JPS58127643A - 超音波パルスのエコー信号の検出表示装置 - 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】 この発明は外部から行う生物理学的診断のだめの新規か
つ改良された超音波による方法及び装置に関するもので
ある。

従来の音響による診断方法及び装置は、「外部から行う
生物理学的診断のための方法及び装置」の名称の、１９
７４年８月２（］日に発行されたブレントスキイその他
による米国特許第３，８３０，２２３号明細書、「パル
スエコーによる人体の写像及び識別のだめの方法及び装
置」の名称の、１９７６年１月２７　日にプレントスキ
イその他による米国特許第３．９３４，４５８号明細書
、及び「人体の写像及び識別のだめの超音波による方法
及び装置」の名称の、１９７７年１２月２０日に発行さ
れたブレントスキイその他による米国特許第４，０６３
，５４９号明細書中で詳しく説明されており、かつその
中で、可干渉性検査、即ち、反射をれた音響エネルギー
の振巾及び位相の検知及び処理のための技術が概観的に
詳しく説明きれている。

従来技術の一つでは、やっかいでかつ巨大なコンピュー
タ容量（即ち、２２３及び５４９）を必要とする時間領
域及び周波数領域信号処理技術を用いている。超音波診
断に用いられている音響パルスの性格から、数理的に特
異な問題が生じ、これは克服するのが困難でかつ情報を
かなり劣化させている。従来の技術において利用されて
いるこの信号処理技術において、帰還した各々のエコー
は、最初に適当なメモリー中に個々の帰還信号を蓄積す
ることによって処理され、その後に、かなりの処理時間
を必要とする信号処理アルゴリズムの利用が続いている
。これらは帰還エコーを検知するのに大量のメモリーと
処理時間とを必要とすることから、その技術の応用は迅
速に検知可能な超音波検査にのみに厳しく制限でれてい
る。

他の従来技術では、特殊なパルス波形を用いることによ
って、複雑な信号処理を必要としないで、帰還エコーの
極性及び振巾を検知している。しかしながら、所望の波
形を得ることは困難な作業でありかつ使用する変換器の
製造に小さな欠陥があると波形が乱れることになる。こ
の両方の欠点により、この技術の効率はかなり減少して
いる。通常用いられている変換器は、この方法に適合可
能な範囲を越えた複雑な音響パルスを発生する。

本発明の目的は、極めて時間のか＼る信号処理技術又は
操作が難しい特殊な音響変換器を用いるとなく、超音波
列の振巾及び極性を検知できる新規かつ改良された超音
波方法及び装置Ｗを提供することである。

本発明の別の目的は、普通に使用されている音響変換器
と共に使用した場合、各々の音響的に反射するインター
フェースに対して振ｒｌＪ及び極性測定を行える、信頼
できる方法及び装置を提供することである。

この発明の別の目的は、人格のコンピュータメモリー及
び処理時間を要せず、各々の音響的反射インターフェー
スでの極性及び振［１］測定を検知する信頼できる方法
及び装置を提供することである。。

この発明の別の目的は、合成局部解剖像の解像度の改良
を行う、エコーパルス列の極性及び振ＩＪ情報を利用す
ることである。

この発明の別の目的は、表示きれた像において組織、構
造及び特徴を描く、エコーパルス列の極性情報及び振巾
情報を用いた信頼できる方法及び装置を提供することで
ある。

この発明の他の目的は、エコーパルス列の極性情報を描
くのにカラーテレビジョン装置を用いかつエコーパルス
列の振巾情報を表わすのに表示されたカラーの強度を利
用することである。

本明細書に開示される新規かつ改良された方法は、音響
エネルギーパルスによって少くとも人体の一部から音波
を生じきせるようにし、合成エコーパルスの極性及び振
巾を検知し、かっこの検知されたデータをカラーＴＶで
表示して、組織の特徴を表示する際の解像度を改善して
いる。この改善点は、エコーパルスの振巾即ち強度及び
各エコーパルスの振１１」がピークに達した時のそのエ
コーパルスの極性の両方を同時に検知する方法によって
達成される。この改善のため、エコーパルスの極性及び
振巾を検知するため音響パルスの一般的な特性が利用さ
れている。エコーパルスの振巾及び極性の測定は、画像
を形成する各々の個々の画像要素（ビクセル、　ｐｉｘ
ｅｌ）のだめの、人体部分全体に回る強度（輝度）及び
カラー（色度）を生じるのに用いられている。多重のエ
コー及びそれに対応した極性が、単一のビクセル画像要
素に対応しているので、表示するのに先立って極性及び
振巾情報を平均化しておくことが必要である。色度及び
輝度を適当に平均化することにより、画像要素中で最良
のカラー測定が可能となる。次に多重のエコーパルス列
が画像情報として蓄積されかつ標準的なカラーＴＶにお
いて最終画像として表示される。ｌ とくに、本発明は、超音波を発信しかつ受信するトラン
シーバと組合せた、振巾及び極性を有する、多重サイク
ル、超音波パルスエコー信号を処理する装置の改良に関
するものである。改善点は、多重サイクルの各半波に対
する超音波エコー信号、超音波パルスエコー信号を蓄積
しかつ多重パルスエコー信号の半波から積分された半波
信号絶対値を生じる積分器にある。半波信号の多数の絶
対値を検査しかつ多数の半波信号中に所定のパターンを
示すエコー信号があるかどうか、多数の半波信号を分析
するだめの手段が含まれている。検査及び分析するだめ
の手段が、積分手段に結合されている。この組合せによ
り、複雑な人体媒体から反射されてくる個々のエコーは
、面倒な計算を行うことなく、まだ特別の超音波変換を
用いることなく検知される。。

