JPS62189054A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、超音波を利用して被検体の診断部位について
断層画像を得る超音波診断装置に関し、特に循環器等の
動きのあるものの画像についてその動きの成分のみを抽
出して表示できる超音波診断装置に関する。

従来の技術 従来の超音波診断装置は、第４図に示すように、探触子
１と、超音波送受信部２と、デジタルスキャンコンバー
タ（以下ｒＤＳＣＪ　と略称する）３と、テレビモニタ
４とを有して成っていた。そして、上記探触子１から被
検体の診断部位に対して超音波を送受信し、上記診断部
位からの反射エコーの信号を超音波送受信部２で処理し
てＤＳＣ３にエコー信号を送出し、ＤＳＣ３では上記エ
コー信号をデジタル化して内部のフレームメモリ５に断
層画像のデータを書き込み、このフレームメモリ５から
読み出したデータを゛ビデオ信号作成器６でＤ／Ａ変換
して、テレビモニタ４に断層画像を表示していた。

ここで、従来は、テレビモニタ４に表示される断層画像
を見易くするためにスムージング処理を行っていた。す
なわち、フレームメモリ５に収集した複数フレームの断
層画像、例えばｎ番目のフレームと（ｎ−１）番目のフ
レームの画像を使って足し算すると共にこれらの平均を
求め、これによりノイズを除去して画像を見易くしてい
た。この場合、被検体の診断部位についての断層画像が
静止画像のときはよいが、循環器系たとえば心臓などの
ように動きのあるものの画像のときは、上記のようにス
ムージング処理を施すと、ある動きをする前と動いた後
の画像がボケてしまい、却って見にくくなるものであっ
た。そこで、心臓などのように動きのあるものの断層画
像を表示するときは、操作パネルのキースイッチ等を操
作して上記のスムージング処理を行わないようにしてい
た。

発明が解決しようとする問題点 従って、このような超音波診断装置においては、動きの
あるものの画像の場合は、収集した画像データがそのま
ま表示されることとなり、何ら動きのある部分について
の画像を見易くするための処理は施していないものであ
った。このことから、診断部位の動きに応じである動き
をする前の状態の画像と、動いた後の状態の画像とがそ
のまま刻々と変化して表示されるだけであり、その動き
のあるものの画像の動きの成分のみを抽出して、該部分
の動き方やその動きの移動量だけを直接表示することは
できなかった。従って、検査者は１表示画像を１！察し
ながら、動く前の画像と動いた後の画像とをそれぞれ頭
の中に記憶し１両者の画像のイメージを比較して心臓の
弁などの動き方や移動量を把握しなければならなかった
。すなわち。

このような診断には多くの経験と熟練とを要するもので
あり１診断効率も低いものであった。そこで、本発明は
このような問題点を解決することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、超音波を送信
および受信する探触子と、この探触子に対して駆動パル
スを送出して超音波を発生させると共に受信した反射エ
コーの信号を処理する超音波送受信部と、この超音波送
受信部からのエコー信号をデジタル化して内部のフレー
ムメモリに断層画像のデータを書込み読出すデジタルス
キャンコンバータと、このデジタルスキャンコンバータ
からの出力信号を入力して断層画像を表示するテレビモ
ニタとを有する超音波診断装置において、上記デジタル
スキャンコンバータの内部に、それぞれ１画面分のデー
タを時系列で格納するフレームメモリを複数個設けると
共に、これらフレームメモリの出力側に各フレームメモ
リから出力される時系列のデータを入力してそれらの間
でそれぞれ差分処理を施す差分処理器を設けたことによ
ってなされる。

実施例 以下１本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用
して被検体の診断部位について断層画像を得るもので、
探触子１と、超音波送受信部２と、デジタルスキャンコ
ンバータ（ＤＳＣ）３と、テレビモニタ４とを有して成
る。上記探触子１は、機械的または電子的にリニア走査
、セクタ走査等を行って超音波を送信及び受信するもの
で。

図示省略したがその中には超音波の発生源であると共に
反射エコーを受信する振動子が内蔵されている。

また、超音波送受信部２は、上記探触子１に対して駆動
パルスを送出して超音波を発生させると共に受信した反
射エコーの信号を処理するもので、送信信号発生器７と
、送受信切換器８と、受信信号処理器９とからなる。上
記送信信号発生器７．は。

後述のＤＳＣ３の制御回路１５からの信号によって駆動
され、超音波を送信するための高電圧の駆動パルスを発
生するものである。送受信切換器８は、上記探触子１か
ら超音波を送信させたり１反射エコーを受信するのを切
り替えるもので、送信信号発生器７からの駆動パルスを
探触子１へ送出または停止するのを切り替えるようにな
っている。

