JPS6314626B2 - - Google Patents

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JPS6314626B2
JPS6314626B2 JP55160909A JP16090980A JPS6314626B2 JP S6314626 B2 JPS6314626 B2 JP S6314626B2 JP 55160909 A JP55160909 A JP 55160909A JP 16090980 A JP16090980 A JP 16090980A JP S6314626 B2 JPS6314626 B2 JP S6314626B2
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JP
Japan
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ultrasonic
probe
arm
scanning
image
Prior art date
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Expired
Application number
JP55160909A
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Japanese (ja)
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JPS5786335A (en
Inventor
Michoshi Uranishi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS5786335A publication Critical patent/JPS5786335A/en
Publication of JPS6314626B2 publication Critical patent/JPS6314626B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静止画像と実時間の動画とを同時表
示可能な超音波診断装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that can simultaneously display still images and real-time moving images.

超音波診断装置にはコンタクトコンパウンド方
式を用いたものと、電子スキヤン方式を用いたも
の2種類がある。このうち、コンタクトコンパウ
ンド方式は第1図に示すように、人体1の患部を
スキヤナアーム2の先端部に取付けられた超音波
シングルプロープ3を手動によつてスキヤンする
ことにより、第2図に示すような断層像4をモニ
タ上に表示するものである。このようなコンタク
トコンパウンド方式の超音波診断装置は大視野の
静止画像を得ることができるという利点がある反
面、手動によるスキヤンであるため実時間の動画
を表示することができないという欠点がある。こ
れに対して電子スキヤン方式にあつては複数の超
音波振動子をアレー状に並べたプローブを使い、
各振動子を順次動作させて断層像を得るものであ
るため、実時間の動画を得るのには好適である
が、プローブの位置を検出する機能を有しないた
め大視野の静止画像を得ることができないという
欠点を有する。
There are two types of ultrasonic diagnostic devices: those using a contact compound method and those using an electronic scan method. Among these, the contact compound method, as shown in Fig. 1, uses a single ultrasonic probe 3 attached to the tip of a scanner arm 2 to manually scan the affected area of the human body 1, as shown in Fig. 2. The tomographic image 4 is displayed on a monitor. Although such a contact compound type ultrasonic diagnostic apparatus has the advantage of being able to obtain still images with a large field of view, it has the disadvantage of not being able to display real-time moving images because scanning is performed manually. On the other hand, the electronic scan method uses a probe with multiple ultrasonic transducers arranged in an array.
Because each transducer is operated in sequence to obtain a tomographic image, it is suitable for obtaining real-time videos, but it does not have the function to detect the position of the probe, so it is difficult to obtain still images with a large field of view. It has the disadvantage of not being able to

ところで最近、上記各方式の欠点を補う目的で
両方式の機能を兼ね備えた装置を用いて両者を適
宜切換えて、電子スキヤンによる実時間の動画像
とコンタクトスキヤナによる大視野の静止画像を
得る装置が提案されているが、この装置では大視
野の静止画像と実時間の動画とを同時に表示する
ことができないため、相互の画像の位置関係を知
ることが困難となり、組織の同定に説得力を欠く
欠点があつた。
Recently, in order to compensate for the shortcomings of each of the above methods, a device has been developed that combines the functions of both methods and switches between them as appropriate to obtain real-time moving images using an electronic scan and large-field still images using a contact scanner. has been proposed, but this device cannot display large-field still images and real-time video at the same time, making it difficult to know the relative positions of the images, making it difficult to identify tissues convincingly. There was a flaw in it.

又、電子スキヤンによる実時間の動画とコンタ
クトスキヤナによる静止画像とを1つのモニタ上
の異なるエリアを用いて同時表示を行う提案もあ
るが、やはり大視野静止画像と実時間の動画との
位置関係、特に動画が人体の患部におけるどの部
位のものであるかを判別することが難かしかつ
た。
There is also a proposal to simultaneously display real-time video from an electronic scan and still images from a contact scanner using different areas on one monitor, but the position of the large-field still image and the real-time video remains In particular, it was difficult to determine which part of the human body the video was from.

