JPH01256940A

JPH01256940A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH01256940A
Application number: JP63085931A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshimura; 弘幸吉村
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1988-04-07
Filing date: 1988-04-07
Publication date: 1989-10-13

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、電気的に制御することにより超音波を収束
し、走査し、被検体としての人体内部での超音波の反射
を利用して被検体の断層面を可視化する超音波診断装置
に関する。

〔従来の技術〕

この種の超音波診断装置の一般的な回路構成を第５図に
示す、この図において、ＩＡは超音波診断装置の全体を
制御するディジタルスキャンコンバータ（以下、略して
り、Ｓ、Ｃと称する）であり、超音波画像を得るには、
まずり、Ｓ、ＣＩＡから送信タイミングパルス３０１を
送付し、送信フォーカス回路２に導く、送信フォーカス
回路２では内部の遅延線を利用し、て送信タイミングパ
ルス３０１に遅延をかけ、数ナノ秒から数１００ナノ秒
の遅延時間を有する遅延送信タイミングパルス群３０２
を作成する。この遅延時間は超音波を収束して焦点を結
ばせる被検体の深度方向の焦点位置に応じてり、Ｓ、Ｃ
ＩＡの制御信号３０１Ａにより制御される。遅延送信タ
イミングパルス群３０２におけるパルス数は、超音波探
触子５において超音波を収束させるために同時に励振す
る素子数の２分の１ないしは端数を切り上げた整数にな
る。−例として超音波探触子５において１３個の素子が
励振する場合には、７個の遅延送信タイミングパルスを
必要とする。

この遅延送信タイミングパルス群３０２は、前段の選択
器３に導かれる。この選択器３では７個の遅延パルスか
らなる遅延送信タイミングパルス群３０２を超音波探触
子５の８０個の素子をブロック中のどのブロックに加え
るかについて、Ｄ、Ｓ、ＣＩＡからの制御信号３０１Ｂ
に基づいて決定する０以上のようにり、Ｓ、ＣＩ　Ａ、
送信フォーカス回路２、及び選択器３で超音波を特定の
点に収束し、走査する。

選択器３から送出される１３個の遅延送信タイミングパ
ルスを含み、その他はパルスを発信しない８０個の選択
・遅延法の送信タイミングパルス３０３は、送信器４に
導かれる。この送信器４において、８０個の駆動素子の
内の遅延送信タイミングパルス３０３の入力がある駆動
素子１３個だけが超音波振動子を励振し、超音波を出射
するのに充分な超音波送信タイミングパルス電圧信号３
０４を発生する。この超音波送信パルス電圧信号３０４
により超音波探触子５内の超音波振動子を励振し、超音
波を発信する。

この超音波は被検体に打ち込まれてその被検体内の異物
などで反射される。この反射波が再び超音波探触子５で
受信されて、前置増幅器６に導かれ、８０個の前置増幅
器で増幅される。増幅された８０個の増幅済の超音波受
信信号３０５は後段の選択器７に送出される。

後段の選択器７で８０個の増幅済の超音波受信信号３０
５から特定の受信信号だけを選択するについては、走査
方式によって異なるが、ここでは送信時に８０個のブロ
ック中で送信を行ったブロックと同一のブロックの受信
信号を選択する場合について述べる。８０個の増幅済の
超音波受信信号３０４中で、前段選択器３で選択された
１３個のブロックと同一の１３個のブロックの受信信号
をり、Ｓ、ＣＩ　Ａの制御信号３０１Ｃにより選択し、
後段の受信フォーカス回路８で左右同一遅延時間をかけ
るので７個の信号となる。この７個の選択・増幅済の超
音波受信信号３０６は受信フォーカス回路８に導かれる
。受信フォーカス回路８では、通常は送信時の焦点の近
傍に選ばれる特定の点からの受信信号のみを強調するよ
うに前記の特定の点から、反射されて１３個のブロック
で受信された上述の受信信号３０６に対して前述の電子
フォーカス・送信と同様に内部の遅延線を用いて最適な
遅延時間を与えて位相合わせを行うという電子フォーカ
スをかける。その遅延時間はり、Ｓ、ＣＩＡの制御信号
３０１Ｄにより制御される。電子フォーカスをかけられ
た選択・増幅済の受信信号３０６は加算されて１個の超
音波受信信号３０７になり、受信フォーカス回路８から
バンドパスフィルタ９に入力される。