この発明はまた多数の符号を付した検知信号を合せた極
性データ入力を有しかつ多数の検知信号の絶対値を合せ
た振巾入力特性を有するデバイダから成る、振巾及び極
性によって特徴付けられた多数の検知信号（ビスセル）
を表示するだめの装置の改良をも含んでいる。このデバ
イダは振巾入力に対する極性入力の比に等しい出力比信
号（ｏｕｔｐｕｔ　ｒａｔｉｏ　ｓｉｇｎａｌ）を発生
する。色発生手段がデバイダに結合されかつ出力比信号
を１次色信号の線形結合で描くようになっている。この
結合により、極性が各々のビクセルの強度と無関係に各
々のビクセルに対するカラー表示を行う。振［１］入力
は次に各々のビクセルに対する強度信号を生じる。

組織の解像度及び表示は、音響インターフェイスを示す
超音波パルスエコー間にウェイトを付けた転換部を設け
ることにより改善することができる。改善点は、各々の
エコーのピークの振巾の振巾信号特性を生じるための手
段、各々のエコーのピークの符号と同じ符号の極性信号
特性を生じるだめの手段、及び極性信号の反転に応答す
る極性反転時間を計算するマーカ一手段であって、極性
及び振巾信号を生じるための手段に結合された極性変換
マーカー（ｍａｒｋｅｒ）手段から成っている。

時間選択は、一方は極性信号の反転の直前にかつ他方は
その直後の、引き続く二つのパルスエコーに対するピー
ク振巾信号によってウェイト付けされている。従って、
パルスエコーの振巾及び極性特性を利用することにより
、暗くされた変換部が、音響インターフェイスを嚢わす
パルスエコー間に表示される。

本発明は寸だ、複雑な媒体から反射された多重サイクル
、パルスエコーの振ｌ］及び極性を検知するだめの方法
をも含んでいる。その改善点け、多重サイクルパルスエ
コーの各々の半波信号を積分し、かつそれに対応した絶
対値積分信号を生じることにある。次に一連の引き続く
積分値信号は、それらの間に所定のパターンが存在する
かどうか検知するため比較される。そしてもし所定のパ
ターンが検知されると、その際にピーク同定信号が出さ
れる。この各ステップを組合せることにより、面倒な信
号処理及び計算を行うことなく、また特別な音響パルス
発生器又は変換器を用いることなく、超音波エコーを検
知することができる。

本発明はさらに、振巾及び極性の計測によって特徴ずけ
られる、各々のピクセルに対して、多数の検知信号を表
示する方法における改良を含んでいる。、その改良点は
、多数の符号を付された検知信号の和に対する、多数の
検知信号の絶対値の和の比を生じる段階を含んでいる。

次に、この比率に対応して、基本色信号の線型結合が生
じる。比の値Ａ＋１は最初の基本色として表わされ、ａ
　−１は２番目の基本色として表わされ、ゼロ（０）は
＋１と−・１を等量を合せた線型の結合であって、基本
的でない３番目の色を表わす。刊、Ｏ及び−１間の値は
二つの基本色の線型結合で表わされる。

本発明はさらに、音響的インターフェイスを表す超音波
パルスエコー間にウェイト付けされた変換部を表示する
方法の改良を含み、この方法は各々のエコーのピークの
振巾の大きさと同じ大きさを有するピーク振１］信号を
生じかつ各々のエコーのピークの符号と同じ符号を有す
る多数の信号を生じる段階から成っている。次に、極性
反転の時点が極性信号の反転に応答して設定烙れる。こ
の極性反転時点は、対応して反対の極性の符号が付され
た信号を有する、二つの連続したピーク振巾信号時間の
間となるよう選択され、かつこの極性反転時点は、二つ
の連続した振１’ｌ’ｌ　４？、号の大きい方の時間に
漸近的に近づくように選択されている。

この各段階の組合せより、パルスエコー（１）！　巾及
び極性は音響的インターフェイスを横切る表示された転
換部を暗くするようにするのに用い、それによって、組
織の特徴の特定表示を改良しかつ解像度を向上すること
ができる。

Ａ、システムの説明 本発明の方法及び装置は第１図によって概略的に理解す
ることができる。このシステムは、マスタークロック１
１、全体が番号１７で示される変換器制御装置及び変換
器、入力部上の反射エコーパルス列から成るアナログ入
力信号、送・受信スイッチ（ｒ、１ａ）１５、協働する
励起器１３、参照番号２１及び２３によって示される信
号調整モジュール、アナログ−デジタル変換器２５、振
巾及び極性検知器２７、ピクセルフォーマントモシュー
／ｌ／　（ｐｉｘｅｌ　Ｆｏｒｍａｔ　ｍｏｄｖｌｅ）
　２９、空間位置決め制御装置ｔ３０からの入力３３及
びピクセルフォーマントモジュール２９からの入力３４
を有するビデオ画像蓄積用デジタルメモリー３５、普通
のカラーＴＶ表示ユニット４１、及び普通のビデオテー
プレコーダ（ＶＴＲ）　４０のような、各々の合成画像
を恒久的な形態で蓄積するだめの手段を含んでいる。

