JPH0226970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セクタ式超音波診断装置の画像処理
装置であるデイジタルスキヤンコンバータ（以下
DSCという）に関する。

［従来の技術］ 超音波診断装置には、本来ベクトル走査である
超音波ビーム（以下音線という）が使用され、こ
れにより得られるビデオ信号フオーマツトを標準
方式テレビジヨンのラスタ走査に適合したフオー
マツトに変換するためにDSCが使用される。そ
してセクタ式超音波診断装置においては、音響的
走査は第２図に示すようにセクタプローブの表面
を原点とする極座標表面で行なわれる。このよう
に音響的走査で得られた超音波断層像は、DSC
の画像メモリに書込むときに極座標系から直交座
標系へ座標変換が施される。このDSCはCRTモ
ニタに表示できる扇の形や大きさに一定の制約が
あつた。即ち半径400ピクセル程度中心角90゜程度
のものまでしか表示できなかつた。特に半径をよ
り大きくすることは困難であつた。その原因は画
像メモリの書込み速度の遅さにある。そのため画
像メモリへの書込みを極座標とした回路がある。
その回路を第３図に示す。

第３図は望ましいDSCの１例のブロツク図で
ある。１はＡ／Ｄ変換器、２はＡ／Ｄ変換クロツ
ク発振器で図示しない超音波受信器からのアナロ
グビデオ信号はＡ／Ｄ変換器１でデイジタル信号
に変換される。Ａ／Ｄ変換クロツク発振器２では
CRT表示画像の拡大率に応じてＡ／Ｄ変換クロ
ツクの周波数を決定する。例えば拡大率１倍にお
いては400ピクセルで深さ15cm分のアナログビデ
オ信号をデイジタル化するので１／（15cm×
13μs／400ピクセル）≒2.05MHzである。ここで
13μsは生体内の１cmに相当する時間である。３は
ラインバツフア書込みアドレス発生器で４及び５
はラインバツフアである。Ａ／Ｄ変換クロツク発
振器２の出力信号をラインバツフア書込みアドレ
ス発生器３に与えてラインバツフア書込みアドレ
ス信号を発生させる。ラインバツフア４及び５は
データセレクタ２１及び２２の動作によつて２重
構成になつている。ラインバツフアは１音線づつ
書込み、之を読み出しているときにもう一つのラ
インバツフアが次の音線のデータを書込むように
なつている。例えばラインバツフア４にＡ／Ｄ変
換器１の出力を書き込んでいるときはラインバツ
フア５は読み出しモードになつていて一次補間器
６や画像メモリ７にデータを送り出している。こ
れはどの超音波送受信サイクルにおいてもライン
バツフア４及び５が見掛上書込みと読み出しを同
時に行えるようにするためである。ラインバツフ
ア４及び５に書込んだデータを読み出すためのラ
インバツフア読出しアドレス信号は転送クロツク
発振器８からの転送クロツク信号をラインバツフ
ア読出しアドレス発生器９に与えて作る。ライン
バツフア４及び５の出力は一次補間器６に入り３
本の補間音線を作る。これは第８図に示すように
隣接する音線Ａ及びＢの間に補間音線ｃ，ｄ，ｅ
を作るものである。この眞の音線Ａ，Ｂと補間音
線ｃ，ｄ，ｅのデータはそれぞれが持つているθ
アドレスに基づき、画像メモリ７に隙間なく書き
込まれる。このθアドレスは図示しないシステム
コントローラから来る音線番号データと１対１の
対応をしている。上記のように画像メモリ７の入
力端子を４個設け、各々を例えば眞の音線Ａのデ
ータ及び補間音線ｃ，ｄ，ｅのデータ専用として
同時に４本の音線の書込みが進行するように構成
する。こうすることで画像メモリ７への書込み時
間は以下のように抑えられる。

４×21.7μs／400＝217ns 従来分子はテレビジヨンの掃引時間が規定して
いたがスタテイツクRAMの発達で処理速度が早
くなつたので読出し、書込を同時に行なう必要か
ら帰線時間の21.7μsを基準とした。書込時間の
217nsは現在の水準では妥当な値である。分母は
４本の音線を同時に書き込むため、４本分のピク
セル数1600でなく400でよい。

