JPH0484958A - 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、人体器官の断層画像を得るための、セクタ走
査方式（広義としてリニア、コンベックス方式を含む）
の超音波診断装置に関するものである。 従来の技術 セクタ走査方式の超音波診断装置は、被検体内に超音波
ビームを放射状に照射して被検体からの超音波エコーを
サンプルし、相互間が略平行に位置する複数の音響走査
線上におけるサンプルデータを走査変換することにより
、デイスプレー上に断層画像を構成するものである。 上記セクタ走査方式の超音波診断装置によれば、小さな
探触子によって広い視野の断層画像を得ることができる
ので、特に体腔内の診断用に多く用いられている。 一般に、超音波診断装置のデイスプレーは、超音波ビー
ムの被検体に対する照射が放射状に行ゎれるため扇型を
呈している。このため、デイスプレーの走査線と上記音
響走査線との交点以外の音響走査線上に存在するサンプ
ルデータの表示濃度を決定するには、このサンプルデー
タに隣接し上記デイスプレー走査線と音響走査線との交
点に位置するサンプルデータを用いて補間を行う必要が
ある。 以下、従来のこの種の超音波診断装置における補間につ
いて、第８図（ａ）に基づいて説明する。 例えば、第８図（ａ）に示すように充分台にサンプルし
た音響走査線Ｐ上の画素点りのデータを補間する場合に
は、画素点りと同一の音響座標線Ｐ上における、画素点
りを挾むように隣接しデイスプレー走査線Ｈと音響走査
ＭＰとの交点に位置する２つの交点サンプルデータＳｌ
、Ｓ２を取り出し、この２つの交点サンプルデータＳｌ
、Ｓ２の間の補間を行うことにより、画素点りのデータ
の構成をリアルタイムで行っている。 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の超音波診断装置では、例えば
第８図（ｂ）に示すように、プローブ（図示せず）、即
ちセクタの中心から離れてデイスプレー走査線Ｈとのな
す角が小さい音響走査線Ｐ上に位置する画素点Ｅの補間
を行う場合にも、この画素点りに近接する交点サンプル
データＳ５．３ｅ。 Ｓ７、Ｓ８を用いず、上記交点サンプルデータＳ５、Ｓ
６、Ｓ７、ＳＢよりも遠い、画素点Ｅと同一の音響座標
線Ｐ上の交点サンプルデータＳｓ、Ｓ４を用いて補間を
行う。 このため、補間により得られる画素点Ｅのデータの精度
が上がらず、デイスプレー上で横に流れたような表示と
なってしまうという問題があった。 また、デイスプレー走査線Ｈとのなす角がほぼ０度とな
るような音響走査線Ｐ上に位置する画素点Ｆの場合は、
第８図（Ｃ）に示すように画素点Ｆの図中左方向の同一
音響走査線Ｐ上に交点サンプルデータが存在しないので
補間が行えず、このため全てのセクタ領域に関する画素
点に関する補間を行ってデイスプレーに表示することが
できないという問題があった。 本発明は上記問題点を解決するものであり、全てのセク
タ領域に亘って質のよい断層画像を構成して表示させる
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 本発明は上記目的を達成するために、断層画像の表示領
域に対応して設定される複数の画素点の座標値を発生す
る画素座標値発生手段と、複数の画素点中に均等に存在
するように設定される代表画素点の半径座標値を記憶す
る半径座標値記憶手段と、代表画素点の半径座標値に基
づいて各画素点の半径座標値を補間する半径座標値補間
手段と、複数の画素点中に均等に存在するように設定さ
