JPH0316560A - 超音波診断装置の信号処理方法 - 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の信号処理方法に関するもので
ある。

従来の技術 近年超音波診断装置においては、フィルタリングによる
ノイズの低減、２次元ドプラ血流表示など多様で複雑な
信号処理を行う要求が高１っている。これらの処理は高
速で行う必要があるため、従来は加算器・乗算器・ＲＯ
Ｍテーブルなどを組み合わせた、その処理専用のハード
ウエアにより行われていた。

発明が解決しようとする課題 しかし、ハードウエアによる信号処理装置は、その演算
が固定されてし！い、種々の信号処理を行う場合それぞ
れ専用の信号処理装置が必要となる。一方、多様で柔軟
な信号処理を行う手段として、通常のマイクロプロセノ
サを用いる方法が考えられるが、処理速度の要求を満た
すことは非常に困難である。１た、特にドプラ血流表示
においては、計算過程で信号の２乗値を多数用いるため
扱う数値のダイナミックレンジが非常に犬きくな！Ｄ、
ＲＯＭテーブルを用いた小さなビット長演算では、オー
バーフロー１たぱアンダーフローによシ、表示できる血
流範囲が限られてし筐う。

本発明は上記課題に鑑み、多様な信号処理を行なうこと
ができるとともに、精度の高い演算であっても高速に処
理の行なうことができる超音波診断装置の信号処理方法
を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、通信機能と、演算機能を持ち、それぞれを同
時に動作させることができ、プログラム可能なプロセッ
サモジュールを、複数個一次元に接続し、領域分割によ
シ信号処理を並列に行うものである。

作用 本発明は、各プロセツサモジュールのプログラムメモリ
に、所望の処理を行うプログラムをロードし実行するこ
とによシ、多様な信号処理を行うこトカできる。１た、
複数のプロセソサモジュールに均等に計算負荷を与え並
列に動作させ、更に各プロセソサモジュールでデータ受
信・演算・データ送信を並列に実行することにより、精
度の高い演算であっても、高速に信号処理ができる。

実施例 以下、本発明の一実施例にかける超音波診断装置の信号
処理方法について図面を参照して説明する。な釦、以下
説明する通信機能と、演算機能とを持ち、かつそれらを
同時に独立に作動させることが可能なグロセソサモジュ
ールとして、例えばトランスビュータ（インモス社製　
ＩＮＭＯＳ）　を用ることかできる。

第１図は本発明の一実施例にトける超音波診断装置の信
号処理方法に用いられる信号処理装置のブロック結線図
である。各プロセソサモジュール１０１，、１０１２、
・・・１０１１・・１０１，には２種の通信線１０２、
１０３およびローカルメモリ１０４！、１０４２、・・
・１０４，・・・１０４，が接続され、受信用通信線１
０２と送信用通信線１０３を介して一次元に配列されて
いる。そして各プロセソサモジュール１０１，　、１０
１２、・・・１０１，・・・１０１ｐは通信線１０２か
らのデータ受信及び通信線１０３へのデータ送信及び演
算処理の３つのプロセスを並列に動作させることができ
る。

以下説明のために、通信線を流れるデータの方向に従い
、データを送信する側のプロセッサモジュールを上流の
プロセッサモジュール、データを受信する側のプロセッ
サモジュールを下流のプロセソサモジュールと呼ぶこと
にする。

第２図に第１図に示したプロセッサモジュールの処理を
示す。プロセッサの数をｐ１プロセッサ列の中で上流側
から順次つけたプロセッサの番号をｉ（０＝ｐ−１）、
１つのプロセッサモジュールが処理するデータ部分の大
きさをｎワード、処理した結果のデータ部分の大きさを
ｒワードとする。２０１はｉ番目のプロセッサモジュー
ルが受信する受信データにおける１単位のデータ列であ
る。

このデータ列２０１はすでにｉ個の上流プロセッサモジ
ュールによシ処理されておｐ、ｒＸｉワードの処理後の
データ部分と、ｎＸ（ｐｔ）ワードの未処理のデータ部
分からなる。ｉ番目のプロセッサモジェールは、データ
列２０１中斜線で示したｒＸｉワード目からのｎワード
のデータ部分を処理しｒワードのデータ部分を算出する
。そして、２０２に示すように処理後データ列として、
ｒｘｌワードの処理後のデータ部分と、当プロセッサモ
ジュールにより処理されたｒワードのデータ部分と、未
処理のｎＸ（ｐ−ｉ−１）のデータ部分からなるデータ
列を構成し、次のｉ＋１番目のプロセソサモジュールに
送出する。

