JP2000254120A - ３次元超音波診断装置 - Google Patents
３次元超音波診断装置Info
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元超音波診断装置に必要な遅延回路の数
を削減する。 【解決手段】 ２次元アレイプローブ１の各微少振動子
２で検出された信号に対して、列方向遅延加算回路３
が、列方向の遅延加算処理を列方向並列同時受信処理を
含めて行う。こうして得られた時系列信号群（列方向素
子数×並列同時受信チャンネル数）に対して、行方向遅
延加算回路４が、行方向の遅延加算処理を行方向並列同
時受信処理を含めて行う。これにより、遅延加算処理数
は、例えば行方向及び列方向の微少振動子の数をそれぞ
れ３２個、行方向及び列方向の並列同時受信チャンネル
数をそれぞれ４チャンネルとした場合、従来、３２×３
２×４×４＝１６３８４個必要としていた遅延回路を、
当該３次元超音波診断装置では、３２×４（３２＋４）
＝４６０８個に削減することができ、必要な遅延回路の
数を従来の約１／４に削減することができる。
を削減する。 【解決手段】 ２次元アレイプローブ１の各微少振動子
２で検出された信号に対して、列方向遅延加算回路３
が、列方向の遅延加算処理を列方向並列同時受信処理を
含めて行う。こうして得られた時系列信号群（列方向素
子数×並列同時受信チャンネル数）に対して、行方向遅
延加算回路４が、行方向の遅延加算処理を行方向並列同
時受信処理を含めて行う。これにより、遅延加算処理数
は、例えば行方向及び列方向の微少振動子の数をそれぞ
れ３２個、行方向及び列方向の並列同時受信チャンネル
数をそれぞれ４チャンネルとした場合、従来、３２×３
２×４×４＝１６３８４個必要としていた遅延回路を、
当該３次元超音波診断装置では、３２×４（３２＋４）
＝４６０８個に削減することができ、必要な遅延回路の
数を従来の約１／４に削減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波ビームを３
次元的に走査して生体内の３次元画像を得る３次元超音
波診断装置に関し、特に、並列同時受信処理を行うのに
必要な遅延回路の数の削減を図った３次元超音波診断装
置に関する。
次元的に走査して生体内の３次元画像を得る３次元超音
波診断装置に関し、特に、並列同時受信処理を行うのに
必要な遅延回路の数の削減を図った３次元超音波診断装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生体の２次元断層像を得る超音波
診断装置が知られている。この超音波診断装置は、図４
に示すように複数の微小振動子１００を一列状に配列し
た１次元アレイプローブ１０１を有している。超音波ビ
ームの送信時には、各微小振動子１００毎にそれぞれ設
けられた遅延回路を介して送信信号が供給されることで
該各微小振動子１００が駆動され超音波ビームの送波が
行われる。各遅延回路の遅延時間を可変することで、図
４に実線及び点線で示すように超音波ビームのビーム方
向を変更可能となっており、該各遅延回路の遅延時間を
逐次変えながら超音波ビームを走査するようになってい
る。
診断装置が知られている。この超音波診断装置は、図４
に示すように複数の微小振動子１００を一列状に配列し
た１次元アレイプローブ１０１を有している。超音波ビ
ームの送信時には、各微小振動子１００毎にそれぞれ設
けられた遅延回路を介して送信信号が供給されることで
該各微小振動子１００が駆動され超音波ビームの送波が
行われる。各遅延回路の遅延時間を可変することで、図
４に実線及び点線で示すように超音波ビームのビーム方
向を変更可能となっており、該各遅延回路の遅延時間を
逐次変えながら超音波ビームを走査するようになってい
る。
【０００３】一方、超音波ビームの受信時には、前記焦
点Ｆから反射する反射波を各微少振動子１００でそれぞ
れ検出し、図５に示す遅延回路１０２により各検出信号
に対して所定時間の遅延処理を施すことで、焦点Ｆに対
応する各検出信号の位相合わせを行い、これらを加算回
路１３でそれぞれ加算処理することで受信信号を形成し
て画像処理回路に供給する。画像処理回路は、この受信
信号に所定の画像処理を施すことで２次元断層像を再構
成し表示部に表示する。これにより、生体の２次元断層
像を得ることができる。このような超音波診断装置は、
反射波を同時に受信する微小振動子１００の数だけ遅延
回路１０２を必要とする。
点Ｆから反射する反射波を各微少振動子１００でそれぞ
れ検出し、図５に示す遅延回路１０２により各検出信号
に対して所定時間の遅延処理を施すことで、焦点Ｆに対
応する各検出信号の位相合わせを行い、これらを加算回
路１３でそれぞれ加算処理することで受信信号を形成し
て画像処理回路に供給する。画像処理回路は、この受信
信号に所定の画像処理を施すことで２次元断層像を再構
成し表示部に表示する。これにより、生体の２次元断層
像を得ることができる。このような超音波診断装置は、
反射波を同時に受信する微小振動子１００の数だけ遅延
回路１０２を必要とする。
【０００４】次に、超音波診断装置は実時間で超音波画
像を表示する、いわゆるリアルタイム表示が可能となっ
ているのであるが、このリアルタイム表示の実時間性の
向上を図る手法として、一回の超音波ビームの送信で複
数以上の走査線情報を得る「並列同時受信処理」という
手法が知られている。これは、送信する超音波ビーム内
に複数の走査線を設定し、その走査線に沿った複数の受
信信号を形成し、同時に複数の走査線上の画像を得る手
法である。
像を表示する、いわゆるリアルタイム表示が可能となっ
