JPH0280039A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH0280039A
JPH0280039A JP63232645A JP23264588A JPH0280039A JP H0280039 A JPH0280039 A JP H0280039A JP 63232645 A JP63232645 A JP 63232645A JP 23264588 A JP23264588 A JP 23264588A JP H0280039 A JPH0280039 A JP H0280039A
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明 佐々木
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弘一 坂本
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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、超音波を利用して被検体の診断部位について
断層像を得る超音波診断装置に関し、特に表示画像の距
離分解能を向上すると共に深度方向につながりの良い超
音波断層像を得ることができる超音波診断装置に関する
〔従来の技術〕
従来の超音波診断装置は、第7図に示すように。
被検体に超音波を送受波する探触子1と、この探触子1
を制御して超音波を送波する送波回路2と。
被検体内から反射された超音波信号を受波して検波する
受波増幅検波回路3と、この受波増幅検波回路3からの
受波信号をディジタル化するA/D変換器4と、このA
/D変換器4からのデータを記憶すると共にテレビ走査
線方向のデータとして読み出すディジタルスキャンコン
バータ(以下rDSCJと略称する)5と、このDSC
5からのデータをアナログ信号に変換するD/A変換器
6と、このD/A変換器6からのアナログ信号を画像と
して表示するテレビモニタ7とを備えて成っていた。な
お、第7図において、DSC5は、ラインメモリ8とフ
レームメモリ9と制御回路10とから成り、符号11は
、D/A変換器6からのアナログ信号を増幅するアンプ
である。
そして、探触子1から被検体に超音波を送受波し、受波
増幅検波回路3から出力された受波信号はA/D変換器
4へ供給され、画像の表示深度に応じたサンプリングク
ロック、例えば第8図(a)に示すように400nsで
ディジタル信号に変換され、第8図(b)に示すように
出力データA、B、C。
・・が送出される。その後、この出力データA、B。
C9・・・は、DSC5内のラインメモリ8に書き込ま
れ、このラインメモリ8から読み出された断層像データ
は次のフレームメモリ9に格納された後、テレビ走査線
方向のデータとして読み出される。
このDSC5から出力されたデータは、D/A変換器6
でアナログ信号に変換され、アンプ11を介してテレビ
モニタ7に入力され、超音波断層像として表示されるよ
うになっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような従来の超音波診断装置においては、
A/D変換器4からの出力データをDSC5内のライン
メモリ8に直接入力して書き込むと共に、上記A/D変
換器4のデータ取り込みのタイミングを画像の表示深度
に合わせて可変にし、ある深度のポイントだけのデータ
を収集していたので1表示源度が深い場合は、データの
サンプリング間隔が長くなるものであった0例えば、第
8図(a)に示すように、ある深さの表示深度に対応し
てA/D変換器4のクロック周期を400nsとした場
合は、クロックCL1.CL2.OL3.・・・のタイ
ミングで上記A/D変換器4を動作して、クロックCL
1とCL2の間、及びクロックCL。
とCL、の間、・・・においてデータを収集し、第8図
(b)に示すように、データA、B、C,・・・のよう
に出力していた。
例えば、表示深度を154++a+とじ、表示画素数を
500画素とすると、1画素当たりのデータ収集時間は
400nsであり、A/D変換器4のクロックの周波数
は2.5MHzとなる。このとき、ナイキストの定理よ
り、A/D変換器4へのアナログ信号の入力周波数は、
上記の条件時は1.25MHz未満とせざるを得ない。
そして、ディジタル系の距離分解能は、約0.31 m
 (400ns / 1300ns 40.31 )な
のに対し、アナログ信号の距離分解能は、約0.62m
m (800ns / 1300ns ”= 0.62
)であり、ディジタル系の距離分解能の172しかない
。従って、A/D変換器4のクロックとクロックの間に
、生体構造物がある場合は、それが画像として表示され
ず、見えないことがあった。
また、従来装置においては、表示画像の深度方向のスム
ーズ化について配慮がされておらず、例えばBモード像
において、データがないのに表示してしまうという深度
方向データの黒抜けが生じることがあった。このときは
、画像としてはその部分が黒く抜けるという現象が生じ
、深度方向につながりの悪い画像となってしまうもので
あった。
従って、良好な診断画像が得られず、診断能が低下する
ことがあった。
そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できる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〕
上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装
置は、被検体に超音波を送受波する探触子と、この探触
子を制御して超音波を送波する送波回路と、被検体内か
ら反射され受波した超音波信号を増幅し検波する受波増
幅検波回路と、この受渡増幅検波回路からの受波信号を
ディジタル化するA/D変換器と、このA/D変換器か
らのデータを記憶すると共にテレビ走査線方向のデータ
として読み出すディジタルスキャンコンバータと、この
