JP5829229B2 - 超音波診断装置および超音波画像生成方法 - Google Patents
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Description
また、DBF制御部は、受信データメモリからキャッシュメモリに転送される受信データに対して整相加算を順次行うように、ビームフォーミング部を制御するのが好ましい。
図1に、この発明の一実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、アレイトランスデューサ1を備え、このアレイトランスデューサ1に送信駆動部2および複数の受信信号処理部3が接続されている。複数の受信信号処理部3には受信データメモリ4が接続され、この受信データメモリ4に、信号処理部5、DSC(Digital Scan Converter)6、画像処理部7、表示制御部8および表示部9が順次接続されている。また、受信データメモリ4にはDBF部10が接続され、画像処理部7には画像メモリ11が接続されている。そして、信号処理部5、DSC6、画像処理部7および画像メモリ11により、画像生成部12が形成されている。
また、送信駆動部2、受信信号処理部3、DBF部10、信号処理部5、DSC6および表示制御部8に制御部13が接続され、制御部13に操作部14と格納部15がそれぞれ接続されている。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
受信データメモリ4は、メインメモリ内に形成され、複数の受信信号処理部3で生成された受信データをフレーム毎に順次格納する。
信号処理部5は、DBF部10により生成された音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるBモード画像データを生成する。
DSC6は、信号処理部5で生成されたBモード画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換(ラスター変換)する。
画像処理部7は、DSC6から入力されるBモード画像データに階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Bモード画像データを表示制御部8に出力すると共にBモード画像データを画像メモリ11に格納する。
表示部9は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部8の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
格納部15は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、DVD−ROM、SDカード、CFカード、USBメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
なお、信号処理部5、DSC6、画像処理部7、表示制御部8および制御部13は、CPUと、CPUに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムは、格納部15に格納される。格納部15における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROMまたはDVD−ROM等を用いることができる。
図2に示すように、DBF部10は、受信データメモリ4に接続された受信データIF部17を有し、この受信データIF部17にDBFキャッシュメモリ18と整相加算部19を順次接続して構成されている。また、制御部13は、DBF制御部20を備え、このDBF制御部20に受信データIF部17と整相加算部19がそれぞれ接続されている。
受信データIF部17は、DBF制御部20による制御の下で、受信データメモリ4とDBFキャッシュメモリ18の間でデータの転送を仲介する。DBFキャッシュメモリ18は、受信データIF部17を介して受信データメモリ4から転送された受信データを一時的に保存すると共に、整相加算部19で生成された音線データを一時的に保存する。整相加算部19は、DBF制御部20による制御の下で、DBFキャッシュメモリ18に保存された受信データの整相加算を行う。
ここで、受信データの総データ量とは、超音波画像を生成するための複数の音線信号のうち、少なくとも1つの音線信号を生成するために必要な受信データのデータ量である。また、撮像条件としては、受信データの総データ量を算出するためのものが用いられ、例えば、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度(サンプリング数)および超音波プローブの種類などを用いることができる。
例えば、DBF制御部20は、DBFキャッシュメモリ18の容量に収まるように受信データの総データ量をほぼ等分割して受信データを小分けにし、DBFキャッシュメモリ18に転送させることができる。この時、DBF制御部20は、整相加算部19において実施される整相加算が部分的に完結するように、受信データをチャンネル単位で小分けにしてDBFキャッシュメモリ18に転送させるのが好ましい。これにより、一連のデジタルビームフォーミング処理を通してDBFキャッシュメモリ18から同じ受信データが入出力される回数が減少し、キャッシュアウトの頻度を抑制することができる。
そして、DBF制御部20は、例えば1つの音線信号が生成される毎に、DBFキャッシュメモリ18と受信データIF部17を介して、音線信号を受信データメモリ4に転送させる。
まず、超音波診断装置の操作部14を介して、操作者が撮像条件を入力する。例えば、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度および超音波プローブの種類などが入力される。入力された撮像条件は制御部13に出力され、制御部13は、撮像条件に基づいて超音波診断装置の各部を制御し、超音波診断が開始される。
