JPS6080439A - 超音波画像記録装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波画像信号を保存し男手ずる超音波画像記
録装置に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

超音波診断装置としては、用いられる画像表示用のモニ
タ装置によシニ種類に分類される。

すなわち、Ｘ−Ｙモニタ（ｘ−ｙ掃引方式のモニタ）を
使用するもの、およびＴＶモニタ（テレビジョン走査方
式のモニタ）を使用するものの二つである。このうちＸ
−Ｙモニタを使用するタイプのものは、時系列で得られ
た超音波受信信号を表示させたいＸ、Ｙ座標位ｔδに対
応させてＣＲＴ　（陰極線管）の管面を発光させなけれ
ばならない。そのため、超音波受信信号の生体中での深
さ位置に対応する位置または表示座標系位置Ｘ、Ｙを発
生させる手段が必要となる。

また超音波受信信号を記録することは可能であるが、モ
ニタ装置での表示位置Ｘ、Ｙとの対応付けが困鉱である
。一方、ＴＶモニタタイプのものは時系列で倚られた超
音波受信信号を一度、画像メモリに記録し、テレビ走査
に合わせてこの画像データを読み出すものでめるが、こ
れをディジタル・スキャン・コンバータ（フレームメモ
リを有しこのフレームメモリに画像データを順次格納し
てゆくとともにこのフレームメモリ上のフレーム画像を
ＴＶ走査にしたかってこのフレームメモリよシ読み出し
、Ｔｖ＋ｍ１Ｍとして表示できるように変換する装置；
以下、ＤＳＣと称する）によシ芙況している。従って、
ＴＶ映像信号（コンポジット・ビデオ信号）をアナログ
式の録画装置でめるｖ′ｒａ　（ビデオ・ブーツ０レコ
ーダ）にｉ’Ｊ＠、＠己録し、再生することが可能でろ
るが、再生できる画像は記録された画像に限定され表示
フォーマットを再生時に変えることは不可能もしくは者
じるしい画像労化をもたらす。すなわち、これよシ、関
心領域部分のみの一体の裸示や関心領域部分の拡大画像
を表示させることができない。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであシ、超音
波画像をＶＴＲに記録することができ且つ、再生時に任
意の表示フォーマットで超音波画像をモニタ装置に表示
することができ、同時°にＵＣＧ　（Ｍモード）、ドツ
プラ情報を任意のスケールでライン・スキャン・レコー
ダ（走査線単位で連続して画素情報を記録紙に濃淡の画
像として記録してゆく記録装置）に記録できるようにし
てＵＣＧやドツプラ情報のモニタ表示やハードコピーな
ども得ることが出来るようにした超音波画像記録装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は上記目的を達成するため、超音波を送
信し、生体からの超音波反射波を受信して得た超音波受
信信号よシ超音波断層像を得てこれを画像表示手段に表
示するようにした装置において、前記超音波受信信号を
時系列の超音波画像信号として得てこの超音波画像信号
を一時蓄えるとともに所望の周期と時間でこれを読み出
すことのできるメモリと、このメモリよシ読み出された
超音波画像信号を受けてこれをテレビ映像信号における
帯域になるよう整合する手段と、この整合された超音波
画像信号にテレビジョン用の同期信号を付加し、コンポ
ジット・ビデオ信号化する手段と、このコンポジット・
ビデオ信号を録画し、また再生する録画手段と、この録
画手段により再生されたコンポジット・ビデオ信号を受
けてこれよシ前記同期信号と超音波画像イム−号とを分
離する手段と、この分離した超音波画像信号を帯域補正
して超音波受信時の信号に復元する手段とを備え、超音
波受信信号を帯域補正し、超音波画像信号化するととも
にテレビ・ゾヨ／用の同期信号を付加ｔ７てコンポジッ
ト・ビデオ信号化して後、ＶＴＲ等の録画手段に与えて
鎌画し、また、この録画手段よシ再生して得たコンポジ
ット・ビデオ信号は超音波画像信号と同期信号に分離し
、この分離した超音波画像信号に対して帯域補正して超
音波受信信号に復元するようにし、これによっていつて
も超音波受信時の信号として利用できるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明をする。

