JPH0241334B2

JPH0241334B2 -

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Publication number: JPH0241334B2
Application number: JP57162107A
Authority: JP
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1990-09-17
Also published as: AU591363B2; GB8500462D0; AU8849682A; CA1198207A; JPS58127643A; GB2107871A; GB2153530A; FR2512988B1; GB2151787A; AU8134587A; AU592907B2; AU567084B2; AU8134487A; CA1182550A; GB2151787B; DE3234259A1; IL66806A; FR2512988A1; GB8500463D0; IL66806A0

Description

【発明の詳細な説明】〔利用分野〕この発明は外部から行う生物学的診断のための
新規かつ改良された超音波利用の装置に関するも
のである。

〔従来技術〕従来の音響による診断方法及び装置は、〓外部
から行う生物理学的診断のための方法及び装置〓
の名称の、1974年８月20日に発行されたブレツト
スキイその他による米国特許第3830223号明細書、
〓パルスエコーによる人体の写像及び識別のため
の方法及び装置〓の名称の、1976年１月27日にブ
レツトスキイその他による米国特許第3934458号
明細書、及び〓人体の写像及び識別のための超音
波による方法及び装置〓の名称の、1977年12月20
日に発行されたブレツトスキイその他による米国
特許第4063549号明細書中で詳しく説明されてお
り、かつその中で、可干渉性検査、即ち、反射さ
れた音響エネルギーの振幅及び位相の検知及び処
理のための技術が説明されている。

従来技術の一つでは、やつかいでかつ巨大なコ
ンピユータ容量を必要とする時間領域及び周波数
領域での信号処理技術を用いている（上記米国特
許第3830223号，4063549号）。超音波診断に用い
られている音響パルスの性格から、数学的に特異
な問題が生じ、これは克服するのが困難でかつ情
報をかなり劣化させている。従来の技術での信号
処理技術においては、戻りエコーのそれぞれは、
最初に適切なメモリー中に蓄積されることによつ
て処理され、その後で、かなりの処理時間を必要
とする信号処理アルゴリズムで処理される。これ
らは戻りエコーの検知に大量のメモリーと処理時
間とを必要とするから、その技術の応用は迅速に
検知可能な超音波検査にのみに厳しく制限されて
しまう。

他の従来技術では、特殊なパルス波形を用いる
ことによつて、複雑な信号処理を必要とせずに、
戻りエコーの極性及び振幅が検知される（上記米
国特許第3934458号）。しかしながら、所望のパル
ス波形を得ることは困難な課題で、変換器の現実
の製造では小さな不完全さも問題となる。この両
方の欠点により、この技術の有効性はかなり減少
している。通常用いられている変換器は、この方
法に適合可能な限度を越えた複雑な音響パルスを
発生する。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、極めて時間のかかる信号処理
技術又は操作が難しい特殊な音響変換器を用いる
ことなく、超音波パルス列の振幅及び極性を検知
できる新規かつ改良された装置を提供することで
ある。

本発明の別の目的は、普通に使用されている音
響変換器と共に使用した場合、各々の音響的な反
射を生じる境界すなわちインターフエースに対し
て振幅及び極性測定を行える、信頼できる装置を
提供することである。

この発明の別の目的は、大量のコンピユータメ
モリー及び処理時間を要せず、各々の音響的反射
を生じるインターフエースでの極性及び振幅測定
を検知する信頼できる装置を提供することであ
る。

この発明の別の目的は、合成局部解剖像の解像
度の改良を行う、エコーパルス列の極性及び振幅
情報を利用することである。

この発明の別の目的は、表示された像において
組織、構造及び特微を描く、エコーパルス列の極
性情報及び振幅情報を用いた信頼できる装置を提
供することである。

この発明の他の目的は、エコーパルス列の極性
情報を描くのにカラーテレビジヨン装置を用いか
つエコーパルス列の振幅情報を表わすのにカラー
の表示強度を利用することである。

