JP3869173B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasonic diagnostic equipment Download PDF

Info

Publication number
JP3869173B2
JP3869173B2 JP36536799A JP36536799A JP3869173B2 JP 3869173 B2 JP3869173 B2 JP 3869173B2 JP 36536799 A JP36536799 A JP 36536799A JP 36536799 A JP36536799 A JP 36536799A JP 3869173 B2 JP3869173 B2 JP 3869173B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
ultrasonic
image
signal
program
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP36536799A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001178726A (en
Inventor
喜之 奥野
雅彦 権藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP36536799A priority Critical patent/JP3869173B2/en
Priority to US09/532,939 priority patent/US6315731B1/en
Priority to EP00105980A priority patent/EP1040789B1/en
Priority to DE60033717T priority patent/DE60033717T2/en
Publication of JP2001178726A publication Critical patent/JP2001178726A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3869173B2 publication Critical patent/JP3869173B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に係り、特に超音波画像の表示機能の追加に伴う処理回路規模の拡大を防止して、安価で且つ簡単な構成で表示機能を追加することのできる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生体内に超音波パルスを照射することにより、生体組織から反射される反射波を受信して、生体断層像を得る超音波診断装置が実用化されている。超音波診断装置は、生体に対しても安全性が高いことから臨床医学において必要欠くべからざる装置であり、広く普及している。なかでも、体腔内に挿入して表面上だけで判断できない症例の診断については、超音波内視鏡が用いられており、その需要も大きい。
【０００３】
図１４は、従来の機械走査式の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１４に示すように、機械走査式の超音波診断装置では、制御手段としてのＣＰＵ２３により制御されるコントローラ２２が設けられ、このコントローラ２２のタイミング信号により、モータ駆動回路３を制御し、モータ駆動回路３からのモータ駆動信号によりモータ４とモータ４の回転軸にその回転の中心とするように取り付けられた振動子５を回転させる。
【０００５】
振動子５は、この振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される同期信号をコントローラ２２に取り込んでタイミング信号と同期して、超音波パルスを発射するもので、コントローラ２２の制御で基準となる送信信号が送信信号発生器１によって発振され、その後送信アンプ２により必要なレベルに増幅された後に該振動子５に供給されることによって、前記超音波パルスが例えば生体内に発射される。
【０００６】
そして、その生体組織から反射された反射波は、前記振動子５で受信され、受信した信号は、受信アンプ６、バンドパスフィルタ（図中にはＢＰＦと記載）７により、不要な信号成分を除去し、検波回路８により検波した後に、増幅率を可変可能な可変増幅器としてのＧＡＩＮ／ＳＴＣ９により、所定の大きさに増幅される。
【０００７】
ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９から出力される受信信号は、ローパスフィルタ（図中にはＬＰＦと記載）１２を通り、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換され、ＦＩＦＯ１４に格納される。ＦＩＦＯ１４に格納されたデータは、アドレスコントローラ１６と座標変換用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１７により、座標変換され、メモリ１５の所定の位置に格納される。
【０００８】
これらの動作は、コントローラ２２による制御により、振動子５の回転が一周するまで一定周期間隔で行われる。一周分の受信データがメモリ１５に格納された後、このメモリ１５からアドレスコントローラ１６による読み出し制御で読み出されたデータが補間回路１８に供給される。該補間回路１８では、補間処理用ＬＵＴ１９により補間処理を行い、その後表示するのに必要な処理がビデオ処理回路２０によって処理がなされた後、モニタ２１に供給されることにより、受信データに基づくラジアル画像が表示される。
【０００９】
また、図１５は、図１４に示す超音波診断装置にリニア表示機能を追加した場合の従来の機械走査式の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【００１０】
この種の超音波診断装置においても、上述した超音波診断装置と同様に、図１５に示すように、コントローラ２２のタイミング信号により、モータ駆動回路３を制御して振動子５を回転させて、コントローラ２２のタイミング信号と同期して振動子５で超音波を送受信する。
【００１１】
受信した信号は、受信アンプ６、ＢＰＦ７、検波回路８、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９により所定の信号のみを増幅して取り出し、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換してＦＩＦＯ１４に格納する。格納されたデータは、アドレスコントローラ１６と座標変換用ＬＵＴ１７で座標変換され、メモリ１５の所定の位置に格納される。ここまでの処理動作は、上述した図１４に示す装置と同様であり、振動子５の回転が一周するまで一定周期間隔で行われるようになっている。
【００１２】
その後、一周分の受信データがメモリ１５に格納された後、このメモリ１５からアドレスコントローラ１６による読み出し制御で読み出されたデータが補間回路１８に供給され、該補間回路１８にて補間処理用ＬＵＴ１９により補間処理された後に、画像出力コントローラ２４による書き込み制御により、新たに設けられた画像メモリ２５のラジアル画像メモリ２５ａとリニア画像メモリ２５ｂに格納される。この場合、ラジアル画像メモリ２５ａには、図１４に示すビデオ処理回路２０に出力されるデータと同じデータが格納され、一方、リニア画像メモリ２５ｂには、補間処理されたラジアル画像の指定した任意部分のデータが複数フレーム分つなげてなる１フレームの断層像に応じたデータが格納されるようになっている。
【００１３】
画像メモリ２５に格納されたデータは、選択された画像の出力モードに基づき画像出力コントローラ２４により、ラジアル画像メモリ２５ａ、リニア画像メモリ２５ｂの読み出しが制御され、読み出されたデータは前述した装置と同様にビデオ処理回路２０に与えられることにより、表示に必要な処理が施された後、モニタ２１に供給することにより、受信データに基づくラジアル画像やリニア画像、あるいはそれらを見合わせた画像が表示される。
【００１４】
また、図１４及び図１５において、接続されるスキャナ（超音波内視鏡）により、振動子５の回転周期が異なる場合、アドレスコントローラ１６を変更した別のシステムで対応していた。また、図１４及び図１５とは異なる振動子の機械的な駆動（セクタ走査、３Ｄ走査、走査線密度可変等）を行うスキャナが接続された場合、座標変換用ルックアップテーブル１７とアドレスコントローラ１６とを変更した別のシステムで対応していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しなかしながら、上述した従来の超音波診断装置では、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタルデータに変換された受信データを座標変換するために、ＦＩＦＯ１４、メモリ１５、アドレスコントローラ１６、座標変換用ＬＵＴ１７が必要であり、また、補間処理を行うためには、補間回路１８、補間処理ＬＵＴ１９が必要である。さらに、アドレスコントローラ１６、コントローラ２２を制御するＣＰＵ２３も必要である。このように、専用の座標変換回路及び補間回路が必要であり、しかもこれらの処理回路は高速演算回路であるため、回路が複雑になってしまう。また、上記処理過程で参照するデータを座標変換ＬＵＴ及び補間処理ＬＵＴとして用意するため、これらのデータを格納する専用メモリが必要であり、回路規模が大きくなってしまい、その結果コストも高価になってしまう。
【００１６】
また、座標変換及び補間処理して得られたラジアル画像の任意位置を切り出し、この切り出した画像を結合してリニア画像を生成するには、リニア画像メモリ２５ａとリニア画像を生成するための画像出力コントロール２４が必要であり、また、ラジアル画像とリニア画像を組み合わせて表示するため、画像メモリ２５としてラジアル画像メモリ２５ａ、リニア画像メモリ２５ｂと画像出力モードにより各画像出力を制御する画像出力コントローラ２４とが必要となる。このように、専用の処理回路と画像記憶回路を必要とし、さらにこれらを高速に動作させる必要があることから、回路規模が大きくなるとともに複雑にもなってしまい、この場合もコストが高価になってしまう。
【００１７】
また、位置検出回路７１から出力される位置信号は、接続されるスキャナの走査（セクタ走査、リニア走査、ラジアル走査、振動子の回転速度可変、３Ｄ走査、走査線密度可変等）により周期等が異なるため、コントローラ２２及びＦＩＦＯ１４とメモリ１５を制御するアドレスコントローラ１６の設計を変更するか、アドレスコントローラ１６及びコントローラ２２内部にメモリを設けて、接続されるスキャナの走査に対応した数のタイミング変更用パラメータを用意する必要がある。このように、コントローラ２２及びアドレスコントローラ１６を含むコントローラ系の設計変更で対応するには、コントローラ等を含む基板の交換が余儀なくされてしまい、コストが高価になるとともに、接続されるスキャナを限定してしまい、機能を追加することができない。さらに、コントローラ系で位置信号の周期に対応した数のパラメータをもつには、回路規模の大きなコントロール用デバイス及び外部メモリデバイスを必要とするため、コストが高価になってしまうという問題点があった。
【００１８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、煩雑であり且つ高コスト化に起因する処理回路を使用せずとも、簡単な構成で且つ低コストで各種の表示機能を追加し実行することのできる超音波診断装置の提供を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の超音波診断装置は、生体組織に超音波パルスを送波し、得られた反射波を受信する超音波振動子と、機械的に走査される前記超音波振動子に対して前記超音波パルス送波のための送信信号を送信し、前記超音波振動子が受信した反射波を検波してアナログ信号データとして出力する送受信ユニットと、前記送受信ユニットから出力されるアナログ信号データを入力してデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信号データを格納する受信データ用メモリと、前記デジタル信号データをデータ転送する内部バスと、前記超音波振動子の位置に基づく位置検出信号を取り込み当該位置検出信号に同期したタイミング信号を生成すると共に前記送受信ユニットを制御するコントローラと、を有するＰＣボードと、前記ＰＣボードを備え、さらに当該ＰＣボードから転送される前記デジタル信号データを一時記憶する第１の記憶手段と、このデータを座標変換処理して超音波画像を生成するプログラムを格納する第２の記憶手段と、このプログラムを実行して超音波画像データを生成する演算処理手段と、を有するコンピュータと、を具備し、前記送受信ユニットが超音波振動子に対して送信する送信信号は、前記コントローラの制御の下、当該コントローラが生成するタイミング信号に同期して送信され、前記ＰＣボードから前記第１の記憶手段へのデジタル信号データの転送は、前記受信データ用のメモリに１フレーム分の画像データを格納した後に、前記コントローラによって生成される前記タイミング信号に同期してなされ、前記座標変換処理は、前記受信データ用のメモリから前記第１の記憶手段へ１フレーム分の画像データが転送された後になされることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の超音波診断装置は、上記第１の超音波診断装置において、前記ＰＣボードから転送されるデータで超音波画像を生成すると共に、複数フレームの超音波画像を共通した任意位置で切り出し、得られる断片化された超音波像を結合し、超音波断層像として出力するプログラム制御手段と、このプログラムを実行して超音波画像及び超音波断層像を生成する演算手段とを有するコンピュータとを具備したことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の超音波診断装置は、上記第１または２の超音波診断装置において、操作指示信号を出力する外部制御指示装置と、前記ＰＣボードから転送される超音波画像の表示領域以上のデータの読み出し位置を外部指示制御装置の指示に応じて変更し、座標変換処理を行い超音波画像を生成するプログラム制御手段と、このプログラムを実行する演算手段を有するコンピュータとを具備したことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の超音波診断装置は、上記第１乃至３の超音波診断装置において、前記演算処理手段は、超音波画像の任意の画素を生成するのに必要な受信データのアドレスとこの受信データから補間処理して任意の画素を求めるのに必要な補間係数とを１つの参照データとし、この参照データを用いて、受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを実行することを特徴とする。
本発明の第５の超音波診断装置は、上記第１乃至４の超音波診断装置において、振動子を機械的に駆動させる手段と、前記手段により移動した振動子の位置を表す位置信号を出力する手段と、この位置信号を元に送受信ユニットへタイミング信号を生成するとともに、このタイミング信号を位置信号の周期に対応してコンピュータのプログラムで変更可能な機能をもちＰＣボード上のコントローラとを具備したことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
第１の実施の形態：
図１は本発明の超音波診断装置の第１の実施の形態を示し、機械走査式の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。なお、図１は図１４及び図１５に示す装置と同様な構成要素には同一の符号を付している。
【００２９】
（構成）
本実施の形態では、煩雑であり且つ高コスト化に起因する座標変換及び補間専用処理回路を使用せずに、従来の構成要素で構成された送受信ユニット３４とコンピュータ３６とモニタ２１とを組み合わせて超音波診断装置としてのシステムを構成するとともに、該コンピュータ３６内のＰＣボードによる制御によって座標変換及び補間等の処理を実行可能に構成することにより、上記目的を達成しようとしてる。
