JPS61199844A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、超音波診断装置に係り、特に、同一被検体の
超音波像の再現性を向上させ、例えば。

組織の経時変化等を観測する技術に適用して有効な技術
に関するものである。

〔背景技術〕

超音波受波信号を増幅する受波増幅器のゲイン補正口１
＆（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　Ｔｉｍｅ　Ｃｏｍｐｅｎ
ｓａｔｉｏｎ　：以下。

単にＳＴＣという）を利用した従来の超音波診断装置は
、■超音波探触子を受波する反射波全体に対応する受波
増幅器全部の感度調ＩＩ（ＧＡＩＮ感度調！り、■超音
波探触子の近傍からの反射波の受波に対応する受波増幅
器だけの感度調整（ＮＥＡＲ感度調整）、■遠方（深部
）からの反射波の受波に対応する受波増幅器だけの感度
調整（ＦＡＲ感度調整）等に分けて適切な画像を得るよ
うにしている。そして、同一被検体において、経時変化
、例えば所定時間経過後においても同一ゲイン設定値で
計測するために、それぞれの受波増幅器のゲイン補正を
行うボリュームの設定値を表示し、記録している。

また、深さを所定間隔で分割し、それぞれの区分毎に受
波増幅器のゲイン設定器を設けてそれぞれに適正なゲイ
ンを設定するプログラマブル・タイム・ゲイン・コンペ
ンセイション（ＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＴｉ＋ｍｅ　Ｇ
ａ１ｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　：以下、単にＰＴ
ＧＣ）方式がある。この方式は、例えば、心臓検査時に
おける弁、心臓の壁、血液等の動きのある部分に着目し
、その部分のみを計測し適切な画像を得るためのもので
ある。

しかながら、このようなＰＴＧＣ方式によるゲイン補正
回路を用いた超音波診断装置では、設定したゲイン値を
表示して記録する点については配慮されていなかった。

本発明者は、例えば、脂肪、筋肉、骨格等は。

人それぞれ異なっているので、均一的なゲイン設定では
良好な画像データが得られない、そこで。

このような被検体、特に、組織の硬化状態等の性質を検
出するためには、経時変化を観測する必要があることを
見い出した。この組織等の経時変化をａｍするには、被
検体の超音波探触子がらの深度に応じたゲイン調整がで
きるＰＴＧＣ方式を用い、同一被検体の前回の検査時の
受波増幅器のゲイン値を表示し、記録しておき、そのゲ
イン値を次回の検査時の受波増幅器のゲイン値として設
定することにより、実現できることを見い出した。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、受波増幅ゲイン補正を行うようにした
超音波診断装置において、各受波増幅器のゲイン設定値
を被検体の超音波探触子からの一定深度ごとに表示し、
同一被検体の超音波像の再現性の向上をはかることがで
きる技術を提供することにある。

本発明の目的は、受波増幅ゲイン補正をＰＴＧＣ方式を
用いて行う超音波診断装置において、各受波増幅器のゲ
イン設定値もしくは被検体の超音波探触子からの一定深
度ごとのゲイン設定値を表示し、同一被検体の超音波像
の再現性の向上をはかることができる技術を提供するこ
とにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は本明
Ｊ１１の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、受信された超音波反射信号を増幅する時に、
超音波の反射部位の深度及び反射強度を補正する受波増
幅ゲイン補正回路を有する超音波診断装置において、そ
れぞれのゲイン設定値を表示する第１の表示手段もしく
はそれぞれのゲインを被検体の超音波探触子からの一定
深度ごとに表示する第２の表示手段を設け、又は前記第
１及び第２の表示手段を設けたことにより、同一被検体
の超音波像の再現性の向上をはかることができるように
したものである。

