JP4519547B2 - The ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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本発明は、 超音波診断装置に係り、特に超音波診断装置において異なる画像生成処理を行うプロセッサを好適に同期させる技術に関する。 The present invention relates to relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, is particularly suitably synchronizing the processors to perform different image generation processing in the ultrasonic diagnostic apparatus technology.

超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信して生体内の組織構造を断層像として表示するものである。 The ultrasonic diagnostic apparatus is for displaying the organizational structure of a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves into the subject as a tomographic image. 従って超音波診断装置は、複数の振動子チャンネルを有し被検体に超音波の送受信を行う探触子と、この探触子を駆動して複数チャンネルの超音波を送信すると共に被検体内からの反射波を複数チャンネルで受信して超音波受信信号を生成する超音波送受信系と、この超音波送受信系からの超音波受信信号より断層像として再構成等をする信号処理回路系と、この信号処理回路系からの画像信号を入力して断層像を表示する表示装置等を備えている。 Therefore ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject having a plurality of transducers channels, from within the object transmits ultrasonic waves of a plurality of channels by driving the probe an ultrasonic transmitting and receiving system of the reflected wave is received by the plurality of channels to generate the ultrasonic wave reception signal, a signal processing circuit system for a reconstructed or the like as a tomographic image from the ultrasonic reception signal from the ultrasonic transmitting and receiving system, the and a display device for displaying a tomographic image by inputting an image signal from the signal processing circuit system.

超音波診断装置において、表示される画像には各種モード((a)Aモード:横軸に探触子からの距離、縦軸に反射波の振幅を表す。(b)Bモード:超音波の送受信方向を順次変えて走査を行い、2次元画像で表示する。(c)Mモード:臓器の運動機能の診断に用いる。(d)ドップラーモード:血流速度を表示する。)があるが、各種モードの画像は信号処理回路系に設けられた複数の信号処理回路がそれぞれに割り当てられたタスクを行い、それらの結果をタイミング良く合成処理することによって表示装置上に画像表示される。 The ultrasonic diagnostic apparatus, various modes for the image to be displayed ((a) A mode: distance from the probe to the horizontal axis, the vertical axis represents the amplitude of the reflected wave (b) B-mode:. Ultrasonic It performed successively changing the scanning transmitting and receiving direction, for displaying a two-dimensional image (c) M mode:. use in diagnosis of an organ of the motor function (d) Doppler mode:.. for displaying blood flow velocity) it is, image of the various kinds of modes performs a task in which a plurality of signal processing circuits provided in the signal processing circuitry is allocated to each of the image displayed on the display device by their timing better synthesis processing results. このような場合、表示装置上に表示される画像が、主にBモードを表示している状態から主にドップラーモードを表示している状態に移行するような時、次の状態での合成処理のタイミングがうまくなるようにするためには、状態移行時に前の状態での各信号処理回路のタスクが全て終了しているように同期をとる必要がある。 In this case, the image displayed on the display device, mainly when as mainly shifts the state of displaying the Doppler mode from the state of displaying the B-mode, the synthesis process in the next state to ensure that the timing of is well, it is necessary to synchronize so that the task of the signal processing circuit in the previous state when the state transition is completed. 一方、各信号処理回路は各々プロセッサにより駆動されるが、従来、各信号処理回路のタスクを全て同期して終了させるために複数のプロセッサによる駆動を同期して終了させるためには特許文献1の[0006]および[0008]に記載されているように、1つのCPUにより同期をとりビジーウェイトする方法が一般的だった。 On the other hand, each of the signal processing circuit are each driven by a processor, a conventional, in Patent Document 1 in order to synchronize to terminate the drive by a plurality of processors in order to terminate in synchronism all tasks in each signal processing circuit [0006] and [0008] as described in the method of busy wait synchronize with one CPU was common.
特開平5−151174号公報 JP-5-151174 discloses

本発明者は、上記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見い出した。 The present inventor has studied the above-described prior art, we have found the following problems.
すなわち、複数のプロセッサを同期とるために1つのCPUによりビジーウェイトする方法では、CPUは同期がとれるまで、他の仕事ができなかった。 That is, in the method of busy-wait by one CPU to take a plurality of processors synchronously, CPU until locking can be established, can not other work.