被検体内での超音波は周波数と伝播距離に比例した減衰
をするので、１個の超音波受信信号３０７の周波数成分
の中心は超音波の反射位置が深くなればなるほど低周波
帯に移行するので、ＳＮ比が高く中心周波数が可変なバ
ンドパスフィルタが必要とされる。このようなバンドパ
スフィルタ９によって不要な周波数領域の成分を削除す
ることによりＳＮ比が高められ、最適周波数成分が取り
出された周波数弁別済の超音波受信信号３０８は、タイ
ムゲインコントロール（以下Ｔ、Ｇ、Ｃと略称する）回
路１０へ導かれ、超音波の被検体内での減衰率が超音波
の反射位置の深度と周波数に比例するという関係を利用
して、反射位置の深度に応じた増幅率で増幅することに
より反射深度に対する受信信号の減衰を補正する。

このようなＴ、Ｇ、Ｃと称される補正を行った後の電気
信号３０９は信号強度の最大と最小との比率であるダイ
ナミックレンジが広いので、対数演算回路１１によりそ
のダイナミックレンジを圧縮して圧縮済の電気信号３１
０として出力する０次に、この電気信号３１０は輪郭強
調回路１２において断面画像の輪郭が強調されるように
変換される０輪郭強調回路１２の出力信号としての電気
信号３１１は所定の時間間隔でサンプリングされてＡ／
Ｄ変換器１３でディジタル値に変換され、図示しない［
１，Ｓ、ＣＩ　Ａ内のイメージメモリーに一旦記憶され
るとともにり、Ｓ、ＣＩ　Ａで必要な画像処理をした後
、画像表示手段としてのモニターテレビに送られ、断面
画像が表示される。

更に、超音波診断装置の走査方式の一つである電子リニ
ア式の場合について詳しく説明する。

第６回に上述の超音波探触子５の超音波アレイ探触子を
示す、超音波探触子５からの超音波の発信は数１０個の
超音波振動子ブロック１５のブロックから行われる。こ
の例では超音波の一走査ラインを得るのに１３個の超音
波振動子ブロック１５を使用するものとし、その超音波
の焦点をＸ点とすると、１３個の超音波振動子ブロック
１５の■〜■、■′〜■°から出射された超音波が焦点
Ｘ点で位相が合致し、干渉により互いに強め合うように
超音波振動子ブロック１５の■〜■、■°〜■°の送信
タイミングを制御する。すなわち、焦点のＸ点から超音
波振動子ブロック１５の■までの距離と、そのＸ点から
左右の超音波振動子ブロック１５の■、■°までの距離
には相違があるので、この距離の差を超音波が伝播する
時間に相当する時間だけ超音波振動子ブロック１５の■
の超音波発信を超音波振動子ブロック１５の■、■°の
超音波出射よりも遅らせて行うという発信タイミング制
御を行う、その他の素子Ｏ〜■、■′〜■°についても
同様に遅延時間を与えて発信する。

第７図に第５図のバンドパスフィルタ９の中心周波数と
深度との関係を示す、超音波振動子５は機械的Ｑ値が一
般に５と小さいので、超音波探触子５の超音波振動子ブ
ロック１５から発信される超音波は高帯域に及ぶが、被
検体内での超音波の減衰率ηはη−０，５ｄＢ／ＭＨｚ
／ｃ＋ｓで表されるので、高周波成分の方が減衰が大き
い、したがって、超音波探触子５で受信された超音波受
信信号の中心周波数は浅いところでは高く深い所では低
（なり、そのため第７図に示す中心周波数移動カーブ１
６のように、バンドパスフィルタ９の中心周波数は焦点
深度が大きくなるに比例して低周波側に移行し、受信超
音波の周波数成分の特定の低周波に達し、それ以上の深
度ではその特定の低周波数が中心周波数となる。

第８図は第５図のＴ、Ｇ、Ｃ回路１０における↑、Ｇ、
Ｃカーブの特性を示す、被検体での減衰は前述の通り周
波数に比例するのでＴ、Ｇ、（：回路１０ではバンドパ
スフィルタ９の中心周波数の深さに対する移、動に合わ
せて、増幅率を変化させていく必要がある６通常被検体
の表面の近傍は反射波レベルが大きいので、特に強度を
抑える必要がある。そのため、被検体の表面近傍では意
識的に減衰をかけ、変曲点１日以降の深い深度でゲイン
をゆるやかに補正して、第８図に示すような中折れ状の
ゲインカーブ１７になる。