ディジタルスキャンコンバータからのデータをアナログ
信号に変換するD/A変換器と、このD/A変換器から
のアナログ信号を画像として表示するテレビモニタとを
備えて成る超音波診断装置において、上記A/D変換器
の出力を入力して画像表示の深度方向に加算平均する手
段を設けたものである。
〔作 用〕
このように構成された超音波診断装置は、A/D変換器
とDSCとの間に設けられた加算平均手段により、上記
A/D変換器から出力された信号を画像表示の深度方向
に加算平均し、これをDSCに送出するように動作する
。これにより、表示画像の深度方向のスムーズ化を図る
ことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
第1図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用
して被検体の診断部位について断層像を得るもので、第
1図に示すように、探触子1と、送波回路2と、受波増
幅検波回路3と、A/D変換器4と、DSC5と、D/
A変換器6と、テレビモニタ7とを備えて成る。
上記探触子1は、被検体の診断部位に向けて超音波を送
受波するもので、その内部には実際に超音波を打ち出し
たり反射波を受信したりする振動子が設けられている。
送波回路2は、上記探触子1を制御して超音波を診断部
位に向けて送波するもので、図示省略したがその内部に
は制御回路及びパルス発生器が設けられている。受波増
幅検波回路3は、被検体内の診断部位から反射され上記
探触子1で受波した超音波信号を増幅し検波するもので
、図示省略したがその内部には受波増幅器及び検波回路
が設けられている。A/D変換器4は、上記受波増幅検
波回路3から出力される受波信号を入力してディジタル
化するものである。D≦C5は、上記A/D変換器4か
ら出力されるデータを記憶すると共にテレビ走査線方向
のデータとして読み出すもので、ラインメモリ8とフレ
ームメモリ9と制御回路10とから構成されている。
また、D/A変換器6は、上記DSC5から出力される
データをアナログ信号に変換するものである。さらに、
テレビモニタ7は、上記D/A変換器6から出力される
アナログ信号を画像として表示するものである。なお、
第1図において、符号11はD/A変換器6からのアナ
ログ信号を増幅するアンプである。
ここで、本発明においては、上記A/D変換器4とDS
C5との間に、加算平均手段が設けられている。この加
算平均手段は、上記A/D変換器4から出力された信号
を入力して画像表示の深度方向に加算平均するもので、
加算器12と除算器13とを組み合わせてなる。そして
、上記加算器12と除算器13は、制御回路10からの
指令により制御されるようになっている。
次に、このように構成された超音波診断装置の動作につ
いて、第2図を参照して説明する。まず。
第1図に示す送波回路2によって送波コントロー、ルさ
れた超音波は、探触子1により被検体内に向けて打ち出
される。そして、上記被検体内の反射体によって反射さ
れた超音波信号は、探触子1で受波され、受波増幅検波
回路3により増幅し検波されて、単極性の受波信号とし
てA/D変換器4に供給される。このA/D変換器4は
、制御回路10の制御により上記入力した受波信号を高
速にディジタル信号に変換する。
このとき、例えば、表示深度を154nmとし、表示画
素数を500画素とすると、超音波の生体内での伝播速
度は往復で約1.3μsecであるので、1画素当たり
のデータ収集時間は400 nsとなる。そこで、第2
図(a)に示すように、上記A/D変換器4のクロック
周期を50nsとすると、上記400mのデータ収集時
間では、第2図(b)にデータA0〜A7で示すように
8個のディジタル信号に変換することができる。このよ
うにディジタル信号に変換された8個のデータは、次の
加算器12へ入力し、順次加算される。このとき、上記
加算器12は、第2図(Q)に示すように、第1図に示
す制御回路10から送出される初期化信号S L lS
2.S□、・・・により8個のデータを加算する毎に初
期化される0次に、上記加算器12からの出力信号は、
次の除算器13へ入力し、加算器12で加算した回数″
8”で除算される。このとき、上記除算器13には、制
御回路10から加算回数の数字″8”が入力され、“8
”で除算しなさいという制御信号が入力される。この結
果、上記除算器13からは、8個のデータA0〜A7の
平均値が、第2図(d)に示すように、ΣAi/8(こ
こで、1 ” Oe 1 t 2 t・・・、7)とし
て算出される。その後、次のデータの加算、平均化処理
の為に、制御回路10からは加算器12に対して初期化
信号S2が供給され、その加算器12は初期化されて次
の画素のための加算が実行できるようになる。
その後、上記除算器13から出力された平均値のデータ
ΣAi/8は、DSC5内のラインメモリ8に書き込ま
れ、このラインメモリ8から読み出された断層像データ
は次のフレームメモリ9に格納された後、テレビ走査線
方向のデータとして読み出される。このDSC5から出
力されたデータは、D/A変換器6でアナログ信号に変
換され。
アンプ11を介してテレビモニタ7に入力され。
超音波断層像として表示される。これにより、深度方向
につながりの良い超音波断層像を得ることができる。
第3図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、A/D変換器4と加算器12との間に
、シフトレジスタ141〜14.と重み付は回路15と
を設け、第1図に示す除算器13を取り除いたものであ
る。そして、A/D変換器4の出力データをシフトレジ
スタ141〜14、に順次貯えて行き、各々のシフトレ
ジスタ141〜14.からの出力に重み付は回路15で
それぞれ重み付は係数を乗じて、この重み付は回路15
からの出力データを加算器12で加算するようになって
いる。このとき、例えば、A/D変換器4を8ビツトの
ものとすれば、加算器12の出力では、11ビツト(8
ビツトX8=11ビツト)のデータとなるが、この内上
位8ビットを制御回路10で選択すれば、上記A/D変