本発明は、振幅及び極性を有し、多重サイクル
（すなわちパルス列から成る）、超音波パルスのエ
コー信号を処理し表示する装置の改良に関するも
のである。本発明によれば、エコー信号の各半波
ごとにその振幅の絶対値を積分する蓄算器を含
む。半波ごとの多数の絶対値を検査し、その中に
有効なエコー信号を示す所定のパターンを示すも
のがあるかどうかを分析するための手段が含まれ
ている。この組合せにより、複雑な生体媒体から
反射されてくる個々のエコーは、面倒な計算を行
うことなく、また特別の超音波変換器を用いるこ
となく検知される。

この発明は、また、複数のエコー信号について
符号も含めての和の特性をもつ極性データ入力を
有しかつ複数のエコー信号の絶対値の和の特性を
もつ振幅入力を有するデバイダを含み、振幅及び
極性によつて特微付けられた検知信号（ピクセ
ル）を表示することも提供する。このデバイダは
振幅入力に対する極性データ入力の比に等しい比
出力を発生する。色調発生手段がデバイダに結合
されかつ比出力信号を１次的な色信号の線形結合
により表示するようになつている。これにより、
各ピクセルの輝度とは関係なしに、ピクセルごと
のカラー表示を極性に依存させて行える。振幅入
力は次に各ピクセルに対する輝度信号を生じる。

組織の解像度及び表示は、本発明の極性変化マ
ーカー手段によれば、音響的境界（（インターフ
エース）を示すエコー信号間での遷移を重み付け
することにより改善される。極性変化マーカー手
段は、極性が一方から他方へと変わる時点を、極
性信号の符号が変化する直前と直後の振幅ピーク
値で重み付けして算出する。このようにエコー信
号の振幅及び極性の特性を利用することにより、
音響的境界（インターフエース）を表わすエコー
信号間で適切に濃淡付けをされた表示が行われ
る。

〔実施例〕

〈Ａシステムの説明〉本発明は第１図によつて概略的に理解すること
ができる。第１図には、マスタークロツク１１
と、変換器制御装置を含む変換器１７と、反射エ
コーパルス列から成るアナログ入力信号を伝える
信号線１６と、送受切換え用の送受信スイツチ
（Ｔ／Ｒ）１５と、励振器１３と、信号調整モジ
ユールとしての、プリアンプ２１及び深度利得制
御（DGC）モジユール２３と、アナログ−デジ
タル変換器２５と、振幅・極性検知器２７と、ピ
クセルフオーマツトモジユール（pixel Format
module）２９と、空間位置決め制御装置３０と
それからの信号線３３及びピクセルフオーマツト
モジユール２９からの信号線３４を受けるビデオ
画像蓄積用デジタルメモリ３５と、普通のカラー
TV表示ユニツト４１と、普通のビデオテープレ
コーダ（VTR）４０のような、各々の合成画像
を恒久的な形態で蓄積するための手段とを含んで
いる。

マスタークロツク１１は画像形成及び制御に用
いられる時間基準信号を信号線１２に生じる。ク
ロツクのサイクルは、クロツク１１から励振器１
３に送られた時間基準信号により、この励振器が
電圧パルスを信号線１４、Ｔ／Ｒスイツチ１５を
介して変換器１７に印加する時点から開始され
る。この励振により、音響パルスのビーム１８が
生じ、人体の部分のような生体媒体１９に伝送さ
れる。このクロツクサイクルにおいて、マスター
クロツク１１に結合された空間位置決め器３０
が、信号線３１上の制御信号によつて変換器１７
の方向を制御する。変換器１７のビーム１８の方
向の記述である極座標は、空間位置決め装置３０
によつて蓄積されて、ピクセルフオーマツトモジ
ユール２９及びビデオのモメリ３５への信号線３
２，３３に送出される信号のために用いられる。
極座標で表示の入力データによる、戻りエコーの
２次元画像の作成及び回転自在な変換器の制御
は、この分野においてよく知られている。その例
は、スウエインの米国特許第4241412号“デカル
ト座標図形形成装置及び方法”、カタギの米国特
許第4106021号“直角座標回転変換器”、ネビンそ
の他の米国特許第4002827号、“デカルト座標フオ
ーマツト走査変換器”、クローン米国特許第
3816736号“極座標サーボ動作信号を直角座標動
作信号に変換するための装置”、ブランドその他
の米国特許第4128838号、“デジタル走査変換器”、
及びカタギの米国特許第4164739号、“座標変換器
におけるターゲツトシフトの減少”に示されてい
る。空間位置決め装置３０、ピクセルフオーマツ
トモジユール２９及びビデオのメモリ３５につい
ては、当業者にとつて本発明の実施に要すると思
われる程度以上の詳細な説明は省略する。

