JPH02305563A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波探触子から被検体に対して超音波送受
波し、これにより得た受信信号を検出し該信号をＡ／Ｄ
変換器でディジタル信号に変換してフレームメモリに書
込みＴＶスキャン変換して超音波情報を表示する超音波
診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断法では、Ｂモード像を代表例とする解剖学的
情報、Ｍモード像を代表例とする生体内の器官の運動情
報を用いて診断に供するようにしている。

また超音波の生体内に対する走査方法の代表例なものに
は、電子走査機械走査とがある。ここで電子走査方法に
ついて説明する。

すなわち複数の超音波振動子を併設してなるアレイ型超
音波探触子（プローブ）を用い、リニア電子走査であれ
ば、超音波振動子の複数個を１単位とし、この１単位の
超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの送波
を行なう方法であり、例えば順次１振動子分づつピッチ
をずらしながら１単位の素子の位置が順々に変わるよう
にして励振してゆくことにより、超音波ビームの送波点
位置を電子的にずらしてゆく方法である。

そして超音波ビームがビームとして集束するように、励
振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置するも
のと側方に位置するものとでその励振のタイミングをず
らし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波の
位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォーカ
ス）させる。

そして励振したのと同じ振動子により反射超音波を受波
して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報を
例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表示する
。

またセクタ走査であれば、励振される１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波ビーム
１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励振
タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆくもので
あり、後の処理は基本的には上述したリニア電子走査と
同じである。

以上のようなリニア、セクタ電子走査の他に振動子（探
触子）を走査機構に取付け、走査機構を運動させること
により超音波走査を行なう機械走査もある。

一方、映像法には、超音波送受信にもとなう信号を合成
して断層像化するＢモード像以外に同一方向固定走査に
よるＭモード像が代表的である。

これは、超音波送受波部位の時間的変化を表わしたもの
であり、特に心臓の如く動きのある臓器の診断には好適
である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の超音波診断装置においては、連続した
Ｂ又はＭモード像を得るためのデータを第４図に示すよ
うなＴＶスキャン変換するＤＳＣ１８（ディジタル・ス
キャン・コンバータ）に入力する。そしてこの画像デー
タをＤ　Ｓ　Ｃ１８のＡ／Ｄ変換器ＩＯでディジタル信
号に変換し、大力バッファ１１を介してフレーム相関回
路１２に入力する。このフレーム相関回路１２は現在の
フレームデータと、フレームメモリ１３に記録した１フ
レーム前のフレームデータに係数を乗算したデータと、
を加算して出力する。すなわちフレーム相関回路１２は
、−次のディレィラインキャンセラであり、低域通過フ
ィルタとなっており、フィルタリングして不要信号を除
去する。かくしてフレームメモリ１３に書込まれたデー
タは、ＴＶ変換されてＴＶ表示部に出力される。

然し乍ら、上述したフレーム相関回路Ｉ２において、動
画像である場合には前記係数を大きくすることによりフ
レーム相関を強くかけると動きボケを生じてしまう。こ
のためフレーム相関をあまり強くかけられないという問
題があった。

そこで本発明の目的は、動画像であってもフレーム相関
を強弱にかけることができ、動きボケを発生させること
なく、良好な超音波像を得る超音波診断装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち本発明は、超音波探触子か
ら被検体に対して超音波送受波し、これにより得た受信
信号を検出しＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換しフ
レーム相関手段でフレームメモリから読出される１フレ
ーム前のデータと現在のフレームデータとをフレームを
目間して超音波情報を得る超音波診断装置において、前
記Ａ／Ｄ変換器からのフレームの各ピクセルデータと前
記フレームメモリからのフレームの前記各ピクセルデー
タに対応する各ピクセルデータとの差分を求めこの差分
値を絶対値化する手段と、この手段からの前記各ビクセ
ル毎の差分絶対値を前記ピクセルデータの最大値で正規
化する手段と、この手段からの正規化値をフレーム毎に
加算しこの加算出力を平均する手段と、この手段からの
平均値に基き動き検出を判定しこの検出結果に応じて前
記フレーム相関手段にフレーム相関の強弱をかけるよう
に指令する手段とを備えたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。１フレーム前のデータと現在のフレームデータ
との差分絶対値を正規化すると、正規化値は現フレーム
データおよび１フレーム前データがともに小さいため、
差分絶対値が小さくなっても比較的大きい値となるので
、僅かな動きであっても動き検出が容易になる。また正
規化された差分絶対値をフレーム毎に加算平均するので
、空間的な歪を発生することなく、しかもノイズを動き
と判定することがなくなり、画像のＳ／Ｎを大幅に改善
できる。そしてこの平均値に基き動き検出を判定し、こ
の判定結果に応じてフレーム相関の強弱を可変できるの
で、動画像であっても動きボケを発生させることなく、
良好な超音波像が得られる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は判定手段の詳細を示す図、第
３図（ａ）はＡ／Ｄ変換器１０から入力する現在のフレ
ームデータおよび各ピクセルデータを示す図、第３図（
ｂ）は前記フレームメモリ１３の１フレーム前のデータ
および前記各ピクセルデータに対応する各ピクセルデー
タを示す図である。