更に、シングルプローブと電子スキヤンプロー
ブとを同一のスキヤナアームに取付けて、従来の
コンタクトコンパウンド方式による画像と、これ
に近接した位置の電子スキヤン方式による実時間
画像とを得る装置も提案されているが、各プロー
ブが近接した位置にあるものの、それぞれのプロ
ーブから得られた画像は厳密にはやはり異なつた
位置から得られるものであり、例えば電子スキヤ
ンにより得られた動画が具体的に生体のどの組織
のどの部分のものであるかは把握することが難か
しく前記同定に説得性をもたらす迄には至つてい
ない。
Furthermore, a device has been proposed in which a single probe and an electronic scan probe are attached to the same scanner arm to obtain an image using the conventional contact compound method and a real-time image using the electronic scan method at a position close to the contact compound method. Although the probes are located close to each other, the images obtained from each probe are strictly speaking from different locations. It is difficult to ascertain which part it belongs to, and the identification has not yet been convincing.

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであ
り、機械的な位置検出可能なスキヤナアームに電
子スキヤンプローブを取り付けて、このプローブ
にコンタクトコンパウンド方式による走査を行な
わせる一方電子スキヤン方式の走査をも行なわせ
ることにより大視野の静止画像とその中に含まれ
る一部実時間動画像とを同時表示することができ
る超音波診断装置を提供することを目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes an electronic scan probe attached to a scanner arm capable of mechanical position detection, and allows this probe to perform scanning by the contact compound method, while also performing scanning by the electronic scan method. The object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can simultaneously display a still image with a large field of view and a part of a real-time moving image included therein.

以下実施例により本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically explained below using Examples.

第3図は本発明装置の一部である超音波プロー
ブと人体との位置関係を示す斜視図である。この
装置は電子スキヤンプローブ5を位置検出可能な
スキヤナアーム6に取付けたものであり、詳細を
後述する制御系との組合せによつて先ず電子スキ
ヤンプローブ5をコンタクトコンパウンド方式で
走査することによつて第4図における大視野の静
止画像7を得、次に電子スキヤン方式に切換えて
走査することにより現在プローブ5が置かれてい
る位置の実時間の動画(第4図のハツチング領域
8)を得るようにしている。尚、第3図において
HDはスキヤナヘツドである。
FIG. 3 is a perspective view showing the positional relationship between the ultrasound probe, which is part of the apparatus of the present invention, and the human body. This device has an electronic scan probe 5 attached to a scanner arm 6 that can detect the position, and in combination with a control system, which will be described in detail later, first scans the electronic scan probe 5 using a contact compound method. Obtain a still image 7 with a large field of view in Fig. 4, and then switch to the electronic scanning method and scan to obtain a real-time moving image (hatched area 8 in Fig. 4) of the current position of the probe 5. I have to. In addition, in Figure 3
HD is Sukiyanahed.

次に、第5図を参照して本発明の基本原理を説
明する。一般に断層像を得るためには輝度信号Z
の他に超音波ビームの発射位置及び方向を検出し
なければならない。ここで断層面の或る一点を原
点X,Y=0,0とすると、超音波ビームの発射
位置、即ち、振動子表面の中心位置Xp,Yp及び
超音波ビームの方向ΔX,ΔYを検出する必要が
ある。前記スキヤナアーム6は従来のシングルプ
ローブによるコンタクトコンパウンド方式のアー
ムと同じものであり、基本的には3つのアーム
(長さR1の第1アーム9、長さR2の第2アーム1
0、長さR3の第3アーム11)からなり、各関
節部は手動によつて回転可能になつており、関節
部分の角度θ1,θ2,θ3が検出可能になつている。
ここで第1アーム9の基点Oを原点0,0とし、
X軸を水平右方向、Y軸を垂直上方向とし、各関
節の水平方向(X軸)よりの角度をそれぞれθ1
θ2,θ3とする。この場合、第3アーム11の先端
の座標Xpo,Ypoは次式(1),(2)によつて求められ
る。
Next, the basic principle of the present invention will be explained with reference to FIG. Generally, to obtain a tomographic image, the brightness signal Z
In addition, the emission position and direction of the ultrasonic beam must be detected. Here, if a certain point on the tomographic plane is the origin X, Y = 0, 0, then the emission position of the ultrasonic beam, that is, the center position Xp, Yp of the transducer surface and the directions ΔX, ΔY of the ultrasonic beam are detected. There is a need. The scanner arm 6 is the same as the arm of the conventional single-probe contact compound system, and basically consists of three arms (a first arm 9 with a length R 1 , a second arm 1 with a length R 2).
0 and a third arm 11) with a length R 3 , each joint can be rotated manually, and the angles θ 1 , θ 2 , θ 3 of the joints can be detected.
Here, the base point O of the first arm 9 is set as the origin 0,0,
The X axis is the horizontal right direction and the Y axis is the vertical upward direction, and the angle of each joint from the horizontal direction (X axis) is θ 1 ,
Let θ 2 and θ 3 be. In this case, the coordinates Xpo and Ypo of the tip of the third arm 11 are determined by the following equations (1) and (2).