所定のかつ制御された遅延時間の後、送受信ス
イツチ１５は励振器１３を切り離し、媒体１９か
らのエコーを受信する。変換器１７は、特定の変
換方向に対する所定期間中のエコーデータを含む
エコーパルスを（１６に、そして２０に）生じ
る。信号線２０上のエコーパルス列は並通のプリ
アンプモジユール２１を通り、深度利得（depth
gain）制御モジユール（DGC）２３に送られる。
DGCモジユール２３は普通のフアンクシヨンジ
エネレータであつて、外部から（普通はオペレー
タの手動により）、制御し近くのエコーよりも遠
くのエコーの信号の増幅度を増大する。このモジ
ユールの不使用によりそのような増幅を行わない
場合には、エコー信号の多くは極めて小さいので
処理回路のダイナミツクレンジから外れてしま
う。

このようにして得られた信号線２４のエコーパ
ルス列は、Ａ／Ｄ変換器２５によつてマスタクロ
ツク１１に応じて選択された時点において、デジ
タル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２５から信
号線２６に与えられた出力信号は、第５図を参照
して後に説明するように、振幅・極性検知器２７
に与えられる。振幅・極性検知器２７は特定のエ
コーの振幅及び極性の両方を同時に検知するユニ
ークな装置である。振幅・極性検知器２７からの
出力２８はピクセルフオーマツトモジユール２９
に与えられ、そのモジユール２９により、画像中
の特定のピクセル要素に対して、蓄積すべき振幅
及び極性情報が選択的に決定される。ピクセルフ
オーマツトモジユール２９はマスタークロツク１
１によつて制御され、信号線３２の信号中にエン
コードされている空間方向によつても制御され
る。信号線３２の信号はピクセル当たりのエコー
数を制御するものである。ピクセルフオーマツト
モジユール２９からの信号線３４における出力デ
ータはライン・バイ・ラインでもつてビデオのメ
モリ３５に送られかつ蓄積される。信号線３２の
信号によつて決定される変換器の方向は、信号線
３４の出力データと共にエンコードされている。
データの集収はビデオ・メモリ３５が、最終的な
画像表示を行うのに十分なデジタル信号で一杯に
なるまで続けられる。

マスタークロツク１１は、変換器１７が始動し
かつ十分な数の方向に対するデータを集収した
後、音響パルスの発生のない新しいサイクルを開
始する。開始される新しいサイクルは表示サイク
ルで、ビデオのメモリ３５から蓄積されたデジタ
ル情報が読み取られ、データ流３６によりビデオ
デコーダ３７に送られる。データ流３６はライ
ン・バイ・ラインでデコードされ、かつ普通のカ
ラーTV表示ユニツト（RGSモニタ）４１を駆動
するために用いられる輝度及び色信号に変換され
る。ビデオ・デコードの詳細については第７図に
関連して後で説明する。標準型のTV表示ユニツ
トを用いた画像の恒久的なコピーはデータ流３９
を介してビデオテープレコーダ４０によつて得る
ことができる。

〈Ｂ振幅・極性検知器〉次に第１図に用いた振幅・極性検知器２７を詳
細に説明する。振幅・極性検知器２７は、音響的
境界から戻る戻りエコーそれぞれのピーク振幅時
における極性を決定するユニークな装置である。
第２図に典型的なエコーの波形４２が示されてい
る。エコーは一般的に多数のこの種の信号から成
り、各々は異なつた振幅及び極性を有し、集まつ
て一つの波列すなわちエコー列を形成している。
このエコー列はｆ（ｔ）で記され、第３図に４３
として示されている。エコー波形それぞれの振幅
の大きさは異なり、各半波は異なつた面積を含ん
でいる。第３図では、エコー列ｆ（ｔ）の第３の
エコー４４は、先行のエコー４５及び４６と比べ
ると逆の極性を有するものとして示されている。
第３図は、変換器１７が受信モードにある間の特
定の時間ｔにおけるエコー列を示す。第２図に示
す文字Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ及びＵは波形それぞれ
の半サイクル毎の面積を示す。特定の波形の全振
幅は全面積の絶対値の合計に等しい。

