JPS62192147A - 電子走査型超音波診断装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電子走査型超音波診断装置、特に深さ方向の一
つの直線上を複数回走査して一つの走査線を得ることに
より画像を構成するようにしたセクタ型の電子走査型超
音波診断装置に関するものでる。

〔発明の技術的背景〕

電子走査型超音波診断装置においては、送信及び受信時
にフェイズドアレイ振動子に適切な遅延時間を与えて駆
動することにより１走査線上の任意のある深さに焦点を
絞ることができる。そして、セクタ型のものにおいては
更に走査線のステアリングも行うようになっている。

ところで、ある深さに焦点を絞った場合、その焦点を絞
ったところとその近傍では方位分解能が良いが、それ以
外の位置では方位分解能が悪くなる。従って、このよう
な走査線群により構成される一つの画像は全体としては
充分な分解能を持つとはいえない。そこで、全体として
の分解能を高めるために１本の走査線を複数回の走査で
走査する送信方法が用いられている。その方法について
第４図に従って説明する。

即ち、１本の走査線Ａ。（ｎ＝１．　２．−１’）の始
点Ｓから比較的近い位置にあるａ点に焦点を絞りＳとａ
との２点間の区間■の画像を第１回目の走査により得る
。次に、第２回目の走査ではＳから中距離にあるｂ点に
焦点を絞りａとｂとの２点間の区間■の画像を得る。そ
して、第３回目の走査では始点Ｓから遠距離にあるＣ点
に焦点を絞りｂとＣとの２点間の区間■の画像を得る。

この例では３回の走査により一つの深さ方向の直線上を
走査しており、−直線上に３つの焦点が存在しているの
で近距離から遠距離まで分解能をより高くすることがで
きる。ここで、このように送信をした場合においては区
間■、■の画像を得るためには送信超音波が■、■の区
間に到達するに要する時間（待ち時間）が必要である。

即ち、１回目の走査ではｔ　ｓ　／　３で良いが、２回
目の走査では２ｔｓ／３．３回目の走査ではｔ、の走査
時間が必要である。

以上のような走査により得た画像をテレビモニターに映
すために最近においてはＤＳＣが使用されている。この
ＤＳＣは走査画像をデジタル的に記憶しそれを標準テレ
ビジョン（ビデオ）信号に変換したうえでテレビモニタ
ーへ送出するもので、この働きにより上記の複数走査に
よる画像の切れ目、継ぎ目が不自然にならないように画
像を構成できるようになっている。ところで、第４図か
らも明らかなように、セクタ走査の場合近距離では走査
線密度が高いが遠距離になるほどその密度が低くなり走
査線間の隙間が目立つ。そこで、ＤＳＣではこの走査線
の間にデータ補間により擬似走査線Ｂ。をつくりでだし
て画像を高分解能化している。

以上のような手段により方位分解能が全体的に良好で密
度の高い画像を得ようとしている。

上述した複数回の送信走査は具体的には第５図（Ａ）に
示すようにして行なわれている。同図において、Ｒはコ
ントロール信号を示し、ｆｏｒ　ａで示す区間でａ点に
焦点を絞った送信駆動をし、ｆｏｒ　ｂでｂ点に焦点を
絞った送信駆動をし、ｆｏｒＣでＣ点に焦点を絞った送
信駆動をする。Ｓは受信信号を示し、輝線の太い区間■
、■１■、■。

■、・・・に受信をする。第５図（Ｂ）は複数送信走査
をしない場合（１回走査の場合）を示し、同図（Ａ）に
示す複数走査の場合と走査時間を比較すると１回走査の
場合より３回走査の場合の方が走査時間が２倍に長くな
る。しかし、走査時間が２倍になっても超音波の体内音
速は不変であるので必然的に画像のフレーム数が低下す
ることになる。

例えば深さｄが１５ａｎまで走査する場合において音速
Ｖを１５３０ｍ／ｓとすれば１走査時間ｔ。

（ｔｓ−２ｄ／ｖ）は約２００μｓとなる。そしてコン
トロールに要する時間も、、を３０μｓとすれば１本の
走査線当りの走査時間は２３０μｓとなる。従って、１
画像を１２０本の走査線（数ｎ）で構成したとすればフ
レーム数Ｆ、、は次式で表ねされる。