ているのであるが、このリアルタイム表示の実時間性の
向上を図る手法として、一回の超音波ビームの送信で複
数以上の走査線情報を得る「並列同時受信処理」という
手法が知られている。これは、送信する超音波ビーム内
に複数の走査線を設定し、その走査線に沿った複数の受
信信号を形成し、同時に複数の走査線上の画像を得る手
法である。
【０００５】具体的には、図６に示すように１つの受信
チャンネル１０５に複数の遅延回路１０２を設け、それ
ぞれ位相の異なる複数の検出信号を形成する。そして、
この各受信チャンネル１０５の各遅延回路１０２からの
検出信号のうち、同じ位相の検出信号同士を加算回路１
０３で加算処理することで複数の受信信号を形成し、こ
の各受信信号に基づいて再構成を行うことにより、同時
に複数の走査線上の画像を得るようになっている。
チャンネル１０５に複数の遅延回路１０２を設け、それ
ぞれ位相の異なる複数の検出信号を形成する。そして、
この各受信チャンネル１０５の各遅延回路１０２からの
検出信号のうち、同じ位相の検出信号同士を加算回路１
０３で加算処理することで複数の受信信号を形成し、こ
の各受信信号に基づいて再構成を行うことにより、同時
に複数の走査線上の画像を得るようになっている。
【０００６】このような並列同時受信処理を行う場合
は、受信チャンネル数×並列同時受信チャンネル数分の
遅延回路を必要とする。一般的に、超音波診断装置の受
信チャンネル数は１００チャンネル程度で、並列同時受
信チャンネル数は４チャンネル程度であるため、必要と
する遅延回路は、１００チャンネル×４チャンネル＝４
００個程度となる。
は、受信チャンネル数×並列同時受信チャンネル数分の
遅延回路を必要とする。一般的に、超音波診断装置の受
信チャンネル数は１００チャンネル程度で、並列同時受
信チャンネル数は４チャンネル程度であるため、必要と
する遅延回路は、１００チャンネル×４チャンネル＝４
００個程度となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、近年において
３次元超音波診断装置が注目を集めている。この３次元
超音波診断装置は、複数の微少振動子を一列状に配列し
てなる超音波素子列を複数列分有する２次元アレイプロ
ーブを用いて３次元的な超音波ビームの走査を行い、生
体の３次元画像を得るようになっている。このような３
次元超音波診断装置は、１０００素子を超える微少振動
子から出力される検出信号を処理する必要があるうえ、
３次元走査を行うための走査線の数が膨大になる。この
ため、実時間性の維持に（リアルタイム表示を行うため
に）１回の送信で複数の走査線画像を得る前記「並列同
時受信処理」が必要となる。
３次元超音波診断装置が注目を集めている。この３次元
超音波診断装置は、複数の微少振動子を一列状に配列し
てなる超音波素子列を複数列分有する２次元アレイプロ
ーブを用いて３次元的な超音波ビームの走査を行い、生
体の３次元画像を得るようになっている。このような３
次元超音波診断装置は、１０００素子を超える微少振動
子から出力される検出信号を処理する必要があるうえ、
３次元走査を行うための走査線の数が膨大になる。この
ため、実時間性の維持に（リアルタイム表示を行うため
に）１回の送信で複数の走査線画像を得る前記「並列同
時受信処理」が必要となる。
【０００８】すなわち、この３次元超音波診断装置にお
いて「並列同時受信処理」を行う場合、微少振動子の素
子数×並列同時受信チャンネル数ぶんの遅延回路が必要
になる。具体的には、超音波ビームの３次元走査には、
アーチファクトを低減するために少なくとも３２チャン
ネル×３２チャンネルの受信チャンネルを必要とする。
また、並列同時受信チャンネル数は、４チャンネル×４
チャンネルとなる。このため、３次元超音波診断装置に
は、３２チャンネル×３２チャンネル×４チャンネル×
４チャンネル＝１６３８４個という膨大な数の遅延回路
が必要となり、装置の製造コストが高くなるうえ、その
消費電力も膨大なものとなる問題があった。
いて「並列同時受信処理」を行う場合、微少振動子の素
子数×並列同時受信チャンネル数ぶんの遅延回路が必要
になる。具体的には、超音波ビームの３次元走査には、
アーチファクトを低減するために少なくとも３２チャン
ネル×３２チャンネルの受信チャンネルを必要とする。
また、並列同時受信チャンネル数は、４チャンネル×４
チャンネルとなる。このため、３次元超音波診断装置に
は、３２チャンネル×３２チャンネル×４チャンネル×
４チャンネル＝１６３８４個という膨大な数の遅延回路
が必要となり、装置の製造コストが高くなるうえ、その
消費電力も膨大なものとなる問題があった。
【０００９】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、３次元画像のリアルタイム表示を行うために
用いる並列同時受信処理に必要な遅延回路数を低減して
装置の製造コスト及び消費電力を低く抑えることができ
るような３次元超音波診断の提供を目的とする。
のであり、３次元画像のリアルタイム表示を行うために
用いる並列同時受信処理に必要な遅延回路数を低減して
装置の製造コスト及び消費電力を低く抑えることができ
るような３次元超音波診断の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る３次元超音
波診断装置は、上述の課題を解決するための手段とし
て、２次元的に配列された複数の超音波振動子により３
次元的な超音波走査を行い、該各超音波振動子で受波さ
れた反射波に対応する受信信号を形成する３次元超音波