第６図の超音波振動子の配列方式を採用した超音波診断
装置は前述の通り電子リニア式超音波診断装置と称され
るものであるが、他の電子式超音波診断装置２例えば電
子コンベックス走査式超音波診断装置と称されるものに
おいても、探触子の振動子ブロックが被検体に対して凸
に円弧状に配される他は原理的にほぼ等しく、電子コン
ベックス走査式の超音波探触子を多心コネクタに切り換
え接続することにより、リニア操作とコンベックス走査
を行うことが可能である。

電子リニア／コンベックスプローブにおいては、被検体
の表面に近い順からＮｅａｒ、　Ｍｉｄ、　Ｐｏｒｌ＋
Ｆｏｒ２と略称される４箇所の位置に応じて焦点位置を
変えながら送／受信を繰り返し、１走査線のデータを形
成する。これら４箇所の焦点位置は、例えば最大深度２
５０ｍ＋ｓに対して、Ｎｅａｒが３３１゜Ｍｉｄが５５
ｍｍ、　Ｆｏｒｌが９５ａ＋ｍ＋　Ｆｏｒ２が１４５ｍ
ｍに設定される。

これら４箇所の焦点位置ごとに得られた４枚の画像デー
タに基づいて１枚の断面画像を形成するのであるが、そ
の方法として、全体の断面を深度方向に４つの範囲に分
割しそれぞれ４つの範囲には１つずつの焦点位置を含ま
せる方式で、例えばＮｅａｒは深度がＯから４２＋ｍ−
まで、旧ｄは４２一端から７８ｍｍまで、Ｆｏｒｌは７
８ＩＩＩＩから１２４ｍ５　まで、Ｆｏｒ２は１２４Ｉ
から２５（１ｗｍまでというように定められる。

これらの範囲のことをそれぞれＮｅａｒゾーン、旧ｄゾ
ーンなどと称する。

それぞれのゾーン間の３箇所の境界、即ち４２ｎｕｓ。

７８ｍｆｆ１．１２４ｍｍが設定されているが、この境
界位置は音場シミュレーションと言う方法に基づいて決
定される。

音場シミュレーシシンによって各ゾーンごとの、超音波
のビーム幅と受信信号強度が求められるが、前述の４箇
所のゾーンの場合の音場シミュレーシジンの結果を第９
図、第１Ｏ図に示す。

これらの図で、横軸は深度（単位ａｍ　）であるが、こ
れは超音波の発信から受信までの時間経過から算出され
るものであるから、受信信号には時間的変化量として現
れるものである。第９図は超音波のビーム幅を各ゾーン
ごとに示したものであり、１００はＮｅａｒゾーン、１
１０はＭｉｄ　　ゾーン、１２０はＦｏｒｌゾーン、１
３０　はＦｏｒ２ゾーンを表す。それぞれのグラフの形
状は概略焦点位置を最低とする船底状をしており、この
ことは、焦点位置近傍で超音波のビーム幅が最小になっ
ていることを示している。

第１０図は受信信号強度を各ゾーンごとに示したもので
あり、２００はＮｅａｒゾーン、２１０はＭｉｄゾーン
、２２０はＦｏｒｌゾーン、２３０はｐｏｒ２ゾーンを
表す、それぞれのグラフの形状は焦点位置近傍で最大と
なる山形状をしている。

前述の境界の位置は第９図におけるビーム幅の値が隣接
する２つのゾーンのグラフが交差する深度位置に基づい
て設定したものである。受信信号強度の場合の隣接する
２つのゾーンのグラフが交差する深度位置はそれぞれ４
０１５ｍ、　７２＋ｍｓ、　１２０ｍ５＋とビーム幅の
場合とは異なる値となる。

受信信号強度はディジタルデータに変換された画像デー
タの大きさになるから、モニターテレビ１４の画面上で
は輝度となり、超音波のビーム幅は断層像の分解能に関
係しモニターテレビ１４の画面上では画像の鮮明度に関
係するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、焦点位置を４箇所に設定し、隣接する焦
点位置との間に境界位置を設定して画像を構成する深度
の全範囲を４つの範囲に分け、それぞれの範囲の画像デ
ータはこの範囲に含まれる焦点位置に基づいて形成され
た画像データを用いることにより、前述の境界位置を境
界とした４つの範囲の異なる画像データをつなぎ合わせ
ることにより１枚の断面画像を形成するのであるが、前
述のごとく受信信号のビーム幅が隣接焦点位置間で一致
する深度位置を境界位置とすると、この位置では受信信
号強度が隣接焦点位置間で一致しないという関係にある
ことから、つなぎ合わせて形成された画像には境界位置
で不連続となり、そのために画像のつなぎの深度位置で
鮮明度や輝度が不連続になり実際の被検体の断面とは異
なる画像になることからこの画像による診断において誤
りを侵す危険性が生ずる。