画像メモリ７の読出しクロツク信号はフエーズ
コンパレータ１０、低域濾波器１１、電圧制御マ
ルチバイブレータ１２及１／Ｎ分周器１３から成
るPLL（フエーズロツクドループ）回路で、水平
周期信号（以下HDと記す）に基づきHDのＮ倍
の周波数を持ち且つHDと位相の合つた信号であ
る。この信号はｘ，ｙ読出しアドレス発生器１４
に入る。ｘ，ｙ読出しアドレス発生器１４には
HD及び垂直同期信号（以下VDという）が入力
されていて、CRTモニタのラスタ方向（水平方
向）をｘ軸、縦方向をｙ軸とする読出しアドレス
が作られる。ｘアドレスは前記PLL回路の出力
である読出しクロツクをカウントして得られ、ｙ
アドレスはHDをカウントして得られる。前記の
VDはｙアドレスのカウンタのプリセツトのため
に用いられ、HDはｘアドレスカウンタのプリセ
ツトのためにも用いられる。このようにして得ら
れたｘ，ｙ読出しアドレス信号は座標変換器１５
で遅滞なく極座標系に変換され、γ，θ読出しア
ドレス信号として出力される。この座標変換器１
５には数表が格納されていて、入力のｘ，ｙ座標
からの数値によつてγ，θの極座標を読み取るよ
うになつている。このγ，θ読出しアドレス信号
はデータセレクタ１６を経て画像メモリ７に与え
られる。一方転送クロツク発振器８の出力信号
と、音線番号データは画像メモリ書込みアドレス
発生器１７に入り、γ，θ書込アドレス信号を作
つて前記のγ，θ読出しアドレス信号と共にデー
タセレクタ１６に入る。このγ，θ書込アドレス
信号は眞の音線Ａと補間音線ｃ，ｄ，ｅを画像メ
モリ７に規則正しく隙間なく書き込むためのもの
である。データセレクタ１６はCRTモニタ１８
の画像表示期間にはγ，θ読出しアドレス信号を
選択し、画像非表示期間には、γ，θ書込アドレ
ス信号を選択するように制御される。データセレ
クタ１６は読出しアドレス信号と書込みアドレス
信号を切替えて画像メモリ７に供給するのである
が、何れにしても極座標で行なつている。こうし
て読み出された画像メモリ出力は、Ｄ／Ａ変換器
１９でアナログ信号に戻され、同期付加器２０で
同期信号とブランキング信号を付加され、複合ビ
デオ信号となつてCRTモニタ１８に入りCRTモ
ニタ１８の管面にセクタ画像を表示する。以上が
第３図の回路の動作であるが次にこのDSCを用
いて画像拡大を実行する方法、手順について述べ
る。これからはセクタの中心角90゜、拡大率１倍
の時の視野深度15cm、それれに対応するピクセル
数400ピクセル、θ方向の分解能512ピクセル（眞
の音線と補間音線の総数が512本）について考え
る。

拡大率１倍、即ち拡大を行なわない実寸表示の
場合に第５図イに示すようなセクタ画像がCRT
モニタ１７に表示されたとする。この場合画像メ
モリ７上では第５図ロのような状態で画像が格納
されている。このときのセクタ画像（第５図イ）
は縦400ピクセル横566ピクセルで標準テレビジヨ
ン方式のCRTモニタ１８の画面に十分収まる。
横566ピクセルは2γsinθ＝800sin45゜≒566から求め
られる。ここで拡大率を２倍即ち第５図イの画像
を２倍に拡大したとすると、セクタ画像は第６図
イに示すようになる。またこのとき画像メモリ７
上では第６図ロに示すような状態で画像が格納さ
れている。第６図イに示したセクタ画像は架空の
ものであつて、縦800ピクセル、横1131ピクセル
もあつてCRTモニタ１８の画像には収まらない。
従つて実際には拡大率を２倍にする時は第６図イ
の画像のうちどの部分をCRTモニタ１８に表示
したいかを予め設定する必要がある。この走査を
ROI（ロイ）（Region of Interest関心領域）の設
定と称する。ROIの設定はｘ，ｙ読出しアドレス
発生器１４にｘ，ｙプリセツト値を設定して行な
われる。こうするとｘ，ｙ読出しアドレス発生器
１４はこれ以後ROIに対応したｘ，ｙ読出しアド
レス信号を発生するようになる。このROIを設定
した図を第７図に示す、第７図イはセクタのROI
設定部分で音線のγ1からγ2までを設定していて
CRTモニタ１８にはこの部分が表示される。こ
の時の画像メモリ７上の像は第７図ロの通りであ
る。

