JPH0263447A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、超音波診断装置、特に超音波を被検体に対し
てリニ乙セクタなどの各種走査を行い、テレビモニタ上
に２次元画像として表示する超音波診断装置に関する。

［従来の技術］ 生体等の被検体内の運動情報を断層像などと併せて画像
表示する超音波診断装置が周知であり、例えば心臓内の
血流状態を画像表示すること等に用いられる。

この装置は、被検体内に超音波ビームを放射し、被検体
内からの反射エコーを受信し、これを増幅して復調する
ことにより臓器等の断層像を抽出することができる。ま
た、ドプラ効果を受けた反射エコーには超音波のキャリ
ア周波数に対する偏移周波数成分が現れるので、この偏
移周波数信号を検出することにより、血流等の運動速度
を求めることができる。

第１４図には、従来の超音波診断装置の概略構成が示さ
れており、探触子１０では送受信部１２の制御に基づい
て被検体内に超音波が放射されるとともに、被検体内か
らの反射エコーが受信される。

そして、送受信部１２では前記反射エコー信号を増幅・
復調して断層像信号が形成される。また、速度演算部１
４では送受信部１２の出力信号により、“ドプラ効果と
して現出する超音波キャリア周波数の周波数偏移が演算
され、この周波数偏移により速度信号が形成される。

このようにして求められた断層像信号や速度信号は、デ
ジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）を有する画像処理
部１６に供給され、この画像処理部１６により標準テレ
ビ方式にて画像表示するための処理が行われるとともに
、速度情報などではカラー表示をするための処理が行わ
れる。

そして、画像処理部１６から出力された画像信号はＣＲ
Ｔ表示器から成るテレビモニタ１８に供給され、このテ
レビモニタ１８上に断層像が表示され、また速度情報も
例えば断層像に重ねて表示され、これにより心臓などの
動態機能の観察などが行われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような従来の装置では、観察中の動画像
を任意に操作パネルに設けられたスイッチにより静止さ
せることができるが、操作者の応答性と装置の応答性が
あるため必要な時点で画面を正確に静止させることがで
きず、例えば心臓を観察する場合に心拍周期での所定時
相の情報を正確に確認することなどが困難であった。

そして、前記画像処理部１６に保有する画像メモリは表
示画面の１フレームに対応する容量だけ設けられるのが
一般的であり、断層像情報、運動（速度）状態に関する
情報のそれぞれに１フレ一ム分のメモリが割り当てられ
ている。従って、現時点から遡って所定時間前の情報な
どを確認することはできなかった。

また、超音波診断画像を形成する際に心拍や心電図など
の生体信号を同時に計Ｍ）　して、これらの生体情報を
参考にしながら診断画像を観察することが行われるが、
生体情報の変化が比較的速いので、生体情報に関連づけ
た診断画像を正確に把握することは困難であった。

更に、生体内には心臓などのように運動の速い部位があ
り、特に幼児の心臓は大人の心臓よりも速い周期で運動
しており、このような速い運動を観察する場合にはその
正確な運動状態を把握することが困難であった。

そして、運動部の状態観察をする場合には、現在の情報
と過去の情報とを比較したり、心拍周期における２時相
での情報を比較したりすることができれば便利であり、
従来から異なる２種類の情報の対比観察などができ、観
察しやすい形で被検体情報を画像表示する装置の要請つ
（あった。

発明の目的 本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、時間的に変化する画像について任意時点あ
るいは任意時間領域の情報を効率よく抽出して画像表示
できる超音波診断装置を提供することにある。

また、他の目的は、同時に検出された生体信号に基づい
て選択された任意時点あるいは任意時間領域の画像を表
示できる超音波診断装置を提供することにある。

更に、他の目的は、生体信号に基づいて選択された任意
の画像を観察しやすい状態で画像表示することのできる
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］ 前記目的を達成するために、第１の請求項に係る発明は
、被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコーを
復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させた後
にテレビモニタの走査速度に合イつせで読み出し、被検
体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診断
装置において、被検体内の情報を１フレーム毎に記憶す
るフレームメモリを複数個有する記憶部と、この記憶部
のフレームメモリの番号を検出するメモリ番号検出回路
と、前記メモリ番号を指定することにより任意のフレー
ムメモリを選択して書込み及び読出しを行う書込み／読
出し制御回路と、を備えたことを特徴とする。

