JPH08266537A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】超音波診断画像を画像劣化することなく、効率
良く保存し、また、容易に再生できるようにする。ま
た、保存画像とリアルタイム画像とを同時に同一画面上
で観察することが可能にする。 【構成】超音波診断装置において、シネメモリ、生体信
号記憶用メモリ、ドプラ信号記憶用メモリのそれぞれの
データを光磁気ディスクなどの外部の記憶媒体に直接保
存再生する構成になっている。前記それぞれのメモリ
は、複数の系統で構成されてもよい。

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
体の診断部位について断層像、あるいは血流像を表示す
る超音波診断装置に関し、特に、シネメモリおよび生体
情報記憶用メモリの内容を送受する外部記憶装置を有す
る超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波診断装置は、例えば、図６
に示すように、被検体内に超音波を送受信する探触子１
と、この探触子１を駆動して超音波を発生させると共に
受信した反射エコーの信号を処理する超音波送受信部２
と、この超音波送受信部２からの反射エコー信号をデジ
タル化するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３と、
このＡ／Ｄ変換器３からのデジタル信号を時系列に複数
フレーム記憶するシネメモリ４の出力データ、またはＡ
／Ｄ変換器３の出力データを選択する切り替え器５と、
この切り替え器５からのデジタル信号を超音波ビームの
走査線ごとに書き込んで画像データを形成するスキャン
コンバータ６と、このスキャンコンバータ６から出力さ
れた画像データと図示していない生体情報や装置の設定
情報を合成する合成回路７と、この合成回路で合成され
たデータを入力してアナログ変換するＤ／Ａ変換器８
と、このＤ／Ａ変換器８からのアナログ信号を入力して
表示する画像表示装置８と、上記要素の動作を制御する
制御装置１０とを備えたものである。

【０００３】このように構成された超音波診断装置にお
いては、前記シネメモリのデータを外部の記憶媒体と送
受することはできないため、超音波診断画像情報を保存
する場合、例えば、（１）画像表示装置９に表示された
画像の写真を撮る、（２）Ｄ／Ａ変換器８の出力をＴＶ
信号としてビデオテープレコーダー１００に録画する、
（３）スキャンコンバータ６の出力信号を外部記憶装置
２００を通して光磁気ディスクなどの外部記憶媒体に記
憶する、といった方法がとられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、診断画像が写
真やビデオテープレコーダー１００に保存される超音波
診断装置においては、保存した診断画像の画質はアナロ
グ信号をテープに記憶するときに信号が劣化するという
問題があった。

【０００５】また、スキャンコンバータ６の出力やスキ
ャンコンバータ６の出力に生体情報を付加した後のデー
タを外部の記憶媒体に保存する方式の超音波診断装置に
おいては、デジタル信号であるため画質の劣化は少な
い。しかし、心臓の画像など、高フレームレート（１秒
あたり３００フレーム）で記憶されたデータを光磁気デ
ィスクに記憶する場合、現在のインタフェースでは、１
心拍分のデータ転送に、数分かかるという問題があっ
た。このため診断効率が悪いという問題があった。

【０００６】さらに、前記のように保存されたデータを
用いて、治療効果の確認といった診断画像の比較を行う
場合でも、治療前の画像と治療後の画像が別々のデバイ
スであるため、同一画面上に表示することができないの
で、比較診断が困難であり、診断効率が悪いという問題
があった。

【０００７】本発明の目的は、診断画像を劣化させるこ
となく、効率的にデータを保存・再生することが可能な
技術を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、過去に保存した画像
と現在の画像といったように複数の画像を同一画面上に
同時に表示できる超音波診断装置を提供することにあ
る。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的および
新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって
明らかになるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００１１】（１）超音波を送受信する探触子と、該探
触子からの受波信号に所定の遅延時間を与える遅延回路
と、該遅延回路で位相が揃えられた受波信号を加算して
出力する整相回路と、該整相回路からの信号をデジタル
化して時系列に複数フレーム記憶するシネメモリと、該
シネメモリから読み出したデータを超音波ビームの走査
線ごとに書き込んで画像データを形成するデジタルスキ
ャンコンバータと、被検体表面に取り付けられた生体情
報検出センサから生体情報を取り込んで特定の生体信号
を抽出する生体信号抽出器と、該生体信号抽出器で抽出
した生体信号を記憶する生体情報記憶用メモリと、前記
デジタルスキャンコンバータの出力と生体信号を合成す
る合成回路と、該合成回路の出力を画像として表示する
画像表示装置とを備えた超音波診断装置であって、前記
シネメモリおよび生体情報記憶用メモリの内容を送受す
る外部記憶装置を備えたものである。

