JPS629340B2 - - Google Patents

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JPS629340B2
JPS629340B2 JP55127301A JP12730180A JPS629340B2 JP S629340 B2 JPS629340 B2 JP S629340B2 JP 55127301 A JP55127301 A JP 55127301A JP 12730180 A JP12730180 A JP 12730180A JP S629340 B2 JPS629340 B2 JP S629340B2
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image
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heartbeat
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Akira Kotanino
Seiichiro Mizuno
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Hitachi Ltd
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Aloka Co Ltd
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Priority to US06/302,802 priority patent/US4463763A/en
Publication of JPS5752446A publication Critical patent/JPS5752446A/ja
Publication of JPS629340B2 publication Critical patent/JPS629340B2/ja
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    • A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波診断装置、特に電子セクタ走査
される振動子と該振動子を機械的に任意の診断部
位体表面に沿つてコンパウンド走査し、両走査の
組合せによつて任意の表示モードの画像を簡単に
選択することのできる改良された超音波診断装置
に関する。
第１図には、従来の電子セクタ走査型超音波診
断装置の概略構成が示され、複数の等間隔に配列
された振動素子を有する電子セクタ走査型探触子
１０から被検体に対してセクタ走査される超音波
ビームの送受信が行われている。
前記探触子１０の送受信を制御するために送受
信制御回路１２が設けられ、送受信制御回路１２
は繰返しパルス発生器１４を含み、この繰返しパ
ルスが振動素子制御信号発生器１６を介して送受
信器１８へ供給され、送受信器１８によつて探触
子１０の選択された振動素子へ所定の遅延時間を
もつた励振信号が供給され、探触子１０の送受信
が制御されることとなる。前記励振される振動素
子群は繰返し周期毎に順次移動制御され、周知の
電子走査用を行うことができる。送受信器１８に
より受信された受信信号は検波器２０にて検波さ
れた後、輝度変調電圧発生器２２にて受信エコー
の強度に対応した輝度を有するエコー信号に変換
され、送受信制御回路１２からデジタルスキヤン
コンバータ２４へ出力される。デジタルスキヤン
コンバータ２４はエコー信号を記憶保持しかつ所
望の信号変換を行うために、フレームメモリおよ
び信号変換器を有し、前述した繰返しパルス発生
器１４からの同期信号が入力されている。コンバ
ータ２４の出力は標準テレビ受像機等から成る表
示部２６へ供給され、セクタ走査されたリアルタ
イム動態画像を表示し、検査者に所定の診断情報
を与えることができる。
第１図の従来装置においては、前述したよう
に、リアルタイムで所定診断部位のセクタ走差画
像を迅速に表示することができるが、広い範囲に
おける被検体の診断部位を同時に観察することが
できないという欠点があつた。
従来装置においても、第１図の探触子１０を手
動その他によつて所望の診断部位体表面に沿つて
走査し、連続的にセクタ走査画像を表示部２６に
表示させることが可能であるが、この場合、セク
タ画像は画像表示器上において固定位置表示であ
るため、表示面内における実際の探触子の位置情