Xpo=R1cosθ1+R2cosθ2 +R3cosθ3 ……(1) Ypo=R1sinθ1+R2sinθ2 +R3sinθ3 ……(2) 又、前記座標Xpo,Ypoの位置における超音波
ビームの方向ΔXpo,ΔYpoは次式(3),(4)によつ
て求められる。
Xpo=R 1 cosθ 1 +R 2 cosθ 2 +R 3 cosθ 3 ...(1) Ypo=R 1 sinθ 1 +R 2 sinθ 2 +R 3 sinθ 3 ...(2) Also, the ultrasonic wave at the position of the above coordinates Xpo and Ypo The beam directions ΔXpo and ΔYpo are determined by the following equations (3) and (4).

ΔXpo=cosθ3 ……(3) ΔYpo=sinθ3 ……(4) この第3アーム11の先端に取付けられた電子
スキヤンプローブ5から発射される超音波ビーム
の中心軸上の発射点をPoとし、その軸線に沿つ
て、右方向に他の超音波ビームの発射点を順次
P1,…,Pi,…,Pnとし、左方向に沿つて他の
ビームの発射点を順次P−1,…,P−i,P−
nとし、各ビームの間隔をdとすると、任意の位
置の超音波ビームPiの座標Xpi,YPiは次式(5),
(6)によつて求められる。
ΔXpo=cosθ 3 ...(3) ΔYpo=sinθ 3 ...(4) Let Po be the emission point on the central axis of the ultrasonic beam emitted from the electronic scan probe 5 attached to the tip of the third arm 11. , along its axis, sequentially the emission point of the other ultrasonic beam in the right direction
P 1 , ..., Pi, ..., Pn, and the emission points of other beams are set sequentially along the left direction as P- 1 , ..., Pi, ..., P-
When n is the interval between each beam and d is the interval between each beam, the coordinates Xpi and YPi of the ultrasonic beam Pi at any position are given by the following equation (5),
It is determined by (6).

Xpi=R1cosθ1+R2cosθ2 +R3cosθ3−Dsinθ3……(5) Ypi=R1sinθ1+R2sinθ2 +R3sinθ3+Dcosθ3……(6) ここで、D=id,i=−n,−(n−1),…−
1,0,1,…,nで与えられる(但し、nは正
の整数であり、この例では超音波ビームが2n+
1本の場合を示す)。
Xpi=R 1 cosθ 1 +R 2 cosθ 2 +R 3 cosθ 3 −Dsinθ 3 ...(5) Ypi=R 1 sinθ 1 +R 2 sinθ 2 +R 3 sinθ 3 +Dcosθ 3 ...(6) Here, D=id, i=-n,-(n-1),...-
It is given by 1, 0, 1, ..., n (where n is a positive integer, and in this example the ultrasound beam is 2n+
(The case of one is shown).