マスタークロック１１は画像形成及び制御に用いられる
時間基準１２を生じる。クロックのサイクルは、クロッ
ク１１が励起器１３に信号を送り、次に、この励起器が
ツ虫スイッチ１５を介して励起変換器１７に電圧パルス
１４を印加する際に、開始でれる。Ｊこの励起により、
音響パルス１８が生じ、かつ媒体、即ち人体の部分１９
に伝送される。このクロンクサイクルにおいて、マスタ
ークロック１１に結合された空間位置決め器３０が、制
御信号３１によって、変換器１７の方向を制御する。こ
の変換器１７のビーム１８の方向を記述した極座標は、
空間位置決め器３０によって蓄積されており、かつピク
セルフォーマットモジュール２９及びビデオ蓄積部３５
に送られる信号列３２及び３３によってさらに利用をれ
ている。極座標で表示された入力データからの帰還エコ
ーによる２次元画像の作成及び回転自在な変換器の制御
は、この分野においてよく知られている３、これの一般
的技術の実例は、スウエインの米国特Ｗｆ第４．２４１
．４１２号“デカルト座標図形形成装置及び方法゛′、
カタギの米国特許第４，０１６，０２１号“直角座標回
転変換器′°、ネビンその他の米国特許第４，００２，
８２７号、“デカルト座標フォーマント走査変換器″、
クローンの米国特許第３．８１６　、７３６号“極座標
ザーボ動作信号を直角座標動作信号に変換するだめの装
置″“、ブランドその他の米国特許第４，１２８，８３
８号、“デジタル走査変換器″、及びカタギの米国特許
第４　、１６４　、７３９号、“座標変換器におけるタ
ーゲットシフトの減少“、によって示されている。空間
位置決め器３０、ピクセルフォーマン）　２９１’画像
蓄積器３５及びそれらの関係についての詳細な説明は、
−Ｆ記技術分野における通常の知識を有する者が、公知
の技術をこの発明に適用することができる程度以上につ
いては、省略することとする。

所定のかつ制御された遅延時間の後、ツ１モジュール１
５は励起モジュール１３を切り離しかつ媒体１９からの
エコーを受信する。変換器１７は、特定の変換方向に対
する所定の時間のエコーから成ルエコーパルス１６及び
２０を生シル。、エコーハ、Ｉ＋／ス列２０は普通のプ
リアンプモジュール２１を通りかつ導通の深度利得（ｄ
ｅｐｔｈ　ｇａｉｎ）制御モジュール（ＤＧＣ）　２３
中に至る。ＤＧＣモジュール２３は普通のファンクショ
ンゼネレータ（機能発生器）であって、外部から、通常
はオペレータが手動により、制御し近くのエコーに対し
て遠くのエコー２３− の信号増巾を増大するようにしている１３このモジュー
ルの使用及びその増巾を行わない場合は、エコー信号の
多くは極めて小きくかつ処理回路のダイナミックレンジ
から外れる。

合成エコーパルス列２４は、マスタクロック１１によっ
て制御されながら、Ｎ勺変換器２５によって選択された
時点において、デジタル信号に変換きれる。ｋ勺変換器
２５からの出力信号２６は、第５図に関連して以下でよ
り詳細に説明するように、処理のだめの振ｄ］及び極性
検知モジュール２７中に供給される。モジュール２７は
特定のエコーの振［１］及び極性の両方を同時に検知す
るユニークな装置である。振巾及び極性検知器２７から
の出力２８は、画像中の特定のピクセル要素に対して、
蓄積すべき振巾及び極性情報を選択的に検出するピクセ
ルフォーマントモジュール２９中に供給される。ピクセ
ルフォーマントモジュール２９はマスタークロック１１
によって制御され、かつまた入力３２中にエンコードさ
れた空間方向によっても制御され、該入力はビクセル当
たりのエコーの２４− 数を制御している。ピクセルフォーマントモジュール２
９からの出力データ３４は線と線で構成したベースを通
って、ビデオ蓄積モジュール３５に送られかつ蓄積され
る。入力３２によって決定された変換器の方向は、また
データ出力３４と共にエンコードされる。データの集成
はビデオメモリー３５が、最終的な画像表示を行うのに
十分なデジタル信号で一杯になる壕で続けられる。

マスタークロック１１は、変換器１７が始動しかつ十分
な数の方向に対するデータを集成した後、新しいサイク
ルを開始し、かっこの場合新しい音響パルスは発生しな
い。この代りに、表示すイクルカ開始シ、その中で蓄積
されたデジタル情報ハビデオ蓄積部３５から読み取られ
かつデータ流３６によりビデオデコーダ３７に送られる
。データ流３６はデコードされ、かつ普通のカラーＴＶ
表示モジュール又１’、ｔＲＧＢモニター４１のいずれ
かを駆動するために用いられる輝度及び色度信号に変換
される。ビデオデコードの詳細については第７図に関連
して以下で説明する。標準型のＴＶモジュ−ルを用いた
各々の画像の恒久的なコピーはビデオテープレコーダ４
０によって、データ流を介して得ることができる。。

Ｂ、振巾及び極性検知器 以下の部分においては第１図に用いた検知器２７の動作
方法及び装置を詳細に説明する。振巾及び極性検知器２
７は、音響インターフェースから帰還する各々の個々の
帰還エコーのピーク増＋１１時における帰還エコーを検
出するユニークな装置である。典型的なパルスの波形４
２は第２図に示されている。このエコーは、一般的には
、この種の多重の信号から成り、各々は異なった振巾及
び極性を有しかつ集まって一つの波列を形成している。

この波列は第３図に示すように、ｆ（ｔ）４２として示
きれている。各々の波形の振ｌ］の大きさは変化しかつ
そのため、各々の半波の下側に異なったエリアを含んで
いる。エコー列ｆ（ｔｌ中の第３のエコー４４は、上述
のエコー４５及び４６に比較して、逆の極性を有し、第
３図に示されている。第３図は特定の時間ｔにおけるエ
コー波列を示し、その間変換器１７は受信モードとなっ
ている。第２図に示す文字Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓ、Ｔ及びＶは
波形の各々の半ザイクル毎のエリアを示している。特定
の波形の全損１１］は全てのエリアの絶対値の合計に等
しい。