報を表示することができず、検査者は表示画像と
診断領域内における探触子１０の位置関係を常に
考慮しながら診断を行わなければならず、正確な
診断が困難であり、また誤診断の原因となるとい
う欠点があつた。
以上のように、従来装置では、電子セクタ走査
とコンパウンド走査との組合せを行うことができ
ない欠点を有するとともに、ルアルタイムの画像
更新を任意時相で停止し、すなわち、動きのある
臓器等における所定の時相例えば心臓の収縮期あ
るいは拡張期における画像停止による静止画像を
任意に複数の異なる体表面上の位置から診断記録
し、それらを重ね合わせて一枚の画像として表示
することができなかつた。
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は電子セクタ走査とコンパウンド走
査とを組合せ、更にこれらの組合せから得られる
エコー信号の記憶保持および信号変換を任意に制
御することによつて、任意の表示モードを有する
画像を容易に得ることのできる改良された超音波
診断装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は複数の等
間隔に配列された振動素子を有する電子セクタ走
査型探触子と、前記探触子を所望の診断部位体表
面に沿つてコンパウンド走査自在に保持し前記コ
ンパウンド走査位置を検出するロータリエンコー
ダが設けられたコンパウンドスキヤナと、探触子
を電子走査して被検体にセクタ走査超音波ビーム
を送受信する送受信制御回路と、送受信制御回路
から得られたエコー信号を記憶保持しかつ所望の
信号変換処理を行うデジタルスキヤンコンバータ
と、デジタルスキヤンコンバータから出力される
画像信号に基づいて画像表示を行う表示部と、デ
ジタルスキヤンコンバータに接続されコンバータ
内でのエコー信号の記憶保持および信号変換作用
を制御して所望の表示モードを切換選択するモー
ド切換器と、コンパウンドスキヤナのロータリエ
ンコーダから得られたコンパウンド走査位置検出
信号に基づいて画像表示位置信号をモード切換器
へ出力する位置信号発生器と、心拍信号に基づい
て心拍同期信号をモード切換器へ出力する心拍同
期信号発生器と、を含み、モード切換器の操作に
よつて、位置信号発生器の画像表示位置信号およ
び心拍同期信号発生器の心拍同期信号を無効とし
てエコー信号をデジタルスキヤンコンバータへ供
給してリアルタイムセクタ走査を行いながら動態
画像を表示する第表示モードと、前記第表示
モードに加えて心拍同期信号に対応した静止信号
を加えてリアルタイムセクタ走査における任意時
相の静止画像を表示する第表示モードと、画像
表示位置信号に基づいてエコー信号を各画像位置
に対応してデジタルスキヤンコンバータに蓄積し
コンパウンドセクタ走査におけるコンパウンド画
像を動態画像表示する第表示モードと、前記第
表示モードに加えて心拍信号に同期した時相で
のみエコー信号を蓄積してコンパウンドセクタ走
査における心拍同期静止画像表示を行う第表示
モードとを、選択的に切り換えて表示できること
を特徴とする。
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
第２図には、本発明に係る超音波診断装置の好
適な実施例がブロツク図で示され、第１図と同一
部材には同一符号を付して説明を省略する。
本発明における電子セクタ走査型探触子１０は
第３図に示されるコンパウンドスキヤナ２８の先
端に設けられ、所望の診断部位体表面に沿つて走
査自在に保持されている。コンパウンドスキヤナ
２８は基準位置Ｏから順次回転自在に連結結合さ
れた３個のアーム３０，３２，３４を含み、アー
ム３４の先端に探触子１０が固定され、各アーム
３０，３２，３４をその支持軸で回動制御するこ
とによつて、探触子１０を任意の診断部位体表面
に沿つて走査することができる。そして、各アー
ム３０，３２，３４の回転支持部にはそれぞれロ
ータリエンコーダ３６，３８，４０が設けられ、
各アーム３０，３２，３４の回動量をコンパウン
ド走査位置検出信号として出力することができ
る。各アーム３０，３２，３４の長さはそれぞれ
一定値L1，L2，L3で定められ、その回動角度は
各ロータリエンコーダ３６，３８，４０の出力か
らそれぞれθ１，θ２，θ３で求められ、更にコ
ンパウンドスキヤナ２８の先端に固定された探触
子１０のセクタ走査されるビーム位置はそれぞれ
時間の関数として示される長さＳ（ｔ）、セクタ
角度φ（ｔ）で求められるので、第３図の基準位
