JPH02291845A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は医療診断用の超音波診断装置に係り、特にリア
ルタイム画像再生系とプログラム演算による画像再生系
との二つの画像再生系を持つ超音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の超音波診断装置においては、一般にはリアルタイ
ム画像再生系のみで断層像を得ている。

ここで、リアルタイム画像再生系とは、特許請求の範囲
で記したリアルタイムで画像構成を行うことが可能な第
１の信号処理回路と第１の画像表示装置の両方をまとめ
て指すものであり、前記第１の信号処理回路は、第２図
に示す如く、アナログ信号遅延線７，該遅延線７から出
力される信号の加算器８，該加算器８からの出力を画像
表示用に処理する検波回路９および該検波回路で生成さ
れる画像用信号により画像を表示する画像表示装置４か
ら構成されるのが一般的である。

第２図においては、探触子の各素子が受けたそれぞれの
信号を、まず、複数個のアナログ遅延線に入力すること
により、それぞれの受波信号の位相を合わせ込む．次に
，位相の揃った信号同志を加算器で足し合わせることに
より、フォーカス効果が生まれる。最後に足し合わさっ
た受波信号を検波回路を通すことにより、全波整流，包
絡線検波等の処理を行い、画像用信号が生成される。な
お、駆動される探触子内の素子群を順次ずらせることに
より、電子的走査が実現される。

一方、ＡＤ変換されたディジタルデータに演算処理を施
すことにより画像再生を行う超音波診断装首としては、
特開昭５７−２０４４７７号公報，特開昭５８−２０１
０８２号公報に開示された技術が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、リアルタイム画像再生系のみを
備える超音波診断装置では、処理をアナログ遅延線や加
算器等の回路（ハードウェア）で行っているため、受波
フォーカスのための信号遅延量や画像処理のための検波
手段等を、一度設定するとその変更が困難であった。

これに対して．ＡＤ変換されたディジタルデータにプロ
グラム演算処理を施すことにより画像再生を行う超音波
診断装置では、上記設定を自由に変更でき、最適な画像
再生には極めて都合がよい。

しかし．ＡＤ変換された受波信号から画像用信号を導出
する演算のすべてをプログラムで行おうとすると、現在
の技術では、リアルタイムで画像を再生することができ
ない。このため、画像再生を全てプログラムで行う場合
は、現在の技術では、探触子を移動させて被検者の断層
像を見ながら、診断対象部位を決定することができない
．なお，ここで、プログラム演算により、画像構成を行
う方法としては，第３図に示す如き画像再生系が挙げら
れる。探触子１の各素子が受けたそれぞれの信号は、ま
ず．ＡＤ変換器１０によりＡＤ変換され、ラインメモ１
月１に蓄えられる．このラインメモリに蓄えられたデー
タに対しプログラム演算を行い、信号にラインメモ言月
１上で遅延をがける．すなわち，ラインメモリとプログ
ラムにより、第２図に示したアナログ信号遅延線７と等
価の機能を果たすことになる。

次に、プログラムで遅延をかけられた各ラインメモＩＪ
ＩＩのデータを，やはり、プログラムで加算することに
より，受波信号にフォーカスをかけ、加算結果を演算結
果格納メモ１月５に蓄える。ここでも、プログラムとメ
モリが，第２図に示した加算器８と等価の機能を果たし
ている。そして、最後に、演算結果格納メモ１月５のデ
ータに対し、やはり、プログラムで検波処理を行い、検
波結果を画像用メモリ托に格納することにより、画像用
データが生成されることになる。つまり、ＡＤ変換器，
メモ１ハプログラムの三つにより、第２図に示したアナ
ログ信号遅延線，加算器，検波回路の役割が果たせるわ
けである。なお、駆動される探触子内の素子群を順次ず
らせることにより、電子的走査が実現される点は同様で
ある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の技術における上述の如き問題を解
消し、リアルタイム画像再生系を用いることにより、探
触子を移動させて被検者の断層像を見ながら、診断対象
部位を決定し、その後該診断対象部位の最適な断層像を
プログラム演算により構成することを可能とする、実用
性の高い超音波診断装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、被検体に超音波送受を行う探触子
と、該探触子に対し送波パルスを与える送波ドライバと
、前記探触子がらの受波信号を受け、リアルタイムで断
層画像構成を行うことが可能な第１の信号処理回路と、
該第１の信号処理回路からの出力を画面表示する第１の
画像表示装置と、前記探触子からの受波信号を前記第１
の信号処理回路と並列に受け、受波信号をＡＤ変換した
後にラインメモリに蓄え、該ラインメモリのデータに対
してプログラム演算を施すことによって断層画像を構成
する第２の信号処理回路と、前記第２の信号処理回路か
らの出力を画面表示する第２の画像表示装駈とから構成
されることを特徴とする超音波診断装置によって達成さ
れる。

