JPH01288244A - 映像編集装置を有する超音波診断装置 - Google Patents

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） 本発明は全領域に亘って分解能の良好なエコー画像を得
るために焦点を切り替えつつエコーを受信するようにエ
コー信号の編集を行う映像編集装置を有する超音波診断
装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置は超音波を被検体内に送波し、その反射
波が各組織や病変部によって異なることから、これを画
像化して表示して診断の用に供している。この場合、単
一焦点で送受波して遠距離にある反射体からの反射波と
、近距離にある反射体からの反射波とを同一の画面上に
表示したのでは、全画像を良好な分解能で表示すること
は困難である。これを解決するために受信時に反射源を
追跡するように焦点位置を変化する受波ダイナミックフ
ォーカス法又は同一部分に対し数回の走査を行って各走
査毎に送受の焦点を変化させ、最適な分解能が得られる
領域をそれぞれ画像メモリを介して編集して表示装置上
で繋ぎ合わせ表示する多段フォーカス法が用いられてい
る。受波ダイナミックフォーカス法は、１回の送波に対
し受信時に距離によって異なる焦点で受信するために完
像速度を落さずに済み、動きの速い臓器に適した方法で
あるが、送波のフォーカスがすべての焦点には整合でき
ないので分解能に関しては多段フォーカス法よりやや劣
っている。しかしながら、受波ダイナミックフォーカス
法をこの、ように焦点切り替え式の手法により実現する
ためには、電子フォーカスの機構を何種類か重複して持
ち、その各々を予め必要な各焦点位置に分担して設定し
ておき、受波の途上では該当区間の反射波が受波されて
いる時間帯に該当する電子フォーカス手段の出力に接続
されるように信号通路の切り替えを行いつつ受波を行う
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような切り替え型の受波ダイナミックフ
ォーカス法においては、０組の焦点の異なる受波ビーム
フォーマの整相出力信号からそれぞれ最適な分解能の得
られる部分を繋ぎ合わせて走査線信号を得るために、高
周波部、中間周波部又はビデオ信号部で信号を切り替え
て繋ぎ合わせを行っていた。この繋ぎ合わせを行った切
れ目の所に雑音が入ってきて、画面上に白線となって現
われ、特に信号レベルの低い所でこれが目立っていた。

信号が切り替わった所で画質が変るという問題もあるが
、切り替えノイズに由来する白線が入るという点が最も
問題の多い点であった。

これを避けるために、それぞれ焦点距離の異なるデイレ
−レンズ（受波ビームフォーマの焦点決定手段）の組み
合わせによる分波器の後段をすべて各焦点毎に並列に用
意して、受信信号を検波してフレームメモリに由き込む
所で合成して、少なくとも高周波的に混入するスパイク
ノイズが検波されて白線となって出てくることを防ごう
という考えもあるが、回路規模が大きく成り過ぎてコス
ト的に問題である。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、切り替え型の受波ダイナミックフォーカス法にお
いて、信号経路を切り替えても最終表示画面に白線の入
らない映像編集装置を有する超音波診断装置を実現する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 前記の課題を解決する本発明は、全領域に■って分解能
の良好なエコー画像を得るために焦点を切り替えつつエ
コーを受信するようにエコー信号の編集を行う映像編集
装置を有する超音波診断装置において、焦点の異なる走
査線信号をそれぞれ整相加算する複数の電子フォーカス
制御手段と、該電子フォーカス制御手段からの出力信号
を零を含んでそれぞれ異なる遅延時間を与える複数の遅
延手段と、該遅延手段の出力信号を切り替えて１本の走
査線データに合成する切り替え手段と、前記合成された
走査信号をそのまま書き込む記憶手段と、前記走査信号
の中重複する領域の信号を除いて連続性を復元するよう
に記憶手段からの読み出し制御を行う読み出し制御手段
とを具備することを特徴とする。

（作用） 焦点の異なる領域の走査線信号を送受波し、受信信号を
それぞれの領域の電子フォーカス手段にて整相加算した
後異なる遅延時間で遅延させる。

切り替え手段は各領域の遅延処理された信号を逐次焦点
位置に対応した時間間隔で切り替えて合成し、信号処理
Ｊ３よび記憶の後、遅延時間の異なる隣接領域の信号間
で重複した領域の映像を繋ぎ目と共に除去して記憶手段
から読み出し、表示装置に表示する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