れる代表画素点の角度座標値を記憶する角度座標値記憶
手段と、代表画素点の角度座標値に基づいて各画素点の
角度座標値を補間する角度座標値補間手段と、被検体か
らのエコー信号により得られる複数のサンプルデータに
アドレスを付与して記憶するサンプルデータ記憶手段と
、半径座標値補間手段及び角度座標値補間手段の補間結
果に基づいて各画素点の近傍のサンプルデータを選出し
て補間し各画素点の表示濃度を算出する画素データ補間
手段とを備える構成とした。 作用 本発明は上記構成により、セクタの中心から離れた音響
走査線上に位置する画素点の補間を、この画素点に近接
するサンプルデータを用いて行うので、全てのセクタ領
域に亘って質のよい断層画像を構成して表示させること
ができる。 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は、本発明の一実施例による超音波診断装置の概略構
成を示すブロック図である。 第１図において、１は、第２図に示すようにセクタ領域
内のＸＹ直交座標上における複数の画素点り、Ｌ、・・
・に関する座標値を、プローブ（図示せず）の走査方向
の順番に発生させる、例えばカウンタ回路等による画素
座標値発生手段である。 ２は、夕Ｊえばランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと
記す）あるいはり−ドオンリメモリ（以下ＲＯＭと記す
）からなる半径座標値記憶手段であり、第３図に示すよ
うに上記複数の画素点Ｌ１Ｌ、・・・のうち、後述する
補間計算を行う際の誤差が無視できる程度の均等間隔で
設定される代表画素点（本実施例ではＸ方向３２個、Ｙ
方向３２個）Ｔ、Ｔ、・・・に関する、例えばプローブ
からの半径方向の距離等により示される半径座標＠Ｒを
記憶している。 尚、本実施例の半径座標値記憶手段２では、上記画素点
ＬＸＬ１・・・の対称性に鑑みて、第１象限内の代表画
素点Ｔ、Ｔ、・・・に関する半径座標［Ｒのみを記憶し
ている。 ３は、上記画素座標値発生手段１から入力される各画素
点り、Ｌ、・・・のＸＹ直交座標上の座標値に基づいて
、半径座標値記憶手段２に記憶された所望の代表画素点
Ｔ、Ｔ、・・・の半径座標［Ｒを取り出し、この半径座
標値Ｒに基づいて各画素点り、Ｌ、・・・の半径座標値
ｒを補間計算する半径座標値補間手段である。 ４は、例えばランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと記
す）あるいはリードオンリメモリ（以下ＲＯＭと記す）
からなる角度座標値記憶手段であり、半径座標値記憶手
段２により半径座標値Ｒが記憶されている代表画素点Ｔ
、Ｔ、・・・の、例えばプローブとこの代表画素点ＴＳ
Ｔ、・・・とを結ぶ線のＸ座標軸に対する仰角あるいは
俯角により示される角度座標値０丁を記憶している。 尚、本実施例の角度座標値記憶手段４では半径座標値記
憶手段２と同様に、上記画素点り、Ｌ。 ・・・の対称性に鑑みて、第１象限内の代表画素点Ｔ、
Ｔ、・・・に関する角度座標値θＴのみを記憶している
。 ５は、上記画素座標値発生手段１から入力される各画素
点り、Ｌ、・・・のＸＹ直交座標上の座標値に基づいて
、角度座標値記憶手段４に記憶された所望の代表画素点
Ｔ、Ｔ、・・・の角度座標値を取り出し、この角度座標
値０丁に基づいて各画素点り、Ｌ、・・・の角度座標値
θを補間計算する角度座標値補間手段である。 ６は、上記半径座標値補間手段３からの半径座標値ｒと
、角度座標値補間手段５からの角度座標値θとに基づい
