JPH07303634A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波診断装置における画像情報を正確に得
ることを可能とし回路構成を簡略化することにある。 【構成】 超音波診断装置は、受信手段が受信する反射
エコー信号を生体の深さに応じたサンプリングタイミン
グで、サンプル点データとして取り込むサンプル点デー
タ取得手段と、サンプリングタイミングと次のサンプリ
ングタイミングにおいて、各サンプル点を結ぶ音線が表
示ピクセルのいずれかに対応する位置を通過するよう
に、サンプル点データ取得手段を制御する受信方向制御
手段と、サンプル点データ取得手段のサンプル点データ
に基づいて、表示ピクセルに対応する画像データを算出
する補間データ演算手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特
に、生体内に超音波ビームを送信手段により送信し、前
記生体からの反射エコー信号を受信手段により受信し、
前記受信手段により受信した反射エコー信号に基づい
て、マトリクス状の表示ピクセルを構成する表示手段に
画像表示を行う超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医用分野で用いられる超音波診断装置で
は、生体の断層データや血流情報をリアルタイムでモニ
タに表示することが一般に行われている。この種の超音
波診断装置は、超音波を送受信するプローブと、プロー
ブに駆動パルスを与える送信回路と、プローブで受信し
た生体からの超音波エコー信号を受信処理して断層デー
タや血流情報を得る受信回路と、得られた断層データや
血流情報をＴＶ同期信号に同期して出力するためのＤＳ
Ｃ（ディジタル・スキャン・コンバータ）と、モニタと
を備えている。

【０００３】ＤＳＣは、ＴＶ信号と非同期で得られる画
像データをＴＶ信号に変換するための装置であり、主に
フレームメモリによって構成されている。このフレーム
メモリは、ＣＲＴモニタ等の画像表示を行う表示装置の
画面に対応して２次元のメモリピクセルを構成してお
り、プローブが送信する超音波ビームの走査平面上の画
像データを格納するものである。２次元メモリに格納さ
れる超音波ビームの情報は、電子フォーカス法等を用い
て音線と呼ばれる直線状の複数のサンプル点における情
報をサンプリングすることによって１本の音線データを
得る。走査平面に応じて複数の音線データを検出するこ
とにより、走査平面における断層画像や血流情報等を表
示装置に表示させることが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】超音波診断装置におい
て、セクタ走査方式やコンベックス走査方式等が採用さ
れる場合は、超音波ビームが放射状に走査される。した
がって前述した音線データは、プローブを中心とした放
射状の複数の直線状のサンプル情報として得られるもの
である。２次元メモリのメモリピクセルはマトリクス状
に配置されているため、音線データのサンプル点情報が
メモリピクセルの位置から外れてしまうというおそれが
ある。したがって、サンプル点情報の書き込み時に近接
するメモリピクセルに近似的に当てはめて画像の格納を
行ったり、近傍のサンプル点情報からメモリピクセルに
対応するデータを補間計算で求めてこれを画像情報とし
て格納している。

【０００５】音線データのサンプル点データを近接する
メモリピクセルに近似的に当てはめると、サンプル点デ
ータが実際の位置からはずれる結果となり、正確な超音
波情報を得ることが困難となる。また近傍のサンプル点
データからメモリピクセル上のデータを補間計算で求め
る場合には、表示装置にリアルタイム表示をするための
高速な計算処理を必要とする。補間計算を簡易的な近似
計算で行うと画像情報の精度が低下し、超音波情報とは
関係のない画像のむらや縞模様等が表示装置に表示され
るおそれがある。高速で正確な近似を行うためには補間
計算を行うための演算回路が複雑となり装置が大形化す
るという問題点を包含している。

【０００６】本発明の目的は、超音波ビームの音線デー
タを精度を落とすことなく高速に２次元の画像データと
して表示装置に表示を行うことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、サンプル点データ取得手段と、受信方向制御手
段と、補間データ演算手段とを備える。サンプル点デー
タ取得手段は、受信手段が受信する反射エコー信号を生
体の深さに応じたサンプリングタイミングで、サンプル
点データとして取り込む。受信方向制御手段は、サンプ
リングタイミングと次のサンプリングタイミングにおい
て、各サンプル点を結ぶ音線が表示ピクセルのいずれか
に対応する位置を通過するように、サンプル点データ取
得手段を制御する。補間データ演算手段は、サンプル点
データ取得手段のサンプル点データに基づいて、表示ピ
クセルに対応する画像データを算出する。

【０００８】

【作用】生体からの反射エコー信号は受信手段によって
受信され、生体の深さに応じたサンプリングタイミング
で、サンプル点データ取得手段にサンプル点データとし
て取り込まれる。このときのサンプル点データは、次の
サンプリングタイムにおけるサンプル点とを結ぶ音線
が、表示装置の表示ピクセルに対応する位置を通過する
ような点が選択される。この時の音線上の２つのサンプ
ル点データは、補間データ演算手段に入力され、これに
基づいて表示ピクセル上に対応する位置の画像デ−タが
補間計算される。