〔発明の構成〕

以下９本発明の構成について、実施例とともに説明する
。

なお、実施例を説明するための全図において。

同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返し
の説明は省略する。

〔実施例〕

まず、本実施例の原理を説明する。

ＰＴＧ（ｌ設定する各ゲイン補正値設定器からの電圧値
を時分割でアナログ・デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換
という）シ、数値データとしてキャラクタ表示回路に記
憶させる第１の表示手段と、各ゲイン補正値設定器で設
定された補正値をスムージングし、被検体の超音波探触
子からの一定深度に対応するクロックパルスによりＡ／
Ｄ変換し。

数値データとしてキャラクタ表示回路に記憶させる第２
の表示手段の面表示手段もしくは片方の表示手段だけを
選択して超音波像と同画面上に表示する。

第１図乃至第３図は１本発明をＰＴＧＣ方式を用いたゲ
イン補正回路を有する超音波診断装置に適用した一実施
例を説明するための図であり、第１図は、その超音波診
断装置の概略構成を示すブロック図、第２図は、各ＰＴ
ＧＣからゲイン補正値を表示する第１の表示手段である
第１図に示すパラレル・シリアルデータ変換回路の詳細
な構成を示すブロック図、第３図は、第２の表示手段で
あるゲインカーブから被検体の超音波探触子からの一定
深度ごとのゲイン補正値を表示する回路の詳細構成を示
すブロック図、第４図は、第３図における主な部分での
タイミングチャートである。

第１図乃至第３図において、１は超音波探触子であり、
この超音波探触子１で被検体に向けて超音波ビームを放
射し、被検体で反射された超音波を受波して電気信号に
変換するものである。この受信信号はＢモード走査制御
回路２ａによって所定の振動子からの受信信号のみが選
択されるようになっている。それぞれの受波信号は遅延
回路２ｂで整相され、受波増幅回路２ｃで後で詳しく述
′　　べるＰＴＧＣ群３で設定されたゲインカーブに基
づいて増幅されるようになっている。この増幅された信
号は検波回路２ｄで検波され、Ａ／Ｄ変換回路２ｅを通
り、デジタル・スキャン・コンバータ（以下、単にＤＳ
Ｃという）部５に供給されるようになっている。このＤ
ＳＣ部５では、入力信号はラインメモリ回路５ａに一度
記憶され、超音波像表示回路５ｂに送られて表示画像信
号に変換されるようになっている。この表示画像信号は
、合成回路５Ｃに入力される。

また、前記ＰＴＧＣ群３は、例えばボリューム等からな
るＰＴＧＣを多数個設けたものであり、それらによって
各受波増幅回路２Ｃのゲインカーブを設定するものであ
る。このＰＴＧＣ群３で設定された電圧は、増幅ｒ／ｉ
３Ａ乃至３Ｎで増幅された電圧値３ａ乃至３ｎのうち、
一方はゲインカーブ発生回路４ａに入力され、被検体の
超音波探触子からの深度ごとにゲインが設定されて、ス
ムージングされるようになっている。このスムージング
されたゲインカーブは、深度別ゲイン値収集回路４ｂで
設定した深度間隔ごとにゲインカーブの電圧値をＡ／Ｄ
変換し、それを表示するか否かを決めるスイッチＳＷＡ
を通過した後にキャラクタ表示回路５ｅへ送られるよう
になっている。

前記電圧値３ａ乃至３ｎのうち、他方は超音波信号のブ
ランキング時間等で動作するパラレル・シリアルデータ
変換回路４Ｃへ供給され、パラレルになっている電圧値
３ａ乃至３ｎをシリアルデータに変換した後、Ａ／Ｄ変
換され、スイッチＳＷＡと同機能を有するスイッチＳＷ
Ｂを通過してキャラクタ表示回路５ｅへ送られるように
なっている。

