JPS6311137A

JPS6311137A - 超音波ビ−ムの走査方法

Info

Publication number: JPS6311137A
Application number: JP15692986A
Authority: JP
Inventors: 西口　統
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-07-03
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1988-01-18
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0811119B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、リアルタイム性を損なうことなく、高精細度
の診断画像が得られるようにした超音波ビームの走査方
法に関する。

（ロ）従来技術とその問題点一般に、超音波診断装置は、第４図に示すような構成の
ものがある。この超音波診断装置は、多数の振動子エレ
メント２で構成されたリニア電子走査型のトランスジュ
ーサ４を備えろ。このトランスジューサ４の各振動子エ
レメント２は、コントローラ部６からマルチプレクサ８
に与えられる制御信号によって経時的に順次接続が切り
換えられる。したがって、パルサー１０から発生された
駆動パルスがマルチプレクサ８で選択された各振動子エ
レメント２に加わり、これにより選択された振動子エレ
メント２が励振駆動されて被検体１２に超音波ビームが
放射されつつ、リニア走査される。被検体１２の各部か
ら反射された超音波エコーは、再びトランスジユーザ２
の各振動子エレメント２によって受波され、各振動子エ
レメント２からは受波した超音波エコーに対応したエコ
ー信号が出力される。このエコー信号は、マルチプレク
サ８を介して増幅器１４で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器
１６でデジタル化され、デジタルスキャンコンバータ１
８に内蔵された画像メモリに記憶される。そして、画像
メモリに記憶されたエコー信号データは、ＴＶ走査に同
期して読み出され、Ｄ／Ａ変換器２０でアナログ化され
ｆこ後、ＣＲＴモニタ２２に出力され、診断画像が表示
される。

ところで、いま、超音波ビームの走査線数をＮ１超音波
走査線の切り換え時間をα、１画面形成時間をＴ１診断
深さをＬ１音速をＣとすると、これらの関係は、次式で
表わされる。

Ｎ＝Ｔ／（α＋２Ｌ／Ｃ）　　　　　　　　（１）＝Ｔ
／ｌ　　　　　　　　　　　　　　　（２）ここに、ｔ
（−α＋２　Ｌ／Ｃ）は各超音波ビームの走査時間間隔
である。

リニア電子走査では、超音波走査線の切り換え時間αは
無視できるので、（１）式から１画面形成時間Ｔは、Ｔ＝ｔＮ＝２ＮＬ／Ｃ（３）となる。

一方、超音波診断を行なう上で、診断画像の一部を拡大
してその部位を詳細に観察したい場合がある。このよう
な場合に、超音波ビームの走査線数をそのままにして画
像を拡大すると、超音波走査線間のエコー信号データが
不足して結果的に荒い画像となる。この不都合を解消す
るには、超音波ビームの走査線数Ｎを増加することも一
つの対処の方法であるが、従来は、拡大画像を得る場合
にも超音波ビームの走査時間間隔ｔを一定にしているた
め、（３）式の関係から１画面形成時間Ｔが長くなり、
リアルタイム性が損なわれていた。すなわち、リアルタ
イム性が不足すると、表示画像にちらつきを生じて画像
が見にくくなる。

このため、従来技術では、拡大画像を表示する場合には
、超音波ビームの走査線数自体は増やさずに、第５図に
示すように、画像メモリに記憶されたエコー信号データ
を利用し、たとえば隣り合う超音波ビームの走査線相互
間の平均値を算出するなどの補間処理を行なっている。

なお、第５図中、実線が実際の超音波走査線を、点線が
補間データをそれぞれ示す。

しかしながら、このような補間処理により得られたエコ
ー信号データは、実際の超音波ビームの送受波に基づく
エコー信号データとは異なるので、データの忠実性に欠
け、高精細度の画像を確保することができない。特に、
画像の拡大率が大きくなるほどその傾向が顕著となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたちのであっ
て、診断画像の拡大率を変えた場合においても、リアル
タイム性を損なうことなく常に実際の超音波ビームを送
受波して得られたエコー信号データに基づく高精細度の
診断画像を表示できろようにすることを目的とする。

（ハ）問題点を解決するための手段上記の目的を達成するために、第１発明では、超音波ビ
ームの送受波に基づいて得られろ診断画像を拡大表示す
るに際して、その診断画像の縦横の拡大率をにとした場
合に、この拡大率に応じて、超音波ビームの走査線間隔
を拡大前のＩ／Ｋ倍に設定するとと乙に、超音波ビーム
を拡大前と同じ全走査範囲に渡って拡大前のに倍の速度
で走査するようにしている。

