JPH05181453A - 超音波画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波ビームの本数を増やさずに画素密度を
高めて滑らかな超音波画像を表示する。 【構成】 スキャンコンバータの画像メモリから読み出
したデータを、入力側と出力側との２つの切換回路と、
データ保持回路と、平均回路とにより構成されるインタ
ーポレイション回路によって処理し、補間する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超音波画像をテレビ
モニタ等のテレビジョン走査方式の表示装置に表示する
超音波画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置では、超音波ビームを送
波するとともにそのエコー信号を、送波ビームと同じ指
向性で受波し（受波ビーム）、この１個のエコー信号を
所定のサンプリング周期でサンプリングすることによっ
て、超音波（の送波および受波）ビーム方向に並ぶ画素
の各データを得る。画像表示装置としては、広く普及し
ていて安価であることから、ベクトル方式ではなく、テ
レビジョン走査方式のディスプレイが一般に用いられ
る。そこで、上記の超音波ビーム方向に並ぶ画像データ
をテレビジョン走査方式に並べ換える必要があり、その
ためにスキャンコンバータが用いられる。

【０００３】超音波ビームをある領域内で走査する（多
数の超音波ビームを順次その位置または方向を変えなが
ら発射しその各々についてエコー信号を得る）と、その
領域の画像を表わす１枚（１フレーム）の画像データが
得られて、この１フレームの画像を表示することができ
る。超音波ビームの走査をその所定の領域内で繰り返し
行なえば、その領域の画像が１フレームずつ時間的に順
次得られ、結果的に多数フレームの画像が得られること
になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画素の密度
を高めて高解像度の超音波画像を得ようとする場合、超
音波ビームの本数を増やせばよいのであるが、そうする
と１画面分のデータを得るのに時間がかかり、多数フレ
ームの画像を順次得ていく際のフレームレートが低下す
る問題が生じる。しかも、スキャンコンバータの画像メ
モリの容量も増大しなければならない。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、超音波ビームの
本数を増やさず、したがってフレームレートを低下させ
たりスキャンコンバータの画像メモリの容量を増大させ
たりする問題を発生させずに、画素密度を高めて滑らか
な超音波画像を表示することのできる超音波画像表示装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によれば、超音波ビームに沿って得たエコ
ー信号データを画像データとして画像メモリの該ビーム
に対応する走査線上に一旦書き込んだ後、テレビジョン
走査方式にしたがい、上記の書き込み走査線を横断する
方向の走査線に沿ってこの画像メモリから画像データを
順次読み出してテレビジョン走査方式の表示装置の走査
線上に１個の画像データが１画素を表わすようにして表
示していく超音波画像表示装置において、前記画像メモ
リと表示装置との間に、インターポレイション回路を挿
入したことを特徴とし、このインターポレイション回路
は、前記画像データの各１個ずつを一時的に保持する保
持回路と、一方の入力端子に入力された前記保持回路か
らの画像データと他方の入力端子に入力された画像デー
タとの平均値の画像データを新たに作って出力する平均
回路と、前記画像メモリから１本の表示走査線上に並ぶ
べきものとして順次読み出された複数個の画像データ
を、前記保持回路と平均回路の他方の入力端子とに交互
に切換える入力側の切換回路と、前記保持回路の出力と
平均回路の出力とを交互に切換えることにより、前記読
み出されたもとの画像データの各々の中間のタイミング
に新たに作った画像データが位置するようにして、もと
の画像データと新たなデータとを交互に順次出力する出
力側の切換回路とからなる。このような構成のインター
ポレイション回路を挿入したことにより、簡単な構成で
ありながら、超音波ビームと超音波ビームとの間に新た
な超音波ビームを走査させたと同じような画像データを
得ることができて、実際に走査する超音波ビームの本数
を増やすことなく、画像密度を高めて滑らかな超音波画
像を表示することができる。実際に走査する超音波ビー
ムの本数を増やさないため、フレームレートが低くなる
ことはなく、またスキャンコンバータの画像メモリの容
量も増やす必要はない。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１において、被検体（患
者の身体）１に密着された超音波探触子（振動子）２に
送波回路３より駆動パルスを送って、探触子２から超音
波を発射し、たとえば図示のように超音波ビームのリニ
ア走査を行なう。すなわち、超音波探触子２から超音波
ビームを被検体１内に順次発射するが、リニア走査では
その超音波ビームが平行移動するようその位置をずらし
ながらこの発射を順次行ない、その各々の反射波を探触
子２で受波し、探触子２から電気信号であるエコー信号
を得る。このエコー信号は受波回路４を経、さらにＡＤ
変換器５を経てデジタル化され、画像メモリ６の各々の
記憶区分に書き込まれる。

