JPH0412740A - 超音波診断装置の超音波ビーム走査方法 - 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］ 本発明は超音波ビームをセクタ走査、コンベックス走査
、アーク走査などの電子走査で送受信する超音波診断装
置、特に超音波ビームを被検体距離に応じてフォーカス
制御を行い受信した反射波ビームから画像情報を表示す
る超音波診断装置の超音波ビーム走査方法に関する。

［従来の技術］ 医療分野において、従来、超音波診断装置により被検体
の患部に超音波ビームをセクタ走査、コンベックス走査
、アーク走査で送受信し、これにより、その受信信号（
反射波ビーム）を画像表示することで患部を診断するこ
とが広範囲に行われている。

特に、この種の超音波診断装置では、例えばセフタ走査
時における被検体距離に応じた１段フォーカスにおいて
は、第２図に示すように、例えば１２８回の超音波ビー
ムの走査回数で行っている。

従って、この場合には、画像表示する時には完像時間は
、テレビ走査におけるＣＲＴの１フレ一ム時間内に何ら
問題なく納めることができ、これにより、受信信号から
得られた患部の動きの画像情報をフレームレートを落と
すことなく鮮明に画像表示できる。

また、第３図にはセクタ走査時における被検体距離に塔
上た２段フォーカスを行った場合の他の一例が示されて
いる。

すなわち、この２段フォーカスの場合においては、第２
図に示す単一距離の１段フォーカスに比べ、被検体距離
が近距離の場合と遠距離の場合との２段フォーカス制御
により行っている。

そして、セクタ走査の走査回数は、例えば近距離及び遠
距離それぞれ前述のように同じ１２８回で行っている。

従って、被検体距離に応じて超音波ビームのフォーカス
制御が行われるので、距離的に異なる例えば、２カ所の
被検体部位を比較的精度良く画像表示することができる
利点がある。

［発明が解決しようとする課Ｈ しかしながら、このような多段フォーカス、すなわち、
第３図に示す２段フォーカスの場合では、例えば近距離
と遠距離の２段フォーカスでそれぞれ１２８回の送信を
行っているので、前記テレビ画面、例えばＣＲＴにより
画像情報を表示する場合の時間よりも完像時間が長くな
ってしまう欠点があった。

このために、この２段フォーカスの場合は、前述の利点
を有するにもかかわらず、前記１段フォーカスの場合よ
りも画像表示上においてフレームレートが落ちてしまう
という問題が生じ、例えばセクタ走査された被検体部位
全体の動きを正確に画像表示できない欠点があった。

発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、超音波ビームの電子走査による多段フォーカ
ス時においても、１段フォーカスと同様にフレームレー
トを落とすことなく短い完像時間で画像表示することが
可能な超音波診断装置の超音波ビーム走査方法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明によれば、被検体に向
かって超音波ビームを所定範囲で電子走査しつつビーム
間隔が被検体の距離に応じて変化するように送受波する
送受波工程と、前記超音波ビームのフォーカスを被検体
の距離に応じて前記超音波ビームのフォーカスを少なく
とも２段以上に設定してフォーカス制御するフォーカス
制御工程と、前記超音波ビームの走査回数を被検体の距
離に応じて変える走査回数設定工程と、を有することを
特徴とする。

［作用］ 以上のような構成としたので、本発明に係る超音波診断
装置の超音波ビーム走査方法によれば、前記被検体距離
に応じてセクタ走査、コンベックス走査、アーク走査な
どの走査回数を設定することができる。

すなわち、２段フォーカスの場合では、例えば近距離と
遠距離との走査回数を近距離−遠距離とせずに、近距離
く遠距離（又はアーク走査時の場合、近距離〉遠距離）
の関係となるように設定可能である。

これにより、得られた反射波ビームから画像情報を表示
する場合は、前記超音波ビームを被検体距離に応じて少
なくとも２段以上のフォーカス及び走査回数を設定し、
１段フォーカスの場合よりも１画面当たりの画像表示の
完像時間をテレビ走査におけるフレーム時間のフォーカ
ス段数倍よりも短く設定することができる。

［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図は、本発明に係る超音波診断装置の超音波ビーム
走査方法の２段フォーカスを行った場合の概略図である
。