また、第２の請求項に係る超音波診断装置は、生体の現
象を示す所定の生体信号を超音波診断情報とともに検出
し、前記書込み／読出し制御回路は前記生体信号に基づ
いて選択された番号のフレームメモリ情報を書込み／読
出し制御することを特徴とする。

更に、第３の請求項に係る超音波診断装置は、被検体内
の情報を１フレーム毎に記憶するフレームメモリを複数
個有する記憶部と、この記憶部のフレームメモリの番号
を検出するメモリ番号検出回路と、選択された番号のフ
レームメモリ情報の読出し速度を制御しテレビモニタ上
での再生速度を任意に変換する書込み／読出し制御回路
と、前記複数枚のフレームメモリの任意のフレーム数に
ついて書込み及び読出しを行う書込み／読出し制御回路
と、を備えたことを特徴とする。

［作用］ 前記第１の請求項の発明によれば、被検体内の情報が１
フレーム毎に複数のフレームメモリに順次記憶されるこ
とになり、この場合には標準テレビ方式における読出し
速度よりも速い速度で超音波情報を取り出して画像メモ
リに記憶することが好ましい。例えば、従来では１秒間
に３０フレ一ム程度の読出し速度で情報を処理して画像
表示しているが、本発明ではこの３０フレ一ム／秒以上
の速度て被検体情報を書き込むようにする。これにより
、詳細な情報を得るとかできる。

そして、前記書込み又は読出しは、複数個のフレームメ
モリ中の任意のフレームメモリについて行われることに
なり、観察する臓器などの条件によって任意時点あるい
は任意時間領域のフレームメモリを選択することにより
、所望の診断画像情報のみを抽出することができる。

また、第２の請求項によれば、被検体内の情報か生体信
号と同期して取り出され、生体信号に対応する番号のフ
レームメモリに記憶される。従って、生体信号に基づい
て観察しようとする時点あるいは時期を選択すると、生
体情報に対応する画像のフレームメモリの番号か読み出
されることになり、任意に選択した生体の状態に対応し
た情報のみを画像表示できることになる。

更に、第３の請求項によれば、生体信号に基づいて任意
に選択された番号のフレームメモリ情報か自由に変換さ
れた速度で読み出され、テレビモニタ上での再生速度を
スローモーションにすることができる。従って、詳細に
取り込んだ情報あるいは動きの速い速度状態などが分が
りゃすい状態で画像表示されることになる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には、本発明に係る超音波診断装置の概略構成が
示されており、送受信・演算回路１９は前記第１４図の
探触子、送受信部及び速度演算部等で構成されている。

そして、この送受信・演算回路１９で得られた反射エコ
ーあるいは速度信号は、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタ
ル信号に変換され、このデジタル信号はブリプロセス部
２２によりフィルタリングされた後に記憶部としての画
像メモリ２４に供給される。

第１の請求項において特徴的なことは、複数のフレーム
メモリにより時間的に変化する部位の情報を画像表示す
る場合に任意時点あるいは任意領域の情報を選択できる
ようにしたことであり、まず画像メモリ２４には、時間
的な変化を収録できる容量のフレームメモリを備える。

実施例では、標準テレビ方式における単位時間（秒）当
たりの読出しフレーム数、すなわち３０フレームより多
い数のフレームメモリを有しており、６４枚のフレーム
メモリを備えている。

従って、前記送受信・演算回路１９は、従来の読出し速
度である３０フレ一ム／秒以上の速度で被検体情報をフ
レームメモリに書き込めるように、超音波を被検体内に
送受信している。

