JPH03159639A - 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、被検体に対して超音波を送受波し、これによ
り得られる受波信号に基づき包絡線検波手段で断層画像
を得、位相検波手段で血流画像を得て超音波画像を表示
する超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置は、送受波回路により超音波探触子から
被検体に対して超音波を送受波し、得られる受波信号か
らドプラ偏移信号を位相検出回路で検出し周波数解析回
路で周波数解析してこの信号をＤＳＣ　（ディジタル・
スキャン・コンバータ）によりＴＶスキャン変換して超
音波診断情報をモニタに表示するものである。

このような超音波診断装置において、最近では前記超音
波診断情報すなわち被検体の断層画像（Ｂモード画像）
とカラー表色した血流速情報等の血流情報を、画像記録
再生装置、例えばＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）等に
録画し、後にこの録画された超音波診断情報を再生して
カラーモニタ等に表示することにより、診断に供するこ
とが行なわれるようにならてきた。

（発明が解決しようとする課ＦＪｒＪ）一方、従来の超
音波診断装置では、断層画像を格納するための白黒用Ｄ
ＳＣや血流情報を格納するためのカラー用ＤＳＣの前段
にイメージメモリを設け、このイメージメモリに順次入
力されてくるフレーム毎の画像信号を格納していた。

しかしながら、イメージメモリにあっては、ある程度の
複数フレームの画像信号を格納できるが、相当以上フレ
ームの画像信号を記録することはできず、大容量メモリ
としては不適であった。またｆＳ源をＯＦＦすると、こ
れに伴ってイメージメモリに記録された内容が消去され
てしまい、情報を再生できなかった。

さらにイメージメモリに格納された画像信号は、ディジ
タル信号であり、イメージメモリはディジタル信号を格
納するための書き込みアドレス，読み出しアドレス指定
のため、構造が複雑であり、非常に高価なものとなって
いた。このため例えばディジタル信号のイメージメモリ
への記録に要するコストは、前述したＶＴＲにおけるア
ナログ信号の記録に要するコストに対して膨大な値とな
っていた。

さらにはイメージメモリからディジタル信号を再生する
場合に、ＣＦＭ（カラーフローマッピング）のパラメー
タ（例えばフィルタコード，零シフト．σカーブ，ディ
ジタル補間なしのズームなど）を変化させることができ
なかった。このため前述したＶＴＲを有効に活用し上記
課題を解決することか望まれていた。

そこで本発明の目的は、低コストであって、大容量の画
像信号を記録及び再生でき、しかも高画質の超音波画像
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。本発明は、被検体に対して超音波を
送受波し、これにより得られる受波信号に基づき包絡線
検波手段で断層画像を得、位相検波手段で血流画像を得
て超音波画像を表示する超音波診断装置において、水平
同期信号の周期を超音波パルスレート周波数の周期に合
わせ垂直同期信号め周期を前記超音波画像の画像構戊周
期に合わせるように回転部を回転しながら前記包絡線検
波手段，−位相検波手段からの画像及び超音波走査条件
を記録部材に記録し、この記録部材に記録した超音波走
査条件に同期して前記出力を再生する記録再生手段を具
備したことを特徴とする。

また画像構成周期，超音波パルスレート周波数の周期に
同期して取り込む前記包絡線検波手段，位相検波手段か
らの画像を、同期変換して垂直同期信号の周期，水平同
期信号の周期で記録部材に記録し、この記録部材に記録
した前記画像を同期変換し前記画像構成周期，超音波パ
ルスレート周波数の周期に再生する記録再生装置を具備
したことを特徴とする。

（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。水平同期信号の周期を超音波パルス゜レート
周波数の周期に合わせ、垂直同期信号の周期を画像構成
周期に合わせて記録するので、各種のデータが記録部材
に正確に記録できることから、高画質の超音波画像が得
られる。またアナログ態様で記録部材に記録するので、
低ランニングコストであって、かつ大容量化が実現でき
る。

また記録時に各種のデータを超音波の画像構或周期，超
音波パルスレート周波数の周期から垂直同期信号の周期
，水平同期信号の周期に圧縮して行なうので、記録部材
を有効に活用でき、さらに大容量化を実現できる。