走査手段と、前記３次元超音波走査手段の全超音波振動
子からの受信信号群を、所定の一纏まりの部分的な受信
信号群に分割し、この分割した部分的な受信信号群毎に
遅延加算処理を施す第１の遅延加算手段と、前記第１の
遅延加算手段からの複数の遅延加算信号に遅延加算処理
を施す第２の遅延加算手段と、前記遅延加算手段からの
前記遅延加算処理により形成された受信情報に基づいて
超音波画像を形成する画像処理手段とを有する。
波診断装置は、上述の課題を解決するための手段とし
て、２次元的に配列された複数の超音波振動子により３
次元的な超音波走査を行い、該各超音波振動子で受波さ
れた反射波に対応する受信信号を形成する３次元超音波
走査手段と、前記３次元超音波走査手段の全超音波振動
子からの受信信号群を、所定の一纏まりの部分的な受信
信号群に分割し、この分割した部分的な受信信号群毎に
遅延加算処理を施す第１の遅延加算手段と、前記第１の
遅延加算手段からの複数の遅延加算信号に遅延加算処理
を施す第２の遅延加算手段と、前記遅延加算手段からの
前記遅延加算処理により形成された受信情報に基づいて
超音波画像を形成する画像処理手段とを有する。
【００１１】このような３次元超音波診断装置は、遅延
加算手段により、３次元超音波走査手段の全超音波振動
子からの受信信号群を、所定の一纏まりの部分的な受信
信号群に分割し、この分割した部分的な受信信号群毎に
遅延加算処理を施す。これにより、前記部分的な受信信
号群に遅延加算処理を施すこととなるため、必要とする
遅延手段の数を削減することができる。
加算手段により、３次元超音波走査手段の全超音波振動
子からの受信信号群を、所定の一纏まりの部分的な受信
信号群に分割し、この分割した部分的な受信信号群毎に
遅延加算処理を施す。これにより、前記部分的な受信信
号群に遅延加算処理を施すこととなるため、必要とする
遅延手段の数を削減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］本発明の第
１の実施の形態となる３次元超音波診断装置は、図１に
示すように複数の微少振動子１を行方向及び列方向に２
次元的に配列してなる２次元アレイプローブ２と、この
２次元アレイプローブ２の各微少振動子１により検出さ
れた超音波の反射波の検出信号のうち、列方向の微少振
動子１からの検出信号に対して列方向の並列同時受信処
理を含めた遅延加算処理を行い時系列信号群（列方向素
子数×並列同時受信チャンネル数）を形成する列方向遅
延加算回路３と、この列方向遅延加算回路３により形成
された時系列信号群に対して、行方向の並列同時受信処
理を含めた遅延加算処理を行い、超音波の３次元走査に
基づく受信信号を形成する行方向遅延加算回路４とを有
している。
１の実施の形態となる３次元超音波診断装置は、図１に
示すように複数の微少振動子１を行方向及び列方向に２
次元的に配列してなる２次元アレイプローブ２と、この
２次元アレイプローブ２の各微少振動子１により検出さ
れた超音波の反射波の検出信号のうち、列方向の微少振
動子１からの検出信号に対して列方向の並列同時受信処
理を含めた遅延加算処理を行い時系列信号群（列方向素
子数×並列同時受信チャンネル数）を形成する列方向遅
延加算回路３と、この列方向遅延加算回路３により形成
された時系列信号群に対して、行方向の並列同時受信処
理を含めた遅延加算処理を行い、超音波の３次元走査に
基づく受信信号を形成する行方向遅延加算回路４とを有
している。
【００１３】列方向の同時受信チャンネル数Ｋは、１列
の超音波振動子において信号の受信処理を行う素子数Ｍ
より少なく設定されている。また、行方向の同時受信チ
ャンネル数Ｌは、１行の超音波振動子において信号の受
信処理を行う素子数Ｎより少なく設定されている。
の超音波振動子において信号の受信処理を行う素子数Ｍ
より少なく設定されている。また、行方向の同時受信チ
ャンネル数Ｌは、１行の超音波振動子において信号の受
信処理を行う素子数Ｎより少なく設定されている。
【００１４】列方向遅延加算回路は、一列の超音波振動
子から出力されるＮチャンネルの信号を、列方向の同時
受信チャンネル数Ｋの遅延加算信号に変換するユニット
を、列数分備えている。また、列方向遅延加算回路は、
側方から見た（視線方向を行方向と平行にして見た）と
きの走査方向を決定するものであり、側方から見た走査
方向が同時受信する複数チャンネルの走査方向と一致す
るように各超音波振動子からの受信信号に対する遅延時
間が設定されている。
子から出力されるＮチャンネルの信号を、列方向の同時
受信チャンネル数Ｋの遅延加算信号に変換するユニット
を、列数分備えている。また、列方向遅延加算回路は、
側方から見た（視線方向を行方向と平行にして見た）と
きの走査方向を決定するものであり、側方から見た走査
方向が同時受信する複数チャンネルの走査方向と一致す
るように各超音波振動子からの受信信号に対する遅延時
間が設定されている。
【００１５】行方向遅延加算回路は、上方から見た（視
線方向を列方向と平行にして見た）ときの走査方向を決
定するものであり、上方から見た走査方向が同時受信す
る複数チャンネルの走査方向に一致するように各列方向
遅延加算回路からの遅延加算信号に対する遅延時間が設
定されている。
線方向を列方向と平行にして見た）ときの走査方向を決
定するものであり、上方から見た走査方向が同時受信す
る複数チャンネルの走査方向に一致するように各列方向
遅延加算回路からの遅延加算信号に対する遅延時間が設
定されている。
【００１６】この３次元超音波診断装置の全体的な構成
は、図２に示すようになっており、２次元アレイプロー