ＦＩ、＝＝□ （ｔｉ＋ｔ１）・ｎ 従って、１回走査の場合１秒当りのフレーム数は３６枚
であるが、３回走査によれば、■ となり、１秒当りのフレーム数Ｆ、、が１７枚にも低下
する。ちなみに、２回走査にした場合にはそれが２３枚
に、４回走査にした場合にはそれが１３枚になる。

〔発明の目的〕

ところで、セクタ型超音波診断装置は主として循環器系
の診断を対象としており、心臓あるいはその弁等激しく
動く器官の動画像を扱う。従って、１秒当りのフレーム
数が少ないと動画が静止画のこま送りのようになって現
われることになり、正確に器官の動きを把握することが
できなくなる。

一般に動画が自然な動きで見えるフレーム数は３０枚／
Ｓ以上である。従って、分解能を改善するために一つの
直線上を複数回走査する走査方式は動画の画質を低下さ
せてしまうという欠点を有している。

しかして、本発明は動画の画質を低下させることなく一
つの直線上を複数回走査する複数回走査を行なうように
することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明はフェイズドアレ・イに
焦点をかけた送信駆動を与える手段と、深さ方向の１走
査線上の画像を複数回の送信と時分割された複数回の受
信走査の合成により得る手段と、上記各送受信毎に焦点
深さを変更させる手段と、上記各走査毎に走査時間を変
更させる手段とを備えた電子走査型超音波診断装置にお
いて、走査線毎に走査線を構成する走査の回数を変更す
るようにしたことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図示実施例に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例の走査方式を示すものであり
、第２図（Ａ）、　　（Ｂ）は本発明の走査方式と従来
の３回走金力式のタイムチャートを示すものである。

本発明の電子走査型超音波診断装置は第１図に示すよう
に近距離焦点ａの走査を間引いて複数回走査を行うもの
である。本実施例においてはある深さ方向の直線（走査
線）ＡＩについては２回の走査で走査し、その隣の走査
線Ａ２については近距離焦点ａの区間■の走査を行わず
遠距離焦点すの区間■走査のみ行う。このように、走査
線ＡＩ＋Ａ３　、Ａ３．・・・については近距離焦点ａ
の区間■についても遠距離焦点すの区間■についても走
査を行うが、走査線Ａ、２　、　Ａ４．・・・について
は近距離焦点ａの区間■の走査を省略し遠距離焦点すの
区間■走査のみ行う。ところで、このような走査方式に
よれば近距離における走査線密度が２分の１になり、情
報量が減ることになるが、近距■のところはもともと走
査線密度の高いところであるのでそこで間引きをしても
遠距離のところにおける走査線密度よりも低い走査線密
度になるわけではない。従って、間引きをしても画像が
全体的に著しく低分解能になるという訳ではない。しが
も、その間引きによって走査時間の短縮を図ることがで
き、単位時間当りのフレーム数の増加を図ることができ
るという利点が生じる。この点についてより詳細に説明
すると次のとおりである。

即ち、セクタ画像では遠距離のところの走査線密度が低
いため補間処理を行っているが、逆に近距離では走査線
密度が高く、特に極めて近距離では走査線が重なってい
る。つまり、画像の重ね書きのため、得られたデータが
無駄になっている。

第３図に示すように、垂直方向の走査線Ａ６（１が４０
０ｐｉｘで描かれ、ｎが１２０本でセクタ角が９０゛の
ときは互いに隣り合う走査線どうしは９０’／１２０＝
０．７５°の角度を成している。

ゆえに、セクタ像の中心線を成す垂直な走査線Ａ、６６
とその隣りの走査線Ａｂ、とでは第３図で示すように４
００ｐｉｘ　Ｘ　ｔａｎ　０．７５Ｖ　＝　５．２ｐｉ
ｘの距離が最下点間で生じる。しかし１００ｐｉｘの点
（１／４の深さ）でば１００ｐｉｘ　Ｘｔａｎ　０．７
５°ｊ−１，３ｐｉｘの距離しか離れない。ちなみに、
２００ｐｉｘのところ、即ち半分の距離のところでも走
査線間の距離は２．６ｐｉｘにしかならない。従って、
近距離のところでは走査線密度が徒らに高くなりすぎて
データの無駄が生じているといえるのである。そこで、
近距離焦点の走査線を間引いてデータの無駄がないよう
にすることにより実質的な画質低下を招くことなく１秒
当りのフレーム数を増そうとするのである。