（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図は前記第１図に示す超音波診断
装置のＵＴＲ記録方式の詳細を示す図、第３図は前記Ｕ
ＴＲ記録方式の第１の方１去を示すタイミング図、第４
図は前記ＵＴＲ記録方式の第２の方法を示すタイミング
図である。以下実施例を詳細に説明する。

第１図において、送受波回路２は超音波探触子１を送信
駆動して超音波を発生させ、超音波探触子１は被検体に
対してある方向に超音波パルスを所定回数繰り返し送波
する。そして前記送受波回路２は前記被検体からの反射
超音波を前記超音波探触子１を介して入力する。

さらに包絡線検波回路３ａは前記送受波回路２からの受
信信号に基づき白黒断層画像を得るべくＢモード検出し
、検出信号を切換スイッチ８の入力端子ａ，に出力する
。

直交位ｔ目検波回路３ｂは前記送受波回路２からの受信
信号を直交位相検波しドプラ信号とクラ・ノタ或分とか
らなるドブラ偏移信号を得、このドブラ偏移信号を切換
スイッチ８の入力端子ａ２〜ａ，に出力する。

ＦＦＴユニット４は前記直交位相検波回路３ｂからのド
ブラ偏移信号に基づき周波数分析して内部のＬＰＦ　（
ローバスフィルター）によりドブラ音を抽出しこのドブ
ラ音を切換スイッチ８の人力端子ａ４〜ａ，に出力する
。

ここで後述するＵＴＲ５録画時には、ＣＰＵ７からの制
御信号により、切換スイッチ８の端子ｃ１〜Ｃ，は端子
ａ１〜ａ，に切り換えられ、包絡線検波回路３ａ，直交
位相険波回路３ｂ及びＦＦＴユニット４からのリアルタ
イム超音波情報を取り込む。

ＦＦＴユニット９は前記切換スイッチ８の端子Ｃ４〜Ｃ
，から゜入力するドプラ音を増幅しこのドブラ音をスピ
ーカ１６に出力する。

合成器１０は前記ＦＦＴユニット９からのドプラ音と切
換スイッチ８の端子Ｃ・１からの断層画像を合成しこれ
らを白黒フレームメモリ１１に書き込む。

ＣＦＭユニット１２は切換スイッチ８の端子Ｃ２〜Ｃ３
からのドブラ偏移信号をデイジタル信号化し、クラッタ
成分を除去し、血流によるドプラ偏移信号は周波数分析
器により周波数分析して、ドブラの速度，分散，パワー
等の血流情報を得、これらの血流情報をカラーフレーム
メモリ１３に書き込む。

合成器１４は前記白黒フレームメモリ１１からの断層画
像データ及びドブラ音データと、カラーフレームメモリ
１３からの血流情報とを合成し、図示しないカラー処理
部により前記血流情報をカラー変換してカラーモニタ１
５にカラー表色した断層画像を得る。以上の作用により
通常のリアルタイム超音波診断情報が得られる。

次に本実施例の特徴であるＵＴＲ５について詳細に説明
する。記録再生装置としてのＵＴＲ（υｌｔｒａ　Ｓｏ
ｕｎｄ　Ｔａｐｅ　Ｒｅｃｏｄｅｒ）　５は、半導体メ
モリに対して１０−６程度のランニングコストであって
、大容量のカラー超音波動画像を記録・再生するもので
あり、例えばＭ−ｎ方式ＶＴＲ　（ビデオテーブレコー
ダ）などの記録方式を採用している。

第２図に示すようにＭ−ＩＩ方式ＶＴＲの記録テープ２
０の記憶領域は、輝度信号Ｙを記録するＹトラックと、
時間圧縮した色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙからなるクロマ信
号を前記Ｙトラックと交互にしかもアジマス状に記録す
るＣトラックと、上部にオーディオ信号を記録する音声
トラックと、下部にコントロール信号及びタイムコード
を記録するトラッ゛クとからなっている。

このようなＭ−Ｉ１方式ＶＴＲの記録方式をＵＴＲ５に
そのまま適用する。表−１は従来のＶＨＳ　　ＶＴＲの
記録方式とＵＴＲ５の記録方式との対比を示す表であり
、ＵＴＲ５は得られた異なる超音波診断情報、白黒エコ
ー画像（レシーバ出力エコー信号）．カラー画像（フエ
イズディテクタ出力），オーディオ信号，（ＦＦＴＬＰ
Ｆアナログ出力信号），超音波走査条件（スキャンバラ
メータ）を前記Ｍ−ｆｆ方式ＶＴＲの記録テーブ２０の
対応する記憶領域に記録及び再生する。ここで前記スキ
ャンパラメータは、超音波パルスレート周波数（ＰＲＦ
）．１画面構成周期（１φＦ）中のラスク本数，１φＦ
中のスキャンアドレスのインクリメント方法・・・ＣＦ
Ｍスキャンデータ数，多段フォーカスなどである。

