JPS59120142A - 超音波断層装置 - Google Patents

超音波断層装置

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JPS59120142A
JPS59120142A JP22975882A JP22975882A JPS59120142A JP S59120142 A JPS59120142 A JP S59120142A JP 22975882 A JP22975882 A JP 22975882A JP 22975882 A JP22975882 A JP 22975882A JP S59120142 A JPS59120142 A JP S59120142A
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JP
Japan
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signal
circuit
delay time
living body
memory
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JP22975882A
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隆昭 前川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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、被検体の周期曲番こ運動する部位の動きに
同期して超音波断層像の記憶・表示ができる超音波断層
装置に関するものである。
超音波を用いて断層像を表示する装置として。
医用超ざ一波診断装6′力\゛ある。従来この柚の装置
として、第1図に示すような′重子的に超音波ビームの
走査を行なうセクタ形電子走査式超音波診断装置lイか
あった。第1図において、(1)は装置Hの動作を制御
する制御回路、(2)は−15I′j14パルスを生成
させるパルス発生回路、(3)はこの基準パルスに遅延
時間を与える送信遅延回路、(4)は駆動パルスを出力
する駆動回路、(5)はアレイ状振動子′■゛1〜″I
;1を内藏したトランスデユーサ、(6)はプリアンプ
、(7)は上g己谷振動子゛rI〜′rnからの受信信
号のそれぞれに遅延時間を与え、これらを合成させるた
めの受信遅延回路、(8)は画像表示をするための表示
装置である。
この装置の動作について説明する。ます、制御回路(1
)の制餌]のもとに、パルス発生回路(2)より出力さ
れた基準パルスは、送信遅延回路(3)によって所定の
遅延時間を与えられて駆動回路)4)へ送られる。この
駆動回路(4)では上記遅延時1…に応じて駆動パルス
を出力する。この駆動パルスかトランスデユーサ(5)
内のアレイ状振動子1゛1〜1′nに印加され、所定の
方向に超音波ビームが放射される。この方向からの反射
波イば号は、再びに、記振動子′l、〜I′nで受信さ
れ、プリアンプ(6)によって増幅されたのち、受信遅
延回路(7)で合成され、表示装置(8)で輝度変調を
か(、iられて表示される。超音波ビームの走査は、弔
2図に示すようにトランスデユーサ(5)の中心線りの
延長を中ノしにして角度−〇、〜+θ、の範囲内で、角
度θ0の一定間隔で行なわれる。
ところか、伝搬速度の遅い超音波を用いているために、
1回の走査に必要な時間すなわちパルス発生回路(2)
より基準パルスを出力してがう表示装置(8)に1本の
走査線を表示するまでの1ザイクルが比較的長い。たと
えば、対象を心臓とした場合、超音波の伝搬速度は約1
500 [nn/s cc]であり、計測する深さがl
 5 [cm]であれば、超音波の往復に要する時間は
200[μ5eCI)になる。一方、1心拍を約1 [
sec]  と考え、これを30 の等間隔時相に区切
り、この区切った1時相をフl/−ムと呼ぶとすると、
1フレームあたりの走査線の数は電子回路系の動作時間
を無視しても約160本捏度にしかijらIよい。した
がって、第2図において、1フレームに相当する走査範
囲(−仏〜+θS)を−45°〜+45  とすれは、
隣合う走査線の間隔はθoho。6°とfよる。¥際は