このように、受信データメモリ4からDBFキャッシュメモリ18に転送される受信データをチャンネル単位Rで小分けにすることで、整相加算部19において実施される整相加算を部分的に完結させることができる。すなわち、整相加算に一度用いられた8チャンネル分の受信データを、他の8チャンネル分の受信データを整相加算する際に用いる必要がなく、同じ受信データが繰り返しDBFキャッシュメモリ18に入出力されることを抑制して、キャッシュアウトの頻度を低減することができる。
このようにして、受信データメモリ4には、整相加算部19で生成された音線信号が順次転送される。そして、画像生成部16の信号処理部4が、受信データメモリ4に格納された複数の音線信号をフレーム単位で入力し、Bモード画像信号を生成する。生成されたBモード画像信号は、DSC6でラスター変換されると共に画像処理部6で階調処理等が施された後、このBモード画像信号に基づいて表示制御部7により超音波診断画像が表示部8に表示される。
このように、デジタルビームフォーミング処理に用いられる受信データのデータ量は、撮像条件に応じて大きく変化されるため、DBFキャッシュメモリ18に受信データを過不足なく転送するためには、撮像条件に基づいて予め受信データの総量を求めて受信データの転送量を設定する必要がある。
また、上記の実施の形態では、整相加算部19において生成された音線信号は、1つの音線信号が生成される毎に受信データメモリ4に転送されていたが、整相加算部19から信号処理部4に音線信号が転送できればよく、これに限られるものではない。例えば、整相加算部19において1フレーム分の複数の音線信号を生成した後に、その複数の音線信号を受信データメモリ4に転送してもよい。
Claims (5)
- 撮像条件に基づいて、アレイトランスデューサから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体からの超音波エコーがアレイトランスデューサで受信され、アレイトランスデューサから出力される複数チャンネルの受信信号を処理して得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
前記複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを順次格納する受信データメモリと、
キャッシュメモリを有し、前記受信データメモリに格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次前記キャッシュメモリに転送し、前記キャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行うビームフォーミング部と、
前記ビームフォーミング部の整相加算に用いられる受信データの総データ量を前記撮像条件に基づいて予め求め、前記受信データの総データ量と前記キャッシュメモリの容量に応じて前記ビームフォーミング部を制御して、前記キャッシュメモリの容量に収まるように、前記受信データメモリの受信データの総データ量をチャンネル単位でまたは深さ方向にほぼ等分割して小分けにし、前記キャッシュメモリに転送させるDBF制御部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。 - 前記DBF制御部は、1つの音線信号を生成するために用いられる全チャンネルからの受信データのデータ量を前記受信データの総データ量として求める請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記DBF制御部は、前記受信データメモリから前記キャッシュメモリに転送される受信データに対して整相加算を順次行うように、前記ビームフォーミング部を制御する請求項1または2に記載の超音波診断装置。
- 前記撮像条件は、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度のうち少なくとも1つが用いられる請求項1〜3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
- 撮像条件に基づいて、アレイトランスデューサから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体からの超音波エコーがアレイトランスデューサで受信され、アレイトランスデューサから出力される複数チャンネルの受信信号を処理して得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
前記複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを順次受信データメモリに格納し、
前記受信データメモリに格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次ビームフォーミング部のキャッシュメモリに転送すると共に、前記ビームフォーミング部は前記キャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行い、
前記ビームフォーミング部の整相加算に用いられる受信データの総データ量を前記撮像条件に基づいて予め求め、前記受信データの総データ量と前記キャッシュメモリの容量に応じてDBF制御部が前記ビームフォーミング部を制御し、前記キャッシュメモリの容量に収まるように、前記受信データメモリの受信データの総データ量をチャンネル単位でまたは深さ方向にほぼ等分割して小分けにし、前記キャッシュメモリに転送させることを特徴とする超音波画像生成方法。
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