図において、１は送信パルス発生のためのトリガ信号を
発振する送波トリガ発振器で、出力トリガ信号は送波ビ
ームフォーマ２に入力されて音線を形成するため、異な
った遅延量を持つ例えば６４回線の信号に分離される。

３は送波ビームフォーマ２からの６４回線分の入力信号
を適宜切り替えて音線を形成してスキャンさせ、各音線
の反射波受波信号を切り替えて開口面内のエレメント位
置に対応する６４回線分の信号に組み戻すスキャナスイ
ッチで、スイッチ数節約のために２段構えにされており
、２段の中間には送受信回路４が設けられている。送受
信回路４には送信用電力増幅器。

送受信切り替えスイッチ。受信用増幅器等が含まれてい
る。５は送信用高周波信ｑを受けて超音波を発振し、反
射波を受信して高周波信号に変換する多数の振動子エレ
メントで構成される超音波探触子アレイである。６Δ〜
６Ｄは被検体を距離によって４つのゾーンに分類したそ
れぞれが受信ビームフォーマである４個の電子フォーカ
ス回路で、電子フォーカス回路６　Ａ　Ｇ、を最近距離
のゾーン０゜電子フォーカス回路６Ｂは次に近い距離の
ゾーン１、Ｎ子フォーカス回路６Ｃは次に遠い距離のゾ
ーン２．電子フォーカス回路６Ｄは最遠距離のゾーン３
にそれぞれ焦点を結んだ送波信号による受信信号を整相
加算する。受信信号の各電子フォーカス回路６△〜６Ｄ
に対する振り分けはスキャナスイッチ３で行っている。

７Ｂは電子フォーカス回路６Ｂからの信号をΔτまたけ
遅延させてＦ２信号を出力する遅延回路、７Ｃは電子フ
ォーカス回路６Ｃからの信号をΔτ２だけ遅延させてＦ
３信号を出力する遅延回路、７Ｄは電子フォーカス回路
６Ｄからの信号をΔτ３だけ遅延させてＦ４信号を出力
する遅延回路である。電子フォーカス回路６Δは遅延を
受けないＦ１信号を出力している。遅延量には次の関係
がある。

Δτ３〉Δτ２〉Δτｔ＞０ ８は焦点位置の異なる４本の走査線信号Ｆ１〜Ｆ４信号
をゾーンＯ〜ゾーン３の各焦点位置の距離に応じたタイ
ミングで切り替えて１本分の走査線信号Ｆｓに合成して
出力するフォーカルゾーン切り替えスイッチである。９
は不要な高域及び低域の周波数を除去する帯域濾波器（
以下ＢＰＦという）、１０は受信信号の非常に広いダイ
ナミックレンジを感光材料やＣＲＴの特性に適合するよ
うにレベル圧縮を行う対数増幅器で、その出力信号は検
波器１１で検波され、ＡＤ変換器１２でディジタル信号
に変換される。１３はフレームメモリ、書き込みアドレ
ス発生鼎、読み出し制御回路及び同期信号発生器等から
成り、入力された走査線信号をフレームメモリから読み
出す時にノイズ部分を除去する読み書き制御論理回路で
ある。ノイズを除去された信号はＣＲＴに表示される。

読み占き制御論理回路１３の内部の構成とそれ以降の回
路の一実施例の概略を第３図に示す。図において、第１
図と同じ部分には同一の符号を付しである。図中、２１
はフォーカルゾーンを切り替えスイッチ８で切り替えら
れて入力される１フレ一ム分のデータを書き込みアドレ
ス発生回路２２からの占き込みアドレスにより書き込ま
れるフレームメモリ、２３はフレームメモリ２１に書き
込まれているデータを同期信号発生器２４からのトＩＤ
、ＶＤ両信号のＩＩＪ　ＩＩＩによって読み出す読み出
し制御回路である。占き込みアドレス発生回路２２の由
き込みアドレスによってフレームメモリ２１に占き込ま
れたデータには次の３種がある。

（イ）ＩＩき横読みのリニアスキ１１ン（０）縦古き縦
読みのリニアスキャン （ハ）縦書き曲線読みのヒクタスキャン読み出し制御回
路２３はＨＤ倍信号ＶＤ倍信号基づいて前記のように書
込まれたデータを読み出す。