この発明は、画像のつなぎ位置の分解能や輝度の不連続
が生じない超音波診断装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、超音波
の反射を利用して被検体の断層像を可視化する超音波診
断装置であって、前記被検体内部の所定の深度方向位置
に焦点を結ぶ超音波信号を電気的な制御により発信しか
つ深度方向に直角の方向に走査可能な超音波発信手段と
、前記被検体内部に発信された超音波が前記被検体内で
反射した反射波を受信しこの超音波受信信号を電気信号
に変換するとともに反射位置に応じた受信信号の減衰を
補正する超音波受信手段と、該超音波受信手段の出力信
号としての反射位置とその位置での反射強度の情報を前
記深度方向の直線上の画像情報としてディジタルの画像
データに変換する画像データ生成手段と、該画像データ
を記憶する画像データ記憶手段と、該画像データ記憶手
段に記憶された画像データを画像として表示する画像表
示手段とでなる超音波診断装置において、少なくとも２
つの臨時画像データ記憶手段と、前記焦点位置が異なる
画像データを所定の前記臨時画像データ記憶手段に選択
して人力する人力選択器と、前記臨時画像データ記憶手
段のうちの２つの臨時画像データ記憶手段の所定の領域
の画像データから深度方向に所定の重み係数で加重平均
する演算手段と、この演算手段により加重平均された画
像データと前記２つの臨時画像データ記憶手段との３種
の画像データを選択して前記画像データ記憶手段に入力
する出力選択器とを備え、隣接する２つの焦点位置に対
する画像データを前記入力選択、器により異なる前記臨
時画像データ記憶手段に入力し、これらの画像データ記
憶手段に記憶された２つの画像データのうち前記２つの
焦点位置に挟まれた所定の幅と位置の画像データをそれ
ぞれ前記演算手段により加重平均しこの演算手段の出力
データを前記出力選択器を介して前記画像データ記憶手
段に入力し、前記焦点位置を含み前記２つの焦点位置間
の所定の幅と位置を含まない画像データを前記出力選択
器を介して前記画像データ記憶手段に入力するものとす
る。

〔作用〕

この発明において、焦点位置が隣接する２つの画像デー
タを入力選択器で選択して一旦別の臨時画像データ記憶
手段に記憶し、この２つの焦点位置に挟まれた所定の範
囲に含まれない位置の画像データは出力選択器を介して
そのまま１枚の断面画像を記憶する画像データ記憶手段
の所定の記憶領域に記憶し、前記の所定の範囲内の画像
データは前記の異なる焦点位置の２つの画像データを前
記演算手段によりあらかじめ記憶された所定の重み係数
によって加重平均した上で前記画像データ記憶手段の所
定の記憶領域に記憶し、このような操作をそれぞれ隣接
する２つの焦点位置ごとに行うことにより１本の走査線
上の深度０から最深までの画像データを画像データ記憶
手段の中に記憶することができる。所要の範囲の走査を
行うことにより画像データ記憶手段内に１枚の断層像の
画像データが記憶されるのでこの画像データを画像表示
手段してのモニターテレビで表示することにより不連続
の生じない断面画像を得ることができる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。第１図はこ
の発明の実施例を示す画像構成の概念図で、深度方向は
Ｏから２５０−一の範囲の断面を画像化するものであり
、この範囲を４つに分けて、浅い方からそれぞれ焦点位
置の深度が３３■醜、５５ｍｍ、　９５ｍｍ、１４５ｍ
ｍの位置であるＮｅａｒ　。

