JPH11329A

JPH11329A - 超音波診断画像処理装置

Info

Publication number: JPH11329A
Application number: JP9262884A
Authority: JP
Inventors: Ronald E Daigle; ロナルド・イー・デイグル
Original assignee: Atlantis Diagnostics International LLC
Current assignee: Atlantis Diagnostics International LLC
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-01-06
Also published as: EP0829735A2; NO974190L; NO974190D0; TW367457B; KR19980024584A; IN192426B; CA2215663C; CN101524285A; AU706292B2; KR100238787B1; US5795297A; EP0829735A3; CA2215663A1; AU3754097A

Abstract

(57)【要約】【解決手段】超音波プローブが脱着自在に接続し、超
音波エコー信号を取得しディジタルレイライン信号を作
成するビーム形成器；該ビーム形成器に接続し、該デ
ィジタルレイライン信号の信号処理と表示処理を共に実
施する中央処理装置（ＣＰＵ）；および、処理されたレ
イライン信号を受信するために接続された超音波画像表
示用表示装置、からなる超音波診断画像処理装置。【効果】パーソナルコンピュータを基礎とする超音波
装置用のソフトウエアアーキテクチャを採用すること
で、多重オブジェクト指向ソフトウエアタスクを、実時
間で処理することができ、データをメモリに蓄積保存し
ておくことにより、データを有効活用することができ
る。また多重タスク処理スケジューラを利用して大量の
データの組を効率的に多重処理することができる。全超
音波装置の性能向上は、より高性能のＣＰＵへのＣＰＵ
の単なる交換で実施可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波画像処理装置
に関し、特にパーソナルコンピュータプラットフォーム
用に設計された超音波診断画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】初期の超音波装置は関単な実験室用の装
置であった。圧電変換素子結晶は、変換機を作動させる
波形形成器回路に、そしてエコーを受信し結晶が受信し
たエコーを増幅する増幅回路に、ワイヤーで接続してい
た。受信エコーはオシロスコープのスクリーン上に、エ
コーの中の一本の走査線の掃引を開始させ、エコーが形
成された部分の深さの決定を、研究者に可能にした。

【０００３】しかしながら、単走査線エコーは、極め
て制限された表示であるので、二次元画像処理装置の発
達が図られた。多数の隣接する走査線で領域を走査する
最も簡単な方法は結晶を動かすことであるから、機械的
走査を制御し、走査の動きを走査線の位置座標の走査に
変換する回路を有する機械的セクター走査装置がやがて
開発された。連続的に形成された走査線を同時に表示す
るために、長時間持続する燐光(phosphors)を発する蓄
積管（storage tube）が使用された

【０００４】機械的走査装置につきものの信頼性の問
題から、このような機構をなくそうということとなり、
リニアアレー変換器が使用され始めた。リニアアレーは
装置に他の回路、アレーの異なる素子を増幅器に順次接
続するためのスイッチング回路、または各変換器素子用
の個々の増幅器の急増、のいずれかを必要とした。後者
のアプローチは、演算増幅器などのマイクロエレクトロ
ニクスの発展に大きく助けられた。二次元表示用蓄積管
は、希望する（表示）方式(format)で画像を形成し、表
示画像を記憶することができるディジタル走査変換器の
発達により使用されなくなった。

【０００５】この新たな超音波装置用回路の絶え間な
い発展と、新たなそして種々の回路技術の急増の期待通
りの連続に、超音波装置の製造会社は明白に反応した。
即ちモジュール方式である。回路が別々のモジュールに
収納されているので、これらモジュールを、より進歩し
た新モジュールが使用可能になると同時に、それらに容
易に置き換えることができ、そして新たな異なる機能を
有するモジュールを、既存の装置のモジュールに接続す
ることができた。１９７０年代半ばまでに、ほとんどの
会社が、アドバンスト・テクノロジー・ラボラトリー
ズ、インコーポレイテッドのマークIII(Mark III)超音
波心臓診断装置に代表されるように、その製品をモジュ
ール化してしまった。このマークIII超音波装置は、車
輪のついた４８．３ｃｍ（１９インチ）の棚の上に載せ
られた３または４個のモジュールからなっていた。典型
的な構成では、マークIII装置は、パルスエコーモジュ
ール、ＤＳＣ（ディジタル走査変換器）モジュール、ビ
デオ表示モジュール、および帯形記録計モジュールから
なっていた。マークIII装置は、現在の超音波装置に、
今でも典型的な機能の配置を有していた。パルスエコー
モジュールは、発信を制御し、種々の走査方式（例え
ば、Ｍ−モード，Ａーモードまたはセクター走査など）
用の超音波プローブによる受信に応答する「フロントエ
ンド」モジュールであった。ＤＳＣモジュールは、Ｍ−
モード、Ａーモード、ドップラー、または二次元画像処
理用に、信号の前処理とディジタル走査変換を実施する
「バックエンド」モジュールであった。作成された画像
は、ビデオ表示モジュール上に実時間で表示するか、帯
形記録計モジュールに記録した。各モジュールは、モジ
ュールの機能を調整しあるいは変化させるために、モジ
ュール前面にそれ自身の制御器とノブの組を有してい
た。装置は、４８．３ｃｍ（１９インチ）の棚にモジュ
ールを置き換えまたは加えることにより、新たなまたは
異なる機能に性能向上することができた。

【０００６】１９８０年代には新たな革新がモジュー
ル方式に見られ、独自の印刷回路基板としてのモジュー
ルの構成であり、その全ては共通のバックプレーンボー
ド(backplane board)を有するカードケージ(card cage)
に接続していた。バックプレーンボードは、モジュール
の必要な相互接続を行い、全モジュール用の単一制御パ
ネルにケーブルで接続していた。ディジタルエレクトロ
ニクスの発達は、モジュールの複雑化と高度化を加速
し、モジュールは多数のマイクロプロセツサが置かれる
ようになり、各モジュールは独自の特別な目的を持った
プロセッサの性挌を有するようになった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者はこの革新を
観察してきて、このハードウエアアーキテクチャ、モジ
ュール方式の本質は、現実には大きく先細りになってい
ることに気付いた。これらの装置を取り扱うとき、モジ
ュールの印刷回路基盤が容易に取り除かれ、同じ新たな
ボードで置き換えることができるのはその通りである
が、あたかもそれらは、特定装置の固定部品であるかの
ように、設計と性能向上を目的とするモジュール方式
は、しばしば多数のモジュールの変更を必要とする。特
に、種々のモジュールのソフトウエアはしばしば複雑に
絡み合い、注意深く制御しなければならない。異なる変
換器素子数の新たなプローブを加えることは、例えば、
素子からの信号を発信し受信し、新たな数の素子からの
ビームを形成するためのビーム形成器への、そしてプロ
ーブからの新たな数のビームを処理し、表示用の画像に
新たな数の走査線の走査変換をするための、他のモジュ
ールへの変更を必要とするであろう。各モジュール用の
ソフトウエアは通常非常に緊密に連携して修正されなけ
ればならない。この一つのプローブの追加は、実質的に
全装置にわたる、一連の変更を要し、そのそれぞれは以
前の装置の機能になされる変更に依存し、かつ相互の関
連を必要とする。そしてもし次の変更が、これらの変更
の一つを妨害するならば、新プローブの操作の全てのつ
ながりが混乱する。

【０００８】超音波装置設計の、この従来からの知識
には問題があると考え、本発明者はこのような集積した
特別なプロセッサとモジュールを置くことは、超音波装
置には必要ないと考えた。本発明者は、実時間の現代の
超音波画像処理装置の全ての機能を実施するのに必要な
純粋な演算能力のレベルを試算した。発明者は、約２０
０MIPS（秒当り百万演算）の処理能力（又はバンド幅）
を有するプロセッサは、通常の超音波装置に必要な全て
の信号と表示処理を実施することができることを見出し
た。サンマイクロシステムズ、ディジタル・イクイップ
メント・コーポレイション、ヒューレット−パッカード
及びシリコーン・グラフィックスインコーポレイテッド
などの会社からの多くの現在の主なワークステーション
は、このレベルの処理能力を有する。しかしさらにより
はっきりと、インテルのペンティアムチップやモトロー
ラのパワーピーシーチップなどの高速中央処理装置(CPU
s)を使用する消費者市場のパーソナルコンピュータも、
現在このレベルの能力に近づいているか、若しくは既に
到達している。このことは、市場で入手可能な、そのオ
ープンアーキテクチャを有するワークステーションまた
はパソコン(PC)を、もし全てでないにしても、ほとんど
の超音波装置の機能に使用する可能性を開くものであ
る。現代の超音波機器における、装置制御器の典型的な
機能であるが、走査を始める前にモジュールを単に調整
し、走査の間使用者制御を受動的に監視するのに対し
て、高機能ワークステーションまたはパソコンは、高品
質超音波画像の形成および表示に必要なエコー信号の全
ての処理を実施すると共に、全ての装置制御機能を実施
することができる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によると、パーソ
ナルコンピュータを利用した超音波装置が提供される。
パソコンまたはワークステーションのＣＰＵが、画像形
成用の超音波エコーの、全部ではなくてもほとんどの処
理に使用される。好適例では、パソコンの拡張スロット
がビーム形成器カード、ビデオカード、ディジタル信号
処理カード、そしてネットワークカードなどの形態で、
機能設定に使用される。拡張カードは、ホームパーソナ
ルコンピュータでするように、ＣＰＵと接続することに
よりパソコンのＣＰＵの能力を拡大する。そして、ホー
ムパーソナルコンピュータのように、装置の全ての操作
が実質的に、ＣＰＵの制御下でソフトウエアにより実施
される。本発明の好適例によると、ＣＰＵへのアクセス
を競っている優先順位を付けられた多数のタスク(task)
の間でＣＰＵの時間を区切り割り当てる多重タスク処理
スケジューラによりＣＰＵは作動する。このスケジュー
ラは、実時間イベントが生じると、ＣＰＵが実行するタ
スクの時間を割り振りし、タスクが実行される時間間隔
を調整し、超音波データの流れが連続的に処理され、表
示されるように、要求される機能の間で使用可能な処理
能力をバランスさせる。このソフトウエアを基礎とする
装置設計の好ましい設計思想(architecture)は、オブジ
ェクト指向設計であり、そこではソフトウエアのタスク
は、それらに与えられたいかなるオブジェクトデータの
組の要求をも識別する能力と、柔軟に遂行していく能
力、およびそれらの独立性を保証する、カプセル化され
た形態で、分割して設計され修正される。これがモジュ
ール化ハードウエアを基礎とする設計思想の発展で失わ
れたモジュール方式の利益と品質保証を与える。

【００１０】本発明のパソコンまたはワークステーシ
ョンを基礎とするソフトウエアアーキテクチャは、ハー
ドウエアを基礎とする設計に対し、ワークステーション
とパソコンの、向上を続ける処理能力に対応することが
できるという圧倒的な利点がある。超音波装置の性能
は、装置の全処理能力により制限される。本発明の具体
例において、実質的に全ての操作の処理能力は、ただ一
つの要素、即ちＣＰＵの能力により決定される。従って
本発明の超音波装置の実質的に全ての機能は、一つの装
置部品、ＣＰＵチップを置換することによって増強し向
上させることができる。超音波装置はより高速にそして
より強力になり、このただ一つの要素の簡単な置換によ
り、またはせいぜい新マザーボードとＣＰＵにソフトウ
エアのアーキテクチャを移植することにより、向上した
機能と多用途が可能となる。超音波産業における性能向
上は、コンピューター産業におけるワークステーション
およびパソコンの自然な変革により自動的に行われる。

【００１１】図１は先行技術の典型的なモジュール方
式ハードウエアを基礎とする超音波装置のブロックダイ
ヤグラムである。図２は本発明のパーソナルコンピュー
タ超音波装置のアーキテクチャのブロックダイヤグラム
である。図３は本発明のパーソナルコンピュータ超音波
装置のアーキテクチャのより詳細なブロックダイヤグラ
ムである。図４は本発明の構成具体例のマザーボードと
拡張カードの平面図である。図５は本発明のパーソナル
コンピュータ超音波装置のソフトウエアアーキテクチャ
とハードウエア構成の両方のブロックダイヤグラムであ
る。図６は本発明の好適例におけるオブジェクト指向ソ
フトウエア設計の三つの典型的オブジェクトである。図
７と８は装置初期化の間の本発明の好適例の動作を説明
するフローチャートである。図９と１０は超音波画像処
理の間の本発明の好適例の動作を説明するフローチャー
トである。図１１は、図９と図１０のフローチャートに
関連して実施される色流れ画像処理(color flow imagin
g)の説明である。図１２は本発明の構成具体例における
ビーム形成器シーケンサのブロックダイヤグラムであ
る。図１３は図９と図１０のフローチャートに関連して
実施される２ＤとＭ−モード画像同時処理の説明図であ
る。図１４は本発明のパーソナルコンピュータ超音波装
置の第２の具体例のソフトウエアアーキテクチャとハー
ドウエア構成の両方のブロックダイヤグラムである。

【００１２】先行技術の典型的な超音波装置において
は、超音波エコーは一連の直列に接続された、特定目的
を有する回路により処理される。エコーが受信される
と、それらは直ちにそして連続的に処理され表示され
る。アナログ装置においては、アナログエコー信号は受
信と同時に直ちにそして連続的に処理しなければならな
いため、走査と処理は同期して行われる。一旦超音波パ
ルスが発信されると、受信器はエコーが受信されると、
エコー信号を完全にそして連続的に処理するよう、直ち
に反応しなければならないのであるから、受信器の速度
を決めるものは発信器である。典型的な先行技術装置に
おいては、超音波装置の特定機能を実行するモジュール
は、中央制御器の指示の下に互いに接続し、超音波エコ
ーを処理する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、典型的モジュール方式ハ
ードウエアを基礎とする超音波装置のアーキテクチャを
示す。リニアアレー変換器１０などの超音波プローブ
は、プローブによる発信と受信を制御するビーム形成器
モジュール２０のコネクタ１２に接続する。ビーム形成
器モジュール２０は、増幅や帯域通過ろ過などの信号前
処理のために、ＲＦ(radio frequency)信号処理モジュ
ール３０に転送される受信超音波エコーのビーム(また
は走査線もしくはレイライン(raylines))を形成する。
ＲＦ信号は次いでバス１４によりエコー検知モジュール
２４、ドップラーモジュール２６、および色流れモジュ
ール２８に送られる。もしもエコーを処理して二次元
（２ＤまたはＢモードまたはグレースケール）画像を形
成しようとするならば、エコー検知モジュール２４が活
性化されて、エコーを検知し、処理して２Ｄエコー信号
を形成する。もしもエコーを処理して、スペクトル若し
くは音響ドップラー表示を形成しようとするならば、エ
コーを処理してドップラー信号計算値およびスピーカー
５２用の変調された音響信号を形成する。もしもエコー
を処理して色流れドップラー表示の色要素を形成しよう
とするならば、エコーは色流れモジュール６４によりド
ップラー処理される。モジュール２４，２６または２８
で処理された信号は、バス１６を通じて転送され、適当
な画像形成モジュールにより画像処理される。エコー検
知モジュール２４からの２Ｄ信号は、走査変換器モジュ
ール３０により希望の画像方式に変換しても、Ｍモード
モジュール３２によりＭモード表示に変換してもよい。
Ｍモードモジュールは、ドップラーモジュール２６によ
り作成された信号の、スペクトル表示の形成に使用する
こともでき、さもなければ別の特別なスペクトル表示モ
ジュールに送ることもできる。色流れモジュール２８と
エコー検知モジュール２４からの信号は、走査変換器モ
ジュール３０に送られ、それらが結合されて希望する方
式の色流れ画像を形成する。シネループ(商標）メモリ
−３４は、ビデオループ(loop)または実時間またはスロ
ーモーション画像系列として後に再表示するために、一
連の前走査変換または後走査変換画像を記憶する。

【００１４】走査変換器モジュール、Ｍモードモジュ
ール、またはシネループメモリ−により作成された画像
は、バス１８によりビデオ処理器モジュールに送られ、
画像表示器５０が必要とする形式のビデオ出力信号が作
成される。超音波画像には患者の氏名、使用者により画
像上に記されたスケールマーカーまたは測定値などの英
数字または画像情報が重ねられる。この画像情報は、バ
ス１８を通じてグラフィックスモジュール４２によりビ
デオ処理器モジュール４０に送られ、そこで表示器５０
上の超音波画像と結合され、表示される。

