JPH05220149A

JPH05220149A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH05220149A
Application number: JP4056486A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Shimada; 田義也島
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1992-02-10
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】【目的】深部のズーム像を高フレームレートで得る超
音波診断装置において、フレームレートを低下させるこ
となく且つ画質劣化を来さずにフレームメモリの数を減
らしてコスト低下を図る。【構成】Ｙ方向極座標変換回路６の出力側にてフレー
ムメモリ７の前段に、上記Ｙ方向極座標変換回路６から
の並列複数本のビームデータを入力しそれぞれのビーム
データを所定のサイクルスピード内で時間軸方向に圧縮
して１ライン内で直列に並べて出力するデータ変換回路
１２を設ける。これにより、１枚のフレームメモリ７に
対して複数本分のビームデータを同時に書き込むことが
でき、フレームメモリ７の数を増やすことなく診断部位
の深部のズーム像を高フレームレート、高画質で得るこ
とができる。従って、装置のコスト低下を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を利用して被検
体内部の診断部位について超音波断層像を得ると共に深
部のズーム像を高フレームレートで得る超音波診断装置
に関し、特にフレームレートを低下させることなく且つ
画質劣化を来さずにフレームメモリの数を減らしてコス
ト低下を図ることができる超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、セク
タ型又はコンベックス型に形成され被検体内に超音波を
送受信する探触子と、この探触子を制御して超音波を送
信すると共に受信した反射波の信号より反射エコー信号
を検出する反射エコー検出部と、この反射エコー検出部
からの反射エコー信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換器
と、このＡ／Ｄ変換器からの画像データを記憶するバッ
ファメモリと、このバッファメモリから出力された複数
方向のビームデータからｒ／θ補間を行って上記複数方
向のビーム間に補間ビームデータを埋め込むｒ／θ補間
回路と、このｒ／θ補間回路から出力される並列複数本
のビームデータをＹ方向に極座標変換する回路と、この
Ｙ方向極座標変換回路で変換されたデータを記憶するフ
レームメモリと、このフレームメモリからの出力データ
をＸ方向に極座標変換する回路と、このＸ方向極座標変
換回路及び上記Ｙ方向極座標変換回路を制御してズーム
処理を行う回路と、上記Ｘ方向極座標変換回路からの出
力データを映像信号に変換すると共に画像として表示す
る画像表示部とを有して成っていた。

【０００３】

【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、診断部位の深部のズー
ム像を高フレームレートで得るためにフレームレートを
上げると、ビーム間隔が広がり過ぎ画質劣化が大きくな
るという問題が生ずることがあった。これを解決するた
めに、上記バッファメモリから出力された例えば２方向
のビームデータからｒ／θ補間を行って補間ビームデー
タを埋め込むｒ／θ補間回路により、例えば４本の出力
データを作成すると、このような４本のビームデータを
１枚のフレームメモリに同時に書き込むことはできなか
った。この場合は、上記フレームメモリを例えば４枚に
増やせば同時書き込みは可能であるが、そうすると部品
点数が多くなると共にコスト高となるものであった。

【０００４】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、フレームレートを低下させることなく且つ画質劣
化を来さずにフレームメモリの数を減らしてコスト低下
を図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。

【０００５】

【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、セクタ型又はコン
ベックス型に形成され被検体内に超音波を送受信する探
触子と、この探触子を制御して超音波を送信すると共に
受信した反射波の信号より反射エコー信号を検出する反
射エコー検出部と、この反射エコー検出部からの反射エ
コー信号をディジタル化するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／
Ｄ変換器からの画像データを記憶するバッファメモリ
と、このバッファメモリから出力された複数方向のビー
ムデータからｒ／θ補間を行って上記複数方向のビーム
間に補間ビームデータを埋め込むｒ／θ補間回路と、こ
のｒ／θ補間回路から出力される並列複数本のビームデ
ータをＹ方向に極座標変換する回路と、このＹ方向極座
標変換回路で変換されたデータを記憶するフレームメモ
リと、このフレームメモリからの出力データをＸ方向に
極座標変換する回路と、このＸ方向極座標変換回路及び
上記Ｙ方向極座標変換回路を制御してズーム処理を行う
回路と、上記Ｘ方向極座標変換回路からの出力データを
映像信号に変換すると共に画像として表示する画像表示
部とを有して成る超音波診断装置において、上記フレー
ムメモリの前段に、Ｙ方向極座標変換回路からの並列複
数本のビームデータを入力しそれぞれのビームデータを
所定のサイクルスピード内で時間軸方向に圧縮して１ラ
イン内で直列に並べて出力するデータ変換回路を設けた
ものである。