〔作用〕

本発明に係る超音波診断装置においては、装置の使用者
は、まず、リアルタイム画像再生系による画像を見なが
ら、探触子を目的部位の断層像が得られる位置に持って
行く。目的部位の断Ｍ像が得られたら、次に，プログラ
ム演算により所層像を構成するディジタル画像再生系に
より画像を構成する。このとき、ディジタル画像再生系
による断層像を得るまでには多少処理時間を要するが、
リアルタイム画像再生系による断層像をモニタすること
により、常に、目的部位に正しく探触子を当てておくこ
とができる。一旦、目的部位に正しく探触子を当てるこ
とができれば、ディジタル画像再生系により画像再生の
ための各種パラメータ（例えば、フォーカスのための遅
延時間）をプログラムにより変化させることにより、リ
アルタイム画像再生系では得ることができない高精細な
画像、あるいは、診断部位の音速や減衰係数の示された
画像（定量診断の行える画像）等をモカ成することがで
きる。このため、従来よりも、精密な情報に基づいて診
断を行うことが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例である超音波診断装置の構
成例を示すブロック図である。図において、１は探触子
，２は送波ドライバ、３はリアルタイムで画像構成を行
うことが可能な第１の信号処理回路、４は該第１の信号
処理回路３からの出力を画面表示する第１の画像表示装
置、５はプログラム演算により画像構成を行うことが可
能な第２の信号処理回路、６は該第２の信号処理回路５
からの出力を画面表示する第２の画像表示装置を示して
いる。

送波ドライバ２からパルスを与えられた探触子１が被検
体内に超音波を送り、被検体内からの反射波を同じ探触
子１が受ける．電気信号に変換された反射波は，第１の
信号処理回路３と第２の信号処理回路５の両方に入力さ
れる。第１の信号処理回路３はリアルタイムで画像再生
を行い、その結果を第１の画像表示装置４に出力する．
なお、駆動される探触子内の素子群を順次ずらせること
により、電子的走査が実現される点は前述の通りである
。

この場合のリアルタイムによる画像再生は、例えば，第
２図に示した如き回路によって実現される。第２図にお
いて、７はアナログ信号遅延線、８は加算器、９は検波
回路を示している。

第２図に示した回路の動作は、前述の通りであるが、探
触子１の各素子が受けたそれぞれの信号を、まず、複数
個のアナログ遅延線に入力することにより、それぞれの
信号の位相を合わせ込む。

次に、位相の揃った信号同志を加算器で足し合わせる二
と（整相加算）により、フォーカスの効果が生まれる。

最後に、足し合わされた信号を検波回路を通すことによ
って画像用信号が生成される。

装置の使用者は、このリアルタイム処理による画像を見
ることにより、自分が今どこの断層像を得ているのかを
知ることができ、この画像をモニタしながら、探触子を
診断したい目的部位に設定する．これにより、探触子の
位置を確定させ、次に、第２の信号処理回路５により、
プログラム演算による画像再生を行い、その結果を第２
の画像表示装ｒ１６に出力する。

この場合のプログラム演算による画像再生は、例えば，
第３図に示した如き回路により実現される．第３図にお
いて，１０はＡＤ変換器、１１はラインメモリ．　１２
はバスライン、１３はＣＰＵ、１４は演算プロセッサ、
１５は演算結果格納メモリ、１６は画像用メモリを示し
ている。

