JPH0355050A - 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、画像メモリ（超音波走査線メモリ）を備えた
超音波診断装置に関し、特に、超音波画像を繰り返し観
測（観察計測）可能で、かつ任意の超音波画像を選択静
止して観測が可能であり、律動部位などの動体観測や機
能把握に好適なメモリ制御技術に関するものである。

〔従来技術〕

従来の超音波診断装置は、超音波走査線メモリをフレー
ムメモリ（表示用メモリ）に書き込む前の作業用バッフ
ァメモリとして使用しているのみであり，多くの画面を
記憶して繰り返し観測するためにはフレームメモリの多
段化や外部記憶媒体（例えばＶＴＲ）の接続を考慮しな
ければならなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記従来技術では、律動部位（例えば、
心臓）の超音波画像などにおいて、一周期を繰り返し観
測したい場合は、フレームメモリの多段化を行うと、フ
レームメモリの容量が膨大となるという問題があった。

そこで、ＶＴＲなどの外部記憶媒体に頼らざるを得ない
。

また、任意の画面を静止して観測したい場合、計測した
い画像が動いているため所望の画像を静止する時期（タ
イミング）が難しいという問題があった。

また、ＶＴＲでは、コマ数に制限があるため細部がとぶ
場合があり、かつスロー再生にしても細部を観測するの
が難しいという問題があった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、ＶＴＲ等の外部記憶媒体を用いること
なく、任意の連続画像を繰り返し観測をすることができ
る技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、所望の静止画像を多画面の中より
検索することができる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、メモリを多数使用するにもかかわ
らず容易に回路を実現することができる技術を提供する
ことにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達或するために、本発明は，超音波を送受波
する超音波探触子と、該超音波探触子から超音波を被検
体に向けて打ち出し、その反射波を受波する超音波送受
波回路と、該超音波送受波回路の出力受波信号をディジ
タル信号に変換するアナログ・デイジタル変換回路と、
該アナログ・ディジタル変換回路のディジタル出力デー
タを書き込む画像メモリと、該画像メモリから読み出し
たデータをアナログ信号に変換するディジタル・アナロ
グ変換回路と、該ディジタル・アナログ変換回路のアナ
ログ出力信号を入力して超音波画像を表示する表示装置
を備えた超音波診断装置において、前記アナログ・ディ
ジタル変換回路のデイジタル出力データを書き込む作業
用バッファメモリと、超音波走査線単位で超音波画像デ
ータを書き込む超音波走査線メモリ群と、前記作業用バ
ッファメモリのデータと超音波走査線メモリ群のデータ
とを選択して表示する切換手段と、前記各メモリのアド
レスを制御するメモリアドレス制御手段とを設けたこと
を最も主要な特徴とする。

〔作用〕

前述の手段によれば、超音波エコー信号をアナログ・デ
ィジタル（Ａ／Ｄ）変換し、作業用バッファメモリを介
した後、超音波走査線メモリ群に超音波走査線単位で超
音波画像を多数画面書き込み、この超音波走査線メモリ
の内容を読み出してフレームメモリに書き込むか、作業
用バッファメモリからのリアルタイム超音波走査線デー
タをフレームメモリに書き込むかを操作制御卓により選
択し、超音波走査線メモリ群を選択した場合、操作制御
卓により超音波走査線単位の任意メモリ範囲における繰
り返し観測か、画像検索かを選択制御することにより、
任意の連続画像を繰り返し観測を可能にし、かつ所望の
静止画像を多画面の中より検索することができる。

前記超音波走査線メモリは、Ｙ座標に超音波走査線１本
における超音波エコーの受信時間（深度或は距離）軸を
、Ｘ座標に超音波を送受波した超音波走査線軸を、モし
てＺ座標に超音波エコー信号の振幅値（輝度）軸をそれ
ぞれ割り当てており，超音波走査線メモリへの書き込み
、読み出すタイミングは、フレームメモリの座標上にお
ける超音波走査線相当の画素単位で実施することにより
、作業用バッファメモリから読み出しフレームメモリに
書き込む時と、超音波走査線メモリ群に書き込み読み出
す時のＹ座標アドレス発生制御回路が同時に使用できる
ので、メモリを多数使用するにもかかわらず実施回路を
容易に実現することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実旅例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための企図において，同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