【０００８】各１回の超音波ビーム発射につき得られる
１個のエコー信号を所定のサンプリングレートでサンプ
リングしてデジタル化したデジタルデータが１個ずつ、
たとえば画像メモリ６の縦方向（実線矢印）の各番地に
つぎつぎに書き込まれる。すなわち、この画像メモリ６
は、縦方向に、１個のエコー信号のサンプリング数に対
応する数の番地を有している必要があり、また、横方向
には超音波ビームの数に対応した番地を有している必要
がある。そのため、この画像メモリ６の容量は超音波ビ
ーム数（横方向）×１個のエコー信号のサンプリング数
（縦方向）ということになる。

【０００９】こうして１画面分のデジタルデータの書き
込みが終了したとき、テレビ走査に同期して横方向（点
線矢印；画像データの超音波ビーム方向配列を横断する
方向）に読み出される。このような画像メモリ６の書き
込み・読み出しによりスキャンコンバータの機能が果さ
れる。読み出された各データはマルチプレクサ７及びバ
ッファ８を経てインターポレイション回路９に送られ
る。

【００１０】このインターポレイション回路９は、図示
のように、入力された個々のデータを一時的に保持する
ラッチ回路９２と、２入力の平均値データを新たに作る
平均回路９３と、入力側の切換回路９１と、出力側の切
換回路９４とにより構成されている。入力側の切換回路
９１は、画像メモリ６から順次読み出されマルチプレク
サ７及びバッファ８を介して順次送られてきた個々のデ
ータを、交互にａ側とｂ側とに切り換える。平均回路９
３にはラッチ回路９２の出力と、切換回路９１のｂ側に
現われる出力とが入力されるので、これらの平均値デー
タが出力されることになる。また、出力側の切換回路９
４は、ラッチ回路９２の出力が入力されるａ側と、平均
回路９３の出力が入力されるｂ側とを交互に切り換えて
いる。

【００１１】そこで、たとえば図２の（ａ）のように画
像メモリ６からデータが、…、Ｐ、Ｑ、Ｒ、…、と順次
読み出されてきたとき、まずＰのタイミングではａ側に
切り換えられている切換回路９１を通ってデータＰがラ
ッチ回路９２に送られてラッチ回路９２に一時保持され
るとともに、そのままラッチ回路９２から出力される。
このとき、切換回路９４はａ側に切り換えられているの
で、データＰが、このインターポレイション回路９から
出力されることになる。

【００１２】つぎにＱのタイミングでは、切換回路９
１、９４はともにｂ側に切り換えられる。このときラッ
チ回路９２はまだデータＰを保持し、これを出力し続け
ているため、平均回路９３の一方の入力にはデータＰが
送られてきている。平均回路９３の他方の入力には切換
回路９１のｂに現われるデータＱが送られるので、平均
回路９３は（Ｐ＋Ｑ）／２のデータを生じる。この新た
に作られたデータが、ｂ側に切り換えられている切換回
路９４を通って出力される。

【００１３】そして、まだデータＱがバッファ８から出
力されている間に、切換回路９１、９４がａ側に切り換
えられる。そのため、ラッチ回路９２には切換回路９１
からデータＱが送られ、ラッチ回路９２においてこれが
一時的に保持されるとともにそのまま出力され、切換回
路９４を経てデータＱが出力されることになる。