ブ２の各微少振動子１からの検出信号を取り込むパルサ
レシーバ１０と、前述の列方向遅延加算回路３及び行方
向遅延加算回路４からなる遅延加算回路１１と、遅延加
算回路１１からの受信信号に基づいて、３次元画像を形
成する画像処理ユニット１２と、画像処理ユニット１２
で形成された３次元画像を表示する例えば陰極線管（Ｃ
ＲＴ）や液晶表示部（ＬＣＤ）等の表示装置１３とを有
している。
は、図２に示すようになっており、２次元アレイプロー
ブ２の各微少振動子１からの検出信号を取り込むパルサ
レシーバ１０と、前述の列方向遅延加算回路３及び行方
向遅延加算回路４からなる遅延加算回路１１と、遅延加
算回路１１からの受信信号に基づいて、３次元画像を形
成する画像処理ユニット１２と、画像処理ユニット１２
で形成された３次元画像を表示する例えば陰極線管（Ｃ
ＲＴ）や液晶表示部（ＬＣＤ）等の表示装置１３とを有
している。
【００１７】次に、このような構成を有する当該第１の
実施の形態の３次元超音波診断装置の動作説明をする。
まず、図２において、生体の３次元画像の収集が開始さ
れると、２次元アレイプローブ２の各微少振動子１に対
してそれぞれ送信パルスが供給され、各微少振動子１か
ら３次元的にいわばボックス状の超音波ビームが出射さ
れる。これにより、生体内からの超音波ビームの反射波
が生じ、前記２次元アレイプローブ２の各微少振動子１
でそれぞれ検出される。パルサレシーバ１０は、この各
微少振動子１でそれぞれ検出された前記反射波の検出信
号を取り込みこれらを遅延加算回路１１に供給する。
実施の形態の３次元超音波診断装置の動作説明をする。
まず、図２において、生体の３次元画像の収集が開始さ
れると、２次元アレイプローブ２の各微少振動子１に対
してそれぞれ送信パルスが供給され、各微少振動子１か
ら３次元的にいわばボックス状の超音波ビームが出射さ
れる。これにより、生体内からの超音波ビームの反射波
が生じ、前記２次元アレイプローブ２の各微少振動子１
でそれぞれ検出される。パルサレシーバ１０は、この各
微少振動子１でそれぞれ検出された前記反射波の検出信
号を取り込みこれらを遅延加算回路１１に供給する。
【００１８】次に、図１において、列方向遅延加算回路
３及び行方向遅延加算回路４からなる遅延加算回路１１
は、まず、列方向遅延加算回路３により、２次元アレイ
プローブ２の各微少振動子１からの検出信号のうち、列
方向の各微少振動子１により検出された検出信号に対し
て並列同時受信処理を含めた遅延加算処理を行い時系列
信号群を形成する。
３及び行方向遅延加算回路４からなる遅延加算回路１１
は、まず、列方向遅延加算回路３により、２次元アレイ
プローブ２の各微少振動子１からの検出信号のうち、列
方向の各微少振動子１により検出された検出信号に対し
て並列同時受信処理を含めた遅延加算処理を行い時系列
信号群を形成する。
【００１９】すなわち、列方向の微少振動子の素子数を
「Ｍ」、列方向の並列同時受信チャンネル数を「Ｋ」、
行方向の微少振動子の素子数を「Ｎ」とすると、列方向
遅延加算回路３は、１列あたり「Ｍ×Ｋ」回の素子遅延
処理を行い、信号数が「Ｎ×Ｋ」個の時系列信号群を形
成することとなる。従って、この列方向遅延加算回路３
が必要とする遅延回路の数は「Ｍ×Ｋ×Ｎ」個となる。
「Ｍ」、列方向の並列同時受信チャンネル数を「Ｋ」、
行方向の微少振動子の素子数を「Ｎ」とすると、列方向
遅延加算回路３は、１列あたり「Ｍ×Ｋ」回の素子遅延
処理を行い、信号数が「Ｎ×Ｋ」個の時系列信号群を形
成することとなる。従って、この列方向遅延加算回路３
が必要とする遅延回路の数は「Ｍ×Ｋ×Ｎ」個となる。
【００２０】次に、遅延加算回路１１は、行方向遅延加
算回路４により、列方向遅延加算回路３で形成された時
系列信号群に対して、行方向の並列同時受信処理を含め
た遅延加算処理を行い、２次元アレイプローブ２の３次
元走査に基づく受信信号を形成し、これを図２に示す画
像処理ユニット１２に供給する。この行方向遅延加算回
路４が必要とする遅延回路の数は、行方向の並列同時受
信チャンネル数を「Ｌ」とすると、前記列方向遅延加算
回路３からの「Ｎ×Ｋ」個の検出信号に対して該行方向
の遅延加算処理を行うため「Ｎ×Ｋ×Ｌ」個となり、該
行方向遅延加算回路４は、「Ｋ×Ｌ」個の受信信号を形
成して出力することとなる。
算回路４により、列方向遅延加算回路３で形成された時
系列信号群に対して、行方向の並列同時受信処理を含め
た遅延加算処理を行い、２次元アレイプローブ２の３次
元走査に基づく受信信号を形成し、これを図２に示す画
像処理ユニット１２に供給する。この行方向遅延加算回
路４が必要とする遅延回路の数は、行方向の並列同時受
信チャンネル数を「Ｌ」とすると、前記列方向遅延加算
回路３からの「Ｎ×Ｋ」個の検出信号に対して該行方向
の遅延加算処理を行うため「Ｎ×Ｋ×Ｌ」個となり、該
行方向遅延加算回路４は、「Ｋ×Ｌ」個の受信信号を形
成して出力することとなる。
【００２１】このように、２次元アレイプローブ２の各
微少振動子１で検出された検出信号を、列方向及び行方
向に分けて、それぞれ並列同時受信処理を含めた遅延加
算処理を行うことにより、遅延加算回路１１全体で必要
とする遅延回路の数を、（Ｍ×Ｋ×Ｎ）＋（Ｎ×Ｋ×
Ｌ）＝Ｎ×Ｋ×（Ｍ＋Ｌ）とすることができ、従来に対
して「（Ｍ＋Ｌ）／Ｍ／Ｌ」個に削減することができ
る。
微少振動子１で検出された検出信号を、列方向及び行方
向に分けて、それぞれ並列同時受信処理を含めた遅延加
算処理を行うことにより、遅延加算回路１１全体で必要
とする遅延回路の数を、（Ｍ×Ｋ×Ｎ）＋（Ｎ×Ｋ×
Ｌ）＝Ｎ×Ｋ×（Ｍ＋Ｌ）とすることができ、従来に対