〔実施例Ｉ〕

第ｌ図は、本発明の超音波診断装置の実施例Ｉの概略構
戊を示すシステムブロック図である。

本実施例Ｉの超音波診断装置は、第１図に示すように、
超音波を送受波する超音波探触子１，この超音波探触子
１から超音波を被検体に向けて打ち出し、その反射波を
受波する超音波送受波回路２，この超音波送受波回路２
の出力受波信号をディジタル信号に変換するアナログ・
ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３、このＡ／Ｄ変換器３の
出力であるディジタルデー夕を書き込む作業用バッファ
メモリ（超音波走査線メモリ）４、この作業用バッファ
メモリ４から読み出したデータを格納する超音波走査線
メモリ群５、前記作業用バッファメモリ４のデータと超
音波走査線メモリ群５のデータとを選択して表示する切
換器６、表示画像を構戊するフレームメモリ７、アナロ
グ信号に変換するディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換
回路８、このＤ／Ａ変換回路８のアナログ出力信号を入
力して超音波画像を表示する表示装置９、前記超音波送
受波回路２，作業用バッファメモリ４，超音波走査線メ
モリ群５，フレームメモリ７等を制御するメモリアドレ
ス制御部１０、操作制御卓１１及び心電計１２で構或さ
れている。

前記メモリアドレス制御部１０は，リード・ライト・タ
イミング（　Ｒｅａｄ／　Ｗｒｉｔｅ−Ｔｉｍｉｎｇ）
出力ポート１０１，作業用バッファメモリ・リード・ラ
イトアドレスポート１０２、超音波走査線メモリ群・リ
ード・ライトアドレスポート１０３、フレームメモリ・
リード・ライトアドレスポート１０４、心電計（ＥＣＧ
）１２からの信号を入力するＥＣＧ−Ｒ波入力ボート１
０５、例えばマイクロコンピュータからなる中央処理装
！　（ＭＰＵ）　１０６、キースイッチ入力ポート１０
７、クロック発生器（Ｏ　Ｓ　Ｃ）　１０８、ＯＳ用Ｒ
ＯＭ１０９、作業用ＲＡＭＩＩＯで構威されている。

前記中央処理装置（ＭＰＵ）１０６は、以下の制御を行
う。

（１）１画面当りの超音波走査線本数の制御を行う。

（２）前記超音波送受波回路２，作業用バッファメモリ
４，超音波走査線メモリ群５，フレームメモリ７等の動
作タイミング（各メモリのリード・ライト制御）及び各
メモリのアドレスの設定を行う。

（３）心電波形のＲ波とＲ波との間隔の回転再生（Ｒ−
Ｒ−Ｌｏｏｐ）時の各メモリの制御を行う。

前記操作制御卓１１には、超音波画像を観測する場合の
設定を行う観測（　Ｒ　ｅｖｉｅｗ）キーＲＶＫ、心電
波形のＲ波とＲ波との間隔の回転再生を行う場合の設定
を行うＲ−Ｒ−ＬｏｏｐキーＲＲＬＫ．所望の画像を検
索（　Ｓ　ｅａｒｃｈ）する検索キーＳＫが備えられて
いる。

第２図は、前記超音波走査線メモリ群５の詳細な構成を
説明するための図であり、１本の超音波走査線によるデ
ータを記憶するためのメモリが超音波走査線数ｎに対応
する数ｎだけ、Ｘ軸方向に設けられている。そして、１
個の超音波走査線メモリのＹ軸方向に深度データ、Ｚ軸
方向にエコー信号に基づく輝度データが記載されるよう
になっている。

すなわち，超音波走査線メモリ群５には、ｎ本の超音波
走査線によるデータが記憶でき、例えば、観測像がエフ
レーム当りｍ本の超音波走査線より或る場合、ｎ　／　
ｍフレームまでの像が記憶可能となる。このように超音
波走査線単位で大容量のメモリを使用すれば、メモリ空
間全てが有効活用されているので、超音波走査線数に反
比例して記憶可能フレーム数を容易に増加させることが
できる。

次に，本実施例Ｉの超音波診断装置の動作を説明する。

第ｌ図において、超音波送受波回路２からの送波信号を
超音波探触子１に送り、この送波信号に基づいて超音波
探触子１から被検体に向けて超音波が放射され，その反
射波（エコー）が超音波探触子１に戻ってきて超音波受
波信号に変換され、超音波送受波回路２に再入力されて
増幅される。

この増幅されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３に入力
されてディジタルデータに変換され、このディジタルデ
ータは、フレームメモリ７に画素単位で書き込むための
作業用バッファメモリ４に書き込まれる。作業用バッフ
ァメモリ４の出力は、超音波走査線メモリ群５と切換器
６に入力され、超音波走査線メモリ群５には超音波走査
線毎に順次記憶され続ける。超音波走査線メモリ群５の
出力は切換ａ６に入力され、作業用バッファメモリ４と
超音波走査線メモリ群５との出力データを操作制御卓１
１によって切換えられる。切換器６が作業用バッファメ
モリ４の直接出力をフレームメモリ７へ受け渡す場合は
、超音波探触子１により受波された超音波データが、リ
アルタイムでフレームメモリ７からＤ／Ａ変換器８を経
由して表示装置９に表示され，この表示画面を観測する
ことができる。また、切換器６が超音波走査線メモリ群
５の出力データを選択した場合には、記憶され続けてい
た超音波データが、フレームメモリ７とＤ／Ａ変換器８
を経由して表示装置９に表示され、その表示画面を観測
することができる。この場合、操作制御卓１１によりメ
モリアドレス制御部１０を統轄することが可能であるの
で、超音波走査線メモリ群５の任意アドレス空間の繰り
返し観測や画像を検索することができる。

