JPH0449955A - 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、医療用機器等に使用する超音波診断装置に関
する。

従来の技術 第３図は従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図
である。第３図において、ｌは被検体としての生体（図
示せず）に向けて超音波パルスビームを放射するととも
に生体から反射された超音波を受波する探触子であり、
２はこの探触子１を付勢して超音波パルスビームを放射
させる送信部である。

また、３は探触子１から出力される受信信号を入力して
増幅する受信部であり、４はこの受信部３の出力を遅延
させる遅延回路、５は遅延回路４の出力の信号処理を行
なう加算回路、６は加算回路５の出力を検波する検波回
路である。

７は、検波回路６のアナログ信号出力をディジタル信号
に変換するアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄという
）変換器である。

８は、このＡ／Ｄ変換器７から出力されるディジタル信
号を入力して、超音波ビームの放射方向の座標変換を行
なう音線方向座標変換器である。

９は、この音線方向座標変換器８の出力を入力して、画
像のフレームを記憶するフレームメモリ、１０はこのフ
レームメモリ９の出力を水平方向に座標変換する水平方
向座標変換器である。

これらの音線方向座標変換器８、フレームメモリ９、水
平方向座標変換器１０はディジタル・スキャン・コンバ
ータ（以下、Ｄ、Ｓ、Ｃと略称する）１２を構成してお
り、このり、Ｓ、ＣＩ２により、Ａ／Ｄ変換器７の出力
を標準テレビジョン方式の信号に変換するようにしてい
る。

１１は表示装置であり、上記り、Ｓ−ＣＩ２の出力、す
わわち、水平方向変換器１０の出力を入力して超音波断
層画像を表示するものである。

次に、上記従来例の動作について説明する。

まず、送信部２によって探触子１を付勢し、超音波パル
スビームを生体に向けて放射し、生体の音響インピーダ
ンスの差異によって生じる反射波を探触子１で受信する
。

この受信信号は受信部３に送られて増轢され、さらに遅
延回路４と加算回路５により信号処理される。

この加算回路４による処理結果は、検波回路６で検波さ
れて、Ａ／Ｄ変換器７でディジタル信号に変換される。

このディジタル信号に変換された受信信号は音線方向座
標変換器８と画像のフレームメモリ９、および水平方向
座標変換器ｌＯからなるり、Ｓ。

ＣＩ２によって標準テレビジョン方式の信号に変換され
る。

この変換は所謂、超音波ビームの走査信号を標準テレビ
ジョン方式に走査変換して、表示装置１１のモニタ画面
に超音波断層画像を表示させるために行なわれるもので
ある。

ところで、本従来例の超音波診断装置では表示装置１１
のモニタ画面に滑らかな超音波画像の表示を行なうため
に、Ｄ、Ｓ、ＣＩ２を用いて自己相関法を用いた信号処
理を行なっている。

すなわち、フレームメモリ９に画像データを書き込む際
、書き込むデータのメモリアドレス（ＦＭ標）に対応し
て、フレームメモリ９から一層データ（旧データＤＯＬ
Ｄ（ｘ、　ｙ　）　）を読み出し、０以上１以下の範囲
における係数定数Ｋを読み出したデータに乗じて、新規
データに＠ｐｏｔｔ＋（ｘ、ｙ）を作る。

一方、音線方向変換器８から出力されるデータ（生デー
タＤｓｌＩｖ（ｘ、　ｙ））には（１−Ｋ）の係数を乗
じて、新規データ（１−Ｋ）−ＤＮ＋＋ｖ（ｘ、ｙ）を
作り、結局、フレームメモリ９には、データに＊Ｄａｔ
、ｔ＋（ｘ、ｙ）とデータに優ＤＯＬＤ（ｘ、ｙ）を加
算した新規データＤ（ｘ、ｙ）が書き込まれることにな
る。これらの関係は、次ぎの（１）式で表すことができ
る。

Ｄ（ｘ、ｙ）＝に−ＤｏＬｏ（ｘ、ｙ）＋（１−Ｋ）・
ＤＮｇｗ（ｘ、ｙ）−（１）ここで、係数には、０≦に
≦１の値、Ｘ、ｙはメモリのアドレスである。

このため、係数にの値を大きくするにしたがって、新規
データＤ（ｘ、ｙ）中に占める旧データＤＯＬＤ（ｘ　
、　ｙ　）の割合が大きくなり、画像はより一層滑らか
なものとなる。

発明が解決しようとする課題 ところで、上記従来の超音波診断装置における自己相関
法では、相関係数にの値を１に近づけるほど得られる断
層画像は滑らかなものとなるが、動きのある画像（動画
）の場合、フレームメモリ９のデータを時々刻々と新し
いデータで更新する必要がある。

しかしながら、相関係数Ｋが太き（なると、新しいデー
タによる更新の比率が低くなるので、画像表示の追従性
が劣り、極端な場合には、生体の動きと、表示画像の動
きが対応しなくなるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり
、画像の滑らかさを維持し、かつ動きのある画像への追
従性のよい画像信号処理を行ない、断層画像の見やすい
超音波診断装置を提供することを目的とするものである 課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、被検体に向けて
送出した超音波の反射波を受信した受信信号をディジタ
ル変換したディジタル信号を記憶する第１の記憶手段と
、画像のフレームを記憶するフレームメモリと、このフ
レームメモリから読み出したデータを記憶する第２の記
憶手段と、第１の記憶手段のデータおよび第２の記憶手
段のデータの差に対応して受信信号の自己相関演算を行
なう自己相関演算回路と、フレームメモリのデータを標
準テレビジョン方式の信号として出力することにより表
示装置に表示させる水平方向座標変換器とを備えるよう
にした。

作用 したがって本発明によれば、画像を滑らかにするととも
に、動きのある画像に対する追従性を失うことがなく、
超音波診断における画像を見やすくして、診断能率を著
しく高められるという効果を有する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成を示すものである。第
１図において、符号１〜７の部分、すなわち、探触子１
からＡ／Ｄ変換器７までの部分は第３図と同様であり、
探触子１から受信された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器７で
Ａ／Ｄ変換されてディジタル信号となる。

８ａはこのＡ／Ｄ変換されたディジタル信号を入力して
、生データとして出力する音線方向座標変換器であり、
１５はこの音線方向座標変換器８ａの出力を保持する入
力データ保持回路である。

１６は更新データを書き込むアドレスに対応して、フレ
ームメモリ１８から旧データを読み出して保持する旧デ
ータ保持回路であり、１７は予め演算結果が格納されて
いるリードオンリーメモリ（以下、ＲＯＭと記す）より
構成され、このＲＯＭにデータ保持回路１５から出力さ
れる生データと旧データ保持回路１６から出力される旧
データとを入力して、その差に対応して相関演算をする
とともに、更新データを出力する自己相関演算回路であ
る。

１８はこの自己相関演算回路１７から出力される更新デ
ータを所定のアドレスに書き込むフレームメモリ、１０
ａはフレームメモリ１８から読み出された更新データを
入力して標準テレビジョン方式の信号を表示装置１９に
出力する水平方向座標変換器である。

次に上記実施例の動作について説明する。第３図の従来
例の場合と同様にして、探触子から受信された受信信号
は遅延回路４、加算回路５、検波回路６を経てＡ／Ｄ変
換器７でディジタル信号に変換される。このディジタル
信号は音線方向座標変換器８ａに入力され、その出力信
号は、生データとして入力データ保持回路１５に入力さ
れる。

一方これと並行して、後述する手順により上記生データ
との相関演算を行なって算出される更新データを書き込
むアドレスに対応して、フレームメモリ１８から旧デー
タを読み出して旧データ保持回路１６に入力させる。

自己相関演算器１７は、データ保持回路１５の生データ
と旧データ保持回路１６の旧データからの各々のデータ
の差に対応して、相関演算をするとともに、更新データ
を作成する。その出力信号としての更新データは、フレ
ームメモリ１８の所定アドレスに書き込まれ、さらにこ
のフレームメモリ１８から適宜読み出されて、水平方向
座標変換器１０ａに入力され、この水平方向座標変換器
１０ａから標準テレビジョン方式の信号となって、第３
ｔＩＩＪに示した従来例と同様に、表示装置のモニタ画
面に表示される。

ところで、自己相関演算回路１７はすでに述べたように
、予めこの演算結果が格納されているＲＯＭより構成さ
れており、このＲＯＭへの入力信号は入力データ保持回
路１５より出力される生データと旧データ保持回路１６
より出力される旧データが各々入力される。

一方、自己相関演算回路１７で用いる相関係数には次の
（２）式より求められる。

ｋ＝αｌＤｓｇｗ（ｘ、ｙ）−ＤｏＬｏ（ｘ、ｙ）ｌｕ
　　　　　　　−（２）ここで、］）ｓａｗ（ｘ　、　
Ｖ　）は生データＤＯＬＤ（ｘ、　ｙ　）は旧データと
定義する。

