付け制御手段63も重み付け制御のテ
ーブルを書き込んだROMなどによって構成される。な
お、重み付け手段61、62では1/8程度のステップ
で(一方に1/8の重み付けをしたら他方は7/8、一
方に3/8の重み付けをしたら他方は5/8といった具
合に)重み付けをかけられるようにしておけば実使用上
充分である。加算手段64は重み付け手段61、62か
ら出力されたデータを加算する。 【0044】この補間処理部54の動作を図10を用い
て説明する。読出しアドレス発生回路30が、例えば画
素(x,y)を選択したとする。座標変換回路31は画
素(x,y)を挟んだ超音波走査線mとm+1上でそれ
ぞれ(x,y)に最も近傍で且つ同一角度、同一円周上
に並ばない2つのデータ(この場合はAとD)を画像メ
モリ52、53から読み出すように読出しアドレス発生
回路30の発生するアドレスを変換して画像メモリ5
2、53に与える。 【0045】これによって画像メモリ52と53からデ
ータAとDが読み出されてそれぞれ重み付け手段61、
62に入力される。データAと(x,y)間の距離対デ
ータDと(x,y)間の距離の比が、例えば4対6であ
ったとすると、重み付け制御手段63はデータAに60
%、データBに40%の重み付けとなるよう重み付け手
段61と62を重み付け制御する。 【0046】重み付け手段61と62で重み付けられた
データは加算手段64で加算される。これによって画素
(x,y)として出力されるデータは(x,y)の位置
を挟んで最も近傍のデータAとDを(x,y)からの距
離に応じて重み付けして補間したデータとなる。なお、
データが書き込まれる画素の位置が選択された場合に
は、その画素が補間処理部54からスルーで出力され
る。 【0047】本実施例によれば画像メモリ以外にライン
メモリのような一時記憶手段を必要としないので、超音
波診断装置の小型化、省電力化、低価格化が可能とな
る。また、本実施例によれば補間をしたい画素を挟んだ
超音波走査線から同一角度、同一円周上に並ばない2つ
のデータを読み出して、重み付けして平均加算するよう
にしたので、高精度の補間が可能となる(第1実施例で
は画像メモリを4つに分割していたので、従来より小規
模になるとはいっても4つのデータを同時に読み出して
重み付けしていたので重み付け回路や加算回路の規模は
従来と変わりがなかった。本実施例では画像メモリを2
つに分割するだけなので更に小規模になる。その上、同
一角度、同一円周上に並ばないデータで補間をかけてい
るので、従来のように斜めの線がギザギザになったりせ
ず4つのデータで補間をかけたのと同じくらいの自然な
画像となる)。 【0048】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、2つ
又は4つに分割した画像メモリに超音波走査線を1本お
きに(4つ場合には4つの内2つの面像メモリに偶数番
目の超音波走査線を書き込み、残りの2つの画像メモリ
に奇数番目を書き込むといった具合に)交互に書き込
み、これらの画像メモリから各々1つずつデータ(表示
したい画素を囲んだ2つ又は4つのデータ)を同時に読
み出して補間するようにしたので、画像メモリ以外に例
えばバッファメモリといった一時記憶手段を必要としな
いで、しかも補間したい画素を挟んだ超音波走査線上の
最も近傍のデータから補間ができる。このため、高精度
の補間を可能としたままでDSC回路の規模を小さくで
きるので、高性能の超音波診断装置の小型化、低消費電
力化、ローコスト化が可能となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having an improved digital scan converter. [0002] An ultrasonic probe transmits an ultrasonic pulse from a living body into a living body, and receives echoes of the ultrasonic pulse reflected from the living body by the same or separately provided ultrasonic probe. And
2. Description of the Related Art There have been conventionally devised various ultrasonic diagnostic apparatuses capable of displaying, as a visible image, information collected from a plurality of directions in a living body by transmitting and receiving while shifting the direction of an ultrasonic pulse. In such an ultrasonic diagnostic apparatus, a sector scan type for scanning a fan-shaped area with respect to the ultrasonic probe 1 as shown in FIG. There is an apparatus that performs ultrasonic scanning in polar coordinates, such as a radial sector scanning type that scans a circular area. [0004] Such an ultrasonic diagnostic apparatus has an advantage that a wide field of view can be realized with a small probe. Particularly in vivo scanning devices, such as ultrasound endoscope, since it査run over the entire circumference of the lumen, radial sector scanning is often used. [0005] In an ultrasonic diagnostic apparatus, as a display device for displaying an ultrasonic image, a television which scans in a horizontal (X) / vertical (Y) direction and displays images by orthogonal coordinates as shown in FIG. Generally, a John monitor 2 is used. The above-described apparatus for scanning an ultrasonic wave in a polar coordinate system has a conversion unit for converting the ultrasonic wave in a polar coordinate system into a television scan in a rectangular coordinate system, and displays an ultrasonic image on a television monitor. Like that. [0006] This is because if the scanning method is converted into television scanning, a plurality of ultrasonic probes having different ultrasonic scanning methods can be switched and used for display on the same display device. This is because inexpensive, high-performance various image photographing devices (for example, video printers) and image storage devices (for example, VTRs) developed for John can be used. [0007] In order to display an image obtained by ultrasonic scanning in polar coordinates on a television monitor, it is necessary to convert the image into rectangular coordinates. Means for converting the scanning method such as the polar coordinate scanning into the orthogonal coordinate scanning is called a scan converter. As such a scan converter, a digital scan converter (hereinafter abbreviated as DSC) to which digital memory technology is applied is generally used today. A DSC converts an ultrasonic echo signal (analog signal) into a digital signal and outputs the digital signal to a television display 1.