そして、前記画像メモリ２４における情報の書込みと読
出しを行うために、書込み／読出しｉ制御回路２６が設
けられており、この書込み／読出し制御回路２６により
、書込みあるいは読出しするフレームメモリのメモリ番
号の指定を制御する。

すなわち、第２図には書込み／読出し制御回路２６の内
部回路が示されており、基本的には２個のスタート・エ
ンドアドレス発生回路５０．５２と、書込みアドレス発
生回路５４と、読出しアドレス発生回路５６と、書込み
と読出しを切り換える切換え回路５８とから構成される
。

従って、任意に設定された書込みのためのフレームメモ
リのメモリ番号になるように、スタート・エンドアドレ
ス発生回路５０により書込みアドレス発生回路５４の書
込みのスタートとエンドが制御され、またスタート・エ
ンドアドレス発生回路５２により、任意に設定された読
出しのためのメモリ番号になるように、読出しアドレス
発生回路５６の読出しのスタートとエンドが制御される
ことになる。

そして、この再発生回路５４．５６は切換え回路５８に
より切換え制御されており、書込み時には書込みアドレ
ス信号を、読出し時には読出しアドレス信号を、送受信
・ａ算回路１９からの同期信号に基づいて画像メモリ２
４に出力する。これにより、６４枚あるフレームメモリ
中の任意のフレームメモリについて情報の書込み／読出
し制御が行える。

実施例では、前記画像メモリ２４内のフレームメモリを
画像表示する目的に応じて分割して用いることかできる
ようになっており、このために２系統の書込み／読出し
制御回路２６ａ、２６ｂを設けている。

この書込み／読出し制御回路２５ａ、２６ｂには、ＣＰ
Ｕ　（中央処理装置）２８と操作部３０が接続されてお
り、操作部３０の操作信号に基づいてＣＰＵ２８により
断層像情報や速度情報の書込み／読出しを制御すること
になる。

また、第２の請求項において特徴的なことは、生体信号
に関連づけて超音波診断情報を書込み／読出し制御する
ようにしたことであり、このために、２系統のメモリ番
号検出回路３２ａ、３２ｂを分割したフレームメモリに
対応するように設けている。このメモリ番号検出回路３
２は、現在情報を書き込んでいるフレームメモリの番号
を検出して前記ＣＰＵ２８に供給しており、操作部３０
で生体信号においである時点あるいは時間領域が選択さ
れた時にこの時点あるいは時間領域に対応するフレーム
メモリ番号を書込み／読出し制御回路２６に出力するこ
とにより、生体信号に関連づけた任意の情報を画像表示
することができる。

そして、前記画像メモリ２４にはエンハンス処理等を行
うポストプロセス部３４が接続され、このポストプロセ
ス部３４の出力はＤ／Ａ変換器３６によりアナログ信号
とされてテレビモニタ３８に供給される。

実施例では、前述したように、画像メモリでの書込み／
読出しを分割して行うこともでき、この場合には、前記
テレビモニタ３８を２画面表示とする。これにより、２
種類の情報を同時に画像表示することが可能となる。

更に、第３の請求項において特徴的なことは、画像の再
生速度を変えられるようにしたことであり、このために
、書込み／読出し制御回路２６内に読出し速度制御回路
６０を設けている。この゛読出し速度制御回路６０は読
出しアドレス発生回路５６の読出し速度を変換すること
ができ、実施例では３０フレ一ム／秒、２０フレーム／
秒、１５フレ一ム／秒、１０フレーム／秒などのモード
を設定しており、これによって再生速度をスローモ−シ
ョンにすることができる。

実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。

まず、送受信・演算回路１９により被検体内に超音波が
送受信され、断層像情報とともに運動部の速度情報がＡ
／Ｄ変換器２０及びブリプロセス部２２を介して画像メ
モリ２４に供給される。そして、この画像メモリ２４で
は、順次６４枚のフレームメモリ、あるいは分割した場
合にはそれぞれのフレームメモリに前記断層像情報と速
度情報を記憶する。この場合、それぞれの情報に対して
複数個のフレームメモリを用いることになるが、以下に
は説明の都合上、１種類の情報についての処理を記述す
る。