【００１２】（２）前記（１）の超音波診断装置におい
て、外部記憶装置と送受可能なシネメモリおよび生体情
報記憶用メモリを複数系統設け、複数の画像を同時に表
示する手段を備えたものである。

【００１３】（３）超音波を送受信する探触子と、探触
子からの受波信号に所定の遅延時間を与える遅延回路
と、該遅延回路で位相が揃えられた受波信号を加算して
出力する整相回路と、該整相回路からの信号から被検体
内の血液の動きにより生ずるドプラ偏移を受けた信号を
抽出する復調回路と、該復調回路からの出力信号を用い
血流の速度情報を演算する血流速度演算回路と、該血流
速度演算回路からの血流情報を用いて２次元の血流像を
作成して表示する血流像作成表示装置とを備えた超音波
ドプラ血流計であって、前記血流速度演算回路で演算さ
れたデータを記憶するドプラ用シネメモリと、該ドプラ
用シネメモリに記憶されているデータを送受する外部記
憶装置とを備えたものである。

【００１４】

【作用】前述の手段によれば、それぞれのメモリからデ
ジタルデータのまま、直接外部記憶装置に送受して外部
記憶媒体への書き込みおよび外部記憶媒体からの読み出
しを行うので、画質の劣化なしに保存・再生することが
可能となる。

【００１５】また、１フレームの画像データと比較して
１フレーム分の走査線データが少ないため、転送スピー
ドが向上する。

【００１６】また、シネメモリに保存済みのデータを入
力することにより、複数の時相の画像を同時に観察する
ことができるので、例えば、治療前の画像と治療後の画
像とを同一画面上に同時に再生表示することができる。
これにより、診断効率を向上することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付画面にもとづい
て詳細に説明する。

【００１８】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００１９】（実施例１）図１は、本発明による超音波
診断装置の実施例１の概略構成を示すブロック構成図で
あり、１は探触子、２は超音波送受信部、３はアナログ
・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、４はシネメモリ、５は第
１切り換え器、６はスキヤンコンバータ、７は合成回
路、８はデジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、９は画
像表示装置、１１は心電計、心音計等の生体情報検出装
置のセンサ（電極）、１２は生体情報から特定の生体信
号を抽出する生体信号抽出器、１３は生体信号記憶用メ
モリ、１４は第２切り換え器、１５は外部記憶装置、１
６は磁気ディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、フロ
ッピディスク等の外部記憶媒体である。実施例の全図に
おいて、図面を簡単にするため、各要素の動作を制御す
る制御装置は省略してある。

【００２０】前記探触子１は、機械的または電子的にビ
ーム走査を行って被検体に超音波を送信および受信する
ものであり、図示を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エコーを受信する複数の振動子が内
蔵されている。

【００２１】前記超音波送受信部２は、前記探触子１に
対して駆動パルスを送出して超音波を発生させると共に
受信した反射エコーの信号を処理するものであり、図２
（超音波送受信部２の概略構成を示すブロック構成図）
に示すように、探触子１内の各振動素子１４₁〜１４_nに
所定の遅延時間を与えて超音波打ち出しの駆動パルスを
印加する送波回路２２と、この探触子１の各振動子１４
₁〜１４_nのうちの一群の振動素子のみを順次選択して切
り換えるスイッチ群１６Ａを介して、前記探触子１の各
振動素子１４₁〜１４_nのうちの一群の振動素子からの受
波信号を入力し、時間と共に利得を増加させ計測深度に
応じて信号強度を補正する複数の増幅器１７ａ〜１７ｅ
と、この各増幅器１７ａ〜１７ｅからの出力信号に所定
の遅延時間を与える複数の遅延回路１８ａ〜１８ｅおよ
びこれらの遅延回路１８ａ〜１８ｅで位相が揃えられた
受波信号を加算する加算器１９からなる整相回路２０
と、この整相回路２０で整相加算された信号を検出する
検波器２１と、前記増幅器１７ａ〜１７ｅと遅延回路１
８ａ〜１８ｅを制御す制御装置（ＣＰＵ）２３からなっ
ている。