Ｍｉｄ　　、　Ｐｏｒｌ、Ｆｏｒ２と称される４つのゾ
ーンごとの一群の画像データを得る。この図において１
、Ｎｅａｒゾーンは右下がりの斜線で示した深度Ｏから
４７−の範囲の画像データで構成され１、Ｍｉｄゾーン
は右上がりの斜線で示した深度３７から８８ｍｍの範囲
の画像データで構成されており、したがって３７から４
７１の１０＋ｓｍの範囲は両方のゾーンが重複すること
になる。同じようにして、Ｆｏｒｌゾーンは水平線で示
した深度６８ｍｍから１３４１の画像データで構成され
、Ｆｏｒ２ゾーンは垂直線で示した深度１１４から２５
０ｍｍの範囲の画像データで構成されているので、Ｍｉ
ｄゾーンとＦｏｒ２ソ゛−ンとの間には６８−から８８
１の２０−一の重複した範囲があり、Ｆｏｒｌゾーンと
Ｆｏｒ２ゾーンとの間には１１４ｍｍから１３４ｍｍの
２０ｍｍが重複した範囲となる。これらの３つの重複範
囲を除いた範囲の画像データはそのまま従来と同じく最
終的な画像データとし、重複範囲については不連続にな
らず滑らかにつながるように双方の画像データの値を深
度方向位置に応じた重み係数に基づいて加重平均した値
をその深度位置の画像データとする０例えば、Ｎｅａｒ
ゾーンとＭｉｄゾーンとの間の３７ｍ５から４７−の重
複範囲の画像データを作成するのは次の通りに行う。

深度が３７園−の位置では加重平均する際の重み係数は
）ｆｅａｒゾーンの値に対してはｌであり、旧ｄゾーン
の値に対しては０とする。逆に深度が４７ｍｍの位置で
の重み係数はＮｅａｒゾーンの値に対しては０、Ｍｉｄ
７’−ン　のそれに対しては１とする。３１＋ｕ＋と４
７ｍｍとの中間の値の重み係数は０から１の間を深度に
対して線型に変化する関数とする。すなわち、次式であ
る。

Ｋ＋　＝　（４７−Ｄ）　／　ｌ　ＯＫｇ　−（Ｄ　　３７）／１０ここで、Ｄ　；深度方向寸法（Ｄ−３７〜４７）Ｋ＋　；Ｎｅａ
ｒゾーンの値に対する重み係数に、　；Ｍｋｄゾーンの
値に対する重み係数このように０から１に連続的に変化
する重み係数に基づいて２つの画像データを加重平均す
ることにより重複範囲内でのＮｅａｒゾーンと旧ｄゾー
ンとの画像データの値が一致していなくても加重５平均
により得られる画像データは連続的に変化するデータと
なり、不連続が生じないことになる。

同じようにして旧ｄゾーンとＰｏｒｌゾーンとの間、Ｆ
ｏｒｌゾーンとＦｏｒ２ゾーンとの間の重複範囲に対し
てもこのように２つの画像データの値の加重平均をその
深度位置の画像データの値とすることにより、焦点位置
が異なる画像データを継ぎ合わせる際に生ずる不連続を
解消することができる。

このような演算を実際に行う際の回路構成としてのブロ
ック図を第２図に示す、この図において、Ａ／Ｄ変換器
１３までの構成は第５図のＡ／Ｄ変換器１３までと全く
同一なので説明を省略する。

所定の時間間隔でサンプリングされＡ／Ｄ変換器１３で
ディジタル信号に変換された画像データは入力選択器５
０によって記憶されるべきメモリーが選択されて、臨時
画像データ記憶手段としての第１メモリー５２か第２メ
モリー５４のいずれかに記憶されるとともに、重複する
範囲外の画像データは出力選択器５７を介してただちに
イメージメモリー５９の所定の領域に記憶される０重複
する範囲内の画像データは２つのメモリー５２゜５４に
それぞれ隣接するゾーンの画像データが記憶された後前
述のように深度方向位置に応じた重み係数に基づいて加
重平均する演算が演算手段としのＲＯＭ５６により演算
されその出力信号が出力選択器５７を介してイメージメ
モリー５９の所定の記憶領域に記憶される。

これらの動作の制御は、ＲＯＭ５６も含めたそれぞれの
メモリー５２．５４．５９のアドレスを制御することに
より行われるのであるが、このような制御のためのアド
レスは４つのアドレス発生器５１，５３．５５．５８に
よって発生されるものであり、これらのアドレス発生器
はり、Ｓ、Ｃ１がら供給されるクロックパルスをカウン
タとしての機能を持つＬＳＩ素子でカウントすることに
よりアドレス信号を作り出すものである。また、２つの
選択器５０．５７は入力信号をそのまま出力するか全（
出力しないかを制御信号により制御できる機能を有する
ＬＳＩ素子を複数個使用して構成したもので、入力選択
器５０では２個、出力選択、器では３個のＬＳＩ素子を
使用することにより前述のような選択が可能となる０選
択のための制御信号は図示しないが［１，Ｓ、ＣＩから
発せられるものである。アドレス発生器、選択器とも通
常のディジタル回路に一般に使用されているものである
。