置ＯのXY座標上で、超音波ビーム位置Ａ（Ｘ、
Ｙ）は以下の式で示されることとなる。
Ｘ＝L1cosθ１＋L2cos（θ１＋θ２） ＋L3cos（θ１＋θ２＋θ３）＋Ｓ（ｔ）cos
｛θ１ ＋θ２＋θ３＋φ（ｔ）｝ Ｙ＝L1sinθ１＋L2sin（θ１＋θ２） ＋L3sin （θ１＋θ２＋θ３）＋Ｓ（ｔ）sin｛θ１ ＋θ２＋θ３＋φ（ｔ）｝ 以上のようにして、本発明においては、探触子
１０が電子セクタ走査されるとともに、コンパウ
ンドスキヤナ２８の手動あるいは機械的な走査に
よつてコンパウンド走査されており、第４図に
は、被検体４２に対して電子セクタ走査およびコ
ンパウンド走査の組合せによる探触子１０からの
超音波ビームが例示されている。
第２図において、デジタルスキヤンコンバータ
２４内でのエコー信号の記憶保持および信号変換
作用を制御して所望の表示モードを切換選択する
ために、本発明においては、モード切換器４４が
設けられていることを特徴とし、モード切換器４
４の制御信号がデジタルスキヤンコンバータ２４
へ供給されている。モード切換器４４のコントロ
ールパネルには端子４４ａから任意に検査者の操
作信号を供給することができ、また以下に説明す
る各信号発生器から選択される表示モードに対応
した信号が供給される。
実施例におけるモード切換器４４はリアルタイ
ムセクタ走査およびコンパウンドセクタ走査のそ
れぞれに対して動態画像あるいは任意時相におけ
る静止画像を表示するモード、そして周知の
UCG表示モードを選択可能であり、モード切換
器４４のコントロールパネルにこれらの表示モー
ドを指定することにより、モード切換器４４から
はコンバータ２４へ所望の制御信号が供給される
こととなる。
本発明におけるモード切換器４４への信号発生
器は位置信号発生器４６および心拍同期信号発生
器４８を含む。
位置信号発生器４６は前記コンパウンドスキヤ
ナ２８のロータリエンコーダ３６，３８，４０か
ら得られるコンパウンド走査位置検出信号と、前
記振動素子制御信号発生器１６から得られる送受
信順序信号に基づいて画像表示位置信号をモード
切換器４４へ出力し、前述した座標値（Ｘ、Ｙ）
がモード切換器４４へ供給され、表示部２６の画
面上を所定のコンパウンド走査線に沿つて表示画
像を移動することができる。
前記心拍同期信号発生器４８からは心臓の診断
に際して所定の時相における心拍同期信号をモー
ド切換器４４へ供給することができ、前記特定時
相としては、例えば心臓の収縮期あるいは拡張期
を選択することが好適である。実施例における心
拍同期信号発生器４８はゲート回路から成り、心
臓の収縮期あるいは拡張期等の選択された任意時
相においてのみゲートを開き、輝度変調電圧発生
器２２からのエコー信号をモード切換器４４を介
してデジタルスキヤンコンバータ２４へ供給する
ことができる。このために、心拍同期信号発生器
４８には心拍信号検出器５０が接続されており、
心電計等を利用して心電波形のＲ波等の心拍信号
を心拍同期信号の基準信号として利用することが
できる。心拍同期信号発生器４８には更に前記繰
返しパルス発生器１４からの繰返しパルスが供給
され、セクタ走査の１フレーム分の同期信号が入
力される。
本発明の好適な実施例は以上の構成から成り、
以下に第５図の表示モードを参照しながらその作
用を説明する。
第５図の第表示モードはリアルタイムセクタ
走査を行いながら動態画像を表示するモードであ
り、第１図に示した従来装置と同様の画像表示を
行うことができる。すなわち、第表示モードに
おいては、モード切換器４４は位置信号発生器４
６からの位置信号を無効とし、また心拍同期信号
発生器４８へは常にそのゲートを開放する信号を
供給する。従つて、心拍同期信号発生器４８から
は心拍信号検出器５０からの心拍信号にかかわら
ず輝度変調電圧発生器２２からのエコー信号をそ
のままモード切換器４４を通してデジタルスキヤ
ンコンバータ２４へ供給し、コンバータ２４で
は、このエコー信号を順次更新し、リアルタイム
セクタ走査される動態画像を表示部２６にて表示
することができる。この表示モードでは、動態画
像は表示画面中の固定した位置に表示されること
となる。なお第表示モードにおいて、モード切
換器４４は位置信号発生器４６の出力を無効とす
ることなく、位置信号発生器４６へ制御信号を供
給してロータリエンコーダ３６，３８，４０から
の位置信号のみを無効として、 Ｘ＝Ｓ（ｔ）cosφ（ｔ） Ｙ＝Ｓ（ｔ）sinφ（ｔ） なる位置信号を読み込み、この電子セクタ走査に
よる超音波ビームの位置信号のみをコンバータ２