第２図の波形は、“二極（バイポーラ）型であって定義
すれば、面積Ｒ及びＳが数値において大差なく、かつ面
積Ｒ又は面積Ｓが面積Ｑ又はＴよりもかなり大きくかつ
面積Ｐ及びＵより明らかに大きいことを意味していると
いうことである。

この波形は典型的には、基本的に焦点合せに関連して振
１］が変化する以外は、その視野の全深度に亘って保持
される。典型的な変換器の近い視野においては、波形は
予知し得る一様な仕方で変化する。換言すれば、Ｒ及び
Ｑの振巾は単に反対方向に増大し、かつ最後に、Ｓの振
巾は減少する。したがって、波形の変質又は変化により
、第４図に示すような“二連波（ｔｒｉｐｌｅｔ）”　
４７が生じる。

振巾及び極性検知回路は、音響域の主要部分に亘って予
知されかつ経験的に観察されている信号に対すると同じ
極性値を保持するように設計され２７− でいる１、我々は、第２図に描かれた信号の極性を正と
して（任意に）選択することができる。しかしながら、
第２図に描かれた信号と１８０反転した信号、即ち第３
図の波形４４は、その結果負であると考えなければなら
ない。この定義及び意味は、振巾及び極性検知器が機能
する一ヒ欠くことができないことである１゜ 第５図は、個々のエコー波のピークにおける極性を検知
するのに用いるデジタル論理回路を示すブロック図であ
る。信号列Ｈｔｌは、第１図に示すＶ〕変換器２５によ
って既にデジタル化きれ、全波整流器（ＦＷＲ）　４８
を通てれる。Ｈｔ）のアナログ波形は限界検知器（ｔｈ
ｒｅｓｈｏｌｄ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ）（ＴＤ）４９を通
り、アナログ波列Ｈｔ）の個々の半サイクルごとの極性
を表わす出力波形（ＳＧＮ）５０を生じる。デジタルな
絶対値１Ｈｔｌｌ　５１は、アナログ波形ｆ（ｔｌの符
号出力（ＳＧＮ）によってリセットされる蓄算器５２に
結合される１、従って、との蓄算器５２からの出力は、
半波又は各々の半ザイクル波形の下側の面積と数値的に
等しい一連の値から成２８− っている。同時に、各々の個々の半サイクルの極性は限
界検知器出力（ＳＧＮ）　５０から知ることができる３
、連続したデータ流５３はエリア（面積）Ｐ。

Ｑ、Ｒ，Ｓ・・・　から成っており、かつ連続したニ−
からのデータは、以下のように４位置シフトレジスタ５
４中に供給される。このシフトレジスタはレジスタａ、
ｂ、ｃ及びｄに区画されている。特定の時点において、
面￥＊Ｐがレジスタｄに負荷される。次の面積Ｑが計算
され、かつ適当な時間にクロツク（ＳＧＮ）　５０の転
換によって検出される。

Ｑはレジスタｄに負荷されかつＰはレジスタＣにシフト
される。この行程は信号受信の全体にわたり、このよう
な仕方で継続される。レジスタａ。

ｂ、ｃ及びｄ中に含まれるデータは比較器及び他のデジ
タル論理から成る論理回路に導入される。レジスタａ及
びＣの白身は比較器５５に導入され、その出力は、１／
ジスタＣの値がレジスタｄ中に蓄積された値−より大き
いか又はそれに等しい場合には何時でも、実在する（１
）。同様に、レジスタｂ及びレジスタｄの白身は比較器
５６に導入され、その出力は、レジスタｂの円舞がレジ
スタｄよりも大きい場合のみ１である。これらの二つの
デジタル回路は、レジスタＣがレジスタａよりも大きい
かそれに等しく、かつレジスタｂがレジスタｄよりも大
きい時のみ１となる出力６１を生じるデジタルＡＮＤゲ
ート５７に結合されている。第２図に描かれた二極波形
は、振巾Ｑがレジスタｄ中にあり、振巾Ｔがレジスタｂ
中にあり、振巾ＳがレジスタＣにありかつ振巾Ｒがレジ
スタｂ中にある場合だけ、ＡＮＤゲート５７からピーク
出力を生じるということを容易に示すことができる３、
信号のサイン（符号）１はサイン（符号）シフトレジス
タ１０、即ち５ＧＮ（ｃｌ　５３のレジスタＣ中の対応
する信号の符号の逆論理として、回路から決定されてい
る。第２図に示す信号の場合においては、ピークが生じ
る時の信号の符号はレジスタＣの符号、即ち８Ｃ−Ｎ（
ｃｌの符号と同じではなく、かつそのためこの特定の波
形に対して正となっている。

付加的な比較回路５９もまた図示されている１３比較回
路５９はレジスタｂの中身を、レジスタｄの肉身及びレ
ジスタ（ｄ）の小さな選択自在な増分に対して比較する
。この比較器の二極波形の場合における出力（ｂ　、ｓ
＋ｄよりも小さい）は、一般には現われない。即ち０で
ある。この比較器の出力は専用のＯＲゲート６０に結合
される。第２図に示すような正の二極波形の場合におい
ては、専用のＯＲゲート６０からの出力は１である。逆
の状態、即ち二極信号の極性が逆の場合には、専用のＯ
Ｒゲート６０の出力はＯとなろう。従って、二極信号の
場合においては、ピーク時間及びその極性は好適に検知
される。専用のＯＲゲートの動作を見る別の方法は、比
較器５９から信号が出ない場合には、ピークの符号は５
ＧＮ５８の値と同じになるということである。