そして、前記任意の位置の超音波ビームPiの方
向ΔXpi,ΔYpiは次式(7),(8)によつて求められ
る。
Then, the directions ΔXpi and ΔYpi of the ultrasound beam Pi at the arbitrary position are determined by the following equations (7) and (8).

ΔXpi=ΔXpo=cosθ3 ……(7) ΔYpi=ΔYpo=sinθ3 ……(8) 従つて、後述する制御系で前記各式の計算を行
なわせて各ビームの位置及び方向を求め、この結
果に対応させてモニタ上に表示を行なえば超音波
断層像を得ることができる。
ΔXpi=ΔXpo=cosθ 3 ...(7) ΔYpi=ΔYpo=sinθ 3 ...(8) Therefore, the control system described later calculates each of the above equations to find the position and direction of each beam, and the result is An ultrasonic tomographic image can be obtained by displaying it on a monitor in accordance with the above.

第6図は前記原理を実現するための制御系の構
成を示す一実施例ブロツク図である。12は前記
スキヤナアーム6の各関節部の角度θ1,θ2,θ3
検出する角度検出器13a〜13cの各電圧出力
信号を受けて前記(1),(2)式の計算を行ない第3ア
ーム11の先端の位置Poの座標Xpo,Ypoを求
めると共に、前記(3),(4)式の計算を行つてビーム
方向ΔXpo,ΔYpoを求める第1のアナログ計算
回路である。14は前記電子スキヤンプローブ5
の各振動子5a〜5nを駆動して超音波ビームを
発射させると共に、各振動子から得られるエコー
信号を電気信号に変換して超音波映像信号Z及び
現在発射されている超音波ビームの位置を示す信
号Spを出力する電子走査回路である。15は前
記アナログ計算回路12からの中心超音波ビーム
Poの位置座標信号Xpo,Ypoを入力すると共に、
前記電子走査回路14からの選択超音波ビームの
位置表示信号Spを入力して前記(7),(8)式の計算
を行ない、それぞれの超音波ビームの発射点の位
置座標Xpi,Ypiに対応する信号を出力する第2
のアナログ計算回路である。16は前記第1及び
第2のアナログ計算回路12,15からの各出力
ΔXpo,ΔYpo,Xpi,Ypiを制御器17からの制
御信号によつて時分割的に次段のデイジタル走査
変換器18に切換送出するための切換器(例えば
マルチプレクサ)である。前記制御器17は切換
器16の制御信号Scと、前記電子走査回路或い
はデイジタル走査変換器18等を同期的に動作さ
せるためのコントロール信号STを出力すると共
に、スイツチ20を備えており、このスイツチ2
0は走査方式を切換えるためのものであり、例え
ば開放すると電子スキヤンプローブ5における1
つの発射点(例えば中心ビームPo)のみが励振
されるようになつてコンタクトコンパウンド走査
が可能であり、閉じると電子スキヤン走査が可能
となる。前記デイジタル走査変換器18は画像メ
モリを有し、前記超音波位置ベクトル信号Xpi,
Ypi,ΔXpi,ΔYpiにより格納すべきメモリ番地
を高速演算して、その位置に前記デイジタル化さ
れた超音波映像信号Zを順次書き込むと共に、
TV表示のための合成映像信号Svを出力するもの
であり、例えば書き込み内容の更新が可能なデイ
ジタルスキヤンコンバータによつて構成されてい
る。19はデイジタル走査変換器18から読み出
されるデータSvを画像表示するTVモニタであ
る。この場合、デイジタル走査変換器18からの
読み出しはTV走査期間に同期して行なわれるよ
うになつている。
FIG. 6 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a control system for realizing the above principle. Reference numeral 12 receives voltage output signals from angle detectors 13a to 13c that detect the angles θ 1 , θ 2 , and θ 3 of each joint of the scanner arm 6, and calculates the equations (1) and (2) above. This is a first analog calculation circuit that calculates the coordinates Xpo and Ypo of the position Po of the tip of the third arm 11, and calculates the beam directions ΔXpo and ΔYpo by calculating the equations (3) and (4). 14 is the electronic scan probe 5
Each of the transducers 5a to 5n is driven to emit an ultrasound beam, and the echo signals obtained from each transducer are converted into electrical signals to generate an ultrasound image signal Z and the position of the currently emitted ultrasound beam. This is an electronic scanning circuit that outputs a signal Sp indicating . 15 is the central ultrasound beam from the analog calculation circuit 12;
Input Po's position coordinate signals Xpo and Ypo, and
The position display signal Sp of the selected ultrasonic beam from the electronic scanning circuit 14 is input, and the calculations of equations (7) and (8) are performed to correspond to the position coordinates Xpi and Ypi of the emission point of each ultrasonic beam. a second signal that outputs a signal to
This is an analog calculation circuit. Reference numeral 16 supplies the respective outputs ΔXpo, ΔYpo, Xpi, and Ypi from the first and second analog calculation circuits 12 and 15 to the next-stage digital scanning converter 18 in a time-sharing manner according to the control signal from the controller 17. A switching device (for example, a multiplexer) for switching transmission. The controller 17 outputs a control signal Sc for the switch 16 and a control signal S T for synchronously operating the electronic scanning circuit or digital scanning converter 18, and is equipped with a switch 20. switch 2
0 is for switching the scanning method, for example, when opened, 1 in the electronic scan probe 5
Only one firing point (eg, central beam Po) is excited to enable contact compound scanning, and closed to enable electronic scan scanning. The digital scan converter 18 has an image memory and receives the ultrasound position vector signals Xpi,
High-speed calculation of the memory address to be stored using Ypi, ΔXpi, ΔYpi and sequentially writing the digitized ultrasound image signal Z to the location,
It outputs a composite video signal Sv for TV display, and is composed of, for example, a digital scan converter that can update the written content. A TV monitor 19 displays an image of the data Sv read out from the digital scan converter 18. In this case, reading from the digital scan converter 18 is performed in synchronization with the TV scanning period.