なお、前述した従来例の第２図及び第３図との同一部材
には同一符号を付し、以下構成及び動作の説明は省略す
る。

本発明において特徴的なことは、セクタ走査の超音波ビ
ームを被検体距離に応じて多段フォーカス制御で行い、
前記走査回数を被検体の距離に応じて変えたことにある
。

これにより、従来に比して前記画像表示の完像時間を短
く設定でき、得られた患部の動きの画像情報全てを鮮明
に表示できる。

以下、第１図を用いて本実施例の２段フォーカスによる
走査方法の基本原理を説明する。

図において、前述した従来例を示す第３図の２段フォー
カスによる走査方法と異なることは、走査回数を近距離
で少なく、遠距離で多くしたことにある。

すなわち、走査回数を従来では、近距離及び遠距離共に
、１２８回の同じ走査回数（近距離−遠距離）に設定し
ていたが、本実施例では、全走査回数は１２８回であっ
て、近距離く遠距離となるように異なる走査回数を被検
体距離に応じて分けて設定したことである。

具体的には、例えばセクタ走査時における２段フォーカ
スの時、本方式は、第１図に示すように走査回数を近距
離送信回数ｎ回、遠距離送信回数ｍ回とすれば、ｎ＜ｍ
、ｎ＋ｍ＝１２８回の条件でフォーカス制御を行うよう
にしたのである。

つまり、２段フォーカスの時の１２８回の送信をｎ＜ｍ
の条件設定により、ｎ回とｍ回とに分けて、画像表示面
積の小さい近距離フォーカスの送受信をｎ回に、遠距離
フォーカスの送受信をｍ回にしたのである。

次に、本実施例の具体的なセクタ走査方法について第４
図、第５図を用いて詳細に説明する。

第４図は本発明の走査方法を適用した超音波診断装置の
回路構成図であり、また第５図はそのセクタ走査の動作
説明図である。

第４図において、本実施例の超音波診断装置は、超音波
ビームの走査回数を被検体距離に応じて設定する走査回
数設定工程としてのＣＰＵｌ０と、該超音波ビームをフ
ォーカス制御するフォーカス制御工程としての送信タイ
ミング部１２と、該超音波ビームをセクタ走査、コンベ
ックス走査、アーク走査のいずれかで所定範囲走査させ
送受波する送受波部１４と、を備えている。

すなわち、前記送受波部１４は、送波回路１４Ａと受信
回路１４Ｂとから成り、超音波ビームを探触子１６によ
り、−例としてセクタ走査で送受波するものである。

前記ＣＰＵｌ０は、超音波ビームの走査線数、つまり走
査回数を設定しており、実際には遠距離の走査線に対し
、近距離の走査線を間引いて走査させることをソフト的
対応により行っている。

従って、前記ＣＰＵｌ０からは、まず、超音波ビームの
走査回数を決定するために、アドレスを送出する。もち
ろん、ここで決定された近距離及び遠距離の走査回数ｎ
、ｍは、被検体距離に応じた回数に設定されることにな
る。

すなわち、本実施例では、前記ＣＰＵｌ０の段階で与え
られるアドレスを該ＣＰＵｌ０のソフト制御により、前
述した第１図に示す走査線を間引くことが行われ、近距
離及び遠距離の走査回数ｎ。

ｎｌで所望のセクタ走査が実施される。

そして、前記送信タイミング部１２では、送られてきた
該アドレスに基づき対応するデイレイデータを用い、所
定の送信パルスを出力する。

ここで、この送信パルスは、近距離と遠距離との被検体
距離に応じたフォーカス制御が行われており、被検体距
離に応じて変えられた走査回数に設定された信号となっ
ている。

これにより、前記送受波部１４内では、送波回路１４Ａ
により前記送信パルスを入力し、励振パルスとして超音
波ビームを被検体に送受波させる探触子１６に送出して
いる。

従って、前記探触子１６では、前記励振パルスに基づい
て該探触子内の振動子が励振され、これによって、超音
波ビームのセクタ走査が前記ＣＰＵ１０と前記送信タイ
ミング部１２とで定められた所定の走査回数及びフォー
カス制御により、被検体に向かって行われる。