【００３０】
具体的な構成としては、図１に示すように、本実施の形態の超音波診断装置は、送信信号発生器１や送信アンプ２を含む送受信ユニット３４と、この送受信ユニット３４と電気的に接続される振動子５，位置検出回路７１，モータ４及びモータ駆動回路３と、このモータ駆動回路３及び前記送受信ユニット３４と電気的に接続されるコンピュータ３６内のＰＣボード３５と、このＰＣボード３５と電気的に接続して超音波画像を表示するモニタ２１とを含んで構成されている。
【００３１】
送受信ユニット３４は、超音波の送受信を行う部分であり、送信信号発生器１、送信アンプ２、受信アンプ６、ＢＰＦ７、検波回路８、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９及びＬＰＦ１２を含んで構成されている。
【００３２】
送信信号発生器１は、コンピュータ３６内のコントローラ２８の制御により基準となる送信信号を発振し、送信アンプ２に与える。送信アンプ２は、この発振信号を振動子５によって例えば体腔内に超音波パルスとして発射するのに好適のレベルまで増幅し、振動子５に与える。
モータ駆動回路３は、コンピュータ３６内のコントローラ２８からのタイミング信号によって制御され、モータ駆動信号をモータ４に与える。モータ４は、モータ駆動回路３からのモータ駆動信号に基づきその駆動が制御され、このモータ４の回転軸にその回転の中心となるように取り付けられた振動子５を回転させる。
【００３３】
振動子５は、この振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される同期信号をコントローラ２２に取り込んでタイミング信号と同期して、超音波パルスを発射するもので、送信アンプ２から供給された送信信号を超音波パルスとして、その回転に応じて例えば生体内に発射する。
【００３４】
また、振動子５は、その生体組織から反射された反射波を受信し、受信した信号を受信アンプ６に与える。受信アンプ６は、所定のレベルまで増幅し、ＢＰＦ７により所定の周波数（不要な信号成分）が取り除かれた後に検波回路８に与える。検波回路８は、取り込んだ信号に検波処理を施し、増幅率が可変可能な可変増幅器であるＧＡＩＮ／ＳＴＣ９に与える。
【００３５】
ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９は、コンピュータ３４側の制御で自在に増幅率を可変させることが可能であり、供給された信号を所定の大きさに増幅し、ＬＰＦ１２に与える。ＬＰＦ１２は、供給された信号の低域成分を通過させ、コンピュータ３６内のＰＣボード３５へと供給する。
【００３６】
上記構成の送受信ユニット３４は、新たに設けられたコンピュータ３６内のＰＣボード３５に、該コンピュータ３６に設けられた接続手段（図示せず）を介して電気的に接続される。
【００３７】
ＰＣボード３５は、コンピュータ３６内部バス着脱可能に取り付けらたボードであり、図中に示すようにＤ／Ａ変換器１０、Ａ／Ｄ変換器１３、受信データ用メモリ２６、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ用メモリ２７、コントローラ２８、ＰＣ内部バスコントローラ２９を含んで構成されている。
【００３８】
コントローラ２８は、送受信ユニット３４の送信信号発生器１及びモータ駆動回路３と接続され、タイミング信号を供給することによって送信信号の発振やモータ駆動を制御する。またコントローラ２８はＰＣボードローカルバスに接続されている。
【００３９】
ＧＡＩＮ／ＳＴＣ用メモリ２７には、送受信ユニット３４内のＧＡＩＮ／ＳＴＣ９をの増幅率を可変させるのに必要な情報が格納されており、前記コントローラ２８の制御により読み出された情報はＤ／Ａ変換器１０によってアナログ変換され、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９に与えられることで、該ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９の増幅率を変化させている。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器１３は、送受信ユニット３４のＬＰＦ１２に接続され、該ＬＰＦ１２からの供給される信号をデジタル変換し、受信データ用メモリ２６に与える。この受信データ用メモリ２６は、この供給された受信データを格納するもので、読み出し時には、読み出した受信データをＰＣボードローカルバス、ＰＣ内部バスコントローラ２９を介してＰＣ内部バス上に出力する。
【００４１】
ＰＣ内部バスコントローラ２９は、ＰＣ内部バスに接続された全ての回路間での入出力やその入出力に伴うバス経路等の制御を行うことが可能であり、コンピュータ３６内の主制御手段としての演算処理部３０によって指示制御される。
【００４２】
前記ＰＣ内部バスを有するコンピュータ３６は、該ＰＣ内部バス上に接続される上述したＰＣボード３５、演算処理部（ＣＰＵともいう）３０、データ及びプログラムの記憶手段であるＰＣ内部メモリ３１、ＰＣ補助記憶装置３２、そして、画像出力部３３を備えて構成している。また、このコンピュータ３６の画像出力部３３には、該コンピュータの接続手段（図示せず）を介して、超音波画像を表示する表示手段としてのモニタ２１が接続されるようになっている。
【００４３】
コンピュータ３６において、演算処理部３０は、本発明の特徴となる出力モードに応じた画像表示を実行するのに必要な演算処理（例えば座標変換及び補間処理等）を行う処理回路であり、この演算処理に必要なプログラムは、ＰＣ内部メモリ３１に格納されるようになっている。またこのＰＣ内部メモリ３１は、ＰＣボード３５からのデータを一旦格納する。
【００４４】
ＰＣ補助記憶装置は、予備の記憶装置であり、例えば演算処理に必要なプログラムや受信データ等記憶することも可能であり、またその演算処理等の処理に伴い記憶領域が足りなくなった場合には該ＰＣ補助記憶装置の記憶領域を使用することも可能である。
【００４５】
画像出力部３３は、ＰＣ内部バスを介して供給されたデータに対し、選択された画像の出力モードに基づく表示処理を行い、モニタ２１に供給する。モニタ２１は、コンピュータ３６によって処理されたデータに基づく画像を表示するものである。
【００４６】
（作用）
次に、図１に示す超音波診断装置の動作を詳細に説明する。
【００４７】
いま、図１に示す超音波診断装置を用いて体腔内の超音波診断画像をモニター表示するものとする。この超音波診断装置による検査を開始すると、まず、コントローラ２８によりモータ駆動回路３を通して、モータ４が駆動することにより、振動子５を回転させる。
【００４８】
すると、振動子５は、この振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される同期信号をコントローラ２８に取り込み、この信号と同期してコントローラ２８のタイミングに同期して、送信信号発生器１と送信アンプ２により、振動子５で超音波パルスを、例えば体腔内の部位周辺に送信する。
【００４９】
そして、振動子５でその生体組織から反射された反射波を受信し、受信した信号は、受信アンプ６により所定の大きさに増幅される。増幅された受信信号は、ＢＰＦ７によって不要なノイズ成分が取り除かれた後、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９で所定の大きさに増幅される。このとき、超音波パルスを照射する部位が遠くに有る場合には、その反射波の伝搬時間が経過することなるので、その反射波を受信した受信信号のレベルが時間とともに小さくなってしまうこともある。したがってこのような場合には、コントローラ２８による制御により、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９による増幅する際に、遠距離になるほど小さくなる受信信号を時間とともに大きくなるように補正する。
【００５０】
その後、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９からの受信信号の出力はＬＰＦ１２に供給されることにより、供給された信号の低域成分のみが通過され、通過した受信信号は該送受信ユニット３４からコンピュータ３６側へと出力される。
【００５１】
一方、コンピュータ３６側において、送受信ユニット３４から出力された受信信号は、コンピュータ３６のＰＣ内部バスに取り付けられたＰＣボード３５に入力される。
【００５２】
ＰＣボード３５に入力された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換され、受信データ用メモリ２６に格納される。このとき、１フレーム分のデータが受信データ用メモリ２６に格納されると、受信データ用メモリ２６からのデータは、ＰＣボード３５のローカルバスで接続されたＰＣ内部バスコントローラ２９を介して、ＰＣ内部バスを通じてコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１に転送される。
【００５３】
上記ＰＣ内部メモリ３１へのデータ転送は、振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される回転に同期した位置信号を元に、コントローラ２８からデータ転送開始信号をＰＣ内部バスコントローラ２９に出力することにより、ＰＣ内部バスコントローラ２９が受信データ用メモリ２６からＰＣ内部バスを通して行われる。
【００５４】
ここで振動子５の回転と回転に同期した位置信号との関係を図２に示す。図２（ａ）は振動子５の回転とその位置を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）の振動子５の回転に対応して出力される位置信号Ｆ，Ｓと、クロック信号（ＣＬＫと記載）と、ＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６にエコーデータを書き込む期間であるデータライト信号のタイミングを示している。なお、データライト信号は、位置信号Ｓの論理変化に同期して出力される。
【００５５】
振動子５が図２（ａ）のａに位置するとき、位置信号Ｆと位置信号Ｓは、図２（ｂ）の位置ａに論理の信号を出力する。また振動子５が図２（ａ）のｂに位置するとき、位置信号Ｆと位置信号Ｓは、図２（ｂ）の位置ｂの論理の信号を出力する。図２（ｂ）のａ’は、図２（ａ）の振動子５が一回転し、再びａに位置したときに出力される位置信号Ｆと位置信号Ｓの信号の論理を示している。
【００５６】
図２（ｂ）のデータライト期間はｄｌであり、ＣＬＫ信号としては３ＣＬＫの期間がある。
【００５７】
ここで、振動子５の回転が早くなった場合のタイミングを図３に示す。
【００５８】
図３では、位置信号Ｓの周期が２ＣＬＫであるため、図２（ｂ）のデータライト期間ｄｌでデータライトしようとすると、位置信号Ｓの立ち下がりで始まる２番目のデータライト期間と重なってしまい、２番目のデータライトを行うことができない。このような場合、データライト期間を１ＣＬＫ短くすることで、位置信号Ｆ，Ｓの周期を高速化に対応して、確実にデータを取得することができるようになっている。
【００５９】
このデータライト期間の設定は、コントローラ２９にレジスタを用意し、ソフトウエアでこのレジスタをアクセスして行えばよい。このようなレジスタの一例を図４に示す。
【００６０】
位置信号Ｆ，Ｓが図３のタイミングの場合、図４に示すレジスタのアドレス０：データライト数に、図３の位置信号Ｆ，Ｓに対応したデータライト数（データライト期間ｄｆ相当）を設定する。この設定により、図３のデータライトタイミングとなる。また、位置信号Ｆ，Ｓが図２（ｂ）のタイミングの場合、図４西メスレジスタアドレス０：データライト数に、図２（ｂ）に対応したデータライト数(データライト期間ｄｌ相当）を設定することで、図２（ｂ）のデータライトタイミングとなる。
【００６１】
なお、図２（ｂ），図３の位置信号Ｆ，Ｓのパルス数及びパルス長、ＣＬＫ信号との関係は、これに限定されるものではない。また上記では、位置信号Ｆ，Ｓの周期に対応して出力されるデータライト信号のみを変更したが、これに限定されることはなく、位置信号Ｆ，Ｓの周期に対応して調整する必要のある信号があれば、これも調整の対象として図４に調整パラメータ用のレジスタを用意しておいても良い。さらに、位置信号Ｆ，Ｓの周期に対応して調整するのは複数のパラメータであっても良い。
【００６２】
また、上記は振動子５を回転させて、これに同期して出力される位置信号の周期の変化に対応したものであるが、振動子５を水平方向に移動させてこれに同期した位置信号の周期の変化に適応しても良い。さらに、振動子５の回転と水平方向とを組み合わせた駆動に同期して出力する位置信号の変化にも適応しても良い。
【００６３】
振動子５の回転に同期したコンピュータ３６へのデータ転送をコンピュータ３６の演算処理部３０を介さずに行うダイレクトメモリアクセス（以下、ＤＭＡ転送と称す）を使用して、受信データを受信データ用メモリ２６からＰＣ内部メモリ３１に一度に転送することにより、データ転送時間の短縮と、データ転送時の演算処理部３０の負荷を軽減することができる。
【００６４】
さらに効率よくＤＭＡ転送できる構成を図７に示す。
【００６５】
図７は上記の如くさらに効率よくＤＭＡ転送可能な構成された装置のコンピュータ３６部分の構成を示すブロック図であり、図１のＰＣボード３５の構成要素にＰＣボードローカルバスにＤＭＡ転送用メモリ３７を追加した構成となっている。
【００６６】
図７に示すように、このＤＭＡ転送用メモリ３７には、ＤＭＡ転送する前にコンピュータ３６で動作しているソフトウェアにより、あらかじめ転送元のアドレス、転送先のアドレス、転送容量等のパラメータが格納される。つまり、このＤＭＡ転送用メモリ３７を設けたことにより、ＰＣ内部バスコントローラ２９のデータ転送開始レジスタを有効にすることで、ＰＣ内部バスコントローラ２９がＤＭＡ転送用メモリ３７からパラメータを読み出しながらＤＭＡ転送を実行することが可能となる。
【００６７】
例えば、転送先のコンピュータ３６のＯＳによっては、ＰＣ内部メモリ３１に連続した格納領域を確保することができない場合がある。このような場合、転送元のアドレスにＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６を、転送先アドレスにコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１を、転送するデータブロックの容量とともに各ブロックで設定すると、ＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６からコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１に複数ブロックに分けて受信データが転送される。このように、データ転送時に転送元アドレスと転送先アドレスとデータ格納領域の確保にソフトウェアが関与する必要がないため、ソフトウェアの負担を軽減して効率良いＤＭＡ転送が実現できる。
【００６８】
こうして、ＰＣ内部メモリ３１には、受信データが転送され、その後、本実施の形態の特徴である処理が演算処理部３０によって実行される。つまり、ＰＣ内部メモリ３１に転送された受信データをＰＣ内部メモリ３１に格納されているプログラムで演算処理部３０で座標変換及び補間処理することにより超音波画像データを生成し、生成した超音波画像データをＰＣ内部メモリ３１に格納して、画像出力部３３を通してモニタ２１に超音波画像を出力する。
【００６９】
なお、超音波画像データ及び受信データは、ＰＣ内部メモリ３１に格納されるだけでなく、プログラムの処理時間に影響がなければ、ＰＣ補助記憶装置３２に格納してもよい。
【００７０】
次に、上述したＤＭＡ転送動作及び演算処理部３０で実行する処理動作について、図５を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００７１】
図５は超音波診断装置の演算処理部（ＣＰＵ）のおける制御動作例を説明するためのもので、上述したＤＭＡ転送と演算処理部３０で実行する処理とを含んだフローチャートである。