、これに不要エコーの消失に要する時間を考属しなけれ
ばlSらないから、θ。′−,10程度の(+i;とな
り、従来の装置ではこのように比較的隔時4’lJに区
切ると、1フレームあたりの走査線の数は上記の3倍と
なり断層像の画質は良くなるが、心臓の動きを詳細に観
察できない上に、1フレーム内での最初と最後の走査線
の時相のずれが無視できすくするという問題が生じてい
た。
この発明は上記のような従来のものの欠点に鑑みてなさ
れたもので、心臓のように周期的な運動を繰り返す部位
に対して、この動きに同期した信号を取り出し、数周期
分を1単位として、上記同期信号より作成したトリカ゛
信号によって同期させた、各周期の対応する時相におい
て、それぞれ周期によって異なる走査開始時点でもって
走査して得られた断層像を1:記数周期分重ね合わせる
ことにより、より走査密度の高い高品質の画質を会する
断層像を得ることのできる超音波断層装置を提供するこ
とを目的としている。
以下、この発明の一実施例について述べる。本実施例で
は、心臓を対象とし同JtlJ信号として心電図(EC
G)信号を用いる。また、3周期分を合成して1周期分
の断層像を作成するものとする。
第3図において、r、〜1″nはアレイ状超音波振動子
、(υ〜(8)はそれぞれ第1図の(1)〜(8)に相
当する回路、装置であり、パルス発生回路(2)、送信
遅延回路(3)、駆動回路(4)によってトランステ・
・ユーサ駆動手段剛か構成され、さらにプリアンプ(6
)、受信遅延回路(7)により受信手段(3]1が構成
されている。また、(11)は生体より取り出したEC
G信号の検出回路、 O21は心拍周期を数える心拍数
カウンタ、 131は周期か他と極端に異なる不整脈を
検出する回路(不整周期検出回路)であり、上記心拍数
カウンタ(12)と不整脈検出回路(13)によりカウ
ンタ回路(120)が構成されている。(岡は各周期間
で心時相を整合させるだめのトリ力“信号を発生する回
路である。また、121)は超音波ビームを偏向走査さ
せるために谷振動子r1〜rnに送る駆動パルスにJj
える遅延時間のデータを格納したメモリ%(22Iは上
記メモ’J (2Dのアドレスを制御するための回路、
の)は画像メモリ、1.24]は画像メモ’J t23
1への入力段のA/D変換器、關は画像メモリ1231
からの出力段のI) / A変換器、(2G)は画IW
メモリ因)のアドレスを制御するための回路である。一
方、So  はこれをターミナルXまたはYに接続して
表示装置(8)に表示すべき画像の切り換えを行なうス
イッチである。
次に動作について説明する。ます、生体から得られる第
4図(a)に示すようなECG信号λから、ECG信号
検出回路(11)により、Re、fに基ついて同図(b
)に示すようなig CG同期信号すを作成する。
同時に、心拍数カウンタtlZは%前記EGG同期信号
すのパルス数に応じて予め設定された周期数単位で計数
する。即ち、上記心拍数カウンタ112+の値は、1か
ら始まってlすつ増加し、最初に定めた合成すべき心拍
周期数3に達すると再び1にリセットされ、結局1.−
2.3. i、 2.3.と変化することとなる。この
除、不歪脈検出回路(131において、周期か他と極端
に異なるものは不整脈と判断してMiJ記カウンタの値
を増加させないでおく。こうすることによって、不整脈
と判断された周期はカウントされたことに/、(りす、
不整脈周期を除去することができる。
一方、前記ECG同期信号すと、オペレータにより与え
られる、R波よりどれだけ遅れた時相の断層1永を1心
拍周期の開始フレームにするかの情報とから、トリガ信
号発生回路−で第4図(C)に示すようなτ】時間遅れ
たパルス列Cが作られる。この時間τ、は同図に示す通
り、E−1CG同期信号すの立ち上がりからこのパルス
列Cの立ち下がりまでの時間で、ちる。このパルス列C
が谷心拍周期間での心時相の同期をとるための基準とr
lるトリガ信号である。
パルス発生回路(2)では前記トリガ信号に同期して第
4図(d)に示すような基準パルス列dを作成する。こ
の基準パルスの周期τ3は、超音波の送受に要する時間
や重子回路の動作時間等に基ついて定まっており、装置
に固有のものである。一方、前6己トリガ信号Cのパル
ス間隔はECG信号3に基ついたものであるため、この
ままでは両者の同期はとれlヨい。そこで2例えばトリ