そして、所望被検体部位から反射されて返ってきた反射
波が前記送受波部１４内の受信回路１４Ｂに入力され、
この受信回路１４Ｂで該反射波の位相合わせ等の信号処
理が成され、受信信号としてＤＳＣ１８へ送出される。

このＤＳＣ１８では、入力された受信信号をテレビ画面
上に画像表示するためにデータ変換を行い、アナログ信
号としての画像信号を出力する。

従って、ＣＲＴモニタ２０では、前記画像信号に基づい
て所望被検体部位の画像情報が表示されるが、上記のよ
うに、一連の走査制御動作を例えば、１２８回繰り返す
ことによって被検体患部の超音波画像を得ることができ
る。

そして、このＣＲＴモニタ２０上での画像表示状態は、
前述した被検体距離に応じた走査線数に対応させて表示
されることとなる。

次に、本実施例の超音波ビームのセクタ走査回数の具体
例について、第５図を用いて従来例と比較しながら詳細
に説明する。

第５図（ａ）は近距離走査ｎ及び遠距離走査ｍを表した
１段又は２段フォーカスを行ったセクタ走査の概略図で
あり、第５図（ｂ）〜（ｄ）は画面を描出するために要
する時間を表した図である。

すなわち、第５図（ｂ）は従来の１段フォーカスを行っ
た場合、第５図（ｃ）は従来の２段フォーカスを行った
場合、第５図（ｄ）は本発明に係る実施例の２段フォー
カスを行った場合である。

ここで、１画面分に相当する走査回数１２８回の場合、
例えば近距離送信回数ｎ−４２回、遠距離送信回数ｍ−
８６回とすれば、第５図（ａ）に示すように、まず近距
離において１回送信して受信するまでの時間Ｔｎ（それ
ぞれＴｎｏ、Ｔｎ、。

Ｔｎ　　　Ｔｎ　　　、、、Ｔｎ　　　　Ｔｎ　　　と
す２″　　　　３’　　　　　　　　　１２Ｂ’　　　
　　１２７る）、一方、遠距離において一回送信して受
信するまでの時間Ｔｍ（それぞれＴ　ｍ　　　Ｔ　ｍ　
１゜Ｉ Ｔｍ　　　Ｔｍ　　　、、、Ｔｍ　　　、Ｔｍ１２７と
す２　°　　　　３　　’　　　　　　　　　１２Ｂる
）として表すことができる。

但し、ＴｎＳＴｍはＴｎ＜Ｔｍの関係とする。

これにより、１画面分の走査時間ｔは、次のようになる
。

すなわち、第２図に示す従来の遠距離だけの１段フォー
カスの場合には、第５図（ｂ）に示すように１画面分の
完像時間は、 ｔｌ−Ｔｍ×１２８　　　　　　◆１　（１）となる。

また、第３図に示す従来の近距離と遠距離との２段フォ
ーカスの場合には、第５図（Ｃ）に示すように１画面分
の完像時間は、 ｔ　２−Ｔ　ｎ　Ｘ　１２８　＋　Ｔ　ｍ　Ｘ　１２８
ψ・・　（２） となる。

従って、上記（１）、　　（２）式から従来の１段フォ
ーカスの場合と２段フォーカスの場合とで１画面分の完
像時間は、ｉｔ＜ｔｚの関係になり、この結果、２段フ
ォーカスでは、１段フォーカスの時より１画面分の画像
表示の完像時間が長くなり、画像表示上においてフレー
ムレートが落ちてしまうことが理解される。

そこで、第１図に示す２段フォーカスにおいて、近距離
送信回数ｎ−４２回、遠距離送信回数ｍ　−８６回とす
れば、１画面分に相当する画像表示において走査回数を
１２８回に納めることができると共に、第５図（ｄ）に
示すように、１画面分の完像時間は、 ｔ　−Ｔｎ×４２十Ｔｍ×８６・・・　（３）となり、
Ｔｎ＜Ｔｍであるから、ｔＸくｔｌの関係となる。