第３図に示した回路の動作は、前述の通りであるが、探
触子１の各素子が受けたそれぞれの受波信号は、まず、
ＡＤ変換され、ラインメモリ１１に蓄えられる。このラ
インメモリ１１に蓄えられたデータに対しプログラム演
算を行い、信号にラインメモリ１１上で遅延をかける。

つまり、ラインメモリとプログラムにより、第２図に示
したアナログ信号遅延線７と等価の機能を果たすことに
なる。

このとき、プログラム演算を行うのは、上記ＣＰＵｌ３
であっても良いし，専用の演算プロセッサ１４であって
も良い。また、演算プロセッサ１４をｃＰＵ制御とする
ことも可能である。

次に、プログラムにより遅延をかけられたラインメモリ
１１のデータを、やはり、プログラムで加算することに
より受波信号にフォーカスをかけ、加算結果を演算結果
格納メモリ１５に蓄える．ここでも、プログラムとメモ
リが、第２図に示した加算器８と等価の機能を果たして
いる．そして、最後に、演算結果格納メモ１月５のデー
タに対し、やはり、プログラムで検波処理を行い、検波
結果を画像用メモリ１６に格納することにより、画像用
データが生成されることになる。つまり、ＡＤ変換器，
メモリ，プログラムの三つにより、第２図に示したアナ
ログ信号遅延線，加算器，検波回路の役割が果たせるオ
〕けである。

このとき、ラインメモリ，演算結果格納メモリ，画像用
メモリ，Ｃ　Ｐ　Ｕ，演算プロセッサおよび第２の画像
表示装置は、共通のバスライン１２で結ばれており，デ
ータの自山なやりとりが可能である。

なお、第３図においては、ＡＤ変換器を五つ並列に置い
たが、その数は幾つでも構わない。また、プログラム演
算による処理は、前述の整相加算・検波処理に限るもの
ではなく、診断部位の血流速度，音速，減衰係数を導出
することも可能である。

また、前述の第１の画像表示装置４と第２の画像表示装
置６とは、別々のＣＲＴを用いることもできるし、一つ
のＣＲＴを二画面に分割し、それぞれの分割画面を第１
の画像表示装置と第２の画像表示装置としても構わない
。あるいは、一つのＣＲＴに第１の信号処理回路３から
の出力と第２の信号処理回路５からの出力とを別々の色
で重ね書きし、二つの画像の差異を同じＣＲＴ上でａ察
することも可能である。

なお、上記実施例においては、第２の信号処理回路５に
よる，プログラム演算による画像再生には時間がかかる
ことが考えられるが、リアルタイム処理画像により、目
的部位の画像が得られることは予めわかっているので、
無駄なプログラム演算による画像を得てしまう危険性は
ない。更に、上記実施例によれば、画像再生用のプログ
ラムを変更することにより、診断したい個所の断層像を
構成する条件を容易に変化させることができる．つまり
、目的部位に対するアプローチを、プログラムを変更す
るだけで変化させることができる。

上述の実施例においては、駆動される探触子内の素子群
を順次ずらせることにより，いわゆる、「リニア」走査
を実現する例を示したが、本発明はこれに限らず、他の
電子的走査方式を用いる場合にも適用可能であることは
言うまでもない。

第４図〜第６図は、本発明の他の実施例を示す図である
。

第４図に示す実施例においては、第１図に示した探触子
１と送波ドライバ２との間に送信素子選択回路ｌ７が挿
入されている。これにより、送波ドライバ２からのパル
スを与える探触子の素子を任意に選択することが可能に
なり、例えば、駆動される探触子内の素子群の数を変更
することにより送波口径を変更すること、または、駆動
される探触子内の素子群を順次ずらせる際に、そのずら
せ量を任意に変更すること、更には、駆動される探触子
内の素子群を全く自由に組合わせること等が可能になる
． 第５図に示す実施例においては、第１図に示した探触子
１と第１の信号処理回路３および第２の信号処理回路５
の間に、受信素子選択回路１８が挿入されている。これ
により，反射波を受けた探触子のうち、任意のものの信
号を信号処理回路に入力しＩＩｒ層像を得ることができ
る。