【０００９】従って、補間演算が簡素化し、高速に演算
することが可能となる。また、表示装置に表示される画
像データの精度を良好に保持することができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による超音波診断
装置の概略構成を示している。図において、プローブ１
は複数の微小振動子から構成されており、送受信制御回
路２に接続されている。送受信制御回路２は、図２に示
すようにプローブ１による超音波ビームを送信するため
の高周波パルス発振器を含む送信制御回路部８、反射エ
コー信号を増幅する受信プリアンプ部９、電子フォーカ
ス法を行うための受信遅延回路部１０ａ，１０ｂ、断層
情報を得るための対数圧縮回路やローパスフィルタを含
む受信波形成形回路部１１ａ，１１ｂ等を備えている。

【００１１】送受信制御回路２には画像メモリ書き込み
回路３が接続されている。画像メモリ書き込み回路３
は、図３に示すように、送受信制御回路２からのサンプ
ル点データを一時格納するためのバッファ１２ａ，１２
ｂ、サンプル点データに基づいて後述する画像メモリの
メモリピクセルに格納するデータを計算するための内挿
計算回路部１３ａ，１３ｂ、画像メモリへデータを書き
込むための書き込みアドレス発生部１４等を備えてい
る。

【００１２】送受信制御回路２及び画像メモリ書き込み
回路３には走査制御回路４が接続されている。走査制御
回路４は送受信制御回路２の受信遅延回路部１０ａ，１
０ｂの受信遅延時間を制御する。また、走査制御回路４
は画像メモリ書き込み回路３の内挿計算回路部１３ａ，
１３ｂを制御して超音波ビームの受信方向とサンプルデ
ータに基づいて内挿の係数を制御する。さらに走査制御
回路４は画像メモリ書き込み回路３の書き込みアドレス
発生部１４を制御して画像メモリへの書き込みアドレス
を発生させる。

【００１３】画像メモリ回路５は表示画像に対応してマ
トリクス上にメモリピクセルが配列された２次元のフレ
ームメモリで主に構成される。画像メモリ読み出し回路
６はＴＶ信号に同期して画像メモリ回路５に格納された
断層データ等の画像データを読み出し表示装置７に出力
する。表示装置７はＣＲＴモニタ等で構成されるもので
ある。

【００１４】送信制御回路部８によって制御されるプロ
ーブ１からの超音波ビームに対して送受信制御回路２に
よって受信する超音波エコー信号の方向は、受信遅延回
路部１０ａ，１０ｂに与えられる遅延時間によって偏向
可能となる。これは、各受信遅延回路部１０ａ，１０ｂ
が制御するプローブ１の各微小振動子からの受信信号を
それぞれ異なる遅延時間で受信することにより偏向可能
となるものである。

【００１５】図４に画像メモリ回路５のメモリピクセル
を“＋”で示す。ここでプローブ１が送信する１本の超
音波ビームに対して受信方向の異なる音線１５，１６，
１７上のサンプルデータを受信可能であると仮定する。
走査制御回路４は送受信制御回路２の受信遅延回路部１
０ａ，１０ｂを制御してタイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３，
Ｔ４，Ｔ５のタイミングで音線状のサンプルデータを受
信すると仮定する。タイミングＴ１，Ｔ２の間では音線
１５がメモリピクセルＰ１を通過する位置となるため、
受信遅延回路部１０ａに対して音線１５の受信方向とな
るように遅延時間を与え、サンプル点Ａ，Ｂのデータを
サンプリングする。タイミングＴ２，Ｔ３の間では音線
１７がメモリピクセルＰ２上を通るため、受信遅延回路
部１０ｂに対して受信方向が音線１７方向となるように
遅延時間を与え、タイミングＴ２及びＴ３におけるサン
プル点Ｃ，Ｄのデータをサンプリングする。タイミング
Ｔ３，Ｔ４の間では音線１６がメモリピクセルＰ３を通
るため、受信遅延回路部１０ａに対して受信方向が音線
１６方向となるように遅延時間を与える。この状態でタ
イミングＴ３及びＴ４におけるサンプル点Ｅ及びＦのサ
ンプルデータをサンプリングする。タイミングＴ４，Ｔ
５の間においては音線１５がメモリピクセルＰ４上を通
るため、受信遅延回路部１０ｂに対して受信方向が音線
１５方向となるように遅延時間を与え、タイミングＴ
４，Ｔ５におけるサンプル点Ｇ，Ｈのデータをサンプリ
ングする。

