JPH0667385B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

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、特に超音波を被検体に対し
てリニア，セクタなどの各種走査を行い、テレビモニタ
上に２次元画像として表示する超音波診断装置に関す
る。

［従来の技術］ 生体等の被検体内の運動情報を断層像などと併せて画像
表示する超音波診断装置が周知であり、例えば心臓内の
血流状態を画像表示すること等に用いられる。

この装置は、被検体内に超音波ビームを放射し、被検体
内からの反射エコーを受信し、これを増幅して復調する
ことにより臓器等の断層像を抽出することができる。ま
た、ドプラ効果を受けた反射エコーには超音波のキャリ
ア周波数に対する偏移周波数成分が現れるので、この偏
移周波数信号を検出することにより、血流等の運動速度
を求めることができる。

第11図には、従来の超音波診断装置の概略構成が示され
ており、探触子10では送受信部12の制御に基づいて被検
体内に超音波が放射されるとともに、被検体内からの反
射エコーが受信される。

そして、送受信部12では前記反射エコー信号を増幅・復
調して断層像信号が形成される。また、速度演算部14で
は送受信部12の出力信号により、ドプラ効果として現出
する超音波キャリア周波数の周波数偏移が演算され、こ
の周波数偏移により速度信号が形成される。

このようにして求められた断層像信号や速度信号は、デ
ジタルスキャンコンバータ（DSC）を有する画像処理部1
6に供給され、この画像処理部16により標準テレビ方式
にて画像表示するための処理が行われるとともに、速度
情報などではカラー表示をするための処理が行われる。

そして、画像処理部16から出力された画像信号はCRT表
示器から成るテレビモニタ18に供給され、このテレビモ
ニタ18上に断層像が表示され、また速度情報も例えば断
層像に重ねて表示され、これにより心臓などの動態機能
の観察などが行われている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このような従来の装置では、前記画像処理部
16に保有する画像メモリは表示画面の１フレームに対応
する容量だけ設けられるのが一般的であり、断層像情
報、運動（速度）状態に関する情報のそれぞれに１フレ
ーム分のメモリが割り当てられている。従って、現時点
から遡って所定時間前の情報などを確認することはでき
なかった。

このため、従来では、ある時間幅の情報を記憶できる数
枚のフレームを画像メモリに備え、過去の情報を後に再
現することも提案されているが、これは標準テレビの走
査方式に合う形で行われるため、単位時間当たりに使用
するフレームメモリの枚数は最大限でも30フレーム／秒
程度となることになる。

しかしながら、この程度の枚数では幼児の心臓において
心拍周期と関係づけた詳細な観察を行うことが困難であ
るという問題があった。すなわち、幼児の心拍周期は大
人のものに比べると極めて高く、30フレーム／秒程度の
速度で情報の書込み／読出しを行っても、心拍周期での
詳細な情報を有効に取り出すことができないという問題
があった。

また、従来では、観察中の動態画像を操作パネルに設け
られたスイッチにより任意に静止させることができる
が、操作者の応答性と装置の応答性があるため必要な時
点で画面を正確に静止させることができず、例えば心臓
を観察する場合に心拍周期での所定時相の情報を正確に
確認することなどが困難であった。

更に、運動部の状態観察をする場合には、現在の情報と
過去の情報とを比較したり、心拍周期における２時相で
の情報を比較したりすることができれば便利であり、従
来から異なる２種類の情報の対比観察などができ、観察
しやすい形で被検体情報を画像表示する装置の要請があ
った。

発明の目的 本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたものであり、
その目的は、時間的に変化する画像について従来よりも
詳細な情報を記憶できる超音波診断装置の提供すること
にある。

また、他の目的は、時間的に変化する画像についての２
種類の情報を別個に処理して対比観察などができる超音
波診断装置を提供することにある。

更に、他の目的は、動きの速い運動状態などを観察しや
すい状態で画像表示することのできる超音波診断装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置
は、標準テレビ方式における単位時間当たりの読出しフ
レーム数より多い数のフレームメモリを有する記憶部
と、このフレームメモリの情報をテレビモニタ上で再生
する速度を任意に変換する書込み／読出し制御回路と、
を備えたことを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、画像メモリ内の情報の読出し速度は自
由な変換されることになり、詳細に取り込んだ情報ある
いは動きの速い速度状態などが分かりやすい状態で画像
表示されることになる。

［実施例］ 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図には、本発明に係る超音波診断装置の概略構成が
示されており、送受信・演算回路19は前記第11図の探触
子、送受信部及び速度演算部等で構成されている。そし
て、この送受信・演算回路19で得られた反射エコーある
いは速度信号は、Ａ／Ｄ変換器20によりデジタル信号に
変換され、このデジタル信号はプリプロセス部22により
フィルタリングされた後に記憶部としての画像メモリ24
に供給される。