以上のDSCにマイクロコンピユータを接続し
てCRTモニタを見ながらカーソル又はトラツク
ボールなどにより指示する領域をマイクロコンピ
ユータに入力したりマイクロコンピユータに指示
して、画面に表示したりすることを行なうための
回路がある。

第４図はマイクロコンピユータがアクセスする
ことの出来る改良を施した回路図である。ここで
画像メモリ７の読出し及び書込みアドレス信号の
切換を行つているデータセレクタ１６の次段に他
のデータセレクタ２３を設け、前記データセレク
タ１６とマイクロコンピユータアドレスバス２６
とを切換えるようにしたものである。このデータ
セレクタ２３はDSCが通常の走査変換動作を行
つているときはデータセレクタ１６の出力を選択
し、マイクロコンピユータ２４が画像メモリ７を
アクセスするときにはマイクロコンピユータアド
レスバス２６を選択するよう構成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述の構成のマイクロコンピユータ２４と画像
メモリ７の接続方式において次のような欠点があ
る。

１ CRT表示画像は直交座標系として定義づけ
られているので画像を見た上で正方形、矩形等
色々な形のROIで指定された領域のデータをマ
イクロコンピユータ２４が読み出そうとすると
CRTモニタ１８の画面のROI内のピクセルに
対し１点１点直交座標でコンピユータ２４に入
力し、これを極座標への座標変換を実行した後
でないと目標とするピクセルのデータが読め
ず、効率が良くない。

２ 又、CRT表示画像上の正方形、矩形等色々
な形のROIで指示された領域にマイクロコンピ
ユータ２４がデータを書き込もうとする場合も
同様に直交座標で入力し極座標に変換する必要
があつて効率が良くない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、DSCに接続したマイクロコンピユー
タでDSCの画像メモリをアクセスする際にマイ
クロコンピユータが座標変換をする必要のない
DSCを実現することである。

［問題点を解決するための手段］ 前記の問題点を解決する本発明は、超音波診断
装置の音線のアナログビデオ信号をデイジタル変
換し、極座標のまま画像メモリに書込み、直角座
標で設定した読出しアドレスを極座標に変換し、
前記画像メモリから読み出すようにして信号を極
座標で処理したデイジタルスキヤンコンバータに
おいて、ｘ，ｙ読出しアドレス発生器と、マイク
ロコンピユータとを切替えるデータセレクタを座
標変換器に接続して極座標に変換し、該座標変換
器と画像メモリ書込みアドレス発生器とを切替え
るデータセレクタを通して前記画像メモリに前記
マイクロコンピユータを接続し、該マイクロコン
ピユータが前記画像メモリを直交座標でアクセス
できるようにしたことを特徴とするものである。

［作用］ データセレクタ２５がｘ，ｙ読出しアドレス発
生器１４との間でマイクロコンピユータアドレス
バス２６を選択したとき、データセレクタ１６は
座標変換器１５を選択しており、マイクロコンピ
ユータ２４に入力した直交座標による指示が座標
変換器によつて極座標に変換され、マイクロコン
ピユータ２４は画像メモリ７と、直ちに信号のや
りとりが出来る座標系で直結する。

