JPS6221535B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波診断装置に関し、主としてデイ
スプレー上に表示された断層像を写真撮影する機
能を備えた超音波診断装置を対象とする。

周知のように超音波診断装置は超音波ビームを
生体に向けて発射し、生体内の音響的異質物より
反射された超音波エコーを受信し、このエコーの
強度に基づいてCRTなどに輝度変調をかけエコ
ーの位置を表示し、このような操作を前記超音波
ビームを少しずつ移動させながら繰り返すことに
より生体の断層像を得る装置である。更に、近年
超音波ビームの方向を機械的、又は電子的に高速
で変えることにより、リアルタイムの断層像を得
るようにした超音波診断装置を普及して来てい
る。いずれにしても、このような超音波診断装置
においては、デイスプレー上に表示された断層像
を写真撮影等により記録しておくことが重要であ
り、このために種々の撮影方式が採用されてい
る。従来この種の方式としては、例えばリアルタ
イム超音波断層像の１フレーム相当分を一旦フレ
ームメモリ回路にストアした後、それを再び読み
出すことにより１フレーム相当分の静止（フリー
ジング）断層像をデイスプレー上に表示し、しか
る後カメラを用いて写真撮影を行うようにしてい
た。ところで、診断に際しては通常診断部位を広
範囲に見たり、或いは部分的に見たりする必要が
あるため、表示画像を縮小したり或いは拡大した
りすることができるようにしている。前記超音波
診断装置においては表示断層像の拡大率を可変に
し得る、いわゆるスケールフアクタと呼ばれるも
のを用いてその目的を達成している。しかしなが
ら、このようなスケールフアクタを切り換えて表
示断層像の拡大率を変えると、それに伴つてデイ
スプレー上の走査線の速度が変ることになり表示
断層像の階調度に悪影響を与えるという問題があ
る。特に、拡大率を大とした場合には階調度は低
下し、従つてかかる表示断層像を拡大率１の場合
と同一の条件で写真撮影を行う場合には、写真像
が不鮮明になつて好ましくないという問題を生ず
る。逆に表示像を縮小するとコントラストが強す
ぎ、黒化度が高くなる。このため従来は、スケー
ルフアクタの切り換えを行う毎にカメラの絞り、
シヤツタスピード或いはデイスプレー上の表示断
層像の輝度やコントラストを手動により設定し直
して写真撮影を行つたり、又はデイスプレーにお
けるＺ軸の輝度変調信号に直流電圧を付加したり
信号振幅が自動的に変化するようにして表示断層
像の輝度やコントラストを自動調整するようにし
て対処していた。しかしながら、手動にて条件を
再設定することは煩しく、又自動調整にあつても
CRTやフイルムの特性をも考慮した上で行わな
ければならないため、必ずしも最適なものとは言
えなかつた。このように、従来方式のものは操作
性、再現性の面で劣つていた。

本発明は前記問題を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは常に鮮明な写
真像を得ることができるものであつて操作性、再
現性に優れた写真撮影機能を備えた超音波診断装
置を提供することにある。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロツク
線図である。図中１は本発明超音波診断装置のシ
ステムコントローラ、２は超音波送信機、３は超
音波プローブ、４は受信機、５はフレームメモリ
回路である。ここでフレームメモリ回路５は１フ
レーム分のエコー信号をデイジタル化してストア
すると共に再びアナログ化して出力するものであ
り、例えば第２図に示すような構成を有する。即
ち、基準クロツク信号発生器１５と、該発生器１
５の出力との関係において前記受信機４の出力
Vdの信号をデイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器１６と、前記コントローラ１の出力Vb，Ve
に基づいて基準クロツクとの関係で前記Ａ／Ｄ変
換器１６からの出力をメモリするデイジタルメモ
リ回路１７と、該メモリ回路１７の出力をアナロ
グ信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器１８とか
らなる。６はブランキング発生回路、７はCRT
のＺ軸のミキサ回路、８はXY掃引信号発生回
路、９はスケールフアクタ１０の拡大率選択スイ
ツチ、１１はCRTデイスプレーである。ここ
で、前記選択スイツチ９は例えば１、２、３の如
く数字表示された切換端子を有し、各端子に出力
ラインl₁〜l₃が接続されている。又、スケールフ
アクタ１０は、スイツチ９からの出力に基づいて
前記XY掃引信号発生回路８の出力信号Vi，Vjの
振幅を拡大又は縮小するような動作を行い、その
出力Vk，VlをCRTデイスプレー１１にXY掃引信
号として印加する。即ち、例えば選択スイツチで
「２」を選択したときは各掃引信号は中間の振幅
でCRTデイスプレー１１に印加され、選択スイ
ツチで「１」を選択したときは各掃引信号は振幅
が1/2に縮小されて印加され、更に、選択スイツ
チで「３」を選択したときには各掃引信号の振幅
は２倍に拡大されて印加されることとなる。従つ
て、選択スイツチ９の数字選択によりCRTデイ
スプレー１１上の表示断層像を任意に縮小又は拡
大することができる。１２は電気的にシヤツタの
コントロールが可能であつて同期信号Voを出力
する撮影カメラ、１３は撮影タイミングスイツ
チ、１４は撮影コントロール回路である。