【００１５】図１の装置の各モジュールは、制御バス
６４により各モジュールと接続している装置制御器６０
の制御下で動作する。この装置制御器は通常、使用者制
御６２と各装置モジュールの間のインターフェイスを多
少越える程度のものであるから、装置制御器なる語は実
際のものよりも多少大きな目的のものとなっている。例
えば、使用者が制御器を操作して、プローブと特別な画
像処理方式を選択すると、装置制御器が応答して、プロ
ーブの操作に必要なデータをロード(load)するようビー
ム形成器に命令し、そして使用者が希望する超音波情報
の処理と表示に備えるようその他のモジュールに命令す
る。一旦モジュールが適正に初期化されると、装置制御
器は通常、使用者制御からの新たな命令を待って不活性
状態となる。これは、それぞれのモジュールはモジュー
ルの機能に基づくそれ自身のマイクロプロセッサで、独
立に動作するユニットであるからである。通常各モジュ
ールは一つまたはそれ以上の独立した印刷回路基板から
なっている。装置制御器６０は、使用者制御の監視専用
であり、時々モジュールへの新設定インストラクション
に介入する程度であって、それ自身は一つの超音波エコ
ー信号も処理することはない。

【００１６】モジュール方式ハードウエアアーキテク
チャの一つの限界は、一連のモジュールの動作が、系列
中の最も遅いモジュールの速度と等しくなってしまうこ
とである。従って、各モジュールを可能な最高速でその
目的とする機能を実行するよう設計する必要が常に存在
するのである。特に、モジュールが入力されたデータで
混乱することがないように、各連続するモジュールが、
その機能をより高速に、少なくとも前のモジュールに劣
らない速度で実行できることが好ましい。系列中、中間
のまたは後のモジュールが、データの流れに追いついて
いけなくなったとき、そことその後のモジュールではデ
ータが滞留し、あふれ、データの組は不完全なものとな
るか、同期が取れなくなるか、または装置がクラッシュ
する。これらの要素は各モジュールが、多数の、多分何
ダースもの高速マイクロプロセッサで設計されているこ
とに起因する。典型的高性能超音波装置は通常、何種類
かのモジュール機能専用の２０個単位とまでは言わない
が、数ダースのマイクロプロセッサが備えているほどの
高性能計算能力を有する。この大きな計算能力は、動作
のほとんどのモードでは、必要な処理モジュールと、そ
れらの能力の一部を使用するのみで、全てを一時に使用
することは、ないとは言えないが希である。

【００１７】本発明により構成された超音波装置のブ
ロックダイヤグラムを図２に示す。この図が示すよう
に、超音波装置の中心部分はパーソナルコンピュータプ
ラットフォーム７０である。ここで使用される、パーソ
ナルコンピュータなる語は、開放そして専有、双方のア
ーキテクチャを有するワークステーションおよびパーソ
ナルコンピュータプラットフォームを意味している。図
１に示すように、超音波プローブは、超音波を発信し、
超音波エコーを受信し、それらはビーム形成器２０によ
りレイライン（rayline)が形成される。このレイライン
はメモリ７２に記憶され、パーソナルコンピュータ７０
はそれらにアクセスする。走査線は使用者制御パネル６
２の設定により命令されたように、パーソナルコンピュ
ータにより処理され、そして生成した画像は表示装置５
０に表示するために送られる。従って、ビーム形成器に
より形成されたレイライン信号を処理し、ビデオ画像信
号に変換するのに必要な全ての処理は、パーソナルコン
ピュータ７０により実行される。

【００１８】ディスクドライブ、プリンタ、ＶＣＲ、
モデム、ネットワークリンクなどの多数の補助的周辺機
器が、標準的パーソナルコンピュータバスとコネクタに
接続される。可聴ドップラー信号は、通常パソコンの聞
き慣れた音響や音調を響かせるパーソナルコンピュータ
の標準スピーカー５２を鳴らす組み込み（built-in)音
響回路により作成される。

【００１９】ビーム形成をパーソナルコンピュータ７
０上で実施することも本発明の範囲内である。本発明の
好適具体的では、パソコンの標準拡張機能としてビーム
形成器を含むことが理解されるであろう。パーソナルコ
ンピュータチップが進歩し、さらに性能向上するにつれ
て、パソコン上のソフトウエアが完全にビーム形成を実
行することが好ましいであろう。しかしながら、図２に
示すように、ビーム形成が非同期拡張機能として実行さ
れるときに、今日の各種の代表的パソコンプラットフォ
ームが、本発明に適していることが見出された。非同期
拡張機能として動作することにより、ビーム形成器はパ
ソコンのＣＰＵへのアクセスを待つ必要なく、実時間で
操作するよう正確に時間合わせされる。このアーキテク
チャは、今日のビーム形成器の、パーソナルコンピュー
タ超音波装置のアーキテクチャへの適合も可能とし、好
都合なことに多数の現代の超音波プロ−ブが必要とする
高電圧源も包含する。

【００２０】図３は本発明のパーソナルコンピュータ
を基礎とする超音波装置の、より詳細なブロックダイヤ
グラムである。この図は、パーソナルコンピュータの拡
張バスの適切な使用により、超音波装置の全機能が、今
日の標準的なパーソナルコンピュータアーキテクチャで
実行されることを示している。装置の中心は、ＣＰＵ８
２を有するパーソナルコンピュータのマザーボード８０
である。マザーボード８０上にあるのは、システムメモ
リ８４、超音波装置が実時間でその機能を実行すること
を可能とする高速ＲＡＭである。超音波装置制御パネル
６２は、「ＫＢＩｎ」と標識されたパソコンの標準キ
ーボード入力に接続する。ハードディスクドライブ１０
２はパソコンのスカジ(SCSI)バス１０６に接続し、プリ
ンタ１０４はパソコンのパラレルポート１０８に接続す
る。

【００２１】パーソナルコンピュータは、共通拡張バ
スに接続するマザーボード上の、多数の拡張スロットを
有するようになった。良く知られているように、パソコ
ンのアーキテクチャと直ちに適合する追加もしくは改良
能力を付与するために、これらのスロットに印刷回路拡
張カードを差し込むことができる。モニター、スピーカ
ー、電話線などに接続するためにパソコンのケースの開
口を通じて、ビデオカード、サウンドカード、モデムカ
ード、ネットワークカード、その他の拡張カードを拡張
スロットに差し込み、アクセスすることができる。図３
の具体例は、超音波装置に好適な標準的パソコンに能力
を追加することで、パソコンのこのアーキテクチャを活
用している。拡張バスを通じてこれらの機能を接続する
ことにより、追加機能は、パソコンと超音波装置アーキ
テクチャに直ちに適合する。図３の例において、ディジ
タルビーム形成器９０、ＤＳＰ(digital signal proces
sor)カード９２、ビデオカード９４、及びネットワーク
カード９６が、マザーボード８０の拡張バスに接続して
いる。これらのカードは、超音波装置のパソコンアーキ
テクチャと直接適合する追加超音波機能を付与する。

【００２２】従って、図３の超音波装置は実質的に、
事務机上もしくは家庭に見られる当たり前のパーソナル
コンピュータのアーキテクチャと同一である。図３の構
成は、標準的デスクトップのケースを有するパソコンと
類似する、デスクトップ超音波機器に理想的である。し
かし本発明は、印刷回路基板の配置を、上から直角に観
察している図４の平面図のもののような、種々の物理的
構成に応用可能である。この配置は、現在の典型的超音
波装置の形状要素に適合し、現在入手可能な超音波ビー
ム形成器ボードを有効に使用している。パソコンマザー
ボード８０は、そのＣＰＵ８２とシステムメモリ８４と
共に図中右に示されている。フロッピーディスクドライ
ブ１１０は、マザーボードの標準ディスク制御器コネク
タ１０５に接続し、ハードディスクドライブ１０２と光
ディスク１１２は、マザーボードのスカジバス１０６に
接続する。ハードディスクドライブ１０２は、超音波ア
プリケーション、異なるプローブ(scanheads)用のデー
タテーブル、解析と報告プログラムを保持し、光ディス
クドライブは、他の装置やワークステーションに次に移
植される超音波画像のライブラリーの記憶に使用され
る。超音波装置の制御パネル６２はケーブル１１４によ
り、マザーボードのマウス入力にケーブル１１６により
接続するトラックボール制御６６と共に、マザーボード
８０のキーボード入力に接続する。

【００２３】拡張バスボード１２０はマザーボードの
拡張バスソケット８６’の一つに挿入されている。この
拡張バスボード１２０は、既存のビーム形成器ボードへ
の接続を可能とするために、空間を空けて配置されてい
る多数の拡張バスソケット１２２に、マザーボードの拡
張バスを延長する。この実例のビーム形成器は、拡張バ
スボード１２０に接続する三つのボード、ビーム形成器
制御器ボード１３０および二つのビーム形成器チャネル
ボード１３２、を有する。拡張バスボードに向き合うビ
ーム形成器ボードの端に接続するのは、走査ヘッドを超
音波機器に接続する二つの走査ヘッド接続器１４２を載
せる走査ヘッド接続器ボード１４０である。高電圧調整
器ボード１３４は、走査ヘッド接続器ボード１４０に接
続し、走査ヘッドの圧電素子を駆動するのに必要な電圧
を供給する。走査ヘッド接続器ボードは、拡張バスボー
ド上の二つのソケットに対している二つの空のソケット
１３６を有し、それらは追加チャネルボードを有するビ
ーム形成器の拡張に利用することができる。

【００２４】また、拡張バスボードの拡張バスに接続
するのは、ＤＳＰカード９２、ネットワークカード９６
およびビデオカード９４である。ビデオカード９４は、
ケーブル５４を通じ、装置の表示器５０とＶＣＲ５２に
ビデオ出力信号を送る。これらの型の汎用拡張カード
は、現在市場から入手可能であり、これらの目的に適合
している。しかしながら、装置設計者は、超音波用途に
特別に設計された特別目的のカードの設計を一つの選択
枝として希望するであろう。例えば、超音波装置は世界
的に販売され、種々のビデオ規格の装置で操作する必要
があるから、本発明者は、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＳＥＣＡ
Ｍ，飛び越し(interlaced)、非飛び越し(noninterlace
d)、そしてＶＨＳおよびＳＶＨＳのＶＣＲなどの種々の
方式のビデオ信号を形成するために特別に設計されたビ
デオカードの使用を選択する。特別に設計されたビデオ
カードは、これらのそれぞれの方式のビデオ信号を送る
コネクタを有する。

【００２５】図４の配置は、典型的超音波装置の架台
に容易に載せることができ、現存するビーム形成器ボー
ド設計を利用している。先行技術の典型的なハ−ドウエ
アを基礎とする超音波装置アーキテクチャと相違して、
本発明のパソコンを基礎とする超音波装置は、超音波機
器に必要な操作と処理の実行をソフトウエアに広く依存
している。この装置のソフトウエアは、超音波画像デー
タを処理し表示するために、ＣＰＵ上で実行される種々
の「タスク」(tasks)により構成されている。

【００２６】図５は本発明の第一の例のハ−ドウエア
とソフトウエアの相互関係を説明している。制御パネル
６２と拡張バス８６により拡張カード９０−９６が接続
したマザーボードとＣＰＵ１８０が、図の下部に示され
ている。図の中央には、種々のメモリ領域に論理的に区
画分けされている、システムメモリ１８４がある。右側
には多重タスク処理スケジューラ２００により全て操作
される五つの主なソフトウエアのタスクが示されてい
る。この多重タスク処理スケジューラが、超音波装置の
実時間処理能力を可能としている。

【００２７】この多重タスク処理スケジューラ２００
は、どのタスクが、いつＣＰＵを使用するかを決めるソ
フトウエアプログラムである。このソフトウエアタスク
は、イベント(event)とデータにより駆動され、イベン
トが生じたとき、またはデータが処理を必要とすると
き、ＣＰＵへのアクセスを要求する。好適例では、装置
のハ−ドウエア要素が、通常イベントが生じたとき割り
込みを発生させる。ソフトウエアタスクは通常それらが
データ処理を必要とするとき、多重タスク処理スケジュ
ーラに信号を送る。多重タスク処理スケジューラはこれ
らの要求に優先順位基準で応答する。構成例では、多重
タスク処理スケジューラ２００は、最低優先順位−１２
８から最高優先順位＋１２８までの２５６の優先順位を
有する。優先順位の中央値はゼロである。あるタスクが
ＣＰＵへのアクセスを要求するとき、多重タスク処理ス
ケジューラは要求の優先順位と、現在実行中のタスクの
優先順位、そして現在ＣＰＵへのアクセスを待っている
ものの優先順位を考慮して、要求を許可する。ＣＰＵへ
のアクセスが、量子(quantum)と呼ばれる時間間隔単位
で多重タスク処理スケジューラにより許可される。

【００２８】装置中でタスクは三つの可能な状態を有
する。スリーピングタスクは、現在実行されていないタ
スクであって、イベントが生じるのを待っている状態で
ある。その他の可能な状態にない全てのタスクは、スリ
ーピング状態であり、何かのイベントの発生を待ってい
る。準備タスク(ready task)は現在実行されていない
が、ＣＰＵの使用を待っているタスクである。あるタス
クは、それが待っている処理用の新たなデータの到着な
どのイベントが発生したときに、準備状態となる。その
ようなイベントが発生したとき、タスクはＣＰＵを走ら
せる準備状態となる。準備タスクは、まだＣＰＵにアク
セスしていないもの、またはもしその現在のイベント用
に前にアクセスしたが、まだそのタスクを終了していな
いものである。

【００２９】ランニングタスクは現在ＣＰＵを使用し
ているものである。それは三つのでき事の一つが発生す
るまで仕事を続ける。その第一は、より高い優先順位の
タスクが準備状態となったときである。この場合、多重
タスク処理スケジューラは現在のタスクを入れ替え、よ
り高い優先順位のタスクの処理を開始させる。第二の可
能性は、処理中のタスクがイベントからの入力を、それ
が必要とする点に達したときである。ランニングタスク
がこの点に達すると、スリープ状態となり、イベントを
待つ。第三は、ランニングタスクが全量子時間、ＣＰＵ
を占有してしまった時である。多重タスク処理スケジュ
ーラはＣＰＵの時間管理者であり、各量子時間が経過し
た後、それ自身の割り込みを自動的に発生させる。ラン
ニングタスクがもしその時点で終了していないとき、多
重タスク処理スケジューラがタスクに割り込み、同じ優
先順位の他のタスクがＣＰＵへのアクセスを待っている
か調べる。もし存在する場合には、多重タスク処理スケ
ジューラは、他のタスクにＣＰＵへのアクセスを許可
し、割り込まれたタスクは準備状態に入る。ＣＰＵは同
じ優先順位のタスクの処理を、ラウンドロビン(round-r
obin)方式で続け、それらの各々が必要とする処理が完
了するまで交互に処理していく。多重タスク処理スケジ
ューラは、スリーピングにあるタスクとランニングまた
は準備状態のタスクのリストを管理する。多重タスク処
理スケジューラは、これらのリストに従って、そして種
々のタスクの優先順位および時間量子の消費に従って、
ＣＰＵにより実行されるタスクの時間割り当てをする。

【００３０】次は同じ優先順位のタスクの交互時間配
置処理は、本発明の他の側面を示しており、それは可能
なだけ多数のタスクに同じ優先順位を割り振ることが望
ましい点である。多数のゼロ優先順位（この例では平均
的優先順位）のタスクが準備状態にあるとき、それらは
全てのタスクが完了するまでラウンドロビン方式で実行
される。この実行中に、他のゼロ優先順位タスクを準備
状態にするイベントが発生したとき、多重タスク処理ス
ケジューラは、直ちに現在処理中のタスクの実行を中断
し、ＣＰＵにアクセスする次のタスクとして、新たに準
備状態となったタスクを割り振る。この操作により、こ
の新たに準備状態となったタスクは、直ちにＣＰＵにア
クセスでき、最近発生したイベントへの応答を実行す
る。