次に、第7図のタイムチヤートをも参照して本
発明装置の動作を説明する。先ず、制御器17に
設けられているスイツチ20を開放すると、電子
走査回路14は超音波プローブ5における中央部
の振動子のみを励振駆動することになり、プロー
ブ5を手動走査するコンタクトコンパウンド方式
の走査が可能になる。このようなプローブ5にお
ける中央部の超音波ビームの位置と方向は第1及
び第2のアナログ計算回路12,15によつて計
算され、計算結果が切換器16を介してデイジタ
ル走査変換器18に入力されて、該超音波ビーム
の位置と方向に対応するメモリの番地が選択さ
れ、その番地に電子走査回路14から得られる超
音波映像信号Zのデイジタル値が書き込まれ、更
にTVラスターに同期した読み出しが行なわれて
TVモニタ19に表示される。このとき、プロー
ブ5を人体1の診断目的部位を含む広い範囲に移
動させることにより第8図に示すような大視野の
静止画像21を得ることができる。
Next, the operation of the apparatus of the present invention will be explained with reference to the time chart shown in FIG. First, when the switch 20 provided in the controller 17 is opened, the electronic scanning circuit 14 excites and drives only the central transducer of the ultrasound probe 5, and the probe 5 is manually scanned using the contact compound method. Scanning becomes possible. The position and direction of the ultrasound beam at the center of the probe 5 are calculated by the first and second analog calculation circuits 12 and 15, and the calculation results are sent to the digital scanning converter 18 via the switch 16. A memory address corresponding to the position and direction of the ultrasound beam is selected, and the digital value of the ultrasound image signal Z obtained from the electronic scanning circuit 14 is written to that address, and further synchronized with the TV raster. reading is being performed
displayed on the TV monitor 19. At this time, by moving the probe 5 over a wide range including the diagnostic target site of the human body 1, a still image 21 with a large field of view as shown in FIG. 8 can be obtained.