換器4の出力データの8個の平均値とすることができる
この場合、例えば、表示深度を115+mとし、表示画
素数を500画素とすると、1画素当たりのデータ収集
時間は300nsとなる。そこで、第4図(a)に示す
ように、A/D変換器4のクロック周期を50nsとす
ると、上記300 nsのデータ収集時間では、第4図
(b)にデータA、〜A、で示すように6個のディジタ
ル信号に変換することができる。このようにディジタル
信号に変換された6個のデータは、それぞれシフトレジ
スタ14□〜14、に順次格納されて行く。次に、上記
シフトレジスタ141〜146からそれぞれ出力された
データは、重み付は回路15へ入力し、第4図(c)に
示すように、データA0.A□HA3.A4の重み付は
係数を1′″とし、データA2. A、の重み付は係数
を2″′として、重み付は係数が乗じられる。このよう
に重み付けがされた出力データは。
加算器12へ入力して順次加算される。そして、この加
算器12で加算された出力11ビツトのうち上位8ビツ
トを選択すれば、第4図(d)に示すように、重み付け
がかかった平均値Σαi A i /8(ここでαiは
重み付は係数、1=Os ly 2t・・・、5)とし
て算出される。その後、この加算器12の出力は、DS
C5に供給される。
なお、第4図においては、簡単のために重み付は係数を
正の整数として示したが、本発明はこれに限らず、第4
図に示す条件においては、重み付は係数を例えば4/3
とし、それぞれの乗算結果を加算してもよい。
第5図は本発明の第三の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、A/D変換器4とDSC5との間に、
ディジタル信号処理回路(以下rDSPJと略称する)
16を設け、第1図に示す加算器12及び除算器13を
取り除いたものである。そして、A/D変換器4からの
出力データは上記DSP16へ入力し、このDSP16
により、例、えば第6図に示すように深度(時間)に対
して重み付は係数が山形に増加すると共に減少する重み
付は関数を乗じて、深度方向に順次移動平均処理を行う
。その後、このDSP16の出力は、DSC5に供給さ
れる。これにより、深度方向によりつながりの良い超音
波断層像を得ることができる。
〔発明の効果〕
本発明は以上のように構成されたので、A/D変換器4
とDSC5との間に設けられた加算平均手段により、上
記A/D変換器4から出力された信号を画像表示の深度
方向に加算平均することができる。これにより、表示画
像の深度方向のスムーズ化を図り、深度方向につながり
の良い超音波断層像を得ることができる。また、例えば
、1画素当たりのデータ収集時間を400nsとし、上
記A/D変換器4のクロック周期を50nsとすると、
上記400nsのデータ収集時間では、8個のディジタ
ル信号に変換することができ、そのA/D変換器4のク
ロックとクロックとの間を細かくして、距離分解能を向
上することができる。さらに、上記のようにディジタル
信号に変換された8個のデータは、加算平均手段により
加算平均処理が行われるので、単純加算においては1/
″8(−殻内には7n、n:加算回数)倍にS/N比が
向上される。
これらのことから、良好な診断画像を得ることができ、
診断能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図、第2図はその動作を説明するためのタイミン
グ線図、第3図は第二の実施例を示すブロック図、第4
図はその動作を説明するためのタイミング線図、第5図
は第三の実施例を示すブロック図、第6図は上記第三の
実施例において重み付は係数が山形に変化する状態を示
すグラフ、第7図は従来の超音波診断装置を示すブロッ
ク図、第8図はその動作を説明するためのタイミング線
図である。 1・・・探触子、 2・・・送波回路、 3・・・受波
増幅検波回路、 4・・・A/D変換器、 5・・・デ
ィジタルスキャンコンバータ(DSC)、 6・・・D
/A変換器、 7・・・テレビモニタ、  12・・・
加算器。 13・・・除算器、  141〜148・・・シフトレ
ジスタ、15・・・重み付は回路、  16・・・ディ
ジタル信号処理回路(DSP)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被検体に超音波を送受波する探触子と、この探触子を制
    御して超音波を送波する送波回路と、被検体内から反射
    され受波した超音波信号を増幅し検波する受波増幅検波
    回路と、この受波増幅検波回路からの受波信号をディジ
    タル化するA/D変換器と、このA/D変換器からのデ
    ータを記憶すると共にテレビ走査線方向のデータとして
    読み出すディジタルスキャンコンバータと、このディジ
    タルスキャンコンバータからのデータをアナログ信号に
    変換するD/A変換器と、このD/A変換器からのアナ
    ログ信号を画像として表示するテレビモニタとを備えて
    成る超音波診断装置において、上記A/D変換器の出力
    を入力して画像表示の深度方向に加算平均する手段を設
    けたことを特徴とする超音波診断装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5666249A (en) * 1979-11-05 1981-06-04 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasonic diagnosis apparatus
JPS589953A (ja) * 1981-07-10 1983-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気接点材料
JPS5899953A (ja) * 1981-12-11 1983-06-14 株式会社東芝 超音波診断装置
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