このようなＵＴＲ５は、包絡線検波回路３ａからのレシ
ーバ出力を輝度信号入力端子ＩＹに人力し、直交α相検
波回路３ｂからのフェイズディテクタ出力を色差信号入
力端子ＩＲ−Ｙ＋１８イに入力する。

また前記ＵＴＲ５はＦＦＴユニット４からのドプラ音出
力（ＦＦＴ　　ＬＰＦアナログ出力）をオーディオｃｈ
ｌ，ｃｈ２信号人力端子ＩＬ，ＩＲに入力し、また再計
測機能のための超音波パルスレート周波数ＰＲＦ，表示
の深さ，走査条件（ＣＦＭデータ数，交互スキャン段数
）等のパラメータコードを、ＣＰＵ７からコントロール
トラックまたはタイムコードトラック信号人力端子Ｉｃ
，Ｉｔに人力する。なおＣＰＵ７は前記スキャンパラメ
ータを管理制御し、ＲＰＣ　（レートパルスジェネレー
タ）６は超音波パルスレート周波数ＰＲＦのタイミング
信号を発生し、超音波スキャンモードを決定している。

さらにＵＴＲ５は、表−１に示す如く前記ＵＴＲ５は、
録画時には超音波の１画像構成周期（φＦ周期），超音
波パルスレート周波数ＰＲＦを基準とする外部同期とし
、かつ再生時にはコントロール　タイムコードのトラッ
クに記録したＲＰＣスキャンパラメータにより内部同期
としている。

この同期記録には例えば２つの方法がある。まず第１の
方法は第３図に示すような超音波の画像構成周期（φＦ
周期）のＵＴＲヘッドドラム回転周期方式である。ＵＴ
Ｒ５のヘッドにおける回転数は、ＮＴＳＣ方式の場合に
は、垂直同期信′号（ＩＶＤ）の周期が１／６０（ｓ）
であることから、１フィールド（ＩＶＤに対応する）中
の水平ラスク数は２６２．５本である。

モしてＵＴＲ５は、第３図に示すように水平同期信号（
ＩＨＤ）の周期をパルスレート周波数ＰＲＦの周期に合
わせ、垂直同期信号（ＩＶＤ）の周期を複数の超音波ラ
スクからなる超音波画像の画像構成周期φＦに合わせる
ように回転部としての図示しないヘッドドラムを回転し
ながら、前記包絡線検波回路３ａ，位相検波回路３ｂ，
ＦＦＴユニット４からの出力及びＲＰＣスキャンパラメ
ータを記録部材としての記録テープ２０に記録する。こ
のとき第３図に示すように超音波診断装置の１フィール
ド（１φＦ）を、ＵＴＲ５内部のヘッドドラムの１回転
に、超音波診断装置の１レート（ＰＲＦ）をＵＴＲ５の
水平周期に対応させながら記録する。

つまり超音波診断装置の場合に、ＰＲＦ周期がｌ　／　
ｆ　ｒであって、Ｎラスタで１φＦ周期が構成されてい
るものとすれば、ＩＶＤ周期中にＮラスター分の超音波
ラスクを記録できる。

次にＵＴＲ５の再生について説明する。ここでＵＴＲ５
を再生時には切換スイッチ８はＣＰＵ７からの制御信号
により接点ｂ側を選択する。そしてＣＰＵ７はＵＴＲ５
の記録テープ２０に記録した超音波スキャンモードのコ
ントロールデータを、ＵＴＲ５の再生時にパラメータと
して取り込む。

すなわちタイムコードやコントロールコードのシリアル
データをリード（ＲＤ）Ｌ、これらのデータに基づきア
ナログ，態様のレシーバ出力７フエイズディテクタ出力
，ＦＦＴ出力を切換スイッチ８に出力する。以下の処理
は前述したＵＴＲ５への記録時におけるリアルタイム超
音波画像の処理と同様であり、カラーモニタ１５に良好
なカラー超音波画像、すなわち再生画像が得られる。