【０００６】

【作用】このように構成された超音波診断装置は、Ｙ方
向極座標変換回路の出力側にてフレームメモリの前段に
設けられたデータ変換回路により、上記Ｙ方向極座標変
換回路から出力される並列複数本のビームデータを入力
し、それぞれのビームデータを所定のサイクルスピード
内で時間軸方向に圧縮して１ライン内で直列に並べて出
力するように動作する。これにより、１枚のフレームメ
モリに対して複数本分のビームデータを同時に書き込む
ことができ、フレームメモリの数を増やすことなく診断
部位の深部のズーム像を高フレームレート、高画質で得
ることができる。

【０００７】

【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。図１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内部の診断部位について断
層像を得ると共に深部のズーム像を高フレームレートで
得るもので、図に示すように、探触子１と、反射エコー
検出部２と、第一及び第二のＡ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ
と、第一及び第二のバッファメモリ４ａ，４ｂと、ｒ／
θ補間回路５と、Ｙ方向極座標変換回路６と、フレーム
メモリ７と、Ｘ方向極座標変換回路８と、ズーム制御回
路９と、表示回路１０と、テレビモニタ１１とを有し、
さらにデータ変換回路１２を備えて成る。

【０００８】上記探触子１は、超音波を被検体内の診断
部位に向けて打ち出すと共にその反射波を受信するもの
で、図示省略したがその中には超音波の発生源であると
共に反射波を受信する振動子が内蔵されており、超音波
ビームを略扇形に打ち出すセクタ型又はコンベックス型
に形成されている。反射エコー検出部２は、上記探触子
１を制御して超音波を送信すると共に受信した反射波の
信号より反射エコー信号を検出するもので、図示省略し
たがその内部には、パルス発生器及び受信増幅器並びに
それらの制御回路を有している。

【０００９】第一及び第二のＡ／Ｄ変換器３ａ，３ｂ
は、上記反射エコー検出部２から出力される反射エコー
信号を入力してディジタル信号に変換するものである。
また、第一及び第二のバッファメモリ４ａ，４ｂは、上
記第一及び第二のＡ／Ｄ変換器３ａ，３ｂから出力され
る断層像データをそれぞれ入力して一時的に記憶するも
のである。そして、この実施例において、Ａ／Ｄ変換器
及びバッファメモリを二系統並列に設けたのは、上記反
射エコー検出部２から出力される同時２方向のビームデ
ータを同時並列受信するようにして、フレームレートを
上げるためである。