比較回路５９は、二極形状が第４図に図示しかつ説明し
たように、二連波状に変化し始めた状態用に用いられる
。第５図の回路及び論理を分析することにより、渡船が
二極から二連波状に変化する際の全ての状態に対する、
正（１）のピーク及び対応する正（１）の極性が出てく
る。５ＧＮｆｃｌ　５８が反転される際に、極性がレジ
スタＣによって選択されると、二連波状のピークエリア
Ｒの両側のエリアＱ及びＳによりピーク検知器５７を１
にする。Ｓが面積Ｑよυ大きいかそれに等しい場合の状
態に対しては、面積値Ｑ、Ｒ，Ｓ及びＰがそれぞれレジ
スタａ、ｂ、ｃ及びｄ中にある時、正のピークが検知さ
れる１、比較器５９の出力が１であり、かつ値５ＧＮｆ
　ｃ　ｌ　５８がこれら二つの状態においては、依然と
して負（０）であるため、専用のＯＲゲートからの出力
は正（１）に保たれる。

面積Ｑが面積Ｓよりいく分大きい場合には、レジスタａ
、ｂ、ｃ及びｄがそれぞれＰ、Ｑ、Ｒ，Ｓを含んでいる
時に、正のピークが生じる。同時に、５ＧＮ（ｃ　１５
Ｂの逆論理、即ち５ＧＮｆ　ｃ　ｌは正（１）となる。

これは、面積（値）Ｐ、Ｑ、Ｒ及びＳがレジスタａ。

ｂ、ｅ及びｄ中にある場合に、　ピークが検知されるか
らである。比較器５９は負（０）となる。比較器５９が
無いと、極性変化が起ってエラーが生じることとなる。

Ｊさらに、もしＳがＱよりもずっと大きくなると、その
場合比較器５９は正（１）となり、かつ専用のＯＲゲー
ト６０の出力側の符号は負となる。しかしながら、この
状態は、信号が正の“二連波″でなくむしろ負の二極状
となる時に起る。負の二極のこの場合においては、比較
器出力ハヒークを検知していないので、ピークパルスが
ピーク検知回路から生じないということを認識されたい
。

第６図は、図示のような振巾及び極性検知装置中に生じ
る重要な論理信号を供給する（第５図で説明した）種々
の信号路の複合タイミング図を示している。１例えば、
第６図のデータ線５１　ｌＨｔ＋ｌを表わす線６ａは、
デジタルデータの振巾の一連の増減レベルとして示され
ている。線６ａの横座標及びそれに続く各々の線は時間
を表わしている。

したがって、線６ａは第３図に示す波形を表わすザンブ
ルデータのデジタル表示である。線６ｂは一定時間Δだ
け遅延された線中のデータを表わしている。線６ｃは第
５図に示しだＡＮＤゲート５７からの出力６１を表わし
ている。線６ｄは図５で示した専用のＯＲゲート６０か
らの出力６２を衣わしている。これらの二つの信号（即
ち６１及び６２）は以前の極性に対し計算されたばかり
の極性を比較する極性変化マーカー（ｍａｒｋｅｒ）　
６３に結合される。もし極性の変化が起きないと、極性
信号は無変化の−ま＼である。、現存の信号とそのそれ
以前の信号との間で極性の変化が起った場合には、時点
Ｔｚ　ｉｄ、線型方程式によって計算される、即ち、 こ＼で、ＴＯは最後の極性ピークの時間を表わす、 Ｔｎは現在の極性ピークの時間を表わし、Ｍｎは新しい
極性のピーク振ＩＪ値の大きさを表わし、 Ｍｏはその前の極性のピークの大きさを表わしている。

アルゴリズムにより、第６図の線６ｅで示したような極
性パルスの転換を示す時間Ｔｚを線型計算する。この値
Ｔｚは極性データを変える時の時間を決定するのに必要
である。方程式を検討することにより、新旧の振巾が等
しい場合には、ＴｚはＴｎとＴＯの時間的な中間点に等
しいところにあるということが分る。振巾が等しくなる
に従って、異なった時間となる。新しい振巾が古いもの
よりづつと大きい場合には、タイムマーカーは時間Ｔｚ
を古い時間に対しより近づける方向にシフト（変位）す
る。その逆の場合、即ち古い振ｄ】が新しいものより大
きい時は、タイムマーカーは新しい時間の方にシフトす
る。従って、二つのピークの間の振巾によって、アルゴ
リズムにより線型の暗化（ａｈａｄｉｎｇ）を行うこと
ができる。第６図の線６ｆは極性変更マーカー６３から
の極性出力を表わしている。線６ｆは、極性の反転が起
った時に、時間Ｔｚまで正の状態を保っていることを表
わしている６、線６ｂからのデータはΔだけ遅延された
デジタルデータの絶対値を表わしており、かつ第６図の
線６ｇによって表わされる出力９は第１図のピクセルフ
ォーマントモジュール２９に導入される。

−３５−− ピクセルフォーマットモジュール２９は、デジタルメモ
リーの特定のアドレス中に蓄積する個々のデジタルデー
タポイントの数、即ち、各々のピクセルに対するエコー
の数を決定する既に示された多数の回路によって制御さ
れている。その振ｌ］は特定のピクセル用に選択された
絶対値の合計をその絶対値の数で割ったものとして計算
される、３それに対応する極性は、上記と同じ数のデー
タポイントに対応する振「１」の符号値を用いて、上記
と同様に計算される１、計算された対を成すデータによ
り、特定のピクセルに対する振巾及び極性の計測が行わ
れかつデジタルメモリー装置３５中のアドレス位置に蓄
積される。