【００３１】簡単な例が、どのようにして、この設計
理念が超音波装置の実時間処理能力を維持するかを説明
する。構成例において、マザーボードは時間経過を計測
する実時間クロックを有する。装置の表示器は日付、時
間、分、秒を表示する。当然、この時間表示を不規則な
間隔でなく、一定の秒単位の増加により変化させるのが
好ましい。これは構成例において、実時間クロックに１
秒経過する毎に注釈タスク(Annotation Task)に割り込
みを送らせることで実現される。次にこの注釈タスク
は、このイベントの処理の準備状態となり、多重タスク
処理スケジューラはＣＰＵにアクセスさせる次のタスク
として注釈タスクを割り振る。注釈タスクは表示スクリ
ーン上の表示数字を更新する操作を行い、次の表示フレ
ームの表示スクリーンでは新たな時間が表示される。作
業者にとっては、表示時間は、秒の単位で時間を刻んで
いるように見える。

【００３２】注釈タスクが表示数字を更新した後、そ
の操作は終了する。多重タスク処理スケジューラは、リ
スト上の次の準備タスクにＣＰＵへのアクセスを許可
し、注釈タスクは、次のイベントを待ってスリープ状態
に戻る。図５に説明するタスクは、この例における超音
波信号、画像、および表示処理の中核である。制御超音
波タスク２１０は制御パネルを管理し、装置全体の動作
を監督する。制御超音波タスクは、装置制御への使用者
の変更に応答し、使用者の命令に対応して装置による新
たな、または修正操作を設定する。制御超音波タスクは
以下に論ずるように、装置機能の変化が有効に設定され
ていることを確認し、装置の他のタスクとの間の競合(d
ispute)や衝突(conflict)を回避する。

【００３３】取得タスク２１２はＲＦメモリ中に記憶
する超音波データの取得操作を行う。取得タスクは、通
常システムメモリ１８４のＲＦメモリ領域中の予め定め
られた位置に記憶されるレイラインデータを作成するデ
ィジタルビーム形成器９０の指示と制御を通じてその機
能を実行する。取得タスクは、ネットワークカード９６
を通じてネットワーク上で超音波データを取得し、その
データをＲＦメモリに記憶することによってなど、他の
方法でその機能を実行することもできる。

【００３４】信号処理タスク２１４は、ＣＰＵにより
実行され、取得タスクで取得された超音波データを処理
する。これにはろ過、増幅、検知、およびドップラー周
波数計算などの機能が含まれる。図５の例において、信
号処理タスクは、パーソナルコンピュータのＣＰＵでデ
ータを処理し、またはサブタスクとして処理するために
ＤＳＰカード９２にデータを送ることができる。処理に
ＣＰＵを使用するとき、信号処理タスクはＲＦメモリか
らのデータにアクセスし、適切にそのデータを処理し、
そして処理したデータ（ここに「計算データ(estimate
data)」という）をシネループメモリに記憶する。ＤＳ
Ｐカードでデータを処理するとき、信号処理タスクはデ
ータを、そこからデータがＤＳＰカードによりアクセス
され、処理され、ＤＳＰメモリ領域に戻される、ＤＳＰ
メモリ領域にデータを送る。信号処理タスクは次いで計
算データをシネループメモリに移動させる。

【００３５】表示タスク２１６はＣＰＵにより実行さ
れ、信号処理タスクが作成した計算データをビデオ表示
用ラスタデータに変換する。表示タスクはシネループメ
モリからＲーθデータにアクセスすることにより、セク
タ画像用に走査変換を実行し、そして処理データを希望
する画像方式に変換する。計算データは表示タスクによ
り、セクタ、リニア、またはスクロールまたは掃引時間
表示（scrolling or swept temporal displays)など、
いかなる希望する画像方式によっても表示することがで
きる。表示タスクはシネループメモリに記憶されている
計算データを操作し、システムメモリの表示メモリ領域
に、その処理の結果を記憶する。表示メモリ領域に記憶
されたラスタデータは次いで、ビデオカード９４に自動
的にそして連続的に読み込まれ、種々のビデオ標準のビ
デオ出力信号を作成する。

【００３６】注釈タスク２０２は、上述したように、
患者名、時間、日付、装置情報、カーソル、ポインタ、
深さ標識、ＴＧＣ曲線、および計測などの英数字および
グラフィカル情報の、超音波装置の表示器への表示を制
御する。パーソナルコンピュータは特にこのような表示
情報用に設計されているので、本発明の構成例は、パソ
コンの当初から所有する、英数字とグラフィカル情報の
表示装置を使用することにより、この事実を利用してい
る。この当初から所有する表示装置は、不透明表示領域
中に、英数字とグラフィカル表示情報を含み、残りの領
域は透明に表示させる表示オーバレイ(overlay)を作成
する。表示オーバレイはビデオカード９４に送られ、そ
こで表示メモリからの超音波画像と重ねられ、超音波画
像とその関連するグラフィカルおよび英数字情報の両方
からなる複合表示を形成する。使用者にとっては、この
装置はただ一つの統合視覚表示を与える。もし希望する
なら、超音波画像を、パソコンの本来有する表示装置に
表示させることもでき、許容しうる診断画像品質が得ら
れるよう、十分な数の色と暗い陰が与えられる。

【００３７】種々のタスクがデータ駆動であり、タス
クは、タスクが必要とするデータが使用可能になったと
きにのみ、実行される。他の全ての時、タスクはスリー
プ状態で、それらを準備状態にし、多重タスク処理スケ
ジューラによりＣＰＵ上で実行するのにスケジュールさ
れるようにするイベントまたはデータを待っている。示
されていない他のタスクも装置により実行される。例え
ば、ドップラー音響タスクは、ドップラー計算データを
操作し、マザーボードが本来所有するサウンドポートを
通じ、再生用のドップラーサウンドを作成する。種々の
解析と報告タスクは、ＯＢ／ＧＹＮ測定と解析、および
例えば心臓病学者用の診断報告の作成、などの機能を実
施する。

【００３８】システムメモリ１８４は物理的にマザー
ボード上に置かれ、もしくは物理的に区画分けされて装
置の異なる領域に置かれる。好適例では、図５中点線で
拡張カードにつながる３つのメモリ領域は、速度と効率
向上のためにデュアルポートメモリとされ、関連する拡
張カード上に物理的に置かれている。これが例えばディ
ジタルビーム形成器９０が、実時間で受信すると共に、
メモリにＲＦ超音波データを連続的に書き込むことを可
能にし、そして信号処理タスクが定期的に、そして非同
期的に、ＲＦ超音波データを同時に読み、そして処理す
ることを可能にする。同様に、信号処理タスクは、新Ｒ
ＦデータをＤＳＰメモリ領域に送る一方、ＤＳＰカード
はデータを処理し、計算データをＤＳＰメモリに戻す。
デュアルポートの表示メモリは、表示タスクが表示メモ
リの一区画中の表示用画像を形成することを可能にする
一方、ビデオカードは表示メモリの他の区画に前に形成
された画像を読み込み、表示する。このメモリの物理的
区画分けは、パソコンのアーキテクチャの何らかの制限
によって必要となるわけではない。本発明の構成例は、
４０メガバイトのシステムメモリを必要とするのみであ
り、ゆうに現代のパーソナルコンピュータおよびワーク
ステーションの１２８メガバイトまたはそれ以上の拡張
ＲＡＭの容量の範囲内である。この構成例では３２ビッ
トメモリアドレシング(addressing)を利用している。こ
れがシステムメモリの（２ギガバイトまでの）大きな拡
張を可能とする。装置中の各メモリ配置は、それ自身の
特定のアドレスを持ち、もし望むならば、種々の実行タ
スクの間で、全システムメモリの再区画分けを許容す
る。

【００３９】本発明例の好ましいソフトウエア構造
は、「オブジェクト指向設計(object oriented desig
n)」として知られているものに基礎を置いている。従来
の超音波におけるソフトウエア面の検討は通常、手続型
プログラミングを採用し、そこではソフトウエアの機能
は、ルーティンそしてサブルーティンに分割され、それ
らはある特定の操作の実行が必要になったとき、呼び出
される。超音波データの処理が実行されると、その処理
の結果および次の工程への指示が、システムを通じて送
られる。ハ−ドウエアモジュールは、それらが設計され
た処理を実行し、もしあるモジュールが代替処理が可能
ならば、それが実行すべき工程に関する指示を受ける。

【００４０】オブジェクト指向設計は概念として、そ
して操作として異なるアプローチである。オブジェクト
指向設計においては、ソフトウエアの機能は、オブジェ
クトとして分類され、定義される。これらのオブジェク
トは独立しており、自己充足的である。それぞれのオブ
ジェクトはカプセル化されており、即ちその目的を達成
するのに必要な全ての能力を、それ自身の中に含んでい
ることを意味している。各オブジェクトは、そのオブジ
ェクト以外の何も外部に依存することなく独立に機能す
ることができる。

【００４１】好適例において、それぞれの超音波デー
タの組がオブジェクトとして定義される。この設計にお
いて、各オブジェクト指向タスクは、オブジェクトデー
タを受信し、それについて何をすべきか判断する責任が
ある。簡単な比較がこれらの相違を説明する。従来の超
音波装置においては、ドップラーレイラインは、ＲＦ信
号処理モジュールが作成し、「これが集合当たり１２本
のラインを有する、１０から１７までのレイ(ray)のド
ップラーラインの集合である。ｘｙｚのフィルタ特性で
これらのラインをウォールフィルタろ過し、ウォールフ
ィルタされたラインのフラッシュの抑制を実施し、次い
で各レイライン上の５０試料容積についてドップラー周
波数を計算せよ。」という指示と共にドップラーモジュ
ールに送られる。本発明のオブジェクト指向設計におい
ては、ビーム形成器によるドップラーレイラインデータ
の作成が、取得タスクに「新データへの用意完了」とい
う信号処理タスクへの信号を送らせる。事実いかなる種
類のレイラインデータが取得されようと、これが取得タ
スクが送る唯一の信号である。さらに、これがシステム
中で超音波画像処理の間に、一つのタスクから他のタス
クに送られる唯一のメッセージである。

【００４２】この簡単なメッセージシステムには三つ
の目立った副産物がある。一つは、それに与えられたデ
ータに対し、何をすることが必要なのかを判断すること
が、各タスクの責務であることである。後述するよう
に、カプセル化のオブジェクト指向設計の特性とオブジ
ェクトの属性がこれを可能にする。他の副産物は、タス
クが実行可能な機能に本来、限界がないことである。タ
スクは、単に「新データへの用意完了。」という、何の
処理または実行制限ないメッセージを受けるので、新機
能について将来タスクの質向上もしくは改良の能力は、
メッセージシステムにより制限を受けない。第三の副産
物は、タスクは何であれそれ自身処理が必要なものを実
施するためにカプセル化されていなければならないの
で、装置の他の構成要素やソフトウエアへの、壊れがち
な連携あるいは依存がありえないことである。このよう
に自己充足的であることは、一旦タスクもしくはオブジ
ェクトが設計され、作成され、試験されてしまうと、後
のある時点で装置のその他のある部分の修正や変更によ
っても「破壊(broken)」されないことである。このこと
は、本来的により安定で信頼性あるソフトウエアアーキ
テクチャとなる。

【００４３】図６は本発明の好適例における超音波画
像形成に使用されるデータオブジェクトの三つの分類、
取得(Acquisition)オブジェクト、計算(Estimate)オブ
ジェクト、およびラスタ画像（RasterImage)オブジェク
ト、を説明する。それぞれのオブジェクトは、その特定
のオブジェクトの多数の属性(attribute)を有し、それ
らはそれぞれのオブジェクト分類名の下に列挙されてい
る。この属性にはオブジェクトに関連するデータの特徴
が挙げられ、それらは特定のデータの組を十分に定義し
記述する。超音波装置内のタスクは、データをどのよう
に処理し表示するかを、属性に基礎を置いて決定する。

【００４４】この例の第一のデータオブジェクトであ
る取得オブジェクトには、取得データの組の属性が列挙
されている。取得オブジェクトは通常取得タスクにより
作成され、管理される。最初の属性、データの型（Data
Type)、は、データの組を２Ｄ（グレースケールまたは
Ｂモ−ド）またはドップラーデータとして定義する。フ
レーム時間(FramePeriod)属性は、全画像フレームが取
得されるまでの時間間隔を定義する。第一レイ角度(Frs
tRayAngle)属性は、画像の第一のレイラインの傾き角度
を定義する。これは、例えばセクタ走査の第一のライン
が４５゜の角度であり、もしくはリニア走査の第一のラ
インが０゜であるということである。第一試料オフセッ
ト(FrstSmpleOffst)属性は、レイライン上の最初の試料
位置とセクタの頂点または走査ヘッド表面の間の、時間
または距離間隔を定義する。試料数(NumSamples)属性
は、レイライン上の試料の数を定義し、ＰＲＩ数(NumPR
I)属性は、データがドップラーデータのとき、ドップラ
ー集合のラインの数、またはデータがＭ−モ−ドデータ
であるとき、Ｍ−モ−ドラインを形成する平均化された
２Ｄラインの数を定義する。

【００４５】リスト(List)属性は、データの組が包含
するレイラインの数などの、特定のデータの組に特有の
情報の記録(records)を示す。これらの記録は、現在の
データの組を、例えば、画像のレイライン１６−３２か
らなる、と定義する。タスクＰｔｒ(TaskPtr)属性は普
通の一連の操作と相違するタスクを指示するために使用
される。例えば、普通は取得オブジェクトデータは画像
処理において、次のステップとして信号処理タスクに送
られる。しかしながらもし使用者が、そのデータの組を
いかなる中間処理もしないで、ハードディスクまたは他
の記憶メディアに記憶するために送りたいならば、タス
クＰｔｒ属性は次の工程としてデータ記憶タスクを指示
する。同様にもし計算データの組が走査変換または表示
なしで直接ディスクに記憶しようとする場合には、計算
オブジェクトのタスクＰｔｒ属性は、データ記憶タスク
を指示し、これにより表示タスクへのアクセスを防止す
る。

【００４６】タスクＰｔｒ属性は完全にオブジェクト
の再指令にも使用される。例えば、タスクＰｔｒは、取
得オブジェクトから表示タスクに指示することができ、
信号処理前にＲＦデータの組を、表示タスクに走査変換
させる。走査変換されたＲＦデータは、直ちに信号処理
タスクにより処理され、表示され、または記憶され、後
に処理して表示することができる。図１４の例と関連し
て後述するように、この多用途性は、同じデータの組を
多数の方法で処理することを可能にする。

【００４７】試料時間(SamplePeriod)は、超音波デー
タ取得と信号処理の速度調整に使用される属性である。
信号処理タスクが取得データの組を処理するとき、取得
データの一つの試料の処理に要した平均的な時間を、定
期的に計算する。この計算値は、計算オブジェクトの試
料時間属性に置かれ、定期的に制御超音波タスクにより
監視(monitor)される。取得タスクは、超音波データ試
料を取得する平均時間について同じ計算を実施し、それ
は取得タスクの同じ属性に置かれ、また制御超音波タス
クにより監視される。もし計算オブジェクトの試料時間
が、取得オブジェクトの時間より長くなってきたこと
に、制御超音波タスクが気付いた場合には、制御超音波
タスクは、信号処理タスクが処理可能なデータよりも早
い速度で、新たな超音波データでＲＦメモリが満たされ
つつあると結論するであろう。そうすると、制御超音波
タスクは取得オブジェクトに、新たなより長い試料時間
値を使用するよう命令し、それにより取得タスクは、ビ
ーム形成器に命令し、その発信パルス（ＰＲＩ）の速度
を落とさせる。取得データ速度はこれにより低下し、Ｒ
Ｆメモリ中の未処理データが、新たな超音波データによ
り書き換えられるのを防止する。これによりＲＦメモリ
に割り当てられる必要なメモリ量を減らすことが可能と
なる。

