JPH0135657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波診断装置、特に超音波振動子を
用い被検体に向け超音波ビームの送受波を行い表
示器上に被検体断層面の診断画像を表示する超音
波診断装置に関する。

近年、超音波を利用して診断を行う超音波診断
装置が広く用いられており、この超音波診断装置
は体内の組織や臓器が異なる音響的特性を有する
ことを利用して被検体に向け超音波ビームを送受
波し、表示器上に被検体断層面の診断画像を表示
している。すなわち、超音波をごく短時間だけ体
内に放射すると、超音波が人体組織の中を伝搬す
る途中で異なつた組織の境界からその一部分が反
射して返つてくる。超音波が体内を伝搬するのに
時間がかかるため、超音波の発射点に近いところ
からの反射波は早く、遠いところからの反射波は
遅れて返つてくる。超音波は波長が短いので一方
向へ集中して放射することができ、従つて、この
ような超音波パルスの送受波を被検体の所望断層
面に沿つて行えば、これら各超音波パルスが体内
を伝搬する途中で次々と発生する反射エコーを検
出しブラウン管上に表示することにより、この超
音波パルスの走査により切断される被検体所定断
層面の診断画像をブラウン管上に表示させること
ができる。その際、健全な組織と腫瘍等の異常組
織とは音響的特性が異なるので、ブラウン管上に
表示されたパターンから、組織内に存在する異常
の有無およびその位置を知ることができる。

このようにして、ブラウン管上に表示された診
断画像に基づいて被検体の診断を行うに当たり、
診断の正確を期するため、診断画像の所定領域に
おける拡大画像を必要とする場合が少なくない。

このため、ブラウン管上に表示されている診断
画像から所望の拡大領域を指定すると、その指定
された領域の拡大画像をブラウン管上に表示する
超音波診断装置が従来より使用されており、被検
体の診断を行うに当たり、その細部にわたり正確
に観測できるため、診断の正確を期する上でかな
りの効果を発揮していた。しかし、このような従
来の超音波診断装置は、ブラウン管上に被検体断
層面の診断画像を表示する場合と、その診断画像
の所望画像領域の拡大画像を表示する場合とのい
ずれの場合においても、被検体に向けた超音波ビ
ームの走査を同様に行つていたため、拡大画像領
域における超音波ビームの走査線密度が非常に粗
くなり、ブラウン管上に表示される拡大画像は分
解能が低い質の悪い画像となつてしまう欠点があ
つた。

更に従来の超音波診断装置は、ブラウン管上に
原画像の一部の領域を指定して得られる拡大画像
と原画像とをリアルタイムで同時表示することが
できなかつたため、画像表示される診断画像がリ
アルタイムで順次変動していく動態画像である場
合、例えば、体内の心臓組織を表示させるような
場合、ブラウン管上に拡大表示される拡大画像が
被検体断層面のどの組織を表示しているのかを判
断することが難しく、原画像に表示された被検体
断層面全体との関係で拡大画像表示された組織の
一部の総合的位置判断を正確に行うことが難しい
という欠点があつた。

本発明はこのような従来の課題に鑑みなされた
もので、その目的は画像表示された原画像から所
望の拡大画像領域を指定することにより、高品質
の拡大画像を原画像と同時表示することができる
超音波診断装置を提供することにある。

この目的達成のため、本発明は、超音波振動子
を用いた電子走査により被検体に向けて超音波ビ
ームの送受波を行い表示器上に被検体断層面の診
断画像を表示する超音波診断装置において、表示
器上に表示された拡大位置表示マークを移動させ
ることにより原画像から所望の拡大画像領域を指
定する指定回路と、被検体の原画像領域および拡
大画像領域に向けた超音波ビームの電子走査を交
互に行いかつ原画像領域および拡大画像領域の大
きさに応じて異なる密度で超音波ビームを送受波
するとともに両画像領域の大きさに応じて異なる
深さでフオーカシングを行うビーム走査制御回路
と、この超音波ビーム走査により得られた受信エ
コーに基づいて表示器上に原画像および拡大画像
を同時表示する表示器と、を備えたことを特徴と
する。