て、各画素点り、Ｌ、・・・の表示濃度データを補間計
算により算出する画素データ補間手段である。 ７は、被検体に照射された超音波ビームのエコー信号を
受信する超音波エコー受信手段、８は、この超音波エコ
ー受信手段７からのエコー信号を検波する検波手段、９
は、検波手段８で検波されたエコー信号をアナログ／デ
ィジタル（以下Ａ／Ｄと記す）変換してサンプルデータ
Ｓ１１．５１２．５ｌｌｌ、Ｓ１４、・・・を生成する
Ａ／Ｄ変換器である。 １０は、上記画素座標値発生手段ｌと同様にプローブの
走査方向の順番で、各画素点り、Ｌ、・・のサンプルデ
ータに関するアドレスを発生するアドレス発生手段、１
１は、このアドレス発生手段１０のアドレスと共に各画
素点り、Ｌ、・・・のサンプルデータを記憶するサンプ
ルデータ記憶手段である。 このサンプルデータ記憶手段１１には上記画素データ補
間手段６から、補間による表示濃度の算出がなされた画
素点ＬＳＬ、・・・に近接するサンプルデータの出力指
示信号が送られ、この指示信号に基づいてサンプルデー
タ記憶手段１１は、該当するサンプルデータを画素デー
タ補間手段６に出力する。 １２は、データ補間手段６からの表示濃度データをディ
ジタル／アナログ（以下Ｄ／Ａと記す）変換するＤ／Ａ
変換器、１３は、Ｄ／Ａ変換された表示濃度データに基
づいて、超音波断層画像を表示する表示手段である。 次に、上記構成による本実施例の動作について説明する
。 被検体から得られたエコー信号に基づいて画素座標値発
生手段１は、セクタ領域内のＸＹ直交座標上における複
数の画素点り、Ｌ、・・・に関する座標値を、プローブ
（図示せず）の走査方向の順番に発生させ、座標値が設
定された各画素点し１Ｌｌ・・・は、それぞれ半径座標
値補間手段３及び角度座標値補間手段５により、半径座
標値ｒ及び角度座標値θに関する補間計算が行われる。 ここで、上記半径座標値ｒに関する補間計算について詳
説する。 まず、半径座標値ｒの補間計算の第１の例について第４
図を参照して説明すると、補間を行う画素点Ｌ１の周囲
に存在する４つの代表画素点Ｔ１、Ｔ２、ＴＢ、Ｔ４に
よって囲まれる領域を、ＸＹ直交座標軸に平行な２本の
線にて４等分し、ａ、ｂＳｃ。 ｄの４つの部分領域に分ける。 そして、補間を行う画素点Ｌ＋が部分領域ａにある場合
は、半径座標値補間手段３によって代表画素点Ｔ１、Ｔ
２、ＴＢを選出し、また、画素点Ｌ１が部分領域すにあ
れば代表画素点Ｔｌ、Ｔ２、Ｔ４を、画素点Ｌｌが部分
領域Ｃにあれば代表画素点Ｔ１、ＴＢ、Ｔ４を、画素点
Ｌ１が部分領域ｄにあれば代表画素点Ｔ２、Ｔｓ、Ｔａ
をそれぞれ選出し、選出された代表画素点Ｔ１、Ｔ２、
ＴＢ、Ｔ４の半径座標値ＲＩＳＲ２、Ｒ３，Ｒａを半径
座標値記憶手段２から読み出す。 以下、補間を行う画素点Ｌ１が部分領域ａにある場合に
ついて説明する。第５閃に示すように画素点Ｌｌが、最
も近い代表画素点Ｔ１からＸ座標軸方向にｓＳＹ座標軸
方向にｔの距離にあるものとし、この代表画素点Ｔｌか
ら隣接する代表画素点Ｔ２までのＸ座標軸方向の距離単
位と、代表画素点ＴＩから隣接する代表画素点Ｔ３のＹ
座標軸方向の距離単位とをそれぞれ１とする。 さらに、画素点Ｌｌ及び代表画素点Ｔｔ、　Ｔ２、ＴＢ
が同一の２次元平面上にあるものとすると共に、画素点
Ｌ１の半径座標値をｒｌとする。 このとき、画素点Ｌ１の半径座標値ｒ１と、代表画素点
ＴＩ、　Ｔ２、ＴＢの半径座標値Ｒ１，Ｒ２、Ｒ８とが
、共にＺ軸の座標であるものとすると、ｒｌ＝ｓＲ２＋
ｔＲｓ＋（１−ｓ−ｔ）と算出することができる。また
、画素点Ｌｌが部分領域す、ｃ、ｄにある場合において