【００４８】フラグ(Flags)属性は、他のタスクが修
正することができる取得オブジェクト中の他の唯一の属
性である。このフラグ属性は、関連データの組が信号処
理の準備が整ったときに設定される、１またはそれ以上
のビットを含んでいる。信号処理タスクが、取得オブジ
ェクトを検査するとき、このビットまたは複数のビット
が設定されているかどうかを見て確認し、オブジェクト
のデータの組が処理を必要とするか否かを判断する。も
しフラグビットがセットされている場合には、信号処理
タスクはデータを処理し、そして処理が完了すると、信
号処理タスクはフラグビットをリセットする。ビーム形
成器は、新データをＲＦメモリに書き込むときは、連続
的に旧データを上書きする。その前に、ビーム形成器
は、上書きされるデータのフラグビットがリセットされ
ているか否かを見て確認する。もしフラグビットがリセ
ットされていないならば、ビーム形成器はデータが処理
されていないことを知り、そしてＲＦメモリの該領域が
利用可能となるのを待たなければならない。

【００４９】取得オブジェクトリンク(AcqObjectLin
k)属性は、後述するように、現在の画像処理操作のため
に、複数の取得オブジェクトをリンクする手段を提供す
る。その他の取得オブジェクトの属性は自ずから明らか
であり、装置設計者が採用するであろういくつかの属性
の例を示すにすぎない。オブジェクトに使用される属性
には制限はない。

【００５０】同様に、計算オブジェクトは、信号処理
タスクが作成した計算データの組に関する属性を有す
る。後述するように、取得オブジェクト(AcqObject)属
性は、信号処理されるべきデータの組を特定する取得オ
ブジェクトへの指示標識である。取得オブジェクトと計
算オブジェクトの属性を使用して、信号処理タスクは必
要な処理の種類を判断することができる。もし取得オブ
ジェクトの点検で、データの組が２Ｄデータであること
が分かった場合には、例えば（データ型(DataType)属性
から）、信号処理タスクは２Ｄ処理を実行しなければな
らないことを知る。計算オブジェクトのＢＰフィルタ(B
PFiltering)属性を参照することにより、信号処理タス
クはその処理において採用すべき帯域通過フィルタの種
類を知る。もし信号処理タスクが、データ型(DataType)
がドップラーデータであることが分かると、それは、各
集合についてドップラー周波数計算に使用するデータの
ラインの数を信号処理タスクに知らせるＮｕｍＰＲＩ属
性により、ドップラー処理を実行しなければならないこ
とを知る。計算オブジェクトのドップラー計算型(DoppE
stType)属性は、信号処理タスクがドップラーパワー計
算またはドップラー周波数計算を実施するよう誘導す
る。ＢｕｆＳｔａｒｔおよびＢｕｆＳｉｚｅ属性は、シ
ネループメモリのその位置と計算データの組の大きさを
特定する。フラグ、リスト、試料時間、およびタスクＰ
ｔｒ属性は、上述した取得オブジェクトの場合と同じ目
的を果たす。その他の属性は装置設計者が採用する代表
的な属性の例である。

【００５１】最後に、ラスタ画像オブジェクトは、表
示タスクが描写する画像の特性を特定する。第一の属
性、計算オブジェクト(EstimateObject)は、描写される
計算データの組について、計算オブジェクトに指示を返
す。パレット(Palette)属性は、２Ｄ画像のグレースケ
ールマップまたは色彩表示における色スペクトルを定義
する。スケール(Scale)属性は、使用する画像の縮尺を
定義し、オリエンテ−ション(Orientation)属性は、例
えば上下逆にまたは右を上にした画像を描写するよう表
示タスクに伝える。ＲＩＯ＿Ｘ，ＲＩＯ＿Ｙ，Ｖｉｅｗ
Ｈｅｉｇｈｔ，およびＶｉｅｗＷｉｄｔｈ，などの他の
属性は、表示スクリーン上の画像表示窓(window)の位置
および大きさ、およびその表示窓の中の画像を描写する
場所を定義する。ラスタ画像オブジェクトも、他のオブ
ジェクトの多数の一般的目的の属性を採用することがで
きる。例えば、タスクＰｔｒは、三次元データの組が、
三次元画像の描写に連続的に使用されるとき、表示タス
クを繰り返して指示するのに使用される。

【００５２】図７と８を参照すると、とのようにして
オブジェクト指向ソフトウエアアーキテクチャが超音波
画像処理の実行用に設定されているかを説明するフロー
チャートが示されている。図７は処理開始時のソフトウ
エアタスクとオブジェクトの相互作用を説明し、そして
図８は各タスクの左に書かれた各タスクを開始させるイ
ベントを含む、一連のタスクのフローチャートである。

【００５３】この例では、超音波装置の使用者は、異
なる走査ヘッド、３ＭＨｚ走査ヘッドでの画像処理の開
始を希望していると想定して始めている。使用者による
新走査ヘッドの選択は、図８のステップ２５２で示され
るように、多重タスク処理スケジューラによる、制御超
音波タスクのスケジュール作成と、実行(running)によ
り応答されるイベントである。制御超音波タスク２１０
は、取得タスク２１２に３ＭＨｚ走査ヘッドからのデー
タ用に取得オブジェクトを設定するように指示する。取
得タスクは制御超音波タスクからの、このメッセージを
受けると同時にスケジュールし、ステップ２５４に示す
ように、そのオブジェクトライブラリ機能にアクセスす
る。超音波装置は、取得ライブラリ、信号処理ライブラ
リ、および表示ライブラリに区画分けされた図７に示す
データオブジェクトのソフトウエアライブラリ２２０を
有する。このライブラリは、ライブラリの規模、システ
ムメモリの利用可能性とコスト、および新走査処理の設
定に要求される時間を考慮したうえで、ハードディスク
１０２またはシステムメモリに記憶される。取得タスク
のライブラリ機能は、取得ライブラリから、３ＭＨｚ走
査ヘッド用の取得オブジェクトまたは複数のオブジェク
ト（後述するように）を選択する。標準化された取得オ
ブジェクトはライブラリから得ることができ、特に３Ｍ
Ｈｚ走査ヘッド用に、ライブラリ機能により修正される
が、特に３ＭＨｚ走査ヘッド用に、先にライブラリに用
意され、記憶されている取得オブジェクトを使用するこ
とにより、より大きな速度とより簡単な処理が可能とな
る。

【００５４】適切な取得オブジェクトが設定された
後、取得タスクは、後の表示用に、取得オブジェクト名
と走査ヘッドの識別名を、制御超音波タスクに返答す
る。制御超音波タスクはスケジュールされ、ステップ２
５６に示すように、新たな取得オブジェクト用の計算オ
ブジェクトの設定を、信号処理タスクに指示することに
より、このイベントに反応する。同様に信号処理タスク
２１４はスケジュールされ、信号処理ライブラリから適
当な計算オブジェクトを選択するためにそのライブラリ
機能にアクセスする。このライブラリ機能は、ステップ
２５８に示すように、計算オブジェクトを立ち上げ、そ
れを新たな取得オブジェクトと結合させ、新たな計算オ
ブジェクトの名で制御超音波タスクに応答する。制御超
音波タスクはこの応答に従って、再度スケジュールさ
れ、起動し、ステップ２６０に示すように、新たな計算
オブジェクト用のラスタ画像オブジェクトを立ち上げる
よう表示タスクに指示する。同様に表示タスク２１６は
スケジュールされ、起動して、ステップ２６２に示すよ
うに、そのライブラリ機能にアクセスし、適切なラスタ
画像オブジェクトを打ち上げ、それを信号処理タスクに
より作成された計算オブジェクトにリンクする。ラスタ
画像オブジェクトが立ち上がると、表示タスクは、その
完了の応答を制御超音波タスクに送る。全てのオブジェ
クトが作成され適切にリンクされると、制御超音波タス
クは、システム表示器上に３ＭＨｚ走査ヘッドの存在を
表示するよう、注釈タスクに命令を送る。これで使用者
は、選択した３ＭＨｚ走査ヘッドがいよいよ操作可能
で、走査準備が完了したことを知る。

【００５５】図９と１０に移ると、上記のようにして
選択された３ＭＨｚ走査ヘッドでの画像処理の間、どの
ようにして超音波システムが機能するかを説明するフロ
ーチャートが示されている。二つの例が提示され、その
第一の例は、図１１のスクリーン表示器３００に描かれ
ている、色流れ画像処理の実施である。スクリーン表示
器３００は、３ＭＨｚ曲線アレー走査ヘッドにより得ら
れた血管３０６の２Ｄ画像３０２を表示する。色ボック
ス３０４は、２Ｄ画像の中央に囲まれており、そこで
は、血管３０６の陰影領域(shaded area)で示されるよ
うに、血流速度が色で示される。深さスケール３１０、
色スケールバー３１２、患者名（「ＩＤ」）、日付、時
刻、および走査ヘッドＩＤや色ＰＲＩなどの走査処理の
パラメータを含む、多数の英数字とグラフィカル表示が
スクリーン上に示されている。

【００５６】図９と１０において、超音波画像処理
は、ステップ２７２で制御超音波タスク２１０により指
示された取得タスク２１２から始まり、色流れ画像の取
得を開始する。取得タスクはＣＰＵへのアクセスを開始
し、希望する超音波画像データ取得のための一連の制御
により、ビーム形成器制御器１３０中のシ−ケンサ３５
０を、もし前にそれがなされていないならば立ち上げ
る。図１２にブロックダイヤグラム形式で示されている
ビーム形成器シ−ケンサ３５０は、ビーム形成器９０の
動作を制御する一連の動作を実施する状態機器(state m
achine)である。計算を実行し、処理の決定をするコン
ピュータやプロセッサと対照的に、この状態機器は単
に、予め命令された一組の指示を実行する。ビーム形成
器制御器のこの一組の指示とは、走査ヘッド素子を順次
パルス発振させて超音波ビームを発信し、受信し、ビー
ム発信から戻ったエコーを採取(Sampling)し、遅延し、
そして個々の素子の信号試料を合計し、焦点合わせさ
れ、誘導された受信信号を形成し、受信信号をＲＦメモ
リの予め定められた位置に記憶し、そして予め定められ
た信号データの組の取得後割り込みを発生させることで
ある。割り込みは好ましくは、実質的に均一な時間の信
号処理を必要とするデータの組の記憶後に、生じるよう
にプログラムされており、システム内に円滑な処理され
たデータの流れを与える。これが、１６本の２Ｄレイラ
インの各群の後、そして例えば集合当たり１０本のライ
ンのドップラー集合の各対の後に発生する割り込みとな
る。

【００５７】ビーム形成器制御器用の望ましい一連の
指示は、システムメモリまたはハードディスク記憶装置
からの指示データテーブルとして取得タスクによりアク
セスされ、そして順次、ビーム形成器制御器のメモリ３
５２に記憶される。立ち上げの間、アドレスカウンタ３
５４の三状態制御ライン(tri-state control line)ＴＳ
が切り替えられ、カウンタ出力を高インピーダンス状態
とし、三状態ドライバ３５６が低インピーダンス状態に
切り替えられ、メモリ３５２の読み書き(read/write)制
御ラインが書き状態に切り替えられ、指示データがデー
タ入力バス(Data In bus)からメモリ３５２のデータラ
インに送られ、一方メモリ位置がアドレス(Adrs)バスに
よってアドレスされる。アドレスバスが漸増して一連の
メモリ位置をアドレスすると、データ入力バス上の指示
が、アドレスされたメモリ位置に記憶される。一連の指
示がメモリ３５２に記憶された後、三状態ドライバ３５
６は高インピーダンス状態に切り替えられ、アドレスカ
ウンタ上のＴＳ制御ラインは低インピーダンス状態に切
り替えられ、そしてクロック信号ＣＬＫが取得開始でア
ドレスカウンタ３５４に送られ、一連の指示によりメモ
リ３５２を順番に並ばせる。この指示は、メモリのデー
タラインとビーム形成器制御ライン上で連続的に作成さ
れ、希望する一連の操作により、ビーム形成器に至る(s
tep)。シーケンス中の最後の指示が実行され、全画像の
レイラインの取得が完了した後、アドレスカウンタがリ
セットされ、このシーケンスが再度開始され、他の画像
が取得される。従って、ビーム形成器はＣＰＵに対して
連続的にそして非同期的に動作し、連続的に実時間超音
波データを取得し、それは受信と共にＲＦメモリに記憶
される。

【００５８】取得タスクがビーム形成器シ−ケンサを
立ち上げ、取得を開始した後、それはスリープ状態とな
る一方、ビーム形成器はレイラインデータを取得、形成
し、そのデータをステップ２９０に示すように、ＲＦメ
モリに記憶する。図１１を見ると、この例において、ビ
ーム形成器はカッコＡ−Ａの間の画像の深さにわたる３
２本の２Ｄレイラインを取得することで、左から画像領
域３０２の走査を開始することが前提となっている。さ
らに、ビーム形成器制御器は１６本の２Ｄレイラインの
データの取得後、割り込みが生じるようプログラムされ
ていることが前提となっている。この割り込みが、ステ
ップ２７４に示すように取得タスクを起動し、該タスク
は多重タスク処理スケジューラによりスケジュールさ
れ、ＣＰＵ上で起動し、信号処理タスクに「データの準
備完了」の信号を送る。この信号を送った後、信号処理
タスクの準備が完了し、スケジュールされ、ステップ２
７６でＣＰＵにアクセスすると、取得タスクはスリープ
状態に戻る。

【００５９】ビーム形成器が走査シーケンスを続ける
と、信号処理タスクが、ＣＰＵ上で起動し、その計算オ
ブジェクトが指示する、取得オブジェクトの属性をチェ
ックすることで、該タスクが開始される。このようにし
て、データの組は２Ｄデータ用であるという事実を含
む、最近作成された取得データの組の特性に関する情報
を得て、信号処理タスクはその関連付けされた計算オブ
ジェクトの属性に従ってデータの処理を開始する。２Ｄ
オブジェクトデータ用に、計算オブジェクトは、標準化
(scaling)、帯域通過ろ過、および振幅検知を実施す
る。本発明のソフトウエアアーキテクチャにおいて、ス
ケーリングは、信号値を積算し、桁送りし(shifting)、
または連続的に合計することによりなされる。帯域通過
ろ過は、連続データ試料の積算と加算操作により、希望
するフィルタ特性を与えるＦＩＲフィルタ機能により動
作する。振幅検知ソフトウエアは、ＩとＱの直交位相デ
ータ試料の二乗の二乗根を取ることによりなされる。フ
レーム平均化は、連続する画像データの組の対応するデ
ータ値の平均を計算することにより実施される。このよ
うにして、超音波画像データの処理が容易に、ソフトウ
エア環境の中で実行される。

【００６０】信号処理タスクが取得データの組を処理
して行くと、得られた計算データを、バフ開始(BusStar
t)属性により与えられた開始アドレスで始まるシネルー
プメモリに蓄える。この例において、第一取得データの
組が完全に処理されたとき、シネループメモリに蓄えら
れた１６本のレイラインのＲ−θ計算データがある。信
号処理タスクは、ステップ２７６に示すように、取得オ
ブジェクトのフラグビットをリセットし、その関連デー
タの組が処理され、ビーム形成器により上書きしてもよ
いことを表示する。信号処理タスクは次に、ＡｃｑＯｂ
ｊｅｃｔＬｉｎｋをチェックし、他の取得オブジェクト
が最初のものにリンクされているか否かを調査する。こ
の場合には、画像のドップラーデータ用の第二の取得オ
ブジェクトが存在する。信号処理タスクがこの時点で第
二の取得オブジェクトに問い合わせると、それはフラグ
ビットがセットされていない、従って第二の取得オブジ
ェクトと関連する新たなデータがないことを知る。その
仕事がやがて完了すると、信号処理タスクは、その次の
呼び出しを待ってスリープ状態に戻る。

【００６１】この例において、次の１６本の２Ｄレイ
ラインのデータの組用の、図１０のステップ２７４と２
７６が繰り返されときに、次の呼び出しが来る。その後
この例において、６４本のレイラインの幅の色流れボッ
クス３０４がある、画像中央部分の走査を、ビーム形成
器が開始する。色流れボックス表示はドップラーと２Ｄ
情報の両方からなっている。好適例において、ドップラ
ー処理されるレイラインが、本発明者の米国特許第５，
５４４，６５５号に記載されているようにして、戻りエ
コー情報の直交座標サンプリングにより得られる。直交
座標サンプリングにより、受信エコー信号は、対照ドッ
プラー波形の９０゜位相変量(increments)で、ディジタ
ルビーム形成器のアナログ／ディジタル変換器によりサ
ンプリングされる。有限処理バンド幅を有するパソコン
を基礎とする超音波装置の利点である、後の位相シフト
または位相シフトろ過の必要なしに、上述したように直
角位相サンプリングは、効率的にドップラー処理と２Ｄ
振幅検知用に必要なＩおよびＱ関係のディジタル信号試
料を作成する。