The image data is temporarily written in an image memory made up of a digital memory having a storage capacity corresponding to a screen in accordance with an ultrasonic scanning method and read out in accordance with a television scanning method. [0009] By using such a DSC, it is possible to display an image subjected to ultrasonic scanning in a polar coordinate system on a television monitor. However, as shown in FIG. Since the interval of “b” increases as the distance from the probe or the probe increases, a portion where the image signal data is not written to a portion C between A and B, for example, occurs in the image memory. Therefore, it is necessary to generate and display interpolation data in order to fill a portion where no image signal data is written. When reading data from an image memory as such an interpolation method, two data before and after the data are read out.
Although interpolation data is created based on point data, this method has problems that accuracy is low and an unnatural image is often generated. For this reason, an attempt has been made to increase the accuracy of interpolation and realize a more natural image by interpolating based on data of four adjacent points surrounding a display pixel. FIG. 9 shows one such interpolation method, which is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-64635. The ultrasonic signal converted into a digital signal is temporarily stored in four line memories 11 to 11. 14 and the line memories 11 to 14
The four pieces of data read out simultaneously from are input to the pseudo data creation circuit 15, interpolated, and written into the image memory (image memory) 16. Line memory 11
The address converter 17 performs the read control from .about.14, the address conversion to the image memory 16, and the like. An ultrasonic signal is temporarily stored in a line memory 11 as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-64635.
In the circuit configuration in which the data is taken into the pixels 14 to 14 and interpolated and written into the image memory 16, as shown in FIG. 10, A, B, and C on the adjacent ultrasonic scanning lines surrounding the display pixel (x, y). , D, are interpolated based on the values of four data points. That is, weighting is applied to the four-point data of A, B, C and D in consideration of the distances a and b from the data numbers n and n + 1 and the distances c and d from the line numbers m + 1 and m. The calculation is performed by the pseudo data creation circuit 15,
I try to create interpolated data. By such interpolation, it is possible to obtain a natural, high-accuracy, high-quality image. However, in this conventional example, four line memories 11 are provided in addition to the image memory (image memory) 16.
In addition to the requirement of (1) to (14), a control circuit for a line memory and a control circuit for an image memory are required. Therefore, there is a problem that the circuit scale becomes large and the circuit configuration becomes complicated. The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the size of the DSC circuit is reduced by eliminating the need for a temporary storage means such as a line memory in addition to the image memory. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus which can be reduced in size and cost, and has a natural display image. An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject such as a living body and performing ultrasonic scanning in polar coordinates,
An A / D converter for converting the ultrasonic signal into a digital signal, and one screen among ultrasonic scanning lines to be scanned in a polar coordinate system.
First and second memories for storing one screen of digital signals corresponding to odd-numbered ultrasonic scanning lines among all the ultrasonic scanning lines to be formed .