も、全く同様にして半径座標値ｒ１を補間計算する。 一方、半径座標値ｒｌの補間計算の第２の例について説
明すると、本計算例では補間を行う画素点Ｌ１の周囲に
存在する４つの代表画素点ＴＩ、Ｔ２、ＴＢ、Ｔ４を選
出し、半径座標値記憶手段２からこの４つの代表画素点
Ｔ１、Ｔ２、ＴＢ、Ｔ４の半径座標値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ８
、Ｒ４を読み出す。 そして、第６図に示すように画素点Ｌｌが、最も近い代
表画素点Ｔ１からＸ座標軸方向にＳＸＹ座標軸方向にｔ
の距離にあるものとし、隣接する代表画素点のＸ座標軸
方向の距離単位とＹ座標軸方向の距離単位とをそれぞれ
ｌとすると、単純な線形補間により画素点Ｌ１の半径座
標値

【１は、ｒ１＝（１ｔ）（ｓＲ２＋（１−８）Ｒ１
）＋ｔ（ｓＲｎ＋（１−ｓ）ＲＪ または、 ｒｌ＝（１−ｓ　）（ｔＲｓ＋（１−ｔ　）Ｒｔ）＋ｓ
　（ｔＲ４＋（１−ｔ　）Ｒ２） として算出することができる。 以上２つの例によって示した画素点Ｌｌの半径座標値ｆ
１の補間計算は、乗算器あるいはビットシフタと、加算
器とを用いることによって容易に実現することができる
。また、補間の計算方法は必ずしも上記２種類の計算方
法に限定されるものではない。 このようにして半径座標値丁１に関する補間計算か行わ
れると、次に画素点Ｌ１の角度座標値θｌに関する補間
計算が行われる。この補間計算では、まず、角度座標値
記憶手段４に記憶された各画素点ＬＸＬ、・・・の角度
座標値θの中から画素点Ｌ１の周囲の３乃至４つの代表
画素点ＴＩ、　Ｔ２、ＴＢ、Ｔ４を選出し、選出した代
表画素点Ｔ１、Ｔ２、ＴＢ、Ｔ４の角度座標値θＴ１、
θＴ２、θＴ８、θＴ４を角度座標値補間手段５に出力
する。 角度座標値補間手段５では、角度座標値記憶手段４の代
表画素点’ｌ’ｌ、　Ｔ２、ＴＢ、Ｔ４の角度座標値θ
Ｔｌ、θＴ２、θＴ８．０丁４に基づいて、画素点Ｌ＋
の角度座標値θ１の補間計算を行う。 こうして得られた半径座標値ｒ１と角度座標値θ１は画
素データ発生手段６に送られ、この画素データ補間手段
６は第７図に示すように、画素点Ｌ】の近傍に位置して
これを囲む３乃至４つのすンプル点を選出し、この選出
した３乃至４つのサンプル点におけるサンプルデータ５
ｌｌＳＳ１２．５ＩＢＳＳ１４をサンプルデータ記憶手
段７から読み出す。　そして画素データ補間手段６は、
前記半径座標値記憶手段３や角度座標値補間手段５と同
様の補間計算により、画素点Ｌｌの表示濃度データを算
出する。 上記画素点Ｌ＋の表示濃度データは、Ｄ／Ａ変換器１２
によりＤ／Ａ変換され、Ｄ／Ａ変換された表示濃度デー
タに基づいて、表示手段１３に目的の超音波断層画像が
表示される。 このように本実施例の超音波診断装置によれば、各画素
点の座標値を半径座標値補間手段３と角度座標値補間手
段５とにより小さな誤差で迅速に算出することができ、
この座標値に基づいてサンプルデータを補間するので、
正確な断層画像を構成することができる。 また、本実施例の超音波診断装置では、半径座標値補間
手段３と、角度座標値補間手段５及び画素データ補間手
段６とを、同様の回路構成にて実現することができるの
で、装置のコストを低減させることができる。 さらに、本実施例における半径座標値記憶手段２と角度
座標値記憶手段５とに記憶される座標値を、種々の超音
波走査に対応した音響走査座標上における値に書き直す
ことにより、同一の回路のままでリニア走査、コンベク
ス走査等あらゆる走査法の断層画像の構成に対応するこ