【００２２】Ａ／Ｄ変換器３は、前記超音波送受信部２
から出力される信号をデジタル信号に変換するものであ
る。シネメモリ４は、前記Ａ／Ｄ変換器３でデジタル化
された超音波データを超音波ビームの走査線ごとに時系
列に複数フレーム分記憶するものである。

【００２３】第１の切り換え器５は、前記Ａ／Ｄ変換器
３でデジタル化された超音波データ、または前記シネメ
モリ４に記憶されたデータのどちらかを選択し、後述す
るスキャンコンバータ６にデータをわたすためのもので
ある。

【００２４】スキャンコンバータ６は、Ａ／Ｄ変換器３
やシネメモリ４から超音波ビームの送査線ごとに出力さ
れるデータを断層画像のデータに変換するものであり、
このスキャンコンバータ６は公知のものを用いる。

【００２５】生体信号抽出器１２は、被検体表面に取り
付けられた生体情報検出装置のセンサ（電極）１１の生
体情報から特定の生体信号を抽出するものであり、例え
ば、心電電極から心電信号を取り込んで心電波形などを
検出するものであり、この生体信号抽出器１２は、公知
のものを用いる。

【００２６】生体信号記憶用メモリ１３は、前記生体信
号抽出器１２で検出した心電波形などの生体信号情報を
記憶するものである。

【００２７】第２の切り換え器１４は、第１切り換え器
５と同様の動作を行い、前記生体信号部１２のデータま
たは、生体信号記憶用メモリ１３のデータのどちらかを
選択し、後述する合成回路７にデータをわたすためのも
のである。

【００２８】合成回路７は、スキャンコンバータ６で作
成された断層像データと生体情報とを合成する回路であ
る。この合成回路７で合成されたデータは、Ｄ／Ａ変換
器８でアナログ信号に変換され画像表示装置９で断層画
像や生体情報が表示される。

【００２９】外部記憶装置１５は、前記シネメモリ４や
前記生体信号記憶用メモリ１３に格納されたデータを外
部記憶媒体（例えば、光磁気ディスク）１６に書き込ん
だり、あるいは外部記憶媒体１６からデータを読み出
し、前記シネメモリ４や前記生体信号記憶用メモリ１３
に書き込んだりする。

【００３０】以下に、本実施例１の超音波診断装置の動
作について説明する。通常の動作の場合、超音波送受信
部２で処理された反射エコーはＡ／Ｄ変換器３から直接
スキャンコンバータ６に入力され、リアルタイムの断層
画像として画像表示装置９に表示される。

【００３１】また、シネメモリ４には、Ａ／Ｄ変換器３
から出力される超音波ビームの走査線ごとの受信データ
が複数フレーム分保存されている。これにより、例え
ば、心臓の診断においてリアルタイム画像とシネメモリ
再生画像を心電波形に同期をとって同時に表示すること
ができるため別の角度からの断層像を観察することがで
きる。

【００３２】また、シネメモリ４と生体信号記憶用メモ
リ１３のデータは、外部記憶装置１５を通じて外部記憶
媒体１６に保存することができる。ここで、保存するデ
ータ量について検討してみる。例えば、セクタ型探触子
を用いて９０度の視野角を設定したとき、走査線数は１
２３本、１秒当り３０フレームとなる。画像データとし
て保存するためには、縦横５１２ドット、１ドットの分
解能８ビットとなり、１秒当りのデータ量は７.５メガ
ビット（ＭＢ）となる。これに対してシネメモリのデー
タを保存する場合には、走査線１本は５１２ドット、１
ドット当り８ビットのデータ量とすると１秒当り１.８
メガビット（ＭＢ）となり、画像データの保存に比べ約
４分の１となる。

【００３３】同様に１５度の視野角では走査線数２１
本、１秒当り１８２フレームとなり、画像データの場
合、４５.５メガビット（ＭＢ）、シネメモリのデータ
の場合、１.９メガビット（ＭＢ）となって差は顕著に
なり、効率よくデータの保存・再生が可能となる。

【００３４】また、従来は、スキャンコンバータにおい
て補間されたデータを保存していたが、本実施例１で
は、シネメモリ４により実データを保存するので、デー
タを種々のデータに加工することが可能となる。これに
より画像の変化分を抽出して倍率の変化が容易にでき
る。

【００３５】（実施例２）図３は、本発明による実施例
２の超音波診断装置の概略構成を示すブロック構成図で
あり、４１，４２，〜４ｎは第１〜第ｎのシネメモリ、
１３１，１３２，〜１３ｎは生体信号記憶用メモリであ
る。