次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図には、本発明の超音波診断装置の好適な
実施例を示すブロツク図が示されており、本発明
の超音波診断装置は探触子１０内に配列された超
音波振動子を用い被検体に向け超音波ビームの送
受波を行い、表示器１２上に被検体断層面の診断
画像を表示している。

第２図に示す画像１００は被検体の所望被検部
位に向けて超音波ビームをリニア電子走査するこ
とにより得られた診断画像であり、第３図に示す
画像１００は被検体の所望被検部位に向けて超音
波ビームをセクタ走査することにより得られた診
断画像である。

本発明の特徴は、このような超音波診断装置に
おいて、表示器１２上に表示された原画像１００
から所望の拡大領域１０２を指定する指定回路１
４と、探触子１０上に配列された振動子による超
音波ビームの送受波を制御することにより被検体
の原画像領域および拡大画像領域に向け超音波ビ
ーム走査を交互に行わせるビーム走査制御回路１
６と、この超音波ビーム走査により得られた受信
エコーに基づいて表示器１２上に原画像１００お
よび拡大画像１０４を同時表示する表示回路１８
と、を設けたことにあり、これにより原画像１０
０内の所望の画像領域１０２を高品質の拡大画像
１０４として原画像１００と同時表示することを
可能としたものである。

実施例においては、原画像１００上に表示され
る拡大位置表示マークＡを指定回路１４を用いて
所望の拡大画像領域１０２にセツトすることによ
り、表示器１２のブラウン管上には原画像１００
と、この拡大画像領域１０２における拡大画像１
０４とが同時に表示されることとなる。

このような原画像１００と拡大画像１０４とを
同時表示するに当たり、本発明の装置は振動子に
よる被検体に向けた超音波ビームの送受波を制御
することにより、被検体の原画像領域および拡大
画像領域に向け超音波ビーム走査を交互に行わせ
ているため、拡大画像１０４を高品質の画像とし
て表示することが可能となる。

すなわち、このように、被検体の原画像領域お
よび拡大画像領域に向け超音波ビーム走査を交互
に行うことにより、原画像領域および拡大画像領
域をそれぞれ走査する超音波ビームの走査線密
度、特に拡大画像領域を走査する超音波ビームの
走査線密度を、良好な分解能をもつて拡大画像１
０４を表示するために必要な程度にまで、高める
ことが可能となる。しかも、このように原画像領
域および拡大画像領域に向け超音波ビーム走査を
交互に行うことにより、原画像領域および拡大画
像領域のそれぞれに対し最適のフオーカシング調
整を行いつつ超音波ビーム走査を行うことができ
るため、原画像１００および拡大画像１０４をそ
の深さ方向に対し十分な分解能をもつた高品質の
画像として表示することが可能となる。

第４図には、被検体に向け超音波ビームをリニ
ア電子走査することにより、第２図に示すような
原画像１００および拡大画像１０４を画像表示す
る場合の電子走査の一例が示されている。実施例
において、被検体へ向けた超音波ビームの走査は
被検体の原画像領域１００′および拡大画像領域
１０２′に対して交互に行われる。すなわち、表
示器１２のブラウン管上に原画像１００および拡
大画像１０４の１画面を完像するに当たり、まず
被検体の原画像領域１００′に超音波ビームを送
受波し、次に拡大画像領域１０２′に向け超音波
ビームの送受波を行う。そして、このような超音
波ビームの送受波を原画像領域１００′と拡大画
像領域１０２′とに交互に行いながら、原画像領
域１００′および拡大画像領域１０２′に対してリ
ニア電子走査を行う。従つて、実施例の診断装置
においては、診断画像１画面を完像するために走
査する超音波ビームの走査本数を2n本とすれば、
原画像１００をｎ本の受信エコーに基づいて画像
表示することができ、拡大画像１０４を同様にｎ
本の受信エコーに基づいて画像表示することがで
きる。このため、表示器１２上に画像表示する両
画像１００，１０４は十分な画像情報を基にした
分解能の高い画像として表示されることとなる。