本発明は超音波を用いて生体の断Ｍｙ像やＵＣＧ　。

血流ドツプラ情報などをＣＲＴ　（Ｘ　−Ｙモニタ、Ｔ
Ｖモニタ等）に表示させる超音波診断装置において、表
示には無関係に超音波画像信号を汎用のＶＴＲ（ビデオ
・テープ・レコーダ）等のアナログ式の画像記録装置に
記録し、再生することて表示フォーマットを任意に設定
できるようろ にしたことをｆｉ−徴としていグ。

ＶＴＲは一般のＴＶ信号（コンポジット・ビデオ信号）
の録画／再生を行うものであるので、超音波画像信号を
信号変換操作（時間軸、振幅。

帯域等の調整）を施して録画を行う。そして、再生時に
は録画と逆の信号変換操作を行うととによシ、はぼ同じ
画像信号に復元することができる。またこの復元信号を
用いて表示フォー−マットに応じた信号変換操作を行え
ば関心領域の超音波画像を抽出または拡大して再生する
ことが可能である。本装置は超音波診断装置が有してい
る表示器（ｘ−ｙモニタの場合にはＸ、Ｙスイープ発生
回路、ＴＶモニタの場合にはＤＳＣ）を利用するため、
ｘ−ｙモニタ、ＴＶモニタなどの制約は受けずに実現で
きるものである。また、再生時にライン・スキャン・レ
コーダ（以下、ＬＳＲと称する）にＵＣＧを記録するこ
とを可能とする。

第１図は本発明による装置の構成を示すブロック図であ
る。図中１は超音波診断装置の基本構成部分すなわち本
体である。１１は超音波の送受を行う例えばアレイ形（
電子スキャン用）の超音波探触子（ｆローブ）で電気信
号−超音波の変換器として働く。またＪ２はこの超音波
探触子１１に対し超音波の送信信号を与えてこれを励振
させ、超音波の送信を行わせるとともにその送信超音波
によるエコーを捕らえて超音波探触子１１より出力され
る検出（＆号を受ける超音波送受信器でめシ、超音波を
一定周期で送信するための基準信号を発生する基準発１
言語、超音波受信係号を偏向、収束させ、また生体の超
音波載設特性を補正し、ｊ戯器等の特徴を抽出するため
の処理手段なども含まれている。１３はモニタ表示用の
係号を発生するモニタ表示用信号発生器であり、また１
４は超蒔波像を画像として表示する例えはＣＲＴによる
モニタ装置でりる。前記超音波送受信器１２で得られた
超皆波画像信号全前記モニタ衣示用１呂号発生器１３に
よシ各々の画素位置がモニタ装置１４の画面上の対応座
標位置となるように対応付けられた仮、モニタ装′ｌ？
ｉ１４に送ら！′Ｌ、画像として表示される。ＤＳＣを
使用する場合にはモニタ表示用信号発生器１３にて画像
情報をテレビ走育に対応させてＤＳＣのフレームメモリ
から、ｉＪｔみ出し、コンポノット・ビデオ信号として
モニタ装置１４に出力する。

Ｘ−Ｙモニタの場合にはモニタ表示用信号発生器１３に
てＸ−Ｙスイープ信号を発生させ、Ｘ−Ｙモニタに出力
させる。以上が前記本体の構成である。

また、２は超音波画像信号をＶＴＲ等によるアナログ式
の録画装置へ記録し、あるいは再生する際に必要とされ
る処理（時間軸、帯域、振幅等のＮＩ　Ｍ　）を行う超
音波画像記録再生器である。

またＸ　３はＴＶ映像信号を記録再生することが出来る
アナログ式の録画装置でありｚ’はＵＣＧやドツプラ情
報をハードコピーするためのＬＳＲ（ライン・スキャン
・レコーダ）である。