【００３６】以下、本実施例２の動作を、図１と同じ動
作の部分は一部省略し、図３に基づいて説明する。図３
において、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル信号に変換された
超音波信号は、第１のシネメモリ４１から第ｎのシネメ
モリ４ｎへ、図示を省略した制御装置によって与えられ
たタイミングで格納される。このとき、第１のシネメモ
リ４１と同じタイミングの生体信号は、第１の生体信号
記憶用メモリ１３１に保存される。他の生体メモリも同
様に対応するシネメモリに同期して動作する。

【００３７】そして、それぞれのメモリは外部記憶装置
１５を通じて外部記憶媒体１６とデータをやり取りでき
る。さらに、シネメモリ４１〜４ｎのデータは切り換え
器５と通じてスキャンコンバータ６に入力される。この
スキャンコンバータ６はそれぞれのシネメモリのデータ
内容を同時に再生できるよう改良されているので、画像
表示装置９に断層像を複数同時に再生することができ
る。例えば、三箇月前、一箇月前、一週間前のデータを
同時に同一画面に表示することができる。

【００３８】（実施例３）図４は、本発明による実施例
３の超音波診断装置の概略構成を示すブロック構成図で
あり、１７はドプラ処理部、１８はドプラ用シネメモ
リ、１９は第３切り換え器である。

【００３９】前記ドプラ処理部１７は、図５に示すよう
に、超音波送受部２で処理された受波信号から被検体内
の動きにより生ずるドプラ偏移を受けた信号を射出する
復調回路１７１と、この復調回路１７１からのドプラ信
号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器１７２と、このＡ／Ｄ
変換器１７２からのドプラ信号に基づき生体臓器の動き
により生じた低速度のドプラ偏移成分を除去するフィル
タ回路１７３と、このフィルタ回路１７３からの出力信
号を用い血流速度情報を用いて二次の血流像を作成する
血流像作成表示装置１７４とからなる。

【００４０】本実施例４は、従来の超音波ドプラ血流計
を改良したものであり、図４に示すように、超音波送受
信部２で得られた超音波信号はドプラ処理部１７に送ら
れる。ドプラ処理部１７では、超音波のドプラ効果によ
る周波数シフト成分を検出しドプラモード像を形成し、
内蔵のＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。この
信号は、ドプラ用シネメモリ１８に保存され、あるいは
直接第３の切り換え器１９に入力される。第３の切り換
え器１９は、ドプラ処理部１７からの信号あるいはドプ
ラ用シネメモリ１８からの信号を選択してスキャンコン
バータ６および合成回路７に信号を送る。

【００４１】また、超音波送受信部２からＡ／Ｄ変換器
３に入力された超音波信号は、シネメモリ４に保存さ
れ、あるいは直接第１の切り換え器５に入力される。第
１の切り換え器５は、Ａ／Ｄ変換器３からの信号あるい
はシネメモリ４からの信号を選択してスキャンコンバー
タ６に信号を送る。スキャンコンバータ６では、Ａ／Ｄ
変換器３からの信号で構成される断層像とドプラ処理部
１７からの信号で構成されるドプラ画像とを組み合わせ
て画像を構成する。合成回路７はスキャンコンバータ６
や第３の切り換え器１９からのドプラ信号、あるいは図
示を省略した生体信号とを合成する。この合成回路７で
合成された画像は、Ｄ／Ａ変換器８でアナログ信号に変
換され、画像表示装置９で画像として表示される。外部
記憶装置１５は、前記シネメモリ４や前記ドプラ用シネ
メモリ１８に格納されたデータを光磁気ディスクなどの
外部記憶媒体１６に書き込んだり、あるいは外部記憶媒
体１６からデータを読み出し、前記シネメモリ４や前記
ドプラ用シネメモリ１８に書き込んだりするための制御
を行う。

【００４２】このように実施例３によれば、前記シネメ
モリ４や前記ドプラ用シネメモリ１８からのデジタルデ
ータのまま、外部記憶装置１５に直接送受して外部記憶
媒体１６に直接書き込み・読み出しができるので、画質
の劣化なしに保存することが可能となる。

【００４３】また、前述の実施例１と同様の効果を得る
ことができる。

【００４４】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得る
ことはいうまでもない。

【発明の効果】本願において開示された発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００４５】（１）シネメモリまたはドプラ用シネメモ
リから直接外部記憶装置に送受して外部記憶媒体への書
き込みおよび外部記憶媒体からの読み出しを行うので、
断層像、生体信号、ドプラ画像を画質の劣化なく効率良
く保存・再生することができる。