【００７２】
まず、コンピュータ３６の演算処理部３０が起動すると、演算処理部３０は、ステップＳ３８による処理でプログラムを開始し、続くステップＳ３９による処理によって、ＰＣボード３５への初期設定等を行う。
【００７３】
初期設定後、ステップＳ４０に処理を移行し、この処理で超音波データの取り込みをＰＣボード３５に指示し、ＰＣボード３５と送受信ユニット３４とで受信信号をＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６に格納して処理をステップＳ４１に移行する。
【００７４】
ステップＳ４１による処理では、受信データ用メモリ２６に１フレーム分の受信データが格納されているか否かを判定し、格納されていなければステップＳ４０に処理を移行し、受信データを受信データ用メモリ２６に格納する。一方、該ステップＳ４１の判定で１フレーム分の受信データが受信データ用メモリ２６に格納されていると判定された場合には、処理を続くステップＳ４２に移行する。
【００７５】
ステップＳ４２の処理では、受信データ用メモリ２６に１フレーム分のデータが格納されていることから、ＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６にこの格納されている受信データをコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１へＤＭＡ転送する。そして、処理をステップＳ４３に移行する。
【００７６】
ステップＳ４３による処理では、ＤＭＡ転送が終了したか否かを判定し、終了している場合には、ステップＳ処理５１の一連の座標変換及び補間処理に移行すし、そうでない場合には、処理をステップＳ４２に戻す。
【００７７】
ここで、ステップＳ５１の処理を説明する前に、本発明の特徴となる座標変換及び補間処理の概念について、図８を用いて詳細に説明する。
【００７８】
コンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１には、例えば図８に示すＡＲＭテーブル５７，音線データメモリ５８及び画像データメモリ５９が備えられている。
ＡＲＭテーブル５７には、任意の画素を生成するために必要な補間係数と受信データの格納されている音線データメモリ５８のアドレスとが格納されている。
【００７９】
音線データメモリ５８には、超音波を送信して受信する間の伝搬距離に対応したｒ（距離）方向と振動子が回転した角度に対応したθ（角度）方向に対応するように受信データが格納されている。
【００８０】
画像データメモリ５９には、音声データメモリ５８に格納されている受信データを座標変換及び補間処理することにより放射状のイメージになるように対応付けて格納されている。
【００８１】
上記構成において、画像データメモリ５９の任意の画素Ｐ１を求める場合、ＡＲＭテーブル５７の任意の画素に対応した補間係数及び音線データメモリ５８のアドレスを読み出す。
【００８２】
例えば、ＡＲＭテーブル５７には、補間係数と任意の画素Ｐ１を求めるのに使用する受信データを格納している音線データメモリ５８のアドレスとを１組のテーブルデータとして格納する。このテーブルデータの受信データアドレスに対して任意のオフセットを加える演算を行い、音線データメモリ５８から任意画素Ｐ１を求めるのに必要な受信データ（Ｓ００、Ｓ０１，Ｓ１０、Ｓ１１）を読み出すことにより、受信データが座標変換される。
【００８３】
そして、ＡＲＭテーブル５７から読み出したテーブルデータの補間係数から補間係数パラメータを算出し、この補間係数パラメータと読み出された受信データ（Ｓ００，Ｓ０１、Ｓ１０、Ｓ１１）とで補間演算を行い、結果を画像データメモリ５９に格納する。
【００８４】
この任意画素Ｐ１を求める過程での補間処理は、４点補間を使用しており、その内容を図１０に示す。
【００８５】
図１０において、Ｓ００−Ｓ１１は、図８に示す音線データメモリ５８に格納されている受信データに対応し、Ｓ００とＳ０１及びＳ１０とＳ１１は同じ音線上にある。これらの受信データを使用して補間処理により求められるのが画素Ｐ１である。Ｓ１０とＳ００とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（ｒ方向の距離）をａ、Ｓ１１とＳ０１とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（ｒ方向の距離）をｂ、Ｓ１０とＳ００とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（θ方向の距離）をｃ、Ｓ１１とＳ０１とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（θ方向の距離）をｄとすると、これらＳ００〜Ｓ１１の４点とａ〜ｄのパラメータより、画素Ｐ１は以下の式で求めることができる。
【００８６】
Ｓ０＝（ａ／（ａ＋ｂ）・Ｓ１１）＋（ｂ／（ａ＋ｂ）・Ｓ１０）…（１）
Ｓ１＝（ａ／（ａ＋ｂ）・Ｓ０１）＋（ｂ／（ａ＋ｂ）・Ｓ００）…（２）
Ｐ１＝（ｄ／（ｃ＋ｄ）・Ｓ０）＋（ｃ／（ｃ＋ｄ）・Ｓ１） …（３）
上記式（１）〜（３）を図５に示した方法で演算する場合、ａ／（ａ＋ｂ），ｂ／（ａ＋ｂ），ｄ／（ｃ＋ｄ），ｃ／（ｃ＋ｄ）の項を補正係数としてＡＲＭテーブル５７に格納し、補間処理に使用する。
【００８７】
上記式（１）〜（３）は、演算処理部３０で演算できるような命令に展開して、演算される。
【００８８】
例えば、式（１）を演算処理部３０として単一命令で複数のデータを処理する機能を持つＩｎｔｅ１社のＭＭＸテクノロジを採用したＣＰＵ（演算処理部３０）で処理した場合を図１１に示す。
【００８９】
図１１は、前記ＣＰＵ特有の積和演算命令ｐｍａｄｄｗｄを説明するためのもので、レジスタｍｍ１、ｍｍ２に格納されたデータを処理した結果、ｍｍ１に格納する。各レジスタには、右側の四角の単位で異なるデータをまとめて格納しているものとする。なお、このレジスタは、左側がＭＳＢ、右側がＬＳＢである。この命令を使用して、式（１）、式（２）の演算を当てはめると、ｍｍ１に座標変換係数データを、ｍｍ２に座標変換に使用する音線データメモリの受信データを格納すると、ｍｍ１の上位に（１）式の結果が、下位に式（２）の結果が格納される。これより、１命令で式（１）、式（２）の演算を同時に実行することができる。このように、積和演算などを高速に処理できる機能をもつＣＰＵを搭載するコンピュータであれば、リアルタイムに座標変換処理を行うことが可能である。
【００９０】
なお、上記説明では、Ｉｎｔｅｌ社のＭＭＸテクノロジを搭載したＣＰＵ（演算処理部３０）について述べたが、同様な単一命令で複数のデータを同時に処理する機能をもつ演算処理部であれば、これに限定されることはない。
【００９１】
再び、図５に示すフローチャートのステップＳ４４による処理以降の説明に戻る。
【００９２】
図５において、ステップＳ４３の処理によるＤＭＡ転送終了後、処理をステップＳ４４に移行し、この処理によって生成する画素に対応する座標変換及び補間処理のパラメータをＡＲＭテーブル５７（図８参照）から読み込み、続くステップＳ４５による処理で、このＡＲＭテーブル５７より画素生成に必要な受信データが格納されている音線データメモリ５８のアドレスの作成と補間係数パラメータの作成を行う。
【００９３】
そして、続くステップＳ４６による処理で、音線データメモリ５８から受信データを読み込み、続くステップＳ４７による処理で、読み出した受信データを補間係数パラメータにより補間処理して画素データを算出し、結果を次のステップＳ４８による処理でＰＣ内部メモリ３１に格納して、処理をステップＳ４９に移行する。
【００９４】
このステップＳ４９の判定処理では、前記ステップＳ４４からステップＳ４８までの処理によって１フレーム分の超音波画像の画素に行われたか否かを判定し、行われた場合には、つまり１フレーム分の画像データが演算されたものとして、処理をステップＳ５０に移行し、逆に行われていない場合には、処理をステップＳ４４に戻して、１フレーム分の超音波画像が得られるまでこの処理を繰り返す。
【００９５】
このステップＳ４９で１フレーム分の画像データが演算された後、続くステップＳ５０による処理によってその結果を表示し、再び処理をステップＳ４１に戻して、この処理判定によりＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６に１フレームのデータが格納されているかどうかの判定を行わせる。
【００９６】
上記ステップＳ４０からステップＳ４３までの処理は、ステップＳ５１の処理とは別に実行するタスクとして処理させても良い。これにより、ステップＳ４０の超音波データの取り込みから、ステップＳ４２のＰＣボードからＰＣメモリへのデータ転送までの処理を、ステップＳ５１の処理を待たずに実行できるため、コンピュータ３６の処理能力を最大限活用でき、処理能力を向上させることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、図５のフローチャートに基づき処理するプログラムは、コンピュータ３６を起動する前には、ＰＣ補助記憶装置３２に格納されており、コンピュータ３６を起動後、ＰＣ内部メモリ３１に格納され、実行されるようになっている。
【００９８】
ところで、本発明では、上述したようなコンピュータ３６を使用した構成において、図５に示すデータ処理の工程を図６に示すように変更することで、ラジアル画像以外の表示機能の追加を行うことが可能である。このような超音波診断装置における構成及び動作を説明する。
【００９９】
超音波診断装置の全体構成は、図１に示す装置と略同様であり、振動子５及び送受信ユニット３４によって超音波を送信して受信し、ＰＣボード３５でディジタル化された受信データとして受信データ用メモリ２６に格納し、ＰＣ内部バスコントローラ２９を使用してＤＭＡ転送にてＰＣ内部メモリ３１にデータを転送し、このデータをステップＳ５１内の各処理で座標変換及び補間処理を行い、１フレーム分の超音波画像を生成するまでは、図５に示すフローチャートで説明した動作と略同様である。
【０１００】
異なる点は、図６に示すように、１フレーム分の超音波画像を生成した後は、その超音波画像データの表示する処理（ステップＳ５０、図５参照）に移行するのではなく、リニア画像の表示の判断処理であるステップＳ５２以降のルーチンに移行する点である。
【０１０１】
つまり、図６において、演算処理部３０は、ステップＳ５２の処理で選択された出力モードがリニア画像のみの表示であるか否かを判定し、リニア画像のみの表示である場合は、ステップＳ５３に移行し、データに基づくリニア画像のみを表示させる。逆に、この判定でリニア画像のみの表示でない場合、ステップＳ５４の処理にてその出力モードがラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示するか否かを判定し、ラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示する場合には、続くステップＳ５５に処理を移行し、ラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示する。また、この判定がラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示しないものであると判定された場合には、処理をステップＳ５６に移行し、ラジアル画像の表示のみを行うように制御する。
【０１０２】
なお、前記ステップＳ５２〜ステップＳ５６の処理におけるラジアル画像及びリニア画像の表示に関する判定順序は、これに限定されるものでなく、順序をかえるように制御しても良い。
【０１０３】
次に、前記ステップＳ５３及びステップＳ５５の処理に含まれるリニア画像の構築方法について図９を参照しながらさらに詳細に説明する。図９は演算処理部の処理によるリニア画像表示する際のリニア画像の構築方法を説明するための説明図である。
【０１０４】
図９において、画像データ６０〜６３は、図６のステップＳ５１の処理により生成された画像データである。ここでは、説明簡略化のために４フレーム分の画像データが格納された場合について説明する。なお、このフレーム数は、ＰＣ内部メモリ３１の容量及び演算処理部３０の処理能力に問題ない範囲で増やすことは可能であり、これに限定されることはない。
【０１０５】
この画像データ６０〜６３に対して切断面６５を設定し、この切断面６５と画像データ６０〜６３とが交差する切断線の画像データをリニア画像メモリ６４にフレーム増加方向に格納する。このリニア画像メモリ６４に格納された結果がリニア画像となる。
【０１０６】
このリニア画像は、超音波振動子を持ったプローブをその位置に固定していれば、任意切断面のラジアル画像の時間経過による変化として観察することができる。また、このプローブを移動させると移動させた部分の断面像として観察することができる。
【０１０７】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、送受信により得られた受信データをＰＣボードからＰＣ内部に取り込み、コンピュータで起動していたプログラムを使用して、演算処理部で座標変換及び補間処理を行い、ＰＣの画像出力部から画像を出力することにより、出力モードに基づく画像をモニタ表示できる。これにより、煩雑であり且つ高コスト化に起因する座標変換及び補間処理を行うための専用の回路を使用せずとも、超音波診断装置を構成することができ、よって、超音波装置の低コスト化に大きく寄与する。
【０１０８】
また、前記演算処理部で座標変換及び補間処理を行い、結果として得られた超音波画像を記憶装置に格納し、この超音波画像の任意断面を取り出して、切り出した画像を結合してコンピュータの画像出力部からリニア画像として出力することにより、ラジアル画像の他、リニア画像もモニタ表示できる。これにより、煩雑であり且つ高コスト化に起因するリニア画像を生成するための専用の回路を必要とせず、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。さらに、リニア画像の生成はソフトウェアで行うため、ラジアル画像を生成するソフトウェアに追加するだけで容易に対応することが可能であるため、簡単に且つ低コストで超音波画像の表示機能を追加することができ、超音波診断装置の機器性能向上かに大きく寄与する。
【０１０９】
第２の実施の形態：
図１２及び図１３は本発明の超音波診断装置の第２の実施の形態を示し、図１２は該装置の送受信ユニットを除くコンピュータ部分の構成を示すブロック図、図１３は該装置の動作を説明するための説明図である。なお、図１２は図１に示す前記第１の実施の形態の装置と同様な構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
（構成）
本実施の形態の超音波診断装置の全体構成は、図１に示す前記第１の実施の形態の装置と略同様であり、異なる点は、図１２に示すように、コンピュータ３６内のＰＣ内部バス上に接続されたインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと称す）６６と、該Ｉ／Ｆ６６に電気的に接続された操作手段としてのトラックボール６７及び操作卓（キーボード）６８とを付加して構成したことが特徴である。
【０１１０】
Ｉ／Ｆ６６は、トラックボール６７又は操作卓６８からの操作指示信号を受信し、この受信した操作指示信号を演算処理部３０に供給する。
【０１１１】
トラックボール６７及び操作卓６８は、画像をスクロール表示するのに必要な操作手段であり、これらの操作手段を用いることにより、前記Ｉ／Ｆ６６を介して操作指示信号を演算処理部３０に与えることができ、また該演算処理部３０はこの操作指示信号を認識するとともに、この操作信号に基づく表示制御、例えばスクロール表示制御を実行する。
【０１１２】
（作用）
本実施の形態においては、上述した前記第１の実施の形態における超音波診断装置と略同様に動作する。つまり、コンピュータ３６の演算処理部３０は、図５のフロチャートに示す画像出力までの一連の処理（ステップＳ５０間での処理）については、前記第１の実施の形態と略同様に処理を行い動作する。
【０１１３】