【００６２】ビーム形成器シーケンサの制御シーケン
スが、ドップラー集合と２Ｄレイラインの取得を、時間
交互配置により開始する。ドップラー集合は典型的に
は、レイラインに沿った８から１６の試料のラインから
なっている。例えばビーム形成器は、それぞれ１０ライ
ンからなる二つの集合を取得することができ、次に二つ
の集合の処理の準備完了という信号を出すために割り込
みを作成する。このドップラー集合の対に、次に集合デ
ータとして同じ位置からの、二つの２Ｄレイラインが続
く。６４個のドップラー集合と２Ｄレイラインが取得さ
れるまで、ビーム形成器は、色流れボックス内にドップ
ラー集合と２Ｄレイラインの、交互配置された対の作成
を続ける。この例におけるビーム形成器は、次に２Ｄレ
イラインの走査に戻り、全画像について全部で１２８レ
イラインあるうちの、１６レイラインの二つの群中の画
像の右側を走査する。好適例では、ドップラーデータと
２Ｄデータは、図９の区画分けされたＲＦメモリ４１２
に示すような、ＲＦメモリの異なる区画に記憶され、そ
して上記ＲＦメモリ４１２に示すように、各データの種
類が、それ自身の取得オブジェクトと関連付けされる。

【００６３】好適例では、２Ｄ取得データの処理は、
信号処理タスクによりＣＰＵ上で実行される。取得デー
タは、ＲＦメモリから読み出され、処理され、そして得
られた計算データはシネループメモリに記憶される。取
得データと同様に、計算データは図９に示すように、一
つは２Ｄ計算データ、他方は画像のドップラー計算デー
タとして、シネループメモリ４１４の異なる区画に記憶
され、それぞれのデータの組はそれ自身の計算オブジェ
クトと関連付けされる。ドップラー信号処理は、説明例
においてＤＳＰカード９２上で実行される。信号処理タ
スクが、処理可能なデータがドップラー集合データであ
ると判断したとき、必要な処理用のＤＳＰカードを準備
し、ドップラー取得データの組をＤＳＰメモリに移し、
次いでＤＳＰカードがデータの処理を開始するよう命令
する。ＤＳＰカードがデータ処理を終了したとき、ドッ
プラー計算値をＤＳＰメモリに戻し、信号処理タスクに
その終了を割り込みにより知らせ、信号処理タスクはシ
ネループメモリのドップラー区画にドップラー計算デー
タを記憶することで応答する。好適例では、信号処理タ
スクは、２Ｄ取得オブジェクトをチェックする前に、ド
ップラー取得オブジェクトのフラグビットを調べる。こ
のようにして、信号処理タスクは、処理可能ドップラー
データをＤＳＰカードに渡すことができ、そこでその処
理が行われ、一方信号処理タスクは、パソコンのＣＰＵ
上で処理可能な２Ｄデータを取得し、処理する。信号処
理タスクがその２Ｄ信号処理を完了する前に、もしＤＳ
Ｐカードがそのドップラー信号処理を完了するならば、
ＤＳＰカードからの割り込みが該タスクの２Ｄ処理に割
り込んで、シネループメモリの適切な位置にドップラー
計算値を記憶させる。

【００６４】ステップ２７８に示すように、そのフレ
ームの最後の信号処理タスクが実行されるまで、ビーム
形成器による超音波データの連続取得と、信号処理タス
クによるその処理が、一つの画像について続く。このス
テップは、このタスクが計算データ処理可能信号の表示
タスクへの送付により完了することを除いて、ステップ
２７６のものと同一である。表示タスクは多重タスク処
理スケジューラによりスケジュールされ、ＣＰＵ上で動
作する。表示タスクは計算オブジェクトの属性の調査
（check)により開始される。それが２Ｄ計算オブジェク
トの属性を調査した後、第二の計算オブジェクトへのリ
ンクを知らせ、ドップラー計算オブジェクトの属性を調
査する。これらの特性およびそれらがリンクするラスタ
画像オブジェクトの特性から、表示タスクは実施すべき
画像表示の種類を決定する。二つの種類の計算データ
が、表示メモリの異なる区画にある別個の２Ｄと色ドッ
プラー画像を描写する一方、この例において２Ｄとドッ
プラー計算データの組が色流れ画像を形成するために、
表示メモリ領域４１６中に共に送られる。

【００６５】表示タスクは、２Ｄ計算データをラスタ
データに走査変換することにより、２Ｄ画像を与える。
走査変換は、計算によりまたはルックアップテーブルに
より実施することができ、さらに希望するグレースケー
ルまたは色マッピング機能を実施するデータのスケーリ
ング(scaling)が含まれる。走査変換は通常、受信試料
間の計算データ値の計算結果を含み、またはラスタデー
タの完全に計算された組の計算結果からなってもよい。
いずれの場合にも格子の左側上辺角の計算データ点から
決まるｎ掛けるｍ変換格子(grid)が各計算データ値につ
いて形成される。ｎ掛けるｍ格子は、例えば、４掛ける
４格子であってもよい。格子の各四辺形は、従属計算デ
ータ値と隣接値に適用されるときの、その四辺形につい
てのラスタデータ値の計算に使用される変換ファクタを
有する。この変換ファクタは、希望する計算値のグレー
スケールマッピング用のスケーリングファクタを含む。
格子とその変換ファクタは、各計算データ値について繰
り返され、全ての計算データ値について（４掛ける４格
子で）１６計算値までの計算を要する。使用された計算
値は、必要なラスタデータアレー中の位置に対応するデ
ータである。表示タスクが、全ての２Ｄ計算データ値か
ら、グレースケールラスタデータアレーの計算を完了す
ると、それは２Ｄ計算オブジェクトのフラグビットをリ
セットし、計算データが新たなデータで上書きするのを
許容し、全てのリンクされたデータの組について計算オ
ブジェクト属性を調査する。

【００６６】この例において、ドップラー計算値の第
二の計算オブジェクトに表示タスクが指示される。表示
タスクは次に、希望する色マッピングに使用されるスケ
ーリングファクタを用いてであるが、２Ｄデータについ
て使用されるのと同じ表示処理を使用して、同じ画像領
域内の色流れ情報を与える。もし望むなら、表示タスク
は、色流れデータの試料容積サイズの大きさに従って、
異なる格子グリッドを採用することもできる。例えば２
掛ける２格子を大試料容積サイズについて使用すること
ができる。

【００６７】表示タスクが色画像を与えるにつれて、
それは先に形成されたラスタデータアレー中の２Ｄの値
を選択的に置換する。色描写は、色流れボックス３０４
の領域でのみ実施され、その位置と大きさは、ドップラ
ーラスタ画像オブジェクトの属性により特定される。も
し表示タスクがゼロ値または２Ｄラスタデータアレー中
に予め定められたしきい値以下の値を発見すると、その
位置に正確なドップラー値が作成されているのか否かを
検査する。もし作成されている場合には、表示タスク
は、ドップラーラスタデータ値を有するその位置に２Ｄ
値を上書きする。表示タスクはこのようにして、色流れ
ラスタデータ値を有するラスタデータアレーの色流れボ
ックス領域を満たして行く。

【００６８】表示タスクがラスタデータアレーにドッ
プラー計算データを付与し終わったとき、ドップラー計
算オブジェクトのフラグビットをリセットし、ドップラ
ー計算データが記憶されていたシネループメモリの領域
を解放する信号を発する。完成されたラスタデータアレ
ーはビデオカード９４による表示が可能な状態にある。
ステップ２８０の終端に示すように、表示タスクはビデ
オカードに、新たな画像の準備が整った旨の信号を発す
る。この時ビデオカードは、表示メモリの他の領域に先
に与えられたラスタデータの画像を表示している。ビデ
オカードが、この先の画像の最後のラスタラインの表示
を完了したとき、２９４に示すように、新たなラスタデ
ータを容認し、新たに完成された画像からのラスタライ
ンの表示に切り替える。先の画像のラスタデータが占め
ていた表示メモリ領域は、表示タスクによる他の新たな
画像の作成に利用可能である。表示メモリはデュアルポ
ートメモリなので、ビデオカードは希望するビデオ表示
速度で一つの画像からラスタデータを連続的に読み出す
ことができ、一方表示タスクは同じメモリの他の領域の
新たな画像を作成することができる。

【００６９】この画像取得、処理、および表示作成が
行われている間、注釈タスクは、患者ＩＤ、日付、時
刻、走査パラメータ、ＰＲＦ、色バー３１２、および深
さスケール１０を含む、図１１に示すような画像の英数
字およびグラフィカル情報のスクリーンオーバーレイ(o
verlay)を作成する。スクリーンオーバーレイはビデオ
カードにより超音波画像と結合され、完成された画像は
希望するメディア（例えば、モニタ、ＶＣＲ、ネットワ
ーク、プリンタ、その他）に送られ、表示される。

【００７０】表示タスクが一つの画像を作成する間、
ビーム形成器９０は、取得データの取得を続け、それを
ＲＦメモリに記憶し、そして信号処理タスクは取得デー
タの処理を続け、計算データをシネループメモリに記憶
する。これらの定期的タスクは、多重タスク処理スケジ
ューラが調整し、取得そして信号処理タスクが準備状態
になるとスケジュールしてＣＰＵ上で動作させる。従っ
て、ＣＰＵ使用の表示タスクの量子時間は、他の二つの
タスクと注釈タスクに割り当てられたＣＰＵ量子時間に
より、定期的に割り込まれる。表示タスクが一つの画像
作成を終了したとき、通常計算データの組が、他の新た
な画像として描写される準備状態となっている。ＣＰＵ
はこのようにして、連続的に一連の実時間超音波画像を
作成していく。

【００７１】第一の例を続けると、本発明構成例の制
御パネル６２は、装置使用者により走査パラメータの変
更に使用される多数のパドルスイッチを有する。使用者
が一方向にパドルスイッチを押すとき、対応するパラメ
ータが１ずつ変化し、パドルスイッチが他方向に押され
ると、パラメータは反対方向に変化する。これらパドル
スイッチの一つは、画像の深さ（範囲）を変更するため
に使用される。このスイッチがある方向に押されると、
その範囲は予め定められた増分で減少し、そして他の方
向にそれが押されると、その範囲はその増分で増加す
る。使用者は増分を、希望する値、例えば１ｃｍ、２ｃ
ｍ、５ｃｍまたはその他の値にプリセットすることがで
きる。この構成例は、可能な最大範囲でこのような増加
／減少制御を使用しており、以下に論ずるように、それ
が他の技術に優るＣＰＵ利用の効率性、およびこれらの
属性を所有するオブジェクトによる装置属性の一点(sin
gle point)制御を可能にする。

【００７２】使用者が装置で走査し、画像の範囲をよ
り深い部分に変更することを望むとしよう。使用者はこ
れを、範囲パドルスイッチを「増加」方向に押すことに
より実施する。直ちに表示スクリーン上の画像が変化す
る。画像そのものは同じ大きさであるが、画像の深さが
増大したのであるから、画像はさらに体内のより深い領
域のものとなる。範囲スケール３１０が変化し、画像化
されている新たな深さを示す。超音波装置はこれを以下
の順序で実施する。制御超音波タスク２１０が、制御パ
ネル６２からの割り込みに応答し、スケジュールされ、
そしてＣＰＵにアクセスし、そして走査範囲を増大する
指示がなされていることを知る。制御超音波タスクは図
９に示すように、取得タスクに「範囲増大」なる命令を
送る。

【００７３】取得タスクは命令を受け、スケジュール
され、そしてＣＰＵにアクセスし、まず範囲を増大でき
るか否かを調べる。もし、走査ヘッドが既にその極大領
域で走査しているために、増大できないときは、制御超
音波タスクに「実施不能」なるメッセージを送り返す。
すると制御超音波タスクは何もしないで、装置をその極
大領域で動作するよう放置するか、または注釈タスク
に、範囲は既にその極大の位置にあるというメッセージ
をスクリーンに表示するように命令を送る。しかしもし
取得タスクが、範囲の増大が可能と判断するならば、取
得オブジェクトの必要な属性の変更のためにライブラリ
機能にアクセスする。ライブラリ機能は、もし発信と受
信時期が、近接しすぎているためより深い範囲が不可能
な場合には、属性制御発信間隔（ＰＲＩ）を変化させな
ければならないであろう。もし時間に関しては大きな深
度からのエコーの受信が可能なときは、レイラインに沿
って採取された試料の数であってエコー試料がより深い
ところから取得されるにつれて増加する、試料数(NumSa
mples)など、受信属性のみを変更しなければならないで
あろう。適切な変化が取得オブジェクトになされたと
き、取得タスクは、ビーム形成器シ−ケンサ３５０に新
たな命令シーケンスを送り、新たなオブジェクトを実行
する。好適例において、ビーム形成器シ−ケンサは二重
にバッファされており、ビーム形成器がその時のシーケ
ンスにより制御され続ける一方、新たな一連の命令が、
ビーム形成器制御器に送られることが可能となる。

【００７４】取得オブジェクトが修正された後、取得
タスクは制御超音波タスクに新たな範囲を送り、取得オ
ブジェクトのフラグをオブジェクトが修正されたことを
示すよう設定する。次に信号処理タスクがスケジュール
され、ＣＰＵにアクセスし、それは取得オブジェクトが
変更され、その計算オブジェクトの属性に正しく適合し
たことを示すフラグを観察する。信号処理タスクは、例
えば、各レイラインに沿ってより多くの試料があり、Ｍ
ｍＰｅｒＣｏｌ属性の値が増加したのを観察する。次に
信号処理タスクは計算オブジェクトのフラグを、オブジ
ェクトが修正されたことを示すように設定し、そして他
のタスクが知る必要のある全ての属性を制御超音波タス
クに戻す。

【００７５】次に、表示タスクがスケジュールされ、
ＣＰＵにアクセスしたとき、それは同様に計算オブジェ
クトの修正されたフラグを観察し、そのラスタ画像オブ
ジェクトの属性を適切なものに変える。表示タスクは、
例えば、それが同じ表示領域についてより深い部分の画
像を与えなければならないと判断し、ＭｍＰｅｒＰｉｘ
ｅｌ属性値を増加させる。画像が作成されたとき、表示
タスクは新たなＭｍＰｅｒＰｉｘｅｌと他の修正された
属性を制御超音波タスクに戻す。

【００７６】制御超音波タスクがスケジュールされ、
ＣＰＵにアクセスし、必要な全てのオブジェクトの変更
が完了したことを知る。グラフィックオーバーレイスク
リーンを、増加した深さパラメータ用の新たな深度スケ
ール３１０に修正するための命令が、注釈タスクに送ら
れる。こうして、図１０のステップが新たなデータオブ
ジェクトによって開始される。新たなビーム形成器制御
シーケンスのビーム形成器制御器のバッファへの移動の
完了後、ビーム形成器制御器３５０は直ちに新たな命令
シーケンスに切り替え、新たなシーケンスに従ってＲＦ
データの取得および記憶を始める。部分的に完了された
取得データの組はいずれも廃棄され、それらのＲＦメモ
リ領域は新たなデータの組による上書きに使用可能とな
る。対応するデータの組が進行するにつれて、修正され
たオブジェクトが使用され始め、やがて新たな深さでの
最初の画像のラスタデータアレーを作成していく。上記
のようにして、ビデオカードによる古い画像表示の完成
で新たな画像への切り替えが生じる。