Ｃ１ビデオデコーダモジュール 既に第１図に示したように、ビデオ蓄積モジュール３５
中に蓄積されたデジタルデータは、画像表示すイクル中
にビデオ画像を供給するのに用いられている。第１図に
示したデータ流３６は、すぐ上で説明したデジタルメモ
リー３５中に蓄積された振１コ及び極性データを提供し
ている。各々の３６− ピクセル位置に対し、振巾及び極性データは、ビデオデ
コードを行うため１．第１図のデコーダ３７に結合これ
る。第７図はビデオデコーダ３７に結合された二つのデ
ータ流を示している。これらの二つのデータ流は、第１
図中でデータ流３６として既に表わされている。データ
流６５は各々のピクセルに対する振ｄ〕データを表わし
、かつデータ流６６は各々のピクセルに対する極性デー
タを表わしている。データ流６５及び６６はデバイダ６
８に結合され、データ流６６はデータ流６５で分割式れ
てデータ流６７となる。データ流６７は限界値＋１．−
１の間で変化する信号を表わしている。

なぜなら、それがピクセル当たりの符号を付した振１ゴ
とピクセル当たりの絶対値の間の比を表わしているから
である。

＋１の状態は、極性のデータ流６６の全てが振ｒｌ＞デ
ータ６５に等しくかつ同じ符号を有している場合に起る
。それと逆の状態は、極性流（ｐｏｌａｒｉｔｙｓｔｒ
ｅａｍ）　６６がその数値において振巾データ６６に等
しく、しかし符号が逆の場合に起る。これら二つの制限
値間の全ての組合せを生じることができる１１例えば、
極性データ６６を正確にゼロにできるが、これは、もし
一つのピクセルが、大きさが等しく符号が逆の二つの信
号を表わすデジタルデータを富んでいる時に起る。

直ぐ−にで説明した比率情報及び振１１］データ６５を
表わすデータ流６７は色発生器すなわち色付図形形成器
６９に供給きれる。この色付図形形成モジュール６９は
多重カラーシステムを用いている。

このシステムの動作を説明するため、青／黄色／赤の形
態を用いるものを説明する３、任意の数の色を同等に選
択可能である。我々は最端値＋１を青色としかつ最端値
−１を赤色となるよう、任意に選定する。このことは、
データ流６Ｔの比の値が＋１である振［１］が、最終的
な出力では、データ流６５によって示されるその増１１
］度に比例した強度を持った青として現われる、という
ことを意味している１、同様に、比が−１の信号は、デ
ータ流６５の大きさに比例しだ強度の赤信号として現わ
れる。

ゼロに近い比信号を出す等しいデータ強度はデータ流６
５の振巾に比例した振巾の黄色としてエンコードされる
。他の色もまた、計算された比の値に応じて範囲＋１と
−１の間だけで選択自在である。

図形形成モジュール６９からの出力は、適当な比率のデ
ジタル電圧レベルを生じ、それで赤、青。

緑色カラーモニターにより選択されだ色及び強度を生成
することができる。これらの三つの信号は、この場合デ
ジタル状であるが、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ
）７０によってアナログ電圧に変換される。、赤＋ｆ＋
緑カラーモニタ電圧を表わすアナログ信号はマトリック
スエンコーダ７１中に導入され、そこでこの赤／實／緑
電圧信号は、普通のカラーＴＶモニタにある普通の色度
及び輝度信月に変換される０、その出力信号は、今や標
準的なＮＴＳＣＴＶ状でありかつカラーＴＶ７２に導入
をれる１、さらに、振１〕データのみをアナログ信号７
３に変換することができ、かつ次に、標準的な白黒ＴＶ
表示部γ４に導入することができる。これら二つの像は
、医療診断において有用な比較像を提供する。