ここで前記撮影コントロール回路１４は具体的
には例えば第３図に示す構成となつている。即
ち、前記タイミングスイツチ１３の出力Vmによ
つてセツトされ、前記カメラ１２の同期信号Vo
によつてリセツトされるフリツプフロツプ回路１
９と、該フリツプフロツプ回路１９の出力Vqに
よつてセツトされ、前記システムコントローラ１
の出力Veによつてリセツトされるフリツプフロ
ツプ回路２０と、該フリツプフロツプ回路２０の
出力Vrの立上りタイミングと前記システムコン
トローラ１の出力Veの立上りタイミングとに同
期して起動されるダウンカウンタ回路２１と、前
記フリツプフロツプ回路１９の出力Vqでセツト
され、前記カウンタ回路２１の出力Vsでリセツ
トされるフリツプフロツプ回路２２と、該フリツ
プフロツプ回路２２の出力Vnで起動せしめられ
る単安定マルチバイブレータ（以下単安定マルチ
と称す）２３と、該単安定マルチ２３を出力Vt
と前記フリツプフロツプ回路２０の出力Vrとを
２入力とするORゲート回路２４と、前記スケー
ルフアクタ選択スイツチ９からの出力Vhによつ
て撮影されるフレーム数を表すコードを選択し発
生するコード選択器２５とからなる。ここで、コ
ード選択器２５には、スケールフアクタ選択スイ
ツチ９の数字「１」〜「３」に対応した信号Vh₁
〜Vh₃が印加され、更にこれに対応して順次
「４」、「８」、「16」の数字を出力するようになつ
ている。尚、この数字は撮影されるフレーム数を
表す。従つて、これらのうちいずれかの出力が生
ずると、その出力に対応して図示しないカウンタ
駆動回路が動作しカウンタ２１がセツトされるこ
ととなる。即ち、カウンタ２１のカウントタイミ
ングを前記フレームタイミングと同期させておけ
ばカウンタ２１は、スケールフアクタ選択スイツ
チ９の選択信号によつて指定されたフレーム数毎
にトリガ信号Vsを出力するように動作する。

次に第４図及び第５図に示すタイミングチヤー
トを参照して上記構成の装置を動作説明を行う。

先ず第４図を中心にCRTデイスプレー上に断
層像を表示する場合について説明する。システム
コントローラ１によつて送信用クロツク信号Vb
とフレーム同期信号Veを発生させ、これらの信
号Vb，Veによつて超音波送信機２を駆動し、そ
のときに得られる駆動信号Vcによつてプローブ
３を振動駆動する。このようにして、プローブ３
から超音波が発生し生体に向けて発射されるわけ
であるが、このとき生体内部から反射エコーが返
つてくる。この反射エコーを再び同一のプローブ
３で受信し、送信機２を介して受信機４で受信す
る。受信機４では受信微小エコーを増幅し、それ
を検波しビデオ信号Vdとして出力する。ビデオ
信号Vdはフレームメモリ回路５でメモリされる
わけであるが、その動作を第２図と共に説明する
と、Ａ／Ｄ変換器１６によつてクロツク信号発生
器１５からのクロツクのタイミングでビデオ信号
Vdの振幅値をデイジタル値に変換し、これをメ
モリ回路１７によつて１フレーム分の断層像とし
てストアし、更に、このストアデータを読み出し
てＤ／Ａ変換器１８によりアナログ信号Vfに変
換し出力する。次にシステムコントローラ１のク
ロツク信号Vbによつてブランキング発生回路６
を動作させてブランキング信号Vgを発生させ
る。このブランキング信号Vgと前記フレームメ
モリ回路５の出力Vfとをミキサ７で加算し、輝
度変調信号Vyを得る。一方、XY掃引信号発生回
路８は、前記システムコントローラ１の出力Vb
によつて駆動され、Ｘ軸掃引信号ViとＹ軸掃引
信号Vjを出力する。このXY軸掃引信号Vi，Vjは
スケールフアクタ１０に印加され、ここでこのス
ケールフアクタ選択スイツチ９で選択された拡大
率（例えば、1/2、１、２）に応じた振幅調整が
なされて出力Vk，Vlとして出力される。これが
CRTデイスプレー１１に印加されるため、デイ
スプレー１１上にはフリーズされた超音波断層像
が表示される。尚、各信号は、フレーム同期信号
Veの１区間当り（１フレームF₁当り）64回変化
するようになつている。