４へ供給することも可能である。
第表示モードはリアルタイムセクタ走査にお
いて任意時相の静止画像を表示するモードであ
り、検査者が任意時相例えば前述した第表示モ
ードにおける動きのある臓器の診断中の所望時相
において静止信号をモード切換器４４のコントロ
ールパネルに指示することによつて、コンバータ
２４の電子セクタ画像１フレーム分を静止画像と
して記憶保存させ、それ以降の記憶更新を停止さ
せることができる。従つて、この表示モードによ
れば、表示部２６では、所定時相における選択さ
れた静止画像を繰返し表示することとなり、検査
者は画像の細部を詳細に観察することが可能とな
る。この第表示モードにおいて、モード切換器
４４に指定される任意時相を心拍同期信号発生器
４８からの心拍同期信号で制御すれば、表示部２
６には心臓の動きを任意時相例えば収縮期あるい
は拡張期で静止させたリアルタイムの画像を観察
することが可能となる。
第６図には、心拍同期信号発生器４８の好適な
実施例が示され、またその作用が第７図の波形図
に示されている。心拍同期信号発生器４８は心拍
信号検出器５０の心拍信号が供給されるトリガ回
路５２と、トリガ回路５２の出力がＤ入力に供給
されまたクロツク入力に繰返しパルス発生器１４
のセクタ１フレーム同期信号が入力されるフリツ
プフロツプ５４と、フリツプフロツプ５４の出力
により切換制御され輝度変調電圧発生器２２から
のエコー信号を出力あるいはしや断するスイツチ
ング回路５６と、を含む。
第７図において、電子セクタ走査はｎ回の超音
波セクタビーム送受信により行われ、各送受信周
期は繰返しパルス発生器１４の繰返しパルス周期
ｔとなる。各送受信毎に図示したエコー信号が得
られ、このエコー信号にてデジタルスキヤンコン
バータ２４を順次記憶更新すれば、前述した第
表示モードにおけるリアルタイムセクタ走査の動
態画像を得ることができる。セクタ１フレーム同
期信号はＴ（＝nt）なる周期を有し、この周期が
セクタ走査周期となることは明らかである。そし
て、心拍信号は任意時相にて発生し、この心拍信
号はトリガ回路５２によつて検出され、またこの
検出時から所定のパルス期間を有する出力がトリ
ガ回路５２内に設けられたワンシヨツト回路から
フリツプフロツプ５４のＤ入力へ供給される。従
つて、フリツプフロツプ５４はトリガ入力印加後
のセクタ１フレーム同期信号によつてセツトさ
れ、この選択されたセクタ１フレーム期間中のエ
コー信号をデジタルスキヤンコンバータ２４へ供
給し、それ以外のエコー信号はスイツチング回路
５６のオフ作動により除去されることとなる。こ
の選択されたエコー信号は各心拍信号発生毎に更
新され、リアルタイムセクタ走査における心拍信
号と同期した静止画像を表示部２６に連続的に表
示することができ、この静止画像は１心拍周期間
静止し、各心拍期間毎に更新する画像となる。な
お心拍信号に同期してスイツチング回路５６を１
回オン作動させ、その後直ちにスイツチング回路
５６をオフ状態に保持することによつて、完全に
静止した画像を得ることも可能となる。また第６
図および第７図においては、心拍信号のＲ波をそ
のままトリガ回路５２の入力信号として用いてい
るが、Ｒ波を所定時間遅延させることによつて、
所望の収縮期あるいは拡張期の静止画像を得るこ
とも可能となる。
第表示モードはコンパウンドセクタ走査にお
ける動態画像表示であり、探触子１０はそれ自体
電子セクタ走査されるとともに、コンパウンドス
キヤナ２８によつて所望の診断部位体表面に沿つ
て走査され、これらの両走査の組合せによつて多
数の画像情報がデジタルスキヤンコンバータ２４
に記憶され、この記憶蓄積された画像情報から精
密なコンパウンド画像を表示部２６に表示するこ
とができる。モード切換器４４は心拍同期信号発
生器４８を連続的にゲートオンさせるとともに、
位置信号発生器４６からコンパウンドスキヤナ２
８のコンパウンド走査位置を読み取り、これによ
つて表示画面上の画像を移動表示することができ
る。すなわち、コンパウンドスキヤナ２８の先端
に取り付けられた探触子１０のコンパウンド走査
に応じて、表示面内におけるセクタ画像の位置が
変化するが、この時、コンバータ２４内では、入
力されるエコー信号をデジタル的に蓄積している
ので、全体として細密なコンパウンド画像を完像
することが可能となる。
第表示モードはコンパウンドセクタ走査にお
ける心拍同期静止画像の表示であり、心拍信号に
同期した時相でのみセクタ１フレーム分の画像を
探触子１０のコンパウンド走査に応じた位置で異
