JPH0414579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波信号の送、受信により被検体
内の検査を行う超音波診断装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来、超音波振動子を機械的駆動により走査す
るようにした超音波診断装置にあつては、超音波
振動子の位置を検出する位置センサが必要であつ
た。このセンサの一例として抵抗、或は磁気抵抗
効果を利用したポテンシオメータが用いられてい
る。しかしながらこのポテンシオメータは小型に
するため、精度を或る程度犠牲にしていた。この
精度の劣化の例を第２図に示す。第２図において
横軸に示す位置入力に対し、本来元すべき出力特
性直線１０１に比べて精度の劣化により破線１０
２の様な非直線的な特性を示す。この様な特性劣
化により具体的には位置入力範囲１０３に対し、
本来の出力範囲１０４からは出力レベル、振幅共
に異なる出力範囲１０５が示される。この様な出
力に基き画像を表示すると像歪が生じる。

この様な出力範囲の誤差を補正する従来の装置
を第３図によつて説明する。第３図においてポテ
ンシオメータ１０６の出力にはオペアンプ１０
７，１０８が接続される。オペアンプ１０７は出
力振幅調整回路、オペアンプ１０８は出力レベル
シフト回路を構成する。而してこれらの回路を調
整することによりポテンシオメータ１０６の出力
レベル、振幅を本来在るべき値に近付け、診断装
置本体１１０に出力することが可能となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記回路は超音波探触子のケース
１０９内に実装される。その理由は、診断装置本
体１１０内にこれらの出力振幅調整回路、レベル
シフト回路を実装した場合には、超音波探触子を
交換した場合、その中のポテンシオメータ１０６
の特性が異なる場合があり、前記回路を再調整し
なければならないからである。前記回路を超音波
探触子のケース１０９内に実装した場合には、超
音波探触子を交換した場合でも前記の様な再調整
の問題は回避することができる。しかしながらこ
れらの出力振幅調整回路、出力レベルシフト回路
を超音波探触子のケース１０９内に実装すると、
回路を安定に動作させ難く、また大型化して重量
が大きくなり、操作し難い等の問題がある。

そこで、本発明は、超音波振動子の位置を検出
するセンサの出力を適正に自動的に補正すること
ができ、また超音波探触子の小型化、軽量化を図
ることができ、操作を容易に行うことができるよ
うにした超音波診断装置を提供しようとするもの
である。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技
術的な手段は、超音波振動子に往復運動を与える
駆動機構に接続され、超音波振動子の往復運動位
置を検出するためのセンサと、このセンサの出力
値より最大値と最小値を記憶するメモリと、前記
メモリに記憶された最大値と最小値から平均値と
差を算出しこの値より前記センサの出力の補正値
を算出する演算手段と、この演算手段により算出
された補正値を前記超音波振動子の位置情報とし
て画像表示を行う表示手段を備えたものである。

作 用 本発明は上記の構成により、演算手段でセンサ
の出力の最大値と最小値を求め、これら最大値と
最小値の平均値を求め、前記センサの出力より前
記平均値を減じた補正値を求め、更に最大値と最
小値の差から振幅調整用の補正値を求め、これら
の２つの補正値を前記超音波振動子の位置情報と
して画像表示を行う。

実施例 以下に本発明の一実施例を図面に基いて詳細に
説明する。第１図に示すように超音波探触子１の
ケース２内において超音波振動子３が駆動機構４
により往復回転運動（扇形運動）可能に設けられ
ている。この往復回転運動の角度位置はセンサで
ある回転ポテンシオメータ５により検出される。
超音波振動子１の信号線６、ポテンシオメータ５
の信号線７は診断装置本体８へ導かれる。信号線
６は送信回路９と受信回路１０に接続されてい
る。信号線７はＡ／Ｄ（アナログ−デジタル）変
換器１１に接続されている。このＡ／Ｄ変換器１
１はデータバス１２によりデータレジスタ１３，
１４を経てALU（論理演算ユニツト）１５に接続
されると共に固定データメモリ１６、書換え可能
メモリ１７に接続されている。これら固定データ
メモリ１６と書換え可能メモリ１７にアドレス発
生回路１８が接続されている。ALU１５は信号
線１９により制御回路２０に接続され、この制御
回路２０はタイミング発生回路２１のタイミング
信号によりＡ／Ｄ変換器１１、データレジスタ１
３，１４、ALU１５、固定データメモリ１６、
書換え可能メモリ１７を制御する。受信回路１０
とALU１５は画像メモリ２２に接続され、この
画像メモリ２２は表示部２３に接続されている。