Image memory and, among the ultrasonic scanning lines scanned by polar coordinates,
A digital signal corresponding to an even-numbered ultrasonic scanning line among all the ultrasonic scanning lines constituting one screen is stored for one screen .
Third and fourth image memories, and write addresses in accordance with the ultrasonic scanning method are generated to generate the first, second , third, and
A first address generating means for supplying the image data to an image memory;
A second address generating means for generating a read address in accordance with a television scanning method, and the first, second , third,
The second address so that data of at least four pixels surrounding a display pixel are simultaneously read from a fourth image memory.
A coordinate conversion unit that converts a read address generated by the generation unit and supplies the read address to the first, second , third, and fourth image memories; and the first, second , third, and fourth image memories. First, second , third and fourth weighting means for weighting each read signal; and means for adding the signals weighted by the first, second , third and fourth weighting means. , A D / A converter for converting the added signal into an analog signal. The first and second image memories, each of which stores one frame, store ultrasonic signals converted into digital signals alternately every other ultrasonic scanning line (for example, the first image memory). The second and third image memories are written into even-numbered ultrasonic scanning lines in the frame, and the third and fourth image memories are written into odd-numbered ultrasonic scanning lines in the frame. At least 4 surrounding display pixels from two image memories
One of simultaneous to put out read the data of the pixel. With this configuration, the nearest two or four pixels on the ultrasonic scanning line surrounding a pixel to be interpolated can be simultaneously read, weighted and interpolated. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 relate to a first embodiment of the present invention.
Shows an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 shows a configuration of an interpolation processing unit. In this embodiment, every other ultrasonic scanning line is written in four image memories (even numbered ultrasonic scanning lines are written in two image memories, and odd-numbered ultrasonic scanning lines are written in the other two image memories). ), Alternately write, and simultaneously read out four data (four data on two adjacent ultrasonic scanning lines surrounding the pixel to be displayed) one by one from each of these four image memories and display them by interpolation It is something to do. That is, the image memory having the storage capacity of one frame is divided into four image memories having the storage capacity of 1/4 frame (in other words, four image memories having the storage capacity of 1/4 frame). The image memory element constitutes an image memory having a storage capacity of one frame). In the ultrasonic diagnostic apparatus 21 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, ultrasonic waves are radiated from the ultrasonic probe 22 into the living body in a polar coordinate system while slightly shifting the angle. The transmission / reception circuit 23 applies an electric pulse to the ultrasonic probe 22 to cause the ultrasonic probe 22 to emit ultrasonic waves toward the body, and amplifies and detects an ultrasonic echo received by the ultrasonic probe 22. Do the processing. A series of reflected ultrasonic signals taken out of the transmission / reception circuit 23 are sequentially sampled by the A / D converter 24 at a constant cycle and digitized. This A
The signal data digitized by the / D converter 24 are alternately written to image memories 25 and 26 and image memories 27 and 28 each having a storage capacity of 1/4 frame for every other ultrasonic scanning line ( For example, the image memories 25, 2
6, even-numbered ultrasonic scanning lines are written in the image memories 27 and 28, and so on. ). The writing of signal data to the image memories 25, 26, 27 and 28 is performed sequentially in accordance with the address signal generated by the write address generating circuit 29. Read address generation circuit 30 generates a read address for reading data from image memories 25, 26, 27, 28 according to the television scanning method. The read address is converted to polar coordinates by a coordinate conversion circuit 31 composed of a ROM in which a coordinate conversion table is written, and is given to image memories 25, 26, 27 and 28. The four data read simultaneously from the image memories 25, 26, 27, and 28 are input to the interpolation processing unit 32. The image memories 25, 26,
Data read from 27 and 28 are weighted and added. The data interpolated by the interpolation processing unit 32 is D
Is converted to an analog signal by the A / A converter 33 and the display device 3
4 is displayed. Control of the entire timing is performed by the system controller 35. The interpolation processing section 32 is configured as shown in FIG. Data read out from the image memories 25, 26, 27 and 28 are respectively assigned to weighting means 41, 42 and 4
3 and 44 are input. Weighting means 41, 42, 4
3, 44 weight the data read from the image memories 25, 26, 27, 28. The ratio of weighting by the weighting means 41, 42, 43, 44 is controlled by weighting control means 46. The weighting control means 46 comprises weighting means 41, 4
The result of adding the data output from 2, 43 and 44 is 10
Weighting control is performed so as to be 0%. Weighting means 4
1, 42, 43, and 44 can be constituted by a ROM in which a weighting table is written, or a circuit in which a bit shifter and an adder are combined. The weight control means 46 is also constituted by a ROM or the like in which a weight control table is written. It should be noted that it is sufficient for practical use if the weighting control means 46 can be weighted in steps of about 1/8. The adding means 47, 48 and 49 are provided with weighting means 41,
The data read from 42, 43, and 44 are added. When a pixel for which interpolation is not necessary, that is, a pixel in which data exists, is selected, the weight for that pixel becomes 1, and the weight for the other three pixels read out at the same time becomes 0. Existing pixels are output through. The operation of the interpolation processing section 32 will be described with reference to FIG. It is assumed that the read address generation circuit 30 selects the pixel (x, y), for example. The coordinate conversion circuit 31 calculates the angle (or the line numbers (m and m)) sandwiching the pixel (x, y).
