JPS6157017B2

JPS6157017B2 -

Info

Publication number: JPS6157017B2
Application number: JP53151690A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shimizu
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1986-12-04
Also published as: JPS5578943A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、スキヤナの振動子から放射される超
音波ビームをスキヤニングし、生体内などの被検
物からのエコーにより断面像を陰極線管上に描写
するための超音波診断装置に関するものである。
さらに詳しくは、リアルタイムで画像を表現でき
るという電子スキヤナの利点と、分解能にすぐれ
ているという機械的複合スキヤナの利点とを兼ね
備えた超音波診断装置に関するものである。

一般に超音波診断装置のうち特にパルス反射法
とは、振動子から発射された超音波パルスが、物
体に反射して戻つてくるときに反射体の距離によ
つてその時間の差があることを利用した検査方法
である。しかるに、被検物の断層像を得るには、
第１図に示すような電子走査方式と第２図に示す
ような機械走査方式がその代表例として存在す
る。すなわち、第１図の電子走査方式とは、振動
子１を多数並設した電子スキヤナ２を、グリース
３を介して生体４に密着固定し、振動子１を順次
高速に電子的に走査させるものである。この方法
は、後述の機械的走査に比し高速の走査ができる
ので、被検物５としては心臓などの運動している
臓器をリニアタイムで見ることができるという利
点がある。しかしながらこの電子スキヤナは、発
射される超音波が一方向だけであること、各振動
子１の間隔が粗いことなどの理由で分解能（解像
度）が悪いという欠点がある。これに対し、機械
走査方式は、例えば第２図に示す複合走査方式の
ように、Ａ位置で１個のスキヤナ２を被検物５に
向け、支点６を中心にして扇状に走査するいわゆ
るセクタ走査を行い、さらに、このＡ位置からＢ
位置に平行移動すなわちリニア走査してここで再
びセクタ走査を行い、同様にＣ位置でも走査をす
る方法である。このような複合走査方式は、走査
時間を長くすれば超音波の目の粗さが解消され、
かつ異なる方向から発射するので被検物５の背部
まで検出でき、したがつて、分解能にもすぐれて
いる。しかるに、機械的走査では、１枚の断層像
を得るのに数秒程度を必要とし、したがつて、運
動している臓器をリアルタイムで見ることができ
ず、かつその断層像も不正確になるという欠点が
ある。

本発明は、このような点に鑑み、電子走査方式
と機械的複合走査方式との両者の長所を合せ持つ
ようにしたものである。すなわち、多数の振動子
を並設した２以上の電スキヤナを、これらの電子
スキヤナから方射される超音波ビームが互いに交
差するように設定し、これらの電子スキヤナのそ
れぞれの振動子から順次超音波パルスを発射し、
その振動子から発射された超音波パルスが物体で
反射したきたエコー信号を陰極線管で表示するよ
うにしたものである。したがつて、分解能にすぐ
れ、かつリアルタイムで画像を表現できるもので
ある。さらに、中央処理装置に、記憶装置を接続
しておくことにより、スキヤニングした画像をい
つでも表示できるように記憶しておくことが可能
である。

以下、本発明の実施例を第３図以下の図面に基
き説明する。

第３図において、１０_１，１０_２…は電子スキ
ヤナで、この電子スキヤナ１０_１…の前面には、
使用目的によつて異なるが巾１〜２mm、長さ10mm
程度の振動子１１…が多数並設されている。この
電子スキヤナ１０_１…は互いに単独で移動できる
ように設けられている。それぞれの電子スキヤナ
１０_１…の相互の位置関係を検出するために、ポ
テンシヨメータ２３_１，２３_２，２３_３を主体と
する後述の位置検出回路が設けられている。

つぎに、これらの電子スキヤナ１０_１…を制御
するための回路を第４図について説明する。

１０_１…は、前記電子スキヤナで、それぞれの
振動子１１…には、高周波パルス発生装置として
のパルサ１５…が接続され、これらのパルサ１５
…の作動タイミングは、中央処理装置（以下
CPUという）１６により制御されるようになつ
ている。また、振動子１１…は、それぞれエコー
信号を通過せしめるスイツチング回路１７_１…に
接続され、これらのスイツチング回路１７_１…の
開閉タイミングもまた前記CPU１６によつて制
御されるようになつている。このスイツチング回
路１７_１…は、増巾器１８_１…、モード信号処理
回路１９_１…からなる受信回路２０_１…を経てＺ
軸制御回路２１に接続され、さらに陰極線管（以
下CRTという）２２のＺ軸端子へ接続されてい
る。