第６図に示す実施例は、第１図に示した実施例の装置に
、第４図に示した送信素子選択回路１７および第゛５図
に示した受信素子選択回路１８を組込むとともに、更に
、上記送信素子選択回路１７，受信素子選択回路１８お
よび第２の信号処理回路５の制御を．ＣＰｔＪ１３が行
うようにしたものである。これにより、送信素子選択回
路１７，受信素子選択回路ｌ８および第２の信号処理回
路５を、すべてプログラムで動かすことができる。

上記各実施例によれば、探触子を移動させて被検者のリ
アルタイム画像再生系による断層像を５Ｌながら、診断
対象部位を決定し、その後該診断対象部位の最適な断層
像をプログラム演算により構成することを可能とする、
実用性の高い超音波診断装置を実現できるとともに、そ
のプログラム演算による画像を構成する際の条件等を、
容易に変更することも可能となるという自由度の高い超
音波診断装置を実現できるものである。

なお、上記各実施例は、本発明の一例として示したもの
であり、本発明はこれらに限定されるべきものではない
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、詳細に述べた如く、本発明においては、超音波診
断装置を，被検体に超音波送受を行う探触子と，該探触
子に対し送波パルスを与える送波ドライバと、前記探触
子からの受波信号を受け、リアルタイムで断層画像構成
を行うことが可能な第１の信号処理回路と、該第１の信
号処理回路からの出力を画面表示する第１の画像表示装
置と、前記探触子からの受波信号を前記第１の信号処理
回路と並列に受け、受波信号をＡＤ変換した後にライン
メモリに蓄え、該ラインメモリのデータに対してプログ
ラム演算を施すことによって断層画像を構成する第２の
信号処理回路と，前記第２の信号処理回路からの出力を
画面表示する第２の画像表示装置とから構成したので、
探触子を移動させて被検者のリアルタイム画像再生系に
よる断層像を見ながら、診断対象部位を決定し，その後
該診断対象部位の最適な断層像をプログラム演算により
構成することを可能とする、実用性の高い超音波診断装
置を実現できるという顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である超音波診断装ほの構成
例を示すブロック図、第２図は第１図中の第１の信号処
理回路の一構成例を示す図、第３図は第１図中の第２の
イ４号処理回路の一構成例を示す図、第４図〜第６図は
本発明の他の実施例を示す超音波診断装置のブロック図
である。 １；探触子、２：送波ドライバ、３：第１の信号処理回
路、４：第１の画像表示装置、５：第２の信号処理回路
、６：第２の画像表示装置，７：アナログ信号遅延線、
８：加算器、９：検波回路，１０：ＡＤ変換器、１！ラ
インメモリ、１２：バスライン，１３：ＣＰＵ、１４：
演算プロセッサ、ｌ５：演算結果格納メモリ、１６：画
像用メモリ、１７：送信素子選択回路、１８：受信素子
選択回路。 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検体に超音波送受を行う探触子と、該探触子に対
   し送波パルスを与える送波ドライバと、前記探触子から
   の受波信号を受け、リアルタイムで断層画像構成を行う
   ことが可能な第１の信号処理回路と、該第１の信号処理
   回路からの出力を画面表示する第１の画像表示装置と、
   前記探触子からの受波信号を前記第１の信号処理回路と
   並列に受け、受波信号をＡＤ変換した後にラインメモリ
   に蓄え、該ラインメモリのデータに対してプログラム演
   算を施すことによって断層画像を構成する第２の信号処
   理回路と、前記第２の信号処理回路からの出力を画面表
   示する第２の画像表示装置とから構成されることを特徴
   とする超音波診断装置。 ２、前記探触子と前記送波ドライバとの間に、送信素子
   選択回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音
   波診断装置。 ３、前記探触子と前記第１の信号処理回路との間並びに
   前記探触子と前記第２の信号処理回路との間に、受信素
   子選択回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の超
   音波診断装置。 ４、前記送信素子選択回路がプログラム制御であること
   を特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。 ５、前記受信素子選択回路がプログラム制御であること
   を特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。