第１図に示すような走査方式と従来の２回走全方式とを
走査に要する時間について比較すると、第２図（Ａ）、
　　（Ｂ）から明らかなように一つのフレーム当りの走
査時間を短くすることができる。

即ち、各走査線について２回の走査をした場合〔第２図
（Ｂ〕〕には、その１秒当りのフレーム数Ｆｎは前述の
とおり２３枚であった ■ （Ｆ、、＝１／　［（−ｔ、＋ｔｓ＋２ｔ、）ｘ１２０
１２３枚／ｓ）が第１図に示した方式によれば、 ｔ（Ａ、、）　”　　ｔ、　＋　ｔｉ　＋２ｔｒ、　ｔ
（Ａｎ−＋）　＝　ｔｓ　”　Ｌｒであるので、 Ｆ、、＝４／　（（−ｔ、＋ｔ、＋ｔ、＋３ｔ、）ｘ１
２０／２）一２８枚／Ｓ となり、１秒当りのフレーム数が５枚も増すことができ
る。

従って、本発明により遠距離における分解能と近距離に
おける分解能との差を少な（し画像の全体的な分解能の
向上を図りつつ１秒当りのフレーム数の向上を図ること
ができ、動きの激しい器官の診断に適する。即ち、静止
画についてはフレーム数が多いことよりも走査線情報の
多いことの方が重要であるが、動画像については走査線
情報が多いことよりもフレーム数の多いことの方が重要
性が大きい。従って、近距離におけるもともと高すぎる
走査線密度を適度な近距離走査の間引きによって若干低
下させてもフレーム数を増加させることは動画像につい
て非常に好ましいことである。

そして、間引きによる若干のデータネ足もＤＳＣによっ
て補うことができ得る。

尚、第１図に示した実施例においては、２回走査を基調
とし１回おきに近距離焦点の区間の走査を省くものであ
ったが、３回走査を基調としても良いし、それ以上の多
数回走査を基調としても良い。

また、例えば３回走査をする場合においては、走査線密
度と走査回数に応じて例えば近距離焦点の区間の走査に
ついては１走査線毎に間引き、中距離の区間の走査につ
いては２走査線毎に間引くというように種々の間引き法
が考えられる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、走査線毎に走査
線を構成する走査の回数を変更するようにしたので、近
距離の区間の走査を適宜間引くことができ、それによっ
て１秒当りのフレーム数を画質の著しい低下を招くこと
なく増すことができ、動画像の処理に適合させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の走査説明図、第２図（Ａ）
は第１図に示した走査についてのタイムチャート、同図
（Ｂ）は従来の２回走査についてのタイムチャート、第
３図は走査線密度が深さにより異なることを示す説明図
、第４図は従来の３回走全方式の走査説明図、第５図（
Ａ）は第４図で示した走査についてのタイムチャート、
同図ＣＢ）は１回走査についてのタイムチャー１・であ
る。 Ａ、−Ａ、・・・走査線、Ｂ　ｌ　””　Ｂ　（ＪＬ−
１１・・・補間走査線、ａ、ｂ、ｃ・・・深さの異なる
焦点、Ｓ・・・始点、ｄ・・・深さ、■、■、■・・・
走査区間、Ｒ・・・コントロール信号、Ｓ・・・受信信
号、［ｏｒａ””ｆｏｒｃ・・・駆動コントロール区間
、１．・・・コントロールに要する時間、ｔ、・・・走
査時間、Ａｆｉ・・・走査線の期間、Ａ６゜・・・セク
タ中央の走査線、Ａ６１．Ａ６□・・・他の走査線、・
・・・書込みｐｉｘ　％　Ｘ・・・非古込みｐｉｘ　６
第　　１　図 （Ａ） （Ｂ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フェイズドアレイに焦点をかけた送信駆動を与える手段
   と、深さ方向の１走査線上の画像を複数回の送信と時分
   割された複数回の受信走査の合成により得る手段と、上
   記各送受信毎に焦点深さを変更させる手段と、上記各走
   査毎に走査時間を変更させる手段とを備えた電子走査型
   超音波診断装置において、走査線毎に走査線を構成する
   走査の回数を変更するようにしたことを特徴とする電子
   走査型超音波診断装置。