３９− 例示した実施例は医療的診断装置における画像形成に適
用したものとして開示したが、本発明の方法及び装置は
、今日では、例えば合金、機械要素、溶接の非破壊検査
及び他の分野で総称的に非破壊検査と呼ばれる他の広い
範囲にわたる分野において同じように応用可能である１
゜ 本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本
発明はこ＼でとくに例示した以外の方法で実施すること
ができ、かつ各部分の配置及び形態における変更を、以
下の特許請求の範囲中に記載された本発明の基本的思想
又は原理を逸脱することなく行うことができる。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すシステムの簡単なブロック図であ
る。 ４第２図は伝達式れた音響パルス用の典型的な波形であ
る。。 第３図は典型的なエコーパルス列である１゜第４図は近
い視野区域における音響パルスの波形の変化を示してい
る１、 ４０− 第５図は第１図に示した振ｌ］及び極性検知器のより詳
しいブロック図である１、 第６図は第５図の回路中のいくつかの動作信号のタイミ
ング図である。 第７図は第１図のビデオデコーダのより詳しいブロック
図である。 １０・・　・・符号シフトレジスタ、１１　・・・・マ
スタークロンク、１３・・・・励起器、１５・・・・送
・受信スイッチ、１７・・・・変換器、２１．２３・・
・・信号調整モジュール、２７・・・・振１］及び極性
検知モジュール、２９・・・・ヒフセルフオーマントモ
ジュール、３５・・・・ビデオ蓄積モジュール、４８・
・・・全波整流器、５０・・・・限界波検知器、５４・
・・・４位置シフトレジスタ、５７・・・・ＡＮＤゲー
ト、５９・・・・比較回路、６０・・・・ＯＲゲート。 特許出願人　　クロマソニソクス・インコーボレーテソ
ド゛パ） 代・埋入　山川政樹（を勃・１名） ４侠２ ４侠５ ４呟４ ４侯５ 手続補正書ζλ天′） １．１許庁長官殿　　　　　　　　′““゛　　′″５
８．５８．ゴ１−９、事件の表示 昭和し７年特　　許願第１６ｚ１ｏｔ１号２１に日月の
名称 Ａｖｉ洸買起Ａ”ｌしＸニコ−１言−リ処裡諌置右゛Ｓ
−ｖ゛ｒ：去３、補−＋−Ｅをする者 事件との関係　　　　特　　　　許出願人名称（氏名）
７０マン二′７７尺・イ〉コ一本°レテソトパ５、高ム
瑠＝の１１付　昭和ジに年　Ｚ月ｚ２１ＥＩＹ補正の内
容 図面の浄−！Ｆ（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）多重サイクル超音波パルスエコー信号の各半波に
   対する上記超音波エコー信号を累算し、かつ−に記多重
   サイクルパルスエコー信号から積分した絶対値の半波信
   号を発する積分器、及び 上記多数の絶対値半波信号を検知しかつ上記多数の半波
   信号を分析して、上記多数の半波信号中に所定のパター
   ンを示すパルスエコーが存在するかどうか検査するだめ
   の手段であって、上記積分手段に結合された上記手段。 から成り、それによって、複雑な人体媒体から反射され
   てくる個々のエコーを、面倒な計算を行うことなく、ま
   た特殊な超音波変換器を用いることなく検知できるよう
   にしたことを特徴とする。 超音波を送・受信するトランシーバと組合せた、振巾及
   び極性を有する多重サイクル、超音波パルスエコー信号
   を処理する装置。 （２）検査及び分析のための上記手段が、上記積分器に
   結合されたシフトレジスタを含み、上記シフトレジスタ
   のそれぞれの出力が多数の比較器の一つに結合され、上
   記比較器が、上記出力を比較するため、上記シフトレジ
   スタの少くとも二つの出力に結合され、かつ−Ｆ記所定
   のパターンを検知するだめ、論理手段が上記比較器の一
   つに結合されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 （３）上記積分器が上記超音波エコー信号の絶対値を生
   じる全波整流器と、各々の半波信号を積分するだめの蓄
   算器とを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の装置。 （４）検査及び分析のための上記手段が、二極型パルス
   エコーを示すパターンを検知することを特徴とする特許
   請求の範囲第１又は第２項記載の装置。 （５）検査及び分析のだめの上記手段が、上記多重サイ
   クル、超音波、パルスエコーの極性を蓄積するだめの符
   号シフトレジスタを含んでおり、かつ検査及び分析のだ
   めの上記手段が、二連波状のパルスエコーを検知し、か
   つ上記二連波状のパルスが検知された時に、修正された
   極性信号を発生させるだめの、三連波手段？含んでいる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装＃。 （６）上記各々の超音波エコーの各半波の上記振巾の絶
   対値信号を生じる全波整流器、 上記応答する半波が正か負を示すため、上記各々の絶対
   値信号に対応した極性信号を生じる限界検知器、 各半波に対して上記絶対値信号を積分するため、上記限
   界検知器及び上記全波整流器に結合てれた蓄算器、 上記半波の上記積分はれた多数の絶対値を蓄積するだめ
   、上記蓄算器に結合された振１］シフトレジスタ、 上記積分きれ、蓄積された絶対値イｇ号を互いに比較す
   るため、−ヒ記振ｌ〕シフトレジスタに結合された多数
   の比較器、及び 二極超音波エコーを示す一ヒ記蓄積された積分絶対値信
   号中に所定のパターンを検知するため、−に記多数の比
   較器に結合された論理手段、から成り、それによって、
   複雑な人体媒体から反射された個々の超音波エコーを、
   面倒な計算及び特別な超音波変換器なしで検知するよう
   にしだととを特徴とする、 複雑な人体媒体から反射された個々の超音波パルスエコ
   ーの振＋１Ｊ及び極性を検知するだめの装置。 （力対応する多数の符号信号を蓄積するため、上記限界
   検知器に結合された極性シフトレジスタ、二連波状のパ
   ルスエコーを検知するため、上記振１コシフトレジスタ
   に結合されだ二連波比較器、二連波パルスが検知された
   時に、上記極性シフトレジスタ中に蓄積された上記限界
   検知器の上記極性信号を修正するため、上記二連波比較
   器及び上記極性シフトレジスタに結合式れた二連波論理
   手段、 から成っていることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   記載の装置。 （８）上記極性信号の符合の変更を検知しかつ、上記変
   更の発生時点を、上記パルスエコー信号の逆の３− 符号を有する最大値間であって、かつ−１−記最大値の
   振巾によってウエート付けして平均した時点となるよう
   算出する極性変更マーカ一手段からさらに成っているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１，５又は６項記載の
