JPH0263446A - 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、超音波診断装置、特に超音波を被検体に対し
てリニア、セクタなどの各種走査を行い、テレビモニタ
上に２次元画像として表示する超音波診断装置に関する
。

［従来の技術］ 生体等の被検体内の運動情報を断層像などと併せて画像
表示する超音波診断装置が周知であり、例えば心臓内の
血流状態を画像表示すること等に用いられる。

この装置は、被検体内に超音波ビームを放射し、被検体
内からの反射エコーを受信し、これを増幅して復調する
こ上により臓器等の断層像を抽出することができる。ま
た、ドプラ効果を受けた反射エコーには超音波のキャリ
ア周波数に対する偏移周波数成分が現れるので、この偏
移周波数信号を検出するこ上により、血流等の運動速度
を求めることができる。

第１１図には、従来の超音波診断装置の概略構成が示さ
れており、探触子１０では送受信部１２の制御に基づい
て被検体内に超音波が放射されるとともに、被検体内か
らの反射エコーが受信される。

そして、送受信部１２では前記反射エコー信号を増幅・
復調して断層像信号が形成される。また、速度演算部１
４では送受信部１２の出力信号により、ドプラ効果とし
て現出する超音波キャリア周波数の周波数偏移が演算さ
れ、この周波数偏移により速度信号が形成される。

このようにして求められた断層像信号や速度信号は、デ
ジタルスキャンコンバータ（Ｄ　Ｓ　Ｃ）を有する画像
処理部１６に供給され、この画像処理部１６により標準
テレビ方式にて画像表示するための処理が行われるとと
もに、速度情報などではカラー表示有するための処理が
行われる。

そして、画像処理部１６から出力された画像信号はＣＲ
Ｔ表示器から成るテレビモニタ１８に供給され、このテ
レビモニタ１８上に断層像が表示され、また速度情報も
例えば断層像に重ねて表示され、これにより心臓などの
動態機能の観察などが行われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような従来の装置では、前記画像処理部
１６に保有する画像メモリは表示画面の１フレームに対
応する容量だけ設けられるのが一般的であり、断層像情
報、運動（速度）状態に関する情報のそれぞれに１フレ
一ム分のメモリが割り当てられている。従って、現時点
から遡って所定時間前の情報などを確認することはでき
なかった。

このため、従来では、ある時間幅の情報を記憶できる数
枚のフレームを画像メモリに備え、過去の情報を後に再
現することも提案されているが、これは標準テレビの走
査方式に合う形で行われるため、単位時間当たりに使用
するフレームメモリの枚数は最大限でも３０フレ一ム／
ｓｅｅ程度となるこ上になる。

しかしながら、この程度の枚数では幼児の心臓において
心拍周期と関係づけた詳細な観察を行うことが困難であ
るという問題があった。すなわち、幼児の心拍周期は大
人のものに比べると極めて高く、３０フレ一ム／ｓｅｅ
程度の速度で情報の書込み／読出しを行っても、心拍周
期での詳細な情報をａ効に取り出すことができないとい
う問題があった。

また、従来では、観察中の動態画像を操作パネルに設け
られたスイッチにより任意に静止させることができるが
、操作者の応答性と装置の応答性があるため必要な時点
で画面を正確に静止させることができず、例えば心臓を
観察する場合に心拍周期での所定時相の情報を正確に確
認することなどが困難であった。

更に、運動部の状態観察有する場合には、現在の情報と
過去の情報とを比較したり、心拍周期における２時相で
の情報を比較したりすることができれば便利であり、従
来から異なる２種類の情報の対比観察などができ、観察
しやすい形で被検体情報を画像表示する装置の要請があ
った。

発明の目的 本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、時間的に変化する画像について従来よりも
詳細な情報を記憶できる超音波診断装置を提供するこ上
にある。

また、他の目的は、時間的に変化する画像についての２
種類の情報を別個に処理して対比観察などができる超音
波診断装置を提供するこ上にある。

更に、他の目的は、動きの速い運動状態などを観察しや
すい状態で画像表示することのできる超音波診断装置を
提供するこ上にある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、第１の請求項に係る発明は
、被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコーを
復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させた後
にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出し、被検体
内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診断装
置において、標準テレビ方式における単位時間当たりの
読出しフレーム数より多い数のフレームメモリを有する
記憶部を備え、前記フレームメモリの情報を繰り返し画
像表示できるようにしたことを特徴とする。

また、第２の請求項に係る超音波診断装置は、被検体内
の情報を１フレーム毎に記憶するフレームメモリを複数
個有する記憶部と、この記憶部のフレームメモリを２群
に分割しこのフレームメモリの書込みと読出しの少なく
とも一方を独立して制御する書込み／続出し制御回路と
、を備えたことを特徴とする。