第２図の波形は、“二極（バイポーラ）”型であ
つて定義すれば、面積Ｒ及びＳが数値において大
差なく、かつ面積Ｒ，Ｓが、面積Ｑ，Ｔよりも著
しく大きくかつ面積Ｐ，Ｕより明らかに大きいこ
とを言う。この波形は、基本的に焦点合せに関連
して振幅が変化する以外は、その視野の全深度に
亘つてほぼ保持される。典型的な変換器の近い視
野においては、波形は予知し得る一様な様子で変
化する。換言すれば、Ｒ及びＱの振幅は相互に反
対方向に増大し、Ｓの振幅は減少する。したがつ
て、波形の変質ないし変化により、第４図に示す
ような“三連波（triplet）”４７が生じる。

振幅・極性検知器は、音響的視野の主要部分に
亘つて予知されかつ経験的に観察されている信号
におけると同じ極性値を保持するように設計され
る。第２図に描かれた信号の極性を正として選択
できる。第２図に描かれた信号と180゜反転した信
号、即ち第３図の波形４４は、その結果負である
と考えなければならない。この定義及び意味は、
振幅・極性検知器が機能する上で欠くことができ
ない。

第５図は、個々のエコー波のピークにおける極
性を検知するのに用いるデジタル論理回路を示す
ブロツク図である。信号列ｆ（ｔ）は、第１図に
示すＡ／Ｄ変換器２５によつてデジタル化された
後、全波整流器（FWR）４８を通される。ｆ
（ｔ）のアナログ波形は限界検知器ないし符号検
知器（threshold detector）（TD）４９を通り、
アナログ波列ｆ（ｔ）の個々の半サイクルごとす
なわち半波ごとの極性を表わす極性信号出力
（SGN）５０を生じる。デジタルの絶対値｜ｆ
（ｔ）｜の信号５１は、アナログ波形ｆ（ｔ）の極
性信号（SGN）によつてリセツトされる蓄算器
５２に結合される。従つて、この蓄算器５２から
の出力データ流５３は、半波すなわち各々の半サ
イクル波形の面積と数値的に等しい一連の値を与
える。同時に、各々の個々の半サイクルの極性は
符号検知器からの極性信号（SGN）５０から知
ることができる。面積Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ…から成る
データ流５３は、そして引き続くエコーからのデ
ータは、以下のように４位置の振幅シフトレジス
タ５４に供給される。この振幅シフトレジスタは
レジスタａ、レジスタｂ、レジスタｃ及びレジス
タｄに区画されている。特定の時点において、面
積Ｐの値がレジスタｄにロードされる。次の面積
Ｑの値が計算され、極性信号（SGN）５０の変
化により定まる時点において、面積Ｑの値はレジ
スタｄにロードされ、面積Ｐの値はレジスタｃに
シフトされる。このような行程は信号受信の全体
にわたり継続される。レジスタａ、レジスタｂ、
レジスタｃ及びレジスタｄ中に含まれるデータは
比較器及び他のデジタル論理から成る論理回路に
導入される。レジスタａ及びレジスタｃの内容は
比較器５５に与えられ、その出力は、レジスタｃ
の値がレジスタａに蓄積された値以上の場合には
何時でも、真（「１」）である。同様に、レジスタ
ｂ及びレジスタｄの内容は比較器５６に与えら
れ、その出力は、レジスタｂの内容がレジスタｄ
よりも大きい場合のみ「１」である。これらの二
つのデジタル回路は、デジタルANDゲート５７
に結合され、レジスタｃがレジスタａ以上で、か
つレジスタｂがレジスタｄよりも大きい時のみ
「１」となる出力６１を生じる。第２図に描かれ
た二極型の波形は、面積Ｑの値がレジスタａにあ
り、面積Ｔの値がレジスタｂにあり、面積Ｓの値
がレジスタｃにありかつ面積Ｒの値がレジスタｂ
にある場合だけ、ANDゲート５７からピーク出
力を生じるということを容易に示すことができ
る。信号の符号ないし極性は符号シフトレジスタ
１０のレジスタＣの対応する信号SGN(c)を反転
したもの５８として決定される。第２図に示す信
号の場合においては、ピークが生じる時の信号の
符号はレジスタＣの符号でなく(c)であり、
この特定の波形に対しては正となる。