通常では、この画像メモリ２４に記憶された情報を順次
読み出し、この情報はポストプロセス部３４にて所定の
処理を行った後、Ｄ／Ａ変換器３６によりアナログ信号
に変換してテレビモニタ３８に供給されるので、テレビ
モニタ３８には現在の被検体内の断層像や速度状態か表
示されることになる。

本発明では、操作者は操作部３０のスイッチ操作により
、任意のフレームメモリ番号を設定でき、また生体信号
に基づいた所望時点あるいは時間領域の画像表示を選択
することができるが、この操作信号はＣＰＵ２ｇに供給
されるので、ＣＰＵ２８は前記操作信号とメモリ番号検
出回路３２の出力信号に基づいて書込み／読出し制御回
路２６に画像表示のための所定の指令を出力することに
なる。

第３図から第５図には、前記書込み／読出し制御回路２
６での制御の例か示されており、第３図では、６４枚の
フレームメモリＭ１からＭＢ２までについて単純に書込
み／読出しをしている。従って、３０フレ一ム／秒以上
の速度で被検体情報を記憶することができ、幼児の心臓
機能を詳細に観察すること等が可能となる。

第４図では、画像メモリ２４内のフレームメモリをフレ
ームメモリ旧からＭ３２とフレームメモリＭ３３からＭ
Ｂ２の２群に分割し、これらを２個の書込み／読出しＩ
ＩＩ御回路２６ａ、２６ｂにより独立に制御する。従っ
て、所定の微小時間ずらして書込みと読出しを行い、微
小時間差のある異なる情報を得ること、あるいは同一の
臓器に関して異なる方向から情報を入力して比較観察す
ることなどが可能となる。このような２種類の情報は、
２画面で構成されるテレビモニタ３８に別個に画像表示
されることになる。

第５図では、書込みはフレームメモリＨ１から１４６４
までを順次行う一方、１続出しについては２個に分割し
たフレームメモリ旧からＭ３２とフレームメモリ）１３
３からＭ３４とについて独立して行う。この読出しは、
図示されるように奇数のフレームメモリＭ１．　Ｍ３．
・・・ＭＢ２と偶数のフレームメモリＭ２゜Ｍ４．　　
・・ＭＢ２とについて順次行ってもよいし、第４図のよ
うに読出しだけを前後に別けて行うことも可能である。

第６図には、２分割したフレームメモリの情報を２画面
で表示する場合の例が示されており、図（ａ）は第４図
のように、書込み及び読出しを独立に行い、例えば超音
波を心臓に縦軸方向から送受信した場合と横軸方向から
送受信した場合の両者の情報を順次記憶して画像表示す
ることができる。また、図（ｂ）は第５図（ｂ）のよう
にフレムメモリにおいて奇数と偶数の順番に表示するこ
ともでき、これにより微小時間ずれた２つの状態を画面
」二で観察できることになる。

以上のような書込み／読出し制御でおいて、本発明は、
これらのフレームメモリ中の任意のフレームメモリを選
択することかでき、これはメモリ番号検出回路３２及び
書込み／続出し制御回路２６内のスタート・エンドアド
レス発生回路５０゜５２にて行われる。すなわち、第７
図には６４枚のフレームメモリを１群として用いた場合
が示されており、図（ａ）のように書込みをフレームメ
モリのメモリ番号ＭＩＯからＭ２Ｏについて行い、方続
出しは図（ｂ）のようにメモリ番号ＭＩ５からＭ２Ｓま
でについて行うことができ、画像表示する目的に応じて
自由に変換することができる。

また、第８図にフレームメモリを２分割した場合が示さ
れており、図（ａ）のようにＡグループの書込みはメモ
リ番号Ｍ３からＭ２５に、Ｂグループの書込みはメモリ
番号Ｍ４０からＭ２Ｏに行い、一方読出しは図（ｂ）の
ようにＡグループではメモリ番号ＭｌＯからＭ２Ｏに、
Ｂグループではメモリ番号Ｍ４０からＭ２Ｏに行うこと
ができ、これにより２画面上に所望の画像のみを抽出し
て表示することが可能となる。