   装置。 （９）上記符号付の多数の検知信号を合計した極性デー
   タ入力特性を有し、かつ上記多数の検知信号の絶対値を
   合計した振巾データ入力特性を有するデバイダであって
   、上記振１１コ入力に対する」二記極性入力の比に等し
   い出力比信号を生じる上記デバイダ、 上記出力比信号を線型組合せ色信号にするため、上記デ
   バイダに結合された色発生手段、から成り、それによっ
   て、上記極性によりビクセル当たり一定の強度を有して
   、ビクセル当たり一定の色表示を行うようにしたことを
   特徴とする。 振巾及び極性によって特徴付けられるピクセル当たり多
   数の検知信号を表示するだめの装置＃３゜（１０）上記
   色発生手段が上記振ｌ」入力を有し、かつ上記振巾入力
   からピクセル当たり一定の強度信号４− を生じることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
   装置、。 （１１）上記色発生器に結合されたデジタル−アナログ
   変換器、 上記デジタル−アナログ変換器に結合された色度マ）　
   ＩＪンクスデコーダであって、上記基本色信号をテレビ
   と両立し得る形態に変換する上記デコーダ、及び 上記デコーダに結合されたカラーテレビ表示ユニット。 から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の装置。 （１２）上記振１】入力に結合されたデジタル−アナロ
   グ変換器、及び上記デジタル−アナログコンバータに結
   合された白黒テレビュニント。 から成る特許請求の範囲第９項記載の装置。 （１３）上記各々のエコーのピーク振巾を有するピーク
   振巾信号を生じるだめの手段、 上記各々のエコーの上記ピークと同じ符号を有する極性
   信号を生じるだめの手段、及び、上記極性及びピーク振
   巾信号を生じるため、上記手段に結合された極性変更マ
   ーカ一手段であって、極性反転時点を上記極性信号の反
   転に応答して、上記極性信号のそれぞれ上記反転の前後
   の二つの連続したパルスエコーに対して、」二記ビーク
   振巾信号によりウェイト付けして計算するだめの上記マ
   ーカ一手段。 から成り、それによって上記エコーの振巾及び極性を、
   音響インターフェイスを表わすパルスエコー間を暗くす
   るのに用いることを特徴とする。 超音波パルスエコー間にウェイト付けされた転換部を表
   示するための装置。 （１４）上記マーカ一手段によって計嘗された上記極性
   反転時間Ｔｚが、 アルゴリズム によって計算きれ。 その際。 Ｔｏは極性反転直前のピーク時点を表わし、Ｔｎは極性
   反転直後のピーク時点を表わし、ＭＯは極性反転直前の
   振巾の絶対値を表わし、Ｍｎは極性反転直後の振１】の
   絶対値を表わす、ことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ３項記載の装置。 （１５）−ヒ記多重ザイクルパルスエコーの各々の半ｉ
   信号を積分して、それに対応する積分絶対値信号を生じ
   るようにし、 上記積分値信号中に所定のパターンが存在するかどうか
   検知するため、一連の連続した積分値を比較し、かつ 上記所定のパターンが検知された時にピーク同定イメ号
   を発生する、各段階から成り、それによって、超音波エ
   コーが面倒な信号処理及び計算を行うことなく、まだ特
   別な音響パルス発生器又は変換器を用いることなく、検
   知されるようになっていることを特徴とする、 複雑な媒体から反射される各々多重サイクルを有する多
   数のパルスエコーの振ｒｌＪ及び極性を検知する方法。 （１６）各半波を積分する各段階が、上記半波信号の絶
   対値を生じ、 上記半波信号のゼロ−交差時点を検知し、かつ上記ゼロ
   −交差時点間で上記半波信号の絶対値を蓄算して上記積
   分値信号を生じる、 各段階から成っていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１５項記載の方法。 （１７）比較を行う各段階が、 連結した半波信号に対する上記積分値信号をシフトレジ
   スタ中に順に蓄積し、 上記シフトレジスタ中の上記積分値信号を比較して、上
   記積分値信号間の比較関係を示す中間出力を生じ、 上記積分値信号間に既定の関係が存在しているかどうか
   を検知するため、上記中間出力を検査する。 各段階から成っていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１５又は１６項記載の方１′法。 （１８）上記各々の半波信号の極性を示す符号ビットを
   順に蓄積し、 上記積分信号を比較して二連波状の波形を検知し、 上記二連波状の波形が検知された時、上記符号ビットを
   修正する、 各段階からさらに成っていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１５項記載の方法。 （１９）上記多数の検知信号の絶対値の合計に対する一
   ヒ記多数の検知信号の符号付の合計の比を出し、かつ 上記の比に対応して、−ヒ記比＋１は第１の色、Ｏは第
   ２の色、−１は第３の色に、かつ＋１．０、用量の値は
   上記の色の線型の組合せになるよう、色信号の線型の組
   合を生じる、 各段階から成る、振巾及び極性によって特徴付けられる
   ピクセル当たりに多数の検知信号を表示する方法。 （２０）上記色信号をアナログ色信号に変換し、かつ上
   記色信号をカラーテレビと両立し得る形態にデコードす
   る、各段階から成る特許請求の範囲第１９項記載の方法
   。 （２１）上記多数の検知信号の上記絶対値の合計から強
   度信号を生じることから成っていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１９又は２０項記載の方法。 （２２）上記各エコーのピークと同じ振＋４１を有する
   ピーク振巾信号を発生し、 上記各エコーの上記ピークの符号と同じ符号を有する極
   性信号を発生し、 上記極性信号の反転に応答する極性反転時であって、対
   応して逆の符号を付した極性信号を有する二つの連続し
   たピーク振巾信号の時点間で選定されかつ上記連続した
   ピーク振巾信号の大きい方の時点に比例的により近く選
   択きれる時点を設定する・ 各段階から成り、それによって、上記パルスエコーのピ
   ーク振巾及び極性を用いて、音響インターフェイスを横
   断する表示された転換部を暗くするようにした、 超音波パルスエコー間のウェイト付けされた転換部を表
   示する方法。 （２３）極性反転時点が、アルゴリズムＭｎ られ、こ＼で、Ｔｏは極性反転の直前の上記ビーク振巾
   時点を表わし、 Ｔｎは極性反転直後の上記ビーク振巾時点を表わし、 ＭＯは極性反転直前のピーク振巾の絶対値を表わし、 Ｍｎは極性反転直後のピーク振巾の絶対値を表わしてい
   る、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２２項記載の方法。