更に、第３の請求項に係る超音波診断装置は、標準テレ
ビ方式における単位時間当たりの読出しフレーム数より
多い数のフレームメモリを有する記憶部と、このフレー
ムメモリの情報をテレビモニタ上で再生する速度を任意
に変換する書込み／読出し制御回路と、を備えたことを
特徴とする。

［作用］ 前記第１の請求項の発明によれば、標準テレビモニタの
単位時間当たりの読出しフレーム数より多い数のフレー
ムメモリに、標準テレビ方式における読出し速度よりも
速い速度で超音波情報が取り出されて画像メモリに書き
込まれる。

すなわち、従来では１秒間に３０フレ一ム程度の読出し
速度で情報を処理して画像表示しているが、本発明では
この３ｏフレ一ム／秒以上の速度で被検体情報を書き込
むように、まず超音波を被検体内に送受波するこ上にな
る。従って、時間的に変化する運動状態についての画像
について、従来よりも詳細な情報が記憶されるこ上にな
る。

また、第２の請求項によれば、分割したフレームメモリ
群のそれぞれに別個の情報を書き込んだり、読み出した
りすることができるので、前記詳細な情報を分割して処
理するこ上により、ある関係をもつ２つの状態を画像表
示して対比観察することができる。

更に、第３の請求項によれば、前記画像メモリ内の情報
の読出し速度は自由に変換されるこ上になり、詳細に取
り込んだ情報あるいは動きの速い速度状態などが分かり
やすい状態で画像表示されるこ上になる。

［実施例コ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には、本発明に係る超音波診断装置の概略構成が
示されており、送受信・演算回路１９は前記第１１図の
探触子、送受信部及び速度演算部等で構成されている。

そして、この送受信・演算回路１９で得られた反射エコ
ーあるいは速度信号は、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタ
ル信号に変換され、このデジタル信号はブリプロセス部
２２によりフィルタリングされた後に記憶部としての画
像メモリ２４に供給される。

第１の請求項において特徴的なことは、時間的に変化す
る部位の詳細な情報を画像表示できるようにしたことで
あり、前記画像メモリ２４は、標準テレビ方式における
単位時間当たりの読出しフレーム数より多い数のフレー
ムメモリを有しており、実施例では６４枚のフレームメ
モリを備えている。

従って、前記送受信・演算回路１９は、従来の読出し速
度である３０フレ一ム／秒以上の速度で被検体情報をフ
レームメモリに書き込めるように、超音波を被検体内に
送受信している。そして、前記画像メモリ２４における
情報の書込みと読出しを行うために、書込み／続出し制
御回路２６が設けられる。

また、第２の請求項において特徴的なことは、前記画像
メモリ２４内のフレームメモリを画像表示する目的に応
じて分割して用いるようにしたことであり、このために
、実施例では、２系統の書込み／読出し制御、回路２５
ａ、２６ｂを設けている。

この書込み／読出し制御回路２６ａ、２６ｂには、ＣＰ
Ｕ　（中央処理装置）２８と操作部３０が接続されてお
り、操作部３０の操作信号に基づいてＣＰＵ２８により
断層像情報や速度情報の書込み／読出しを制御するこ上
になる。

すなわち、第２図には書込み／読出し制御回路２６の内
部回路が示されており、基本的には２個のスタート・エ
ンドアドレス発生回路５０．５２と、書込みアドレス発
生回路５４と、読出しアドレス発生回路５６と、書込み
と読出しを切り換える切換え回路５８とから構成される
。

従って、スタート・エンドアドレス発生回路５０により
書込みアドレス発生回路５４の書込みのスタートとエン
ドが制御され、スタート・エンドアドレス発生回路５２
により読出しアドレス発生回路５６の読出しのスタート
とエンドが制御されるこ上になる。そして、この再発生
回路５４，５６は切換え回路５８により切換え制御され
ており、書込み時には書込みアドレス信号を、読出し時
には読出しアドレス信号を、送受信・演算回路１９から
の同期信号に基づいて画像メモリ２４に出力する。これ
により、６４枚あるフレームメモリ内の情報の書込み／
読出しの制御が行える。

そして、前記画像メモリ２４にはエンハンス処理等を行
うポストプロセス部３４が接続され、このポストプロセ
ス部３４の出力はＤ／Ａ変換器３６によりアナログ信号
とされてテレビモニタ３８に供給される。

本発明では、前述したように、画像メモリでの書込み／
読出しを分割して行う場合があり、この場合には、前記
テレビモニタ３８を２画面表示とする。これにより、２
種類の情報を同時に画像表示することが可能となる。