次に第３図及び第５図を中心として、前記表示
断層像を撮影する動作を説明する。尚、以下の動
作説明においては予めスケールフアクタ選択スイ
ツチ９で「２」が選択されているものとする。従
つて、スケールフアクタ１０での振幅拡大率は１
倍（即ち、縮小も拡大も無い場合）であり、これ
に基づいて撮影コントロール回路１４内のコード
変換器２５では「８」が選択されており、ダウン
カウンタ回路には「８」がセツトされていること
とする。先ず、撮影コントロール回路１４のタイ
ミングスイツチ１３を押して出力信号Vmを発生
させる。この信号Vmによつてフリツプフロツプ
回路１９がセツトされ、このセツト時の出力信号
Vqの立下りエツヂによつて次段のフリツプフロ
ツプ回路２０，２２がセツトされ、それぞれ出力
信号Vr，Vnが生ずる。この信号Vrの立上り時に
ダウンカウンタ回路２１はカウント動作を開始す
るものであるからこの段階ではカウンタ２１の出
力Vsは「Ｈ」レベルのままであり、このためフ
リツプフロツプ回路２２の出力Vnの状態は変ら
ず、又、単安定マルチ２３の出力Vtの状態も変
化しないから、ORゲート回路２４の出力Vvはフ
リツプフロツプ回路２０の出力Vrと同一状態と
なつている。又、ORゲート回路２４の出力Vvは
ミキサ回路７にブランキング信号として加算され
ているため、この信号Vvの「Ｌ」レベル期間は
デイスプレー１１を強制的にブランキング状態と
する。そして、これと同時に前記フリツプフロツ
プ回路２２の出力Vnはカメラ１２のシヤツタ開
放信号として利用されており、これによつてシヤ
ツタが開き始める（時刻t₁）。そして、カメラ１
２のシヤツタが開き切つた時点でカメラ１２側か
ら例えばフラツシユ起動用の信号に同期した同期
信号Voが発生する。この同期信号Voによつて撮
影コントロール回路１４内のフリツプフロツプ回
路１９がリセツトされ、その出力Vqは「Ｈ」レ
ベルに反転する（時刻t₂）。従つて、フリツプフ
ロツプ回路２０はフレーム同期信号Veの「Ｌ」
レベル時にリセツトされ出力Vrは「Ｈ」レベル
になる。この出力Vrの立上りタイミングでカウ
ンタ２１がカウントを開始する。これと同時に
ORゲート回路２４の出力Vvも「Ｈ」レベルに反
転する（時刻t₃）。このため、ミキサ７を介して
デイスプレー１１に印加されていたブランキング
信号は禁止され、アンブランキング状態となる。
即ち、カメラ１２にシヤツタ開放信号Vnが印加
されてからこのシヤツタが開き切る迄の間には機
械的遅れ時間が存在し、この途中段階でデイスプ
レー１１上に像が表示されていると不所望の断層
像を撮影するおそれがあるため、前述のような動
作を行わせて、前記遅れ時間中は強制的にデイス
プレー１１をブランキング状態にしているわけで
ある。このようにしてデイスプレー１１上には断
層像が表示され、この断層像がカメラ１２によつ
て撮影される。そして、シヤツタが開き切つた状
態から「８」フレーム分のカウントが終了し、カ
ウンタ２１の内容が「０」になるとトリガ信号
Vsが出力される。このトリガ信号Vsの立上り時
にフリツプフロツプ回路２２がリセツトされ、そ
の出力Vnは「Ｈ」レベルに立上り、シヤツタ開
放信号が解除される（時刻t₄）。この信号Vnの立
上り時に同期して単安定マルチ２３が動作し、一
定期間t₀の間「Ｌ」レベルを維持する信号Vtを出
力する。このため、ORゲート回路２４の出力Vv
は前記一定期間t₀「Ｌ」レベルに固定される。従
つて、この信号Vvがミキサ７を介してデイスプ
レー１１に印加されるため、この期間デイスプレ
ー１１はブランキング状態にされる。尚、前記一
定期間t₀は、電気的シヤツタ閉動作信号印加時か
ら、シヤツタが完全に閉じるまでの機械的遅れ時
間とを加味して設定されているものとする。以上
のようにして、スケールフアクタ選択スイツチ９
によつて選択された値「８」に対応したフレーム
数分8F₁だけカメラ１２のシヤツタを開き、撮影
を行うことができる。