そこで、そのデータ処理の過程で、図１２に示すトラックボール６７及び操作卓６８の操作がなされた場合には、演算処理部３９は、スクロール表示モードが実行されたものとして、これらのトラックボール６７及び操作卓６８からの操作指示信号に基づき、スクロール表示に必要な処理を実行させる。このときのスクロール処理の概念を図１３を参照しながら説明する。
【０１１４】
図１３はスクロール表示処理を説明するためのＡＲＭテーブルの書き込み状態に応じた出力画像表示を示しており、図１３（ａ）はスクロール表示させてない状態で、図１３（ｂ）は画面上部にスクロール範囲をずらした状態、また図１３（ｃ）は画面下部にスクロール範囲をずらした状態をそれぞれ示している。
【０１１５】
図１３に示すように、ＡＲＭテーブル５７には出力画像領域６９を超えるスクロール範囲７０に対応する任意画素を求めるための補間係数と、受信データが格納されている音線データメモリ５８のアドレスとを格納しておく。なお、受信データで構成される音線データメモリ５８も出力画像領域６９を超える受信データが格納されているものとする。
【０１１６】
スクロール表示がなされていない場合、演算処理部３０は、図１３（ａ）に示すように、出力画像領域６９に示す超音波画像を生成するために、ＡＲＭテーブル５７のアドレスａ０−ａ１の範囲のパラメータを参照して、座標変換及び補間処理を実行するように制御する。
【０１１７】
そこで、ユーザによりトラックボール６７及び操作卓６８による操作がなされ、この操作指示が画面上側へのスクロールを指示した場合には、演算処理部３０は、図１３（ｂ）に示すように、ＡＲＭテーブル５７の参照していたアドレスをｂ０−ｂ１の範囲にずらして、この範囲のパラメータを使用して座標変換及び補間処理するように制御する。これにより、スクロール表示がなされていない図１３（ａ）に示す画像表示に比べ、スクロール範囲７０の上側に出力画像領域６９が移動することになり、出力した超音波画像は画面上部にスクロールした表示となる。
【０１１８】
また、ユーザによりトラックボール６７及び操作卓６８による操作がなされ、この操作指示が画面下側へのスクロールを指示した場合には、演算処理部３０は、図１３（ｃ）に示すように、ＡＲＭテーブル５７の参照していたアドレスをｃ０−ｃ１にずらして、この範囲のパラメータを使用して座標変換及び補間処理するように制御する。これにより、スクロール表示がなされていない図１３（ａ）に示す画像表示に比べ、スクロール範囲７０の下側に出力画像領域６９が移動することになり、出力した超音波画像は下にスクロールした表示とすることができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態においても、演算処理部３０による各出力モードに応じた表示処理が可能であり、勿論、リニア画像動作処理についても前記第１の実施の形態と同様に動作させることも可能である。
【０１２０】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態における超音波診断装置と同様の効果を得る他に、超音波画像を生成するプログラムにおいて、表示領域以上の受信データを格納している音線データメモリから任意制御指示装置で指示された読みだし位置から画像出力領域分のデータのみ座標変換及び補間処理するプログラムを演算処理部で実行する構成とすることにより、スクロールを実現するための専用の制御回路を必要としないでスクロール表示を行うことが可能である。これにより、簡単な構成で且つ低コストでスクロール表示機能を追加した超音波診断装置を構成することが可能となり、低コスト化及び機器性能の向上化に大きく寄与する。
【０１２１】
なお、本発明は、前記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、前記実施の形態の組み合わせや応用した場合も本発明に含まれるものである。
【０１２２】
また、本発明に係る第１及び第２の実施の形態では、送受信ユニット３４とこの送受信ユニット３４とに電気的に接続される、ＰＣボード３５を有するコンピュータ３６とでシステムを構成するとともに、このＰＣボード３５内の記憶手段に画像出力モードに応じた座標変換及び補間処理等の処理を実行するためのプログラムを格納し、該プログラムを演算処理部によって実行させることにより、各画像出力モードに応じた処理を行うように構成したが、このようなプログラムは前記コンピュータと着脱自在な他の記憶手段に記憶させ、該記憶手段を用いて処理を実行するように構成しても良い。
【０１２３】
［付記］
（付記項１） 超音波振動子と、
前記超音波振動子を機械的に走査させながら、走査に同期した信号を出力し、送信信号を任意のタイミング毎に駆動して、得られたエコー信号を受信して検波し、アナログ信号として出力する送受信ユニットと、
前記、送受信ユニットから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、これらのデータをコンピュータの内部バスを通じてコンピュータにデータ転送する機構をもつとともに、送受信ユニットを制御する機能も持つＰＣボードと、前記ＰＣボードを備え、ＰＣボードから転送されるデータを一時記憶する手段と、このデータを座標変換処理して超音波画像を生成するプログラムを格納する記憶手段と、このプログラムを実行して超音波画像を生成する演算処理手段からなるコンピュータと、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２４】
（付記項２） 前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
前記ＰＣボードから転送されるデータで超音波画像を生成するのに加えて、複数フレームの超音波画像を共通した任意位置で切り出し、得られる断片化された超音波像を結合し、超音波断層像として出力するプログラム制御手段と、
このプログラムを実行して超音波画像及び超音波断層像を生成する演算手段からなるコンピュータとを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２５】
（付記項３） 前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
外部制御指示装置と、
前記ＰＣボードから転送される超音波画像の表示領域以上のデータの読み出し位置を外部指示制御装置の指示に応じて変更し、座標変換処理を行い超音波画像を生成するプログラム制御手段と、
このプログラムを実行する演算手段とからなるコンピュータと、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２６】
（付記項４） 前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
前記演算処理手段は、超音波画像の任意の画素を生成するのに必要な受信データのアドレスとこの受信データから補間処理して任意の画素を求めるのに必要な補間係数とを１つの参照データとし、この参照データを用いて、受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを実行することを特徴とした超音波診断装置
（付記項５） 前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
振動子を機械的に駆動させる手段と、
上記手段により移動した振動子の位置を表す位置信号を出力する手段と、
この位置信号を元に送受信ユニットへタイミング信号を生成するとともに、このタイミング信号を位置信号の周期に対応してコンピュータのプログラムで変更可能な機能をもちＰＣボード上のコントローラと、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２７】
［作用］
（付記項１）によれば、超音波を送受信して得られる受信信号をコンピュータ内部のＰＣボードでディジタルデータに変換し、ＰＣ内部バスを通してコンピュータの記憶装置に転送し、コンピュータの記憶装置に格納している超音波画像を生成するプログラムを起動し、演算処理部で座標変換処理することにより、座標変換及び補間を実行する専用の回路を使用する必要がなく、コストを抑えた機械走査式超音波診断装置を得ることができる。
【０１２８】
（付記項２）によれば、複数フレームの超音波画像の任意位置を切り出し、切り出した画像を結合してリニア画像を出力するプログラムを演算処理部で実行することにより、リニア画像を生成するための専用の回路を使用する必要がなくコストが抑えられることと、超音波画像を生成するソフトウェアのみ格納されているコンピュータに、このソフトウェアを追加することで容易に機能追加することができる。
【０１２９】
（付記項３）によれば、表示領域以上の受信データから、任意制御指示装置で指示された読み出し位置から画像出力領域分のデータのみ座標変換及び補間処理するプログラムを演算処理部で実行することにより、スクロールを実現するための専用の制御回路等を用意する必要がないため、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。
【０１３０】
（付記項４）によれば、任意の画素データを算出するのに必要な受信データのアドレス及び補間処理の補間係数とをまとめた参照データをコンピュータの記憶装置に用意し、この参照データを用いて受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを演算処理部で実行することにより、座標変換及び補間処理用のデータを格納する専用の回路を用意する必要がないため、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。
【０１３１】
（付記項５）によれば、位置信号の周期に対応したタイミング調整用パラメータをコンピュータの補助記憶装置あるいはＰＣ内部メモリに格納しておき、位置信号の周期に対応して、コントローラから出力されるデータライトタイミングを変更するレジスタにタイミング調整用パラメータを設定することにより、ＰＣボートのコントローラ自体にタイミング調整用バラメータを格納するメモリを必要としないため、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。
【０１３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、煩雑であり且つ高コスト化に起因する処理回路を使用せずとも、簡単な構成で且つ低コストで各種の表示機能を追加し実行することのできる超音波診断装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置の第１の実施の形態を示し、機械走査式の装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】振動子の回転と回転に同期した位置信号との関係を示す図。
【図３】振動子の回転が早くなった場合のタイミングチャート。
【図４】図１のコントローラのレジスタの一例を示す図。
【図５】図１に示す演算処理部（ＣＰＵ）のおける制御動作例を説明するためのフローチャート。
【図６】ラジアル画像以外の表示機能の追加した場合の演算処理部（ＣＰＵ）のおける制御動作例を説明するためのフローチャート。
【図７】さらに効率よくＤＭＡ転送可能に構成された装置のコンピュータ３６部分の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の特徴となる座標変換及び補間処理の概念を説明するための説明図。
【図９】演算処理部の処理によるリニア画像表示する際のリニア画像の構築方法を説明するための説明図。
【図１０】補間処理による４点補間処理を説明するための説明図。
【図１１】単一命令で複数のデータを処理する機能を持つ演算処理部で処理した場合の説明図。
【図１２】本発明の超音波診断装置の第２の実施の形態を示し、該装置の送受信ユニットを除くコンピュータ部分の構成を示すブロック図。
【図１３】図１２に示す装置の動作を説明するための説明図。
【図１４】従来の機械走査式超音波診断装置の一例の全体構成を示すブロック図。
【図１５】従来のリニア画像表示を可能にした他の機械走査式超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…送信信号発生器、
２…送信アンプ、
３…モータ駆動回路、
４…モータ、
５…振動子、
６…受信アンプ、
７…ＢＰＦ、
８…検波回路、
９…ＧＡＩＮ／ＳＴＣ（可変増幅器）、
１０…Ｄ／Ａ変換器、
１２…ＬＰＦ、
１３…Ａ／Ｄ変換器、
２１…モニター、
２６…受信データ用メモリ、
２７…ＧＡＩＮ／ＳＴＣ用メモリ、
２８…コントローラ、
２９…ＰＣ内部バスコントローラ、
３０…演算処理部（ＣＰＵ）、
３１…ＰＣ内部メモリ、
３２…ＰＣ補助記憶装置、
３３…画像出力部、
３５…ＰＶボード、
３６…コンピュータ、
３７…ＤＭＡ転送用メモリ、
５７…ＡＲＭテーブル、
５８…音線データメモリ、
５９…画像データメモリ、
６４…リニア画像メモリ。
６６…Ｉ／Ｆ、
６７…トラックボール、
６８…操作卓（キーボード）
７１…位置検出回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and in particular, an ultrasonic diagnosis capable of preventing the enlargement of a processing circuit scale accompanying the addition of an ultrasonic image display function and adding a display function with an inexpensive and simple configuration. Relates to the device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus that receives a reflected wave reflected from a biological tissue by irradiating an ultrasonic pulse in the living body and obtains a biological tomographic image has been put into practical use. The ultrasonic diagnostic apparatus is an indispensable apparatus in clinical medicine because of its high safety with respect to a living body, and is widely spread. Among them, an ultrasonic endoscope is used for the diagnosis of a case that cannot be determined only on the surface after being inserted into a body cavity, and its demand is great.
[0003]
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus.
[0004]
As shown in FIG. 14, the mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a controller 22 that is controlled by a CPU 23 as a control means. The motor drive circuit 3 is controlled by a timing signal from the controller 22 to drive the motor. In response to the motor drive signal from the circuit 3, the motor 4 and the vibrator 5 attached to the rotation shaft of the motor 4 so as to be the center of rotation are rotated.