して「（Ｍ＋Ｌ）／Ｍ／Ｌ」個に削減することができ
る。
【００２２】すわわち、列方向及び行方向の各微少振動
子の素子数Ｍ、Ｎを「Ｍ、Ｎ＝３２」とし、列方向及び
行方向の並列同時受信チャンネル数Ｋ、Ｌを「Ｋ、Ｌ＝
４」とした場合、従来は、３２×３２×４×４＝１６３
８４個の遅延回路を必要とするのに対し、当該第１の実
施の形態の３次元超音波診断装置では、３２×４（３２
＋４）＝４６０８個に削減することができ、必要な遅延
回路の数を従来の約１／４に削減することができる。
子の素子数Ｍ、Ｎを「Ｍ、Ｎ＝３２」とし、列方向及び
行方向の並列同時受信チャンネル数Ｋ、Ｌを「Ｋ、Ｌ＝
４」とした場合、従来は、３２×３２×４×４＝１６３
８４個の遅延回路を必要とするのに対し、当該第１の実
施の形態の３次元超音波診断装置では、３２×４（３２
＋４）＝４６０８個に削減することができ、必要な遅延
回路の数を従来の約１／４に削減することができる。
【００２３】次に、図２に示す画像処理ユニット１２
は、このようにして形成された前記「Ｋ×Ｌ」個の受信
信号が供給されると、この受信信号に基づいて３次元画
像を形成し、これを表示装置１３に供給する。これによ
り、２次元アレイプローブ２で取り込まれた生体の３次
元画像を表示装置１３を介してリアルタイム表示するこ
とができる。
は、このようにして形成された前記「Ｋ×Ｌ」個の受信
信号が供給されると、この受信信号に基づいて３次元画
像を形成し、これを表示装置１３に供給する。これによ
り、２次元アレイプローブ２で取り込まれた生体の３次
元画像を表示装置１３を介してリアルタイム表示するこ
とができる。
【００２４】以上の説明から明らかなように、当該第１
の実施の形態の３次元超音波診断装置は、３次元の走査
処理を２段階に分けて行うことにより、３次元画像のリ
アルタイム表示に用いる並列同時受信処理に必要な遅延
回路の数を大幅に削減することができる。このため、当
該３次元超音波診断装置の製造コスト及び消費電力を低
く抑えることができ、３次元超音波診断装置を、より現
実的なものとすることができる。
の実施の形態の３次元超音波診断装置は、３次元の走査
処理を２段階に分けて行うことにより、３次元画像のリ
アルタイム表示に用いる並列同時受信処理に必要な遅延
回路の数を大幅に削減することができる。このため、当
該３次元超音波診断装置の製造コスト及び消費電力を低
く抑えることができ、３次元超音波診断装置を、より現
実的なものとすることができる。
【００２５】なお、上述の第１の実施の形態の説明で
は、最初に２次元アレイプローブ２の列方向の微少振動
子１の検出信号に対して遅延加算処理を施し、次に行方
向の微少振動子１の検出信号に対して遅延加算処理を施
すこととしたが、これは、最初に２次元アレイプローブ
２の行方向の微少振動子１の検出信号に対して遅延加算
処理を施し、次に列方向の微少振動子１の検出信号に対
して遅延加算処理を施すようにしても上述と同じ効果を
得ることができる。
は、最初に２次元アレイプローブ２の列方向の微少振動
子１の検出信号に対して遅延加算処理を施し、次に行方
向の微少振動子１の検出信号に対して遅延加算処理を施
すこととしたが、これは、最初に２次元アレイプローブ
２の行方向の微少振動子１の検出信号に対して遅延加算
処理を施し、次に列方向の微少振動子１の検出信号に対
して遅延加算処理を施すようにしても上述と同じ効果を
得ることができる。
【００２６】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態の３次元超音波診断装置の説明をする。上
述の第１の実施の形態の３次元超音波診断装置は、２次
元アレイプローブ２の微少振動子１からの検出信号を、
列方向の検出信号及び行方向の検出信号に分けて遅延加
算処理を施すことで、必要とする遅延回路の数を削減す
るものであったが、この第２の実施の形態の３次元超音
波診断装置は、全体の検出信号を部分々々の検出信号に
分割してそれぞれ第１回目の遅延加算処理を施し、この
第１回目の遅延加算処理を施した部分々々の検出信号に
対して第２回目の遅延加算処理を施すことで、必要とす
る遅延回路の数を削減するようにしたものである。な
お、上述の第１の実施の形態とこの第２の実施の形態と
では、この点のみが異なるため、以下、この差異の説明
のみ行い、重複説明を省略することとする。
の実施の形態の３次元超音波診断装置の説明をする。上
述の第１の実施の形態の３次元超音波診断装置は、２次
元アレイプローブ２の微少振動子１からの検出信号を、
列方向の検出信号及び行方向の検出信号に分けて遅延加
算処理を施すことで、必要とする遅延回路の数を削減す
るものであったが、この第２の実施の形態の３次元超音
波診断装置は、全体の検出信号を部分々々の検出信号に
分割してそれぞれ第１回目の遅延加算処理を施し、この
第１回目の遅延加算処理を施した部分々々の検出信号に
対して第２回目の遅延加算処理を施すことで、必要とす
る遅延回路の数を削減するようにしたものである。な
お、上述の第１の実施の形態とこの第２の実施の形態と
では、この点のみが異なるため、以下、この差異の説明
のみ行い、重複説明を省略することとする。
【００２７】すなわち、この第２の実施の形態の３次元
超音波診断装置は、図３に示すように２次元アレイプロ
ーブ２の各微少振動子１からの検出信号のうち、所定の
一纏まりの検出信号毎（部分々々の検出信号毎）に遅延
加算処理を施すことで、前記２次元アレイプローブ２の
受信チャンネル数より少ないチャンネル数の遅延加算信
号を求める部分遅延加算回路２０と、この部分遅延加算
回路２０で形成された遅延加算信号に遅延処理を施し、