次に、前記静止画像21を観察して、特に必要
であると思われる部分に対応する人体1上の位置
にプローブ5を置き、前記スイツチ20を閉成す
る。このようにすると次のようにして電子スキヤ
ン方式による走査が行なわれる。電子走査回路1
4は超音波プローブ5内の各振動子5a〜5nを
順次励振して、かつそこから得られるエコー信号
を順次処理して超音波映像信号Zとして出力す
る。これと同時にこのときのスキヤナアーム6の
各関節部の角度θ1〜θ3が検出され、この検出信号
に基づいて第1のアナログ計算回路12で中心部
の超音波ビームPoの位置座標Xpo,Ypo及びそ
の方向ΔXpo,ΔYpoが計算され、このうちの位
置座標Xpo,Ypoとの関係で各超音波ビームPiの
位置座標Xpi,Ypiが第2のアナログ計算回路1
5で計算される。これらの計算結果は制御器17
からの制御信号Scによつて制御される切換器1
6を介して時分割的に送出されデイジタル走査変
換器18に入力される。これらの各信号のタイミ
ングは第7図に示すようになつている。即ち、第
7図aは超音波発射時間の制限のため繰り返しパ
ルス(レートパルス)Rpであり、このレートパ
ルスRpに同期して超音波映像信号Z(同図b)が
送られる。又、超音波ビームの位置ベクトル信
号、つまり超音波発射点Piの位置情報信号Xpi,
Ypi及び方向信号ΔXpi,ΔYpiは、前記切換器1
6によつて時分割が行なわれて、例えば2本の信
号線を介して同図c,dのように前記超音波レー
トパレスRpの到来直後に、それぞれXpi→ΔXpi,
Ypi→ΔYpiの如く一対毎の信号として前記デイ
ジタル走査変換器18に入力される。デイジタル
走査変換器18では前記超音波ビームの位置ベク
トル信号Xpi,Ypi,ΔXpi,ΔYpiの入力情報に
よつて計算された画像メモリの所定の番地に前記
超音波映像信号Zをデイジタル化したデータを高
速で書き込むことになる。従つて、超音波プロー
ブ5が置かれている位置に対応する部分、即ち、
画像メモリの一部のみが一定時間(例えば1/30
秒)ごとに新らしい超音波映像信号により更新さ
れることになり、第8図に示すように前記走査に
よつて得られた大視野静止画像21中の一部領域
(ハツチング部)22のみを実時間による動画と
して表示することができることになる。この場
合、スイツチ20を閉じたままで(即ち電子スキ
ヤン方式の走査のままで)プローブ5を手動によ
り移動させると、実時間による動画を他の診断部
位の動画に容易に変更可能となる。
Next, the still image 21 is observed, the probe 5 is placed at a position on the human body 1 that corresponds to a part that is considered to be particularly necessary, and the switch 20 is closed. In this case, scanning by the electronic scanning method is performed as follows. Electronic scanning circuit 1
4 sequentially excites each of the transducers 5a to 5n in the ultrasonic probe 5, and sequentially processes the echo signals obtained therefrom and outputs them as an ultrasonic video signal Z. At the same time, the angles θ 1 to θ 3 of each joint of the scanner arm 6 at this time are detected, and based on this detection signal, the first analog calculation circuit 12 calculates the position coordinates Xpo, Ypo of the ultrasonic beam Po at the center. and its directions ΔXpo, ΔYpo are calculated, and the position coordinates Xpi, Ypi of each ultrasound beam Pi are determined by the second analog calculation circuit 1 in relation to the position coordinates Xpo, Ypo.
Calculated at 5. These calculation results are sent to the controller 17.
Switch 1 controlled by a control signal Sc from
6 in a time-division manner and input to a digital scan converter 18. The timing of each of these signals is as shown in FIG. That is, FIG. 7a shows a repetitive pulse (rate pulse) Rp to limit the ultrasound emission time, and an ultrasound image signal Z (FIG. 7b) is sent in synchronization with this rate pulse Rp. In addition, the position vector signal of the ultrasound beam, that is, the position information signal Xpi of the ultrasound emission point Pi,
Ypi and the direction signals ΔXpi, ΔYpi are the switching device 1
Immediately after the arrival of the ultrasonic rate pulse Rp, Xpi → ΔXpi,
The signals are input to the digital scanning converter 18 as pairwise signals such as Ypi→ΔYpi. The digital scanning converter 18 digitizes the ultrasonic video signal Z at high speed into a predetermined address of the image memory calculated based on the input information of the ultrasonic beam position vector signals Xpi, Ypi, ΔXpi, and ΔYpi. I will write it in. Therefore, the portion corresponding to the position where the ultrasound probe 5 is placed, ie,
Only part of the image memory remains for a certain period of time (e.g. 1/30
As shown in FIG. This means that it can be displayed as a real-time video. In this case, by manually moving the probe 5 while keeping the switch 20 closed (that is, keeping the electronic scanning system scanning), the real-time video can be easily changed to a video of another diagnostic site.