付加的な比較器５９も図示されている。比較回
路５９はレジスタｂの内容を、レジスタｄの内容
及びレジスタの小さな選択自在な増分（ｓ）に対
して比較する。二極型波形の場合における比較器
５９の出力（ｂ＜ｓ＋ｄ）は、一般には現われな
い（即ち０である）。この比較器５９の出力は排
他的ORゲート６０に結合される。第２図に示す
ような正の二極型波形の場合においては、排他的
ORゲート６０からの出力は１である。逆の状
態、即ち二極型信号の極性が逆の場合には、排他
的ORゲート６０の出力は０となる。従つて、二
極型信号の場合においては、ピーク時刻及びその
極性は好適に検知される。排他的ORゲート６０
の動作は、比較器５９から信号が出ない場合に
は、ピークの符号はSGN(c)の値と同じになると
いうことである。

比較器５９は、二極型波形が第４図に図示した
三連波状に変化し始めた状態で用いられる。第５
図の回路及び論理を分析することにより、波形が
二極型から三連波状に変化する際の全ての状態に
おいて、正（「１」）のピーク及び対応する正
（「１」）の極性が出てくる。SGN(c)としてレジス
タＣにより選択される極性が反転する時に、三連
波状のピークの面積Ｒの両側の面積Ｑ，Ｓによ
り、ピークを検出するANDゲート５７が「１」
にさせられる。面積Ｓが面積Ｑ以上の場合の状態
に対しては、面積値Ｑ，Ｒ，Ｓ及びＰがそれぞれ
レジスタａ，ｂ，ｃ及びｄにあると、正のピーク
が検知される。比較器５９の出力が「１」であ
り、かつ値SGN(c)５８がこれら二つの状態にお
いては、依然として負（「０」）であるため、排他
的ORゲートからの出力は正（「１」）に保たれ
る。面積Ｑが面積Ｓよりいく分大きい場合には、
レジスタａ，ｂ，ｃ及びｄがそれぞれＰ，Ｑ，
Ｒ，Ｓを含んでいる時に、正のピークが生じる。
同時に、(c)の逆論理、即ちSGN(c)は正
（「１」）となる。これは、面積値Ｐ，Ｑ，Ｒ，及
びＳがレジスタａ，ｂ，ｃ及びｄにある場合に、
ピークが検知されるからである。比較器５９は負
（「０」）となる。比較器５９が無いと、エラーが
生じる極性変化が生じることとなる。さらに、も
しＳがＱよりもずつと大きくなると、その場合比
較器５９は正（「１」）となり、かつ排他的ORゲ
ート６０の出力側の符号は負となる。しかしなが
ら、この状態は、信号が正の“三連波”でなくむ
しろ負の二極型となる時に起る。負の二極型の場
合においては、比較器出力はピークを検知してい
ないので、ピークパルスがピーク検知回路から生
じないということを認識されたい。

第６図は、振幅・極性検知器における重要な論
理信号を供給する（第５図で説明した）種々の信
号線のタイミング図を示す。例えば、絶対値｜ｆ
（ｔ）｜の信号５１を表わす第６図の線６ａは、デ
ジタル・データの振幅の一連の増減レベルとして
示されている。線６ａなどの横座標は時間を表わ
す。したがつて、線６ａは第３図に示す波形を表
わすサンプルデータのデジタル表示である。線６
ｂは調節可能な所定時間Δだけ遅延された線中の
データを表わす。線６ｃは第５図に示したAND
ゲート５７からの出力６１を表わす。線６ｄは第
５図の排他的ORゲート６０からの出力６２を表
わす。これらの二つの信号（即ち６１及び６２）
は計算されたばかりの極性を先行の極性に対して
比較する極性変化マーカー（marker）６３に結
合される。もし極性の変化が起きないと、極性信
号は無変化のままである。今回の信号と先行の信
号との間で極性の変化が起つた場合には、次の線
型方程式によつて時点T_zが計算される、 T_z＝T_o＋１／１＋M_p／M_o（T_p−T_o）ここで、T_pは前回の古い極性ピークの時間を
表わし、 T_oは今回の新しい極性ピークの時間を表わし、 M_oは新しい極性のピーク振幅値の大きさを表
わし、 M_pはその前の極性のピークの大きさを表わし
ている。

