JPS59111746A - 超音波診断装置 - 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】 産業−にの利用分野 本発明は、医療用の超音波診断装置に関するものである
。

従来例の構成とその問題点 第１図は扇型に超音波ビームを走査する超音波診断装置
直における、一般的な帽形走奇の方法を説明する図であ
る。１，２．−・・・・９は超音波の走査１＋４Ａ　Ｌ
であり、１’、２’、・・・・　７′　はテレビ表示の
水平走査線Ｎであって、各超音波走査線間隔ΔＹ１゜Δ
Ｙ　・・・・・ΔＹ８　　は不均一である。従来では、
と１ の様な超音波走査によって得られた超音波断層１象をＴ
Ｖ表示に走査変換するには、第２図に説明する方法を用
いていた。第１図の超音液深＋１１！ｌ！　７−１０に
よって、超音波走査線りの１〜９の各方向に、順次超音
波を送受信する。このようにして得られた超音波断層像
を、テレビ表示の水平走査線Ｎの１７　、２７．・・・
・・７′のとの各交点に相当する位置で超音波断層像を
サンプリングする。次にテレビ表示する方法について、
第２図を用いて説明する。

テレビ水平走査線Ｎの１′〜７′と直交する、等間隔の
直線１″〜６″　の各交点において、断層像情報を表示
する。例えば、水平走査ａ６′と直ａ４″の交点を表示
するには水平走査線６′と超音波走査線１及び２の交点
でサンプリングした断層像の情報を用い、相対的な位置
に応じた重み付けで線形補間を行なう。その他のテレビ
表示点も同様線形補間を行なって表示する。

第３図は、この様な走査変換を行なう従来の扇形走査の
超音波診断装置を説明するブロック図である。走査、陳
カウンタ１１は扇型比丘の走査線を１１１次選択し、超
音波走査線番号りを送信器制御部１２、Ｒ○ｒＪ１１６
．パ／ｌ／ス発牛器１９．書き込みアドレス発生器２０
に供給する。送信器制御部１２の制御によって、超音波
走査線番号りによって定寸る３２個の付勢タイミングの
送信パルスを送信器１３において発生する。この送信パ
ルスは、３２個の超音波振動子の配列で構成された超音
波探触子１０より、被塗体内に指定された指向性の超音
波ビームのパルスを送出する。きらに、破検体内からの
反射超音波は、超音波探触子１０によって受信され、可
変遅延部１４によって定められた時間だけ遅延さ扛る。

可変遅延部１４は細かくは３２個の可変延線ＤＬ１．Ｄ
Ｌ２．・・・・・・・・ＤＬ３２で構成され、送信と同
様に受信信号をＲＱＭ１５のｆｆｆｌＪ御に　　　　′
よって付勢する。これらの３２個の遅延線の出力は加算
器１６で加算する墨によって、超音波走査線香号りによ
って定まる受信指向性を得る。この加算出力信号は検波
器１７によって増幅検波される。走査線カウンタ１１か
らの超音波走査線番号りによって定まる第１図の黒丸に
対応するタイミングでパルス発生器１９でサンプリング
パルス全発生する。このサンプリングパルスによって検
波器１７の出刃をＡ−Ｄ変換器１８でＡ−Ｄ変換し。

この出力を主記憶部２１に蓄積する。さらにこのサンプ
リングパルスは、主記憶部２１の書き込みタイミングを
制御する。また、書き込Ａアドレス発生器２ｏは、サン
プリングパルスケ計数して求めた超音波走査線方向の位
置と、走査線カウンタ１１の信号である超音波走査＃ｉ
！番号りによって、主記憶部２１０書き込シアドレスを
制御する。主記憶部２１の読み出し制御部２２は、テレ
ビの水平走査線１木分のデータを主記憶部２１から読み
出し、バッファ記憶部２４へ転送する。この転送は超音
波走査線の端から順次行なわれ、この転送過程において
ラッチ２３によって１超音波走査線だけシフトしたデー
タを同時にバッファ記憶部２４″Ｊｔｉｉ’を積する。