以上のような装置によれば、1つのプローブで
先ずコンタクトコンパウンドスキヤン方式による
大視野の静止画像を得て、次にその静止画像中の
任意の位置について電子スキヤン方式に基づく実
時間の動画を得ることが可能な超音波診断装置を
提供できる。従つて、得られた超音波画像が組織
のどの部分のものであるかを明確に判断でき診断
時の同定における説得性を向上させることができ
る。例えば胎児の動きと母体との位置関係の判別
が極めて容易になる。
According to the above-mentioned device, first a large field of view still image is obtained using a contact compound scan method using one probe, and then a real-time video is obtained at an arbitrary position in the still image based on an electronic scan method. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic device capable of Therefore, it is possible to clearly determine which part of the tissue the obtained ultrasound image belongs to, and it is possible to improve the persuasiveness of identification at the time of diagnosis. For example, it becomes extremely easy to determine the movement of the fetus and its positional relationship with the mother's body.

本発明は前記実施例に限定されず種々の変形が
可能である。
The present invention is not limited to the embodiments described above, but can be modified in various ways.

例えば前記実施例では超音波ビームの位置ベク
トルの計算にアナログ計算回路を用いたが、これ
をデイジタル処理回路によつて実現することも可
能である。この場合、計算時間を短縮するために
超音波ビームPiの位置Xpi,Ypiの計算式として
次式(9),(10)を用いてもよい。
For example, in the embodiment described above, an analog calculation circuit was used to calculate the position vector of the ultrasonic beam, but it is also possible to implement this using a digital processing circuit. In this case, the following equations (9) and (10) may be used as equations for calculating the positions Xpi and Ypi of the ultrasound beam Pi in order to shorten the calculation time.

Xpi=XPo−Dsinθ3 ……(9) Ypi=Ypo+Dcosθ3 ……(10) 即ち、前式(5),(6)からも明らかなようにスキヤ
ナアーム6が一定の方向を向いているときの電子
スキヤン方式の走査にあつてはDのみを変数とし
て計算すれば足りる。
Xpi=XPo−Dsinθ 3 ...(9) Ypi=Ypo+Dcosθ 3 ...(10) In other words, as is clear from the previous equations (5) and (6), the electron In scan type scanning, it is sufficient to calculate only D as a variable.

又、前記実施例ではコンタクトコンパウンド走
査の場合には中央の一本の振動子のみを選択して
励振させることとしたが、これに限らず、複数或
いは全部を励振させて静止画像を得るようにして
もよい。このようにすれば、一回の手動走査で広
範囲の静止画像が得られるから診断の高速化に寄
与するものとする。
Further, in the above embodiment, in the case of contact compound scanning, only one central vibrator is selected and excited, but the present invention is not limited to this, and a still image can be obtained by exciting multiple or all vibrators. It's okay. In this way, a still image over a wide range can be obtained with one manual scan, contributing to faster diagnosis.