[0005]
The vibrator 5 takes in the synchronization signal output from the position detection circuit 71 by the rotation of the vibrator 5 into the controller 22 and emits an ultrasonic pulse in synchronization with the timing signal. The transmission signal is oscillated by the transmission signal generator 1 and then amplified to a required level by the transmission amplifier 2 and then supplied to the vibrator 5 so that the ultrasonic pulse is emitted into the living body, for example. .
[0006]
The reflected wave reflected from the living tissue is received by the vibrator 5, and the received signal is subjected to unnecessary signal components by a receiving amplifier 6 and a bandpass filter (indicated as BPF in the figure) 7. After being removed and detected by the detection circuit 8, it is amplified to a predetermined size by the GAIN / STC 9 as a variable amplifier capable of changing the amplification factor.
[0007]
A reception signal output from the GAIN / STC 9 passes through a low-pass filter (denoted as LPF in the figure) 12, is converted into a digital signal by an A / D converter 13, and is stored in a FIFO 14. The data stored in the FIFO 14 is coordinate-converted by an address controller 16 and a coordinate conversion lookup table (LUT) 17 and stored at a predetermined position in the memory 15.
[0008]
These operations are performed at regular intervals until the rotation of the vibrator 5 makes one round under the control of the controller 22. After the reception data for one round is stored in the memory 15, the data read from the memory 15 by the read control by the address controller 16 is supplied to the interpolation circuit 18. In the interpolation circuit 18, interpolation processing is performed by the interpolation processing LUT 19, and processing necessary for subsequent display is processed by the video processing circuit 20, and then supplied to the monitor 21, so that the radial data based on the received data is obtained. An image is displayed.
[0009]
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of a conventional mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus in which a linear display function is added to the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG.
[0010]
In this type of ultrasonic diagnostic apparatus, similarly to the ultrasonic diagnostic apparatus described above, as shown in FIG. 15, the motor drive circuit 3 is controlled by the timing signal of the controller 22 to rotate the vibrator 5, In synchronization with the timing signal of the controller 22, the transducer 5 transmits and receives ultrasonic waves.
[0011]
The received signal is amplified by taking out only a predetermined signal by the receiving amplifier 6, BPF 7, detection circuit 8, and GAIN / STC 9, converted into a digital signal by the A / D converter 13, and stored in the FIFO 14. The stored data is subjected to coordinate conversion by the address controller 16 and the coordinate conversion LUT 17 and stored at a predetermined position in the memory 15. The processing operations so far are the same as those in the apparatus shown in FIG. 14 described above, and are performed at regular intervals until the rotation of the vibrator 5 makes one round.
[0012]
Thereafter, after one round of received data is stored in the memory 15, data read out from the memory 15 by the read control by the address controller 16 is supplied to the interpolation circuit 18, and the interpolation circuit 18 uses the interpolation processing LUT 19. Are interpolated by the image output controller 24 and stored in the newly provided radial image memory 25a and linear image memory 25b of the image memory 25. In this case, the radial image memory 25a stores the same data as the data output to the video processing circuit 20 shown in FIG. 14, while the linear image memory 25b stores an arbitrary portion designated by the interpolated radial image. The data corresponding to a tomographic image of one frame formed by connecting a plurality of frames of data is stored.
[0013]
The data stored in the image memory 25 is controlled by the image output controller 24 based on the output mode of the selected image, and the reading of the radial image memory 25a and the linear image memory 25b is controlled. Similarly, by being supplied to the video processing circuit 20, processing necessary for display is performed and then supplied to the monitor 21, so that a radial image or a linear image based on the received data, or an image matching them is displayed. The
[0014]
In FIGS. 14 and 15, when the rotation cycle of the transducer 5 differs depending on the connected scanner (ultrasonic endoscope), another system in which the address controller 16 is changed is used. Further, when a scanner that mechanically drives a vibrator (sector scanning, 3D scanning, scanning line density variable, etc.) different from those in FIGS. 14 and 15 is connected, a coordinate conversion lookup table 17 and an address controller 16 are connected. It was supported by another system that changed.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the FIFO 14, the memory 15, the address controller 16, and the coordinate conversion LUT 17 are used to perform coordinate conversion on the received data converted into digital data by the A / D converter 13. In addition, in order to perform the interpolation process, the interpolation circuit 18 and the interpolation process LUT 19 are necessary. Furthermore, the CPU 23 for controlling the address controller 16 and the controller 22 is also necessary. Thus, dedicated coordinate conversion circuits and interpolation circuits are required, and these processing circuits are high-speed arithmetic circuits, so that the circuits become complicated. In addition, since the data to be referred to in the above process is prepared as a coordinate transformation LUT and an interpolation processing LUT, a dedicated memory for storing these data is required, resulting in an increase in circuit scale and cost as a result. End up.
[0016]
In addition, in order to cut out an arbitrary position of a radial image obtained by coordinate conversion and interpolation processing and generate a linear image by combining the cut-out images, an image output for generating a linear image with the linear image memory 25a The control 24 is necessary, and in order to display a combination of a radial image and a linear image, a radial image memory 25a and a linear image memory 25b as an image memory 25 and an image output controller 24 for controlling each image output according to an image output mode; Is required. As described above, since a dedicated processing circuit and an image storage circuit are required, and these need to be operated at high speed, the circuit scale becomes large and complicated, and in this case also, the cost becomes high. End up.
[0017]
The position signal output from the position detection circuit 71 has a period or the like due to scanning of the connected scanner (sector scanning, linear scanning, radial scanning, variable transducer rotational speed, 3D scanning, variable scanning line density, etc.). Because of the difference, the design of the address controller 16 that controls the controller 22 and the FIFO 14 and the memory 15 is changed, or a memory is provided in the address controller 16 and the controller 22 to change the number of timings corresponding to the scanning of the connected scanner. It is necessary to prepare parameters. As described above, in order to cope with the design change of the controller system including the controller 22 and the address controller 16, it is necessary to replace the substrate including the controller and the like, which increases the cost and limits the scanner to be connected. I can't add features. Further, in order to have the number of parameters corresponding to the position signal period in the controller system, a control device and an external memory device having a large circuit scale are required, which causes a problem that the cost becomes high. .
[0018]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and various display functions can be added and executed with a simple configuration and at low cost without using a processing circuit that is complicated and results from high costs. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of performing the above.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  The first ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes an ultrasonic transducer that transmits an ultrasonic pulse to a living tissue and receives the obtained reflected wave;Mechanically scannedA transmission / reception unit for transmitting a transmission signal for ultrasonic pulse transmission to the ultrasonic transducer, detecting a reflected wave received by the ultrasonic transducer and outputting the signal as analog signal data; and the transmission / reception unit An A / D converter that receives analog signal data output from the A / D converter and converts it into digital signal data, a reception data memory that stores the digital signal data from the A / D converter, and the digital signal data as data A PC board having an internal bus to be transferred, a controller that takes in a position detection signal based on the position of the ultrasonic transducer, generates a timing signal synchronized with the position detection signal, and controls the transceiver unit; And a first memory for temporarily storing the digital signal data transferred from the PC board. A computer having second storage means for storing a program for generating an ultrasonic image by performing coordinate conversion processing on the data, and arithmetic processing means for generating ultrasonic image data by executing the program; The transmission signal transmitted to the ultrasonic transducer by the transmission / reception unit is transmitted in synchronization with a timing signal generated by the controller under the control of the controller, and is transmitted from the PC board to the first signal. Transfer of the digital signal data to the storage means is performed in synchronization with the timing signal generated by the controller after storing image data for one frame in the memory for the received data. This is done after image data for one frame is transferred from the memory for received data to the first storage means. And butterflies.
[0020]
The second ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is the above-mentioned first ultrasonic diagnostic apparatus, wherein an ultrasonic image is generated with data transferred from the PC board and an arbitrary position in which a plurality of frames of ultrasonic images are shared. The program control means for combining the fragmented ultrasonic images cut out and obtained and outputting them as ultrasonic tomographic images, and the calculation means for executing this program and generating ultrasonic images and ultrasonic tomographic images And a computer.
[0021]
According to a third ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in the first or second ultrasonic diagnostic apparatus, an external control instruction apparatus that outputs an operation instruction signal and a display area of an ultrasonic image transferred from the PC board A program control unit that changes the data reading position according to an instruction from the external instruction control device, performs coordinate conversion processing, and generates an ultrasound image; and a computer having a calculation unit that executes the program. Features.
[0022]
According to a fourth ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in the first to third ultrasonic diagnostic apparatuses, the arithmetic processing unit includes an address of received data necessary for generating an arbitrary pixel of the ultrasonic image, and A program for generating an ultrasound image by performing coordinate conversion and interpolation processing from received data using the reference data as an interpolation coefficient necessary for obtaining an arbitrary pixel by interpolation processing from received data. It is characterized by performing.
According to a fifth ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in the first to fourth ultrasonic diagnostic apparatuses, a means for mechanically driving the vibrator and a position signal indicating the position of the vibrator moved by the means are output. And a controller on the PC board having a function that can generate a timing signal to the transmission / reception unit based on the position signal, and that can change the timing signal by a computer program corresponding to the period of the position signal. It is characterized by that.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
First embodiment:
FIG. 1 shows a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, and is a block diagram showing an overall configuration of a mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus. In FIG. 1, the same components as those shown in FIGS. 14 and 15 are denoted by the same reference numerals.
[0029]
(Constitution)
In the present embodiment, the transmission / reception unit 34, the computer 36, and the monitor 21 that are configured by conventional components are combined without using the coordinate conversion and interpolation dedicated processing circuit due to the complicated and high cost. The system is configured as an ultrasonic diagnostic apparatus, and the above object is achieved by configuring the system such that coordinate conversion and interpolation can be executed by control by a PC board in the computer 36.
[0030]
As a specific configuration, as shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is electrically connected to the transmission / reception unit 34 including the transmission signal generator 1 and the transmission amplifier 2, and to the transmission / reception unit 34. Vibrator 5, position detection circuit 71, motor 4 and motor drive circuit 3, PC board 35 in a computer 36 electrically connected to the motor drive circuit 3 and the transmission / reception unit 34, and this PC board 35 And a monitor 21 that is electrically connected to display an ultrasonic image.
[0031]
The transmission / reception unit 34 is a part that transmits and receives ultrasonic waves, and includes a transmission signal generator 1, a transmission amplifier 2, a reception amplifier 6, a BPF 7, a detection circuit 8, a GAIN / STC 9 and an LPF 12.
[0032]
The transmission signal generator 1 oscillates a transmission signal serving as a reference under the control of the controller 28 in the computer 36 and supplies it to the transmission amplifier 2. The transmission amplifier 2 amplifies this oscillation signal by a vibrator 5 to a level suitable for emitting it as, for example, an ultrasonic pulse into a body cavity, and gives it to the vibrator 5.
The motor drive circuit 3 is controlled by a timing signal from the controller 28 in the computer 36 and gives a motor drive signal to the motor 4. The drive of the motor 4 is controlled based on the motor drive signal from the motor drive circuit 3, and the vibrator 5 attached to the rotation shaft of the motor 4 so as to be the center of the rotation is rotated.
[0033]
The vibrator 5 takes in the synchronization signal output from the position detection circuit 71 by the rotation of the vibrator 5 into the controller 22 and emits an ultrasonic pulse in synchronization with the timing signal, and is supplied from the transmission amplifier 2. The transmitted signal is emitted as an ultrasonic pulse, for example, into the living body according to the rotation.
[0034]
The vibrator 5 receives a reflected wave reflected from the living tissue and gives the received signal to the reception amplifier 6. The reception amplifier 6 amplifies the signal to a predetermined level, and after the predetermined frequency (unnecessary signal component) is removed by the BPF 7, the reception amplifier 6 gives the detection circuit 8. The detection circuit 8 performs a detection process on the acquired signal, and supplies it to the GAIN / STC 9 which is a variable amplifier whose amplification factor is variable.
[0035]
The GAIN / STC 9 can freely vary the amplification factor under the control of the computer 34, amplifies the supplied signal to a predetermined magnitude, and supplies the amplified signal to the LPF 12. The LPF 12 passes the low-frequency component of the supplied signal and supplies it to the PC board 35 in the computer 36.
[0036]
The transmission / reception unit 34 having the above configuration is electrically connected to a PC board 35 in a newly provided computer 36 via connection means (not shown) provided in the computer 36.
[0037]
The PC board 35 is a board that is detachably attached to the computer 36. As shown in the figure, the D / A converter 10, the A / D converter 13, the received data memory 26, and the GAIN / STC memory 27, a controller 28, and a PC internal bus controller 29.
[0038]
The controller 28 is connected to the transmission signal generator 1 and the motor drive circuit 3 of the transmission / reception unit 34, and controls the oscillation of the transmission signal and the motor drive by supplying a timing signal. The controller 28 is connected to the PC board local bus.
[0039]
The GAIN / STC memory 27 stores information necessary for varying the gain of the GAIN / STC 9 in the transmission / reception unit 34. The information read out under the control of the controller 28 is D / A. Analog conversion is performed by the converter 10 and given to the GAIN / STC 9, thereby changing the gain of the GAIN / STC 9.
[0040]
The A / D converter 13 is connected to the LPF 12 of the transmission / reception unit 34, digitally converts a signal supplied from the LPF 12, and provides the received data memory 26. The reception data memory 26 stores the supplied reception data, and when reading, outputs the read reception data to the PC internal bus via the PC board local bus and the PC internal bus controller 29.