このような操作を具体的に各ゾーンごとに行う具体的順
序を箇条書きすると次の通りである。

■　焦点位置をＮｅａｒに設定する。

■　入力選択器５０の出力側を第１メモリー５２に接続
する。

■　Ｎｅａｒゾーンの画像データを入力選択器５゜を介
して第１メモリー５２に記憶する。

■　出力選択器５７の入力側を第１メモリー５２に接続
する。

■Ｎｅａｒゾーンの画像データのうち深度０から３７Ｉ
ｌｌｌの範囲の画像データを出力選択器５７を介してイ
メージメモリー５９に記憶する。

■　焦点位置をＨｉｄ　　に設定する。

■　人力選択器５０の出力側を第２メモリー５４に接続
する。

■旧ｄ　ゾーンの画像データを入力選択器５０を介して
第２メモリー５４に記憶する。

■　出力選択器５７の入力側を第２メモリー５４に接続
する。

［相］Ｍｔｄ　　ゾーンの画像データのうち深度４７ｍ
ｍら６８ｍｍの範囲の画像データを出力選択器５７を介
してイメージメモＩＪ　−５９に記憶する。

■　出力選択器５７の入力側をＲＯＭ５６に接続する。

＠　第１メモリー５２と第２メモリー５４のそれぞれ深
度が３７１１１１１１から４７■腸の画像データを同時
にＲＯＭ５６に入力し、このＲＯＭ５６の出力データを
出力選択器５７を介してイメージメモリー５９の所定の
記憶領域に記憶する。

■　焦点位置をＦｏｒｌに設定する。

［相］　人力選択器５０の出力側を第１メモリー５２に
接続する。

［相］　Ｆｏｒｌ　　ゾーンの画像データを入力選択器
５０を介して第１メモリー５２に記憶する。

■　出力選択器５７の入力側を第１メモリー５２、に接
続する。

＠　　Ｆｏｒｌ　　ゾーンの画像データのうち深度８８
−一ら１１４ｍ５の範囲の画像データを出力選択器５７
を介してイメージメモリー５９に記憶する。

［相］　出力選択器５７の入力側をＲＯＭ５６に接続す
る。

■　第１メモリー５２と第２メモリー５４のそれぞれ深
度が６８１＋ｓから８８１の画像データを同時にＲＯＭ
５６に入力し、このＲＯＭ５６の出力データを出力選択
器５７を介してイメージメモ’Ｊ　−５９の所定の記憶
領域に記憶する。

更にＦｏｒｌゾーンの画像データを第２メモリー５４に
記憶し同様の操作を行うことにより深度方向０から２５
００までの画像データをイメージメモリー５９に記憶す
ることができる。このようにして得られた画像データは
１本の走査線に対する画像データであるので、走査の位
置を順次ずらして前記の画像データを得る操作を反復す
ることによりイメージメモリー５９内に１枚の断層の画
像データを記憶することができる。このイメージメモリ
ー５９上に作成された画像データをモニターテレビに表
示するのは従来と同じである。

ＲＯＭ５６はＩＭＢｙｔｅのＲＯＭで構成され、このＲ
ＯＭの入力信号は１８ｂｉｔでこれを３つに分け、これ
らの３つの信号はそれぞれＲＯＭアドレス発生器５５の
出力信号としての６ｂｉｔの信号、第１メモリー５２か
らの出力信号としての画像データの６　ｂｉｔの信号、
第２メモリー５４からの出力信号としての画像データの
６　ｂｉｔの信号である。

これら１８ｂｉｔのアドレス信号で指定されるＲＯＭ５
６の記憶領域には第１メモリー５２の出力信号と第２メ
モリー５４の出力信号とをＲＯＭアドレス発生器５５の
出力信号によって定まる加重平均の重み係数に基づいた
加重平均値に相当する５ｂｉｔの値があらかじめ記憶さ
れており、したがって、前述の３つの６ｂｉｔの信号を
アドレス信号として入力することによりＲＯＭ５６は２
つの画像データを所定の重み係数で加重平均した値とし
ての信号を出力する。