第１図において、ＤＳＣ８は、Ａ／Ｄ変換器１０゜入力
バッファ１１．フレーム相関回路１２．フレームメモリ
１３で構成されている。Ａ／Ｄ変換器１０は、Ｂモード
検出部３から入力する信号をディジタル信号に変換する
。フレーム相関回路１２は、フレームメモリ１３に記録
された１フレーム前のデータと入力バッファ１１から人
力する現在のフレームデータとを加算してフレーム相関
するものである。判定回路２０は、次のように構成され
ている。

差分回路２１は、第３図（ａ）に示すように前記Ａ／Ｄ
変換器１０からのフレームの各ピクセルデータと、第３
図（ｂ）に示すように前記フレームメモリ■３からの前
記各ピクセルデータに対応する各ピクセルデータとの差
分を求めこの差分値を絶対値化するものである。判定回
路２２は、前記Ａ／Ｄ変換器ＩＯからのフレームの各ピ
クセルデータと前記フレームメモリ１３からのデータと
の大小の判定およびこれらのデータのうち大きいデータ
（最大値）を出力するものである。正規化回路２３は、
前記差分回路２１から入力する前記各ビクセル毎の差分
絶対値を前記判定回路２２から入力する最大値で除算す
ることにより正規化するものである。クロック制御部２
４は、前記判定回路２２から入力する大小判定結果およ
びピクセル信号ｓＢに基きクロック信号ＣＫを出力して
いる。加算回路２５は、前記クロック制御部２４から入
力するクロック信号ＣＫおよびフレーム信号Ｆ■に基き
、前記正規化回路２３から人力する正規化された差分絶
対値をフレーム毎に加算するものである。カウンタ２Ｂ
は、前記クロック制御部２４から入力するクロック信号
ＣＫおよびフレーム信号ＦＩＩに基きビクセルをカウン
トし１フレームに達したときリセットするものである。

平均回路２７は、前記加算回路２５から入力する加算出
力をカウンタ２６からのカウント信号に基き平均するも
のである。ラッチ回路２８は、前記平均回路２７から人
力する加算平均データを一次記憶するものである。判定
用ＲＯＭ２９は、前記ラッチ回路２８から入力する平均
データおよび前記差分回路２１から人力する差分絶対値
に基き動き検出を判定しこの検出結果に応じて前記フレ
ーム相関回路１２にフレーム相関の強弱をかけるように
指令する係数を記憶するものである。

このように構成された実施例の動作について図面を参照
して説明する。超音波探触子ｌは送受波回路２によって
送信駆動され、これにより超音波パルスは超音波探触子
１から生体に送波される。

さらに反射超音波は超音波探触子１および送受波回路２
により受波され、Ｂモード検出部３に入力されこれによ
り受信信号は包路線検波されてＤＳＣ８に入力する。そ
してＢモードデータ、は、ＤＳＣ８内のＡ／Ｄ変換器１
０によりディジタル信号に変換され、入力バッファ１１
を介してフレーム相関回路１２に入力する。また同時に
入力バッファｉｔから入力するディジタルデータＮおよ
びフレームメモリ１３から入力する１フレーム前のデー
タφは判定手段２０に入力する。そしてこの差分回路２
１によりデータＮとデータφとの差分値Ｎ−φが算出さ
れ、さらにこの差分値Ｎ−φは絶対値化ＩＮ−φ１され
る。また判定回路２２により前記データＮおよびデータ
φとの大小の判定および各ビクセル毎の最大値が求めら
れる。そして正規化回路２により前記差分回路２１から
の差分絶対値ＩＮ−φ１を前記判定回路２２からの最大
値Ｍで除算することにより正規化する（ＩＮ−φ１／Ｍ
）。