【００７７】図１１は、超音波画像３０２の下の三つ
の「ソフトキー」３２０，３２２、および３２４を示
す。ソフトキーは、注釈タスクにより表示され、制御パ
ネル６２上の表示スクリーンの下に位置するハードキー
の列と共に物理的に整列する。図において、第二と第三
のソフトキー３２２と３２４は、「Ｐｅｒｓｉｓ↑」と
「Ｐｅｒｓｉｓ↓」と標識され、使用者が残光(persist
ence)として知られる表示特性を増加することを可能と
する。米国特許第５，２１５，０９４号に記載されてい
るように、残光パラメータは、急速に生じた流れの変化
を、実時間表示中に持続させることを可能にし、診療医
がより容易にそれらを識別できるようにする。本発明の
構成例において、画像残光の変化は、適当なソフトキー
の下のハードキーを押すことにより可能である。制御パ
ネル６２（図５参照）上のハードキー３２２’を押す
と、ソフトキー３２２が点滅し、画像の残光特性が上が
る。この変更は全て信号処理タスクにより実施されるの
で、制御超音波タスクは、スケジュールされ、ＣＰＵに
アクセスし、そして図９に示すように、信号処理タスク
に「残光増加」なるメッセージを送ることでハードキー
に応答する。信号処理タスクは、そのドップラー計算オ
ブジェクトの残光属性を増加させ、新たな残光レベル
（または、もし残光が既に最高レベルにある場合には、
「不能(failed)」という信号）を制御超音波タスクに送
り返すことで応答する。次いで、信号処理タスクは、次
の取得データの組を新たな残光の設定に従って処理す
る。取得オブジェクトとラスタ画像オブジェクトは、変
化に無関係であり、それについて知る理由はない。それ
らは信号処理の変更に無関係に、データ取得と画像作成
をそのまま続ける。

【００７８】構成例において、定量的走査パラメータ
として、スクリーン上に残光を表示することが決定され
た。これが、命令交換の複雑さを増加させる。即ち定量
化された値は、計算オブジェクト属性として記憶されな
ければならず、値は制御超音波タスクに戻され、走査パ
ラメータのスクリーン表示の変更のために、注釈タスク
に送られる。このアプローチは、残光の値の所有主体を
一つ、この例において、計算オブジェクトに保つという
利益がある。この情報はオブジェクト中に属性と方法と
して保持されるので、制御超音波タスクは、現在の値ま
たは残光の限界を知る必要はない。構成例は、走査と装
置パラメータの変更への増加／減少アプローチを使用す
る方針を非常にはっきりと明白に示しているので、値と
限界は、変更される属性を所有するオブジェクトにより
管理されることが可能である。

【００７９】本発明の動作の第二の例は、図１３の表
示３５０によって示されている。これは、Ｍ−ラインの
掃引(sweeping)表示器３６０の上に示されている実時間
２Ｄ画像３５２を有する、Ｍ−モード表示である。掃引
表示のＭ−ラインは使用者により２Ｄ画像上に置かれた
カーソル３５４に沿って時間経過に従って得られる。Ｍ
−モード表示は先の例において図７，８、９および１０
に示された同じ処理シーケンスに従って作成される。

【００８０】装置設定（図７と８）は前記のようにし
て行われる。２Ｄ取得オブジェクトは２Ｄ画像用に設定
され、それは先の例で実施されたように行われる。２Ｄ
取得オブジェクトは、今度はＭ−モード取得オブジェク
トとリンクする。Ｍ−モード取得オブジェクトは、Ｍ−
モード用レイラインが取得される時間間隔および表示用
の一つのＭ−ラインを形成するために平均化される、取
得されたレイラインの数などの特性を定義する属性を有
する。同様に、二つの計算オブジェクトがあり、一つは
２Ｄ取得データ用であり、他方はＭ−モード取得データ
用であり、そして二つのラスタ画像オブジェクトがあ
り、一つは上部表示領域に２Ｄ画像を与えるためであ
り、他方は下部表示領域にＭ−モード表示を与えるため
である。

【００８１】オブジェクトデータの実行は、ドップラ
ーオブジェクトがＭ−モードオブジェクトで置き換えら
れていることを除いて、図９および１０に記載されてい
るように進行する。ビーム形成器は、２Ｄラインと時間
交互配置されたＭ−ライン、表示掃引速度を考慮して決
定される間隔、および実時間で一つの表示Ｍ−ラインを
形成するために平均化される取得ラインの数を取得する
ようプログラムされている。先のように、二つの取得デ
ータの組は、別個のデータの組としてＲＦメモリ中に記
憶される。Ｍ−モードデータの組は、基本的に時間２Ｄ
データであるので、信号処理タスクはＤＳＰカードによ
ってではなく、ＣＰＵ上でＭ−モード取得データを処理
する。しかしながら、もし２ＤとＭ−モードデータの同
時処理を望む場合には、ＤＳＰカードは利用可能な選択
枝である。二つの計算データの組は、シネループメモリ
に記憶され、別個に表示タスクにより画像化される。

【００８２】Ｍ−モードデータをスクロール表示とす
ることが可能であり、そうするとラインは右から左にス
クリーンを横切って進行するように現われ、そして先の
ラインが左から消えたとき、新たなＭ−ラインが表示器
の右側に連続的に追加される。しかしながら、本発明者
はパーソナルコンピュータ環境における、その処理上の
利益のために、掃引表示器を採用した。Ｍ−モード表示
器３６０の例において、Ｍ−ライン３６２が最初に表示
され、そして新たなＭ−ラインが順次その右に表示され
て行くがスクリーン上に動かずに残っている。Ｍ−ライ
ンがディスプレイの右側まで満たすと、次のＭ−ライン
が左に現われはじめ、ディスプレイの右に向かって満た
し続け、やがて図１３に示すように、最も古いＭ−ライ
ンがライン３６２であり、最新のものがライン３６４で
ある点に到達する。新たなＭ−ラインが加わると、それ
らはＭ−ライン３６４の右に現われ、やがてＭ−ライン
３６２に到達し、そして次いで最も古いＭ−ラインを上
書きする。

【００８３】掃引表示の利点は、Ｍ−ラインはスクロ
ール表示のように時間経過と共に異なるスクリーン位置
に現れず、画像中で静止していることである。この副産
物は、新たなＭ−モードラインの描写は、ディスプレイ
上の最も古いＭ−ライン上に新たなＭ−ラインを単に描
くことにより実施できることである。これは全Ｍ−ライ
ンを再描写するよりも相当程度早く、そしてパソコンを
基礎とする超音波装置にとって特に、描写時間、従って
表示タスクによるＣＰＵの利用がずっと少ない点であ
る。走査が停止するとき、全Ｍ−モード表示が再書き込
みされ、最新のＭ−ラインを右寄せ(right justify)す
る。このようにして、記憶され印刷された表示中の全て
の不連続が除去される。

【００８４】本発明の構成例において、多重タスク処
理およびオブジェクト指向設計アプローチは、ソフトウ
エア設計者とプログラマーに、設計と実行ソフトウエア
の変更に、相当な許容度を与える。多重タスク処理スケ
ジューラは、ソフトウエアを実行させ、分割された時間
断片の時間交互配置を実施するので、タスクの実行時間
にほとんど関係しないで新たな処理余力により、各ソフ
トウエアタスクを修正したり、増加させることができ
る。これは多重タスク処理スケジューラが、実時間イベ
ントの発生に応答し、異なるタスクを時間交互配置する
ことにより、実時間装置の性能を維持するためである。
タスクの延長は、タスクを完遂するのに、より多くの時
間量子を必要とすることを意味するが、この変化は装置
を弱らせたり破壊せず、それはタスクがその中でその機
能を完遂する固定最大時間ウィンドウに限定されている
かのようである。本発明の例において、多重タスク処理
スケジューラは単に、タスクの完遂のためにより多くの
量子をスケジュールすることにより、延長されたタスク
に対応し、そして該装置は実行を続ける。わずかな、ま
たはかなりの数のＣＰＵ時間量子によるタスクの延長
は、装置全体の動作を遅くするが、それは通常使用者が
感知できない程度である。

【００８５】この多重タスク適用の利益は、ソフトウ
エア設計者に相当程度の独立性を許す。取得タスク設計
者は、例えば、彼らがしようとしている変更および二つ
のグループの設計が協調できるか否かに関して、信号処
理タスク設計者と常に相談する必要はない。この自由は
オブジェクト指向設計アプローチによりさらに増大し、
そこではいずれのグループも、他方により課される制限
による制約をほとんど受けない。各グループは、それが
何と仕事をしているか、データオブジェクトを有するデ
ータの組、および「データの用意完了」なるメッセージ
を知っているが、それ以上には何も知らない。各グルー
プはそれが受けたデータの組にどのように応答すること
を望むか、そしてそれらをどのように処理することを望
むかを決定する大きな自由度を持っている。オブジェク
ト指向設計のタスクとオブジェクトは、本質的にカプセ
ル化されているから、各グループはあるデータの組を処
理するその命令に対し資源（resource)採用は自由であ
り、他のタスクによるその資源と動作に対する外部から
の制約の影響を受けないことを知っている。イベント駆
動多重タスク環境とデータ駆動オブジェクト指向環境は
結合して、より効率的でより高い品質の作動と性能を提
供する。

【００８６】しかしながら、資源はいかなる環境にお
いても無限ではなく、パーソナルコンピュータ超音波装
置において注意深く使用すべき有限の資源は、ＣＰＵの
処理能力である。本発明者は、パソコンの「バンド幅(b
andwidth)」と呼ばれる、この処理能力の使用を監視す
る。特に、画像処理の間種々のタスクが利用するバンド
幅は、データ取得速度、表示フレーム速度などの性能要
素を測るために監視される。本発明者は、その構成例に
おいて、表示タスクが、進行中基準で使用可能なバンド
幅の７０−８０％、信号処理タスクが約１５％、そして
他の全てのタスクが残りを使用していることを見出し
た。取得タスクは、ビーム形成器をプログラミングせず
または制御変化に応答しないとき、バンド幅のわずかな
割合を利用するに過ぎない。即ちその通常の機能は単に
取得データを処理可能な信号処理タスクを知らせるに過
ぎないからである。

【００８７】装置のバンド幅は有限の資源であるか
ら、本発明者は構成例において、バンド幅の利用が密に
なってきたときは、優先度を採用する。ただ二次元の画
像処理が実施されているとき、装置中の全てのタスク
は、＋１０の優先度を有する信号処理タスクを除き、ゼ
ロの優先度が割り当てられている。これは、信号処理タ
スクが新たな取得データの組の処理の準備状態になった
ときは、ＣＰＵへのアクセスを待っている準備中のタス
クのリストが割り込まれることを意味している。信号処
理へのこの高位の優先度は、全てのレイラインの群が処
理され、どのレイラインも失われないことを保証する。
装置が同時に二次元画像処理とＭ−モード表示を実施し
ているとき、Ｍ−モードの表示タスクの優先度はゼロに
設定され、２Ｄの表示タスクの優先度は−２に設定され
る。これは、スクロールしているＭ−モードラインは実
時間で作成されなければならないので、各新たなＭ−モ
ードラインのデータが作成されると、その処理のため
に、２Ｄ走査変換は割り込まれることを確実にする。同
様の優先度状態がスクローリングスペクトルドップラー
表示においても生じる。

【００８８】信号処理タスクへのより高い優先度の使
用は、全取得データが処理され、シネループメモリに記
憶されることを保証する。しかしながら、それは全ての
記憶された計算データの組が、画像として表示タスクに
より表示されるであろうことを保証するわけではない。
信号処理タスクがより複雑に、そして高度化するにつれ
て、そのバンド幅への要求は表示タスクが利用可能なバ
ンド幅を減少させ、その結果、表示フレーム速度を低下
させ、表示タスクにより跳び越される計算データの組の
発生させる。

【００８９】この事象は、構成例において、計算値記
憶用シネループメモリの使用により説明される。信号処
理タスクが表示用の新たな計算データの組を形成すると
き、それは装置中のポインタを変化させて、新たなデー
タの組を最新の計算データの組として指定する。表示タ
スクが計算データの組の表示を完了したとき、それは最
新の計算データの組を次に表示されるものとして指定す
る。表示タスクは最新のデータの表示に焦点を絞ってい
るので、合間に形成されたどの計算データの組も表示さ
れないまま放置される。これは例えば、秒当り６０フレ
ームの取得速度でのシネループメモリへの計算値の記憶
において、秒当り３０フレームの表示速度であるからこ
れらのフレームの半分が表示されるに過ぎない結果とな
る。

【００９０】しかし非表示計算データの組は失われた
わけではなく、やがて後の多数のフレームで上書きされ
るまでシネループメモリ中に順に残っている。従って、
シネループメモリは、シネループメモリの全長にわた
り、全ての表示され、そして非表示のＲ−θ計算データ
の組の一連の画像ファイルを保持している。これが、使
用者が高フレーム速度でのデータ分析を必要とする診断
状況が発生したときはいつでも、実時間表示停止するこ
とを可能にする。もし例えば使用者が、胎児の心臓を観
察しており、そしてその速い心臓鼓動のより詳細な表示
を望む場合、使用者は実時間表示を凍結させ（freez
e)、シネループメモリからＲ−θフレームを再生し、そ
れは表示タスクのより遅い動きの表示フレーム速度で再
生、表示される。実時間凍結で、取得タスクと信号処理
タスクはもはや新たなデータの取得と処理のために呼び
出されないので、表示のフレーム速度は実際増加する。
代わりに表示タスクがＣＰＵに独占的にアクセスするの
で、最高の装置フレーム速度が可能となる。実時間で表
示されなかったフレームも含めて、全てのシネループメ
モリに記憶されているフレームは、より高いフレーム速
度で、またはスローモーションで再生することができ、
医者が秒当り６０フレームの速度で取得された画像か
ら、胎児の心臓の急速な鼓動を細かに詳細を観察するこ
とができる。一連の画像はシネループメモリに存在する
ので、異なる速度で繰り返し再生することができ、医者
がはっきりした診断をすることを可能にする。

【００９１】本発明の第二の具体例が図１４に示さ
れ、さらにパーソナルコンピュータを基礎とする超音波
装置の診察能力が改良されている。図５の例と比較し
て、図１４の例では、ＲＦメモリがデュアルポートシネ
ループメモリとなるようにシステムメモリ３８４を構成
しており、多数の取得したＲＦデータの組を連続的に記
憶することができる。信号処理タスクが計算データの組
を記憶するメモリ、即ち計算データメモリは、計算デー
タの限られた数のフレームの容量に対応してより小さ
い。この例は、図５の例と同様に作動するが、困難な診
察条件の場合に顕著な相違がある。先に検討した胎児の
心臓の例において、実時間画像の凍結は、シネループＲ
Ｆメモリに記憶した画像データを、シーケンス中の全画
像の表示により再生することを可能とする。シネループ
ＲＦメモリに記憶されたデータは未処理データであるか
ら、表示のフレーム速度は先の例のフレーム速度のよう
に速くはない；即ち二つのタスクが交互にシネループＲ
Ｆ画像データを処理し表示するので、表示タスクは、信
号処理タスクとＣＰＵを分け合うからであり、この状態
は信号処理にＤＳＰカードを、表示処理にＣＰＵを使用
することにより改善される。しかし先のように、シネル
ープＲＦメモリ中の全データの組が処理され表示される
ので、医者は秒当り６０フレームの速度で取得した画像
を再度観察することができる。

【００９２】第二の例には新たな利益があり、それは
シネループＲＦメモリに記憶されたＲＦデータの組は未
処理であるという事実に起因する。これが医者が実時間
画像処理を凍結し、記憶されたデータを何度も何度もそ
の都度異なる処理技術を使用して再生することを可能と
する。もし医者が、例えば、実時間で胎児の心臓の色流
れ画像中に血流の乱れの一瞬の変化を見出したと考えた
ならば、医者は実時間表示を凍結し、シネループＲＦメ
モリに記憶された画像データを、今回は該乱流状態をよ
り観察しやすい残光設定で再生することができる。もし
選択した残光設定が有効でなかった場合には、医者は画
像データを異なる持続設定で、再度再生することができ
る。医者はまた、完全に異なる処理で一連の画像を再生
することができる、例えば、医者は色流れ画像ではな
く、米国特許［出願Ｓer．Ｎｏ０８／６５５，３９１］
に記載されているようなパワーモーション画像（商標）
で再生し、胎児の心臓の組織の動きの微妙な変化を強調
することができる。選択により、データの組は、グレー
スケールやドップラー画像ではなく、組織特性処理によ
り作成されたパラメータのマップとして再生することが
できる。シネループＲＦデータの組は、ディスク、ＶＣ
Ｒ、またはネットワークを通じ、いつか将来、医者に利
用可能な処理技術により、数週間または数ヶ月後に再生
するために記憶することさえも可能である。