この遅延加算後の信号同士を加算処理し、複数方向にそ
れぞれ対応する複数の遅延加算信号を求める遅延加算回
路２１とを有している。
超音波診断装置は、図３に示すように２次元アレイプロ
ーブ２の各微少振動子１からの検出信号のうち、所定の
一纏まりの検出信号毎（部分々々の検出信号毎）に遅延
加算処理を施すことで、前記２次元アレイプローブ２の
受信チャンネル数より少ないチャンネル数の遅延加算信
号を求める部分遅延加算回路２０と、この部分遅延加算
回路２０で形成された遅延加算信号に遅延処理を施し、
この遅延加算後の信号同士を加算処理し、複数方向にそ
れぞれ対応する複数の遅延加算信号を求める遅延加算回
路２１とを有している。
【００２８】このような３次元超音波診断装置は、部分
遅延加算回路２０による遅延加算処理で大まかな方向を
決定し、遅延加算回路２１による遅延加算処理で、前記
大まかに決定した方向の微調整を行うようになってい
る。具体的には、部分遅延回路２０は、遅延加算される
素子群の合成超音波指向性が、並列同時受信されるそれ
ぞれの走査方向と略々平行となるように、各超音波振動
子の受信信号に対する遅延時間が設定されている。ま
た、遅延加算回路２１は、それぞれ対応する走査線に一
致するように、当該遅延加算回路２１で遅延加算処理し
た信号に対する遅延時間が設定されている。
遅延加算回路２０による遅延加算処理で大まかな方向を
決定し、遅延加算回路２１による遅延加算処理で、前記
大まかに決定した方向の微調整を行うようになってい
る。具体的には、部分遅延回路２０は、遅延加算される
素子群の合成超音波指向性が、並列同時受信されるそれ
ぞれの走査方向と略々平行となるように、各超音波振動
子の受信信号に対する遅延時間が設定されている。ま
た、遅延加算回路２１は、それぞれ対応する走査線に一
致するように、当該遅延加算回路２１で遅延加算処理し
た信号に対する遅延時間が設定されている。
【００２９】このような３次元超音波診断装置におい
て、２次元アレイプローブ２の各微少振動子１で反射波
が検出されると、部分遅延回路２０が、前述のように遅
延加算される素子群の合成超音波指向性が、並列同時受
信されるそれぞれの走査方向と略々平行となるように、
所定の部分振動子群毎の検出信号に対してそれぞれ遅延
加算処理を施し、これらを遅延加算回路２１に供給す
る。そして、遅延加算回路２１が、この遅延加算処理の
施されて形成された各部分振動子群毎の遅延加算信号
を、対応する走査線に一致するようにそれぞれ遅延加算
処理して受信信号を形成し、これを図２に示した画像処
理ユニット１２に供給する。
て、２次元アレイプローブ２の各微少振動子１で反射波
が検出されると、部分遅延回路２０が、前述のように遅
延加算される素子群の合成超音波指向性が、並列同時受
信されるそれぞれの走査方向と略々平行となるように、
所定の部分振動子群毎の検出信号に対してそれぞれ遅延
加算処理を施し、これらを遅延加算回路２１に供給す
る。そして、遅延加算回路２１が、この遅延加算処理の
施されて形成された各部分振動子群毎の遅延加算信号
を、対応する走査線に一致するようにそれぞれ遅延加算
処理して受信信号を形成し、これを図２に示した画像処
理ユニット１２に供給する。
【００３０】これにより、並列同時受信処理のための遅
延加算処理を各部分の検出信号に対して施すことができ
るため、チャンネル数が少ない状態で並列同時受信処理
を行うことができ、必要とする遅延回路の数を削減する
ことができる。例えば、総チャンネル数を１０２４チャ
ンネル、並列同時受信チャンネルの数を１６チャンネ
ル、部分的な検出信号のチャンネル群を１６チャンネル
とした場合、最初の部分的な検出信号を形成するのに１
０２４チャンネル必要とし、その出力に並列同時受信処
理を行うのに６４×１６＝１０２４チャンネル必要とす
るため、計２０４８チャンネル分の遅延回路で、当該第
２の実施の形態の３次元超音波診断装置を実現できるこ
ととなる。従って、この第２の実施の形態の３次元超音
波診断装置では、従来必要としていた遅延回路の数（１
６３８４個）の１／８の数に遅延回路の数を削減するこ
とができる。
延加算処理を各部分の検出信号に対して施すことができ
るため、チャンネル数が少ない状態で並列同時受信処理
を行うことができ、必要とする遅延回路の数を削減する
ことができる。例えば、総チャンネル数を１０２４チャ
ンネル、並列同時受信チャンネルの数を１６チャンネ
ル、部分的な検出信号のチャンネル群を１６チャンネル
とした場合、最初の部分的な検出信号を形成するのに１
０２４チャンネル必要とし、その出力に並列同時受信処
理を行うのに６４×１６＝１０２４チャンネル必要とす
るため、計２０４８チャンネル分の遅延回路で、当該第
２の実施の形態の３次元超音波診断装置を実現できるこ
ととなる。従って、この第２の実施の形態の３次元超音
波診断装置では、従来必要としていた遅延回路の数（１
６３８４個）の１／８の数に遅延回路の数を削減するこ
とができる。
【００３１】最後に、上述の実施の形態は本発明の一例
である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定
されることはなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しな
い範囲であれば、上述の実施の形態以外であっても、例
えば設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論
である。
である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定
されることはなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しな
い範囲であれば、上述の実施の形態以外であっても、例
えば設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論
である。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係る３次元超音波診断装置は、
３次元画像のリアルタイム表示に用いる並列同時受信処
理に必要な遅延手段の数を大幅に削減することができ
る。このため、装置の製造コスト及び消費電力を低く抑
えることができる。
３次元画像のリアルタイム表示に用いる並列同時受信処
理に必要な遅延手段の数を大幅に削減することができ
る。このため、装置の製造コスト及び消費電力を低く抑
えることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の３次元超音波診断
装置に設けられている２次元アレイプローブ及び遅延加
算回路を示す図である。
装置に設けられている２次元アレイプローブ及び遅延加
算回路を示す図である。
【図２】前記第１の実施の形態の３次元超音波診断装置
の全体的なブロック図である。
の全体的なブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の３次元超音波診断
装置に設けられている２次元アレイプローブ及び遅延加
算回路を示す図である。
装置に設けられている２次元アレイプローブ及び遅延加
算回路を示す図である。
【図４】従来の超音波診断装置に設けられている１次元
アレイプローブを示す図である。
アレイプローブを示す図である。
【図５】従来の超音波診断装置における受信動作を説明
するための図である。
するための図である。
【図６】従来の超音波診断装置の並列同時受信処理を説
明するための図である。
明するための図である。
１…微少振動子、２…２次元アレイプローブ、３…列方
向加算回路、４…行方向遅延回路、１０…パルサレシー
バ、１１…遅延加算回路、１２…画像処理ユニット、１
３…表示装置、２０…部分遅延回路、２１…遅延加算回
路
向加算回路、４…行方向遅延回路、１０…パルサレシー
バ、１１…遅延加算回路、１２…画像処理ユニット、１
３…表示装置、２０…部分遅延回路、２１…遅延加算回
路
Claims (5)
- 【請求項１】 ２次元的に配列された複数の超音波振動
子により３次元的な超音波走査を行い、該各超音波振動
子で受波された反射波に対応する受信信号を形成する３
次元超音波走査手段と、 前記３次元超音波走査手段の全超音波振動子からの受信
信号群を、所定の一纏まりの部分的な受信信号群に分割
し、この分割した部分的な受信信号群毎に遅延加算処理
を施す第１の遅延加算手段と、 前記第１の遅延加算手段からの複数の遅延加算信号に遅
延加算処理を施す第２の遅延加算手段と、 前記遅延加算手段からの前記遅延加算処理により形成さ
れた受信情報に基づいて超音波画像を形成する画像処理
手段とを有することを特徴とする３次元超音波診断装
置。 - 【請求項２】 前記遅延加算手段は、前記３次元超音波
走査手段の全超音波振動子からの受信信号群を、行方向
及び列方向の受信信号群に分割してそれぞれ遅延加算処
理を施すことを特徴とする請求項１記載の３次元超音波
診断装置。 - 【請求項３】 前記遅延加算手段は、１回の超音波送信
に対応する前記受信信号から、複数方向に対応する遅延
加算信号を得るものであることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の３次元超音波診断装置。 - 【請求項４】 ２次元的に配列された複数の超音波振動
子により３次元的な超音波走査行い、該超音波振動子で
受波された反射波に対応する受信信号を形成する３次元
超音波走査手段と、 前記超音波振動子の所定の部分領域毎に前記受信信号に
遅延処理を施し、遅延後の信号を加算し、前記超音波振
動子の受信チャンネル数より少ないチャンネル数の遅延
加算信号を求める第１の遅延加算手段と、 前記第１の遅延加算手段の出力する複数チャンネルの遅
延加算信号に遅延処理を施し、遅延後の信号を加算し、
複数方向にそれぞれ対応する複数の遅延加算信号を求め
る第２の遅延加算手段と、 前記第２の遅延加算手段からの遅延加算信号に基づい
て、超音波画像を形成する画像処理手段とを備えること
を特徴とする３次元超音波診断装置。 - 【請求項５】 前記第１の遅延加算手段は、遅延加算さ
れる素子群の合成超音波指向性が、並列同時受信される
それぞれの走査方向と略々平行となるように、各超音波
振動子の受信信号に対する遅延時間が設定されており、 前記第２の遅延加算手段は、それぞれ対応する走査線に
一致するように遅延時間が設定されていることを特徴と
する請求項４記載の３次元超音波診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065532A JP2000254120A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ３次元超音波診断装置 |