前記それぞれの電子スキヤナ１０_１は…、第３
図に示したポテンシヨメータ２３_１…を主体とす
る位置検出回路１４_１…に接続され、これらの位
置検出回路１４_１…は、Ｘ軸およびＹ軸信号発生
回路２４_１…を介して、Ｘ軸およびＹ軸制御回路
２５，２６に接続され、さらに前記CRT２２の
ＸおよびＹ軸端子へ接続されている。前記Ｘ軸お
よびＹ軸信号発生回路２４_１…は、前記CPU１
６に接続され、このCPU１６によりＺ軸とＸ，
Ｙ軸とのタイミングを合せるための制御がなされ
るようになつている。

前記CPU１６には、また、スキヤニングした
画像信号を記憶するため、ランダムアクセスメモ
リ（以下RAMという）２７、リードオンリーメ
モリ（以下ROMという）２８を接続するととも
に、Ｚ軸制御回路２１とは、アナログ・デジタル
変換回路（以下Ａ／Ｄという）２９を、Ｘ軸およ
びＹ軸制御回路２５，２６とは、それぞれアドレ
ス回路３０，３１を介して接続しする。そして、
出力端子３２は、デジタルスキヤンコンバータ
（図示せず）等の記憶装置に接続される。

つぎに本発明の作用を説明する。

各電子スキヤナ１０_１…を被検物１３に指向さ
せると、ポテンシヨメータ２３_１…を主体とする
位置検出回路１４_１…からそれぞれの電子スキヤ
ナ１０_１…の指向位置に応じた信号が送り出さ
れ、Ｘ軸およびＹ軸信号発生回路２４_１…から
は、Ｚ軸とタイミングを合せられてＸ軸およびＹ
軸信号が出力され、それぞれの制御回路２５，２
６を経てCRT２２に送られる。

一方、電子スキヤナ１０_１…の各振動子１１…
には、パルサ１５…からの高周波パルスが送られ
るが、ROM２８のプログラムに応じたCPU１６
からの制御信号によつてタイミングが設定され
る。例えば、第１電子スキヤナ１０_１では、最初
からｍ番目までの複数個の振動子１１を１組とし
て同時に駆動して超音波パルスを発信し、かつエ
コー信号を受信し、つぎに、第２電子スキヤナ１
０_２に移り、同様にこの第２電子スキヤナ１０_２
の最初からｍ番目までの複数個の１組による発信
と受信を行い、さらに第３電子スキヤナ１０_３と
順次走査した後、再び第１電子スキヤナ１０_１に
戻つて１つずらした２番目から（ｍ＋１）番目ま
での複数個の振動子の発振および受信を行い、以
下同様に操返す。

超音波パルスは、被検物１３の音響的不連続部
分よりエコーが発生し、このエコー信号は、スイ
ツチング回路１７_１…を通過し、受信回路２０_１
…の増巾器１８_１…で増巾された後、モード信号
処理回路１９_１…によつて、Ａモード、Ｂモー
ド、Ｍモードなどの所定のモード信号にて処理さ
れ、Ｚ軸制御回路２１を介してCRT２２に加え
られる。CRT２２では、電子スキヤナ１０_１…
の位置変更に応じてＸ軸とＹ軸とがすでに調整さ
れているため、スキヤニングされた画像は、異つ
た複数方向から走査されたにも拘らず正確に表示
される。

Ｚ軸制御回路２１からの信号は、Ａ／Ｄ２９か
らCPU１６を介してRAM２７に記憶される。こ
のとき、電子スキヤナ１０_１…の位置変更は、Ｘ
軸およびＹ軸制御回路２５，２６からアドレス回
路３０，３１を経てCPU１６にアドレス信号が
送り込まれ映像信号のアドレスを指定する。これ
らの信号は、出力端子３２からデジタルスキヤン
コンバータ等の記憶回路老に記憶され、必要に応
じて再生される。

前記実施例では、各電子スキヤナ１０_１…の走
査順序として１つの例を挙げたがこれに限定され
るものではなく、ROM２８に記憶されたプログ
ラムの内容に応じ目的によつて選択することがで
きる。また、CRT２２がシングルビーム形であ
る場合、電子スキヤナ１０_１…は、所定の時間的
間隔で走査して表示するようにするが、CRT２
２がダブルビーム形であつて、電子スキヤナ１０
_１…が２個である場合には、２つの電子スキヤナ
１０_１…を同時に走査して同時に表示することも
できる。