また，操作制御卓１１によりＲ−Ｒ−ＬｏｏｐキーＲＲ
ＬＫが設定されると、作業用ＲＯＭＩＩＯに格納されて
いる心電波形のＲ波とＲ波との間隔データを，ＭＰＵ１
０６の制御により読み出して、フレームメモリ７に書き
込まれる。フレームメモリ７に書き込まれているデータ
を読み出して、心電波形のＲ波とＲ波との間隔を．Ｄ／
Ａ変換器８を経由して表示装置９の表示画面上に表示す
ることができる。

以上の説明からわかるように、本実施例■によれば，超
音波エコー信号をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
し、作業用バッファメモリ４を介した後、超音波走査線
メモリ群５に超音波走査線単位で超音波画像を多数画面
書き込み、この超音波走査線メモリ群５の内容を読み出
してフレームメモリ７に書き込むか、作業用バッファメ
モリ４からのリアルタイム超音波走査線データをフレー
ムメモリ７に書き込むかを操作制御卓１１により選択し
、超音波走査線メモリ群５のデータを選択した場合、操
作制御卓１１により超音波走査線単位の任意メモリ範囲
における繰り返し観測か、画像検索かを選択制御するこ
とにより、律動部位の形体観測を容易に行うことができ
る。

また、メモリ内の画面を検索できるので、所望の静止画
像が得られる。これにより、例・えば、心臓などの律動
画像の場合、同一位相の画面が数箇所得られるので，各
静止画像よりの計測データを平均化し、臨床上信憑性の
高いデータが得られる。

また、作業用バッファメモリ４から読み出しフレームメ
モリ７に書き込む時と、超音波走査線メモリ群５に書き
込み読み出す時のＹ座標アドレス発生制御回路が同時に
使用できるので、メモリを多数使用しているにもかかわ
らず実施回路を容易に実現することができる。

また、Ｒ−Ｒ−ＬＯｏＰ表示機構を設けたので、心電波
形のＲ波とＲ波との間隔データを、ＭＰＵ１０６の制御
により読み出して、フレームメモリ７に書き込まれるの
で、フレームメモリ７に書き込まれているデータを読み
出して，心電波形のＲ波とＲ波との間隔を、Ｄ／Ａ変換
器８を経由して表示装置９の表示画面上に表示すること
ができる。

また、超音波走査線（ライン）数を減らしてフレームレ
イトを向上させる場合，記憶画面数が増え、再生時のス
ローモーションによる緻密な観測が可能である。

マタ、フレームメモリ構或に対してメモリ数が少なくで
きる．例えば、ライトメモリ容量５１２、階調８ビット
（ｂｉｔ）　．　　１画面当りのラ、インメモリ数１０
０本、ｎ画面とすると、 ５１２ｘ８ｘｌＯＯＸ　ｎ　（本発明）　：　１０２４
Ｘ１０２４Ｘ８Ｘ　ｎ　（従来）＝１　：　２０．４８
となる。

〔実施例■〕

第３図は、本発明の超音波診断装置の実施例Ｈの概略構
戊を示すシステムブロック図である。

本実施例■の超音波診断装置は、第３図に示すように、
超音波探触子１は超音波を直接送受信するものであり、
被検体内の血流情報をドプラ検波部２ｄへ、また被検体
内の組織情報を反射エコー検出部２ｅへ、それぞれ情報
提供するものである。

ドプラ検波部２ｄは、ドプラ効果を利用してドプラ信号
を検波し、Ａ／Ｄ変換器３ｄによりデジタル信号に変換
される。

カラー演算部１３は、前記Ａ／Ｄ変換器３ｄから出力さ
れるデジタル信号を入力し血流速度、速度分散反射強度
等の血流諸元のカラードプラ量を演算するもので、その
内部には血流速度を演算する速度演算部１３ａと、速度
分散を演算する分散演算部１３ｂと、反射強度を演算す
る反射演算部１３ｃとを有している。