アルゴリズムにより、第６図の線６ｅで示した
ような極性パルスの遷移を示す時刻（タイムマー
カー）T_zを線型計算する。この値T_zは極性デー
タの変化時点の時刻を決定するのに必要である。
式を検討することにより、新旧の振幅が等しい場
合には、T_zはT_oとT_pの時間的な中間点にあるこ
とが分る。振幅が等しくなくなるに従つて、中間
点から異なつてくる。新しい振幅が古いものより
づつと大きい場合には、タイムマーカーすなわち
時刻T_zは古いピーク時点により近づく方向にシ
フトする。その逆の場合、即ち古い振幅が新しい
ものより大きい時は、タイムマーカーT_zは新し
いピーク時点の方にシフトする。従つて、二つの
ピークそれぞれの振幅に依存して、アルゴリズム
により線型の濃淡づけ（shading）を行うことが
できる。第６図の線６ｆは極性変化マーカー６３
からの極性出力を表わしている。線６ｆは、極性
の反転が起つた時にも、時刻T_zまでは正の状態
を保つことを示している。Δだけ遅延されたデジ
タルデータの絶対値を表わしている線６ｂのデー
タと、線６ｇによつて表わされる出力は、第１図
のピクセルフオーマツトモジユール２９に導入さ
れる。

ピクセルフオーマツトモジユール２９は、デジ
タルメモリの特定のアドレスに蓄積する個々のデ
ジタルデータポイントの数、即ち、ピクセルそれ
ぞれに対するエコーの数を決定する（既述の）多
数の回路によつて制御される。その振幅は特定の
ピクセル用に選択された絶対値の合計をその絶対
値の数で割つたものとして計算される。それに対
応する極性は、上記と同数のデータポイントに対
応する振幅の符号値を用いて、上記と同様に計算
される。計算された対を成すデータにより、特定
のピクセルに対する振幅及び極性の計測が行われ
かつデジタルメモリ３５のアドレス位置に蓄積さ
れる。

〈Ｃビデオデコーダモジユール〉既に第１図に示したように、ビデオ・メモリ３
５に蓄積されたデジタルデータは、画像表示サイ
クル中にビデオ画像を生成するのに用いられる。
第１図に示したデータ流３６は、デジタルメモリ
３５に蓄積された（すぐ上で説明の）振幅及び極
性データを与えるものである。各々のピクセル位
置に対して、振幅及び極性データはビデオデコー
ドを行うために第１図のデコーダ３７に与えられ
る。第７図にはビデオデコーダ３７に与えられる
二つのデータ流６５，６６が示されている。これ
らの二つのデータ流は第１図中データ流３６とし
て既に表わされている。データ流６５は各ピクセ
ルの振幅データを表わし、データ流６６は各ピク
セルの極性データを表わす。データ流６５及び６
６はデバイダ６８に結合され、データ流６６はデ
ータ流６５で分割されてデータ流６７となる。デ
ータ流６７は、ピクセル当たりの符号つき振幅値
とピクセル当たりの絶対値との比を表わし、従つ
て限界値＋１，−１の間で変化する信号を表わし
ている。

＋１の状態は、極性のデータ流６６の全てが振
幅データ６５に等しくかつ同じ符号を有している
場合に起る。それと逆の状態は、極性のデータ流
６６がその数値において振幅データ６５に等しい
が符号は逆の場合に起る。これら二つの限界値間
で全ての組合せが生じる。例えば、極性データ６
６を正確にゼロにできるが、これは、もし（一つ
の）ピクセルが、大きさが等しく符号が逆のエコ
ーを表わす二つの信号を示すデジタルデータを含
んでいる時に起る。