[0041]
The PC internal bus controller 29 is capable of controlling input / output between all circuits connected to the PC internal bus, bus paths associated with the input / output, and the like as a main control means in the computer 36. Instruction control is performed by the arithmetic processing unit 30.
[0042]
The computer 36 having the PC internal bus includes the above-described PC board 35 connected to the PC internal bus, an arithmetic processing unit (also referred to as a CPU) 30, a PC internal memory 31 which is a storage means for data and programs, and a PC auxiliary. A storage device 32 and an image output unit 33 are provided. The image output unit 33 of the computer 36 is connected to a monitor 21 as display means for displaying an ultrasonic image via connection means (not shown) of the computer.
[0043]
In the computer 36, the arithmetic processing unit 30 is a processing circuit that performs arithmetic processing (for example, coordinate conversion and interpolation processing) necessary to execute image display according to the output mode that is a feature of the present invention. A program necessary for processing is stored in the PC internal memory 31. The PC internal memory 31 temporarily stores data from the PC board 35.
[0044]
The PC auxiliary storage device is a spare storage device, and can store, for example, programs necessary for arithmetic processing and received data, and if the storage area becomes insufficient due to the arithmetic processing, etc. It is also possible to use the storage area of the PC auxiliary storage device.
[0045]
The image output unit 33 performs display processing based on the output mode of the selected image on the data supplied via the PC internal bus, and supplies the data to the monitor 21. The monitor 21 displays an image based on the data processed by the computer 36.
[0046]
(Function)
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail.
[0047]
Assume that an ultrasonic diagnostic image in a body cavity is displayed on a monitor using the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. When the inspection by the ultrasonic diagnostic apparatus is started, first, the vibrator 5 is rotated by driving the motor 4 through the motor drive circuit 3 by the controller 28.
[0048]
Then, the vibrator 5 captures the synchronization signal output from the position detection circuit 71 by the rotation of the vibrator 5 into the controller 28 and synchronizes with the timing of the controller 28 in synchronization with this signal. Then, the transmission amplifier 2 transmits an ultrasonic pulse by the vibrator 5 around, for example, a part in the body cavity.
[0049]
Then, the transducer 5 receives the reflected wave reflected from the living tissue, and the received signal is amplified to a predetermined magnitude by the reception amplifier 6. The amplified received signal is amplified to a predetermined size by the GAIN / STC 9 after unnecessary noise components are removed by the BPF 7. At this time, if the part to be irradiated with the ultrasonic pulse is far away, the propagation time of the reflected wave elapses, so the level of the received signal that received the reflected wave may decrease with time. is there. Therefore, in such a case, under the control by the controller 28, when amplification is performed by the GAIN / STC 9, a received signal that becomes smaller as the distance increases is corrected so as to increase with time.
[0050]
Thereafter, the output of the received signal from the GAIN / STC 9 is supplied to the LPF 12, so that only the low frequency component of the supplied signal is passed, and the received signal that has passed is output from the transmitting / receiving unit 34 to the computer 36 side. The
[0051]
On the other hand, on the computer 36 side, the reception signal output from the transmission / reception unit 34 is input to the PC board 35 attached to the PC internal bus of the computer 36.
[0052]
The reception signal input to the PC board 35 is converted into a digital signal by the A / D converter 13 and stored in the reception data memory 26. At this time, when data for one frame is stored in the reception data memory 26, the data from the reception data memory 26 is transmitted to the PC via the PC internal bus controller 29 connected by the local bus of the PC board 35. The data is transferred to the PC internal memory 31 of the computer 36 through the internal bus.
[0053]
Data transfer to the PC internal memory 31 is performed by outputting a data transfer start signal from the controller 28 to the PC internal bus controller 29 based on a position signal synchronized with the rotation output from the position detection circuit 71 by the rotation of the vibrator 5. Thus, the PC internal bus controller 29 is performed from the reception data memory 26 through the PC internal bus.
[0054]
FIG. 2 shows the relationship between the rotation of the vibrator 5 and the position signal synchronized with the rotation. 2A shows the rotation of the vibrator 5 and its position, and FIG. 2B shows the position signals F and S output corresponding to the rotation of the vibrator 5 of FIG. 2A and the clock signal. (Denoted as CLK) and the timing of the data write signal which is a period during which echo data is written to the reception data memory 26 of the PC board 35. The data write signal is output in synchronization with the logical change of the position signal S.
[0055]
When the vibrator 5 is positioned at a in FIG. 2A, the position signal F and the position signal S output a logic signal at the position a in FIG. When the vibrator 5 is positioned at b in FIG. 2A, the position signal F and the position signal S output a logic signal at the position b in FIG. 2 'shows the logic of the position signal F and the position signal S output when the vibrator 5 of FIG. 2A makes one rotation and is again positioned at a.
[0056]
The data write period in FIG. 2B is dl, and the CLK signal has a period of 3 CLK.
[0057]
Here, the timing when the rotation of the vibrator 5 is accelerated is shown in FIG.
[0058]
In FIG. 3, since the cycle of the position signal S is 2CLK, if data writing is attempted in the data write period dl of FIG. 2B, it overlaps with the second data write period starting from the falling edge of the position signal S. The second data write cannot be performed. In such a case, by shortening the data write period by 1 CLK, the period of the position signals F and S can be surely acquired corresponding to the increase in speed.
[0059]
The data write period can be set by preparing a register in the controller 29 and accessing the register with software. An example of such a register is shown in FIG.
[0060]
When the position signals F and S are at the timing shown in FIG. 3, the number of data writes (corresponding to the data write period df) corresponding to the position signals F and S in FIG. To do. With this setting, the data write timing of FIG. 3 is obtained. When the position signals F and S are at the timing shown in FIG. 2B, the number of data writes (corresponding to the data write period dl) corresponding to FIG. By setting, the data write timing of FIG.
[0061]
Note that the relationship between the number of pulses and the pulse length of the position signals F and S in FIGS. 2B and 3 and the CLK signal is not limited to this. In the above description, only the data write signal output corresponding to the period of the position signals F and S is changed. However, the present invention is not limited to this, and adjustment is required corresponding to the period of the position signals F and S. If there is a certain signal, an adjustment parameter register in FIG. 4 may be prepared as an adjustment target. Further, a plurality of parameters may be adjusted in accordance with the period of the position signals F and S.
[0062]
Further, the above description corresponds to the change in the cycle of the position signal output in synchronization with the rotation of the vibrator 5, but the position signal synchronized with this by moving the vibrator 5 in the horizontal direction. You may adapt to the change of the period. Further, it may be applied to a change in the position signal output in synchronization with the drive in which the rotation of the vibrator 5 is combined with the horizontal direction.
[0063]
Using direct memory access (hereinafter referred to as DMA transfer) in which data transfer to the computer 36 synchronized with the rotation of the vibrator 5 is performed without using the arithmetic processing unit 30 of the computer 36, the received data is stored in the received data memory. By transferring data from 26 to the PC internal memory 31 at once, the data transfer time can be shortened and the load on the arithmetic processing unit 30 during data transfer can be reduced.
[0064]
FIG. 7 shows a configuration that allows more efficient DMA transfer.
[0065]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the computer 36 portion of the apparatus configured to be able to perform DMA transfer more efficiently as described above. The PC board 35 of FIG. Is added.
[0066]
As shown in FIG. 7, the DMA transfer memory 37 stores parameters such as a transfer source address, a transfer destination address, and a transfer capacity in advance by software operating on the computer 36 before the DMA transfer. The In other words, the provision of the DMA transfer memory 37 enables the data transfer start register of the PC internal bus controller 29 so that the PC internal bus controller 29 performs DMA transfer while reading parameters from the DMA transfer memory 37. It becomes possible to execute.
[0067]
For example, a continuous storage area may not be secured in the PC internal memory 31 depending on the OS of the transfer destination computer 36. In such a case, when the received data memory 26 of the PC board 35 is set as the transfer source address and the PC internal memory 31 of the computer 36 is set as the transfer destination address in each block together with the capacity of the data block to be transferred, the PC board 35 is set. The received data is transferred from the received data memory 26 to the PC internal memory 31 of the computer 36 in a plurality of blocks. As described above, software does not need to be involved in securing the transfer source address, the transfer destination address, and the data storage area at the time of data transfer, so that efficient DMA transfer can be realized while reducing the software load.
[0068]
In this way, the received data is transferred to the PC internal memory 31, and then the processing that is a feature of the present embodiment is executed by the arithmetic processing unit 30. That is, the received data transferred to the PC internal memory 31 is subjected to coordinate conversion and interpolation processing by the arithmetic processing unit 30 with a program stored in the PC internal memory 31 to generate ultrasonic image data, and the generated ultrasonic image Data is stored in the PC internal memory 31, and an ultrasonic image is output to the monitor 21 through the image output unit 33.
[0069]
Note that the ultrasonic image data and the received data are not only stored in the PC internal memory 31 but may be stored in the PC auxiliary storage device 32 if the processing time of the program is not affected.
[0070]
Next, the DMA transfer operation and the processing operation executed by the arithmetic processing unit 30 will be described in more detail with reference to FIG.
[0071]
FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a control operation in the arithmetic processing unit (CPU) of the ultrasonic diagnostic apparatus, and includes a flowchart including the DMA transfer and the processing executed by the arithmetic processing unit 30 described above.
[0072]
First, when the arithmetic processing unit 30 of the computer 36 is activated, the arithmetic processing unit 30 starts a program by the processing at step S38, and performs initial setting on the PC board 35 by the processing at the subsequent step S39.
[0073]
After the initial setting, the process proceeds to step S40. In this process, the PC board 35 is instructed to capture the ultrasonic data, and the PC board 35 and the transmission / reception unit 34 send the reception signal to the reception data memory 26 of the PC board 35. Store and proceed to step S41.
[0074]
In the process in step S41, it is determined whether or not one frame of received data is stored in the received data memory 26. If not, the process proceeds to step S40, and the received data is stored in the received data memory 26. To store. On the other hand, if it is determined in step S41 that one frame of received data is stored in the received data memory 26, the process proceeds to step S42.
[0075]
In the process of step S42, since one frame of data is stored in the reception data memory 26, the reception data stored in the reception data memory 26 of the PC board 35 is stored in the PC internal memory 31 of the computer 36. DMA transfer to Then, the process proceeds to step S43.
[0076]
In the process in step S43, it is determined whether or not the DMA transfer has been completed. If the DMA transfer has been completed, the process proceeds to a series of coordinate transformation and interpolation processes in step S process 51. If not, the process is performed. Return to step S42.
[0077]
Here, before describing the processing in step S51, the concept of coordinate transformation and interpolation processing, which is a feature of the present invention, will be described in detail with reference to FIG.
[0078]
The PC internal memory 31 of the computer 36 includes, for example, an ARM table 57, a sound ray data memory 58, and an image data memory 59 shown in FIG.
The ARM table 57 stores an interpolation coefficient necessary for generating an arbitrary pixel and an address of the sound ray data memory 58 in which received data is stored.
[0079]
The sound ray data memory 58 receives the received data so as to correspond to the r (distance) direction corresponding to the propagation distance during transmission and reception of ultrasonic waves and the θ (angle) direction corresponding to the angle at which the transducer is rotated. Is stored.
[0080]
The image data memory 59 stores the received data stored in the audio data memory 58 in association with each other so as to form a radial image by performing coordinate conversion and interpolation processing.
[0081]
In the above configuration, when an arbitrary pixel P1 in the image data memory 59 is obtained, the interpolation coefficient corresponding to the arbitrary pixel in the ARM table 57 and the address of the sound ray data memory 58 are read out.
[0082]
For example, the ARM table 57 stores the interpolation coefficient and the address of the sound ray data memory 58 storing the reception data used for obtaining the arbitrary pixel P1 as a set of table data. By performing an operation of adding an arbitrary offset to the reception data address of the table data, and reading out the reception data (S00, S01, S10, S11) necessary for obtaining the arbitrary pixel P1 from the sound ray data memory 58, Received data is coordinate transformed.
[0083]
Then, an interpolation coefficient parameter is calculated from the interpolation coefficient of the table data read from the ARM table 57, and an interpolation operation is performed between the interpolation coefficient parameter and the read received data (S00, S01, S10, S11). Stored in the image data memory 59.
[0084]
The interpolation processing in the process of obtaining the arbitrary pixel P1 uses four-point interpolation, and the contents are shown in FIG.
[0085]
In FIG. 10, S00 to S11 correspond to the reception data stored in the sound ray data memory 58 shown in FIG. 8, and S00 and S01 and S10 and S11 are on the same sound ray. The pixel P1 is obtained by interpolation processing using these received data. The shortest distance (distance in the r direction) between the straight line connecting S10 and S00 and the pixel P1 is a, the shortest distance (distance in the r direction) between the straight line connecting S11 and S01 and the pixel P1 is b, and S10 and S00. If the shortest distance (distance in the θ direction) between the straight line connecting the pixel P1 and the pixel P1 is c, and d is the shortest distance (distance in the θ direction) between the straight line connecting S11 and S01 and the pixel P1, 4 of S00 to S11. From the point and the parameters a to d, the pixel P1 can be obtained by the following equation.