【００１０】ｒ／θ補間回路５は、上記第一及び第二の
バッファメモリ４ａ，４ｂから出力された同時２方向の
ビームデータからｒ／θ補間を行って上記２方向のビー
ム間に補間ビームデータを埋め込むものである。ここ
で、上記ｒ／θ補間回路５によるデータ補間の状態を、
図２を参照して説明する。まず、入力するビームデータ
の様子は、図２（ａ）に示すように、第１回目の超音波
の送受信で得られるビームデータを例えばＡ₁，Ｂ₁の２
方向とし、第２回目の超音波の送受信で得られるビーム
データを例えばＡ₂，Ｂ₂の２方向とし、…、第ｎ回目で
得られるビームデータをＡn，Ｂnの２方向とする。次
に、この状態で、例えば第１回目で得られたビームデー
タＡ₁，Ｂ₁を用いてｒ／θ補間を行う。すなわち、図２
（ｂ）に示すように、上記２方向のビームＡ₁，Ｂ₁は生
データとして例えばビームデータａ₁，ｃ₁と置き、この
２方向のビームデータａ₁，ｃ₁の間にそれらからｒ／θ
補間により求めた補間ビームデータｂ₁，ｄ₁を埋め込
み、例えば４本並列のビームデータとする。以下、同様
にして、第２回目で得られたビームデータＡ₂，Ｂ₂を用
いてｒ／θ補間を行い、…、第ｎ回目で得られたビーム
データＡn，Ｂnに至るまで順次ｒ／θ補間を行って、補
間ビームデータを順次埋め込んで行き、補間前に比べて
例えば２倍の本数のビームデータとする。このとき、各
ビーム上のデータはまだ極座標変換前であるので、高速
にサンプリングしたままの状態である。

【００１１】Ｙ方向極座標変換回路６は、上記ｒ／θ補
間回路５から出力される例えば４本並列のビームデータ
をＹ方向に極座標変換するものである。すなわち、図３
（ａ）に示すように異なる角度で入力した複数本のビー
ムデータは、同図（ｂ）に示すように、各々のビームの
角度によってサンプリング速度を変えることにより、
Ｘ，Ｙの極座標においてＹ方向のみについて座標変換が
行われるようになっている。そして、フレームメモリ７
は、上記Ｙ方向極座標変換回路６で変換され出力された
データを記憶するものである。

【００１２】また、Ｘ方向極座標変換回路８は、上記フ
レームメモリ７からの出力データを入力してＸ方向に極
座標変換するものである。すなわち、図４（ａ）に示す
ように、Ｙ方向に極座標変換され上記フレームメモリ７
から読み出して入力されたデータは、同図（ｂ）に示す
ように、Ｘ方向言い換えればテレビの表示ライン方向に
座標変換が行われるようになっている。そして、ズーム
制御回路９は、上記Ｙ方向極座標変換回路６とＸ方向極
座標変換回路８とを制御してズーム処理を行うもので、
前記フレームメモリ７には何の影響もなく画像のズーム
処理ができるようになっている。

【００１３】さらに、表示回路１０は、上記Ｘ方向極座
標変換回路８からの出力データを入力してテレビの表示
ライン方向に補間を施すと共に、アナログ変換して映像
信号に変換するもので、その内部にはＤ／Ａ変換器及び
映像信号変換部等が設けられている。また、テレビモニ
タ１１は、上記表示回路１０から出力される映像信号を
入力して画像として表示するものである。そして、上記
表示回路１０とテレビモニタ１１とで画像表示部を構成
している。

【００１４】ここで、本発明においては、上記Ｙ方向極
座標変換回路６の出力側にてフレームメモリ７の前段に
は、データ変換回路１２が設けられている。このデータ
変換回路１２は、上記Ｙ方向極座標変換回路６から出力
される例えば４本のビームデータを入力しそれぞれのビ
ームデータを所定のサイクルスピード内で時間軸方向に
圧縮して１ライン内で直列に並べて出力するものであ
る。すなわち、図５に示すように、４本のビームデータ
ａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁が入力し、図示外の制御回路から送
られてくるデータ選択用の制御信号Ｓ₁，Ｓ₂の入力によ
って制御され、１本の出力データＤに変換されるように
なっている。

【００１５】次に、このデータ変換回路１２内の動作に
ついて図６を参照して説明する。まず、上記データ変換
回路１２には、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、等間
隔の所定サイクルＴの間に４本のライン方向について一
定の深さ方向のデータａ₁₁，ｂ₁₁，ｃ₁₁，ｄ₁₁が並列に
入力する。このとき、データ変換回路１２には、図６
（ｅ），（ｆ）に示すように、二つのデータ選択用の制
御信号Ｓ₁，Ｓ₂が入力されており、これらの信号の組み
合わせにより上記のサイクルＴを４等分してＴ／４のサ
イクルスピードが作成される（圧縮率１／４）。次に、
このように作成されたサイクルスピードＴ／４内で、上
記各データａ₁₁，ｂ₁₁，ｃ₁₁，ｄ₁₁を時間軸方向に圧縮
し、図６（ｇ）に示すように、１ライン内で直列に並べ
たデータＤとして出力される。