受信信号処理器９は、上記探触子１で反射エコーを受信
し電気信号に変換されたものを入力して、この信号を増
幅すると共に所要の信号処理をするものである。

前記ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２からのエコー信
号を入力してデジタル化し、内部のフレームメモリに断
層画像のデータを書き込んだり読み出すもので、Ａ／Ｄ
変換器１０と、バッファメモリ１１と、ビデオ信号作成
器１４と、制御回路１５とを有している。上記Ａ／Ｄ変
換器１０は、超音波送受信部２からのエコー信号を入力
してデジタル信号に変換するものである。上記バッファ
メモリ１１は、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル化された信
号を一時的に記憶し、フレームメモリの書込みのタイミ
ングに同期して読出しを行うタイミング変換用のメモリ
である。上記ビデオ信号作成器１４は、ＤＳＣａ内で処
理された画像データをＤ／Ａ変換してビデオ信号を作成
するものである。

上記制御回路１５は、ＤＳＣａ内の各構成要素の動作を
制御する信号を送出するものである。

また、テレビモニタ４は、上記ＤＳＣ３からの出力信号
を入力して断層画像を表示するものである。

ここで１本発明においては、上記ＤＳＣ３の内部に、複
数個のフレームメモリ、例えば第一のフレームメモリ１
２ａと、第二のフレームメモリ１２ｂが設けられると共
に、これらのフレームメモリ１２ａ、１２ｂの出力側に
は差分処理器１３が設けられている。上記第−及び第二
のフレームメモリ１２ａ、１２ｂは、それぞれ１画面分
のデータを時系列で格納するもので、上記バッファメモ
リ１１の出力側に第一のフレームメモリ１２ａが接続さ
れ、この第一のフレームメモリ１２ａの出力側に第二の
フレームメモリ１２ｂが接続されている。また、上記差
分処理器１３は、各フレームメモリ１２ａ、１２ｂから
出力される時系列のデータを入力してそれらの間でそれ
ぞれ差分処理を施し、これにより動きのあるものの画像
についてその動きの成分のみを抽出するもので、上記フ
レームメモリ１２ａ、１２ｂの出力側とビデオ信号作成
器１４との間に設けられている。

次に、このように構成された本発明の超音波診断装置の
動作について、第２図及び第３図を参照して説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように。

ＤＳＣａ内の制御回路１５からのフレームスタートの信
号Ｓ１により、超音波送受信部２内の送信信号発生器７
から高電圧の駆動パルスＰを発生する。この駆動パルス
Ｐは、送受信切換器８を介して探触子１へ入力し、その
探触子１内の振動子（図示省略）を駆動する。これによ
り上記探触子１から被検体の診断部位に向けて超音波が
送信される。次に、上記診断部位から反射された反射エ
コーは、上記探触子１で受信されて電気信号に変換され
る。この電気信号は、送受信切換器８を介して受信信号
処理器９へ入力する。そして、その内部のプリアンプ等
で増幅されると共に所要の信号処理が加えられ、エコー
信号８つとして出力される。次に、このようにして超音
波送受信部２から出力されたエコー信号Ｓ２は、ＤＳＣ
３内のＡ／Ｄ変換器１０へ入力し、デジタル信号Ｓ３に
変換される。そして、このデジタル信号Ｓ、は、一旦バ
ッファメモリ１１へ格納され、第２図（ｂ）に示すよう
に、撮像フレームの画像のデータｎ。

とされる。その後、このバッファメモリ１１のデータｎ
、は第一のフレームメモリ１２ａに転送され、このフレ
ームメモリ１２ａには、第２図（Ｑ）に示すように、あ
る時刻における１画面分のデータｎ。が書き込まれる。

次に、その次のフレームスタートの信号Ｓ工′　（第２
図（ａ）参照）により次のフレームの画像を撮像し始め
るが、このときまず、上記第一のフレームメモリ１２ａ
に蓄えられた画像データｎ。を、第２図（ｄ）に示すよ
うに、第二のフレームメモリ１２ｂに全部転送する。そ
して、これと同時に、上記第一のフレームメモリ１２ａ
には、第２図（ｃ）に示すように、バッファメモリ１１
に格納されている次の撮像フレームの画像のデータｎｔ
（第２図（ｂ）参照）が転送されて書き込まれる。すな
わち、この第一のフレームメモリ１２ａには、他の時刻
における１画面分のデータロ工が書き込まれることとな
る。

