JPS5978390A - 生体信号表示装置 - 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】 本発明は、デジタルテレビモニタを装備した超音波診断
装置に使用される超音波画像と共に生体信号等を併示す
るデジタルテレビ形表示装置の改良に関するものである
。

従来、生体信号描出のために静電あるいは電磁偏向形Ｘ
−Ｙモニタを用いていたが、近年デジタルテレビモニタ
を用いて超音波断層像と生体信号を併示できる装置が提
案されている。さらに詳述すると、例えば第１図のよう
なデジタルテレビモニタに、第２図に示す生体信号Ａ、
Ｂを描出する際、画面の水平方向と垂直方向で分割され
る１マスに当る１画素単位のデータを得るため、第３図
に示すように、１画素の幅をもつ周期Ｔでもって生体信
号Ａ、Ｂをサンプリングする。それで得られたデータを
、一時デジタルメモリなどに記憶し、テレビの走査に合
わせて読出し、第４図に示すように、断層像ＵＳなどと
併示するようにしているが、ドツト表示になってしまう
。このため、第５図（○印はサンプルデータである）に
示すように、サンプリングしたデータ間をつないで表示
する手段が考えられるが、このときサンプリングクロ。

りは１画素の幅をもつものに限定されてしまうため、第
６図（○印はサンプルデータである）に示すように、生
体信号が高周波になると十分なデータが得られず、正確
な波形を表示できないという問題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去し、良好な
生体信号を描出し得る超音波診断装置等に使用されるデ
ジタルテレビ形表示装置を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するためになされたものであ
シ、その特徴は、生体信号を１画素幅よシも短い間隔で
サンプリングし、各画素中の最大値及び最小値を求め、
それぞれの最大値と最小値の間を埋め込んで連結する方
式、及び前記最大値及び最小値を求める際、求めようと
する画素のすぐ前の画素中の最大値と最小値をそれぞれ
入れ替えて、当該画素中の初期値としてこの画素中の最
大値及び最小値を求める方式としたことにある。

第７図〜第１４図は、本発明の詳細な説明するための図
であり。印は最大値、０印は最小値を示すものである。

本発明の原理は、第７図に示すように、生体信号を画素
幅の周期Ｔより一層短い間隔ｔでもってサンプリングし
、各画素中の最大値〔Ｆｍａ　ｘ（ｔ）　：）と最小値
（Ｆｍｉｎ（ｔ））を求める。そして、画面に表示する
際、画素幅の周期Ｔに同期して前記求めた最大値と最小
値の間を埋め込んで各画素間を連結する。この方式で得
られた表示像を第８図に示す。

第８図かられかるように、前記方式では、水平方向は画
素単位で描出でき、垂直方向は最大値と最小値間を埋め
込んだ領域を描出できるので、従来の問題点をある程度
解決できる。

しかしながら、第７図の■で示すように、画素と画素の
区切目で、当該画素の最大値又は最小値と、次の画素の
最小値又は最大値が離れてしまい、第８図の■で示すよ
うに、不連続となる場合がある。この問題を解消するた
めに、第９図に示すように、各画素中で求めた最大値と
最小値をそれぞれ入れ替えて、この値を次の画素中の最
大値及び最小値を求める初期値としてその画素中の最大
値及び最小値を求める。即ち、最初の画素の最大値と最
小値を求め、この画素中の最大値と最小値をそれぞれ入
れ替えて次の２番目の画素の初期値とし、この２番目の
画素中の最大値及び、最小値を求める。同様にして、２
番目の画素中の最大値と最小値をそれぞれ入れ替えて次
の３番目の画素中の最大値及び最小値を求める。この動
作を４番目。

５番目　と各画素中の最大値及び最小値を順次求めて行
き、第７図の場合と同様に各画素中の最大値と最小値の
間を埋め込んで各画素間を連結する。

この方式で得られた表示像は、第１０図に示すように、
連続したアナログ信号のような映像となる。

この方式の原理をもっとわかりやすくするために、例を
あげて説明する。

（１）右上がシの波形の場合 第１１図に示すように、２番目の画素中のサンプリング
初期値として１番目の画素中で求められた最大値ａｎｌ
　を最小値ｂｏとし、最小値ｂｎｌ　を最大値ａｏ　と
する。

この最小値１）０＋最大値ａＯを初期値として２番目の
画素のサンプリングを続けると、最小値す。

は保持され、最大値ａＯがａｌ　、　ａ２　、　ａ３・
・・ａｎ　　と変化して最終的に２番目の画素中の最大
値ａｎ２が求められる。即ち１番目の画素中の最大値ａ
ｎｌと２番目の最小値す。が一致することになるので、
画素間の切目がなくなる。