第２図に上記超音波画像記録再生装置２における超音波
画像記録部側部分の基本構成を示す。

図中２１）及び２ノ２はマルチプレクサである。

また、２２ノ及び２２２はそれぞれラインメモリである
。このラインメモリとは一超音波ビーム、尿上で得られ
た各深さ位置毎の超音波画像を１ライン分（１超音波ビ
一ム分）記憶するメモ１１１１　ゑ　２ 前記マルチプレクサ２１１および２１２はこれら２本の
ラインメモリ２２１および２２２の簀き込み、読み出し
の切シ換えを行うもので、２１１が入力側の切シ換え、
すなわち、書き込み側の選択切シ換え用に、また、２１
２は出力側の切ｐ換え、すなわち、読み出し側の切り換
え用に使用される。したがって、２１１が選択している
ラインメモリには書き込みが成され、２１２が選択して
いるラインメモリからは読み出しが行われる。そして、
これにより超音波のデータサンプリング周期とＴＶ映像
信号の周１す」のずれの補正および時間軸の変更をする
。２３は帯域制御フィルタであり、超晋波信号の帯域と
ＴＶ映像信号の帯域とのｇ合をとる。葦た２４はＴＶ信
号発生器で必シ、ノ須音阪信号の振幅調兼および各種ブ
ランキング信号を混合するものである。２５は超音波画
像記録部側における各ブロックのタイミングを制御する
タイミングコントローラであシ、前記マルチプレクサ２
１．１　、２７２の切シ換え制御、前記ラインメモリ２
２１．２２２に対するアドレス発生、ＴＶ同期信号Ｖａ
（垂直同期信号）、Ｈａ（水平同期信号）等を出力する
。

第３図は超音波画像記録再生器２における超音波画像再
生部側の構成を示すブロック図である。図中、２６はコ
ンポジット・ビデオ信号（録画装置３からの可生信＋ｉ
）を同期信号と映像信号に分離する分離器、２１１ａお
よび２１２ａはマルチプレクサであり、これらのうち前
者は畳き込み選択用、後者は読み出しぺ近用であって、
これらマルチプレクサ２１１ａ、　２１２　ａによシ前
記２本のラインメモリ２１１　ａ　、２１２ａのうち異
なる一方のメモリをそれぞれ選択させることによ１１込
み、読み出しの切シ換えを行い、これによシコンポジッ
ト・ビデオ信号と超音波画像表示のずれの４＋ｔｊ正お
よび時間軸の変換をさせている。３ａは補域ｉ’ＩＩＩ
Ｊ　ＭｌフィルタＴＶ映像信号と超音波信号の璧合をと
る。２５ａは上記超音波画像再生部側における各ブロッ
クのタイミングを制御するタイミング・コントローラで
あシ、ＴＶ同期信号ｖｄ、　Ｈｄを受け、マルチプレク
サの切シ換え−ラインメモリのアドレス発生、ＬＳＲ用
Ｙスイーグ発生のためのトリガ信号発生などを行う。

以上、超音波画像記録部部分と超音波画像書生部部分の
基本構成についてそれぞれ独立に述べたが、一般には記
録と再生とは同時に行えないので、マルチプレクサ、ラ
インメモリ等は共通化しても上記構成には支障を来さな
い。

次に上記構成の本装置の作用について説明する。超音波
画像信号として断層像（Ｂモード）。

ＵＣＧ　（Ｍモード）およびドラグラ情報が時分割され
た状態で超音波送受信器１２から出力されるとする。超
音波の送受信は一定周期（例えば２５０μ５ｅｃ）で行
われるので、一周期分の超音波画像が一単位のデータと
なる。この一周期分のデータは途中で区切ったシするこ
とは出来ない。そこで、一単位分のデータを記憶するこ
とができるメモリ容量のラインメモリ２２ノ。

２２２のうちの一方をマルチプレクサ２１１によ、！２
選択してそのラインメモリに超音波探触子１１よシ検出
された受信信号の一連のデータを一単位分、連続して暑
き込む。このとき、他方のラインメモリはマルチプレク
サ２１’２によシ選択されて読み出し状態になっている
。次にマルチプレクサ２１２の切シ換えによシ新データ
が−Ｊかれているラインメモリは読み出し状態になる。