本発明は、上述のように構成したので、電子走
査方式よりも解像度すなわち分解能においてすぐ
れ、しかもリアルタイムで画像を表現することが
でき、したがつて、特に動いている臓器の診断に
は好適である。また、各電子スキヤナ１０_１…を
被検物１３の形状、大きさ、深さなどに応じて位
置変更すると、ポテンシヨメータ２３_１…を主体
とする位置検出回路２３_１…を主体とする位置検
出回路１４_１…からそれぞれの電子スキヤナ１０
_１…の指向位置に応じた信号が送り出され、Ｘ軸
とＹ軸信号発生回路２４_１…からは、Ｚ軸とタイ
ミングを合せられたＸ軸信号とＹ軸信号が出力さ
れ、それぞれの制御回路２５，２６を介して陰極
線管２２に送られる。したがつて、被検物１３が
肋骨などの障害物の内側であつても、各電子スキ
ヤナ１０_１…のうちのいくつかは肋骨の間に臨ま
せて超音波を発射させることができ、また、被検
物１３の形状が極めて複雑であつても、その形状
に合せて位置を変えて密着できるので超音波を被
検物１３に向つて充分に走査でき、必要かつ充分
な画像をリアルタイムで、しかも解像度よく得る
ことができる。さらに、映像信号を記憶できるよ
うにすることにより、必要に応じて再生でき、利
用価値を増大せしめることができるなどのすぐれ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電子走査方式の説明図、第２
図は従来の機械的複合走査方式の説明図、第３図
は、本発明に係る走査方式の１実施例を示す説明
図、第４図は、本発明による実施例を制御するた
めの回路のブロツク図である。１０_１〜……電子スキヤナ、１１……振動子、
１３……被検物、１４_１〜………位置検出回路、
１５……パルサ、１６……中央処理装置
（CPU）、１７_１〜……スイツチング回路、１８
_１……増巾器、１９_１〜……モード信号処理回
路、２０_１〜……受信回路、２１……Ｚ軸制御回
路、２２……陰極線管（CRT）、２３_１〜……ポ
テンシヨンメータ、２４_１〜……Ｘ軸およびＹ軸
信号発生回路、２５……Ｘ軸制御回路、２６……
Ｙ軸制御回路、２７……ランダムアクセスメモリ
（RAM）、２８……リードオンリーメモリ
（ROM）、２９……アナログ・デジタル変換回路
（Ａ／Ｄ）、３０，３１……アドレス回路、３２…
…出力端子。

Claims

【特許請求の範囲】１多数の振動子を並設してなる複数の電子スキ
ヤナを、これらの電子スキヤナから放射される超
音波ビームが互いに交差するように設定し、これ
らの電子スキヤナのそれぞれの振動子に、高周波
パルスを発生する装置を接続するとともに、エコ
ー信号の通過を制御するスイツチング回路を接続
し、前記高周波パルス発生装置とスイツチング回
路に、スキヤニングのタイミングとエコー信号の
通過のタイミングとを制御する中央処理装置を接
続し、前記スイツチング回路に、エコー信号を増
巾し所定のモード信号に処理する受信回路を接続
し、この受信回路に、Ｚ軸制御回路を介して陰極
線管を接続し、前記複数の電子スキヤナは、指向
方向を変更可能なように構成されるとともに、そ
の変更量を検出するための位置検出回路に結合
し、この位置検出回路は、Ｘ軸およびＹ軸信号発
生回路、ＸおよびＹ軸制御回路を介して前記陰極
線管に接続し、前記Ｘ軸およびＹ軸信号発生回路
は、前記Ｚ軸制御回路によるＺ軸と前記Ｘおよび
Ｙ軸制御回路によるＸ，Ｙ軸とのタイミングを合
せるため中央処理装置に結合してなることを特徴
とする超音波診断装置。２陰極線管は、シングルビーム形からなり、同
一部位に対するそれぞれの電子スキヤナによる異
なる方向からのエコー信号をわずかな時間差をも
つて表示してなる特許請求の範囲第１項記載の超
音波診断装置。３陰極線管は、ダブルビーム形からなり、同一
部位に対して同時にスキヤニングした２つの電子
スキヤナによる異なる方向からのエコー信号を同
時に表示してなる特許請求の範囲第１項または第
２項記載の超音波診断装置。４中央処理装置に、Ｚ軸制御回路をアナログ・
デジタル変換回路を介して接続するとともに、リ
ードオンリーメモリおよびランダムアクセスメモ
リを接続し、スキヤニングした画像を記憶するよ
うにした特許請求の範囲第１項、第２項または第
３項記載の超音波診断装置。