最上流のプロセッサモジュールに受信されたｎ×ｐワー
ドのデータ列は、すべてのプロセソサモジュールにより
処理され、最下流のプロセッサモジュールの出力として
、ｒｘｐワードの処理後のデータ列となって得られる。

第３図に第２図の信号処理装置を超音波診断装置に組み
込んだシステム構成を示す。超音波走査部３０１、Ａ／
Ｄ変換部３０２、本発明の信号処理装置を使った信号処
理部３０３、カラーディスプレイ部３０４を接続し、そ
れぞれに制御部３０５が接続されている。

超音波走査部３０１で走査され検波された超音波エコー
信号は、Ａ／Ｄ変換部３０２に耘いてサンプルされ量子
化され、第２図に示した動作をするプロセツサモジュー
ル１０１を有する信号処理部３０３に送出される。信号
処理部３０３で第２図の如く処理された結果は、カラー
ディスプレイ部３０４において表示される。上述したそ
れぞれの動作（例えば表示領域の大きさ、信号処理の種
類など）は、制御部３０５からの指示によシ制御される
。

以上のように、本実施例によれば、処理すべきデータを
複数のプロセッサモジュール１０１　，　、１０１　２
、・・・１０１，・・・１０１，でそれぞれ定められた
領域を並列に処理することによって、計算精度の高い超
音波画像のリアルタイム処理が可能である。１た、同プ
ロセソサモジュールにロードするプログラムを変えるこ
とにより、種々のフィルタリング、２次元ドブラ血流表
示など多様な処理を行うことができる。さらに、同プロ
セノサモジー−ルの接続が直列にしかも通信線による粗
結合（バスを共有しない結合）によシ行われるよう構或
することにより、容易にプロセノサモジー−ルの増設が
可能であり、処理速度を上げることができる。

発明の効果 以上のように本発明の超音波診断装置用の信号処理方法
は、通信機能と演算機能を並列に動作させることの可能
なプロセッサモジュールを複数個並列に動作させること
によ９、複雑な信号処理を精度良く高速で行うことがで
きるものである。とｂわけ、各プロセッサモジュールが
演算処理する領域を等しい大きさにすることによｂ１負
荷を等しくできるため、効率を最適ｒヒした並列演算を
可能にしている。また各プロセツサモジュールへのデー
タ分割釦よび各グロセノサモジュールからのデータの収
集、という作業を各プロセッサモジュールが行うことが
できるため、そのための構成要素を必要とせず、簡単な
構成で並列処理を行える。

筐た、プロセッサモジュールの動作はプログラムで指示
されるものであるため、処理に応じたプログラムを用意
することにより、同一の信号処理装置で多様な処理が行
え、さらに使用者の要求に応じた処理にも柔軟に対応す
ることが可能なものと？っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における超音波診断装置の信
号処理方法を実現する装置のブロック結線図、第２図は
同装置に釦けるｉ番目のプロセツサモジュールの受信デ
ータ列と送信データの概念図、第３図は同装置を使用し
た超音波処理装置のブロノク結線図でアル。 １０１，　、１０１■、・・・１０１，　、・・・１０
１　・・・ブロセノサｐ モゾユール、１０２・・・受信用通信線、１０３・・・
送信用通信線、１０４・・・ローカルメモリ、３０１・
・・超音波走査部、３０２・・・Ａ／Ｄ変換部、３０３
・・・信号処理部、３０４・・・カラーディスプレイ部
、３０５・・・制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波診断装置のセンサーからのエコー信号に対
   してアナログ／デジタル変換した後のデジタルエコー信
   号を、通信と演算とが独立に同時実行可能であり、かつ
   ソフトウェアプログラム可能なプロセッサモジュールに
   入力し、それらを通信線にて複数個１次元に接続して並
   列処理を行う超音波診断装置の信号処理方法。
2. （２）全てのプロセッサモジュールは、デジタルエコー
   信号のデータ列を受信し、その受信データ列よりそのプ
   ロセッサモジュール固有の領域のデータ部分を取り出し
   そのデータ部分に全てのプロセッサにおいて同じ演算処
   理を施し結果をもとのデータ列に挿入して、そのデータ
   列を送信するプロセツサモジュールを同時に動作させる
   請求項１記載の超音波診断装置の信号処理方法。