本実施例において特徴的なことは、時間的に変化する部
位の詳細な情報を画像表示できるようにしたことであ
り、前記画像メモリ24は、標準テレビ方式における単位
時間当たりの読出しフレーム数より多い数のフレームメ
モリを有しており、実施例では64枚のフレームメモリを
備えている。

従って、前記送受信・演算回路19は、従来の読出し速度
である30フレーム／秒以上の速度で被検体情報をフレー
ムメモリに書き込めるように、超音波を被検体内に送受
信している。そして、前記画像メモリ24における情報の
書込みと読出しを行うために、書込み／読出し制御回路
26が設けられる。

また、本実施例において特徴的なことは、前記画像メモ
リ24内のフレームメモリを画像表示する目的に応じて分
割して用いるようにしたことであり、このために、実施
例では、２系統の書込み／読出し制御回路26a,26bを設
けている。

この書込み／読出し制御回路26a,26bには、CPU（中央処
理装置）28と操作部30が接続されており、操作部30の操
作信号に基づいてCPU28により断層像情報や速度情報の
書込み／読出しを制御することになる。

すなわち、第２図には書込み／読出し制御回路26の内部
回路が示されており、基本的には２個のスタート・エン
ドアドレス発生回路50,52と、書込みアドレス発生回路5
4と、読出しアドレス発生回路56と、書込みと読出しを
切り換える切換え回路58とから構成される。

従って、スタート・エンドアドレス発生回路50により書
込みアドレス発生回路54の書込みのスタートとエンドが
制御され、スタート・エンドアドレス発生回路52により
読出しアドレス発生回路56の読出しのスタートとエンド
が制御されることになる。そして、この両発生回路54,5
6は切換え回路58により切換え制御されており、書込み
時には書込みアドレス信号を、読出し時には読出しアド
レス信号を、送受信・演算回路19からの同期信号に基づ
いて画像メモリ24に出力する。これにより、64枚あるフ
レームメモリ内の情報の書込み／読出しの制御が行え
る。

そして、前記画像メモリ24にはエンハンス処理等を行う
ポストプロセス部34が接続され、このポストプロセス部
34の出力はＤ／Ａ変換器36によりアナログ信号とされて
テレビモニタ38に供給される。

画像メモリでの書込み／読出しを分割して行う場合に
は、前記テレビモニタ38を２画面表示とする。これによ
り、２種類の情報を同時に画像表示することが可能とな
る。

更に、本実施例において特徴的なことは、画像の再生速
度を換えられるようにしたことであり、このために、書
込み／読出し制御回路26内に読出し速度制御回路60を設
けている。この読出し速度制御回路60は読出しアドレス
発生回路56の読出し速度を変換することができ、実施例
では30フレーム／秒,20フレーム／秒,15フレーム／秒,1
0フレーム／秒などのモードを設定しており、これによ
って再生速度をスローモーションにすることができる。

実施例は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。

まず、送受信・演算回路19により被検体内に超音波が送
受信され、断層像情報とともに運動部の速度情報がＡ／
Ｄ変換器20及びプリプロセス部22を介して画像メモリ24
に供給される。そして、この画像メモリ24では、順次64
枚のフレームメモリ、あるいは分割した場合にはそれぞ
れのフレームメモリに前記断層像情報と速度情報を記憶
する。この場合、それぞれの情報に対して複数個のフレ
ームメモリを用いることになるが、以下には説明の都合
上、１種類の情報についての処理を記述する。

通常では、この画像メモリ24に記憶された情報を順次読
み出し、この情報はポストプロセス部34にて所定の処理
を行った後、Ｄ／Ａ変換器36によりアナログ信号に変換
してテレビモニタ38に供給されるので、テレビモニタ38
には現在の被検体内の断層像や速度状態が表示されるこ
とになる。

本実施例では、操作者は操作部30のスイッチ操作により
所望の画像表示を選択することができるが、この操作信
号はCPU28に供給されるので、CPU28は前記操作信号に基
づいて書込み／読出し制御回路26に画像表示のための所
定の指令を出力することになる。

第３図から第５図には、前記書込み／読み出し制御回路
26での制御の例が示されており、第３図では、64枚のフ
レームメモリM1からM64までについて単純に書込み／読
出しをしている。従って、30フレーム／秒以上の速度で
被検体情報を記憶することができ、幼児の心臓機能を詳
細に観察することが可能となる。

第４図では、画像メモリ24内のフレームメモリをフレー
ムメモリM1からM32とフレームメモリM33からM64の２群
に分割し、これらを２個の書込み／読出し制御回路26a,
26bにより独立に制御する。従って、所定の微小時間ず
らして書込みと読出しを行い、微小時間差のある異なる
情報を得ること、あるいは同一の臓器に関して異なる方
向から情報を入力して比較観察することなどが可能とな
る。このような２種類の情報は、２画面で構成されるテ
レビモニタ38に別個に画像表示されることになる。