次に上記実施例の作用について説明する。送信
回路９で発生した超音波パルスは超音波探触子１
の振動子３に印加され、超音波パルスとなつて被
検体２４へ送られる。被検体２４からの反射超音
波は超音波探触子１の振動子３により電気信号に
変換され、受信回路１０により増幅等の処理が行
われる。この様にして送、受信を繰返しながら振
動子３は被検体２４を往復回転走査する。この
時、走査位置に対応して変化するポテンシオメー
タ５の出力はＡ／Ｄ変換器１１によりデジタル信
号に変換される。このデジタル信号はデータバス
１２を介してALU１５へ導かれて以下の様に演
算処理される。

書換え可能メモリ１７には記憶領域MAX1，
MAX2，MIN1，MIN2が割当てられる。一例と
して装置電源投入直後の初期状態では、固定デー
タメモリ１６内のデータDX１，DX２，DN１，
DN２がデータバス１２を介して書換え可能メモ
リ１７の領域MAX1，MAX2，MIN1，MIN2へ
書込まれる。この書込み動作をより詳細に説明す
ると、先ずアドレス発生回路１８は固定データメ
モリ１６のデータDX１が存在するアドレスを発
生する。この時、固定データメモリ１６は出力イ
ンピーダンスをHiZ（高インピーダンス）から
LowZ（低インピーダンス）に変化させ、データ
バス１２へデータDX１を送出する。同時に制御
回路２０はデータレジスタ１３にデータDX１を
記憶させる。次にアドレス発生回路１８は書換え
可能メモリ１７の領域MAX1に対応するアドレ
スを発生させる。この時には固定データメモリ１
６の出力はHiZとなる。制御回路２０はデータレ
ジスタ１３の出力をLowZとし、前記データDX
１をデータバス１２へ送出する。同時に制御回路
２０は書換え可能メモリ２３へ書込み信号を送
る。この様にしてデータDX１は固定データメモ
リ１６から書換え可能メモリ１７へ転送される。
以上の動作を繰返すことにより固定データメモリ
１６のデータDX１，DX２，DN１，DN２は書
換え可能メモリ１７の領域MAX1，MAX2，
MIN1，MIN2へ転送される。

そして前記Ａ／Ｄ変換器１１の出力を制御回路
２０によつてLowZとすることによりＡ−Ｄ変換
されたデータをデータバス１２へ送出する。同時
に制御回路２０はデータレジスタ１４にデータを
記憶させる。次にアドレス発生回路１８は書換え
可能メモリ１７内の領域MAX1にあるデータX1
を読出し、同時に書換え可能メモリ１７の出力を
LowZとしてデータバス１２へ送出する。更に制
御回路２０はデータレジスタ１３にデータX1を
記憶させ、またALU１５を比較モードに設定す
る。次にALU１５はデータレジスタ１３，１４
の内容の大小を比較し、この比較結果を信号線１
９により制御回路２０へ伝える。データレジスタ
１４の内容がデータレジスタ１３の内容より大き
い場合には制御回路２０はデータレジスタ１４の
出力をLowZとしてデータバス１２へデータを送
出する。アドレス発生回路１８は書換え可能メモ
リ１７内の領域MAX1に対応するアドレスを発
生し、同時に制御回路２０は書換え可能メモリ１
７へ書込み信号を送り、データレジスタ１４の内
容をX1として領域MAX1の内容を書換える。デ
ータレジスタ１４の内容がデータレジスタ１３の
内容より小さい場合にはMAX1の内容をそのま
まにする。次に書換え可能メモリ１７の領域
MIN1の内容がデータレジスタ１４の内容より小
さいか否かを判定し、小さければ書換え可能メモ
リ１７のMIN1の内容を書換える。これを１回の
サイクルとし、再びＡ／Ｄ変換器１１のデータを
データレジスタ１４へ記憶させ、以下上記動作を
繰返して行う。駆動機構４の１往復毎に次の演算
を行う。

X2＝X2×ａ＋X1×（１−ａ） N2＝N2×ａ＋X1×（１−ａ） ここで、０＜ａ＜１、 X2は領域MAX2内のデータ N1は領域MIN1内のデータ N2は領域MIN2内のデータ この演算によりX1が一定値である時にはX2は
X1へ限りなく近付いていく。またノイズ等何ら
かの理由によりＡ／Ｄ変換器１１が誤つた値を出
力し、X1の値に誤りがある場合にもX2の値の変
化はX1におけるものより少い。ａを１に近付け
るほどその変化は少くなる。この様にして得られ
たX2とN2をそれぞれポテンシオメータ５の出力
の最大値と最小値とする。