これによれば、画像観察中に一旦フリーズした後に観察
したい画像を選択することができる。

また、本発明は生体現象を示す生体信号、例えば心拍や
心電波形と対応づけて被検体内の情報を観察することが
できるようにしており、第９図から第１１図にはその例
が示されている。

第９図には、心拍と同期させた場合が示されており、心
拍同期信号１００の心拍信号１００ａが出力された時に
、メモリ番号Ｍｌを書込み／続出し制御回路２６により
指定して出力すれば、心拍時に必ずメモリ番号Ｍ１のフ
レームメモリから書込みあるいは読出しを行うことがで
きる。

これによれば、後に心拍周期毎のフレームメモリを用い
ることができるし、メモリ番号と心拍周期の所定時相と
が一定関係にあるので、心拍周期の所定の時期の情報を
メモリ番号のみの指定により読出して表示することがで
きる。なお、前記心拍周期によらずに、他の外部信号に
同期して行うことも可能である。

第１０図には、画像メモリ２４に書き込まれた情報から
１枚のフレームメモリの情報のみを画像表示する場合が
示されており、図（ａ）に示されるように、６４枚のフ
レームメモリの中からメモリ番号Ｍ３２のフレームメモ
リを任意に選択することができ、また図（ｂ）に示され
るように、分割された２群のフレームメモリにおいて、
メモリ番号Ｍ１０とメモリ番号Ｍ４０のフレームメモリ
を任意に選択して画像表示することができる。

第１１図には、心電図波形と同期させた場合が示されて
おり、図のように、心電図波形が表示される画面等にフ
レームメモリの番号に対応して生体信号上の番号、例え
ば６４の目盛を付けておく。

そして、この生体信号」二の番号とメモリ番号とが同一
時間に対応するように心電図波形及び超音波情報の書込
みを制御する。

従って、超音波診断画像をフリーズした後に心電図波形
のＲ波の位置の生体信号上の番号３あるいは番号３１を
指定することにより、Ｒ波における被検体内画像が画面
上に表示されることになる。

また、図示の２００ａの時点の生体信号上の番号４を読
出しスタート番号とし、図示２００ｂの時点の生体信号
上の番号３０を読出しエンド番号として指定することか
でき、これにより時間領域Ａの情報のみが画像表示され
ることになる。

これによれば、心電図波形における所望の時点あるいは
時間領域の情報を観察することができ、心電図波形にお
いて異常な部分の生体内の状態も容易に観察できるとい
う利点がある。

更に、書込み／読出し制御回路２６内に設けられた読出
し速度制御回路６０は、読出しアドレス発生回路５６の
読出し速度を変換することができ、実施例では操作部３
０で選択することにより、３０フレ一ム／秒、２０フレ
ーム／秒、１５フレ一ム／秒、１０フレーム／秒などの
速度モードが設定される。

具体的には、第１２図に示されるように、メモリ番号￥
１から８８４まであるフレームメモリのうち、メモリ番
号Ｈ１Ｏから８３０を選び出して３０フレ一ム／秒の速
度で読み出す。また、第１３図に示されるように、２分
割されたフレームメモリにおいて、Ａグループについて
はメモリ番号ＭＩＯがらＭ２Ｏまでを２０フレ一ム／秒
の速度で、Ｂグループについてはメモリ番号Ｍ４０から
Ｍ２Ｏまでを１゜フレーム７秒の速度で読出してもよい
。

これによれば、再生速度をスローモーションにすること
ができるので、運動部の比較が自由かつ容易に−（゛き
、特に心臓機能の観察がしやすくなるという利点がある
。

［発明の効果］ 以上説明したように、第１の請求項によれば、フレーム
メモリを１夏数個備えるとともに、このフレームメモリ
の番号を検出してこのメモリ番号を指定することにより
任意のフレームメモリを選択して書込み及び読出しがで
きるようにしたので、時間的に変化する像について任意
の時点あるいは時間領域の情報を効率よく抽出して画像
表示できる。特に、心臓の機能を観察する場合に何周で
あり、従来に比へて詳細かつ正確な情報を提供すること
が可能となる。