更に、第３の請求項において特徴的なことは、画像の再
生速度を変えられるようにしたことであり、このために
、書込み／読出し制御回路２６内に読出し速度制御回路
６０を設けている。この読出し速度制御回路６０は読出
しアドレス発生回路５６の読出し速度を変換することが
でき、実施例では３０フレ一ム／秒、２０フレーム／秒
、１５フレ一ム／秒、１０フレーム／秒などのモードを
設定しており、これによって再生速度をスローモーショ
ンにすることができる。

実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。

まず、送受信・演算回路１９により彼検体内に超音波が
送受信され、断層像情報とともに運動部の速度情報がＡ
／Ｄ変換器２０及びプリプロセス部２２を介して画像メ
モリ２４に供給される。そして、この画像メモリ２４で
は、順次６４枚のフレームメモリ、あるいは分割した場
合にはそれぞれのフレームメモリに前記断層像情報と速
度情報を記憶する。この場合、それぞれの情報に対して
複数個のフレームメモリを用いるこ上になるが、以下に
は説明の都合上、１種類の情報についての処理を記述す
る。

通常では、この画像メモリ２４に記憶された情報を順次
読み出し、この情報はポストプロセス部３４にて所定の
処理を行った後、Ｄ／Ａ変換器３６によりアナログ信号
に変換してテレビモニタ３８に供給されるので、テレビ
モニタ３８には現在の彼検体内の断層像や速度状態が表
示されるこ上になる。

本発明では、操作者は操作部３０のスイッチ操作により
所望の画像表示を選択することができるが、この操作信
号はＣＰＯ２８に供給されるので、ＣＰＵ２ｇは前記操
作信号に基づいて書込み／読出し制御回路２６に画像表
示のための所定の指令を出力するこ上になる。

第３図から第５図には、前記書込み／読み出し制御回路
２６での制御の例が示されており、第３図では、６４枚
のフレームメモリＭｌからＭＢ２までについて単純に書
込み／読出しをしている。従って、３０フレ一ム／秒以
上の速度で被検体情報を記憶することができ、幼児の心
臓機能を詳細に観察することが可能となる。

第４図では、画像メモリ２４内のフレームメモリをフレ
ームメモリＭ１からＭ３２とフレームメモリＭ３３から
ＭＢ２の２群に分割し、これらを２個の書込み／続出し
制御回路２６ａ、２６ｂにより独立に制御する。従って
、所定の微小時間ずらして書込みと読出しを行い、微小
時間差のある異なる情報を得ること、あるいは同一の臓
器に関して異なる方向から情報を人力して比較観察する
ことなどが可能となる。このような２種類の情報は、２
画面で構成されるテレビモニタ３８に別個に画像表示さ
れるこ上になる。

第５図では、書込みはフレームメモリＭ１からＭＢ２ま
でを順次行う一方、読出しについては２個に分割したフ
レームメモリＭ１からＭ３２とフレームメモリＭ３３か
らＭＢ２上について独立して行う。この読出しは、図示
されるように奇数のフレームメモリＭｌ、　Ｍ３．・・
・ＭＢ２と偶数のフレームメモリＭ２゜Ｍ４　　・・・
ＭＢ２上について順次行ってもよいし、第４図のように
読出しだけを前後に別けて行うことも可能である。

第６図には、２分割したフレームメモリの情報を２画面
で表示する場合の例が示されており、図（ａ）は第４図
のように、書込み及び読出しを独立に行い、例えば超音
波を心臓に縦軸方向から送受信した場合と横軸方向から
送受信した場合の両者の情報を順次記憶して画像表示す
ることができる。また、図（ｂ）は第５図（ｂ）のよう
にフレームメモ−りにおいて奇数と偶数の順番に表示す
ることもでき、これにより微小時間ずれた２つの状態を
画面上で観察できるこ上になる。

以上の実施例では、画像メモリ２４内のフレームメモリ
の全てを使用した場合を説明したが、これらのフレーム
メモリの一部を選択して用いることも可能であり、これ
は書込み／読出し制御回路２６内のスタート・エンドア
ドレス発生回路５０゜５２にて行う。すなわち、第７図
には単純に６４枚のフレームメモリを用いた場合が示さ
れており、図（ａ）のように書込みをフレームメモリの
ＭＩＯからＭ２Ｏについて行い、一方読出しは図（ｂ）
のようにＭｌ５から１４４５までについて行うことがで
き、画像表示する目的に応じて自由に変換することがで
きる。

また、第８図にフレームメモリを２分割した場合が示さ
れており、図（ａ）のようにＡグループの書込みは）１
３からＭ２Ｓに、Ｂグループの書込みはＭ２ＯからＭ２
Ｏに行い、一方読出しは図（ｂ）のようにＡグループで
はＭＩＯからＭ２Ｏに、ＢグループではＭ２ＯからＭ２
Ｏに行うことができ、これにより２画面上に所望の画像
のみを抽出して表示することが可能となる。