また、第２発明では、超音波ビームの送受波に基づいて
得られる診断画像を拡大表示するに際して、その診断画
像の縦横の拡大率をＩ（とした場合に、この拡大率に応
じて、超音波ビームの走査線間隔を拡大前のＩ／Ｋ倍に
設定するとと乙に、超音波ヒームを拡大前と同じ走査速
度を保ちつつ拡大前の全走査範囲の１／Ｋの範囲に渡っ
て走査するようにしている。

（ニ）実施例以下、本発明の超音波ビームの走査方法について、第１
発明については実施例Ｉにおいて、第２発明については
実施例２においてそれぞれ説明する。

実施例１（１）拡大表示しない通常の診断画像を得ろ場合この場
合は、まず、第１図（ａ）に示すように、隣り合うＫ　
ｇにの例では４個）の振動子エレメントｅで１つの振動
子ブロックＢを構成し、２つの振動子ブロックＢの各振
動子エレメントｅに所定の遅延時間を与えて超音波ビー
ムが一点に集束するように設定する。そして、各振動子
ブロックＢを１振動子ブロツクＢずつ（４振動子エレメ
ントｅずつ）すらＬ＋ながら超音波ビームを走査する。

−したがって、いま、各振動子エレメントｅのピッチ間
隔をｄとすると、超音波ビームの走査線間隔はＫｄ（−
４ｄ）となる。そして、上記ピッチ間隔Ｋｄで走査した
場合に、８本（たとえば１１０本）の走査線が得られる
ものとし、かつ、この走査線数Ｎで通常の１枚の診断画
像が形成されるように予め設定しておく。

なお、上記の実施例の他、振動子エレメントをに個（上
記の例では４個）おきに駆動してら超音波ビームの走査
線間隔をＫｄ（＝　４　ｄ）とすることができる。

（ｉｉ）体表面近傍を拡大表示する場合たとえば、第２
図に示すように、上述の超音波ビームの走査により得ら
れた診断画像の拡大表示Ｈの診断深さをＬとしたとき、
体表面からＬ／Ｋ（たとえばＬ／４）の範囲にある画像
を縦横それぞれに倍（−４倍）に拡大表示するような場
合である。

この場合は、まず、この縦横の拡大率Ｋに応じて、超音
波ビームの走査線間隔を拡大表示しない場合の１／Ｋ倍
（−１／４倍）に設定する。すなわち、第１図（ｂ）に
示すように、隣り合うＫｌ（この例では４個）の振動子
エレメントｅで１つの振動子ブロックＢを構成し、２つ
の振動子ブロックＢの各振動子エレメントｅに所定の遅
延時間を与えて超音波ビームが一点に集束するように設
定する。

そして、各振動子ブロックＢを１振動子エレメントｅず
つずら仕ながら超音波ビームを走査する。

すると、超音波ヒームの走査線間隔は各振動子エレメン
トｅのピッチ間隔ｄとなる。したがって、診断画像の１
画面形成あたりの超音波ビームの走査線数はに倍（−４
倍）に増えてＫＮ（−４４０本）となる。

また、その際、超音波ビームを拡大前と同じ全走査範囲
に渡って拡大前のに倍（＝４倍）の速度で移動する。す
ると、超音波ビームの走査時間間隔は拡大前の１／Ｋ（
−１／４）となるが、体表面からＬ／Ｋの範囲さえ観察
できれば良いので、超音波の送受波には同等支障は生じ
ない。したがって、この場合の１友の拡大画像の形成時
間をＴｏとすると、（３）式から、Ｔ　’　−Ｋ　Ｎ・（２Ｌ　／　Ｋ　）　／　Ｃ＝　２
　Ｎ　Ｌ　／　Ｃ＝　Ｔとなり、拡大前の１画面形成時
間Ｔと同じになる。

すなわち、リアルタイム性は拡大前後で全く同じである
。しかも、画像を拡大した分だけ超音波ビームの走査線
数が増えているので、拡大前と同じ精細度の画像か得ら
れることになる。

同様に、体表面からＬ／２の範囲にある画像を２倍に拡
大表示するような場合には、２つの振動子エレメントｅ
ずつずらせながら、かつ、超音波ビームを拡大前と同じ
全走査範囲に渡って拡大前の２倍の速度で走査すれば良
いことになる。

実施例２（１）拡大表示しない通常の診断画像を得る場合この場
合は、前記実施例１（１）の場合と同様に超音波ビーム
を走査する。しｆこがって、超音波ビームの走査線数は
８本（＝＋１０本）、走査線間隔はＫｄ（−４ｄ）、診
断画像の１画面形成時間はＴである。

