JPH09248303A - 超音波映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超音波映像装置において、被検体内の関心領域
について反射エコーの検出感度を自動的に制御すること
を可能とする。 【解決手段】ＤＳＣ部３の内部に、画像表示部４の画面
上で診断対象となる関心領域を設定するＲＯＩ設定器１
４を設けると共に、このＲＯＩ設定器１４で設定された
関心領域に対応するビーム方向と深度に対しゲイン制御
カーブを演算・記憶し出力する深度ゲイン制御カーブ演
算メモリ１５を設け、このゲイン制御カーブによって超
音波回路部２内での深度毎のゲインを制御するようにし
たものである。これにより、被検体内の関心領域につい
て反射エコーの検出感度を自動的に制御することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内に超音波
ビームを送受信し診断部位について断層像を得て画像表
示部に表示する超音波映像装置に関し、特に被検体内の
関心領域について反射エコーの検出感度を自動的に制御
することができる超音波映像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波映像装置は、被検
体内に超音波ビームを送受信する探触子と、この探触子
に送波パルスを送信して超音波ビームを発生させると共
に診断部位からの反射エコーの信号を受信増幅し且つそ
の反射エコーの到達時刻により異なる深度毎のゲインを
与えて増幅し更にビデオ信号処理する超音波回路部と、
この超音波回路部からの反射エコー信号を入力してディ
ジタル化し超音波ビーム走査並びとして該反射エコー信
号を記憶すると共に上記超音波ビーム走査並びからＸ，
Ｙ走査並びに走査変換するディジタルスキャンコンバー
タ部と、このディジタルスキャンコンバータ部からの出
力信号をビデオ信号に変換して超音波画像として表示す
る画像表示部とから成っていた。そして、上記超音波回
路部内には、探触子に送波パルスを送信して超音波ビー
ムを発生させるための送波回路が設けられると共に、診
断部位から戻ってくる反射エコーの信号を受信増幅する
ための受波回路が設けられ、さらに上記受信した反射エ
コーに対する深度毎のゲインと周波数帯域とを制御する
深度ゲイン制御部が設けられていた。

【０００３】このような従来の超音波映像装置における
自動ゲイン制御方式としては、第一は１本の超音波ビー
ムの送受信期間内にエコーレベルに応じて瞬時に受信増
幅のゲインを制御するものがあり、第二は超音波ビーム
の走査によって得たフレーム単位の超音波画像の濃度に
応じて平均的に受信増幅のゲインを制御するものがあっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波映像装置における自動ゲイン制御方式では、
上記何れの方式においても被検体内の映像化したい関心
領域とは関係なく、単にエコーレベルに応じて瞬時に受
信増幅のゲインを制御したり、或いはフレーム単位の超
音波画像の濃度に応じて平均的に受信増幅のゲインを制
御していたので、被検体内の関心領域について反射エコ
ーの検出感度を自動的に制御することができないもので
あった。従って、例えば、太っていて超音波透過性の低
い人、或いは乳児のように超音波の透過し易い場合など
により、装置のゲイン設定が狂うことがあった。このこ
とから、探触子を含む映像装置の均一な画像濃度分布を
保証できないことがあり、有用な情報を多く含む濃度付
近の画像表示が十分に向上できないことがあった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、被検体内の関心領域について反射エコーの検出感
度を自動的に制御することができる超音波映像装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【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映像装置は、被検体内に超音波
ビームを送受信する探触子と、この探触子に送波パルス
を送信して超音波ビームを発生させると共に診断部位か
らの反射エコーの信号を受信増幅し且つその反射エコー
の到達時刻により異なる深度毎のゲインを与えて増幅し
更にビデオ信号処理する超音波回路部と、この超音波回
路部からの反射エコー信号を入力してディジタル化し超
音波ビーム走査並びとして該反射エコー信号を記憶する
と共に上記超音波ビーム走査並びからＸ，Ｙ走査並びに
走査変換するディジタルスキャンコンバータ部と、この
ディジタルスキャンコンバータ部からの出力信号をビデ
オ信号に変換して超音波画像として表示する画像表示部
とから成る超音波映像装置において、上記ディジタルス
キャンコンバータ部の内部に、画像表示部の画面上で診
断対象となる関心領域を設定するＲＯＩ設定器を設ける
と共に、このＲＯＩ設定器で設定された関心領域に対応
するビーム方向と深度に対しゲイン制御カーブを演算・
記憶し出力する深度ゲイン制御カーブ演算メモリを設
け、このゲイン制御カーブによって上記超音波回路部内
での深度毎のゲインを制御するようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波映像装置の実施の形態を示すブロック図である。こ
の超音波映像装置は、被検体内に超音波ビームを送受信
し診断部位について断層像を得て画像表示部に表示する
もので、図１に示すように、探触子１と、超音波回路部
２と、ディジタルスキャンコンバータ部（以下「ＤＳＣ
部」と略称する）３と、画像表示部４とから成る。