そして、超音波像表示回路５ｂより得られた信号とキャ
ラクタ表示回路５ｅより得られた信号は。

合成回路５Ｃで合成され、テレビモニタ等の表示装置６
の表示画面上に超音波像６ａとゲイン補正値６ｂとして
同時に表示されるようになっている。

次に、前記各ＰＴＧＣで設定されたゲイン値を表示する
第１の表示手段について第２図を用いて詳細に説明する
。

前記パラレル・シリアルデータ変換回路４Ｃは。

第２図に示すように、マルチプレクサ回路４Ｃ１゜Ａ／
Ｄ変換回路４ｃ２．カウンタ等からなる選択回路４ｃ３
．Ａ／Ｄ変換パルス発生回路４ｃ４からなっている。前
記選択回路４ｃ３は、超音波像のブランキング時間等に
中央処理装置（以下、単にＣＰＵという）５ｄから表示
用パルスが入力されると、Ｑａ乃至Ｑｎの信号を出力す
るようになっている。

そして、各ＰＴＧＣ群３からの電圧値３ａ乃至３ｎは、
マルチプレクサ回路４ｃｌの各端子に常に供給されよう
になっており、超音波像のブランキング時間等にＣＰＵ
５ｄから表示用パルスが選択回路４ｃ３に入力されると
、選択回路４ｃ３から信号Ｑａ乃至Ｑｎを出力してマル
チプレクサ回路４ｅｌに与えれようになっている。その
マルチプレクサ回路４ｃｌの出力は表示用パルス間隔ご
とに３ａ、３ｂ、３ｃ・・・３ｎと切の換わり、　Ａ／
Ｄ変換回路４ｃ２に入力されてＡ／Ｄ変換され、シリア
ルデータとしてスイッチＳＷＢに送られるようになって
いる。

次に、各々ＰＴＧＣで設定され起ゲイン値だけでなく、
ゲインカーブより被検体の超音波探触子からの一定深度
ごとのゲイン値を表示する第２の表示手段について、第
３図及び第４図を用いて詳細に説明する。

第３図において、４ａ１はマルチプレクサ回路。

４ａ２はスムージング回路、４ａ３は深度別ゲインデー
タ選択回路、４ｂｌはＡ／Ｄ変換回路、４ｂ２はラッチ
回路、４ｂ３は深度別ゲイン値収集パルス発生回路、４
ｂ４は深度間隔設定回路である。

第４図において、（ＳＢ）はシステムブランク信号、（
Ａ）はＰＴＧＣ別ゲイン信号、（Ｂ）はゲインカーブ、
（Ｃ）は深度別ゲイン値収集パルス、（Ｄ）は深度別ゲ
イン信号である。

前記第２の表示手段の構成は、第３図に示すように、各
ＰＴＧＣ群３によって設定された電圧値３ａ乃至３ｎは
、それぞれ有効深度があらかじめ設定されているので、
マルチプレクサ回路４ａｌと深度別ゲインデータ選択回
路４ａ３により時分割されたシリアルデータのＰＴＧＣ
別ゲイン信号（Ａ）となるようになっている。これをス
ムージング回路４ａ２により波形成形してゲインカーブ
（Ｂ）が得られるようになっている。このゲインカーブ
（Ｂ）に対し、どういった深度ごとのゲイン値を抽出す
るかを設定する深度間隔設定回路４ｂ４によって決めら
れた間隔ごとに、深度別ゲイン値収集パルスＣＣ）が深
部別ゲイン値収集パルス発生回路４ｂ３によってつくら
れ、この基準パルスをもとにＡ／Ｄ変換回路４ｂｌでＡ
／Ｄ変換され、ラッチ回路４ｂ２を通りスイッチＳＷＡ
に送られるようになっている。この信号をデジタル・ア
ナログ変換すると第４図の（Ｄ）に示すような波形の深
度別ゲイン信号が得られるようになっている。

次に、本実施例の超音波診断装置の動作を第１図乃至第
４図を用いて簡単に説明する。

第１図において、超音波探触子ｌで得られた受信信号は
、Ｂモード走査制御回路２ａによって所定の振動子から
の受信信号のみが選択される。それぞれの受波信号は、
遅延回路２ｂで整相された後、受波増幅回路２ｃでＰＴ
ＧＣ群３で設定さられたゲインカーブに基づいて増幅さ
れる。この増幅された信号は、検波回路２ｄで検波され
、Ａ／Ｄ変換回路２ｅでデジタル信号に変換され、ＤＳ
Ｃ部５に入力される。入力された信号は、ＤＳＣ部５の
ラインメモリ回路５ａに一旦記憶して超音波像表示回路
５ｂに送られる。