【００１４】このような動作が繰り返されて、結果的
に、図２の（ｂ）に示すように、…、Ｐ、（Ｐ＋Ｑ）／
２、Ｑ、（Ｑ＋Ｒ）／２、Ｒ、…、というように、もと
のデータの間のタイミングに位置するように、両隣のデ
ータの平均値として新たに作られたデータが挿入される
ことになる。

【００１５】このインターポレイション回路９の出力は
ＤＡ変換器１０でアナログ信号に変換され、ローパスフ
ィルタ１１を経てテレビジョン方式のディスプレイであ
るテレビモニタ１２に送られる。

【００１６】したがって、テレビモニタ１２の画面上に
は、画像メモリ６を横方向に走査して読み出したデータ
（図２の（ａ）参照）に、補間を加えたデータ（図２の
（ｂ）参照）が、各水平走査線上においてそれぞれの画
素を表わすように表示される。インターポレイション回
路９が無いものと仮定すると、各走査線上には図２の
（ａ）で示すような表示が行なわれるから、もとの各超
音波ビームの走査間隔に対応した粗い画素の表示となる
が、インターポレイション回路９で補間しデータを増や
しているため、各走査線上には図２の（ｂ）で示すよう
な細かい画素サイズによる滑らかな表示がなされること
になる。これは、あたかも、超音波ビームの走査数を増
加し、且つ画像メモリ６の容量を増大したことと同じで
あり、フレームレートを低下させず、しかもスキャンコ
ンバータの画像メモリ６の容量を増大させずに画素密度
を高めたことになる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の超音波
画像表示装置によれば、スキャンコンバータの画像メモ
リから読み出したデータを、入力側と出力側との２つの
切換回路と、データ保持回路と、平均回路とにより構成
されるインターポレイション回路によって処理すること
により、もとのデータの中間のタイミングに、両隣のデ
ータの平均値に相当する新たなデータを作って加えるよ
うにしたため、簡単な構成でありながら、表示画像の密
度分解能と空間分解能とを同時に向上させることができ
るとともに、滑らかな画像表示が可能となり、しかもこ
れを、画像メモリの容量を増大させずに且つフレームレ
ートを低下させずに、実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【図２】図１のインターポレイション回路の動作を説明
するためのタイムチャート。

【符号の説明】

１ 被検体 ２ 超音波探触子 ３ 送波回路 ４ 受波回路 ５ ＡＤ変換器 ６ 画像メモリ ７ マルチプレクサ ８ バッファ ９ インターポレイション回路 ９１、９４ 切換回路 ９２ ラッチ回路 ９３ 平均回路 １０ ＤＡ変換器 １１ ローパスフィルタ １２ テレビモニタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波ビームに沿って得たエコー信号デ
   ータを画像データとして画像メモリの該ビームに対応す
   る走査線上に一旦書き込んだ後、テレビジョン走査方式
   にしたがい、上記の書き込み走査線を横断する方向の走
   査線に沿ってこの画像メモリから画像データを順次読み
   出してテレビジョン走査方式の表示装置の走査線上に１
   個の画像データが１画素を表わすようにして表示してい
   く超音波画像表示装置において、前記画像データの各１
   個ずつを一時的に保持する保持回路と、一方の入力端子
   に入力された前記保持回路からの画像データと他方の入
   力端子に入力された画像データとの平均値の画像データ
   を新たに作って出力する平均回路と、前記画像メモリか
   ら１本の表示走査線上に並ぶべきものとして順次読み出
   された複数個の画像データを、前記保持回路と平均回路
   の他方の入力端子とに交互に切換える入力側の切換回路
   と、前記保持回路の出力と平均回路の出力とを交互に切
   換えることにより、前記読み出されたもとの画像データ
   の各々の中間のタイミングに新たに作った画像データが
   位置するようにして、もとの画像データと新たなデータ
   とを交互に順次出力する出力側の切換回路とからなるイ
   ンターポレイション回路を、前記画像メモリと表示装置
   との間に挿入したことを特徴とする超音波画像表示装
   置。