また、第２の請求項によれば、生体信号を超音波診断情
報とともに検出し、この生体信号に基づいて選択された
番号のフレームメモリ情報を読み出すようにしたので、
心拍や心電図波形等の生体信号における任意時点あるい
は任意時間領域の画像を表示することかでき、生体情報
と関連づけた超音波診断画像の観察が容易に行える。

更に、第３の請求項によれば、フレームメモリの情報を
テレビモニタ上で再生する速度を任意に変換できるよう
にしたので、生体信号における任意時点あるいは時間領
域の情報をスローモーション再生することができ、生体
情報と関連づけられた超音波診断情報が観察しやすくな
るという利点がある。

【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概略構成を示
す回路ブロック図、 第２図は、書込み／読出し制御回路の内部構成を示す説
明図、 第３図は、書込み及び読出しの制御方法を示す説明図、 第４図及び第５図は、画像メモリを２分割した場合の書
込み及び読出しの制御方法を示す説明図、第６図は、２
分割の画像メモリにより画像表示した場合の説明図、 第７図は、書込み／読出し飽制御回路において書込み及
び読出しのスタートとエンドの制御を示す説明図、 第８図は、書込み／読出し制御回路において２分割した
場合での書込み及び読出しのスタートとエンドの制御を
示す説明図、 第９図は、心拍同期信号によりフレームメモリの書込み
／読出しを制御する場合を示す説明図、第１０図は、書
き込まれたフレームメモリの中から１枚のフレームメモ
リを選択する場合を示す説明図、 第１１図は、生体信号上で選択された情報を画像表示す
る場合を示す説明図、 第１２図は、読出し速度の制御を示す説明図、第１３図
は、画像メモリを２分割した場合での読出し速度の：ｌ
；１ｊ御を示す説明図、第１４図は、従来の装置の概略
を示す構成図である。 ２０　・・・　Ａ／Ｄ変換器 ２４　・・・　１ｉＩｌｉｉ像メモリ ２６　・・　書込み／続出し制御回路 ２８　・・・　ＣＰＵ ３０−　操作部 ３２　・・　メモリ番号検出回路 ３６　・・　Ｄ／Ａ変換器 ３８　・・・　テレビモニタ ５０．５２　　・・・　スタート・エンドアドレス発５
４　・・・　書込みアドレス発生回路５６　・・・　読
出しアドレス発生回路６０　・・・　読出し速度制御回
路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコ
   ーを復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させ
   た後にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出し、被
   検体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診
   断装置において、被検体内の情報を１フレーム毎に記憶
   するフレームメモリを複数個有する記憶部と、この記憶
   部のフレームメモリの番号を検出するメモリ番号検出回
   路と、前記メモリ番号を指定することにより任意のフレ
   ームメモリを選択して書込み及び読出しを行う書込み／
   読出し制御回路と、を備えたことを特徴とする超音波診
   断装置。
2. （２）請求項（１）記載の超音波診断装置において、生
   体の現象を示す所定の生体信号を超音波診断情報ととも
   に検出し、前記書込み／読出し制御回路は前記生体信号
   に基づいて選択された番号のフレームメモリ情報を書込
   み／読出し制御することを特徴とする超音波診断装置。
3. （３）被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコ
   ーを復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させ
   た後にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出し、検
   体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診断
   装置において、被検体内の情報を１フレーム毎に記憶す
   るフレームメモリを複数個有する記憶部と、この記憶部
   のフレームメモリの番号を検出するメモリ番号検出回路
   と、選択された番号のフレームメモリ情報の読出し速度
   を制御しテレビモニタ上での再生速度を任意に変換する
   書込み／読出し制御回路と、を備えたことを特徴とする
   超音波診断装置。