また、前記ＰＴＧＣ群３で設定された電圧値３ａ乃至３
ｎは、ゲインカーブ発生回路４ａ及びパラレル・シリア
ルデータ変換回路４ｃに入力される。

ゲインカーブ発生回路４ａでは、被検体の超音波探触子
からの深度ごとに設定されて、スムージングされる。ス
ムージングされたゲインカーブは。

深度別ゲイン値収集回路４ｂで設定した深度間隔ごとに
ゲインカーブの電圧値をＡ／Ｄ変換し、それを表示する
か否かを決めるスイッチＳＷＡを通過した後にキャラク
タ表示回路５ｅへ送られる。

また、パラレル・シリアルデータ変換回路４ｃでは、超
音波信号のブランキング時間等で動作するマルチプレク
サ回路４ｃｌへ供給され、パラレルの信号３ａ乃至３ｎ
をシリアル信号に変換した後。

Ａ／Ｄ変換され、スイッチＳＷＡと同機能を有するスイ
ッチＳＷＢを通過してキャラクタ表示回路５ｅへ送られ
る。

そして、超音波像表示回路５ｂで得られた信号とキャラ
クタ表示回路５ｅで得られた信号は１合成回路５ｃで合
成され、表示装置６の画面上に超音波像６ａとゲイン補
正値６ｂとして同時に表示される。

以上の説明かられかるように、本実施例によれば１次の
効果を得ることができる。

（１）ＰＴＧＣ方式を用いた受波増幅器のゲイン設定回
路を有する超音波診断装置において、前記受波増幅回路
の各ゲイン設定器のそれぞれのゲイン設定値を表示する
第１の表示手段を設けることにより、設定されたゲイン
と表示画像を同一画面で観測し、かつ記録することがで
きるので、異なる被検体の構造物に応じて適正な受波増
幅器のゲイン調整を行うことができる。

例えば、脂肪質、筋肉、骨格等は人それぞれ異なってい
る。このような人それぞれ異なる被検体であっても、前
述の第１手段を設けることにより、被検体の超音波探触
子からの深度に応じたゲイン調整、被検体に応じたゲイ
ンｍ１１を容易することができるので、良好な画像を得
ることができる。

（２）前記（１）により、同一被検体の超音波像の再現
性を著しく向上させることができる。

（３）前記（２）による再現性の向上に伴ない被検体の
超音波像の経時変化を観測、かつ記録することにより、
表示又は記録画像の輝度又は濃度変化から組織の硬化度
を推定することができる。

例えば、肝臓の検査においては、脂肪層、筋肉等におけ
る超音波減衰量が測定ゲインによって異なると、経時的
変化があるにもかかわらず、検出できないことがあり、
これによって誤診することがある。前記本実施例によれ
ば、これを防止することができる。

（４）被検体の超音波探触子からの一定深度ごとのゲイ
ン値を表示する第２の表示手段により、異なる被検体に
おける組織の硬化度を推定することもできる。

（５）前記（１）乃至（４）により、診断精度の向上を
はかることができる資料を提供することができる。

以上本発明を一実施例にもとづき詳細に説明したが、本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を変更しない範囲内で種々変形例を包有すること
は言うまでもない。

例えば、第２の表示手段はＰＴＧＣを使用した超音波診
断装置だけに限定されるものではなく、ＳＴＣを使用し
ている超音波診断装置でもゲイン設定値を表示画面上に
表示することもできる。この方式を利用すれば、ＳＴＣ
を用いた装置とＰＴＧＣを利用した装置で得られた超音
波像の互換性がうまれ、両者の超音波像を比較する上に
おいても重要な効果が得られる。