［実施例］ 以下に本発明の実施例につき図面を参照して詳
細に説明する。

第１図は本発明の実施例のブロツク図である。
第３図及び第４図と同じ部分には同じ符号を付し
ている。２５は新たに設けたデータセレクタ、２
６はマイクロコンピユータアドレスバス、２７は
γ，θ読出しアドレスである。この回路でデータ
セレクタ２５の一方の選択肢はｘ，ｙ読出しアド
レス発生器に他方の選択肢はマイクロコンピユー
タアドレスバス２６に接続されている。DSCが
その本来の機能である走査変換動作を実行してい
るときはデータセレクタ２５はｘ，ｙ読出しアド
レス発生器１４を選択した状態のままでいる。

ここでマイクロコンピユータ２４が画像メモリ
７にアクセスしようとするとデータセレクタ２５
はマイクロコンピユータアドレスバス２６を選択
する。そして、データセレクタ１６はγ，θ読出
しアドレス２７を選択する。この状態ではDSC
は当然走査変換動作を実施しない。そうすると、
マイクロコンピユータ２４から出力されるマイク
ロコンピユータアドレスバス２６は座標変換器１
５を経由して画像メモリ７と結ばれた状態にな
る。従つてマイクロコンピユータ２４から見たと
き画像メモリ７を極座標系アドレスではなく、直
交座標系アドレスでアクセスできるようになる。

以上のようにデータセレクタの設置位置を変え
るだけで元来設けられていた座標変換器を利用す
ることができて部品点数をふやすことなく所望の
効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、マ
イクロコンピユータが直交座標系として定義づけ
られたCRT表示画像をアクセスするのに物理ア
ドレス（極座標系アドレス）でなく論理アドレス
（直交座標系アドレス）でアクセスできるように
なつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロツク図、第２図
は超音波診断装置における音響的走査の説明図、
第３図はDSCの１例のブロツク図、第４図は従
来のマイクロコンピユータのDSCへの接続を示
すブロツク図、第５図は拡大率１倍のときの画像
の図でイはCRTモニタ１８上の表示画像、ロは
画像メモリ７上の像の図、第６図は拡大率２倍の
ときの画像の図で、イはCRTモニタ１８上に表
示される筈の画像（現実には入り切らない）、ロ
は画像メモリ７上の像の図、第７図はROI設定の
説明図、第８図は音線と補間音線の関係を示す図
である。 １…Ａ／Ｄ変換器、２…Ａ／Ｄクロツク発振
器、３…ラインバツフア書込アドレス発生器、
４，５…ラインバツフア、６…一次補間器、７…
画像メモリ、８…転送クロツク発振器、９…ライ
ンバツフア読出しアドレス発生器、１０…フエー
ズコンパレータ、１１…低域濾波器、１２…電圧
制御マルチバイブレータ、１３…１／Ｎ分周器、
１４…ｘ，ｙ読出しアドレス発生器、１５…座標
変換器、１６，２１，２２…データセレクタ、１
７…画像メモリ書込みアドレス発生器、１８…
CRTモニタ、１９…Ｄ／Ａ変換器、２０…同期
付加器、２３…データセレクタ、２４…マイクロ
コンピユータ、２５…データセレクタ、２６…マ
イクロコンピユータアドレスバス、２７…γ，θ
読出しアドレス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波診断装置の音線のアナログビデオ信号
   をデイジタル変換し、極座標のまま画像メモリに
   書込み、直角座標で設定した読出しアドレスを極
   座標に変換し、前記画像メモリから読み出すよう
   にして信号を極座標で処理したデイジタルスキヤ
   ンコンバータにおいて、ｘ，ｙ読出しアドレス発
   生器と、マイクロコンピユータとを切替えるデー
   タセレクタを座標変換器に接続して極座標に変換
   し、該座標変換器と画像メモリ書込みアドレス発
   生器とを切替えるデータセレクタを通して前記画
   像メモリに前記マイクロコンピユータを接続し、
   該マイクロコンピユータが前記画像メモリを直交
   座標でアクセスできるようにしたことを特徴とす
   るデイジタルスキヤンコンバータ。