更に、前記実施例ではスキヤナアーム6にリニ
ア型電子スキヤンプローブを取付けた場合を示し
たが、これに代えてセクタ型電子スキヤンプロー
ブ或いは機械式のリニア走査プローブを取付けて
同一の目的を達成してもよい。ここで、セクタ型
走査の場合にはスキヤナアーム6が一定位置であ
るとき、超音波の発射位置ベクトルは次式(11)乃至
(14)によつて求められ、θiが変数となるから計
算が更に容易になる。
Furthermore, although the above embodiment shows a case in which a linear type electronic scan probe is attached to the scanner arm 6, the same purpose may be achieved by attaching a sector type electronic scan probe or a mechanical linear scan probe instead. good. Here, in the case of sector type scanning, when the scanner arm 6 is at a constant position, the ultrasonic emission position vector is obtained by the following equations (11) to (14), and since θi is a variable, the calculation is further becomes easier.

Xpi=Xpo ……(11) Ypi=Ypo ……(12) ΔXpi=cos(θ3+θi) ……(13) ΔYpi=sin(θ3+θi) ……(14) Xpi=Xpo……(11) Ypi=Ypo……(12) ΔXpi=cos(θ 3 +θi)……(13) ΔYpi=sin(θ 3 +θi)……(14)

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のコンタクトコンパウンド方式の
装置の概略図、第2図はそれによつて得られる静
止画像の説明図、第3図は本発明装置に用いられ
る超音波プローブと人体との位置関係を示す概略
図、第4図は本発明装置の原理を説明するための
表示画像の説明図、第5図は本発明の動作原理の
説明図、第6図は本発明の制御系の構成の一実施
例ブロツク図、第7図は本発明の動作説明のため
のタイムチヤート、第8図は本発明によつて得ら
れる表示画像の一態様を示す説明図である。 1……人体、5……電子スキヤンプローブ、6
……スキヤナアーム、12,15……計算回路、
13a〜13c……角度検出器、14……電子走
査回路、16……切換器、17……制御器、18
……デイジタル走査変換器、19……モニタ、2
1……大視野静止画像、22……実時間動画。
Fig. 1 is a schematic diagram of a conventional contact compound type device, Fig. 2 is an explanatory diagram of a still image obtained by the device, and Fig. 3 shows the positional relationship between the ultrasound probe used in the device of the present invention and the human body. 4 is an explanatory diagram of a display image for explaining the principle of the device of the present invention, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operating principle of the present invention, and FIG. 6 is an illustration of a configuration of the control system of the present invention. An embodiment block diagram, FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the present invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing one aspect of a display image obtained by the present invention. 1...Human body, 5...Electronic scan probe, 6
...Sciyana Arm, 12,15...Calculation circuit,
13a-13c...Angle detector, 14...Electronic scanning circuit, 16...Switcher, 17...Controller, 18
...Digital scan converter, 19...Monitor, 2
1...Large field of view still image, 22...Real time video.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 自在に移動する機械式アーム移動先端の、所
定の空間座標系における位置を検出するアーム位
置検出手段と、前記アーム移動先端に取付けら
れ、走査手段の制御により順次走査される複数の
振動子を備えた超音波プローブと、この超音波プ
ローブにおける超音波ビームの発射位置と前記ア
ーム移動先端の取付位置との間の距離を計算する
第1の計算手段と、前記超音波プローブからの超
音波ビームの前記座標系における発射位置及び方
向を前記アーム位置検出手段及び前記第1の計算
手段の出力に基づいて計算する第2の計算手段
と、前記機械式アームの移動による超音波画像表
示と共に前記超音波プローブの順次走査による超
音波画像表示を行なわせる制御手段とを具備した
ことを特徴とする超音波診断装置。
1 Arm position detection means for detecting the position of a freely moving mechanical arm moving tip in a predetermined spatial coordinate system, and a plurality of vibrators attached to the arm moving tip and sequentially scanned by the control of a scanning means. an ultrasonic probe provided with the ultrasonic probe; a first calculating means for calculating a distance between the emission position of the ultrasonic beam in the ultrasonic probe and the attachment position of the moving end of the arm; and an ultrasonic beam emitted from the ultrasonic probe; second calculation means for calculating the firing position and direction in the coordinate system of the mechanical arm based on the outputs of the arm position detection means and the first calculation means; 1. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a control means for displaying an ultrasonic image by sequentially scanning a sonic probe.
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