力1g号のパルス[1Jτ2を%基準パルスの周期τ、
より太き(しておき、トリか信号の立ち上がりで基準パ
ルスをリセットし、トリガ信号の立ちFがりに同期して
基準パルスを発生させるようにすれば、1心拍周期内で
は基準パルスは常にトリカバ信号に同期していることに
なる。
以上のようにして作成した基準パルス列dは送信遅延l
al路(3)で超音波ビームを放射する走査角に応じた
遅延時間を与えられ、駆動回路14)へ送られる。この
際、上記基準パルス列dに与えられる遅延時間は、第4
図(e)に示すよう/、j、心拍数カウンタt121の
カウント値eに応じて各心拍周期別にあらかじめ定めら
れた超音波ビーム走査角に対応して定まっており、遅延
時間メモIJ t2]+内に遅延時間データとして蓄え
られている。
この走査角は例えは以−ドのようにして定める。
第5図に示すごとく1フレームにお+7るビーム走査範
囲が角度−〇s〜トθSであれは、3周ルー分の画像で
1周期分の断層像を合成するから隣合う走査1 線の間隔は第3図に示した場合の−すrlわち−A−θ
とflる。心拍数カウンタilZのカウント11r(が
i(g−1,2,3,)の時、第1番目の走査角〜、工
を ただし I −1〜N 、 N −2esleaのよう
に定めると、1心拍周期内では3本ごとの走査線を選ぶ
ことになる。したがって、上記カウント+mノが1から
3まで変化すれば、第3図に示した走査線密度の3倍の
走査線密度を持つ断層像が得られる。
以上のようにして定めた超音波ビーム走査角に対応した
遅延時間を遅延時間メモIJ t21+からアドレス制
御回路のにしたがって読み出し、送信遅延回路(3)で
この遅延時間に応じたパルス列を生成する。
駆動回路(4)では、前記パルス列に基づいてトランス
デユーサ(5)のアレイ状振動子′r、〜Tnを駆動し
、所定の方向へ超音波ビームを放射させる。
生体からの反射波は、同じ振動子′1′、〜Tnで受信
され、プリアンプ(6)で増幅されたのち受信遅延回路
(7)で合成される。合成された信号は、A/D変換器
(至)を通ってディジタルデータに変換され画像メモリ
の)に格納される。画像メモリ@は第6図に示すような
3次元マトリックス構造をしており、前記ディジタルデ
ータを格納すべきアドレスはアドl/ス制御回路(26
)からの指令をもとに選定される。
上記ディジタルデータの格納は次のようにして行なう。
1フレ一ム分の画像データはf;6図に示すアドレス空
間のij平面と平行な1平面上に格納し、図のに方向か
フレームの並び、1方向が1フレーム内での走査線の並
ひ、j方向か1走査線上での画像データの並びに対応す
るよう(こ、データを格納するアドレスを定める。この
際、i方向のデータ格納は心拍数カウンタflZの値7
 (#−1’、2゜3)によって第6図に示すように2
本とはしに行なうため、前記カウンタの値か1の心拍周
期内で1フレーム中の第1香目の走査線が格納されるべ
きi方向のアドレスをiとすると、 1−3(1−1)+ノ          (2)の関
係が成立する。以上のよう(こして3心拍分の画像デー
タを順次画像メモリのに格納することによって、3心拍
ことに3心拍分のii!iH&データか合成された走査
線密度の商い断層像か画像メモIJ 123)内に格納
されたことになる。
画(象の表示に際しては、スイッチSoをX側に倒すと
、従来の装置と同様受信遅延回路(7)から直接表示装
置(8)へ信号が送られ実時間での表示を行、なう。ス
イッチSoをY側に倒すと、画像メモリ内の内容がり、
/A変換器125)を介して赤示装首(8)に送られ、
3心拍ごとの走査線密度の高い断層像が表示される。
なお、上記実施例では合成する同期数を3周期としたか
、その他の周期数を用いてもよく、更に検査する対象に
応じて@記周期数を可変とすることもできる。
また、1−記実施例では、パルス発生回路からの出力で
ある基糸パルス列とトIJ H−・信号の同期をとるた
めに、トリカ゛信号のパルス巾を基準パルス列の1周ル
]より大きくシトリカ・・信号の立ち上がり/立ち一ト
かりて基準パルスをリセット/セットしていたか、その
他の方法で同期をとるようにしてもよい。
また、上記実施例では超音波ビームの走査角をのように
心拍周期別に領域分割して走査するように定めてもよい
更に、上記実施例では遅延回路を送信と受信とに分りで