【００１６】その後、上記のようにデータ変換された出
力データＤは、図１に示すフレームメモリ７に入力す
る。いま、図６において、所定サイクルＴがｍ区間ある
とすると、上記フレームメモリ７に入力した出力データ
Ｄは、Ｔ×ｍの時間で書き込まれることとなり、一走査
分のビーム本数をｎとすると、Ｔ×ｍ×ｎの時間で一走
査分のビームデータが書き込まれることとなる。従っ
て、１枚のフレームメモリ７に対して４本のビームデー
タａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁を含むデータを同時に書き込むこ
とができる。そして、このフレームメモリ７からは、上
記の書き込みとは別の時間にリアルタイムでデータが読
み出され、図１に示すＸ方向極座標変換回路８へ送出さ
れる。

【００１７】図７は本発明の第二の実施例を示す要部の
ブロック図である。この実施例は、データ変換回路１２
ａ，１２ｂを並列に設けると共に、それぞれの出力側に
フレームメモリ７ａ，７ｂを並列に接続したものであ
り、図１の実施例がデータ書き込みのサイクルスピード
の圧縮率が１／４であったのに対して、その圧縮率を１
／２とするものである。すなわち、図８に示すように、
上記二つのデータ変換回路１２ａ，１２ｂに４本のビー
ムデータａ₁，ｂ₁，ｃ₁，ｄ₁が並列に入力し、図示外の
制御回路から送られてくるデータ選択用の制御信号
Ｓ₁，Ｓ₂の入力によって制御され、各データ変換回路１
２ａ，１２ｂでそれぞれ１本の出力データＤ₁，Ｄ₂に変
換されるようになっている。

【００１８】次に、この第二の実施例の場合の動作につ
いて図９を参照して説明する。まず、上記各データ変換
回路１２ａ，１２ｂには、図９（ａ）〜（ｄ）に示すよ
うに、等間隔の所定サイクルＴの間に４本のライン方向
について一定の深さ方向のデータａ₁₁，ｂ₁₁，ｃ₁₁，ｄ
₁₁が並列に入力する。このとき、それぞれのデータ変換
回路１２ａ，１２ｂには、図９（ｅ），（ｆ）に示すよ
うに、二つのデータ選択用の制御信号Ｓ₁，Ｓ₂が入力さ
れており、これらの信号の組み合わせにより上記のサイ
クルＴを２等分してＴ／２のサイクルスピードが作成さ
れる（圧縮率１／２）。次に、このように作成されたサ
イクルスピードＴ／２内で、上記各データａ₁₁，ｂ₁₁，
ｃ₁₁，ｄ₁₁を時間軸方向に圧縮し、第一のデータ変換回
路１２ａでは、図９（ｇ）に示すようにデータａ₁₁，ｃ
₁₁と１ライン内で直列に並べたデータＤ₁として出力さ
れ、第二のデータ変換回路１２ｂでは、図９（ｈ）に示
すようにデータｂ₁₁，ｄ₁₁と１ライン内で直列に並べた
データＤ₂として出力される。

【００１９】その後、上記のようにデータ変換された出
力データＤ₁，Ｄ₂は、図７に示すように、それぞれ第一
のフレームメモリ７ａ又は第二のフレームメモリ７ｂに
入力する。この場合も、図９において、所定サイクルＴ
がｍ区間あるとすると、上記各フレームメモリ７ａ，７
ｂに入力したそれぞれの出力データＤ₁，Ｄ₂は、Ｔ×ｍ
の時間で書き込まれることとなり、一走査分のビーム本
数をｎとすると、Ｔ×ｍ×ｎの時間で一走査分のビーム
データが書き込まれることとなる。そして、この実施例
では、サイクルスピードの圧縮率が１／２と小さいこと
から、図１の実施例に対してサイクルＴの時間をより短
くすることが可能である。