【０００８】上記探触子１は、被検体内に超音波ビーム
を送受信するもので、図示省略したがその内部には、超
音波の発生源であると共に反射エコーを受信する例えば
ｎ素子の振動子素子を有している。超音波回路部２は、
上記探触子１に送波パルスを送信して超音波ビームを発
生させると共に診断部位からの反射エコーの信号を受信
増幅し且つその反射エコーの到達時刻により異なる深度
毎のゲインを与えて増幅し更にビデオ信号処理するもの
で、その内部には、送波回路５と、受波回路６と、送受
分離回路７と、探触子切替走査部８と、深度ゲイン制御
部９と、ビデオ信号処理部１０とから成る。

【０００９】上記送波回路５は、超音波ビームを形成す
る同時送信ｍチャンネルの送波パルスを遅延制御して該
超音波ビームが偏向・フォーカスするよう送信信号を前
記探触子１へ送るものである。受波回路６は、被検体内
の診断部位から散乱・反射されて上記探触子１に受信さ
れた反射エコー信号を入力して増幅すると共に、各チャ
ンネルのエコーの位相差或いは遅延時間差を補正して加
算し受波ビームを偏向・フォーカスするものである。送
受分離回路７は、上記送波回路５からの送信信号が上記
受波回路６に与える影響を最小限にし或いは該受波回路
６を破壊しないように分離するものである。また、探触
子切替走査部８は、上記探触子１のｎ素子の振動子素子
からｍチャンネルを選択したり、或いは振動子素子数の
異なる探触子１と切り換えることにより、ビームを形成
するチャンネルを切り換え走査波ビームを走査するもの
である。さらに、深度ゲイン制御部９は、上記受波回路
６で受信増幅した反射エコーの到達時刻により異なる深
度毎のゲインを与えて増幅するもので、上記反射エコー
に対する深度ごとのゲインと周波数帯域とを制御するよ
うになっている。そして、ビデオ信号処理部１０は、上
記ゲイン制御された反射エコー信号に対数変換，検波，
γ特性変換等の処理を行うものである。

【００１０】また、ＤＳＣ部３は、上記超音波回路部２
からの反射エコー信号を入力してディジタル化し超音波
ビーム走査並びとして該反射エコー信号を記憶すると共
に上記超音波ビーム走査並びからＸ，Ｙ走査並びに走査
変換するもので、超音波ビームのライン単位で１本又は
複数本のエコー信号を記憶するラインメモリ１１と、こ
のラインメモリ１１に記憶されたエコー信号をＸ，Ｙ二
次元の表示フォーマットに従って補間しつつ走査変換す
るスキャンコンバータ１２と、上記各構成要素の動作を
制御する制御回路１３とから成る。

【００１１】そして、画像表示部４は、上記ＤＳＣ部３
からの出力信号をビデオ信号に変換して超音波画像とし
て表示するもので、例えばＣＲＴから成る。

【００１２】ここで、本発明においては、上記ＤＳＣ部
３の内部に、ＲＯＩ設定器１４と深度ゲイン制御カーブ
演算メモリ１５とが設けられている。上記ＲＯＩ設定器
１４は、前記画像表示部４の画面上で診断対象となる関
心領域（以下「ＲＯＩ」と略称する）を設定するもので
ある。また、深度ゲイン制御カーブ演算メモリ１５は、
上記ＲＯＩ設定器１４で設定されたＲＯＩに対応するビ
ーム方向と深度に対しゲイン制御カーブ（以下「ＴＧＣ
カーブ」という）を演算・記憶し出力するものである。
そして、上記深度ゲイン制御カーブ演算メモリ１５で得
られたＴＧＣカーブによって、上記超音波回路部２内の
深度ゲイン制御部９により深度毎のゲインを制御するよ
うになっている。

【００１３】次に、このように構成された超音波映像装
置における深度ゲイン制御カーブの演算手段について、
図２のフローチャートを参照して説明する。まず、図１
において、通常の超音波映像装置と同様にして、探触子
１と超音波回路部２とで被検体の診断部位について反射
エコー信号を収集する。すると、この収集された反射エ
コー信号は、ビデオ信号処理部１０を介してＤＳＣ部３
へ送られる。この送られた反射エコー信号は、ＤＳＣ部
３内のラインメモリ１１に記憶される。

【００１４】次に、上記ラインメモリ１１から読み出さ
れた反射エコー信号はＤＳＣ部３内の深度ゲイン制御カ
ーブ演算メモリ１５ヘ送られ、この深度ゲイン制御カー
ブ演算メモリ１５は、その反射エコー信号の濃度を入力
する（図２のステップＡ）。一方、この状態でＲＯＩ設
定器１４により上記ラインメモリ１１の記憶した反射エ
コー信号について、ＲＯＩが設定される。次に、上記深
度ゲイン制御カーブ演算メモリ１５は、ラインメモリ１
１の記憶した反射エコー信号について設定されたＲＯＩ
に対応する深度とビーム方向とに相当する部位を取り出
し、そのレベル（濃度）のヒストグラムを演算する（ス
テップＢ）。そして、このヒストグラムについてその濃
度の出現頻度分布の重心を演算する（ステップＣ）と共
に、平均濃度を演算する（ステップＤ）。