バッファ記憶部２４は同じ４’Ｆｔ成のラインメモＩ）
　ＡとＢによって構成され、一方が書き込みで他方かび
み出しを行ない、１テレビ水平走査線ごとに入れ代わる
。

このバッファ記憶部２４からの表示データの選択的な読
み出し全制御する回路である読み出しアドレス発生部２
６け、テレビ表示上の水平位置に対応した超音波走査線
りの番号４４分の１の補間を含めた型で演算し出方する
。この補＋ｈｉデータを選択する信号をＭとする。Ｍは
０．１，２．３の値を叡り、０は補間なしとして、表示
するデータ”　ＤＬ、Ｍで表す。アドレス発生部２５の
出方Ｌｉアドレスとして、バッファ記憶部２４から、超
音波走査線りと超音波走査線Ｌ＋１のデータＤ、。

とＤＬ＋１．。を並列に読み出す。この２個のデータを
加算器２６−１で加算し２分の１補吐テータ”Ｌ、２を
作る。さらにＤし、。とＤＬ、２ケカ’Ｉ’ｌ　：’１
’　６２６−２で、ＤＬ、２とＤＬ＋１．。全加算器２
６−３でそれぞれ加′算し、４分の１補ｊＭ・データＤ
Ｌ、１人びＤＬ、３分作る。ＤＬ、Ｍの関係孕示寸ど、
ＤＬ、２−ヲ（Ｄ、○＋ＤＬ４１．。）ＤＬ、１＝２（
ＤＬ、Ｏ＋ＤＬ、２） のようになる。

読み出しアドレス発生部２６が出力する補間ブータラ選
択する信号Ｍによって、データセレクタ２７は、Ｄ、。

、ＤＬ、１．ＤＬ、２．ＤＬ、３の内からＭに相当する
データを】實択する。この選択されたデータケＤ　−Ａ
　ｌ＝換器２８によってアナログ信号に変押し、ビデオ
ミキサ２９で標漁テレビの同期信号と混合し、テレビモ
ニタ３０に表示する。

この様な構成によって従来ｄ１、扇形の超１°？波走査
をテレビ表示の走査に走査変換していた。し、かじなが
ら、超音波の断層像は、第４図に示すごとく、一般に超
音波走査線１，２の方向が、超音波走査線１．２に直角
の方向に什べ分解能が高い。この様な断層像の情報を単
純に従来のようにテレビ水平走査線方向に補間すると、
テレビの水平走査線Ｎと超音波走査線りとのなす角が小
さく、超音波走査線りの密度が低い場合、テレビ表示に
変換された超音波断層像が劣化していた。超音波走査線
が１００本程度で扇形の開角か１０００の場合、テレビ
と超音波の走査線のなす角度が７００　程度から劣下が
始まり、４６°　以下で急に劣下が進む。

発明の目的 本発明は以上のような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、簡単な構成で、テレビの水平走査線と超
音波走査線とのなす角が小をく、超音波走査線の密度が
低い場合においても、テレビ表示に変換された超音波断
・−１象の劣化がきわめて少ない超音波診断装置を提供
することを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、走査変換を行なう
際に、２つの超音波走査線の間に疑似超音波走査線を設
定し、従来の超音波走査線における断層像情報に加えて
、テレビ水平走ｆ線の方向とは異なる方向に位置する２
つの超音波走査ａ　にの各点により、疑似超音波走査線
の断層像・端密を補間して得るものである。

実施例の説明 以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第５図は本発明の一実施例の動作原理を説明する図であ
る。超音波ビームは第１図と同様に扇形に走査する。超
音波走査、ｄＬを１ａ、２ａで示し。

疑似超音波走査線ａを１ｂ、２ｂで示す。さらに、テレ
ビ水平走龍線Ｎは５’、６’、７’で示し、テレビ表示
における断ノー像を表示する位６は、テレビ水平走査線
Ｎと直交する笠間・癌の直線１″〜６″と、テレビ水平
走査線Ｎの交点とする。また超音波走査線りと疑似超音
波走査＃＃Ｃには、探触子より等間隔の刻みＰが示され
ており、・頃音波走査線りでは断層１象情報をその中か
ら選び、一方疑イυ超音波走査線ａでは、走査線に対し
て略直角の方向に位置する超音波短配線り上の刻みＰの
情報により補間して断層像情訓・を求める。