また本実施例の装置においては、被検体の原画
像領域１００′および拡大画像領域１０２′のそれ
ぞれに対して画像領域に応じたフオーカシングを
行つている。実施例の場合においては、被検体の
原画像領域１００′および拡大画像領域１０２′を
それぞれ深さ方向に複数に分割し、第５図に示す
タイミングに従い分割されたこれら各観測領域に
向けそれぞれフオーカシング調整された複数回の
超音波ビームの送受波を行い、各深さ領域からの
反射エコーを用いて全深さ領域に対し良好な分解
能をもつ１本の受信エコーを合成している。この
ようにすることにより、表示器１２上のブラウン
管に表示される原画像１００と拡大画像１０４は
いずれも深さ方向に対し極めて良好な分解能を示
すこととなり、被検体の診断を行うに当たつて非
常に有効な情報を得ることが可能となる。

なお実施例の診断装置においては、被検体の原
画像領域および拡大画像領域に向けた超音波ビー
ムの走査を１回ごとに交互に行つているが、本発
明はこれに限らず、例えば、原画像領域に対し２
回、拡大画像領域に対し１回の超音波ビームの走
査を交互に行う構造としてもよい。

第６図には、以上説明した本発明の超音波診断
装置の詳細なブロツク図が示されている。

第７図は表示器１２のブラウン管上における画
像表示であり、表示器１２のブラウン管上の左反
面には原画像１００が表示され、ブラウン管の右
反面には拡大画像１０４が画像表示されている。

ここにおいて、表示器１２のブラウン管上に表
示された原画像１００から所望の拡大画像領域を
指定する作業は、指定回路１４内の拡大位置指定
スイツチ２０を操作して、原画像１００内に表示
されている拡大位置表示マークＡを所望の拡大画
像領域１０２にセツトしてやればよい。実施例の
指定スイツチ２０は、第８図に示すように、アツ
プスイツチ、ダウンスイツチ、ライトスイツチ、
レフトスイツチの組合せをもつて表示マークＡを
原画像１００内において上下左右に自由に移動さ
せる構造となつているため、原画像１００内にお
ける所望の拡大画像領域１０２を容易に指定する
ことが可能である。

このようにして、拡大位置指定スイツチ２０を
操作すると、その操作信号は表示領域番地発生部
２２に入力され、表示マークＡによつて囲まれた
拡大画像領域１０２の基準番地を設定する。この
番地発生部２２において設定された基準番地は、
原画像１００′の基準番地とともに拡大位置表示
発生部２４に入力され、拡大位置表示信号および
原画像位置表示信号に変換された後、表示回路１
８に入力される。またこの表示領域番地発生部２
２にて設定されたこれらの基準番地は、ビーム走
査制御回路１６内の主制御部３０にも入力され、
ここにおいて、各種の制御信号に変換され出力さ
れる。

主制御部３０は、入力された基準番地に従い振
動子による超音波ビームの送受波を制御し、被検
体に向けた超音波ビームの走査を被検体の原画像
領域１００′および拡大画像領域１０２′に対し交
互に行わせる。すなわち、この主制御部３０は、
番地発生部２２から入力される原画像１００の基
準番地および拡大画像１０４の基準番地に従い、
送受信位置切換部３２に向け超音波ビーム走査信
号を出力するとともに送受信位相制御部３４に向
けフオーカシング信号を出力している。

送受信位置切換部３２は、主制御部３０から出
力される超音波ビーム走査信号に基づいて、探触
子１０上に配列された振動子群による超音波ビー
ムの送受波を制御して、被検体の原画像領域１０
０′および拡大画像領域１０２′に向けた超音波ビ
ームの走査を、第４図に示すように、交互に行わ
せる。