【００９３】しかし多分、パーソナルコンピュータを
基礎とする超音波装置アーキテクチャの最も大きな利益
は、科学技術はパソコンチップの進化の波にのっている
ため、どの今日の性能の交換条件も一時的なものである
ということが確実な点である。超音波装置の設計者は生
来、かれらに与えられた道具の中で最も高性能なものを
得ようと望む。１００ＭＨｚペンティアムチップなどの
ＣＰＵを使用するパーソナルコンピュータを基礎とする
超音波装置を考えると、装置設計者は将来の発展のため
の予備のバンド幅を所有しないことが既定条件である
が、直ちに最高性能のプロセッサの全バンド幅を利用す
るであろう。装置が進化し、ソフトウエアタスクが装置
バンド幅をより必要とするようになると、その挙動は遅
くなるが、実質的に全ての装置の機能を向上させる手近
で容易な解決策は：１００ＭＨｚチップを外し、２００
ＭＨｚチップに交換することである。突如、全ての挙動
が向上し、フレーム速度は劇的に速くなり、予備的バン
ド幅が生じる。現在、さらなる向上を設計し実行するこ
とができ、まださらなるパソコンチップ性能の向上が、
将来さらに多くのバンド幅を与えるであろうと知って設
計者は安心する。

【００９４】構成例はコンピュータチップの進化にお
ける、これらの前進を利用して最適に設計されている。
ＣＰＵは娘ボード上のソケットに挿し込まれ、娘ボード
はさらにマザーボードの接続装置に載せられている。同
様の意味で、性能は娘ボード上のＣＰＵチップを置きか
えることにより改良することができることが予測され
る。これがもはや実際的でないことが分かったならば、
娘ボードを新たな娘ボードと、そしてより高性能のＣＰ
Ｕに交換することができる。そして勿論、全てのパソコ
ンのプラットフォーム−−マザーボード、娘ボード、Ｃ
ＰＵおよびオペレーティングシステム−−を取り除くこ
とができるので、新たなプラットフォームに移植された
オペレーティングソフトウエア、拡張バスカード１２０
に接続する新たなマザーボードで、パーソナルコンピュ
ータ技術の最新の進歩の利益に与ることができる。

【００９５】市場から入手可能なパソコンとワークス
テーションのＣＰＵチップのバンド幅が確実に増加する
につれて、図３の具体例のある進化が必ず発生するであ
ろう。ドップラーと２Ｄ信号処理が共にＣＰＵにより実
行されると、ＤＳＰカード９２が消え去るであろう。ビ
ーム形成器のディジタル機能をＤＳＰカード上で使用す
るソフトウエアにより、さらにやがてはマザーボードそ
れ自身により実行されるようになると、ビーム形成器も
次第に消えて行くであろう。やがて、伝統的ビーム形成
器の唯一の痕跡は、アナログ／ディジタル変換器に通じ
る受信器部品と高電圧ドライバのみとなるであろう。簡
単にいえば、超音波装置は、可能な最大範囲でディジタ
ル機能を採用し、その全てはパソコン上のソフトウエア
が実行することとなろう。

【００９６】本発明を要約すると、本発明によりディ
ジタルエコー信号を処理し、表示用超音波画像信号を作
成するパーソナルコンピュータプラットフォームを有す
る超音波診断画像処理装置が提供される。パーソナルコ
ンピュータプラットフォームの拡張バス構造は、ビーム
形成器カード、ディジタル信号処理カード、ビデオカー
ド、そしてネットワークカードなど超音波装置に必要、
または望まれる補助的処理器に対応する。好ましい例に
おいて、拡張バスに接続するビーム形成器により作成さ
れたディジタル信号試料は、パーソナルコンピュータプ
ラットフォームのＣＰＵにより実行されるソフトウエア
により、表示用に処理される。パーソナルコンピュータ
を基礎とする超音波装置用の、好適なソフトウエアアー
キテクチャは、多重オブジェクト指向ソフトウエアタス
クからなり、実時間で処理し、効率的で強健なオペレー
ティングシステムを多重処理する。全超音波装置の性能
向上は、より高性能のＣＰＵへのＣＰＵの単なる交換で
実施でき、従ってパーソナルコンピュータＣＰＵ技術の
進歩と共に常に超音波装置の性能向上を図ることができ
る。

【００９７】

【発明の効果】本発明においては、パーソナルコンピュ
ータを基礎とする超音波装置用のソフトウエアアーキテ
クチャを採用することで、多重オブジェクト指向ソフト
ウエアタスクを、実時間で処理することができ、データ
をメモリに蓄積保存しておくことにより、データを有効
活用することができる。また強健なオペレーティングシ
ステムにより多重タスク処理スケジューラを利用して大
量のデータの組を効率的に多重処理することができる。
全超音波装置の性能向上は、新開発のより高性能のＣＰ
ＵへのＣＰＵの単なる交換で実施でき、従ってパーソナ
ルコンピュータＣＰＵ技術の進歩と共に常に超音波装置
の性能向上を容易に図ることができることから、ハード
ウエア面からの制約から解放されて性能向上が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術であるモジュール方式ハードウエア
を基礎とする超音波装置のブロックダイヤグラムであ
る。