【００１６】受信遅延回路部１０ａ，１０ｂにおいてサ
ンプリングされたサンプルデータは受信波形成形回路部
１１ａ，１１ｂによって波形処理が行われ、画像メモリ
書き込み回路３に出力される。送受信制御回路２から出
力されるサンプルデータはたとえばサンプル点Ａのサン
プルデータがタイミングＴ１に基づくタイミングでバッ
ファ１２ａでラッチされる。内挿計算回路部１３ａは、
バッファ１２ａでラッチされているサンプル点Ａのサン
プルデータと送受信制御回路２から出力されるサンプル
点ＢのサンプルデータをタイミングＴ２に基づくタイミ
ングで取り込み、メモリピクセルＰ１に書き込むデータ
の演算を行う。このとき、書き込みアドレス発生部１４
は、走査制御回路４の制御によってメモリピクセルＰ１
のアドレスを発生し、内挿計算回路部１３ａで演算した
書き込みデータがメモリピクセルＰ１のアドレスに書き
込まれる。

【００１７】同様にタイミングＴ２に基づくタイミング
でサンプル点Ｃのサンプルデータをバッファ１２ｂでラ
ッチする。内挿計算回路部１３ｂはバッファ１２ｂでラ
ッチされているサンプル点Ｃのサンプルデータと送受信
制御回路２から出力されるサンプル点Ｄのサンプルデー
タをタイミングＴ３に基づくタイミングで取り込み、メ
モリピクセルＰ２に書き込むデータの演算を行う。演算
されたデータは書き込みアドレス発生部１４の発生する
書き込みアドレスに格納される。これと同様にしてサン
プル点Ｅ，Ｆのサンプルデータに基づいてメモリピクセ
ルＰ３のデータは内挿計算され、サンプル点Ｇ，Ｈのサ
ンプルデータに基づいてメモリピクセルＰ４のデータが
内挿計算されそれぞれ画像メモリ回路５に格納される。

【００１８】画像メモリ読み出し回路６では、画像メモ
リ回路５に格納された画像データを順次読み出すのみで
表示装置７への画像表示が可能となる。このようにした
本発明の実施例では、内挿計算回路部１３ａ，１３ｂに
おいてはメモリピクセルに格納するデータを内挿計算回
路部１３ａ，１３ｂにより２つのサンプル点データに基
づいて内挿計算を行うのみであるため、回路が簡単であ
り正確なデータを得ることが可能となる。また、画像メ
モリ読み出し回路６では画像メモリ回路５に格納された
データを順次読み出すのみで正確な画像データを得るこ
とが可能となる。

【００１９】〔他の実施例〕 （ａ）画像メモリ回路５をバッファメモリとし、音線上
のサンプル点データをこのバッファメモリに一旦格納
し、表示装置に表示する際に内挿計算を行ってデータの
表示を行うことも可能である。 （ｂ）送受信制御回路２の受信遅延回路部、受信波形成
形回路部及び画像メモリ書き込み回路３のバッファ、内
挿計算回路部を、音線の方向に応じた数だけ用意し、各
サンプリングタイミングでのサンプル点データを各音線
方向で全てサンプリングし、表示ピクセルに対応する最
適な画像データのみを画像メモリ回路に格納することも
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の制御ブロック図。

【図２】送受信制御回路の制御ブロック図。

【図３】画像メモリ書き込み回路の制御ブロック図。

【図４】メモリピクセルの説明図。

【符号の説明】

１ プローブ ２ 送受信制御回路 ３ 画像メモリ書き込み回路 ４ 走査制御回路 ５ 画像メモリ回路 ６ 画像メモリ読み出し回路 ７ 表示装置 １０ａ，１０ｂ 受信遅延回路部 １１ａ，１１ｂ 受信波形成形回路部 １２ａ，１２ｂ バッファ １３ａ，１３ｂ 内挿計算回路部 １４ 書き込みアドレス発生部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信手段により生体内に超音波ビームを送
   信し、前記生体からの反射エコー信号を受信手段により
   受信し、前記受信手段により受信した反射エコー信号に
   基づいて、マトリクス状の表示ピクセルを構成する表示
   手段に画像表示を行う超音波診断装置において、 前記受信手段が受信する反射エコー信号を生体の深さに
   応じたサンプリングタイミングで、サンプル点データと
   して取り込むサンプル点データ取得手段と、 前記サンプリングタイミングと次のサンプリングタイミ
   ングにおいて、各サンプル点を結ぶ音線が前記表示ピク
   セルのいずれかに対応する位置を通過するように、前記
   サンプル点データ取得手段を制御する受信方向制御手段
   と、 前記サンプル点データ取得手段のサンプル点データに基
   づいて、前記表示ピクセルに対応する画像データを算出
   する補間データ演算手段と、を備える超音波診断装置。