本発明の目的は、異なる画像生成処理あるいは信号処理を行うプロセッサを好適に同期させ、CPUの負荷を低減することが可能な超音波診断装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide different image generation processing or signal processing suitably synchronize processor for the ultrasound diagnostic apparatus which can reduce the load on the CPU.

上記目的は、生体に対して超音波を送信し、その反射エコー信号を受信する探触子と、前記探触子を駆動すると共に、受信したエコー信号を増幅する超音波送受信手段と、前記超音波送受信手段によって増幅されたエコー信号を整相する整相手段と、前記整相手段によって整相された信号から画像データへ変換する変換手段と、前記変換手段によって変換された画像データを表示する表示手段と、前記超音波送受信手段乃至前記表示手段の制御を行う中央演算処理装置とを備え、前記変換手段は、超音波診断画像に係る各種信号処理並びに画像再構成処理の動作をそれぞれ制御する複数のプロセッサを具備した超音波診断装置において、前記複数のプロセッサが行う処理は、超音波画像の表示モードの変更、フリーズオンオフの変更、超音波 The above object is achieved by transmitting ultrasonic waves to a living body, a probe for receiving the reflected echo signals, to drive the probe, the ultrasonic transmitting and receiving means for amplifying an echo signal received, the greater displaying a phasing means for phasing the echo signal amplified by the wave transmission and reception means, conversion means for converting the image data from the phasing signal by the phasing means, the image data converted by said converting means comprising a display unit, and a central processing unit for controlling the ultrasonic wave transmitting and receiving means to said display means, said converting means control the operation of the various signal processing and image reconstruction processing according to the ultrasonic diagnostic imaging the ultrasonic diagnostic apparatus having a plurality of processors, processing said plurality of processors performs the change of the display mode of the ultrasound image, change freeze off, ultrasonic キャン条件の変更、画質調整パラメータの変更、シネメモリ操作の変更、画面切り替えの変更を含む処理であって、前記複数のプロセッサのうち一のマスタープロセッサは、マスタープロセッサ自身及び前記マスタープロセッサと異なるスレーブプロセッサに上記処理を行わせるものであって、前記マスタープロセッサ及び前記スレーブプロセッサの処理終了を同期させる機能を有し、前記中央演算処理装置は、前記マスタープロセッサへのみ前記中央演算処理装置からの命令が伝達されるように機能させ、前記マスタープロセッサによって前記マスタープロセッサ及び前記スレーブプロセッサによる上記処理の終了が同期された処理画像を前記表示手段に表示させることで達成される。 Changing the can condition, changing the image quality adjustment parameters, change the cine memory operation, a process including change of screen switching, one master processor of the plurality of processors, the slave processor which is different from the master processor itself and the master processor to be one to perform the above process have the ability to synchronize the processing end of the master processor and the slave processor, the central processing unit, the command from seeing the central processing unit to said master processor to function so as to transmit the completion of the processing by the master processor and the slave processor by the master processor is achieved by displaying the processed image which has been synchronized to said display means.

本発明によれば、異なる画像生成処理あるいは信号処理を行うプロセッサを好適に同期させ、CPUの負荷を低減することが可能な超音波診断装置が提供される。 According to the present invention, different image generation processing or signal processing suitably synchronize processor for ultrasound diagnostic apparatus which can reduce the load of the CPU is provided.