【００１５】次に、上記のように求めた濃度頻度重心と
平均濃度との差分をとり（ステップＥ）、この差分の絶
対値がある一定値εより大きいか、小さいかにより補正
の有無を判断する（ステップＦ）。上記差分の絶対値が
ある一定値εより大きいときは、ステップＧ側に進み深
度ゲイン制御カーブ演算メモリ１５の発生するＴＧＣカ
ーブを補正する。すなわち、上記濃度の出現頻度分布が
平均濃度より高濃度に偏っている場合はその部分でのゲ
インが低下するようにゲイン変分を演算し（ステップ
Ｇ）、この求めたゲイン変分によりＴＧＣカーブに補正
値を加えるようにＴＧＣカーブの演算を行い（ステップ
Ｈ）、この補正したＴＧＣカーブを深度ゲイン制御カー
ブ演算メモリ１５に記憶しておき（ステップＪ）、この
深度ゲイン制御カーブ演算メモリ１５から読み出した補
正されたＴＧＣカーブを超音波回路部２内の深度ゲイン
制御部９へ出力し、この深度ゲイン制御部９により上記
補正されたＴＧＣカーブを用いてゲイン制御を行う（ス
テップＫ）。

【００１６】また、上記濃度の出現頻度分布が平均濃度
より低濃度に偏っている場合はその部分でのゲインが上
昇するようにゲイン変分を演算し（ステップＧ）、この
求めたゲイン変分によりＴＧＣカーブに補正値を加える
ようにＴＧＣカーブの演算を行う（ステップＨ）。以後
のステップＪとステップＫとは上述と同様に進む。これ
らの場合、深度ゲイン制御部９では、上記補正されたＴ
ＧＣカーブでゲイン制御を行うので、次の映像化フレー
ム以降はその補正されたゲインで画像形成されることと
なり、画像の濃度が均等に平均化される。

【００１７】一方、前記差分の絶対値がある一定値εよ
り小さいときは、ステップＦからステップＫの後段へ跳
び、上述のような補正は行わないで従来と同様に画像形
成する。

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
ＤＳＣ部の内部に、画像表示部の画面上で診断対象とな
る関心領域を設定するＲＯＩ設定器を設けると共に、こ
のＲＯＩ設定器で設定された関心領域に対応するビーム
方向と深度に対しゲイン制御カーブを演算・記憶し出力
する深度ゲイン制御カーブ演算メモリを設け、このゲイ
ン制御カーブによって上記超音波回路部内での深度毎の
ゲインを制御するようにしたことにより、被検体内の関
心領域について反射エコーの検出感度を自動的に制御す
ることができる。従って、例えば、太っていて超音波透
過性の低い人、或いは乳児のように超音波の透過し易い
場合などでも、装置のゲイン設定が狂うことなく映像化
ができる。このことから、探触子を含む映像装置の均一
な画像濃度分布を保証することができ、有用な情報を多
く含む濃度付近の画像表示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映像装置の実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】上記の超音波映像装置における深度ゲイン制御
カーブの演算手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 探触子 ２ 超音波回路部 ３ ＤＳＣ部 ４ 画像表示部 ５ 送波回路 ６ 受波回路 ９ 深度ゲイン制御部 １０ ビデオ信号処理部 １１ ラインメモリ １２ スキャンコンバータ １３ 制御回路 １４ ＲＯＩ設定器 １５ 深度ゲイン制御カーブ演算メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体内に超音波ビームを送受信する探触
   子と、この探触子に送波パルスを送信して超音波ビーム
   を発生させると共に診断部位からの反射エコーの信号を
   受信増幅し且つその反射エコーの到達時刻により異なる
   深度毎のゲインを与えて増幅し更にビデオ信号処理する
   超音波回路部と、この超音波回路部からの反射エコー信
   号を入力してディジタル化し超音波ビーム走査並びとし
   て該反射エコー信号を記憶すると共に上記超音波ビーム
   走査並びからＸ，Ｙ走査並びに走査変換するディジタル
   スキャンコンバータ部と、このディジタルスキャンコン
   バータ部からの出力信号をビデオ信号に変換して超音波
   画像として表示する画像表示部とから成る超音波映像装
   置において、上記ディジタルスキャンコンバータ部の内
   部に、画像表示部の画面上で診断対象となる関心領域を
   設定するＲＯＩ設定器を設けると共に、このＲＯＩ設定
   器で設定された関心領域に対応するビーム方向と深度に
   対しゲイン制御カーブを演算・記憶し出力する深度ゲイ
   ン制御カーブ演算メモリを設け、このゲイン制御カーブ
   によって上記超音波回路部内での深度毎のゲインを制御
   するようにしたことを特徴とする超音波映像装置。