| US09/516,379 US6258030B1 (en) | 1999-03-11 | 2000-03-01 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065532A JP2000254120A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ３次元超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000254120A true JP2000254120A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13289729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065532A Pending JP2000254120A (ja) | 1999-03-11 | 1999-03-11 | ３次元超音波診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6258030B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000254120A (ja) |
Cited By (12)
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| JP2005348758A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JP2006167206A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2007275272A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Aloka Co Ltd | 超音波診断装置 |
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| CN100435740C (zh) * | 2003-08-14 | 2008-11-26 | 松下电器产业株式会社 | 超声波诊断设备 |
| CN100435739C (zh) * | 2003-12-08 | 2008-11-26 | 株式会社东芝 | 超声诊断装置 |
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| CN111214208A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 上海科技大学 | 光声成像系统、传输及成像方法、装置及存储介质 |
| CN112461764A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-09 | 上海科技大学 | 一种基于可编程声延迟线的多合一数据采集方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005115250A1 (ja) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波診断装置 |
| CN105054964A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-18 | 陈清华 | 一种医学检测专用实时三维超生仪器 |
| CN110720949B (zh) * | 2019-11-12 | 2020-10-30 | 无锡海斯凯尔医学技术有限公司 | 基于超声检测系统的生物体征检测方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3090718B2 (ja) | 1990-07-11 | 2000-09-25 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
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| US6008813A (en) * | 1997-08-01 | 1999-12-28 | Mitsubishi Electric Information Technology Center America, Inc. (Ita) | Real-time PC based volume rendering system |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP11065532A patent/JP2000254120A/ja active Pending
-
2000
- 2000-03-01 US US09/516,379 patent/US6258030B1/en not_active Expired - Fee Related
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| CN111214208A (zh) * | 2018-11-26 | 2020-06-02 | 上海科技大学 | 光声成像系统、传输及成像方法、装置及存储介质 |
| CN111214208B (zh) * | 2018-11-26 | 2023-04-11 | 上海科技大学 | 光声成像系统、传输及成像方法、装置及存储介质 |
| CN112461764A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-09 | 上海科技大学 | 一种基于可编程声延迟线的多合一数据采集方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6258030B1 (en) | 2001-07-10 |
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