２５は読み出されたフレームメモリ２１がらのデータを
アナログ信号に変換するＡＤ変換器、２６はアナログ信
号を増幅してＣＲＴ２７に供給する増幅器である。

次に上記のように構成された実施例の動作を説明する。

送波トリガ発振鼎１から出力されたトリガ信号は、送波
ビームフォーマ２において種々の遅延を受けた６４ビツ
トの信号に変換される。この出力信号は焦点位置の異な
る４個の同一の音線を形成している。例えば、第１トリ
ガ信号ではゾーン０に焦点を結ぶように整相されたｓ１
信号が出力される。第２トリガ信号では同一音線でゾー
ン１に焦点を結ぶように整相された８２信号が出力され
、同様にしてゾーン２の８３信号、ゾーン３の８４信号
が出力される。各８１〜ｓ４信号は次々にそれぞれスキ
ャナスイッチ３で音線を形成するように振り分けられ、
送受信回路４で電力増幅された後、超音波探触子アレイ
５で超音波信号に変えられて被検体内に送波される。被
検体内の反射体から反射された超音波信号は超音波探触
子アレイ５で受波され、電気信号に変換される。この受
信信号は送受信回路４において増幅され、スキャナスイ
ッチ３によって８１〜Ｓ４信号に復元される。Ｓｌ信号
は電子フォーカス回路６Ａでゾーン０に焦点位置を持っ
たＦ１信号に整相加算される。Ｓ２信号は電子フォーカ
ス回路６Ｂでゾーン１に焦点位置を持った信号に整相加
算され、遅延回路７ＢでΔτｔの遅延を受けてＦｚ倍信
号して出力される。Ｓ３信号は電子フォーカス回路６Ｃ
で、Ｓ４信号は電子フォーカス回路６Ｄでそれぞれ整相
加算され、遅延回路７Ｃ及び７ＤでそれぞれΔτ２．Δ
τ３の遅延を受けてＦ３信号。

Ｆ４信号として出力される。上記のＥ１〜Ｆ４信号はフ
ォーカルゾーン切り替えスイッチ８で次々に切り替えら
れて繋ぎ合わされ、１本分の走査線信号Ｆｓに合成され
る。Ｆ２〜Ｆ４信号はそれぞれ異なった遅延量の遅延を
受けているため遅延を受けていないＦ１信号と共に合成
されたＦ５信号には、第２図に例示したように信号の繋
ぎ目において、お互いの遅延量の差に相当する部分の受
信信号が２度現れる。第２図において、（イ）はＦｌ信
号の波形で、（ロ）はＦ２信号の波形である。（ハ〉は
フォーカルゾーン切り替えスイッチ８の切り台えのタイ
ミングの図、（ニ）はＦ１信号とＦ２信号がフォーカル
ゾーン切り替えスイッチ８の切り替えによって合成され
た波形である。

図において、明らかなように、（イ）のＦ！信信号順顕
著反射波ａ＋、ｂ１．ｃ１．ｄｌに注目すると、（ロ）
のＦ２信号においてはΔτ１の遅延を受けたａ２．ｂ２
＋Ｃ２＋ｄ２になっている。

（ハ）の切り替え制御により（ニ）のＦｓ倍信号（ｑら
れているが、このＦｓ倍信号は反射波ｂ！。

ｂ２の波形がフォーカルゾーン切り替えスイッチ８の切
り替えにより生じたスパイクノイズｅを挟んでΔτ１の
差で出現している。即ち、ｂｌ−ｂ２の区間は実質的に
もとの信号が２回重複して続けて現れる。図示はしない
がゾーン１とゾーン２、ゾーン２とゾーン３の繋ぎ目に
おいても同様な波形の信号が出現している。

°　この出力のＦｓ倍信号、通常の装置のようにＢＰＦ
９．対数増幅器１０．検波器１１で信号処理されてＡＤ
変換器１２でディジタル信号に変換される。ディジタル
信号に変換された第２図（ニ）のＦｓ倍信号、読み書き
制御論理回路１３に入力される。

読み書き制御論理回路１３に入力されたデータは書き込
みアドレス発生回路２２の書き込みアドレスによってフ
レームメモリ２１に縦古きされる。

読み出し回路２３はＨＤ、ＶＤ信号によって前記の３種
類の何れか１種類の指定された読み方で読み出しを行う
。その読み出しは第２図の（ホ）のように行われる。即
ち、（ニ）の１．ｓ信号の中、反射波パルスｂ１までの
区間Ｄ＋と反射波パルスｂ２以降の区間Ｄ３とがもとの
反射波信号における連続性を復元するようにフレームメ
モリ２１から読み出され、反射波パルスｂ１と反射波パ
ルスｂ２の間の区間Ｄ２においては、例えばフレームメ
モリ２１のアドレスを進行中に小区間スキップするとい
うような手法で読み出しが中止され、その区゛間の信号
は読み出されない。従ってその間に存在するスパイクノ
イズｅも読み出されずに実質的に除去される。ゾーン１
とゾーン２．ゾーン２とゾーン３の間も同様にしてスパ
イクノイズの除去か行われる。第４図はフレームメモリ
２１の内容を簡略にゾーンＯとゾーン１の部分のみを示
す図である。図において、上から下へ０１を読みＤ２を
飛ばしてＤ３を読み出す状況が示されている。