第５図では、書込みはフレームM1からM64までを順次行
う一方、読出しについては２個に分割したフレームメモ
リM1からM32とフレームメモリM33からM64とについて独
立して行う。この読出しは、図示されるように奇数のフ
レームメモリM1,M3,…M63と偶数のフレームメモリM2,M
4,…M64とについて順次行ってもよいし、第４図のよう
に読出しだけを前後に別けて行うことも可能である。

第６図には、２分割したフレームメモリの情報を２画面
で表示す場合の例が示されており、図（ａ）は第４図の
ように、書込み及び読出しを独立に行い、例えば超音波
を心臓に縦軸方向から送受信した場合と横軸方向から送
受信した場合の両者の情報を順次記憶して画像表示する
ことができる。また、図（ｂ）は第５図（ｂ）のように
フレームメモリにおいて奇数と偶数の順番に表示するこ
ともでき、これにより微小時間ずれた２つの状態を画面
上で観察できることになる。

以上の実施例では、画像メモリ24内のフレームメモリの
全てを使用した場合を説明したが、これらのフレームメ
モリの一部を選択して用いることも可能であり、これは
書込み／読出し制御回路26内のスタート・エンドアドレ
ス発生回路50,52にて行う。すなわち、第７図には単純
に64枚のフレームメモリを用いた場合が示されており、
図（ａ）のように書込みをフレームメモリのM10からM50
について行い、一方読出しは図（ｂ）のようにM15からM
45までについて行うことができ、画像表示する目的に応
じて自由に変換することができる。

また、第８図にフレームメモリを２分割した場合が示さ
れており、図（ａ）のようにＡグループの書込みはM3か
らM25に、Ｂグループの書込みはM40からM60に行い、一
方読出しは図（ｂ）のようにＡグループではM10からM20
に、ＢグループではM40からM50に行うことができ、これ
により２画面上に所望の画像のみを抽出して表示するこ
とが可能となる。

更に、書込み／読出し制御回路26内に設けられた読出し
速度制御回路60は、読出しアドレス発生回路56の読出し
速度を変換することができ、実施例では操作部30で選択
することにより、30フレーム／秒,20フレーム／秒,15フ
レーム／秒,10フレーム／秒などのモードが設定され
る。

具体的には、第９図に示されるように、M1からM64まで
あるフレームメモリのうち、M10からM30を選び出して30
フレーム／秒の速度で読み出す。また、第10図に示され
るように、２分割されたフレームメモリにおいて、Ａグ
ループについてはM10からM20までを20フレーム／秒の速
度で、ＢグループについてはM40からM50までを10フレー
ム／秒の速度で読み出してもよい。

これによれば、再生速度をスローモーションにすること
ができるので、運動部の比較が自由かつ容易にでき、特
に心臓機能の観察がしやすくなるという利点がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、フレームメモリ
の情報をテレビモニタ上で再生する速度を任意に変換で
きるようにしたので、従来に比べて多いフレームメモリ
に記憶された詳細な情報をスローモーション再生するこ
とができ、被検体内の情報の観察を容易に行うことがで
きるという利点がある。

【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概略構成を示
す回路ブロック図、 第２図は、書込み／読出し制御回路の内部構成を示す説
明図、 第３図は、書込み及び読出しの制御方法を示す説明図、 第４図及び第５図は、画像メモリを２分割した場合の書
込み及び読出しの制御方法を示す説明図、 第６図は、２分割の画像メモリにより画像表示した場合
の説明図、 第７図は、書込み／読出し制御回路において書込み及び
読出しのスタートとエンドの制御を示す説明図、 第８図は、書込み／読出し制御回路において２分割した
場合での書込み及び読出しのスタートとエンドの制御を
示す説明図、 第９図は、読出し速度の制御を示す説明図、 第10図は、画像メモリを２分割した場合での読出し速度
の制御を示す説明図、 第11図は、従来の装置の概略を示す構成図である。 20……Ａ／Ｄ変換器 24……画像メモリ 28……CPU 30……操作部 36……Ｄ／Ａ変換器 38……テレビモニタ 50,52……スタート・エンドアドレス発生回路 54……書込みアドレス発生回路 56……読出しアドレス発生回路 60……読出し速度制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体内に超音波を送受信して得られた反
   射エコーを復調し、この復調信号を画像メモリに一旦記
   憶させた後にテレビモニタの走査速度に合わせて読み出
   し、被検体内の情報をテレビモニタ上に画像表示する超
   音波診断装置において、 標準テレビ方式における単位時間当たりの読出しフレー
   ム数より多い数のフレームメモリを有する記憶部と、 前記フレームメモリの情報をテレビモニタ上で再生する
   速度を任意に変換する書込み／読出し制御回路と、 を備えたことを特徴とする超音波診断装置。