更に、書込み／読出し制御回路２６内に設けられた読出
し速度制御回路６０は、読出しアドレス発生回路５６の
読出し速度を変換することができ、実施例では操作部３
０で選択するこ上により、３０フレ一ム／秒、２０フレ
ーム／秒、１５フレ一ム／秒、１０フレーム／秒などの
モードが設定される。

具体的には、第９図に示されるように、Ｍｌからトロ４
まであるフレームメモリのうち、ＭＩＯからＭ２Ｏを選
び出して３０フレ一ム／秒の速度で読み出す。また、第
１０図に示されるように、２分割されたフレームメモリ
において、ＡグループについてはＭＩＯからＭ２Ｏまで
を２０フレ一ム／秒の速度で、ＢグループについてはＭ
２ＯからＭ２Ｏまでを１０フレ一ム／秒の速度で読み出
してもよい。

これによれば、再生速度をスローモーションにすること
ができるので、運動部の比較が自由かつ容易にでき、特
に心臓機能の観察がしやすくなるという利点がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、第１の請求項によれば、標準テレ
ビ方式で読出し速度で必要とされるフレーム数より多い
数のフレームメモリを備えるようにしたので、従来より
も詳細な情報を画像メモリ内に蓄えることができ、必要
に応じて時間経過とともに変化する状態について詳しい
画像情報を提供することが可能となる。これは、特に幼
児の心臓機能を観察する場合に有用であり、速い心拍周
期での各時期での詳細な情報の観察が可能となるという
利点がある。

また、第２の請求項によれば、記憶部のフレームメモリ
を２群に分割してこれらの書込みと読出しを独立して制
御できるようにしたので、動きのある状態を異なる観点
から捉えこれを同時に２画面に表示でき、異なる情報を
対比しながら観察することが可能となる。

更に、第３の請求項によれば、フレームメモリの情報を
テレビモニタ上で再生する速度を任意に変換できるよう
にしたので、従来に比べて多いフレームメモリに記憶さ
れた詳細な情報をスローモーション再生することができ
、被検体内の情報の観察を容易に行うことができるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る超音波診断装置の概略構成を示
す回路ブロック図、 第２図は、書込み／読出し制御回路の内部構成を示す説
明図、 第３図は、書込み及び読出しの制御方法を示す説明図、 第４図及び第５図は、画像メモリを２分割した場合の書
込み及び読出しの制御方法を示す説明図、第６図は、２
分割の画像メモリにより画像表示した場合の説明図、 第７図は、書込み／読出し制御回路において書込み及び
読出しのスタートとエンドの制御を示す説明図、 第８図は、書込み／続出し制御回路において２分割した
場合での書込み及び読出しのスタートとエンドの制御を
示す説明図、 第９図は、読出し速度の制御を示す説明図、第１０図は
、画像メモリを２分割した場合での読出し速度の制御を
示す説明図、 第１１図は、従来の装置の概略を示す構成図である。 ２０　・・・　Ａ／Ｄ変換器 ２４　・・・　画像メモリ ２８　・・・　ＣＰＵ ３０　・・・　操作部 ３６　・・・　Ｄ／Ａ変換器 ３８　・・・　テレビモニタ ５０．５２　　・・・　スタート・エンドアドレス発生
回路 ５４　・・・　書込みアドレス発生回路５６　・・・　
読出しアドレス発生回路６０　・・・　読出し速度制御
回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコ
   ーを復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させ
   た後にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出し、被
   検体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診
   断装置において、標準テレビ方式における単位時間当た
   りの読出しフレーム数より多い数のフレームメモリを有
   する記憶部を備え、前記フレームメモリの情報を繰り返
   し画像表示できるようにしたことを特徴とする超音波診
   断装置。
2. （２）被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコ
   ーを復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させ
   た後にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出し、検
   体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診断
   装置において、被検体内の情報を１フレーム毎に記憶す
   るフレームメモリを複数個有する記憶部と、この記憶部
   のフレームメモリを２群に分割しこのフレームメモリの
   書込みと読出しの少なくとも一方を独立して制御する書
   込み／読出し制御回路と、を備えたことを特徴とする超
   音波診断装置。
3. （３）被検体内に超音波を送受信して得られた反射エコ
   ーを復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記憶させ
   た後にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出し、検
   体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超音波診断
   装置において、標準テレビ方式における単位時間当たり
   の読出しフレーム数より多い数のフレームメモリを有す
   る記憶部と、前記フレームメモリの情報をテレビモニタ
   上で再生する速度を任意に変換する書込み／読出し制御
   回路と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。