したがって、ＵＴＲ５録画／再生時にはコントロールコ
ードを記録・再生することができる。

次に同期記録方式の第２の方法を第４図に示す。

第２の方法は、記録信号時間圧縮方式である。この第２
の方法は、超音波出力の画像構成周期φＦ，超音波パル
スレート周波数の周期に同期して取り込むデータを一旦
、図示しないデイジタルメモリのバッファに蓄え、同期
変換してＩＶＤ，ＩＨＤのタイミングでＵＴＲ５に書き
込む。モしてＵＴＲ５は再生時にはディジタルメモリの
バツファから同期変換して、超音波画像を画像構成周期
φＦ，超音波パルスレート周波数の周期で再生する。

したがって、記録時に各種のデータを超音波の画像構成
周期１超音波パルスレート周波数の周期から垂直同期信
号の周期，水平同期信号の周期に圧縮して行なうので、
記録テープ２０を有効に活用でき、さらに大容量化を実
現することができる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例ではＭ　−　ＩＩ方式ＶＴＲフォーマ
ットを説明したが、このＭ−ｎ方式ＶＴＲフォーマット
以外にオーディオ信号２ｃｈ，色差信号２ｃｈ，輝度信
号１ｃｈ，コントロール／タイムトラックを有するＶＴ
Ｒとして、例えばディジタル４：２：２　　ＶＴＲでも
同様に本発明は適用できる。このほか本発明の要旨を逸
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
。

［発明の効果コ 本発明によれば、水平同期信号の周期を超音波パルスレ
ート周波数の周明に合わせ、垂直同期信号の周期を画像
構戊周期に合わせて記録するので、各種のデータが記録
部材に正確に記録できることから、高画質の超音波画像
が得られる。またアナログ態様で記録部材に記録するの
で、低ランニングコストであって、かつ大容量化が実現
できる。

また記録時に各種のデータを超音波の画像構成周期，超
音波パルスレート周波数の周期から垂直同期信号の周期
，水平同期信号の周期に圧縮して行なうので、記録部材
を有効に活用でき、さらに大容量化を実現し得る超音波
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図は前記第１図に示す超音波診断
装置のＵＴＲ記録方式の詳細を示す図、第３図は前記Ｕ
ＴＲ記録方式の第１の方法を示すタイミング図、第４図
は前記ＵＴＲ記録方式の第２の方法を示すタイミング図
である。 １・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３ａ・・
・包絡線検波回路、３ｂ・・・直交位相検波回路、４　
９・・・ＦＦＴユニット、５・・・ＵＴＲ，６・・・Ｒ
ＰＧ，７・・・ＣＰＵ，８・・・切換スイッチ、１０．
１４・・・合成器、１１・・・白黒フレームメモリ、１
２・・・ＣＦＭユニット、１３・・・カラーフレームメ
モリ、１５・・・カラーモニタ、１６・・・スピーカ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に対して超音波を送受波し、これにより得
   られる受波信号に基づき包絡線検波手段で断層画像を得
   、位相検波手段で血流画像を得て超音波画像を表示する
   超音波診断装置において、水平同期信号の周期を超音波
   パルスレート周波数の周期に合わせ垂直同期信号の周期
   を前記超音波画像の画像構成周期に合わせるように回転
   部を回転しながら前記包絡線検波手段、位相検波手段か
   らの画像及び超音波走査条件を記録部材に記録し、この
   記録部材に記録した超音波走査条件に同期して前記出力
   を再生する記録再生手段を具備したことを特徴とする超
   音波診断装置。
2. （２）被検体に対して超音波を送受波し、これにより得
   られる受波信号に基づき包絡線検波手段で断層画像を得
   、位相検波手段で血流画像を得て超音波画像を表示する
   超音波診断装置において、画像構成周期、超音波パルス
   レート周波数の周期に同期して取り込む前記包絡線検波
   手段、位相検波手段からの画像を、同期変換して垂直同
   期信号の周期、水平同期信号の周期で記録部材に記録し
   、この記録部材に記録した前記画像を同期変換し前記画
   像構成周期、超音波パルスレート周波数の周期に再生す
   る記録再生装置を具備したことを特徴とする超音波診断
   装置。