またクロック制御部２４により前記判定回路２２からの
大小判定結果およびビクセル信号Ｓａに基きクロック信
号ＣＫが出力され、加算回路２５により前記クロック制
御部２４からのクロック信号ＣＫおよびフレーム信号Ｆ
ｍに基き、前記正規化回路２３からの正規化された差分
絶対値ＩＮ−φＩ／Ｍはフレーム毎に加算される。そし
てカウンタ２６により前記クロック制御部２４からのク
ロック信号ＣＫおよびフレーム信号Ｆｌに基きビクセル
がカウントされて、このカウント値に基き平均回路２７
により前記加算回路２５から入力する加算出力は平均さ
れる。さらにう゛ツチ回路２８に前記平均回路２７から
の平均データは一次記憶され、判定用ＲＯＭ２９により
前記ラッチ回路２８からの加算平均データおよび前記差
分回路２１からの差分神対値に基き動き検出が判定され
、この検出結果に応じて前記フレーム相関回路１２にフ
レーム相関の強弱をかけるように対応する係数が記憶さ
れる。かくしてＲＯＭ２９から対応する係数がフレーム
相関回路１２ａに出力され、フレーム相関回路１２のフ
レーム相関の強弱が変化する。さらにフレーム相関処理
されたデータは、フレームメモリ１３に書込まれさらに
データはＴＶスキャン変換されてＴＶ表示部９に超音波
情報が表示される。

このように本実施例によれば、１フレーム前のデータと
現在のフレームデータとの差分絶対値を正規化すると、
正規化値は現フレームデータおよび１フレーム前データ
がともに小さいため、差分絶対値が小さくなっても比較
的大きい値となるので、僅かな動きであっても動き検出
が容易になる。

また正規化された差分絶対値をフレーム毎に加算平均す
るので、空間的な歪を発生することなく、しかもノイズ
を動きと判定することがなくなり、画像のＳ／Ｎを大幅
に改善できる。そしてこの平均値に基き動き検出を判定
し、この判定結果に応じてフレーム相関の強弱を可変で
きるので、動画像であっても動きボケを発生させること
なく、良好な超音波像が得られる。さらに正規化されな
い差分絶対値も動き検出の判定に用いるので、フレーム
相関値すなわち相関の強弱を決定するために多少の影響
を与える。つまりフレーム相関値の大きいピクセル点に
あっては、動きボケに対する影響も大きいので、正規化
しない差分絶対値を用いて相関値の大きいピクセル点の
み変化を大きくできる。

なお本発明は上述した実施例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変形実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、１フレーム前のデータと現在のフレー
ムデータとの差分絶対値を正規化すると、正規化値は現
フレームデータおよび１フレーム前データがともに小さ
いため、差分絶対値が小さくなっても比較的大きい値と
なるので、僅かな動きであっても動き検出が容易になる
。また正規化された差分絶対値をフレーム毎に加算平均
するので、空間的な歪を発生することなく、しかもノイ
ズを動きと判定することがなくなり、画像のＳ／Ｎを大
幅に改善できる。そしてこの平均値に基き動き検出を判
定し、この判定結果に応じてフレーム相関の強弱を可変
できるので、動画像であっても動きボケを発生させるこ
となく、良好な超音波像が得られる超音波診断装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は判定手段の詳細を示す図、第
３図（ａ）はＡ／Ｄ変換器から人力する現在のフレーム
データおよび各ピクセルデータを示す図、第３図（ｂ）
はフレームメモリの１フレーム前のデータおよび前記各
ピクセルデ−夕に対応する各ピクセルデータを示す図、
第４図は従来のＤＳＣを示す概略構成図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３・・・
Ｂモード検出部、８・・・ＤＳＣ，９・・・ＴＶ表示部
、１０・・・Ａ／Ｄ変換器、１１・・・入力バッファ、
１２．・・・フレーム相関回路、１３・・・フレームメ
モリ、２０・・・判定手段、２１・・・差分回路、２２
・・・判定回路、２３・・・正規化回路、２４・・・ク
ロック制御部、２５・・・加算回路、２６・・・カウン
タ、２７・・・平均回路、２８・・・ラッチ回路、２９
・・・判定用ＲＯＭ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波探触子から被検体に対して超音波送受波し、これ
   により得た受信信号を検出しＡ／Ｄ変換器でディジタル
   信号に変換しフレーム相関手段でフレームメモリから読
   出される１フレーム前のデータと現在のフレームデータ
   とをフレーム相関して超音波情報を得る超音波診断装置
   において、前記Ａ／Ｄ変換器からのフレームの各ピクセ
   ルデータと前記フレームメモリからのフレームの前記各
   ピクセルデータに対応する各ピクセルデータとの差分を
   求めこの差分値を絶対値化する手段と、この手段からの
   前記各ピクセル毎の差分絶対値を前記ピクセルデータの
   最大値で正規化する手段と、この手段からの正規化値を
   フレーム毎に加算しこの加算出力を平均する手段と、こ
   の手段からの平均値に基き動き検出を判定しこの検出結
   果に応じて前記フレーム相関手段にフレーム相関の強弱
   をかけるように指令する手段とを具備したことを特徴と
   する超音波診断装置。