構成したが、同一の回路で送信と受信の2つの機能を兼
用させるようにしてもよい。
また、」−記実施例ではセクタ形の電子走査の場合につ
いて述べたが、リニア形電子走査の場合にも本発明は適
用できる。
更に、−F、記実施例では生体内の部位の動きに同期す
る信号としてECG信号を選んだが、その他の手段、例
えは心音等を用いてもよ(、また、検査対象も心ル、我
に限らずその他の周期的な運動をする部位に対しても、
この運動に同ル1した信号をイ(Iることかできれは本
発明を適用することかできる。
以上のように、この発明によれば、周期的に運動する部
位の数周期分の断層像を各々同期をとって合成すること
によって従来のものより走査線イ;度の1萌い高品質な
断層像を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
一$1図は従来の超音波断層装置の回路構成図、第2図
は第1図の装置の動作説明図、第3図は本発明の一実施
例による超音波断層装置の回路構成図、第4図は第3図
の回路の谷部波形図1.第5図は第3図の装置dの動作
説明図、第6図は第3図の回路中の自律メモリの一購成
例を示す図である。 (5)・・・トランスデユーサ、(8)・・・表示装a
 、 ilD・・・ECG信号検出回路(生体の所定部
位の動きに同期した1g号を?(Iる手段) 、 t1
2+・・・カウンタ、 t131・・・心整脈(不整周
期)構出回路、(120)・・・カウンタ回路。 (陸・・・トリ方パ信号発生回路、121)・・・遅延
肋間メモリ、a+・・・画像メモリ、((資))・・・
トランスデユーサ駆動手段、+3]1・・・受信手段。 なお1図中同一符号は同−又は和尚部分を示す。 代理人   葛  野  信  − 第 2 図 O 261− に1本(本 一’ −’−’−+ e s 第5図 第6図 1フ「−ム分の虞\イ喧〒−タ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)生体に対し超音波を放射するとともに反射超音波
    信号を受信するトランスデユーサと、生体の周期的に運
    動する部位の動きに同期した信号を得る手段と、上記同
    期信号を予め設定された周期数単位で割数するカウンタ
    回路と2上記間期信号に基づいたトリカ゛信号を作成す
    るトリ力・・信号発生回路と、上記カウンタのカウント
    値に基づく遅延時間データを格納した遅延時間メモリと
    、上記トリ力・・信号入力に対し上記遅延時間メモリの
    遅延時間データたけ遅れて電子走査によって超音波を放
    射せしめるトランスデユーサ駆動手段と、上記トランス
    デユーサの受信信号を合成、処理し生体の所定部位の断
    層像情報を得る受信手段と、」二組カウント値によるア
    ドレス制御及び上記トリル・信号によるアドレス宙り御
    によって」―J己谷カウントイ直のすべての周期分の断
    層情報が同期して合成格納される自作メモリと、上記受
    信手段からの出力あるいは上記画像メモリからの出力を
    画像表示するための表示装置とを備えたことを特徴とす
    る超音波断層装置。
  2. (2)  上記カウンタ回路が、不整周期を検出する不
    整周期検出回路を含んでいることを特徴とする特許dI
    7求の1艶聞第1項紀賊の超音波断層装置。
JP22975882A 1982-12-28 1982-12-28 超音波断層装置 Pending JPS59120142A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03118709U (ja) * 1990-03-22 1991-12-06

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4878792A (ja) * 1972-01-24 1973-10-22
JPS5618853A (en) * 1979-07-24 1981-02-23 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic diagnosing device

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