[0086]
S0 = (a / (a + b) · S11) + (b / (a + b) · S10) (1)
S1 = (a / (a + b) · S01) + (b / (a + b) · S00) (2)
P1 = (d / (c + d) · S0) + (c / (c + d) · S1) (3)
When the above equations (1) to (3) are calculated by the method shown in FIG. 5, the terms a / (a + b), b / (a + b), d / (c + d), and c / (c + d) are used as correction coefficients. It is stored in the ARM table 57 and used for interpolation processing.
[0087]
The above formulas (1) to (3) are calculated by expanding them into instructions that can be calculated by the calculation processing unit 30.
[0088]
For example, FIG. 11 shows a case where Expression (1) is processed by a CPU (arithmetic processing unit 30) employing MTX technology of Inte1 having a function of processing a plurality of data with a single instruction as the arithmetic processing unit 30.
[0089]
FIG. 11 is a diagram for explaining the CPU-specific multiply-accumulate instruction pmaddwd. The data stored in the registers mm1 and mm2 is processed and stored in mm1. Each register is assumed to store different data in the unit of the right square. In this register, the left side is the MSB and the right side is the LSB. Using this instruction, when the calculations of equations (1) and (2) are applied, the coordinate conversion coefficient data is stored in mm1, and the reception data of the sound ray data memory used for coordinate conversion is stored in mm2, and the mm1 The result of equation (1) is stored at the upper level, and the result of equation (2) is stored at the lower level. As a result, the operations of Expression (1) and Expression (2) can be executed simultaneously with one instruction. As described above, any computer equipped with a CPU having a function capable of processing product-sum operations at high speed can perform coordinate conversion processing in real time.
[0090]
In the above description, the CPU (arithmetic processing unit 30) equipped with Intel MMX technology has been described. However, if the arithmetic processing unit has a function of simultaneously processing a plurality of data with the same single instruction, It is not limited to.
[0091]
Again, it returns to the description after the process by step S44 of the flowchart shown in FIG.
[0092]
In FIG. 5, after completion of the DMA transfer in the process of step S43, the process proceeds to step S44, and the parameters for coordinate conversion and interpolation processing corresponding to the pixel generated by this process are read from the ARM table 57 (see FIG. 8). In the subsequent processing in step S45, the address of the sound ray data memory 58 storing the reception data necessary for pixel generation is created from this ARM table 57 and the interpolation coefficient parameter is created.
[0093]
In the subsequent step S46, the received data is read from the sound ray data memory 58, and in the subsequent step S47, the read received data is interpolated using the interpolation coefficient parameter to calculate pixel data. The process is stored in the PC internal memory 31 by the process in step S48, and the process proceeds to step S49.
[0094]
In the determination processing in step S49, it is determined whether or not the processing has been performed on the pixels of the ultrasonic image for one frame by the processing from step S44 to step S48. Assuming that the data has been calculated, the process proceeds to step S50. If not, the process returns to step S44, and this process is repeated until an ultrasonic image for one frame is obtained.
[0095]
After the image data for one frame is calculated in this step S49, the result is displayed by the processing in the subsequent step S50, the processing is returned to step S41 again, and the reception data memory 26 of the PC board 35 is determined by this processing determination. Determines whether one frame of data is stored.
[0096]
The processing from step S40 to step S43 may be processed as a task to be executed separately from the processing in step S51. As a result, the processing from the acquisition of the ultrasonic data in step S40 to the data transfer from the PC board to the PC memory in step S42 can be executed without waiting for the processing in step S51, so that the processing capacity of the computer 36 is maximized. It can be used and the processing capacity can be improved.
[0097]
In the present embodiment, the program to be processed based on the flowchart of FIG. 5 is stored in the PC auxiliary storage device 32 before starting the computer 36, and is stored in the PC internal memory 31 after starting the computer 36. Stored and executed.
[0098]
By the way, in the present invention, in the configuration using the computer 36 as described above, the display function other than the radial image can be added by changing the data processing steps shown in FIG. 5 as shown in FIG. Is possible. The configuration and operation of such an ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
[0099]
The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus is substantially the same as that of the apparatus shown in FIG. 1. Ultrasonic waves are transmitted and received by the transducer 5 and the transmission / reception unit 34 and received data digitized by the PC board 35. The data is stored in the memory 26, and the data is transferred to the PC internal memory 31 by DMA transfer using the PC internal bus controller 29, and this data is subjected to coordinate conversion and interpolation processing in each process in step S51. The operation until the generation of the minute ultrasonic image is substantially the same as the operation described in the flowchart shown in FIG.
[0100]
The difference is that, as shown in FIG. 6, after generating an ultrasonic image for one frame, the process does not proceed to the process of displaying the ultrasonic image data (step S50, see FIG. 5), but a linear image. This is the point that shifts to the routine after step S52, which is the display determination process.
[0101]
That is, in FIG. 6, the arithmetic processing unit 30 determines whether or not the output mode selected in the process of step S52 is a display of only a linear image. If the output mode is a display of only a linear image, the process proceeds to step S53. Move to display only linear images based on data. On the other hand, if this determination does not display only the linear image, it is determined in step S54 whether the output mode is a combination of the radial image and the linear image, and the combination of the radial image and the linear image is determined. If the image is displayed, the process proceeds to the subsequent step S55, and the radial image and the linear image are displayed in combination. If it is determined that this determination is not to display a combination of a radial image and a linear image, the process proceeds to step S56, and control is performed to display only the radial image.
[0102]
Note that the order of determination regarding the display of the radial image and the linear image in the processing of steps S52 to S56 is not limited to this, and control may be performed so that the order is changed.
[0103]
Next, the linear image construction method included in the processes of steps S53 and S55 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a method of constructing a linear image when displaying a linear image by processing of the arithmetic processing unit.
[0104]
In FIG. 9, image data 60 to 63 are image data generated by the process of step S <b> 51 of FIG. 6. Here, a case where image data for four frames is stored will be described in order to simplify the description. Note that the number of frames can be increased as long as there is no problem with the capacity of the PC internal memory 31 and the processing capability of the arithmetic processing unit 30, and is not limited thereto.
[0105]
A cutting plane 65 is set for the image data 60 to 63, and image data of a cutting line where the cutting plane 65 and the image data 60 to 63 intersect is stored in the linear image memory 64 in the frame increasing direction. The result stored in the linear image memory 64 becomes a linear image.
[0106]
This linear image can be observed as a change over time of a radial image of an arbitrary cut surface if a probe having an ultrasonic transducer is fixed at that position. Moreover, when this probe is moved, it can be observed as a cross-sectional image of the moved part.
[0107]
(effect)
Therefore, according to the present embodiment, the received data obtained by transmission / reception is taken into the PC from the PC board, and using the program started by the computer, the coordinate conversion and interpolation processing are performed by the arithmetic processing unit, By outputting an image from the image output unit of the PC, an image based on the output mode can be displayed on the monitor. As a result, it is possible to configure an ultrasonic diagnostic apparatus without using a dedicated circuit for performing coordinate conversion and interpolation processing due to complicated and high cost, and thus the low cost of the ultrasonic apparatus. Greatly contributes to
[0108]
In addition, the arithmetic processing unit performs coordinate transformation and interpolation processing, stores the resulting ultrasonic image in a storage device, takes out an arbitrary cross section of the ultrasonic image, combines the cut-out images, By outputting as a linear image from the image output unit, a linear image as well as a radial image can be displayed on a monitor. Accordingly, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that does not require a dedicated circuit for generating a linear image that is complicated and results from an increase in cost, and that suppresses costs. Furthermore, since the generation of linear images is performed by software, it can be easily supported by adding to the software for generating radial images, so an ultrasonic image display function can be added easily and at low cost. This greatly contributes to improving the performance of the ultrasonic diagnostic apparatus.
[0109]
Second embodiment:
12 and 13 show a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a computer portion excluding a transmission / reception unit of the apparatus, and FIG. 13 shows an operation of the apparatus. It is explanatory drawing for demonstrating. In FIG. 12, the same components as those of the apparatus of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
(Constitution)
The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is substantially the same as that of the apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1, and the difference is that, as shown in FIG. An interface 66 (hereinafter referred to as I / F) connected on the bus, and a trackball 67 and an operation console (keyboard) 68 as operation means electrically connected to the I / F 66 are added. It is a feature.
[0110]
The I / F 66 receives an operation instruction signal from the trackball 67 or the console 68 and supplies the received operation instruction signal to the arithmetic processing unit 30.
[0111]
The trackball 67 and the console 68 are operation means necessary for scrolling and displaying an image. By using these operation means, an operation instruction signal is given to the arithmetic processing unit 30 via the I / F 66. The arithmetic processing unit 30 recognizes the operation instruction signal and executes display control based on the operation signal, for example, scroll display control.
[0112]
(Function)
The present embodiment operates in substantially the same manner as the ultrasonic diagnostic apparatus in the first embodiment described above. That is, the arithmetic processing unit 30 of the computer 36 performs a series of processing (processing between steps S50) up to image output shown in the flowchart of FIG. 5 in substantially the same manner as in the first embodiment. Operate.
[0113]
Therefore, when the trackball 67 and the console 68 shown in FIG. 12 are operated in the course of the data processing, the arithmetic processing unit 39 assumes that the scroll display mode has been executed, and the trackball 67 Based on the operation instruction signal from the console 68, processing necessary for scroll display is executed. The concept of the scroll process at this time will be described with reference to FIG.
[0114]
FIG. 13 shows an output image display corresponding to an ARM table writing state for explaining the scroll display processing. FIG. 13A shows a state in which no scroll display is performed, and FIG. FIG. 13C shows a state where the scroll range is shifted, and FIG. 13C shows a state where the scroll range is shifted at the bottom of the screen.
[0115]
As shown in FIG. 13, the ARM table 57 includes an interpolation coefficient for obtaining an arbitrary pixel corresponding to the scroll range 70 exceeding the output image area 69, and an address of the sound ray data memory 58 in which received data is stored. Store it. Note that it is assumed that the sound ray data memory 58 composed of received data also stores received data exceeding the output image area 69.
[0116]
When the scroll display is not performed, the arithmetic processing unit 30 has a range of addresses a0 to a1 in the ARM table 57 in order to generate an ultrasonic image shown in the output image area 69, as shown in FIG. Control is performed so as to execute coordinate conversion and interpolation processing with reference to the parameters.
[0117]
Therefore, when the user performs an operation with the trackball 67 and the console 68, and this operation instruction instructs scrolling to the upper side of the screen, the arithmetic processing unit 30 displays the ARM table as shown in FIG. The address referred to by 57 is shifted to the range of b0-b1, and control is performed so as to perform coordinate conversion and interpolation processing using parameters in this range. As a result, the output image region 69 moves to the upper side of the scroll range 70 as compared with the image display shown in FIG. 13A where the scroll display is not performed, and the output ultrasonic image is displayed by scrolling to the top of the screen. It becomes.
[0118]
When the user performs an operation with the trackball 67 and the console 68 and the operation instruction instructs scrolling to the lower side of the screen, the arithmetic processing unit 30 displays the ARM as shown in FIG. The address referred to in the table 57 is shifted to c0-c1, and control is performed so as to perform coordinate conversion and interpolation processing using parameters in this range. As a result, the output image region 69 moves to the lower side of the scroll range 70 as compared with the image display shown in FIG. 13A in which the scroll display is not performed, and the output ultrasonic image is scrolled downward. It can be.
[0119]
Also in the present embodiment, display processing according to each output mode by the arithmetic processing unit 30 is possible, and of course, linear image operation processing can also be performed in the same manner as in the first embodiment. It is.
[0120]
(effect)
Therefore, according to the present embodiment, in addition to obtaining the same effect as the ultrasonic diagnostic apparatus in the first embodiment, in the program for generating an ultrasonic image, the received data exceeding the display area is stored. In order to realize scrolling, a program for performing coordinate conversion and interpolation processing only on the data for the image output area from the reading position instructed by the arbitrary control instruction device from the sound ray data memory is executed by the arithmetic processing unit. It is possible to perform scroll display without requiring a dedicated control circuit. As a result, it is possible to configure an ultrasonic diagnostic apparatus with a simple configuration and a scroll display function added at low cost, which greatly contributes to cost reduction and improvement of device performance.
[0121]
In addition, this invention is not limited to the said 1st and 2nd embodiment, The case where the combination and application of the said embodiment are also included in this invention.
[0122]
In the first and second embodiments of the present invention, the transmission / reception unit 34 and the computer 36 having the PC board 35 electrically connected to the transmission / reception unit 34 constitute a system. A program for executing processing such as coordinate transformation and interpolation processing corresponding to the image output mode is stored in the storage means in the PC board 35, and the program is executed by the arithmetic processing unit, so that the program is executed according to each image output mode. However, such a program may be stored in other storage means that is detachable from the computer, and the processing may be executed using the storage means.
[0123]
[Appendix]
(Additional Item 1) Ultrasonic vibrator,
While mechanically scanning the ultrasonic transducer, output a signal synchronized with scanning, drive the transmission signal at any timing, receive and detect the obtained echo signal, and output it as an analog signal Transmitting / receiving unit,
A PC board having a mechanism for converting an analog signal output from the transmission / reception unit into a digital signal and transferring the data to a computer through an internal bus of the computer and also for controlling the transmission / reception unit; and the PC Provided with a board, means for temporarily storing data transferred from the PC board, storage means for storing a program for generating an ultrasonic image by performing a coordinate conversion process on the data, and executing the program to store the ultrasonic image A computer comprising arithmetic processing means to generate;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
[0124]
(Additional Item 2) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item 1,
In addition to generating an ultrasonic image with data transferred from the PC board, a plurality of frames of ultrasonic images are cut out at a common arbitrary position, and the obtained fragmented ultrasonic images are combined to generate an ultrasonic tomogram. Program control means for outputting as an image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a computer comprising arithmetic means for executing this program and generating an ultrasonic image and an ultrasonic tomographic image.