次にこれら最大値と最小値の平均値ANを以下
の様にして求める。

AN＝（X2＋N2）／２ 平均値ANは書換え可能メモリ１７内の領域
MEANへ書込む。超音波の送、受信毎のポテン
シオメータ５の出力をAD変換器１１によりデジ
タル信号に変換し、ALU１５において書換え可
能メモリ１７内の領域MEANにある平均値AN
を減じることが可能である。以上の動作は第３図
における上記レベルシフト回路の動作と等価なも
のであるが、ポテンシオメータ５の入出力特性に
バラツキがあつても常に適正にそのバラツキ、即
ち前記の最大値と最小値の変動を自動的に補正す
ることが可能となる。この様にしてポテンシオメ
ータ５の出力はその平均値を減じた後、画像メモ
リ２２へ導かれ、表示部２３において画像を表示
することが可能となる。

また第３図に示した利得調整回路と等価な動作
を以下の演算で実行することが可能である。利得
調整される前のデータをＷ、利得調整された後の
データをＹとすると Ｙ＝Ｗ×NM／Ｍ 但し、 Ｍ＝X2−N2：書換え可能メモリの領域NORA
内のデータ NM：標準となるポテンシオメータ５のＭ値で
固定データメモリ１６に記憶されている。

となる。即ち、最大値より最小値を減じて出力最
大振幅を求め、ポテンシオメータ５の出力をこの
最大振幅で割ることにより出力振幅の調整を適正
に自動的に行うことができる。

以上の様な演算を実行することにより例え、超
音波探触子１を交換した場合でも、従来のオペア
ンプ等による利得調整回路、レベルシフト回路の
ように再調整の必要なく、またポテンシオメータ
個々の特性のバラツキに影響されることなく、適
正に自動的に補正されたポテンシオメータ５の出
力を得ることが可能となり、歪の少い超音波画像
を表示することが可能となる。

なお、上記実施例におけるALU１５、データ
レジスタ１３，１４、アドレス発生回路１８、制
御回路２０等はマイクロプロセツサICに置換え
ることができる。また画像の歪を少くするにはポ
テンシオメータ５の出力レベルシフトの補正が重
要であり、出力振幅調整の補正手段は無くてもよ
い。更に振動子３の往復運動位置を検出するセン
サはポテンシオメータに限定されるものではな
い。

発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明によれ
ば、超音波振動子の往復運動位置を検出するため
のセンサの出力の補正値を画像表示前に演算手段
により算出し、この演算手段により算出された補
正値を超音波振動子の位置情報として表示手段に
より画像表示するようにしている。このようにセ
ンサの出力誤差の適正な自動補正により歪の少い
超音波画像を表示することができる。従つて従来
の如く超音波探触子内の狭い空間に回路を実装す
る必要がなく、超音波探触子の小型化、軽量化を
図ることができ、操作を容易に行うことができ
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一実施例を
示すブロツク図、第２図は誤差が大きいポテンシ
オメータの入出力特性の説明図、第３図は従来の
ポテンシオメータの出力補正回路のブロツク図で
ある。 １……超音波探触子、２……ケース、３……振
動子、４……駆動機構、５……ポテンシオメータ
（センサ）、８……診断装置本体、９……送信回
路、１０……受信回路、１１……Ａ／Ｄ変換器、
１３，１４……データレジスタ、１５……ALU
（論理演算ユニツト）、１６……固定データメモ
リ、１７……書換え可能メモリ、１８……アドレ
ス発生回路、２０……制御回路、２１……タイミ
ング発生回路、２２……画像メモリ、２３……表
示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波振動子に往復運動を与える駆動機構に
   接続され、前記超音波振動子と駆動機構で少なく
   とも構成される超音波探触子と、前記超音波探触
   子内に位置する前記超音波振動子の往復運動位置
   を検出するためのセンサと、画像表示を行う表示
   手段を備えた本体部と、前記センサの出力より最
   大値ならびに最小値を記憶する前記本体部に位置
   するメモリと、前記メモリに記憶された最大値と
   最小値から平均値と差を求め前記センサの補正量
   を算出する演算手段と、前記センサの出力値から
   前記補正量を減算した値を前記超音波振動子の位
   置情報の補正値として前記表示手段に画像表示を
   行うことを特徴とする超音波診断装置。