+1)) and circumference (or data number (n and n + 1))
The nearest data A surrounding (x, y) above,
The addresses generated by the read address generation circuit 30 are converted so as to read B, C, and D from the image memories 25, 26, 27, and 28, and are provided to the image memories 25, 26, 27, and 28. Thus, the image memories 25, 26, 2
Data A, B, C, and D are read from 7, 28 and input to weighting means 41, 42, 43, and 44, respectively.
The weighting control means 46 performs weighting control such that weighting according to the distance a: b in the pixel (x, y) radial direction and the distance c: d in the angular direction is applied to each of the data A, B, C, and D (the At this time, the weighting control means 46 performs weighting control so that the result of adding the four data becomes 100%.) The data weighted by the weighting means 41, 42, 43, and 44 are added by the adding means 47, 48, and 49, respectively. As a result, the data output as the pixel (x, y) is obtained by weighting the nearest data A, B, C, and D surrounding the position of (x, y) according to the distance from (x, y). It becomes the interpolated data. When the position of a pixel to which data is to be written is selected, that pixel is output from the interpolation processing unit 32 through. According to this embodiment, no temporary storage means such as a line memory is required other than the image memory.
It is possible to reduce the size, power consumption, and cost of the ultrasonic diagnostic apparatus. Further, according to the present embodiment, four data on the ultrasonic scanning line surrounding the pixel to be interpolated are read out, weighted and averaged, so that highly accurate interpolation is possible. Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, alternate ultrasonic scanning lines are alternately written to two image memories (an even-numbered ultrasonic scanning line is written to one image memory, and an odd-numbered ultrasonic scanning line is written to the other image memory). And two data (two data on two adjacent ultrasonic scanning lines surrounding a pixel to be displayed) are read out simultaneously from the two image memories and displayed by interpolation. It is. At that time, interpolation is performed using two data that are not aligned on the same angle and the same circumference. In this embodiment, the image memory having the storage capacity of one frame is divided into two image memories having the storage capacity of 1/2 frame (in other words, the storage capacity of 1/2 frame is reduced). With two image memory elements,
An image memory having a storage capacity of one frame is configured). FIG. 3 shows an ultrasonic diagnostic apparatus 51 according to a second embodiment of the present invention. The configuration up to the A / D converter 24 is the same as that of the first embodiment. The signal data digitized by the A / D converter 24 is alternately written to the image memories 52 and 53 every other ultrasonic scanning line. Writing of signal data to the image memories 52 and 53 is sequentially performed according to the address signal generated by the write address generating circuit 29. Read address generation circuit 3
0 generates a read address of the image memory according to the television scanning method. The read address is converted to polar coordinates by a coordinate conversion circuit 31 composed of a ROM in which a coordinate conversion table is written, and is given to image memories 52 and 53. The data read from the image memories 52 and 53 is input to the interpolation processing unit 54. The data read out from the image memories 52 and 53 by the interpolation processing unit 54 are weighted and added to perform interpolation. The process after the D / A converter 33 is the same as in the first embodiment. The interpolation processing section 54 is configured as shown in FIG. The data read from the image memories 52 and 53 are input to weighting means 61 and 62. Weighting means 6
Numerals 1 and 62 weight the data read from the image memories 52 and 53. The ratio of weighting by the weighting units 61 and 62 is controlled by the weighting control unit 63. The weight control means 63 includes the weighting means 6
The result of adding the data output from 1, 62 is 100
% (For example, if one is weighted by 20%, the other is 80%, etc.).