図1は本発明による超音波診断装置を示す概略ブロック図である。 Figure 1 is a schematic block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
1は生体に対して超音波を送信および受信する探触子1であり、この探触子1は超音波送受信部2によって駆動され、探触子1が受信したエコー信号は超音波送受信部2によって受信増幅される。 1 is a probe 1 for transmitting and receiving ultrasonic waves to a living body, the probe 1 is driven by the ultrasonic transmitting and receiving unit 2, an echo signal probe 1 is received by the ultrasonic transceiver 2 received amplified by. 超音波整相部3は探触子1がアレイ型探触子である場合に受信ビーム信号を形成するために、複数の振動子で受信してエコー信号に対し整相を行うためのものである。 To form a reception beam signal in case ultrasonic phased portion 3 probe 1 is an array type probe, used to perform phased to echo signals received by a plurality of transducers is there. 2次元的に走査された超音波信号は順次、B像処理回路4やドップラー像処理回路5等の信号処理回路へ入力され信号処理や再構成処理がされる。 Two-dimensionally scanned ultrasonic signals sequentially, B image processing circuit 4 and is input to the signal processing circuit 5 such Doppler image processing circuit signal processing and reconstruction processing is. これらの信号処理を施された受信ビーム信号はデジタルスキャンコンバータ(DSC)6内のメモリで画像データ化され、走査変換して読み出されて、モニタ7に画像として表示される。 Reception beam signal subjected to these signal processing is image data of the memory of a digital scan converter (DSC) 6, are read out by scan conversion, it is displayed on the monitor 7 as an image. ただし、図1では図を見やすくするため信号処理回路の数は2個の場合について例示しているが、この数は2個には限られなくいろいろな数が考えられ、更にいろいろな機能をそれぞれに持たせるバリエーションが考えられる。 However, the number of signal processing circuits for clarity of illustration in Figure 1 illustrates the case of two, this number can have any number numbers not limited to two, more various functions, respectively variations to have to be considered.

図1では、超音波送受信部2、超音波整相部3、B像処理回路4、ドップラー像処理回路5は、それらに直接接続されたプロセッサ8a〜8dによって駆動あるいは制御され、プロセッサ8a〜8dはインターフェイス9a〜9dを介してCPU10によって制御されている。 In Figure 1, the ultrasonic transmitting and receiving unit 2, ultrasonic phased section 3, B-picture processing circuit 4, the Doppler image processing circuit 5 is driven or controlled by a processor coupled 8a~8d them directly, processor 8a~8d It is controlled by the CPU10 through the interface 9a to 9d. この時、B像処理回路4及びドップラー像処理回路5等の複数の信号処理回路により信号処理される受信ビーム信号は、同期してモニタへ表示されなければならないので、複数の処理回路のそれぞれに割り当てられた、ある状態(例えばBモード像をモニタに表示する状態)におけるタスクが、別の状態(例えばドップラーモード像をBモード像と同時にモニタに表示する状態)におけるタスクに移行するような場合には、状態移行時に各信号処理回路のタスクは全て同期をとって動作する必要がある。 At this time, since the received beam signal is a signal processed by a plurality of signal processing circuits such as B-picture processing circuit 4 and the Doppler image processing circuit 5, it must be displayed on the monitor in synchronization, each of the plurality of processing circuits allocated, if certain conditions task in (e.g. a state of displaying the B-mode image on the monitor), such as to shift the task in another state (e.g., state of displaying the Doppler mode image simultaneously on the monitor with the B-mode image) the task of the signal processing circuit when the state transition is required to operate taking all synchronization. 本発明では終了の同期をとるために、信号処理回路のタスクを制御するプロセッサを次に示すような要領で動作させる。 In the present invention, in order to synchronize the completion of operating in the manner as shown below processor for controlling the task of the signal processing circuit.