第６図は本発明の超音波診断装置の一実施例を示すブロ
ック図である。走査線カウンタ１１は扇型走査の走査線
を順次選択し、超音波走査線番号りを送信器制御部１２
．ＲＯＭ１５．＠処理回路３１に供給する。送信器制御
部１２の制御によって、超音波走査線番号りによって定
寸る３２個の付勢タイミンクの送信パルスを送信器１３
において発生する。この送信パルスは、３２個の超音波
振動ｆの配列で構成された超音波探触子１０より、被検
体内に指定された指向性の超音波ビームのパルスを送出
する。さらに、被検体内からの反射超音波は、超音波探
触子１ｏによって受信され、可変遅延部１４によって定
められた時間だけ遅延される。可変遅延部１４は細かく
は３２個の可変遅延線１）Ｌｌ、ＤＬ２．・・・・・・
・・・ＤＬ３２で構成され、送信と同様に受信信号をＲ
Ｏ１ｖｉ１５の割＋ｌ１１ｊｋＣよ−って月勢する。こ
れらの３２個の遅延線の出力ｉＬ加算器１６で加算する
事によって、超音波走査線番号りによって定まる受信指
向性を得る。この加懺出力信号は検波器１７によって増
幅検波する。この検ｂｌ　（８号をパルス発生器１９′
のパルスによって、Ａ−Ｄ変換器１８でＡ−Ｄ変換し、
前処理回路３１へ出力する。パルス発生器１９′　　は
、第６図に示す８触子からの深さの刻みＰに対応する。

送信パルスに同期した一定周１俳のパルスを出力する。

前処理回路３１では、超音波走査線り及び疑似超音波走
部、腺氾と、テレビ水モ走査線Ｎとの交点に対応する断
！−像情報を一時記憶し、選択及び補間処理を行なって
、主記憶部２１へ出力し、同時に書き込みアドレスも制
御する。

以下は従来例と同様に、主記憶部２１の読み出し制（皿
部２２は、テレビの水平走介線１本分のデータを主記憶
部２１から洸み出し、バッファ記憶部２４−＼転送する
。この転送は超音波走査線の端から順次行なわれ、この
転送鍋杵においてラッチ２３によって１超音波走配線だ
けシフトしたデータを同時しこバッファ記憶部２４へ転
送蓄積する。

バッファ記憶部２４は同じ構・戊のラインメモＩＪ　Ａ
とＢによって構成きれ、一方が書き込みで他方が読み出
しを行ない、１テレビ水平走査、ｑごとに入れ代る。

このバッファ記憶部２４からの表示データの選択的な読
み出しを開側１する回路である５１洗み出しアドレス発
生部２５はテレビ表示上の水・１７−位置に対応した、
超音波走査ａＬ又は疑似超音波走査覗Ｑを４分の１の補
間を含めて演算出力する。なお。

超音波走査線りを選択するデータには、超音波走査＠Ｌ
と疑似超音波走査線２を含めた全超音波走査の番号とす
る。さらに、Ｍは補間データを選択する信号で、０，１
．２．３の値を取り、この内０は補１…なしを意味する
３また、表示するデータはＤＫＭ　で表す。読み出しア
ドレス発生部２５の出力Ｋをアドレスとして、バッファ
記憶部２４から、全超音波走査線の番号にとに＋１に相
当するデータＤ、。とＤＫ＋１．。を並列に読み出す。

このデータを加”Ａ−Ｈｉ　２６　１で加′のし、２分
の１．補間データＤＫ、２を作る。さらにり、。とＤＫ
、２及びＤＫ、２とＤＫ＋１．。より、同様に４分の１
補間データＤＫ、１及びＤＫ、３を作る。

次に読み出しアドレス発生部２５が出力する補間データ
を選択する信号Ｍによって、データセレクタ２７は相当
するデータを選択する。この選択されたデータ１ｒＤ−
Ａ変換器２８によってアナログ信号に変換し、ビデオミ
キサ２９で標準テレビの同１υ１信号と混合し、テレビ
モニタ３ｏに表示する。