The weighting means 61 and 62 can be composed of a ROM in which a weighting table is written, or a circuit combining a bit shifter and an adder. The weight control means 63 is also constituted by a ROM or the like in which a weight control table is written. In the weighting means 61 and 62, weighting is performed in steps of about 1/8 (for example, if one is weighted by 1/8, the other is 7/8, if one is weighted by 3/8, the other is 5/8). Is sufficient for practical use. The adding means 64 adds the data output from the weighting means 61 and 62. The operation of the interpolation processing section 54 will be described with reference to FIG. It is assumed that the read address generation circuit 30 selects, for example, the pixel (x, y). The coordinate conversion circuit 31 determines two data (in this case, the two data which are closest to (x, y) on the ultrasonic scanning lines m and m + 1 sandwiching the pixel (x, y), are not arranged at the same angle and on the same circumference, respectively. Are converted from the addresses generated by the read address generation circuit 30 so that A and D) are read out from the image memories 52 and 53.
Give to 2,53. As a result, the data A and D are read from the image memories 52 and 53, and the weighting means 61,
62 is input. Assuming that the ratio of the distance between the data A and (x, y) to the distance between the data D and (x, y) is, for example, 4 to 6, the weight control means 63 assigns 60 to the data A.
The weighting means 61 and 62 are weighted and controlled so that the data B is weighted by 40%. The data weighted by the weighting means 61 and 62 are added by the adding means 64. As a result, the data output as the pixel (x, y) is obtained by interpolating the data A and D closest to the position of (x, y) by weighting according to the distance from (x, y). Become. In addition,
When a position of a pixel to which data is to be written is selected, the pixel is output from the interpolation processing unit 54 through. According to this embodiment, no temporary storage means such as a line memory is required other than the image memory, so that the ultrasonic diagnostic apparatus can be reduced in size, power consumption, and cost. Further, according to the present embodiment, two data that are not arranged at the same angle and on the same circumference are read out from the ultrasonic scanning line sandwiching the pixel to be interpolated, and weighted and averaged, so that high accuracy is obtained. (In the first embodiment, since the image memory is divided into four, the four data are read out and weighted at the same time, even though the image memory is smaller than in the prior art. The scale of
There was no change from the past. In this embodiment, two image memories are used.
It is even smaller because it is only divided into two. In addition, since interpolation is performed using data that is not aligned at the same angle and on the same circumference, diagonal lines do not become jagged as in the past, and are as natural as when interpolation is performed with four data. Image). As described above, according to the present invention, two or four ultrasonic scan lines are provided in the image memory divided into two or four (in the case of four, two out of four ultrasonic scan lines). The even-numbered ultrasonic scanning lines are written in the plane image memory, and the odd-numbered ultrasonic lines are written in the remaining two image memories alternately, and so on. (Two or four data) are read out at the same time and interpolated, so that there is no need for a temporary storage unit such as a buffer memory other than the image memory, and the nearest neighbor on the ultrasonic scanning line sandwiching the pixel to be interpolated. Interpolation can be performed from data. Therefore, the scale of the DSC circuit can be reduced while high-precision interpolation is enabled, so that the size, power consumption, and cost of the high-performance ultrasonic diagnostic apparatus can be reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】図1は本発明の第1実施例の超音波診断装置の
構成を示すブロック図。 【図2】図2は補間処理部の構成を示すブロック図。 【図3】図3は本発明の第2実施例の超音波診断装置の