このようにＲＯＭを使用してあたかも演算したような出
力を得る方法は、ＣＰＵを使用したソフトでの演算にく
らべはるかに高速な演算が可能であるという特長があり
、コンピュータ本体としてのＣＰＵを介しないことから
、ダイレクトメモリーアクセス（略して口０Ｍ、Ａ　）
　と称されているものである。

超音波診断装置においては、画像はリアルタイムに変化
する方式としており、１秒間に３ＯＮ面を作成するよう
にしであるので人体表面を電子スキャンプローブを移動
させたり胎児の動きなどに対して画像も即応して変化す
るので、１本の走査線上の画像データをとりイメージメ
モリー５９に記憶させるに要する時間は約１００μｓｅ
ｃと短く、したがって加重平均の演算も前述のようにり
、　？１．　Ａの方式により高速な演算を行うことによ
りこの発明を実用化することができる。

前述の重複範囲の位置と範囲の幅の設定は前述のシミヱ
レーシッンにより決定されるが、重複範囲を大きくとる
と加重平均の演算に費やす時間が大きくなるので、自ず
から限界があり、余り小さいと隣接画像データ間の不連
続を充分に解消することができないためにこの発明の効
果を充分発揮することができないことになるので、最適
な重複範囲と位置を決定する必要がある。

この発明を前述の重複範囲に基づいて実施した場合の音
場シミュレーシッンの結果を第３図、第４図に示す、こ
れらの図で第９図、第１Ｏ図のそれぞれ異なる焦点位置
に対応するビーム幅や受信信号強度の深度に対する特性
のカーブの交差する位置の近傍を連続して連ねた特性と
してのカーブが得られることが分かる。

第２図におけるり、Ｓ、Ｃｌは第５図における口、Ｓ。

ＣＩＡとは内容が異なり、第５図のり、Ｓ、ＣＩＡは第
２回のイメージメモリー５９．イメージメモリーアドレ
ス発生器５日を含んだ構成であり、また、イメージメモ
リーアドレス発生器５８を除く３つのアドレス発生器５
１，５３．５５を制御する機能も第５図のり、Ｓ、ＣＩ
Ａにはないものである。第２図、第５図とも［＋、Ｓ、
Ｃ内部の構成について詳述する必要のないものについて
は一括してＯ，Ｓ、Ｃと称して１つの長方形で表現して
いるのであり、この発明におけるり、Ｓ、ＣＩとしては
第１メモリー５２、第２メモリー５４、ＲＯＭ５６、入
力選択器５０、出力選択器５７並びにアドレス発生器５
１．５３．５５全てがり、Ｓ、Ｃとしてまとめられて構
成されるものである。この発明を実現するための電子回
路の構成として第２図に一例を示したが、この図では、
画像データを一次的に記憶する臨時のメモリーを２個、
演算素子としてＲＯＭを１個だけを使用した構成とした
が、この場合は３箇所の重複部を１個の演算素子で加重
平均の演算を行うので各回路要素に対するアドレス制御
が複雑になるという欠点を持っている。この図の代わり
に、臨時のメモリーとして異なる焦点位置の数と同じ４
個のメモリーを用い、各焦点位置ごとの画像データを別
の臨時のメモリーに記憶させる方式でもよく、演算素子
としてのＲＯＭも３箇所の重複する範囲それぞれごとに
１つのＲＯＭを割り当てるものとして３個のＲＯＭを使
用することにしてもよい、この発明を実施するための電
子回路の構成としてはこのように種々のものを採用する
ことができる。

重み係数を深度方向寸法に対する関数形として一次式で
表される関数としたが、これの代わりに重み係数の値が
Ｏから１の間を単純増加または単純減少する関数であれ
ば一次関数以外の関数を使用しても差し支えない。