従って、上記（３）式から、前記ＣＲＴモニタ２０の１
画面分の完像時間をｔｌと考えれば、ｔ　はｔ　　（該
ｔ１はフォーカスの深さにより変わる）よりも長くなら
ないため、本実施例の２段フォーカスでは、従来の２段
フォーカスよりもフレームレートが落ちないことが理解
される。

このことは、被検体距離に応じて走査回数を設定し、第
１図及び第５図（ｄ）に示すように、ｍｏ・　ｎｌ・　
ｍ２・　ｍ３・　ｎ４・　ｍ５・　ｍｏ　・ｎ’　　”
”　ｍ１２Ｂ”　１２７の走査順に全７　″　　　′ 走査回数１２８回の走査を行い、近距離における走査回
数ｎを遠距離における走査回数ｍよりも少なくして間と
び走査したために可能となったのである。

この結果、前記ＣＲＴモニタ２０の画像表示において、
第２図に示す従来の２段フォーカスよりも１画面分の完
像時間を短くでき、フレームレートが落ちることがなく
、これにより、セクタ走査された反射波によって得られ
る所望患部の動き情報を画像上において正確に表示でき
る。

なお、本実施例では、電子走査の一例としてセクタ走査
を行った場合を示したが、もちろん、コンベックス走査
やアーク走査を上記と同様な方法で適用することもでき
る。

特に、アーク走査に適用した場合は、２段フォーカスで
は近距離と遠距離との走査回数を近距離〉遠距離の関係
となるように設定可能となり、有用である。

また、本実施例では、超音波ビームのフォーカスを２段
に設定して走査回数を近距離ｎ−４２回、遠距離ｍ−８
６回、全走査（１フレ一ム分）１２８回で設定した一例
を示したが、もちろん、フォーカスも３段または多段に
設定することもでき、更に走査回数はこれに限らず、前
記ｔＸくｔｌの条件が満足する範囲であれば自由な値か
設定可能であり、上記と同様な作用・効果を得ることが
できる。

［発明の効果］ 以上のようにして、本発明に係る超音波診断装置の走査
方法によれば、電子走査を被検体距離に応じて多段フォ
ーカスにより行った場合でも、１画面の走査回数を近距
離において遠距離よりも少なく設定したので１画面分の
完像時間を短くすることが可能となり、これによって、
フレームレートを落とすことなく画像表示が可能となる
。

【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走査方法によ
る２段フォーカスを行った場合のセクタ走査の概略図、 第２図は、従来の超音波診断装置の走査方法による１段
フォーカスを行った場合のセクタ走査の概略図、 第３図は、従来の超音波診断装置の走査方法による２段
フォーカスを行った場合のセクタ走査の概略図、 第４図は、本発明に係るビーム走査方法を適用した超音
波診断装置の回路ブロック図、第５図は、第４図の回路
構成によるビーム走査方法の動作説明図である。 １０　・・・　ＣＰＵ １２　・・・　送信タイミング部 １４　・・・　送受波部 １４Ａ　　・・・　送波回路 １４Ｂ　　・・・　受信回路 ｎ　・・・　近距離走査回数 ｍ　・・・　遠距離走査回数 Ｔｎ・・・　近距離での１回の送受信時間Ｔｍ・・・　
遠距離での１回の送受信時間第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体の距離に応じてフォーカス制御を行ない超
   音波ビームを電子走査で送受信し、得られた反射波ビー
   ムから画像情報をテレビ画面に表示する超音波診断装置
   の超音波ビーム走査方法において、 前記超音波ビームを被検体に向かって所定範囲で走査し
   つつビーム間隔が被検体の距離に応じて変化するように
   送受波する送受波工程と、 前記超音波ビームのフォーカスを被検体の距離に応じて
   少なくとも２段以上に設定してフォーカス制御するフォ
   ーカス制御工程と、 前記超音波ビームの走査回数を被検体の距離に応じて変
   える走査回数設定工程と、 を有し、 前記超音波ビームを被検体距離に応じて少なくとも２段
   以上のフォーカス及び走査回数を設定し、１画面当たり
   の完像時間をテレビ走査におけるフレーム時間のフォー
   カス段数倍よりも短く設定したことを特徴とする超音波
   診断装置の超音波ビーム走査方法。