従って、第２図から明らかなように、このタイミングに
おいては、第一のフレームメモリ１２ａには現時点の画
像のデータｎ１が格納され、第二のフレームメモリ１２
ｂには一つ前の時点の画像のデータｎ０が格納され、両
方で２画面分のデータが時系列で格納されている。

次に、このような状態で、第一のフレームメモリ１２ａ
は画像データロ工を、第二のフレームメモリ１２ｂは画
像データｎ。をそれぞれ出力し、これらのデータｎ。ｌ
　ｎｉは差分処理器１３へ入力する。そして、この差分
処理器１３は、第二のフレームメモリ１２ｂのデータｎ
０と第一のフレームメモリ１２ａのデータｎ０との間で
差分をとり、第２図（ｅ）に示すように、（ｎｏ−ｎよ
）という差分信号を作成する。従って、該差分処理器１
３により、上記２画面分のデータのうち静止している部
分のデータは消え、動きのある成分のみのデータが残り
、（ｎｏ　　ｎｌ）という画像のデータが出力される。

例えば、第３図に示すように１診断部位が心臓であると
し、心筋１６の部分は動かないが、心壁は収縮したり拡
張したりするとする。

そして、第二のフレームメモリ１２ｂに格納された一つ
前の時点の画像データｎ、における心壁１７ｂは拡張し
ており、第一のフレームメモリ１２ａに格納された現時
点の画像データｎ１における心壁１７ａは収縮している
とする。これらのデータｎ。、ｎ工が差分処理器１３へ
入力して差分をとられると、その出力画像のデータ（ｎ
ｏ　　ｎｔ）においては、静止している心筋１６の部分
は消え、動いている心壁１７’ａ、１７ｂの部分のデー
タだけが残る。次に、上記差分処理器１３から出力され
た画像データ（ｎｏ　　ｎｔ）は、ビデオ信号作成器１
４へ入力してビデオ信号に変換され、この出力信号Ｓ４
がテレビモニタ４へ入力してその画面に断層画像が表示
される。このとき、第３図の右図において斜線を付した
領域のみが明るく表示され、この部分により心壁１７ａ
、１７ｂの動き方やその動きの移動量が直接表示される
こととなる。

以後、この動作を第２図に示すように各フレームごとに
繰り返すことにより、診断部位の動きの成分のみを抽出
してリアルタイムで断層画像が表示される。

なお、第１図においては、１画面分のデータを時系列で
格納するフレームメモリを二個設けた場合を示したが、
本発明はこれに限らず、三個以上設けてもよい。

発明の効果 本発明は以上説明したように、ＤＳＣ３の内部に、それ
ぞれ１画面分のデータを時系列で格納するフレームメモ
リ１２ａ、１２ｂを複数個設けると共にこれらの出力側
に差分処理器１３を設けたので、この差分処理器１３に
より上記各フレームメモリ１２ａ、１２ｂから出力され
る時系列のデータの間でそれぞれ差分処理を施し、各フ
レームメモリ１２ａ、１２ｂの画像データのうち静止し
ている部分のデータを消し、動きのある成分のみのデー
タを残すことができる。従って、例えば循環器等の動き
のあるものの画像についてその動きの成分のみを抽出す
ることができ、該部分の動き方やその動きの移動量を直
接画面に表示することができる。このことから、検査者
は、表示画像をｗｔ察するだけで例えば心臓の弁などの
動き方や移動量を直接把握することができ、正確に診断
ができると共に診断効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図、第２図はフレームメモリへのデータの格納と
差分処理器の動作を示すタイミング線図、第３図は差分
処理器における差分処理の一例を示す説明図、第４図は
従来の超音波診断装置を示すブロック図である。 １・・・探触子 ２・・・超音波送受信部 ３・・・デジタルスキャンコンバータ ４・・・テレビモニタ １２ａ・・・第一のフレームメモリ １２ｂ・・・第二のフレームメモリ １３・・・差分処理器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波を送信および受信する探触子と、この探触子に対
   して駆動パルスを送出して超音波を発生させると共に受
   信した反射エコーの信号を処理する超音波送受信部と、
   この超音波送受信部からのエコー信号をデジタル化して
   内部のフレームメモリに断層画像のデータを書込み読出
   すデジタルスキャンコンバータと、このデジタルスキャ
   ンコンバータからの出力信号を入力して断層画像を表示
   するテレビモニタとを有する超音波診断装置において、
   上記デジタルスキャンコンバータの内部に、それぞれ１
   画面分のデータを時系列で格納するフレームメモリを複
   数個設けると共に、これらフレームメモリの出力側に各
   フレームメモリから出力される時系列のデータを入力し
   てそれらの間でそれぞれ差分処理を施す差分処理器を設
   けたことを特徴とする超音波診断装置。