直ぐ上で説明した比の情報を表わすデータ流６
７及び振幅データ６５は色調発生器６９に供給さ
れる。この色調発生器６９はマルチカラーシステ
ムを用いている。このシステムの動作を説明する
ため、緑／黄色／赤の形態を用いるものを説明す
る。任意の数の色を同等に選択可能である。ここ
では、限界値＋１を緑色とし、限界値−１を赤色
となるようにする。このことは、データ流６７の
比の値が＋１である振幅が、最終的な出力では緑
として現われ、その輝度がデータ流６５によつて
示されるその振幅に比例することを意味してい
る。同様に、比が−１の信号は、データ流６５の
大きさに比例した輝度の赤信号として現われる。
ゼロに近い比信号を出す等しい強度のデータはデ
ータ流６５の振幅に比例した輝度の黄色としてエ
ンコードされる。他の色も、計算された比の値の
みに応じて範囲＋１と−１の間で選択自在であ
る。色調発生器６９からの出力は、適切な比の三
つのデジタルの電圧レベルの信号を生じ、赤，
青，緑色カラーモニタにより選択された色及び輝
度を生成することができる。上記の三つのデジタ
ルの信号は、デジタル−アナログ変換器（DAC）
７０によつてアナログ電圧に変換される。赤，
青，緑のカラーモニタ電圧それぞれを表わすアナ
ログ信号はマトリツクスエンコーダ７１中に導入
され、そこで普通のカラーTVモニタにある普通
の色・輝度信号に変換される。その出力信号は、
標準的なNTSCのTVフオーマツトでありカラー
TV７２に導入される。さらに、振幅データのみ
をアナログ信号７３に変換することができ、標準
的な白黒TV表示部７４に導入することができ
る。これら二つの像は、医療診断において有用な
比較像を提供する。

例示した実施例は医療的診断装置における画像
形成に適用したものとして開示したが、本発明
は、今日では、例えば合金、機械要素、溶接の非
破壊検査及び他の分野で総称的に非破壊検査と呼
ばれる他の広い範囲にわたる分野において同じよ
うに応用可能である。

本発明の好ましい実施例について詳細に説明し
たが、本発明はここでとくに例示した以外の方法
でもつて、特許請求の範囲に記載された本発明の
基本的思想又は原理を逸脱することなく行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示す簡単なブロツク図、第２
図は伝送された音響パルスの典型的な波形図、第
３図は典型的なエコーパルス列を示す図、第４図
は近い視野区域における音響パルスの波形の変化
を示す図、第５図は第１図に示した振幅・極性検
知器のより詳しいブロツク図、第６図は第５図の
回路中のいくつかの信号のタイミング図、第７図
は第１図のビデオデコーダのより詳しいブロツク
図である。１０……符号シフトレジスタ、１１……マスタ
ークロツク、１３……励振器、１５……送受信ス
イツチ、１７……変換器、２１，２３……信号調
整モジユール、２７……振幅・極性検知器、２９
……ピクセルフオーマツトモジユール、３５……
ビデオのメモリ、４８……全波整流器、４９……
符号検知器、５４……振幅シフトレジスタ、５７
……ANDゲート、５９……比較回路、６０……
排他的ORゲート。