一方、反射エコー検出部２ｅは、超音波エコー信号を増
幅し、Ａ／Ｄ変換器３ｅにてデジタル信号に変換される
。カラーデイジタルスキャンコンバータ（カラーＤＳＣ
）１４は、前記カラー演算部１３から出力される血流諸
元のデータと前記Ａ／Ｄ変換器３ｅから出力される白黒
の組織データとを混合し、カラーディジタル信号に変換
すると共に順次連続する超音波走査線毎の超音波データ
を長時間記憶する機能をもつものであり、その内部には
前記血流諸元のデータと白黒の組織データとを混合して
カラーディジタル信号に変換するカラーエンコーダ回路
１５と、このカラーエンコーダ回路１５から出力される
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色についてのカラ
ーデジタル信号を超音波走査線毎に記憶しておく作業用
バッファメモリ４ｒ（赤色用），４ｇ（緑色用），４ｂ
（青色用）と、これらの作業用バッファメモリ４　ｒ　
ｇ　４　ｇ　ｒ４ｂからデータを読み出し長時間分の超
音波走査線データを記憶するための超音波走査線メモリ
群５ｒ（赤色用），５ｇ（緑色用），５ｂ（青色用）と
、前述の作業用バッファメモリ４ｒ，４ｇ，４ｂの各出
力と超音波走査線メモリ群５　ｒ　＋　５　ｇ　＋５ｂ
の出力とを選択する切換器６ｒ（赤色用），６ｇ（緑色
用），６ｂ（青色用）と、この切換器６ｒ，６ｇ，６ｂ
出力をＴＶ同期で呼び出すためのフレームメモリ７ｒ（
赤色用），７ｇ（緑色用）７ｂ（青色用）とから或る。

このフレームメモリ７ｒ，７ｇ，７ｂの出力はＤ／Ａ変
換器８ｒ（赤色用），８ｇ（緑色用），８ｂ（青色用）
にそれぞれ入力されアナログ信号となり表示装置９によ
り観測可能となる。

操作制御卓１１では、リアルタイム像観測か記憶観測か
の設定信号を切換器６ｒ〜６ｂに出し、記憶像観測時に
は、メモリアドレス制御部１０を直接制御し、超音波走
査線メモリ群Ｓｒ，５ｇ，５ｂの記憶画像観測領域の設
定、及び静止画像アドレスの設定などを行う。なお、前
記メモリアドレス制御部１０は、前記実施例■と同様の
構或となっている。

以上の説明からわかるように、本実施例Ｈによれば、外
部記憶媒体を接続することなく、またメモリ容量が白黒
に比べ３倍の大容量となるカラーＤＳＣ１４を有する装
置において、必要最小限のメモリ容量の追加で断層像な
らびに時間軸移動像（Ｍモード像、Ｄモード像等）の記
憶時間延長が可能となり、カラー画像においても記憶画
像の繰り返し観測及び静止画像検索ができ、心房、心室
内の血流状態把握に有効である。

以上、本発明を実施例にもとすき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、ＶＴＲ等の外
部記憶媒体を用いることなく、任意の連続画像を繰り返
し観測をすることができる。

また、所望の静止画像を多画面の中より検索することが
できる。

また、メモリを多数使用するにもかかわらず実施回路を
容易に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本発明の超音波診断装置の実施例■の概略構
或を示すシステムブロック図、第２図は、前記超音波走
査線メモリ群５の詳細な構成を説明するための図、 第３図は、本発明の超音波診断装置の実施例■の概略構
或を示すシステムブロック図である。 図中、１・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３
・・・Ａ／Ｄ変換器、４・・・作業用バッファメモリ、
５・・・超音波走査線メモリ群、６・・・切換器、７・
・・フレームメモリ、８・・・Ｄ／Ａ変換器、９・・・
表示装置、１０・・・メモリアドレス制御部、１１・・
・操作制御卓、１２・・・心電計（ＥＣＧ）、１３・・
・カラー演算部、１４・・・カラ−ＤＳＣ、１５・・・
カラーエンコーダ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を送受波する超音波探触子と、該超音波探
   触子から超音波を被検体に向けて打ち出し、その反射波
   を受波する超音波送受波回路と、該超音波送受波回路の
   出力受波信号をディジタル信号に変換するアナログ・デ
   ィジタル変換回路と、該アナログ・ディジタル変換回路
   のディジタル出力データを書き込む画像メモリと、該画
   像メモリから読み出したデータをアナログ信号に変換す
   るディジタル・アナログ変換回路と、該ディジタル・ア
   ナログ変換回路のアナログ出力信号を入力して超音波画
   像を表示する表示装置を備えた超音波診断装置において
   、前記アナログ・ディジタル変換回路のディジタル出力
   データを書き込む作業用バッファメモリと、超音波走査
   線単位で超音波画像データを書き込む超音波走査線メモ
   リ群と、前記作業用バッファメモリのデータと超音波走
   査線メモリ群のデータとを選択して表示する切換手段と
   、前記各メモリのアドレスを制御するメモリアドレス制
   御手段とを設けたことを特徴とする超音波診断装置。