そして、送受信位相制御部３４はこのような超
音波ビームの走査を行うに当たり、被検体の原画
像領域１００′および拡大画像領域１０２′のそれ
ぞれに対して画像領域に応じたフオーカシングを
行つている。すなわち、本実施例の超音波診断装
置は、前述したように、深さ方向に対し良好な分
解能を有する１本の受信エコーを得るために被検
体の観測領域をその深さ方向に複数に分割し、そ
の深さに合わせてフオーカシング調整が行われた
超音波ビームを複数回送受波している。

このような超音波ビームの走査により得られた
原画像領域１００′の受信エコーおよび拡大画像
領域１０２′の受信エコーは表示回路１８内に入
力され、増幅検波部３６にて増幅検波された後、
Ａ／Ｄコンバータ３８を介して原画像メモリ４０
に入力され、同時にＡ／Ｄコンバータ４２を介し
て拡大画像メモリ４４に入力される。

ここにおいて、原画像メモリ４０には被検体の
原画像領域１００′からの受信エコーのみを書き
込み記憶する必要があり、また拡大画像メモリ４
４には、被検体の拡大画像領域１０２′からの受
信エコーのみを書き込み記憶する必要がある。こ
のため、主制御部３０から原画像書込制御部４６
および拡大画像書込制御部４８に向け制御信号が
入力されており、原画像書込制御部４６はこの制
御信号に従い、Ａ／Ｄコンバータ３８、原画像メ
モリ４０を制御して、増幅検波部３６を介して得
られる受信エコーのうち原画像領域１００′から
の受信エコーのみを原画像メモリ４０内に書き込
み記憶させる。また拡大画像書込制御部４８は同
様にして主制御部３０からの制御信号に従い、増
幅検波部３６から出力される受信エコーのうち拡
大画像領域１０２′からの受信エコーのみを拡大
画像メモリ４４内に書き込み記憶させる。

そして、このように原画像メモリ４０、拡大画
像メモリ４４のそれぞれに入力された受信エコー
は画像合成部５０に向け読み出される。ここにお
いて、各メモリ４０，４４から受信エコーを読み
出すに当たり、この読出をこれらメモリ４０，４
４内への受信エコーの書込を妨げることなく行う
必要がある。このため、本実施例の装置において
は、主制御部３０から原画像読出制御部５２およ
び拡大画像読出制御部５４に向け制御信号が出力
されており、原画像読出制御部５２は原画像メモ
リ４０内に書き込み記憶されている受信エコーの
読出を拡大画像メモリ４４内への受信エコーの書
込が行われているタイミングと同期をとつて行
う。逆に拡大画像読出制御部５４は拡大画像メモ
リ４４からの受信エコーの読出を原画像メモリ４
０内への受信エコーの書込が行われているタイミ
ングと同期をとつて行う。このようにすることに
より、各メモリ４０，４４内への受信エコーの書
込を妨げることなく、各メモリ４０，４４からの
受信エコーの読出を行うことができる。

画像合成部５０は、このようにして各メモリ４
０，４４から読み出された受信エコーを拡大位置
表示発生部２４から出力される表示信号に従い画
像合成し、Ｄ／Ａコンバータ５６へ出力する。
Ｄ／Ａコンバータ５６はこのようにして入力され
た信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し
表示器１２へ向け出力し、表示器１２上には、こ
のＤ／Ａコンバータ５６から出力されるアナログ
信号に従い、第７図に示すように、被検体の原画
像領域から得られる原画像１００とその拡大領域
から得られる拡大画像１０４とが表示される。

本発明は以上の構成からなり、次にその作用を
説明する。

まず探触子１０の振動子面を被検体の所望被検
部位に接触させた状態で振動子面から被検体に向
けて超音波ビームを走査する。これにより、表示
器１２のブラウン管上には被検体断層面の診断画
像１００が表示される。