Claims

【特許請求の範囲】１複雑な生体媒体から反射された超音波パルス
のエコー信号それぞれの振幅および極性を検出
し、検出されたエコー信号を表示するための検出
表示装置であつて：エコー信号それぞれの各半波の振幅の絶対値信
号を発生する全波整流器と、各絶対値信号に対応の半波の正負の別を示す、
各絶対値信号に対応した極性信号を生じる符号検
知器と、前記全波整流器および前記符号検知器に接続さ
れ、半波ごとに絶対値信号を積分して絶対値積分
信号とする蓄算器と、この蓄算器に接続され、複数の半波それぞれの
絶対値積分信号を格納する振幅シフトレジスタ
と、この振幅シフトレジスタに接続され、それに格
納されている複数の絶対値積分信号を相互間に比
較するための複数の比較器と、これらの複数の比較器に接続され、それらに格
納されている複数の絶対値積分信号が、二極性の
エコー信号を示す所定のパターンをなしているこ
とを検出し、それにより、厄介な計算をせず、特
別な超音波変換器を使用せずに、複雑な生体媒体
から反射された超音波パルスのエコー信号それぞ
れの検出をする論理手段と、ピクセルそれぞれを検出された複数のエコー信
号に対応させて検出されたエコー信号をピクセル
により表示する手段とを備えることを特徴とする超音波パルスのエコー
信号の検出表示装置。２特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
て、前記検出された複数のエコー信号についての
符号も含めての和の特性を持つ極性データ入力お
よび前記検出された複数のエコー信号の絶対値信
号の和の特性を持つ振幅入力を有し、前記極性デ
ータ入力の前記振幅入力に対する比出力を生じる
デバイダと、前記デバイダに結合され、前記比出力を色調信
号の線形の組合わせにマツプする色調発生器とを
備え、それにより、ピクセルごとの輝度を有す
る、ピクセルごとのカラー表示を生じることを特
徴とする超音波パルスのエコー信号の検出表示装
置。３複雑な生体媒体から反射された超音波パル
ス・エコー信号それぞれの振幅および極性を検出
し、検出されたエコー信号を表示するための検出
表示装置であつて：エコー信号それぞれの各半波の振幅の絶対値信
号を発生する全波整流器と、各絶対値信号に対応の半波の正負の別を示す、
各絶対値信号に対応した極性信号を生じる符号検
知器と、前記全波整流器および前記符号検知器に接続さ
れ、半波ごとに絶対値信号を積分して絶対値積分
信号とする蓄算器と、この蓄算器に接続され、複数の半波それぞれの
絶対値積分信号を格納する振幅シフトレジスタ
と、この振幅シフトレジスタに接続され、それに格
納されている複数の絶対値積分信号を相互間で比
較するための複数の比較器と、これらの複数の比較器に接続され、それらに格
納されている複数の絶対値積分信号が、二極型の
エコー信号を示す所定のパターンをなしているこ
とを検出し、それにより、厄介な計算をせず、特
別な超音波変換器を使用せずに、複雑な生体媒体
から反射された超音波パルスのエコー信号それぞ
れの検出をする論理手段と、ピクセルそれぞれを検出された複数のエコー信
号に対応させて検出されたエコー信号をピクセル
により表示する手段と、前記符号検知器に接続され、複数の極性信号そ
れぞれを格納する複数の極性信号シフトレジスタ
と、前記極性信号シフトレジスタに接続され、３連
波状の超音波エコーを検出する３連波状用比較器
と、前記極性信号シフトレジスタおよび前記３連波
用比較器に接続され、３連波状の超音波エコーが
検出された時に前記極性信号シフトレジスタに格
納された前記極性信号を修正する３連波用論理手
段とを備えることを特微とする超音波パルス・エコー
信号の検出表示装置。４複雑な生体媒体から反射された超音波パル
ス・エコー信号それぞれの振幅および極性を検出
し、検出されたエコー信号を表示するための検出
表示装置であつて：エコー信号それぞれの各半波の振幅の絶対値信
号を発生する全波整流器と、各絶対値信号に対応の半波の正負の別を示す、
各絶対値信号に対応した極性信号を生じる符号検
知器と、前記全波整流器および前記符号検知器に接続さ
れ、半波ごとに絶対値信号を積分して絶対値積分
信号とする蓄算器と、この蓄算器に接続され、複数の半波それぞれの
絶対値積分信号を格納する振幅シフトレジスタ
と、この振幅シフトレジスタに接続され、それに格
納されている複数の絶対値積分信号を相互間で比
較するための複数の比較器と、これらの複数の比較器に接続され、それらに格
納されている複数の絶対値積分信号が、二極性の
エコー信号を示す所定のパターンをなしているこ
とを検出し、それにより、厄介な計算をせず、特
別な超音波変換器を使用せずに、複雑な生体媒体
から反射された超音波パルスのエコー信号それぞ
れの検出をする論理手段と、ピクセルそれぞれを検出された複数のエコー信
号に対応させて検出されたエコー信号をピクセル
により表示する手段と前記極性信号で符号の変化を検出する極性変化
マーカー手段にして、その符号の変化を、前記エ
コー信号の最大値間でその最大値により重み付け
平均した点で発生したものとして検出する極性変
化マーカー手段とを備えることを特微とする超音波パルス・エコー
信号の検出表示装置。