[0125]
(Additional Item 3) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item 1,
An external control instruction device;
Program control means for changing the reading position of data beyond the display area of the ultrasonic image transferred from the PC board in accordance with an instruction from the external instruction control device, and performing coordinate conversion processing to generate an ultrasonic image;
A computer comprising computing means for executing the program;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
[0126]
(Additional Item 4) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item 1,
The arithmetic processing means uses one reference data for an address of received data necessary for generating an arbitrary pixel of an ultrasonic image and an interpolation coefficient necessary for obtaining an arbitrary pixel by performing an interpolation process from the received data. And using the reference data to execute a program for generating an ultrasound image by performing coordinate conversion and interpolation processing from the received data.
(Additional Item 5) In the ultrasonic diagnostic apparatus according to Additional Item 1,
Means for mechanically driving the vibrator;
Means for outputting a position signal indicating the position of the vibrator moved by the means;
Based on this position signal, a timing signal is generated to the transmission / reception unit, and a controller on the PC board having a function that can change this timing signal by a computer program corresponding to the cycle of the position signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
[0127]
[Action]
According to (Appendix 1), a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves is converted into digital data by a PC board inside the computer, transferred to a computer storage device through a PC internal bus, and stored in the computer storage device. By starting the program that generates the ultrasound image and performing coordinate conversion processing in the arithmetic processing unit, it is not necessary to use a dedicated circuit for performing coordinate conversion and interpolation, and the cost of the machine-scanning super An ultrasonic diagnostic apparatus can be obtained.
[0128]
According to (Appendix 2), in order to generate a linear image by cutting out an arbitrary position of ultrasonic images of a plurality of frames and executing a program that outputs the linear image by combining the cut-out images. Therefore, it is possible to easily add functions to a computer that stores only software for generating an ultrasonic image.
[0129]
According to (Appendix 3), the arithmetic processing unit executes a program for performing coordinate conversion and interpolation processing only on the data for the image output area from the read position designated by the arbitrary control instruction device from the received data of the display area or more. Therefore, since it is not necessary to prepare a dedicated control circuit or the like for realizing scrolling, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus with reduced cost.
[0130]
According to (Appendix 4), reference data in which an address of received data necessary for calculating arbitrary pixel data and an interpolation coefficient for interpolation processing are prepared is prepared in a storage device of a computer, and this reference data is used. Since it is not necessary to prepare a dedicated circuit for storing data for coordinate conversion and interpolation processing by executing a program for generating an ultrasound image by performing coordinate conversion and interpolation processing from received data, An ultrasonic diagnostic apparatus with reduced cost can be provided.
[0131]
According to (Additional Item 5), the timing adjustment parameter corresponding to the cycle of the position signal is stored in the auxiliary storage device of the computer or the PC internal memory, and is output from the controller in accordance with the cycle of the position signal. By providing a timing adjustment parameter in a register for changing the data write timing, a memory for storing a timing adjustment parameter is not required in the PC boat controller itself, and thus an ultrasonic diagnostic apparatus with reduced cost is provided. Can do.
[0132]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, various display functions can be added and executed with a simple configuration and at a low cost without using a complicated processing circuit resulting from an increase in cost. An ultrasonic diagnostic apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a mechanical scanning apparatus according to a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between rotation of a vibrator and a position signal synchronized with the rotation.
FIG. 3 is a timing chart when the rotation of the vibrator is accelerated.
4 is a diagram showing an example of a register of the controller in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a control operation example in the arithmetic processing unit (CPU) shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of a control operation in an arithmetic processing unit (CPU) when a display function other than a radial image is added.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a computer 36 portion of a device configured to be able to perform DMA transfer more efficiently.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the concept of coordinate conversion and interpolation processing, which is a feature of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a method of constructing a linear image when displaying a linear image by processing of an arithmetic processing unit.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a four-point interpolation process by an interpolation process.
FIG. 11 is an explanatory diagram when processing is performed by an arithmetic processing unit having a function of processing a plurality of data with a single instruction.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a computer part excluding a transmission / reception unit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention.
13 is an explanatory diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.
FIG. 14 is a block diagram showing the overall configuration of an example of a conventional mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus.
FIG. 15 is a block diagram showing the overall configuration of another conventional mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus that enables linear image display.
[Explanation of symbols]
1 ... Transmission signal generator,
2 ... Transmission amplifier,
3 ... Motor drive circuit,
4 ... motor,
5 ... vibrator,
6 ... Receiving amplifier,
7 ... BPF,
8 ... detection circuit,
9: GAIN / STC (variable amplifier),
10 ... D / A converter,
12 ... LPF,
13 ... A / D converter,
21 ... Monitor,
26 ... Received data memory,
27 ... GAIN / STC memory,
28 ... Controller,
29 ... PC internal bus controller,
30 ... arithmetic processing unit (CPU),
31 ... PC internal memory,
32 ... PC auxiliary storage device,
33. Image output unit,
35 ... PV board,
36 ... computer,
37 ... DMA transfer memory,
57 ... ARM table,
58. Sound ray data memory,
59. Image data memory,
64: Linear image memory.
66 ... I / F,
67 ... Trackball,
68 ... Console (keyboard)
71: Position detection circuit.

Claims (5)

生体組織に超音波パルスを送波し、得られた反射波を受信する超音波振動子と、
機械的に走査される前記超音波振動子に対して前記超音波パルス送波のための送信信号を送信し、前記超音波振動子が受信した反射波を検波してアナログ信号データとして出力する送受信ユニットと、
前記送受信ユニットから出力されるアナログ信号データを入力してデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信号データを格納する受信データ用メモリと、前記デジタル信号データをデータ転送する内部バスと、前記超音波振動子の位置に基づく位置検出信号を取り込み当該位置検出信号に同期したタイミング信号を生成すると共に前記送受信ユニットを制御するコントローラと、を有するＰＣボードと、
前記ＰＣボードを備え、さらに当該ＰＣボードから転送される前記デジタル信号データを一時記憶する第１の記憶手段と、このデータを座標変換処理して超音波画像を生成するプログラムを格納する第２の記憶手段と、このプログラムを実行して超音波画像データを生成する演算処理手段と、を有するコンピュータと、
を具備し、
前記送受信ユニットが超音波振動子に対して送信する送信信号は、前記コントローラの制御の下、当該コントローラが生成するタイミング信号に同期して送信され、前記ＰＣボードから前記第１の記憶手段へのデジタル信号データの転送は、前記受信データ用のメモリに１フレーム分の画像データを格納した後に、前記コントローラによって生成される前記タイミング信号に同期してなされ、前記座標変換処理は、前記受信データ用のメモリから前記第１の記憶手段へ１フレーム分の画像データが転送された後になされることを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic transducer that transmits an ultrasonic pulse to a living tissue and receives the obtained reflected wave;
Transmission / reception that transmits a transmission signal for the ultrasonic pulse transmission to the ultrasonic transducer that is mechanically scanned , detects a reflected wave received by the ultrasonic transducer, and outputs it as analog signal data Unit,
An A / D converter that receives analog signal data output from the transmission / reception unit and converts it to digital signal data, a reception data memory that stores digital signal data from the A / D converter, and the digital signal A PC board having an internal bus for transferring data, and a controller that takes in a position detection signal based on the position of the ultrasonic transducer, generates a timing signal synchronized with the position detection signal, and controls the transmission / reception unit; ,
A first storage unit that includes the PC board and that temporarily stores the digital signal data transferred from the PC board; and a second program that stores a program for generating an ultrasonic image by performing a coordinate conversion process on the data. A computer having storage means and arithmetic processing means for executing the program and generating ultrasonic image data;
Comprising
A transmission signal transmitted by the transmission / reception unit to the ultrasonic transducer is transmitted in synchronization with a timing signal generated by the controller under the control of the controller, and is transmitted from the PC board to the first storage unit. The transfer of the digital signal data is performed in synchronization with the timing signal generated by the controller after storing image data for one frame in the memory for the received data, and the coordinate conversion process is performed for the received data. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that it is performed after image data for one frame has been transferred from said memory to said first storage means. 前記ＰＣボードから転送されるデータで超音波画像を生成すると共に、複数フレームの超音波画像を共通した任意位置で切り出し、得られる断片化された超音波像を結合し、超音波断層像として出力するプログラム制御手段と、このプログラムを実行して超音波画像及び超音波断層像を生成する演算手段とを有するコンピュータとを具備したことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。  Generates an ultrasonic image with the data transferred from the PC board, cuts out multiple frames of ultrasonic images at a common arbitrary position, combines the obtained fragmented ultrasonic images, and outputs them as an ultrasonic tomographic image The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: a computer having a program control unit that executes the program and a calculation unit that executes the program and generates an ultrasonic image and an ultrasonic tomographic image. 操作指示信号を出力する外部制御指示装置と、前記ＰＣボードから転送される超音波画像の表示領域以上のデータの読み出し位置を外部指示制御装置の指示に応じて変更し、座標変換処理を行い超音波画像を生成するプログラム制御手段と、このプログラムを実行する演算手段を有するコンピュータとを具備したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の超音波診断装置。  An external control instruction device that outputs an operation instruction signal and a reading position of data beyond the display area of the ultrasonic image transferred from the PC board are changed in accordance with an instruction from the external instruction control device, and a coordinate conversion process is performed. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: a program control unit that generates a sonic image; and a computer that includes a calculation unit that executes the program. 前記演算処理手段は、超音波画像の任意の画素を生成するのに必要な受信データのアドレスとこの受信データから補間処理して任意の画素を求めるのに必要な補間係数とを１つの参照データとし、この参照データを用いて、受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波診断装置。  The arithmetic processing means uses one reference data for an address of received data necessary for generating an arbitrary pixel of an ultrasonic image and an interpolation coefficient necessary for obtaining an arbitrary pixel by performing an interpolation process from the received data. The ultrasound diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a program for generating an ultrasound image by executing coordinate conversion and interpolation processing from the received data is executed using the reference data. 振動子を機械的に駆動させる手段と、前記手段により移動した振動子の位置を表す位置信号を出力する手段と、この位置信号を元に送受信ユニットへタイミング信号を生成するとともに、このタイミング信号を位置信号の周期に対応してコンピュータのプログラムで変更可能な機能をもちＰＣボード上のコントローラとを具備したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波診断装置。  A means for mechanically driving the vibrator, a means for outputting a position signal indicating the position of the vibrator moved by the means, a timing signal is generated to the transmission / reception unit based on the position signal, and the timing signal is 5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a controller on a PC board having a function that can be changed by a computer program corresponding to a cycle of the position signal.
JP36536799A 1999-03-31 1999-12-22 Ultrasonic diagnostic equipment Expired - Fee Related JP3869173B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36536799A JP3869173B2 (en) 1999-12-22 1999-12-22 Ultrasonic diagnostic equipment
US09/532,939 US6315731B1 (en) 1999-03-31 2000-03-22 Ultrasonic diagnostic apparatus capable of functional addition
EP00105980A EP1040789B1 (en) 1999-03-31 2000-03-24 Ultrasonic diagnostic apparatus capable of functional addition
DE60033717T DE60033717T2 (en) 1999-03-31 2000-03-24 Ultrasonic diagnostic device for functional addition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36536799A JP3869173B2 (en) 1999-12-22 1999-12-22 Ultrasonic diagnostic equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001178726A JP2001178726A (en) 2001-07-03
JP3869173B2 true JP3869173B2 (en) 2007-01-17

Family

ID=18484084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36536799A Expired - Fee Related JP3869173B2 (en) 1999-03-31 1999-12-22 Ultrasonic diagnostic equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3869173B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4493316B2 (en) * 2003-10-14 2010-06-30 オリンパス株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and image processing program
JP5306087B2 (en) * 2009-07-14 2013-10-02 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP6058330B2 (en) * 2011-11-07 2017-01-11 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001178726A (en) 2001-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3158636B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JP3579326B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
US6315731B1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus capable of functional addition
JPH10248844A (en) Ultrasonic image diagnostic device
JP3869173B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2002248099A (en) Ultrasonic diagnostic instrument
JP2000325350A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2000060851A (en) Ultrasonograph
JP3280625B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JP6871083B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment and power consumption reduction program
JP4306051B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2008284211A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image acquisition program
JP4727060B2 (en) Ultrasonic device
JP2015062570A (en) Ultrasonic diagnostic equipment, medical image processor, and medical image processing program
JP4519547B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JPH03215251A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2004141672A (en) Ultrasonic diagnostic instrument
JP4248933B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2004136110A (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP3455131B2 (en) Mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus, internal processing method of mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus, and ultrasonic image generating method of mechanical scanning ultrasonic diagnostic apparatus
JP2000316846A (en) Ultrasonograph
JP2001333904A (en) Ultrasonic diagnostic device
JPH07111992A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2020120705A (en) Ultrasound diagnostic device, medical image processing device, and ultrasound image display program
JP2019188138A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040329

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20040511

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20040723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060914

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061012

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131020

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees