JPH05161645A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リニアまたはセクタ画像の走査線の深度に応
じて最適なフレーム相関処理を行い、全体の画質を向上
する。 【構成】 フレーム相関処理回路４へは、プローブ１か
らのサンプリングデータＳ_tおよびフレームメモリ６か
ら読み出された前回の表示画像データＤ_t-1が入力され
るとともに、データＳ_tに関する深度が入力される。フ
レーム相関処理回路４は、両入力データをその深度に応
じて最も適当な相関度合いにより、フレーム相関処理を
おこない、今回の表示画像データＤ_tを算出してフレー
ムメモリ６に書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリニアまたはセクタ画像
を表示する超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置は、周知のように被検者
の体内へ超音波を出射し、その反射波（エコー）を受信
し、エコー信号の強度を画像変換してＣＲＴ等のモニタ
画面に表示している。ところで、受信されるエコー信号
中にはノイズが含まれており、また受信回路中でもノイ
ズが重畳されるため、画質が劣化されてしまう問題があ
る。そこで、これらのノイズを除去するため、表示画像
データにフレーム相関処理を加えている。図７はフレー
ム相関処理部を備えた超音波診断装置の一例を示す。

【０００３】同図において、１は超音波振動子を内蔵し
たプローブ、２は受信したエコー信号をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄコンバータ、３はバッファメモリ、４
はフレーム相関処理回路、６は１表示画面分の画像デー
タを格納するフレームメモリ、７は画像データをアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａコンバータ、８はＣＲＴ等の表
示装置である。

【０００４】フレーム相関処理回路４は、バッファメモ
リ３からサンプリングデータＳ_tが送られると、前回に
出力してフレームメモリ６へ格納しておいた表示画像デ
ータＤ_t-1を、スイッチ５を切り換えることにより呼出
し、次式 Ｄ_t＝ａ・Ｓ_t＋ｂ・Ｄ_t-1………………（１） （ただし、ａ＋ｂ＝１、ａ＞０，ｂ≧０）を用いて、表
示画像データＤ_tを算出する。

【０００５】こうして得られた表示画像データＤ_tはフ
レームメモリ６へ書き込まれて表示装置８に表示される
とともに、次回の表示画像データＤ_t+1が算出される際
は、再びフレーム相関処理回路４へ読み取られる。ここ
で得られる表示画像データＤ_tは、係数ｂを大きくする
と、サンプリングデータＳ_t中のノイズ成分を相対的に
減少させて、画質の劣化を防止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係数ｂ
を大きくすることは、前回以前のデータの割合が大きく
なることでもあり、そのため残像が多くなり画像がみに
くくなる。例えば心臓の弁のように動作の速い患部を診
断する場合、残像が残ることは好ましいことではない。
そのため、残像が残らないように係数ｂを小さくすると
ノイズが増大することになる。とくに、超音波は体内の
組織中を伝播する過程で急激に減衰する性質があるた
め、深部からのエコー信号ほどＳ／Ｎ比が小さくなりノ
イズ成分を多く含む。

【０００７】このように、ノイズ低減と残像低減とは相
反するため、画像表示させる際はいずれか一方を選択し
て係数ｂを決定していた。すなわち、画面表示されてい
る患部は、その深度によりノイズの発生量が大きく異な
るにもかかわらず、画面全体を一様な係数ｂにより表示
画像データを算出している。そのため、結果として特定
の深度のみを対象として画質の調整がなされることにな
り、他の深度の画質が犠牲になってしまうという問題が
あった。本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、ノイズの発生量が深
度により異なる場合でも各深度ごとに最適なフレーム相
関処理を行い、画像全体の画質を向上させることのでき
る超音波診断装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、リニア画像の画素ごとの表示画像デ
ータＤ_tを、サンプリングデータＳ_tと前回の表示画像デ
ータＤ_t-1とから次式 Ｄ_t＝ａ・Ｓ_t＋ｂ・Ｄ_t-1 （ただし、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ≧０） によりフレーム相関処理して算出する超音波診断装置に
おいて、リニア画像を深さ方向の複数の区間に区分し、
各区間ごとに係数ａ，ｂの設定を可能にしたことを特徴
とする。

【０００９】第２の発明は、セクタ画像の画素ごとの表
示画像データＤ_tを、サンプリングデータＳ_tと前回の表
示画像データＤ_t-1とから次式 Ｄ_t＝ａ・Ｓ_t＋ｂ・Ｄ_t-1 （ただし、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ≧０） によりフレーム相関処理して算出する超音波診断装置に
おいて、セクタ画像を同心円状に複数の区間に区分し、
各区間ごとに係数ａ，ｂの設定を可能にしたことを特徴
とする。

【００１０】

【作用】第１の発明においては、リニア画像が深さ方向
の複数の区間に区分され、各区間ごとに前回以前の表示
画像データと今回のサンプリングデータとの相関度合い
が調整されてフレーム相関処理される。

【００１１】第２の発明においては、セクタ画像が同心
円状に複数の区間に区分され、各区間ごとに前回以前の
表示画像データと今回のサンプリングデータとの相関度
合いが調整されてフレーム相関処理される。

【００１２】

【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は第１の発明の実施例である超音波診断装置の
構成を示すブロック図である。この実施例はリニア画像
を表示するものであり、図７の従来装置と共通する部分
の説明を省略し異なる部分について説明する。

【００１３】図において、タイミング生成回路９はサン
プリングクロックＳＣＫをＡ／Ｄコンバータ２およびバ
ッファメモリ３へ送るとももに、書き込みクロックＷＣ
Ｋをバッファメモリ３，フレームメモリ６およびカウン
タ１０へ送る。この実施例ではフレームメモリ６へ書き
込まれる走査線１本分のデータが画素数にして約５００
であるため、カウンタ１０は９ビットにより構成され、
また、画像表示データは６ビットにより構成される。カ
ウンタ１０は送られた書き込みクロックＷＣＫをカウン
トし、そのカウント値の上位３ビットＣ８〜Ｃ６を相関
度合パラメータとしてフレーム相関処理回路４へ送る。

【００１４】このカウント値は画像の深度が増すにつれ
て増加し、その上位の３ビットで画像の深度を８段階に
区分することになり、採取されたサンプリングデータＳ
_tについて、それぞれが属する深度区分がフレーム相関
処理回路４へ送られることを意味する。

【００１５】次に、フレーム相関処理回路４について説
明する。図２はフレーム相関処理回路４の内部構成を示
す図である。フレーム相関処理回路４はラッチ２１とＲ
ＯＭ２２とから構成される。ラッチ２１は、フレームメ
モリ６からスイッチ５を切り換えて送られてくる前回の
表示画像データＤ_t-1をラッチしてから、ＲＯＭ２２の
アドレス入力端子Ａ０〜Ａ５へ入力する。ＲＯＭ２２は
３２Ｋ×８ビットに構成され、アドレス入力端子Ａ６〜
Ａ１１へはバッファメモリ３から送られたサンプリング
データＳ_tが入力される。

【００１６】また、アドレス入力端子Ａ１２〜Ａ１４へ
はカウンタ１０から送られた相関度合パラメータＣ８〜
Ｃ６が入力される。このＲＯＭ２２はデータテーブルと
して、予め各アドレスの入力値ごとに表示画像データＤ
_tが書き込まれており、データ出力端子Ｄ０〜Ｄ５から
は、各入力値に対応した表示画像データＤ_tが出力され
る。すなわち、ＲＯＭ２２には、サンプリングデータＳ
_tと前回の表示画像データＤ_t-1とパラメータＣ８〜Ｃ６
との全ての値の組合せについて、表示画像データＤ_tの
値が書き込まれている。具体的にはこれら表示画像デー
タＤ_tは、式（１）により算出され、その際の係数ａ，
ｂは表１のようにパラメータＣ８〜Ｃ６の値によりそれ
ぞれ異なった値となる。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１では、パラメータＣ８〜Ｃ６の値が増
すごとに、すなわちサンプリングデータＳ_tの採取位置
が深くなるごとに相関度合いが強まる。なお、このパラ
メータＣ８〜Ｃ６は、フレームメモリ６のｙ座標の値に
も対応している。このように第１の発明の実施例では、
通常のバッファメモリ３およびフレームメモリ６へ送ら
れる書き込みクロックＷＣＫをカウンタ１０で計数し、
その値を用いて同一画像であってもその深度によって相
関度合いを変えながら画像を表示することを可能にし
た。そのため、深度ごとに最適な相関度合いを予め設定
しておけば、深度ごとに最上の画質が得られる。

【００１９】すなわち、Ｓ／Ｎ比が大きい浅部のデータ
に対してはフレーム相関度合いを弱くして残像が少なく
なるようにし、Ｓ／Ｎ比が小さくなる深部のデータに対
してはフレーム相関度合いを徐々に大きくして表示ノイ
ズを少なくするようにして、画質を向上させる。

【００２０】また、この実施例では深度ごとに相関度合
いを変えたにもかかわらず、表示画像データＤ_tの値を
データテーブルとしてＲＯＭ２２に予め書き込んでおく
ため処理時間が短くなる。さらには、相関度合いの設定
を変更しようとする場合、別なＲＯＭ２２と交換するだ
けで簡単におこなえる。また、さらには、データテーブ
ルをＲＡＭにより構成しておき、そのつど任意のデータ
テーブルに書き換えることも可能である。

【００２１】次に、第２の発明の実施例について説明す
る。図３は第２の発明の実施例である超音波診断装置の
構成を示すブロック図である。この実施例はセクタ画像
を表示するものであり、図１の実施例と共通する部分の
説明を省略し異なる部分について説明する。図におい
て、タイミング生成回路９はサンプリングクロックＳＭ
ＰをＡ／Ｄコンバータ２，バッファメモリ３およびメモ
リ１３へ送るとももに、書き込みクロックＷＣＫをバッ
ファメモリ３，メモリ１３およびフレームメモリ６へ送
る。サンプリングクロックＳＭＰおよび書き込みクロッ
クＷＣＫは、セクタ画像を形成する走査線ごとに異なる
周波数からなる。

【００２２】タイミング生成回路１２は、一定周波数の
深度計数用クロックＤＣＫを生成してカウンタ１０へ送
る。カウンタ１０のカウント値は、バッファメモリ３と
同等の動作をするメモリ１３へ送られる。メモリ１３
は、カウント値をバッファメモリ３と同一タイミングで
書き込みおよび読み出しを行い、読み出した値を相関度
合いのパラメータとしてフレーム相関処理回路４へ送
る。

【００２３】図４は、図３における各信号の波形図であ
る。信号ＴＸは、信号の送受信のタイミングを表し、
“Ｌ”レベルの間に超音波を送信し、“Ｈ”レベルの間
にエコー信号を受信する。これらの送受信は順に走査線
Ｌ，Ｌ＋１，・・・と行われる。

【００２４】サンプリングクロックＳＭＰは、信号ＴＸ
が“Ｈ”レベルの間に走査線ごとの周波数によりデータ
のサンプリングタイミングを指示する。図では、走査線
Ｌについては周波数ｆ_L、走査線（Ｌ＋１）については
周波数ｆ_L+1となる。このようにサンプリング周波数が
異なるのは、セクタ画像の場合走査線の角度がその位置
により変化するためである。

【００２５】深度計数用クロックＤＣＫは、信号ＴＸが
“Ｈ”レベルの間のみ一定の周波数ｆ_Dとして、各部の
動作間隔の基準値となる。特にこのＤＣＫを用いること
で、放射線状をしたセクタ画像の走査線を同心円状に区
分して、その区分ごとに相関度合いを設定することがで
きる。

【００２６】図５は、この実施例において表示されるセ
クタ画像を示す。セクタ画像は放射状の走査線Ｌ，Ｌ＋
１，・・・・からなり、各走査線を一定周波数の深度計
数用クロックＤＣＫで区分することにより、一定間隔か
らなる半径ｒ₁，ｒ₂・・・・をした複数の同心円により
深度が区分される。

【００２７】また、セクタ画像では各走査線上の位置
と、ｘ，ｙ座標、すなわちフレームメモリ６上のアドレ
スとの対応が走査線ごとに異なるため、走査線ごとにそ
の傾斜角度に対応した周波数からなるサンプリングクロ
ックＳＭＰに指示されるタイミングでサンプリングデー
タを取り込む。図では、走査線Ｌ，Ｌ＋１についての
み、ｘ軸に平行な直線ｙ₁，ｙ₂，ｙ₃・・・との交点が
表示されている。

【００２８】図６は、第２の発明の他の実施例について
示す。この実施例は、図３におけるタイミング生成回路
１２、カウンタ１０およびメモリ１３を、ＲＯＭ２２か
らなるデータテーブルに置き換えたものである。すなわ
ち、ＲＯＭ２２のアドレスに走査線アドレスＬおよびフ
レームメモリの書き込みアドレス（垂直アドレスｙ）を
与えると、同心円状の深度区分に対応した相関度合いを
表すパラメータを出力するようにしたものである。な
お、ＲＯＭ２２をＲＡＭに置き換えることも同様に可能
である。

【００２９】このように第２の発明の両実施例では、放
射状をした走査線からなるセクタ画像について、その走
査線ごとに深度を同心円状に区分して、相関度合いのパ
ラメータを深度ごとに変えることにより、各深度ごとに
最上の画質が得られるようになる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
リニア画像を深さ方向の複数の区間に区分して、各区間
ごとに前回以前の表示画像データと今回のサンプリング
データとの相関度合いを調整しながらフレーム相関処理
することにより、リニア画像の深度ごとに最適な画質調
整が可能になる。それにより、深い位置の画像について
はノイズを低減させ、浅い位置の画像については残像を
少なくして、画質を向上させることができる。

【００３１】同じく、第２の発明によれば、セクタ画像
を同心円状に複数の区間に区分して、各区間ごとに前回
以前の表示画像データと今回のサンプリングデータとの
相関度合いを調整しながらフレーム相関処理することに
より、リニア画像の深度ごとに最適な画質調整が可能に
なる。それにより、深い位置の画像についてはノイズを
低減させ、浅い位置の画像については残像を少なくし
て、画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】図１の要部の内部構成を示す図である。

【図３】第２の発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】図３における各信号の波形図である。

【図５】この実施例において表示されるセクタ画像を示
す図である。

【図６】第２の発明の他の実施例の一部を示す図であ
る。

【図７】従来の超音波診断装置の一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】 １ プローブ ２ Ａ／Ｄコンバータ ３ バッファメモリ ４ フレーム相関処理回路 ５ スイッチ ６ フレームメモリ ７ Ｄ／Ａコンバータ ８ 表示装置 ９ タイミング生成回路 １０ カウンタ １２ タイミング生成回路 １３ メモリ ２１ ラッチ ２２ ＲＯＭ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニア画像の画素ごとの表示画像データ
   Ｄ_tを、サンプリングデータＳ_tと前回の表示画像データ
   Ｄ_t-1とから次式 Ｄ_t＝ａ・Ｓ_t＋ｂ・Ｄ_t-1 （ただし、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ≧０） によりフレーム相関処理して算出する超音波診断装置に
   おいて、 リニア画像を深さ方向の複数の区間に区分し、各区間ご
   とに係数ａ，ｂの設定を可能にしたことを特徴とする超
   音波診断装置。
2. 【請求項２】 セクタ画像の画素ごとの表示画像データ
   Ｄ_tを、サンプリングデータＳ_tと前回の表示画像データ
   Ｄ_t-1とから次式 Ｄ_t＝ａ・Ｓ_t＋ｂ・Ｄ_t-1 （ただし、ａ＋ｂ＝１，ａ＞０，ｂ≧０） によりフレーム相関処理して算出する超音波診断装置に
   おいて、 セクタ画像を同心円状に複数の区間に区分し、各区間ご
   とに係数ａ，ｂの設定を可能にしたことを特徴とする超
   音波診断装置。