とができる。 発明の効果 上述の如く本発明によれば、断層画像の表示領域に対応
して設定される複数の画素点の座標値を発生する画素座
標値発生手段と、複数の画素点中に均等に存在するよう
に設定される代表画素点の半径座標値を記憶する半径座
標値記憶手段と、代表画素点の半径座標値に基づいて各
画素点の半径座標値を補間する半径座標値補間手段と、
複数の画素点中に均等に存在するように設定される代表
画素点の角度座標値を記憶する角度座標値記憶手段と、
代表画素点の角度座標値に基づいて各画素点の角度座標
値を補間する角度座標値補間手段と、被検体からのエコ
ー信号により得られる複数のサンプルデータにアドレス
を付与して記憶するサンプルデータ記憶手段と、半径値
補間手段及び角度値補間手段の補間結果に基づいて各画
素点の近傍のサンプルデータを選出して補間し各画素点
の表示濃度を算出する画素データ補間手段とを備える構
成とした。 このため、セクタの中心から離れた音響走査線上に位置
する画素点の補間を、この画素点に近接するサンプルデ
ータを用いて行うので、全てのセクタ領域に亘って質の
よい断層画像を構成して表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による超音波診断装置の概
略構成を示すブロック図、第２図は、第１図における画
素座標値発生手段により発生する画素点を示す説明図、
第３図は第２図の画素点中に設定される代表画素点を示
す説明図、第４図乃至第６図は、半径座標値補間手段に
よる半径座標値の補間計算方法を示す説明図、第７図は
、画素データ補間手段による補間方法を示す説明図、第
８図は、従来の超音波診断装置による画素点の補間方法
を示す説明図である。 １・・・画素座標値発生手段、２・・・半径座標値検出
手段、３・・・半径座標値補間手段、４・・・角度座標
値記憶手段、５・・・角度座標値補間手段、６・・・画
素データ補聞手段、７・・・サンプルデータ記憶手段、
Ｌ、Ｌ＋−＝画素点、ｒＸｒｔ、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２、Ｒ８
、Ｒ４・・・半径座標値、３１ｔ、　３１２、Ｓ１３、
Ｓ１４・・・サンプルデータ、Ｔ、ＴＩ、Ｔ２、Ｔ３、
Ｔ４・・・代表画素点、θ、θ１、θＴ１　θＴ１、θ
Ｔ２、θＴ３、θＴ４・・・角度座標値。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝はか１名第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 断層画像の表示領域に対応して設定される複数の画素点
   の座標値を発生する画素座標値発生手段と、複数の画素
   点中に均等に存在するように設定される代表画素点の半
   径座標値を記憶する半径座標値記憶手段と、代表画素点
   の半径座標値に基づいて各画素点の半径座標値を補間す
   る半径座標値補間手段と、複数の画素点中に均等に存在
   するように設定される代表画素点の角度座標値を記憶す
   る角度座標値記憶手段と、代表画素点の角度座標値に基
   づいて各画素点の角度座標値を補間する角度座標値補間
   手段と、被検体からのエコー信号により得られる複数の
   サンプルデータにアドレスを付与して記憶するサンプル
   データ記憶手段と、半径座標値補間手段及び角度座標値
   補間手段の補間結果に基づいて各画素点の近傍のサンプ
   ルデータを選出して補間し各画素点の表示濃度を算出す
   る画素データ補間手段とを備えた超音波診断装置。