以下、本発明の実施例を図2〜図4を用い順に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention in the order of reference to FIGS.
先ず、図2は各プロセッサの内部ステートを表し、Task1ステート、Task2ステートおよびSyncステートの3つのステート(状態)で内部ステートが構成されていることを示している。 First, FIG. 2 represents the internal state of each processor, Task1 state, indicating that the internal state is composed of Task2 state and Sync state three states (state). 図3は汎用バス11を介したCPU10と複数のプロセッサとの命令の流れを、間に挟まれたインターフェイスを省略して示したものである。 3 are those of the instruction stream with the plurality of processors and CPU10 via the general purpose bus 11, shown by omitting the sandwiched interface between. ただし、図3において同期させなければならないプロセッサの個数は、説明をわかりやすくするため図1と異なり4つである。 However, the number of processors must be synchronized in FIG. 3 is four unlike the Figure 1 for clarity of illustration. また、本実施例におけるプロセッサは下記に説明するようにマスタープロセッサ1個とスレーブプロセッサ3個から成っている。 The processor consists of one master processor and three slave processors as described below in this embodiment.

図3において、実線の矢印はCPU10からマスタープロセッサ6cへの命令の流れ、破線の矢印はマスタープロセッサ6cからスレーブプロセッサ6d〜6fへの命令の流れを示している。 3, a solid arrow indicates the flow of instructions in instruction stream to the master processor 6c from CPU 10, dashed arrows from the master processor 6c to the slave processor 6D~6f.

次に図4を用い、CPU10とマスタープロセッサ6cとスレーブプロセッサ6d〜6fの処理の流れを説明する。 Next referring to FIG. 4, the flow of processing of the CPU10 and the master processor 6c and the slave processor 6D~6f. 画像の大きさや表示モードなどが、例えばTask2からTask1へ変更され、プロセッサにTask1ステートの実行の要求が生じた場合、CPU10はマスタープロセッサ6cにTask1ステートの実行命令を発行する。 Size and display mode of the image is, for example, is changed from Task2 to Task1, if Task1 request state of the execution occurs in the processor, CPU 10 issues the execution instruction of Task1 state to the master processor 6c. この段階でCPU10はプロセッサ制御以外の処理を開始することができる。 At this stage CPU10 can begin the process other than the processor control. マスタープロセッサ6c内は制御タスク部とプロセッサ部から成っていて、CPU10からのTask1ステートの実行命令は制御タスク部に伝えられる。 The master processor. 6c consist control task unit and the processor unit, Task1 state of the instruction from the CPU10 is transmitted to the control task unit. すると、マスタープロセッサ6c内の制御タスク部は、Syncステートへの遷移命令をマスタープロセッサ6c内のプロセッサ部と3個のスレーブプロセッサ6d〜6fに発行する。 Then, the control task unit in the master processor 6c issues a transition instruction to the Sync state to the processor unit and three slave processors 6d~6f in the master processor 6c. マスタープロセッサ内のプロセッサ部と3個のスレーブプロセッサ6d〜6fはSyncステートへの遷移が完了するとマスタープロセッサ6c内の制御タスク部に対してSyncステートへの遷移完了通知を行う。 Processor unit and three slave processors 6d~6f in the master processor performs the transition completion notification to the Sync state for control task unit in the master processor 6c the transition to the Sync state is completed. 制御タスク部がマスタープロセッサ6c内のプロセッサ部と3個のスレーブプロセッサ6d〜6fのすべてからSyncステートへの遷移完了通知を受け取った段階でプロセッサ間の同期が完了する。 Synchronization between processors at the stage where the control task unit receives a transition completion notification to the Sync state from all of the processor unit and three slave processors 6d~6f in the master processor 6c is completed. 同期が完了したのでマスタープロセッサ6c内の制御タスク部はマスタープロセッサ6c内のプロセッサ部と3個のスレーブプロセッサ6d〜6fに対してTask1ステートの実行命令を発行し、全てのプロセッサが同時にTask1ステートの実行を開始する。 Since synchronization is complete control task unit in the master processor 6c issues the execution instruction of Task1 state for the processor unit and three slave processors 6d~6f in the master processor 6c, all processors simultaneously Task1 state to start the run.