ここで、ａは相関係数にの最大値と任意の正の実数−夕
のビット長、すなわち、最大値で決定される値である。

次に例として、画像データのビット長を６ビツト、ｋの
最大値をＣ１９、ｕ＝０．２５とすると、上記（２）式
は、 に′、０．３２・ｌＤｓｉｗ（ｘ、ｙ）−Ｄｏしｏ（ｘ
、ｙ）ｌ　　　　　・・・　（３）となり、相関係数に
と、生データ及び旧データの差との関係は第２図に示し
たような曲線となる。

すなわち、この第２図から明らかなように、生データと
旧データの差が大きくなる程相関係数には大きくなり、
また、差が小さくなる程相関関数には小さくなる。

さらに、（１）式に（３）式を代入すると、Ｄ（ｘ、　
ｙ）＝ ＤＮ口（ス、ｙ）＋０．３２＠ＩＤｎ１ｖ（ｘ、ｙ）−
Ｄｏしｏ（ｘ、ｙ）１０２’働ｆＤｏしｏ（ｘ、ｙ）−
ＤＮｇｗ（ｘ、ｙｌ　　　　−（４）となる。

この（４）式において、Ｄｎ＠ｗ（ｘ　、　ｙ　）およ
びＤＯＬＤ（Ｘ、　Ｖ　）を自己相関演算器１７のＲＯ
Ｍの入力データとし、新データＤ（ｘ、ｙ）がＲＯＭの
出力となるように、予め新データを格納しておけば、こ
の新データを作る相関演算は生データＤｓＩ１ｗ（ｘ　
、　ｙ　）と旧データＤＯＬＤ（Ｘ　、　Ｖ　）を自己
相関演算回路１７のＲＯＭに人力するだけで行なわれる
ことになる。

このように本実施例によれば、生データと既に存在する
旧データの値の差に対応して相関係数を変化させている
ため、自己相関による画像のスムーズさを失わず、動き
のある動画に対してもその追従性が劣ることがないとい
う効果が得られ、超音波断層像による診断能の向上をは
かることができる。

なお、相関係数を算出するための（２）式におけるｋお
よびＵの各パラメータは本実施例に限定される必要はな
く、診断の必要に応じて適宜変更設定すればよい。

発明の効果 本発明は、上記実施例より明らかなように、被検体に向
けて送出した超音波の反射波を受信した受信信号をディ
ジタル変換したディジタル信号を記憶する第１の記憶手
段と、画像のフレームを記憶するフレームメモリと、こ
のフレームメモリから読み出したデータを記憶する第２
の記憶手段と、第１の記憶手段のデータおよび第２の記
憶手段のデータの差に対応して受信信号の自己相関演算
を行なう自己相関演算回路と、フレームメモリのデータ
を標準テレビジョン方式の信号として出力することによ
り表示装置に表示させる水平方向座標変換器とを備える
ようにしたので、画像を滑らかにするとともに、動きの
ある画像に対する追従性を失うことがな（、超音波診断
における画像を見やすくして、診断能率を著しく高めら
れるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における超音波診断装置の概
略構成を示すブロック図、第２１！ｌは同装置における
生データと旧データとの差と相関係数との関係を示すグ
ラフ、第３図は従来の超音波断層像の概略構成を示すブ
ロック図である。 １・・・探触子、７・・・Ａ／Ｄ変換器、８ａ・・・音
線方向座標変換器、］Ｏａ・・・水平方向座標変換器、
１０・・・入力データ保持回路、１６・・・旧データ保
持回路、１７・・・自己相関演算回路、１８・・・フレ
ームメモリ、１９・・・表示装置。 仕理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝はか１名第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体に向けて送出した超音波の反射波を受信した受信
   信号をディジタル変換したディジタル信号を記憶する第
   １の記憶手段と、画像のフレームを記憶するフレームメ
   モリと、このフレームメモリから読み出したデータを記
   憶する第２の記憶手段と、第１の記憶手段のデータおよ
   び第２の記憶手段のデータの差に対応して受信信号の自
   己相関演算を行なう自己相関演算回路と、フレームメモ
   リのデータを標準テレビジョン方式の信号として出力す
   ることにより表示装置に表示させる水平方向座標変換器
   とを備えた超音波診断装置。