また、前記実施例においては、第３図の深度間隔設定回
路４ｂ４をキーボードからの入力により種々の間隔を設
定できるような回路構成にしてもよい。この場合には１
表示画面上でのゲイン設定値を表示する位置もその深度
間隔に応じて変化させなけ九ばならないが、これにより
計測者が知りたい深度におけるゲイン補正値を知ること
ができるという効果を得ることができる。

さらに、キャラクタ表示回路５ｅに超音波探触子条件等
を加えることにより１表示された超音波像の横にゲイン
補正値を表示することも可能で。

設定したゲイン補正値と超音波像の輝度関係を知ること
ができるという効果が得られる。

〔効果〕

以上説明したように１本発明によれば、以下に述べる効
果を得ることができる。

（１）受波増幅器のゲイン設定回路を有する超音波診断
装置において、ゲイン設定器のそれぞれのゲイン設定値
を表示する第１の表示手段及び被検体の超音波探触子か
らの一定深度ごとのゲイン値を表示する第２の表示手段
を設けることにより。

再現性の向上をはかることができるので、被検体の超音
波像の経年変化をｓｉｎ、かつ記録することができ、表
示又は記録画像の輝度又は濃度変化から組織の硬化度を
推定することができる。

（２）前記（１）により、異なる被検体の構造物に応じ
て適正な受波増幅器のゲイン調整を行うことができるの
で、異なる被検体の構造物の組織の硬化度を推定するこ
とができる。

（３）ＰＴＧＣ方式を用いた受渡増幅器のゲイン設定回
路を有する超音波診断装置において、ゲイン設定器のそ
れぞれのゲイン設定値を表示する第１の表示手段と、被
検体の超音波探触子からの一定深度ごとのゲイン値を表
示する第２の表示手段のうち少なくとも一つを設けるこ
とにより、設定されたゲインと表示画像を同一画面でａ
ｍし、かつ記録することができるので、異なる被検体の
構造物に応じて適正な受波増幅器のゲイン調整を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＰＴＧＣ方式を利用したゲイン補正値が表示
可能な超音波診断装置のブロック図、第２図は、第１の
表示手段であるパラレル・シリアルデータ変換回路の構
成を示すブロック図、第３図は、第２の表示手段である
ゲインカーブより一定深度毎のゲイン補正値を表示する
回路の構成を示すブロック図、 第４図は、第３図における主な部分でのタイミングチャ
ートである。 図中、１・・・超音波探触子、２・・・超音波検波回路
、２ａ・・・Ｂモード走査制御回路、２ｂ・・・遅延回
路。 ２ｃ・・・受波増幅回路、　２ｄ・・・検波回路、　２
ｅ・・・Ａ／Ｄ変換回路、３・・・ＰＴＧＣ群、４・・
・ゲイン補正値表示回路、４ａ・・・ゲインカーブ発生
回路、４ｂ・・・深度側ゲイン値収集回路、４ｃ・・・
パラレル・シリアルデータ変換回路、５・・・ＤＳＣ部
、５ａ・・・ラインメモリ回路、５ｂ・・・超音波像表
示回路、　５ｃ・・・合成回路、　５ｄ・・・ＣＰｔＪ
、５ｅ・・・キャラクタ表示回路。 ６・・・表示装置、６ａ・・・超音波像、６ｂ・・・ゲ
イン補正値。である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信された超音波反射信号を増幅する時に、超音
   波の反射部位の深度及び反射強度を補正する受波増幅ゲ
   イン補正回路を有する超音波診断装置において、それぞ
   れのゲイン設定値を超音波探触子からの一定深度ごとに
   表示する表示手段を具備したことを特徴とする超音波診
   断装置。
2. （２）受信された超音波反射信号を増幅する時に、超音
   波の反射部位の深度及び反射強度を補正するＰＴＧＣ方
   式受波増幅ゲイン補正回路を有する超音波診断装置にお
   いて、それぞれのゲイン設定値を表示する第１の表示手
   段又はそれぞれのゲインを超音波探触子からの一定深度
   ごとに表示する第２の表示手段を具備したことを特徴と
   する超音波診断装置。