要訳すれば書き込み時はお構いなく１本調子で占き込み
、読み出し時は重複部を読み飛ばず、、読み出し後直接
ＣＲＴへ送り出すか、読み出しアドレスをコントロール
して走査変換を行ってもよい。

何れの場合もＣＲＴ画面上の表示アドレスとフレームメ
モリ２１の読み出すべきアドレスとの間の変換テーブル
又はそれに相当する変換機能を読み出し制御回路２３に
持たせておく。この変換テーブルにＦＲＯＭを用いれば
、縦書き横読みのリニアスキャン用ＤＳＣでも、縦書き
縦読みのリニアスキャン用ＤＳＣでも、又変換入力のセ
クタススキャン用読み出し変換型ＤＳＣでも、書き込ま
れた結果の重複区間が同じ所にあれば同じＰＲＯＭを使
用することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、第５図のような回路を遅延回路７Ｂ〜７Ｄに代え
て用いてもよい。図において、第１図と同等の部分には
同一の符号を付しである。

図中、３１Ａは周波数ｆ、を中心周波数とする周波数帯
域幅Δｆ１のＢＰＦ、３１Ｂは中心周波数は同じｆＯの
周波数帯域幅Δ「２のＢＰＦ。

３１Ｃは中心周波数［０の周波数帯域幅Δｆ３のＢＰＦ
、３１０は中心周波数「０の周波数帯域幅Δｆ４のＢＰ
Ｆである。ここで周波数帯域幅は次式の関係にある。

ΔｆＩ＞Δｆ２＞Δ［３〉Δｆ４ ＢＰＦは通常ＬＣで構成されていて入力信号に対して位
相の遅延を生じさせる。その遅延間は同一方式の場合は
周波数帯域幅の狭いもの程近延時間が長いので、ＢＰＦ
３１Ａ〜３１Ｄにより第１図の実施例と同様な効果が得
られる。

又、ＢＰＦは遅延回路に代えるのではなく追加すること
にしてもよい。更に、電子フォーカス回路及び遅延回路
を４個の例で説明したが、その数は自由に選択できるも
のである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、多段フォ
ーカス法において、高周波段で切り替えても最終画面に
白線が入らなくなり、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図はスパ
イクノイズ除去の説明図、第３図は読み出し制御論理回
路の内部構成とそれ以降の回路の一実施例の概略図、第
４図はフレームメモリの内容を示す図、第５図は本発明
の他の実施例の説明図である。 ２・・・送波ビームフォーマ ３・・・スキャナスイッチ ４・・・送受信回路 ５・・・超音波探触子アレイ ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ・・・電子フォーカス回路７８
．７Ｃ，７Ｄ・・・遅延回路 ８・・・フォーカルゾーン切り替えスイッチ９・・・３
１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ，３１Ｄ・・・ＢＰＦ１２・・・
△Ｄ変換器 １３・・・読み書き制御論理回路 ２１・・・フレームメモリ ２２・・・書き込みアドレス発生回路 ２３・・・読み出し制御回路 ２４・・・同期信号発生器 ２５・・・ＤＡ変換器 ２７・・・ＣＲＴ 特許出願人　横河メディカルシステム株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全領域に亘つて分解能の良好なエコー画像を得るために
   焦点を切り替えつつエコーを受信するようにエコー信号
   の編集を行う映像編集装置を有する超音波診断装置にお
   いて、焦点の異なる走査線信号をそれぞれ整相加算する
   複数の電子フォーカス制御手段と、該電子フォーカス制
   御手段からの出力信号を零を含んでそれぞれ異なる遅延
   時間を与える複数の遅延手段と、該遅延手段の出力信号
   を切り替えて１本の走査線データに合成する切り替え手
   段と、前記合成された走査信号をそのまま書き込む記憶
   手段と、前記走査信号の中重複する領域の信号を除いて
   連続性を復元するように記憶手段からの読み出し制御を
   行う読み出し制御手段とを具備することを特徴とする映
   像編集装置を有する超音波診断装置。