なる方向から蓄積し、この結果、特定の時相例え
ば心臓の収縮期あるいは拡張期におけるコンパウ
ンド画像を得ることが可能となる。この時の心拍
同期信号は前述した第６図および第７図と同様で
ある。
本実施例においては、第表示モードとして
UCGモードの表示が行われ、この場合には、送
受信制御回路１２の操作によつて探触子１０から
の超音波ビームは１方向に固定され、この時の時
間的な変化がUCG画像信号としてコンバータ２
４に記憶され、モード切換器４４は位置信号発生
器４６および心拍同期信号発生器４８の作用を無
効とすることにより、前記UCG画像を従来と同
様に表示することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、電子セ
クタ走査とコンパウンド走査とを組合せて得られ
る画像信号を任意の表示モードで表示することが
でき、１台の超音波診断装置によつて複数の異な
る種類の画像を得ることができ、正確な診断情報
を得ることが可能となる。特に本発明によれば、
心臓の状態を全体的に把握することが可能とな
り、例えば外科手術等において有益な診断情報を
与えるために好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の超音波診断装置の一例を示すブ
ロツク図、第２図は本発明に係る超音波診断装置
の好適な実施例を示すブロツク図、第３図は本発
明に係るコンパウンドスキヤナを示す概略構成
図、第４図は本発明に係る超音波ビームの走査状
態を示す説明図、第５図は本発明における各表示
モードを示す説明図、第６図は第２図における心
拍同期信号発生器の一例を示すブロツク図、第７
図は第６図の作用を説明する波形図である。 １０……電子セクタ走査型探触子、１２……送
受信制御回路、２４……デジタルスキヤンコンバ
ータ、２６……表示部、２８……コンパウンドス
キヤナ、３６，３８，４０……ロータリエンコー
ダ、４４……モード切換器、４６……位置信号発
生器、４８……心拍同期信号発生器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 複数の等間隔に配列された振動素子を有する
    電子セクタ走査型探触子と、前記探触子を所望の
    診断部位体表面に沿つてコンパウンド走査自在に
    保持し前記コンパウンド走査位置を検出するロー
    タリエンコーダが設けられたコンパウンドスキヤ
    ナと、探触子を電子走査して被検体にセクタ走査
    超音波ビームを送受信する送受信制御回路と、送
    受信制御回路から得られたエコー信号を記憶保持
    しかつ所望の信号変換処理を行うデジタルスキヤ
    ンコンバータと、デジタルスキヤンコンバータか
    ら出力される画像信号に基づいて画像表示を行う
    表示部と、デジタルスキヤンコンバータに接続さ
    れコンバータ内でのエコー信号の記憶保持および
    信号変換作用を制御して所望の表示モードを切換
    選択するモード変換器と、前記コンパウンドスキ
    ヤナのロータリエンコーダから得られたコンパウ
    ンド走査位置検出信号に基づいて画像表示位置信
    号をモード切換器へ出力する位置信号発生器と、
    心拍信号に基づいて心拍同期信号をモード切換器
    へ出力する心拍同期信号発生器と、を含み、モー
    ド切換器の操作によつて、位置信号発生器の画像
    表示位置信号および心拍同期信号発生器の心拍同
    期信号を無効としてエコー信号をデジタルスキヤ
    ンコンバータへ供給してリアルタイムセクタ走査
    を行いながら動態画像を表示する第表示モード
    と、前記第表示モードに加えて心拍同期信号に
    対応した静止信号を加えてリアルタイムセクタ走
    査における任意時相の静止画像を表示する第表
    示モードと、画像表示位置信号に基づいてエコー
    信号を各画像位置に対応してデジタルスキヤンコ
    ンバータに蓄積しコンパウンドセクタ走査におけ
    るコンパウンド画像を動態画像表示する第表示
    モードと、前記第表示モードに加えて心拍信号
    に同期した時相でのみエコー信号を蓄積してコン
    パウンドセクタ走査における心拍同期静止画像表
    示を行う第表示モードとを、選択的に切り換え
    て表示できることを特徴とする超音波診断装置。
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