【図２】本発明のパーソナルコンピュータ超音波装置
のアーキテクチャのブロックダイヤグラムである。

【図３】本発明の超音波装置のアーキテクチャのより
詳細なブロックダイヤグラムである。

【図４】本発明のマザーボードと拡張カードの平面図
である。

【図５】本発明の超音波装置のソフトウエアアーキテ
クチャとハードウエア構成の両方のブロックダイヤグラ
ムである。

【図６】本発明のオブジェクト指向ソフトウエア設計
の三つの典型的オブジェクトの例である。

【図７】装置初期化の間の動作例を説明するフローチ
ャートである。

【図８】装置初期化の間の動作例を説明するフローチ
ャートである。

【図９】超音波画像処理の間の本発明の動作を説明す
るフローチャートである。

【図１０】超音波画像処理の間の本発明の動作を説明
するフローチャートである。

【図１１】図９と図１０のフローチャートに関連して
実施される色流れ画像処理の説明である。

【図１２】本発明のビーム形成器シーケンサのブロッ
クダイヤグラムである。

【図１３】図９と図１０のフローチャートに関連して
実施される２ＤとＭ−モード画像同時処理の説明図であ
る。

【図１４】本発明の超音波装置の第２の具体例のソフ
トウエアアーキテクチャとハードウエア構成の両方のブ
ロックダイヤグラムである。

【符号の説明】

１０・・・リニアアレー変換器、１４、１６、１８・・・バ
ス、２０・・・ビーム形成器、２４・・・エコー検知モジュー
ル、２６・・・ドップラーモジュール、２８・・・色流れモジ
ュール、３０・・・ＲＦ信号処理モジュール、３２・・・Ｍモ
ードモジュール、３４・・・シネループメモリ、４０・・・ビ
デオ処理器モジュール、４２・・・グラフィックモジュー
ル、５０・・・画像表示装置、５２・・・スピーカー、６０・・
・装置制御器、６２・・・使用者制御、６４・・・制御バス、
７０・・・パーソナルコンピュータプラットフォーム、８
０・・・マザーボード、８２・・・ＣＰＵ、８４・・・システム
メモリ、８６・・・拡張バス、９０・・・ディジタルビーム形
成器、９２・・・ＤＳＰカード、９４・・・ビデオカード、９
６・・・ネットワークカード、１０２・・・ハードディスク、
１０４・・・プリンタ、１０６・・・スカジバス、１０８・・・
パラレルポート、１１０・・・フロッピーディスクドライ
ブ、１１２・・・光ディスク、１１４・・・ケーブル、１２０
・・・拡張バスボード、１２２・・・拡張バスソケット、１３
２・・・ビーム形成器チャネルボード、１３６・・・ソケッ
ト、１４０・・・走査ヘッド接続器ボード、１４２・・・走査
ヘッド接続器、１８０・・・ＣＰＵ、１８４・・・システムメ
モリ、２００・・・多重タスク処理スケジューラ、３１０・
・・深さスケール、３１２・・・色スケールバー、３２０，
３２２，３２４・・・ソフトキー、３５２・・・メモリ、３５
４・・・アドレスカウンタ、３５６・・・三状態ドライバ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波エコー信号を取得し、ディジタル
レイライン信号を作成する、超音波プローブが脱着自在
に接続するビーム形成器；該ビーム形成器に接続し、
該ディジタルレイライン信号の信号処理と表示処理を共
に実施する中央処理装置（ＣＰＵ）；および、処理され
たレイライン信号を受信するために接続された超音波画
像表示用表示装置、からなる超音波診断画像処理装置。
【請求項２】該信号処理が、二次元（２Ｄ）またはド
ップラー超音波画像信号処理を含み、そして該表示処理
が走査変換を含み、ここに該信号処理と該表示処理が共
に該ＣＰＵの制御下で、ソフトウエアが実行する請求項
１に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項３】該２Ｄ超音波画像信号処理が、フィルタ
処理と振幅検知機能を含み、そしてここに該ドップラー
超音波画像信号処理が、ドップラー信号計算機能を含む
請求項２に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項４】超音波エコー信号を取得し、ディジタル
レイライン信号を作成する、超音波プローブが脱着自在
に接続する、ビーム形成器；該ディジタルレイライン
信号の受信のために接続され、表示用に該ディジタルレ
イライン信号の信号処理と、表示処理をするソフトウエ
アの実行をする中央処理装置（ＣＰＵ）を有するパーソ
ナルコンピュータプラットフォーム；および、超音波画
像表示用に、処理されたレイライン信号の受信のために
接続された表示装置、からなるパーソナルコンピュータ
アーキテクチャを有する超音波診断画像処理装置。
【請求項５】該ソフトウエアが、二次元（２Ｄ）また
はドップラー超音波信号処理を実施する請求項４に記載
の超音波診断画像処理装置。
【請求項６】該２Ｄ超音波画像信号処理ソフトウエア
が、フィルタ処理と振幅検知機能を実行し、そして該ド
ップラー超音波画像信号処理ソフトウエアが、ドップラ
ー信号計算機能を実行する請求項５に記載の超音波診断
画像処理装置。
【請求項７】該表示処理ソフトウエアが走査変換を実
行する請求項４に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項８】超音波アレープローブ；中央処理装置
（ＣＰＵ）を有し、そして、該中央処理装置に接続し、
該超音波アレープローブが受信したエコー信号に応答し
てディジタルレイライン信号を作成するビーム形成器手
段；該ディジタルレイライン信号の、二次元（２Ｄ）
処理またはドップラー処理を実行するための信号処理ソ
フトウエア；該ディジタルレイライン信号の表示処理
を実行するための表示処理ソフトウエア；および、ラ
スタ表示信号を作成するための手段、を有するパーソナ
ルコンピュータプラットフォーム、および超音波画像表
示のためにラスタ表示信号を受信する、該パーソナルコ
ンピュータプラットフォームに接続された表示装置、か
らなる超音波診断画像処理装置。
【請求項９】該パーソナルコンピュータプラットフォ
ームが、該ＣＰＵとディジタルメモリを有するマザーボ
ードを有する請求項８に記載の超音波診断画像処理装
置。
【請求項１０】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームが拡張バスを有し、該ビーム形成器手段が該拡張
バスに接続する、請求項８に記載の超音波診断画像処理
装置。
【請求項１１】該信号処理ソフトウエアおよび該表示
処理ソフトウエアが、該ＣＰＵにより実行される請求項
８に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項１２】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームが拡張バスを有し、該信号処理ソフトウエアが、
該拡張バスに接続するディジタル信号処理拡張カード上
で実行される請求項８に記載の超音波診断画像処理装
置。
【請求項１３】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームが拡張バスを有し、該ラスタ表示信号を作成する
手段が、該拡張バスに接続するビデオ拡張カードを有す
る請求項８に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項１４】超音波アレープローブ；中央処理装
置（ＣＰＵ）、および該ＣＰＵに接続する拡張バスを有
し、該拡張バスに接続し、該超音波アレープローブが受
信したエコー信号に応答してディジタルレイライン信号
を作成するビーム形成器手段；該ＣＰＵの制御下で実
行され、該ディジタルレイライン信号の信号処理および
表示処理を実施するソフトウエア、を有するパーソナル
コンピュータプラットフォーム；および該パーソナル
コンピュータプラットフォームに接続し、超音波画像表
示用に処理されたディジタルレイライン信号に応答する
表示装置からなる超音波診断画像処理装置。
【請求項１５】さらに該ディジタルレイライン信号を
記憶するディジタルメモリからなり、該ソフトウエア
が、該ＣＰＵの制御下に処理するために、該ディジタル
レイライン信号にアクセスする請求項１４に記載の超音
波診断画像処理装置。
【請求項１６】該ソフトウエアが、メモリからディジ
タルレイライン信号にアクセスし、該ディジタルレイラ
イン信号の信号処理を実施し、そして処理したディジタ
ルレイライン信号をメモリに記憶する手段を有する請求
項１５に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項１７】該信号処理ソフトウエアが、二次元
（２Ｄ）超音波信号処理ソフトウエアまたは超音波ドッ
プラー信号処理ソフトウエアからなる請求項１６に記載
の超音波診断画像処理装置。
【請求項１８】該表示処理ソフトウエアが、メモリか
ら該ディジタルレイライン信号にアクセスし、該ディジ
タルレイライン信号の走査変換を実行し、そして走査変
換されたディジタルレイライン信号をメモリに記憶する
手段を有し、ここに該表示装置が、超音波画像表示のた
めに、該走査変換されたディジタルレイライン信号に応
答する請求項１６に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項１９】さらに該拡張バスに接続するディジタ
ル信号処理拡張カードを有し、該ソフトウエアがさら
に、該ディジタル信号処理拡張カード上で、該ディジタ
ルレイライン信号の信号処理を実行するための手段を有
する請求項１６に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項２０】超音波診断画像を最高フレーム表示速
度で作成するパーソナルコンピュータを基礎とするアー
キテクチャを有する超音波診断画像処理装置であって、
超音波画像処理プローブ；該超音波画像処理プローブ
に接続可能であり、超音波診断画像信号処理ソフトウエ
アを記憶するメモリ手段；そして超音波診断画像信号を
処理するソフトウエアを実行する、交換可能な中央処理
装置（ＣＰＵ）を有するパーソナルコンピュータプラッ
トフォーム；および該パーソナルコンピュータプラッ
トフォームに接続し、該最高フレーム表示速度で超音波
診断画像を表示する表示装置、ここに該最高フレーム表
示速度が該ＣＰＵの交換により変化する、からなる該超
音波診断画像処理装置。
【請求項２１】該ソフトウエアが、二次元（２Ｄ）超
音波信号処理または超音波ドップラー信号処理を実施す
る手段、そして走査変換を実施する手段からなる請求項
２０に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項２２】超音波画像処理プローブ；該超音波
画像処理プローブに接続可能であって、オブジェクト指
向超音波診断画像処理ソフトウエアを記憶するメモリ手
段；および該オブジェクト指向超音波診断画像処理ソ
フトウエアを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）；およ
び、該超音波画像信号処理器に接続する、超音波診断画
像を表示する表示装置からなる超音波診断画像処理装
置。
【請求項２３】該超音波画像信号処理器が、パーソナ
ルコンピュータプラットフォームからなる請求項２２に
記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項２４】該オブジェクト指向超音波診断画像処
理ソフトウエアが、取得された超音波画像データに関連
付けられた取得手段；信号処理された超音波画像デー
タと関連付けられた計算オブジェクト；および走査変換
された超音波画像データと関連付けられたラスタ画像オ
ブジェクトからなる、請求項２２に記載の超音波診断画
像処理装置。
【請求項２５】該取得オブジェクトが、ビーム形成さ
れたＲＦ超音波画像データと関連付けられた請求項２４
に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項２６】該計算オブジェクトが、二次元（２
Ｄ）またはドップラー処理された超音波画像データと関
連付けられている請求項２４に記載の超音波診断画像処
理装置。
【請求項２７】該オブジェクト指向ソフトウエアが、
二次元（２Ｄ）超音波データと関連付けられている２Ｄ
オブジェクト、およびドップラー超音波データと関連付
けられているドップラーオブジェクトを有する、請求項
２４に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項２８】該オブジェクト指向超音波診断画像処
理ソフトウエアが、超音波データの組と関連付けられた
多数のデータオブジェクトからなり、該データオブジェ
クトが該関連付けられた超音波データの組の特性を規定
する属性を有することを特徴とする請求項２２に記載の
超音波診断画像処理装置。
【請求項２９】該オブジェクトがさらに、それらが関
連付けられた超音波画像データの特性を規定する属性を
有する、請求項２４に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項３０】該ソフトウエアがさらに、関連付けら
れた取得オブジェクトの属性に関する取得された超音波
画像データを処理する取得タスク；関連付けられた計
算オブジェクトの属性に従って超音波画像データを処理
する信号処理タスク；関連付けられたラスタ画像オブ
ジェクトの属性に従って、超音波画像データを処理する
表示タスクからなる請求項２９に記載の超音波診断画像
処理装置。
【請求項３１】超音波画像処理プローブ；該プロー
ブに接続し、該プローブから受信したエコー信号に応答
してディジタルレイライン信号を作成するビーム形成
器；該ビーム形成器に接続し、該ディジタルレイライ
ン信号を記憶するデュアルポートメモリ；該デュアル
ポートメモリに接続し、該ディジタルレイライン信号を
処理して超音波診断画像信号を作成するパーソナルコン
ピュータプラットフォーム；および該パーソナルコン
ピュータプラットフォームに接続し、超音波診断画像を
表示する表示装置、からなるパーソナルコンピュータを
基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項３２】さらに、該パーソナルコンピュータプ
ラットフォームと該表示装置に接続し、該超音波診断画
像信号を記憶するデュアルポートメモリを有する請求項
３１に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項３３】超音波画像処理プローブ；該プロー
ブに接続し、該プローブから受信したエコー信号に応答
してディジタルエコー信号を作成する手段；該ディジ
タルエコー信号作成手段に接続し、該ディジタルエコー
信号を処理して超音波診断画像信号を作成するパーソナ
ルコンピュータプラットフォーム；および、該パーソ
ナルコンピュータプラットフォームに接続し、超音波診
断画像を表示する表示装置からなるパーソナルコンピュ
ータを基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項３４】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームが、中央処理装置（ＣＰＵ）、ディジタル信号処
理器、および該ＣＰＵと該ディジタル信号処理器の両方
からアクセスされるデュアルポートメモリを有する請求
項３３に記載のパーソナルコンピュータを基礎とする超
音波診断画像処理装置。
【請求項３５】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームが、一連のディジタル超音波画像データの組を記
憶する、複合画像メモリを有する、請求項３３に記載の
パーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像処
理装置。
【請求項３６】該ディジタルエコー信号を作成する手
段が、ビーム形成器を有し、ここに該ビーム形成器によ
り作成された一連のディジタル超音波画像データの組を
記憶する該複合画像メモリが接続する請求項３５に記載
のパーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像
処理装置。
【請求項３７】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームがさらに、ディジタルエコー信号処理ソフトウエ
アを有し、ここに該ソフトウエアの制御下に、該パーソ
ナルコンピュータプラットフォームにより処理された一
連のディジタル超音波画像データの組を記憶する該複合
画像メモリが接続する、請求項３５に記載のパーソナル
コンピュータを基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項３８】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームが、中央処理装置（ＣＰＵ）と、該ＣＰＵの制御
下に動作する、二次元（２Ｄ）およびドップラー信号処
理を同時に実行するディジタル信号処理器を有する請求
項３３に記載のパーソナルコンピュータを基礎とする超
音波診断画像処理装置。
【請求項３９】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームがさらに、拡張バスを有し、該ディジタル信号処
理器が該拡張バスに接続し、そして該ＣＰＵが２Ｄ信号
処理を実行しながら、該ディジタル信号処理器がドップ
ラー信号処理を実行する、請求項３８に記載の超音波診
断画像処理装置。
【請求項４０】該ディジタルエコー信号を作成する手
段が、２Ｄとドップラーディジタルエコーデータの組を
作成するビーム形成器からなり、ここに該パーソナルコ
ンピュータプラットフォームがさらに、２Ｄディジタル
エコーデータの組を処理する前に、ドップラーディジタ
ルエコーデータの組を優先的に信号処理するソフトウエ
アを有する、請求項３９に記載の超音波診断画像処理装
置。
【請求項４１】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームがさらに、ドップラーと２Ｄディジタルエコーデ
ータの組を走査変換するソフトウエアを有し、ここに該
走査変換ソフトウエアが、ある超音波画像用のドップラ
ーディジタルエコーデータの組を走査変換する前に、該
ある超音波画像用の２Ｄディジタルエコーデータを優先
的に走査変換する請求項４０に記載の超音波診断画像処
理装置。
【請求項４２】さらに、該パーソナルコンピュータプ
ラットフォームのキーボード入力に接続する使用者イン
ターフェイスを有する、請求項３３に記載のパーソナル
コンピュータを基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項４３】さらに、パーソナルコンピュータプラ
ットフォームのマウス入力に接続するトラックボール制
御を有し、該パーソナルコンピュータプラットフォーム
に接続する使用者インターフェイスを有する請求項３３
に記載のパーソナルコンピュータを基礎とする超音波診
断画像処理装置。
【請求項４４】さらに、パーソナルコンピュータプラ
ットフォームに接続し、該表示された超音波診断画像の
パラメータを制御する複数の制御装置を有する使用者イ
ンターフェイスからなり、ここに該制御が、該パラメー
タを予め決められた変化の単位で、増量または減量させ
る増加／減少制御器である、請求項３３に記載のパーソ
ナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像処理装
置。
【請求項４５】該制御装置がパドルスイッチである請
求項４４に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項４６】該制御装置がソフトキーからなる請求
項４４に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項４７】超音波画像処理プローブ；該プロー
ブに接続し、該プローブから受信されたエコー信号の直
交サンプリングに応答して、ディジタル超音波ドップラ
ー信号を作成するビーム形成器；該ビーム形成器に接
続し、該ディジタル超音波ドップラー信号を処理し、超
音波診断画像信号を作成するパーソナルコンピュータプ
ラットフォーム；および、該パーソナルコンピュータ
プラットフォームに接続し、超音波診断画像を表示する
表示装置からなるパーソナルコンピュータを基礎とする
超音波診断画像処理装置。
【請求項４８】超音波二次元（２Ｄ）またはドップラ
ーエコー信号を取得し、一つの画像データの組を共に形
成するディジタル２Ｄまたはドップラーレイライン信号
のグループを作成する、着脱可能に超音波プローブが接
続するビーム形成器；該ディジタルレイライン信号の
グループを受信するために接続し、表示のために該ディ
ジタルレイライン信号を信号処理し、そして表示処理す
るソフトウエアを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）を有
するパーソナルコンピュータプラットフォーム；およ
び処理されたレイライン信号を受信するために接続され
た２Ｄまたはドップラー超音波画像表示用の表示装置か
らなり、ここに、一つのグループのレイラインの数が、
２Ｄまたはドップラーレイライン信号の該グループを取
得し、作成するのにビーム形成器が必要とする時間と、
２Ｄまたはドップラーレイライン信号の該グループを処
理する該ソフトウエアが使用する時間の間の調和を図る
よう選択されることを特徴とするパーソナルコンピュー
タアーキテクチャを有する超音波診断画像処理装置。
【請求項４９】超音波画像処理プローブ；定期的に
超音波パルスを発信するよう該プローブを制御し、該プ
ローブから受信するエコー信号に応答してディジタルレ
イライン信号を作成する該プローブに接続するビーム形
成器；該ビーム形成器に接続し、該ディジタルレイラ
イン信号を処理するソフトウエアを実行し、超音波診断
画像信号を作成する中央処理装置（ＣＰＵ）を有するパ
ーソナルコンピュータプラットフォーム；および超音
波診断画像を表示するために該パーソナルコンピュータ
プラットフォームに接続する表示装置からなるパーソナ
ルコンピュータを基礎とする超音波診断画像処理装置で
あって、ここに該パーソナルコンピュータプラットフォ
ームがさらに、該ディジタルレイライン信号を処理する
時間を監視するモニタを有し、ここに該超音波パルスの
定期的発信が、該監視に対応して調整されることを特徴
とする、超音波診断画像処理装置。
【請求項５０】超音波画像処理プローブ；該プロー
ブに接続し、該プローブから受信したエコー信号に対応
して時間分割ディジタルエコー信号を作成する手段；
該ディジタルエコー信号を作成する手段に接続し、時間
分割された超音波診断画像信号を作成するために該ディ
ジタルエコー信号を処理するパーソナルコンピュータプ
ラットフォーム；該パーソナルコンピュータプラット
フォームに接続し、時間分割超音波情報の超音波診断画
像を表示する表示装置からなるパーソナルコンピュータ
を基礎とする超音波診断画像処理装置であって、ここに
該時間分割された超音波情報の超音波診断画像が、古い
情報が新しい情報に順次置換される掃引表示であること
を特徴とする超音波診断画像処理装置。
【請求項５１】該掃引表示がＭーモ−ド表示である請
求項５０に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項５２】該掃引表示がスペクトルドップラー表
示である請求項５０に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項５３】該時間分割ディジタルエコー信号の作
成手段がさらに時間交互配置ディジタル２Ｄエコー信号
の作成手段からなり、ここに該パーソナルコンピュータ
プラットフォームがさらに該２Ｄエコー信号を処理して
２Ｄ超音波診断画像データを作成するソフトウエアを有
し；ここに該表示装置がさらに２Ｄ超音波診断画像と
時間分割超音波診断情報の掃引画像を同時に表示する手
段を有することを特徴とする請求項５０に記載の超音波
診断画像処理装置。
【請求項５４】超音波画像処理プローブ；該プロー
ブに接続し、各ディジタルエコー信号の組が画像フレー
ム用の取得データからなる、複数のディジタルエコー信
号の組を第一の速度で作成する手段；該ディジタルエ
コー信号を作成する手段に接続し、該ディジタルエコー
信号の組を表示処理し、超音波診断画像データの組を第
二の速度で作成するパーソナルコンピュータプラットフ
ォーム；および該パーソナルコンピュータプラットフォ
ームに接続し、超音波診断画像を表示する表示装置から
なるパーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画
像処理装置であって、ここに該第一の速度は該第二の速
度よりも大きいことを特徴とする超音波診断画像処理装
置。
【請求項５５】該第一の速度と該第二の速度の間の不
一致が、該パーソナルコンピュータプラットフォームが
一組の該ディジタルエコー信号の該表示処理の実行に使
用する時間の関数であることを特徴とする、請求項５４
に記載のパーソナルコンピュータを基礎とする超音波診
断画像処理装置。
【請求項５６】さらに該ディジタルエコー信号の組を
作成する手段により作成された一連の該ディジタルエコ
ー信号の組を記憶する画像データメモリを有し、さらに
超音波画像シーケンスとして表示するために該記憶シー
ケンスを表示処理する手段からなる請求項５４に記載の
パーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像処
理装置。
【請求項５７】ディジタルエコー信号の組を作成する
手段が作成した取得データの組を記憶するために、該画
像データメモリが接続されている請求項５６に記載のパ
ーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像処理
装置。
【請求項５８】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームがさらに、該取得データの組を超音波信号処理
し、それぞれが超音波画像に対応する、処理されたデー
タの組を作成するソフトウエアを有し、ここに一連の該
処理されたデータの組を記憶するために該画像データメ
モリが接続されている請求項５６に記載のパーソナルコ
ンピュータを基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項５９】該第二の速度よりも大きい速度で、該
処理されたデータの組が作成される請求項５８に記載の
パーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像処
理装置。
【請求項６０】超音波画像処理プローブ；該プロー
ブに接続され、該プローブから受信したエコー信号に対
応してディジタルエコー信号を作成する手段；該ディジ
タルエコー信号作成手段に接続され、ディジタルエコー
信号を表示処理し、超音波診断画像信号を作成するソフ
トウエアを有するパーソナルコンピュータプラットフォ
ーム；該パーソナルコンピュータプラットフォームに
接続された、超音波診断画像を表示する表示装置からな
るパーソナルコンピュータを基礎とする超音波診断画像
処理装置であって、ここに該表示処理ソフトウエアが、
希望する画像方式に該ディジタルエコー信号を走査変換
する手段、および該ディジタルエコー信号を希望する表
示値の範囲にマッピングする手段を有する超音波診断画
像処理装置。
【請求項６１】超音波画像処理プローブ；該超音波
画像処理プローブに接続可能であり、超音波診断画像信
号処理ソフトウエアを記憶するメモリ手段；超音波診
断画像信号処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）；
および時間交互配置の方法で該ＣＰＵにより該ソフトウ
エアのタスクの実行をスケジュールする多重タスク処理
スケジューラからなるパーソナルコンピュータプラット
フォーム；該パーソナルコンピュータプラットフォーム
に接続され、超音波診断画像を表示する表示装置、から
なる、パーソナルコンピュータを基礎とするアーキテク
チャーを有する超音波診断画像処理装置。
【請求項６２】該多重タスク処理スケジューラが、Ｃ
ＰＵによる該ソフトウエアタスクの実行をスケジュール
する、イベントの発生に対応することを特徴とする請求
項６１に記載の超音波診断画像処理装置。
【請求項６３】該イベントに、ソフトウエアのタスク
による処理用超音波データの準備状態が含まれることを
特徴とする請求項６２に記載の超音波診断画像処理装
置。
【請求項６４】該多重タスク処理スケジューラがさら
に、その時に実行しているソフトウエアタスクの実行に
割り込むイベントの発生に対応し、該イベントに応答す
るソフトウエアタスクを実行する請求項６２に記載の超
音波診断画像処理装置。
【請求項６５】該多重タスク処理スケジューラが、予
め定められた時間量子の後、実行中のソフトウエアタス
クの実行に割り込む請求項６１に記載の超音波診断画像
処理装置。
【請求項６６】該イベントに応答用の予め定められた
優先順位が割り当てられており、そして該多重タスク処
理スケジューラが、該優先順位を考慮して実行するソフ
トウエアタスクをスケジュールする請求項６２に記載の
超音波診断画像処理装置。
【請求項６７】多数のイベントに共通の優先順位が割
り当てられており、そして該多重タスク処理スケジュー
ラが、時間交互配置方式で共通の優先順位のイベントに
応答するタスクを実行する請求項６６に記載の超音波診
断画像処理装置。
【請求項６８】該多重タスク処理スケジューラが、予
め定められた実行時間量子の後ソフトウエアタスクの実
行に割り込み、共通優先順位のイベントに応答し、該Ｃ
ＰＵによる実行を待っている他のソフトウエアタスクを
実行することを特徴とする、請求項６７に記載の超音波
診断画像処理装置。
【請求項６９】超音波診断画像信号処理を実行する該
ソフトウエアタスクが、超音波表示処理を実行するソフ
トウエアタスクを含むことを特徴とする請求項６８に記
載の超音波診断画像処理装置。
【請求項７０】超音波画像処理プローブ；該画像処
理プローブからのエコー信号を受信するために接続さ
れ、該エコー信号をディジタル処理して、超音波診断画
像信号を作成するパーソナルコンピュータプラットフォ
ーム、このパーソナルコンピュータプラットフォーム
が、それ自身の表示処理器を有しており；該パーソナ
ルコンピュータプラットフォームに接続し、超音波診断
画像を表示する表示装置からなるパーソナルコンピュー
タを基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項７１】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームがさらに、グラフィックまたは英数字表示情報を
処理するソフトウエアを有し；ここに該それ自身の表
示処理器が、グラフィックまたは英数字表示を形成する
該ソフトウエアに応答し；そして該表示装置が、超音
波診断画像と共に該グラフィックまたは英数字表示を表
示することを特徴とする請求項７０に記載のパーソナル
コンピュータを基礎とする超音波診断画像処理装置。
【請求項７２】該パーソナルコンピュータプラットフ
ォームがさらに、グラフィックまたは英数字表示情報を
処理するソフトウエアを有し、ここに該それ自身の表示
処理器が、超音波診断画像と関連してグラフィックまた
は英数字表示を形成する該ソフトウエアに応答する請求
項７０に記載のパーソナルコンピュータを基礎とする超
音波診断画像処理装置。