重み係数を設定するのに、超音波診断装置を製作する際
にあらかじめＲＯＭに前述のようなアドレス入力に対す
る出力信号を得ることのできるようなデータを記憶させ
ておく方式でもよいし、Ｄ、Ｓ、Ｃに重み係数を変更す
る機能を付加し、演算素子としてＲＯＭの代わりにＲＡ
Ｍを使用することとしてもよい、このような場合には超
音波診断装置を始動する際に演算素子としてのＲＡＭに
まず重み係数を書き込む操作を自動もしくはり、Ｓ、Ｃ
の入力用のキーボード操作により行うことになる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、複数の焦点位置ごとに所定の
深度範囲の画像データを得、隣接する焦、点位置に挟ま
れた所定の範囲の画像データをこの範囲を挟む両側の焦
点位置によって得られた２つの画像データから所定の重
み係数に基づいた加重平均をとり、この加重平均により
得られた画像データをその点の画像データとする方式を
採用することとしたことにより、超音波のビーム幅と受
信信号の強度の不連続に起因する焦点位置が隣接する２
つの画像データの継ぎ目の画像の不連続が生ずることが
なくなり、その結果、画像の不連続によって誤った解釈
により誤診が生ずる危険性が解消されることとなり、信
鎖性の高い医療診断が可能となる超音波診断装置を提供
できることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す画像構成の説明図、第
２図は電子回路のブロック図、第３図はこの発明を実施
したビーム幅の特性を示す線グラフ図、第４図は同じく
受信信号強度の特性を示す線グラフ図、第５図は従来の
超音波診断装置の超音波発信・受信系統のブロック図、
第６図は第５図の超音波探触子の超音波トランスデエー
サアレイの配置構成を示す説明図、第７図は第５図のバ
ンドパスフィルタの中心周波数と深度の関係を示す線ク
ラフ図、第８図は第５図の丁、Ｇ、Ｃ回路の特性を示す
線グラフ図、第９図は４ｔＮ所の焦点位置ごとのビーム
幅と深度の関係を示す線グラフ図、第１０図は同じく受
信信号強度と深度の関係を示す線グラフ図である。１、ＩＡ・・・Ｏ，Ｓ、Ｃ（ディジタルスキャンコント
ローラ）、１３・・・Ａ／Ｄ変換器、２　Ｂ　−Ｎｅａｒゾーン、２９　・Ｍｉｄ　　ゾーン
、３０−Ｐｏｒｔゾーン、３１−　Ｐｏｒ２ゾーン、５
０・・・入力選択器、５１・・・第１アドレス発生器、
５２・・・第１メモリー、５３・・・第２アドレス発生
器、５４・・・第２メモリー、５５・・・ＲＯＭアドレ
ス発生器、５６・・・ＲＯＭ、５７・・・出力選択器、
５８・・・イメージメモリーアドレス発生器、＼二１４
．ノ重み砕数　　　　走査方向第１図尽友（ｍ７７Ｌ）第３図ヌ展Ｃ７１′Ｌ灰）第４図深度

Claims

【特許請求の範囲】

１）超音波の反射を利用して被検体の断層像を可視化す
る超音波診断装置であって、前記被検体内部の所定の深
度方向位置に焦点を結ぶ超音波信号を電気的な制御によ
り発信しかつ深度方向に直角の方向に走査可能な超音波
発信手段と、前記被検体内部に発信された超音波が前記
被検体内で反射した反射波を受信しこの超音波受信信号
を電気信号に変換するとともに反射位置に応じた受信信
号の減衰を補正する超音波受信手段と、該超音波受信手
段の出力信号としての反射位置とその位置での反射強度
の情報を前記深度方向の直線上の画像情報としてディジ
タルの画像データに変換する画像データ生成手段と、該
画像データを記憶する画像データ記憶手段と、該画像デ
ータ記憶手段に記憶された画像データを画像として表示
する画像表示手段とでなる超音波診断装置において、少
なくとも２つの臨時画像データ記憶手段と、前記焦点位
置が異なる画像データを所定の前記臨時画像データ記憶
手段に選択して入力する入力選択器と、前記臨時画像デ
ータ記憶手段のうちの２つの臨時画像データ記憶手段の
所定の領域の画像データから深度方向に所定の重み係数
で加重平均する演算手段と、この演算手段により加重平
均された画像データと前記２つの臨時画像データ記憶手
段との３種の画像データを選択して前記画像データ記憶
手段に入力する出力選択器とを備え、隣接する２つの焦
点位置に対する画像データを前記入力選択器により異な
る前記臨時画像データ記憶手段に入力し、これらの画像
データ記憶手段に記憶された２つの画像データのうち前
記２つの焦点位置に挟まれた所定の幅と位置の画像デー
タをそれぞれ前記演算手段により加重平均しこの演算手
段の出力データを前記出力選択器を介して前記画像デー
タ記憶手段に入力し、前記焦点位置を含み前記２つの焦
点位置間の所定の幅と位置を含まない画像データを前記
出力選択器を介して前記画像データ記憶手段に入力する
ことを特徴とする超音波診断装置。