【００２０】なお、図１の実施例においては、Ａ／Ｄ変
換器３ａ，３ｂ及びバッファメモリ４ａ，４ｂを２系統
並列に設け、反射エコー検出部２から出力される同時２
方向のビームデータを同時並列受信するようにした場合
を示したが、本発明はこれに限らず、Ａ／Ｄ変換器とバ
ッファメモリを１系統だけ設けてもよい。この場合は、
ｒ／θ補間回路５へ入力する複数方向のビームデータを
得るためには、前のビームと後のビームとで時間が少し
ずれることとなる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
Ｙ方向極座標変換回路の出力側にてフレームメモリの前
段に設けられたデータ変換回路により、上記Ｙ方向極座
標変換回路から出力される並列複数本のビームデータを
入力し、それぞれのビームデータを所定のサイクルスピ
ード内で時間軸方向に圧縮して１ライン内で直列に並べ
て出力することができる。これにより、１枚のフレーム
メモリに対して複数本分のビームデータを同時に書き込
むことができ、フレームメモリの数を増やすことなく診
断部位の深部のズーム像を高フレームレート、高画質で
得ることができる。従って、フレームメモリを増やすこ
とを要さず、大形化を防ぎ且つコスト低下を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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、

【図２】ｒ／θ補間回路における補間動作を説明する
ための図、

【図３】Ｙ方向極座標変換回路における極座標変換動
作を説明するための図、

【図４】Ｘ方向極座標変換回路における極座標変換動
作を説明するための図、

【図５】データ変換回路の制御状態を示すブロック
図、

【図６】上記データ変換回路内の動作を説明するため
のタイミング線図、

【図７】本発明の第二の実施例を示す要部のブロック
図、

【図８】上記第二の実施例におけるデータ変換回路の
制御状態を示すブロック図、

【図９】第二の実施例におけるデータ変換回路内の動
作を説明するためのタイミング線図。

【符号の説明】

１…探触子、２…反射エコー検出部、３ａ，３ｂ…
Ａ／Ｄ変換器、４ａ，４ｂ…バッファメモリ、５…
ｒ／θ補間回路、６…Ｙ方向極座標変換回路、７，
７ａ，７ｂ…フレームメモリ、８…Ｘ方向極座標変換
回路、９…ズーム制御回路、１０…表示回路、１
１…テレビモニタ、１２，１２ａ，１２ｂ…データ変
換回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セクタ型又はコンベックス型に形成され
被検体内に超音波を送受信する探触子と、この探触子を
制御して超音波を送信すると共に受信した反射波の信号
より反射エコー信号を検出する反射エコー検出部と、こ
の反射エコー検出部からの反射エコー信号をディジタル
化するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からの画像デ
ータを記憶するバッファメモリと、このバッファメモリ
から出力された複数方向のビームデータからｒ／θ補間
を行って上記複数方向のビーム間に補間ビームデータを
埋め込むｒ／θ補間回路と、このｒ／θ補間回路から出
力される並列複数本のビームデータをＹ方向に極座標変
換する回路と、このＹ方向極座標変換回路で変換された
データを記憶するフレームメモリと、このフレームメモ
リからの出力データをＸ方向に極座標変換する回路と、
このＸ方向極座標変換回路及び上記Ｙ方向極座標変換回
路を制御してズーム処理を行う回路と、上記Ｘ方向極座
標変換回路からの出力データを映像信号に変換すると共
に画像として表示する画像表示部とを有して成る超音波
診断装置において、上記フレームメモリの前段に、Ｙ方
向極座標変換回路からの並列複数本のビームデータを入
力しそれぞれのビームデータを所定のサイクルスピード
内で時間軸方向に圧縮して１ライン内で直列に並べて出
力するデータ変換回路を設けたことを特徴とする超音波
診断装置。