構成を示すブロック図。 【図4】図4は補間処理部の構成を示すブロック図。 【図5】図5はセクタ走査を行う超音波プローブを示す
説明図。 【図6】図6は放射状の走査を行う超音波プローブを示
す説明図。 【図7】図7はテレビジョンモニタの走査線を示す説明
図。 【図8】図8は極座標的な走査においては空白な画素部
分が発生することを示す説明図。 【図9】図9は従来例におけるラインメモリを用いてデ
ータ補間を行回路の構成を示すブロック図。 【図10】図10は表示画素を囲むデータで補間を行う
動作の説明図。 【符号の説明】 21…超音波診断装置 22…超音波プローブ 23…送受信回路 24…A/D変換器 25〜28…画像メモリ 29…書込みアドレス発生回路 30…読出しアドレス発生回路 31…座標変換回路 32…補間処理部 33…D/A変換器 34…表示装置 35…システムコントローラ 41〜44…重み付け手段 46…重み付け制御手段 47〜49…加算手段
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an interpolation processing unit. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an interpolation processing unit. FIG. 5 is an explanatory diagram showing an ultrasonic probe that performs sector scanning. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an ultrasonic probe that performs radial scanning. FIG. 7 is an explanatory diagram showing scanning lines of a television monitor. FIG. 8 is an explanatory diagram showing that a blank pixel portion occurs in polar coordinate scanning. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a row circuit for performing data interpolation using a line memory in a conventional example. FIG. 10 is an explanatory diagram of an operation of performing interpolation using data surrounding display pixels. [Description of Signs] 21 ... Ultrasonic diagnostic apparatus 22 ... Ultrasonic probe 23 ... Transceiving circuit 24 ... A / D converters 25 to 28 ... Image memory 29 ... Write address generating circuit 30 ... Read address generating circuit 31 ... Coordinate converting circuit 32 interpolation processing unit 33 D / A converter 34 display device 35 system controllers 41 to 44 weighting means 46 weighting control means 47 to 49 addition means

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 生体などの被検体に超音波を送受波して
極座標的に超音波走査する手段と、 前記超音波信号をディジタル信号に変換するA/D変換
器と、 極座標走査される超音波走査線の内、1画面を構成する
全超音波走査線の内の奇数番目の超音波走査線に相当す
るディジタル信号を1画面分記憶する第1と第2の画像
メモリと、 極座標走査される超音波走査線の内、1画面を構成する
全超音波走査線の内の偶数番目の超音波走査線に相当す
るディジタル信号を1画面分記憶する第3と第4の画像
メモリと、 超音波走査方式に従った書込みアドレスを発生して前記
第1、第2、第3および第4の画像メモリに供給する第
1のアドレス発生手段と、 テレビジョン走査方式に従った読出しアドレスを発生す
る第2のアドレス発生手段と、 前記第1、第2、第3、第4の画像メモリから表示画素
を囲む少なくとも4つの画素のデータを同時に読出すよ
うに前記第2のアドレス発生手段が発生する読出しアド
レスを変換して前記第1、第2、第3および第4の画像
メモリに供給する座標変換手段と、 前記第1、第2、第3および第4の画像メモリから読出
された各々の信号に重み付けする第1、第2、第3およ
び第4の重み付け手段と、 前記第1、第2、第3および第4の重み付け手段で重み
付けられた信号を加算する手段と、 前記加算された信号をアナログ信号に変換するD/A変
換器と、 からなる超音波診断装置。
(57) [Claim 1] Means for transmitting / receiving an ultrasonic wave to / from a subject such as a living body and performing ultrasonic scanning in a polar coordinate system, and an A / D for converting the ultrasonic signal into a digital signal Transducer and one screen of ultrasonic scanning lines scanned by polar coordinates
A first and second image memory for one screen stored odd digital signals corresponding to the ultrasonic scan line of the total ultrasonic scanning line, of the ultrasonic scan lines polar scanning, one screen Constitute
Third and fourth image memories for storing one screen of digital signals corresponding to even-numbered ultrasonic scanning lines of all the ultrasonic scanning lines, and generating a write address according to the ultrasonic scanning method. First address generation means for supplying to the first, second , third and fourth image memories; second address generation means for generating a read address according to a television scanning method; The read addresses generated by the second address generating means are converted so that the data of at least four pixels surrounding the display pixels are simultaneously read from the second , third, and fourth image memories , and the first, second , and third image memories are converted . a coordinate transformation means for supplying third and fourth image memory, the first, first, second, third our weights the second, third and fourth respective signal read from the image memory Yo
And fourth weighting means; means for adding the signals weighted by the first, second , third and fourth weighting means; and a D / A converter for converting the added signal to an analog signal. And an ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
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