（ｉｉ）注目した一つの領域を拡大表示する場合たとえ
ば、第３図に示すように、通常の超音波ビームの全走査
範囲をＷとしたとき、その内からＷ　／　Ｋ　（たとえ
ばＷ／４）の走査範囲にある画像を縦横それぞれＩく倍
（＝４倍）に拡大表示するような場合である。

この場合は、超音波ビームの走査時間間隔は拡大前の場
合と同じに設定する一方、その拡大率Ｋに応じて、超音
波ビームの走査線間隔を拡大表示しない場合の１／Ｋ倍
（＝１／４）に設定する。そのためには、実施例１（ｉ
ｉ）の場合と同様、各振動子エレメントｅを１つずつず
らせながら超音波ヒームを走査する。この時の超音波ビ
ームの走査線間隔は各振動子エレメントのピッチ間隔ｄ
となる。

しかも、超音波ビームの移動速度を拡大前と同じに保ち
つつ、拡大前の全走査範囲のＩ／Ｋの範囲に渡って走査
する。すなわち、超音波ビームの走査範囲をＷ／Ｋ（−
Ｗ／４）の範囲に限定し、池の範囲は走査しない。した
がって、この場合の１枚の拡大画像形成の走査線数は、（Ｗ／Ｋ）／ｄ＝Ｗ／Ｋｄ＝Ｎとなり、診断画像の１画面形成に寄与する走査線数は拡
大前後で同じになる。また、走査時間間隔ｔは拡大前後
で変わらないので、拡大画像の１画面形成時間をＴｏと
すると、Ｔ’＝ｔＮ＝Ｔとなり、拡大前の１画面形成時間Ｔと同じになる。

すなわち、リアルタイム性は拡大前後で全く同じである
。したがって、拡大前と同じ精細度の画像が得られる。

同様に、通常の超音波ビームの全走査範囲の内からＷ／
２の走査範囲にある画像を２倍に拡大表示するような場
合には、２つの振動子エレメントｅずつずらせながら超
音波ビームを拡大前と同じ走査速度を保ちつつ走査する
とともに、超音波ビームの走査範囲を拡大前の走査可能
範囲ＷのＩ／２に限定すれば良いことになる。

上記実施例１および２は、リニア電子走査を行なう場合
であるが、コンベックス電子走査の場合においてら同様
に適用することができる。また、セクタ電子走査の場合
において、体表面近傍を拡大表示する場合には、走査速
度を拡大表示しない場合と同一としておき、超音波ビー
ムの走査時間間隔を１／Ｋ倍にすればリアルタイム性を
損なうことなく超音波ビームの走査線数をに倍に増やす
ことができ、したがって、拡大画像においてら拡大前と
同様の精細度の画像が得られる。また、注目した領域を
拡大表示する場合には、その対象となる拡大領域での走
査速度をｌ／Ｋにして、超音波ビームを走査する時間間
隔は拡大後ら同一にすればリアルタイム性を損すうこと
なく超音波ビームの走査線数をに倍に増やすことができ
、したかって、拡大画像においてら、拡大前と同様の精
細度の画像が得られる。さらに、この実施例のように超
音波ビームを電子走査する場合に限らず、機械的に走査
する場合でも本発明を適用することができる。

（ホ）効果以上のように本発明によれば、診断画像の拡大率を変え
た場合においても、常に実際の超音波ビームを送受波し
て得られたエコー信号データに基づく診断画像を表示で
きるので、高精細度の診断画像が得られ、しかし、リア
ルタイム性か損なわれないという優れた効果が発揮され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は超音波ビームの走査方法の説明図、第２図および第
３図は診断画像の拡大表示の説明図、第４図は超音波診
断装置のブロック図、第５図は従来の診断画像を拡大表
示する場合のデータ捕間の説明図である。ｅ・・・振動子エレメント、Ｂ・・・振動子ブロック。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超音波ビームの送受波に基づいて得られる診断画
像を拡大表示するに際して、その診断画像の縦横の拡大
率をにとした場合に、この拡大率に応じて、超音波ビー
ムの走査線間隔を拡大前の１／Ｋ倍に設定するとともに
、超音波ビームを拡大前と同じ全走査範囲に渡って拡大
前のＫ倍の速度で走査することを特徴とする超音波ビー
ムの走査方法。
（２）超音波ビームの送受波に基づいて得られる診断画
像を拡大表示するに際して、その診断画像の縦横の拡大
率をＫとした場合に、この拡大率に応じて、超音波ビー
ムの走査線間隔を拡大前の１／Ｋ倍に設定するとともに
、超音波ビームを拡大前と同じ走査速度を保ちつつ拡大
前の全走査範囲の１／Ｋの範囲に渡って走査することを
特徴とする超音波ビームの走査方法。