本実施例によれば、CPUのプロセッサの同期に関する処理はマスタープロセッサに命令を発行するだけになり、同期待ち処理(ビジーウェイト)を行う必要がなくなることからCPUが行う他の処理のスループットが向上する。 According to this embodiment, the process relates to the synchronization of the processor of the CPU will only issue a command to the master processor, synchronization wait processing (busy waiting) the throughput of other processing performed by a CPU since it is not necessary to perform the improvement to. 例えば、ユーザーの入力に対して素早く応答することができる。 For example, it is possible to respond quickly to the user input. また、本実施例ではマスタープロセッサの一部を用い同期待ち処理の制御を行うので、余分に別のプロセッサを用意する必要はない。 Further, since the control of the synchronization wait processing using a part of the master processor in the present embodiment, there is no need to extra preparing another processor.

次に本発明の実施例2を図に基づいて説明する。 Then the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施例では、処理の高速化や並列に複数の仕事をプロセッサに行わせるために、図5に示すようにプロセッサ6gと6h、6iと6kの2組のシステムに分割し、プロセッサ6gおよび6iをマスタープロセッサ、プロセッサ6hおよび6kをスレーブプロセッサとしている。 In this embodiment, in order to carry out the processor a plurality of work speed and parallel processing, divided into two sets of systems of processors 6g and 6h, 6i and 6k, as shown in FIG. 5, the processor 6g and 6i a master processor, and the processor 6h and 6k as a slave processor. 本実施例ではCPU10はマスタープロセッサ6gにTask3の実行命令を発行し、マスタープロセッサ6iにTask4の実行命令を発行するだけの処理でTask3およびTask4の処理を並列にプロセッサに実行させることができる。 In the present embodiment CPU10 issues a run instruction Task3 the master processor 6 g, the processing of the processing at Task3 and Task4 only issues the execution instruction of Task4 master processor 6i can be executed by the processor in parallel.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形できる。 The present invention is not limited to the embodiment described above, it can be variously modified without departing from the gist of the present invention. 例えば、表示モードが変更された際、各プロセッサ(とそれに接続された表示回路)のタスクがどのように変更されるかの種類についての例については、図6に示したようなものが考えられる。 For example, when the display mode is changed, for example about kind task how to change each processor (and connected thereto a display circuit), it can be considered as shown in FIG. 6 . また、モードの変更は表示モードの変更のみならず、Freeze On/Offの変更、超音波スキャン条件変更(深度切替、Density切替、送信周波数切替など)画質調整パラメータの変更(ダイナミックレンジ、SCC、各種フィルタなど)、シネメモリ操作の変更(コマ再生、連続再生)、画面切り替えの変更(1画面、2画面)等の際にも複数のプロセッサの前のタスクを同期して終了させなければならない場合があるので、本発明が適用できることは言うまでもない。 Further, the mode change not only change the display mode, Freeze On / Off changes, ultrasound scanning condition change (depth switching, Density switching, transmission frequency switching, etc.) change of the image quality adjustment parameters (dynamic range, SCC, various filters, etc.), changes in the cine memory operations (frame playback, continuous playback), a screen change switch (one screen, if the two screens) must be completed in synchronization with the previous task of the plurality of processors even when such is since, it is needless to say that the present invention can be applied. また、マスタープロセッサとして用いるプロセッサとしては、複数のプロセッサの中で、比較的本来の画像再構成のタスクの負荷が少ないものを選べば、 好適に同期処理が可能である。 As the processor used as a master processor, among the plurality of processors, if you choose those loads relatively original image reconstruction task is small, it is suitably synchronization possible.