【００４６】（２）シネメモリにより実データを保存す
るので、データを種々のデータに加工することが可能と
なる。これにより、例えば、画像の変化分を抽出して倍
率の変化が容易にできる。

【００４７】（３）１フレームの画像データと比較して
１フレーム分の走査線データが少ないので、転送スピー
ドを向上することができる。

【００４８】（４）複数の時相の画像、例えば、治療前
と治療後の画像が同時に同一画面上で観察するので、診
断効率を向上することができる。

【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１の概略
構成を示すブロック構成図である。

【図２】本実施例１の超音波送受信部の概略構成を示す
ブロック構成図である。

【図３】本発明による超音波診断装置の実施例２の概略
構成を示すブロック構成図であ

【図４】本発明による超音波診断装置の実施例３の概略
構成を示すブロック構成図である。

【図５】本実施例３の超音波送受信部の概略構成を示す
ブロック構成図である。

【図６】従来の超音波診断装置の概略構成を示すブロッ
ク構成図である。

【符号の説明】

１ 探触子 ２ 超音波送受信部 ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ シネメモリ ５ 第１の切り換え器 ６ スキャンコンバータ ７ 合成回路 ８ Ｄ／Ａ変換器 ９ 画像表示装置 １０ 制御装置 １１ 電極 １２ 生体信号抽出回路 １３ 生体信号記憶用メモリ １４ 第２の切り換え器 １４₁〜１４_n 探触素子 １５ 外部記憶装置 １６ 外部記憶媒体 １６Ａ スイッチ群 １７ ドプラ処理部 １７ａ〜１７ｅ 増幅器、ドプラ処理部 １８ ドプラ用シネメモリ １９ 第３の信号切り換え器 １９Ａ 加算器 ２０ 整相回路 ２１ 検波器 ２２ 送波回路 ２３ 制御装置 ４１〜４ｎ 第１のシネメモリ〜第ｎのシネメモリ １３１〜１３ｎ 第１の生体信号記憶用メモリ〜第ｎの
生体信号記憶用メモリ １７１ 復調回路 １７２ Ａ／Ｄ変換器 １７３ フィルタ回路 １７４ 血流像作成表示装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波を送受信する探触子と、該探触子か
   らの受波信号に所定の遅延時間を与える遅延回路と、該
   遅延回路で位相が揃えられた受波信号を加算して出力す
   る整相回路と、該整相回路からの信号をデジタル化して
   時系列に複数フレーム記憶するシネメモリと、該シネメ
   モリから読み出したデータを超音波ビームの走査線ごと
   に書き込んで画像データを形成するデジタルスキャンコ
   ンバータと、被検体表面に取り付けられた生体情報検出
   センサから生体情報を取り込んで特定の生体信号を抽出
   する生体信号抽出器と、該生体信号抽出器で抽出した生
   体信号を記憶する生体情報記憶用メモリと、前記デジタ
   ルスキャンコンバータの出力と生体信号を合成する合成
   回路と、該合成回路の出力を画像として表示する画像表
   示装置とを備えた超音波診断装置であって、前記シネメ
   モリおよび生体情報記憶用メモリの内容を送受する外部
   記憶装置を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】前記外部記憶装置と送受可能なシネメモリ
   および生体情報記憶用メモリを複数系統設け、複数の画
   像を同時に表示する手段を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載の超音波診断装置。
3. 【請求項３】超音波を送受信する探触子と、探触子から
   の受波信号に所定の遅延時間を与える遅延回路と、該遅
   延回路で位相が揃えられた受波信号を加算して出力する
   整相回路と、該整相回路からの信号から被検体内の血液
   の動きにより生ずるドプラ偏移を受けた信号を抽出する
   復調回路と、該復調回路からの出力信号を用い血流の速
   度情報を演算する血流速度演算回路と、該血流速度演算
   回路からの血流情報を用いて２次元の血流像を作成して
   表示する血流像作成表示装置とを備えた超音波ドプラ血
   流計であって、前記血流速度演算回路で演算されたデー
   タを記憶するドプラ用シネメモリと、該ドプラ用シネメ
   モリに記憶されているデータを送受する外部記憶装置と
   を備えたことを特徴とする超音波ドプラ血流計。