このように、表示器１２上に表示された診断画
像１００内の所望の領域の拡大画像を画像表示さ
せる場合には、拡大位置指定スイツチ２０を操作
することにより、原画像１００内の所望の拡大画
像領域１０２に表示マークＡをセツトする。これ
により、探触子１０の振動子面から被検体の原画
像領域１００′および拡大画像領域１０２′のそれ
ぞれに向け超音波ビームが第４図に示すように、
交互に走査され、表示器１２上には第２図に示す
ように、原画像１００とその拡大画像１０４とが
同時表示されることとなる。

ここにおいて、本発明の装置は被検体に向けた
超音波ビームの走査を原画像領域１００′および
拡大画像領域１０２′に対し交互に行い、被検体
の原画像領域１００′および拡大画像領域１０
２′、とりわけ拡大画像領域１０２′に対する超音
波ビームの走査を十分高い密度となるよう制御し
ているため、原画像１００および拡大画像１０４
はいずれも極めて分解能の高い良好な画質の画像
として表示器１２のブラウン管上に同時表示する
ことが可能となる。しかも、本実施例において
は、両画像の超音波ビームの走査を行うに当た
り、各画像領域の深さに応じて好適なダイナミツ
クフオーカシングを行つており、得られる原画像
１００および拡大画像１０４はその深さ方向に対
しても極めて良好な分解能を示し、これら両画像
を基にして被検体の正確な診断を行うことが可能
となる。

また本発明の装置においては、表示器１２のブ
ラウン管上に原画像１００とこの原画像の所定領
域の拡大画像１０４とを同時表示しているため、
例えば心臓の断層面を表示する場合のように、被
検体断層面の診断画像が常に変化する場合におい
ても、その拡大画像１０４を常に原画像１００と
の対応において観測することができ、拡大画像１
０４内に示される被検部位の位置の同定および細
部の観察を極めて容易にかつ正確に行うことが可
能となる。

以上説明したように、本発明によれば、表示器
上に表示された診断画像から所望の拡大領域を任
意に指定することにより、その画像領域を高品質
の拡大画像として原画像と同時表示することがで
きる。従つて、本発明の装置を用い被検体の診断
を行うことにより、被検体の診断を細部にわたり
正確に行うことができ、しかも、この拡大画像を
原画像と同時表示しているため、画像が経時的に
変化する動態画像のような場合であつても、拡大
画像の変化を原画像全体の変化との関係から総合
的に観察することができ、診断を極めて正確かつ
容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の好適な実施
例を示すブロツク図、第２図および第３図は第１
図に示すブロツク図の表示器上に表示される診断
画像の説明図、第４図は本発明の原理を示す説明
図、第５図は超音波ビーム走査とこの超音波ビー
ムのフオーカシングのタイミングを示すタイミン
グチヤート図、第６図は本発明の超音波診断装置
の具体的な実施例を示すブロツク図、第７図は第
６図に示す表示器に表示される画像説明図、第８
図は第６図に示す装置の拡大位置指定スイツチの
説明図である。 １２……表示器、１４……指定回路、１６……
ビーム走査制御回路、１８……表示回路、１００
……原画像、１０４……拡大画像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波振動子を用いた電子走査により被検体
   に向けて超音波ビームの送受波を行い表示器上に
   被検体断層面の診断画像を表示する超音波診断装
   置において、表示器上に表示された拡大位置表示
   マークを移動させることにより原画像から所望の
   拡大画像領域を指定する指定回路と、被検体の原
   画像領域および拡大画像領域に向けた超音波ビー
   ムの電子走査を交互に行いかつ原画像領域および
   拡大画像領域の大きさに応じて異なる密度で超音
   波ビームを送受波するとともに両画像領域の大き
   さに応じて異なる深さでフオーカシングを行うビ
   ーム走査制御回路と、この超音波ビーム走査によ
   り得られた受信エコーに基づいて表示器上に原画
   像および拡大画像を同時表示する表示器と、を備
   えたことを特徴とする超音波診断装置。