また、読み出し状態にあったラインメモリはマルチプレ
クサ２１１によシ選択されて曹き込み状態になる。

ここで、前記ラインメモリからの読み出しはＴ　Ｖ　信
号のタイミングで行われるため、１ライン分のデータは
ＩＨ（１水平掃引時間；６３．５μｓｅｃあるいＵ６４
．０μ５ｅｃ）のうちブランキングを除いた時間内に読
み出される。このため超音波に対し、ラインメモリから
の絖み出１７信号は約４倍、周波数が而くなってしまう
。

一方、録画装置であるＶＴＲの周波数帯域は十分に高く
はないので、周波数軸上の処理を行うは残しながらデー
タの周波数を下げる処理を帯域制御フィルタ２３によシ
行う。その後、振幅を調整し同期信号Ｈａ　＝　■ｄｆ
混合することによことによシ超音波画像信号を記録する
ことができる。

上記原理によシ録画された超音波画像１１号は沓生時に
次のような動作によ９元の信号に後元される。すなわち
、録画装置（ＶＴＲ）　３より再生された超音波のコン
ポジット・ビデオ信号は初めに同ノν」信号・映像信号
分離器２６により映像信号と同期信号に分離されこの分
離された同期信号ｖｄ、　Ｈｄはタイミングを制御する
タイミングコントローラへ送られて、マルチプレクサ２
１１ａ、２１２ａの切シ換え、ラインメモリ２２１ａ、
２２２ａのアドレス発生用のトリガおよびＬＳＲ用Ｙス
イープ信号のトリガに用いられる。

一方、分離された映像信号はマルチプレクサ２１１ａに
よシラインメモリへ前記１８分を１単位として送られ、
このラインメモリに書き込まれる。１８分、誉き込まれ
ると次にマルチプレクサ２１２ａが切シ換えられて、こ
のラインメモリが選択され、これによシラインメモリは
読み出しの状ｇになる。この読み出しは表示装置側の制
約に合わせたクロックで行う。

一般には超音波診断装置の動作速度に合わせる。このと
き、録画装置（ＶＴＲ）　３の周波数特性およびライン
メモリの書き込みと読み出しのクロックの走によシライ
ンメモリの出力信号の周波数帯域のずれを生ずる。これ
を補正するために帯域制御フィルタ２３を設け、また輪
郭強調などの信号処理を施すことによって超音波原信号
と同程度のレベルまで復元する。

こうして得られた超音波復元信号を同期信号ｖｄ、　Ｈ
ｄと共にモニタ捏示用信号発生器２４に送ることによｆ
ｉ　ＤＳＣあるいはＸ、Ｙフィー１発生によってモニタ
装置２４に表示させることが可能となる。

ここで、帯域制御フィルタ２３よシ出力された超音波復
元信号は基本的には超音波原信号と同じものなので、必
要に応じて表示フォーマットを任意に変えることができ
る。また、タイミングコントローラ２５ａによシ制御さ
れて動作するＬｌ用Ｙスイーゾ発生回路２７によシ同期
信号Ｈｄに同期したスイープ信号が作られるので、これ
と超音波復元信号を記録装置（ＬＳＲ）　４に送ること
によシ、録画装置（ＶＴＲ）　３の、再生時にＵＣＧお
よびドツプラ情報を鮮明なるノ・−ト９コピーとして得
ることができるようになる。

更に、上記作用の応用例として診察中の１７画面を記録
し、余剰ラスタにＵＣＧまたはドツプラ情報を上記記録
方法で記録し、再生時にＵＣＧ筐たはドツプラ情報とＴ
Ｖ映像信号を分離して診察部位をモニタしながら診断上
重要と思われる任意の時間、位置のＵＣＧおよびドツプ
ラ・清報を上記再生方法によｐ　ＬＳＲノ＼−トコビー
として記録することも可能となる。

以上詳述したように本発明は超音波画像信号を時間軸変
換、帯域制御、振幅変換などを施してコンポジットビデ
オ信号化し、録画装置（ＶＴＲ等）に記録し、かつ再生
時にはこのコンポジットビデオ信号について同期信号を
分離し、時間軸変換、帯域制御、振幅変換などを施すよ
うにしたことによシ超音波原信号に復元して利用するこ
とができるので記録診察時と同様に任意の表示フォーマ
、トを設定することができ、同時にＵＣＧおよびドツプ
ラ情報の記録／再生もできるのでこれらの力、【狛明な
ＬＳＲハードコピーを得ることも可能になる。