第７図は第６図の１１Ｊ処哩（ロ）路３１をさらに詳細
に説明したブロック図である。Ａ−Ｄ変換４１８の出力
は３個のバッファ記憶部３１−１に、１本の超音波走査
線を親位として順次切り換えながら記憶する。記１．ハ
するアドレスは、アドレス切換スイッチ３１−２を介し
、アドレスカウンタ３１−３がパルス発生器１９′のパ
ルスを訓救して出力する。−）５前処哩回路制御部３１
−４は、走査線カウンタ１１からの信号を用いて、１木
の超音波走査を行なう期＋ｇＪに、以前にバッファ記憶
部３１−１に蓄えたデータより、超音波走査ＭＬと疑似
超音波走徨線Ｕの２本分の断ノー像情報を主記憶部２１
に出力する。この前処理回路制御部３１−４は、超音波
走査線り及び疑似超音波走ｆ＆ｌｆｆ１に応じて、ＲＯ
Ｍ３１−５より深さ方向のサンプリングピンチを出力す
る。一般のテレビ表示では、このサンプリングピッチは
９ビット稈度が適当である。さらにサンプリングピッチ
を、加算器３１−６とラッチ３１−７によって累積加算
し、バッファ記１．ハ部３１−１からの読み出しアドレ
スを順次発生する。なお、この読み出しアドレスは、超
音波走査線番号りとＬ　−１−１に対して共通であり、
同じ深さの隣り合った断層像情報を読み出すことができ
る。

一方、データセレクタ３１−８はバッファ記憶部３１−
１とアドレス切換スイッチ３１−２をＢ１１１伺ｊし、
これらの内で１個を書き込みとし、残り２個を読み出し
として、これを超音波の送信を周期として順次切換える
。さらにこのデータセレクタ３１−８は、ＲＯＭを用い
た重み付は回路３１−９を制御し、書き込み中のバッフ
ァ記体部３１−１の出力に相当する信号をＯＫする。バ
ッファ記憶部３１−１より読み出された、超音波走査線
番号り及びＬ−Ｍの断層像情報に、前処理回路制御部３
１−４から出力される１、−、Ｏの重み例けを選択する
信号により重み付は回路３１−９で重みＮ゛けし、この
出力を加算器３１−１０で加算し、王記集部２１に出力
する。このｊＩＬみ付けは、４日認定査線りを出力する
場合は超音波走査、線番号がＬの断層像情報はそのまま
出力し、Ｌ＋１の断層ｒ象情報は０として出力する。一
方、疑似超音波走査ｇｄ　Ｑを書き込む場合には両者共
入力の２分の１を出力する。

以上のように、主記憶部２１に、断層１象を蓄き込む以
前に、超音波走査線りと直角の方向に補間して、疑似的
に超音波走査線を増加し、テレビ表示の水平走査ａＮと
の交点でサンプリングしているので、主記憶部２１から
読み出す時は等制約に超音波走査線数が増加しているの
で、主記憶部２１の後でテレビ水平走査線方向に補間を
行ない、超音波走査線りとテレビ水平走査線Ｎの角度が
小ざくなった場合においても、表示される断層像はほと
んど劣下しない。超音波走査線が１００本程度で、扇形
の開角が１゛００度の場合においても、劣下が始するの
は４６°付近からで、扇の端の４００付近でも劣下は少
ない。

きらに、超音波ビームりを単位としてバッファ記憶部３
１−１に一時蓄積し、累積加算によって読み出しアドレ
スを求め、超音波走査線り及び疑似超音波走査線ａの断
層像情報をサンプリングしているので、バッファ記憶部
３１−１への書き込みは常に一定の周期となり、主記憶
部２１への書き込みも一定の周期とする事ができ、超音
波走査線りと疑似超音波走査線２の断層像情報のサンプ
リングも同様の処理で、一定のタイミングで行なう事が
できる。従って回路構成も非常に簡単である。

なお、上記実施例では、疑似超音波走査ｆ１２は超音波
走査線りの間に１本として説明したが、これに限定せず
ざらに多くする事もできる。これによって、主記憶部２
１の答量は増加するか、さらに超音波走査ａＬとテレビ
水平走査、陣Ｎの角度が小さい場合にも対しＣ，ｌでき
る。また、重み付は回路３１−９はＲＯＭを用いたが、
データセレクタやシフタ等を用いる事もできる。−また
、バッファメモ１Ｊ３１−１は３個で説明したが、さら
に数を増し、補間の処理を高次にする事もできる。さら
にまた本発明は、上記実施例のように超音波・が扇形に
走査される装置以外に、テレビ表示画面上において、水
平走査線と超音波走査線が顔料して交わるような表示を
行なう場合にも適用できる。