以上の動作説明では、スケールフアクタの倍率
を１とした場合を示したが、表示像1/2に縮小し
て撮影する場合はスケールフアクタ選択スイツチ
９で数字「１」を選択すればよい。すると、カウ
ンタ２１の内容が「４」にセツトされ、これに対
応した時間だけシヤツタが開き４フレーム分の表
示断層像を撮影することができる（この場合、第
５図のタイミングチヤートにおいて、各波形はＡ
の矢印の方向に短縮されることとなる）。又、表
示像を２倍に拡大してこれを撮影する場合は、ス
ケールフイクタ選択スイツチ９で数字「３」を選
択すればよい。すると、カウンタ２１の内容が
「16」にセツトされ、これに対応した時間だけシ
ヤツタを開き、16フレーム分の表示断層像を撮影
することができる（この場合、第５図のタイミン
グチヤートにおいて、各波形はＢの矢印方向に延
長されることとなる）。

以上構成の本発明装置によれば、次のような理
由により目的を達成することができる。即ち、前
述のように、スケールフアクタにより表示断層像
を拡大した場合には走査線の速度が遅くなるから
階調度が低下し、これを撮影した場合の写真像が
不鮮明になる（逆に、表示断層像を圧縮した場合
には、コントラストが高すぎることとなり、この
ため写真像の黒化度が高くなつてしまう）という
問題が生ずるわけであるが、本発明はスケールフ
アクタの拡大率に対応させてカメラのシヤツタの
開放時間を制御し前記問題を解決している。即
ち、表示像の拡大率を大きくした場合には例えば
拡大率１の場合に比して２倍のフレーム数（16フ
レーム）分に相当する長い時間シヤツタを開放
し、逆に拡大率を1/2とした場合には半分のフレ
ーム数（４フレーム）分に相当する短い時間シヤ
ツタを開放するようにして、常時鮮明な写真像を
得るようにしている。しかも、フレーム単位でシ
ヤツタの開放時間が変えられるので、写真像の黒
化度が中途で変わることもない。従つて、本発明
は簡単な操作で常に均一な鮮明度を有する写真像
を得ることができる写真撮影機能を備えた超音波
診断装置を得ることができる。

尚、前記実施例はフリーズ機能をもつた超音波
診断装置についてであつたが、これに限らず、表
示断層像がスタテイツクなものについては必ずし
もフリーズ機能がなくても本発明を適用できる。
又、前述のようにリアルタイム式超音波診断装置
のみでなく、アナログデイジタルスキヤンコンバ
ータを用いた静止画像表示超音波診断装置にも応
用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を示すブロツク線
図、第２図はそれに用いられるフレームメモリ回
路の構成の一例を示すブロツク線図、第３図は同
じく実施例装置に用いられる撮影コントロール回
路の一例を示すブロツク線図、第４図は第１図に
おける断層像の表示動作を説明するためのタイミ
ングチヤート、第５図はその撮影動作を説明する
ためのタイミングチヤートである。 １……システムコントローラ、２……超音波送
信機、３……超音波プローブ、４……受信機、５
……フレームメモリ、６……ブランキング発生回
路、７……ミキサ、８……XY掃引信号発生回
路、９……スケールフアクタ選択スイツチ、１０
……スケールフアクタ、１１……CRTデイスプ
レー、１２……カメラ、１３……タイミングスイ
ツチ、１４……撮影コントロール回路、１５……
基準クロツク発生器、１６……Ａ／Ｄ変換器、１
７……デイジタルメモリ回路、１８……Ｄ／Ａ変
換器、１９，２０，２２……フリツプフロツプ回
路、２１……ダウンカウンタ回路、２３……単安
定マルチバイブレータ、２４……ORゲート回
路、２５……コード変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 超音波を被検体に送波し、被検体内部の検査
   対象部位よりの反射波を受波し、この受波信号を
   ビデオ信号に変換して出力する手段と、このビデ
   オ信号を表示画像に変換するデイスプレーと、こ
   のデイスプレー上の表示画像の拡大率を設定する
   スケールフアクタと、表示画像を写真撮影するカ
   メラとを備え、前記スケールフアクタの拡大率を
   選択して任意の大きさの表示画像を得てこれをカ
   メラにて写真撮影するようにした超音波診断装置
   において、前記スケールフアクタで設定された拡
   大率に応じたフレーム数を発生する発生手段と、
   前記カメラのシヤツタの開放後この発生手段から
   供給された前記フレーム数を前記デイスプレーの
   フレーム周波数でカウントし、このカウント値が
   前記フレーム数になつたときに前記カメラのシヤ
   ツタ閉信号を出力するカウンタ手段と、前記シヤ
   ツタの開動作時及び閉動作時に作用し、前記シヤ
   ツタが実際に動作し切るまでの期間前記デイスプ
   レーをブランキング状態にするブランキング手段
   とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。