なお、木兄ｌ：ｌｌ′１は上記し且つ図面に示す笑ｉＪ
市例に限定することなくその要旨を変更しない範囲内で
適宜変形して実施できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上計速したように本発明は、超音波を送信し、生体か
らの超音波反射波を受信して得た超音波受信信号よシ超
音波断層１ぼを得てこれを画像表示手段に表示するよう
にした装置において、前記超音波受信信号を時系列の超
音波画像信号として得てこの超音波画像信号を一時蓄え
るとともに所望の周期と時間でこれを読与出すことので
きるメモリと、このメモリよシ読み出された超音波画像
信号を受けてこれをテレビ状像信号における帯域になる
よう整合する手段と、この整合された超音波画像（Ｔｈ
号にテレビジョン用の同期信号を付加し、コンポジット
・ビデオ信号化する手段と、このコンポジット・ビデオ
信号を蜂画し、また再生する録画手段と、この録画手段
によシ再生されたコンポジット・ビデオ信号を受けてこ
れよシ前記同期佃号と超音波画像信号とを分離する手段
と、この分離した超音波画像信号を帯域補正して超音波
原信号の信号に復元する手段とを備え、超音波受信信号
を帯域補正し、超音波画像信号化するとともにテレビジ
ョン用の同期信号を付加してコンポジットビデオ信号化
して後、７１８号の録画手段に与えて録画し、また、こ
の録画手段よシ再生して得たコンポジット・ビデオ信号
は超音波画像信号と同期信号に分離し、この分離した超
音波画像信号に対して帯域補正して超音波受信信号に復
元するようにしたので、再生すればいつでも超音波受信
時の信号として利用できるようにな探、従って、関心領
域部分のみの表示をしたシ、その部分の拡大像を表示す
るなど表示フォーマットを任意に変更したり、所望の処
理をした）して利用することが出来る他’Ｉ　ＵＣＧや
ドック０う情報を同様にコンポジット・ビデオ信号化し
て録画しておけばいつでもこれを利用して表示したシ、
ハードコピーしたシすることが出来るようになるなどの
喝、徴をゼする超音波画像記録装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
超音波画像記録器の基本構成を示すブロック図、第３図
は超音波画像再生器の基本構成−を示すブロック図であ
る。 Ｊ・・・超音波診断装置、２・・・超音波画像記録再生
器、３・・・録画装置、１ノ・・・超音波探触子（７″
ローフ′）、１２・・・超音波送受信器、１３・・・モ
ニタ表示用信号発生器、１４・・・モニタ表示装置、２
３．２３ａ・・・帯域制御フィルタ、２４・・・ＴＶ信
号発生％’Ｅ、２５　＋　２５　ａ・・・タイミングコ
ントローラ、２６・・・同期信号、映像化号分ｔｉｌｔ
（、器、２７・・・ＬＳＲ用Ｙスイープ発生装置、２）
１゜２１２、’２）ｌｈ＋２１２ａ−マルチプレクサ、
２２１．２２２，２２１ａ、’２２２ａ・・−ラインメ
モリ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波を送信し、生体からの超音波反射波を受信して得
   た超音波受信信号よシ、超音波断層像を得てこれを画像
   表示手段に表示するようにした装置において、前記１１
   ｆｌ音波受信信号を時系列の超音波画像信号として得て
   この超音波画像信号を一時蓄えるとともに所望の周期と
   時間−でこれを読み出すことのできるメモリと、このメ
   モリよシ読み出された超音波画像信号を受けてこれをテ
   レビ映像信号における帯域になるよう整合する手段と、
   この整合された超音波画像信号にテレビジョン用の同期
   信号を付加し、コンポノット・ビデオ信号化する手段と
   、このコンポジット・ビデオ信号を録画し、また再生す
   る録画手段と、この録画手段により再生されたコンポノ
   ット・ビデオ信号化プ上てこれよシ前記同期信号と超音
   波画像信号とを分離する手段と、この分離した超音波画
   像信号を帯域補正して超音波受信時の信号に復元する手
   段とを備えたことを特徴とする超音波画像記録装置。