発明の詳細 な説明したように本発明は、主記憶部に超音波走査線に
加え疑似超音波走査線の断層像を書き込み、主記憶部か
ら読み出した後さらに、テレビ表示の水平方向に補間す
るので、超音波走査線とテレビ水平走査線の角度が小さ
く、超音波走査線密度が低い場合においてもテレビ表示
の断層像が劣下しない。

きらに、疑似超音波走査線の断層像情報を求めるのに、
各超音波走査線の断層像情報を一定の周期でサンプリン
グし、一時バッファ記憶部に記憶し、選択的に読み出す
事によって、複数の超音波走査線の間で同じ深さの断層
像の情報を用いて。

非常に簡単に疑似超音波走査線に相当する情報を補間に
よって求めることができる。さらに、この選択的に読み
出すアドレスは、累積加算によれば、一定の周期で非常
に簡単に求める事ができ、さらにこの計算と同じタイミ
ングで順次主記憶部に書き込む事ができるので、走査変
換を非常に単純なタイミングで行なう事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は扇型の超音波ビームの走査とテレビ表示の関係
を説明する図、第２図は従来のテレビ表示への走査変換
を説明する図、第３図は従来の超音波診断装置のブロッ
ク図、第４図は従来の装置における断層像とデータのサ
ンプリング位置の関係を示す図、第５図は本発明の超音
波診断装置における断層像データのサンプリングと疑イ
ＪＪ超音波走査線を説明する図、第６図は本発明の超音
波診断装置の一実施例を示すブロック図、第７図は同実
施例における前処理回路の詳細な構成を示すブロック図
である。 １ａ、２ａ・・・・超音波走査線、１ｂ、２ｂ・・・・
疑似超音波走査線、１′、〜７′・・・・・テレビの水
平走査線、１ｏ・・・・・・探触子、１３・・・・・・
送信器、１４・・・・・・可変遅延部、１７・・・・・
・検波器、１８・・・・・・Ａ−Ｄ変換器、１９　、１
９’・・・・・パルス発生器、２１・旧・・主記憶部、
２４・・・・・・バッファ記憶部、２５・・・・アドレ
ス発生部、２６−１　、２６−２　、２６−３・・・・
・・加算器、２７・・・・・・データセレクタ、３０・
・・・・テレビモニタ、３１・・・・・前処理回路、３
１−１・・・・・・バッファ記憶部、３１−２・・・・
・アドレス切換スイッチ、３１−４・・・・・・前処理
制御部、３１−６．３１−１０・・・・・加算器、３１
−７・・・・・・ラッチ、３１−８・・・・・データセ
レクタ、３１−９・・・・・・重み付は回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 − Ｎ刈

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）超音波ビームを送受信する探触−ｒと、前記超音
   波ビームを定食して得られた断層像をテレビ表示のため
   の信号に変換する走査変換手段と、前記断層像をテレビ
   表示する表示手段とを有し、前記走査変換手段は、前記
   表示手段の表示画面上における少なくとも超音波走査線
   がテレビ水平走査線と傾斜して交わる頭載においては、
   ２つの前記超音波走査線の間に疑似超音波走査線を設定
   し、前記超音波走査線と前記テレビ水乎走介線との交点
   に対１尼、する１）′Ｌ置における断層像情報をサンプ
   リングするとともに、前記疑似超音波走査線と前記テレ
   ビ走査線との交点に対応する位置における断層像情報は
   、前記テレビ水平走査線の方向とは異なる方向に位置す
   る前記２つの超音波走査線上の各点により補Ｉ司して得
   ることを特徴とする超音波診断装置。 い）走査変換手段が、１本の超音波走査線を単位として
   、はぼ等しい間隔で断層像をサンプリングして記憶する
   複数のバッファ記憶部と、記憶した複数の前記超音波走
   査線を同じサンプリング位置において読み出す手段と、
   読み出した情報を用いて疑似超音波走査線上の断ノー像
   情報を捕間により得る手段とを有することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の超音波診断装置。 （３）同じサンプリング位置において読み出す手段が、
   サンプリングのピッチを累積加算する手段を有してなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超音波診
   断装置。