本発明による超音波診断装置の実施例1を示す概略ブロック図。 Schematic block diagram showing a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 各プロセッサの内部ステートを示す図。 It shows an internal state of each processor. 汎用バスを介したCPUと複数のプロセッサとの命令の流れを示す図。 Diagram showing the flow of instructions between the CPU and the plurality of processors via the universal bus. CPU10とプロセッサ6c〜6fの処理の流れを示す図。 It shows the process flow CPU10 processor 6C~6f. プロセッサを2組のシステムに分割して実行させる本発明による超音波診断装置の実施例2を示す図。 It illustrates a second embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the invention to be executed by dividing the processor into two sets of systems. 表示モードが変更された際、各プロセッサ(とそれに接続された表示回路)のタスクがどのように変更されるかについての例。 Examples of how the display mode when it is changed, the task of the processor (and display circuitry connected thereto) is how to change.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

6c マスタープロセッサ(制御タスクを含む) 6c the master processor (including control task)
6d〜f スレーブプロセッサ 11 汎用バス 6d~f slave processor 11 general-purpose bus

Claims (2)

  1. 生体に対して超音波を送信し、その反射エコー信号を受信する探触子と、前記探触子を駆動すると共に、受信したエコー信号を増幅する超音波送受信手段と、前記超音波送受信手段によって増幅されたエコー信号を整相する整相手段と、前記整相手段によって整相された信号から画像データへ変換する変換手段と、前記変換手段によって変換された画像データを表示する表示手段と、前記超音波送受信手段乃至前記表示手段の制御を行う中央演算処理装置とを備え、前記変換手段は、超音波診断画像に係る各種信号処理並びに画像再構成処理の動作をそれぞれ制御する複数のプロセッサを具備した超音波診断装置において、 Transmitting ultrasonic waves to a living body, a probe for receiving the reflected echo signals, to drive the probe, the ultrasonic transmitting and receiving means for amplifying an echo signal received by the ultrasonic transmitting and receiving means a phasing means for phasing the amplified echo signal, and converting means for converting the image data from the phasing signal by the phasing means, and display means for displaying the image data converted by said converting means, wherein a central processing unit for controlling the ultrasonic wave transmitting and receiving means to said display means, said converting means, a plurality of processors respectively control the operation of the various signal processing and image reconstruction processing according to the ultrasonic diagnostic imaging the ultrasonic diagnostic apparatus having,
    前記複数のプロセッサが行う処理は、超音波画像の表示モードの変更、フリーズオンオフの変更、超音波スキャン条件の変更、画質調整パラメータの変更、シネメモリ操作の変更、画面切り替えの変更を含む処理であって、 The process in which a plurality of processors do is change the display mode of the ultrasound image, change the freeze off, change the ultrasonic scan condition, changing the image quality adjustment parameters, change the cine memory operation, a processing including a change of screen switching Te,
    前記複数のプロセッサのうち一のマスタープロセッサは、マスタープロセッサ自身及び前記マスタープロセッサと異なるスレーブプロセッサに上記処理を行わせるものであって、前記マスタープロセッサ及び前記スレーブプロセッサの処理終了を同期させる機能を有し、 One master processor of the plurality of processors, there is to perform the process in a different slave processor and the master processor itself and the master processor, have the ability to synchronize the processing end of the master processor and the slave processor and,
    前記中央演算処理装置は、前記マスタープロセッサへのみ前記中央演算処理装置からの命令が伝達されるように機能させ、前記マスタープロセッサによって前記マスタープロセッサ及び前記スレーブプロセッサによる上記処理の終了が同期された処理画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする超音波診断装置。 Said central processing unit, said to function as a command from seeing the central processing unit to the master processor is transmitted, the end of the processing by the master processor and the slave processor is synchronized by the master processor processing ultrasonic diagnostic apparatus characterized by displaying the image on the display means.
  2. 前記マスタープロセッサは、前記マスタープロセッサ自身及び前記スレーブプロセッサに対して上記処理を開始させ、前記マスタープロセッサ及びスレーブプロセッサの処理終了の同期待ち処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 The master processor, said to start the processing to the master processor itself and the slave processor, ultrasound according to claim 1, characterized in that the synchronization wait processing termination of the process of the master processor and slave processors diagnostic equipment.
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