同様にして、２番目と３番目の画素、３番目と４番目の
画素　の関係で各画素中の最大値及び最小値を求める。

（２）右下がりの場合 第１１図の場合と同様にして、第１２図に示されるよう
に、１番目の画素中の最大値ａｒ＋４が２番目の画素中
のサンプリングの初期値の最小値す。

となり、１番目の画素中の最小値ｂｎ４が初期値の最大
値ａ。となる。そして最大値ａ。は２番目の画素中の最
大値ａｎ２　となり保持され、最小値ｂｏがｂｌ、ｂ２
．ｂ３　・ｂｎと変化して最終的に２番目の画素中の最
小値ｂｎ２　　となる。即ち、１番目の画素の最小値ｂ
ｎ１　と２番目の画素の最大値ａｎｚ（＝ａｏ）が一致
するので画素間の切目はなくなる。同様にして、２番目
と３番目の画素、３番目と４番目の画素　の関係で各画
素中の最大値及び最小値を求める。

（３）途中で下がる場合 前記（１）、　ｆ２）の場合と同様にして、第１３図に
示すように、１番目の画素中の最小値ｂｎｌ　及び最大
値ａｎｌ　は、２番目の画素中の初期値の最大値ａＱ及
び最小値す。とじて保持されているが、最小値ｂｏ　よ
り小さい点をみつけると、最小値ｂｌ。

ｂ２．ｂ３　　ｂｎと求めて行き最終的に最小値ｂｎ２
が求められ、最大値ａｎ２は前記（１）の右上がりの場
合と同様にして求める。

（４）途中で上がる場合 前記（３）の場合と同様にして、第１４図に示すように
、１番目の画素中の最大値ａｎ１及び最小値ｂｎｌは２
番目の画素中の初期値の最大値ａ（、及び最小値ｂｏ　
として保持されているが、最大値ａＱより大きい点をみ
つけると、最大値ａ１＋　ａ２　＋　ａ３・・ａｎと求
めて行き最終的に最大値ａｎ２が求められ、最小値ｂｎ
２は前記（２）の右下がりの場合と同様にして求める。

次に、前記本発明の原理に基づいてなされた実施例を説
明する。

第１５図〜第１９図は、本発明の一実施例の構成をプロ
、りで示す図である。

図中、１は心電計等の生体信号受信回路、２はアナログ
デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）であシ、
生体信号を高周波（サンプリング間［Ｌ）のＡ　／　Ｉ
）変換クロ、りでサンプリングしてデジタル信号に変換
するものである。３は第１サンプリングクロ、り発生回
路であり、Ａ／Ｄ変換器２のサンプリングのＡ、　／　
Ｄ変換クロ、りを作るものである。４は最大値計測回路
であり、第１６図に示すように、最大値判断用比較器４
Ａ、ゲート回路４Ｂ、最大値計測用う、子回路４Ｃから
構成されている。５は最小値計測回路であり、第１７図
に示すように、最小値判断用比較器５Ａ。

ゲート回路５Ｂ、　　ラッチ回路５Ｃから構成されてい
る。６は最大値記憶部であり、第１８図に示すよって、
書込み用う、子回路６Ａ、読出し用う。

子回路６Ｂ、記憶装置６０．書込み信号発生回路６Ｄ、
書込みアドレス発生回路６Ｂ、読出しアドレス発生回路
６Ｆ、読出し信号発生回路６Ｇから構成されている。７
は最小値記憶部であシ、第１９図に示すように、書込み
用う、子回路７Ａ、読み出し用う、子回路７Ｂ、記憶装
置７Ｑ、書込み信号発生口＃７Ｄ、書込みアドレス発生
回路７Ｂ。

読出しアドレス発生回路７Ｆ、読出し信号発生回路７Ｇ
から構成されている。８は記憶部６及び７の書込みのタ
イミングを作る第２サンプリングクロック発生回路、９
はテレビ同期信号発生回路である。１０は最大値と最小
値との間を埋め込む埋め込み回路であり、Ｙ軸アドレス
発生器１０Ａ。

比較器１０Ｂ及び１００．ＡＮＤゲート回路１゜Ｄから
構成されている。１１は表示装置である。

次匠、本実施例の動作を第１５図〜第１９図において説
明する。

生体信号受信回路１で受信した生体信号はＡ／Ｄ変換器
２に入力する。Ａ／Ｄ変換器２は、第１サンプリングク
ロ、り発生回路６からのサンプル間隔ｔのＡ／Ｄ変換ク
ロ、りにより生体信号をサンプリングしてデジタル信号
に変換する。このサンプルデジタル信号は、最大値言」
副回路４の最大値判断用比較器４Ａと最大値側測用う、
子回路４ｃに入力され、最大値計測用ラッチ回路４Ｃの
出力とサンプルデジタル信号が比較され、最大値引測用
ラッチ回路４Ｃの出力の方が小さいとき、最大値判断用
比較器４Ａの出力はゲート回路４Ｂ全開き、サンプリン
グクロ、りｔによって新たにサンプルデジタル信号を最
大値として最大値計測用ラッチ回路４Ｃに記憶させる。

最小値計測回路５にも同様に前記サンプルデジタル信号
は入力し９最小値判断用比較器５Ａに入力したサンプル
デジタル信号より最小値計測用う、子回路５ｃの出方の
方が大きいとき、サンプリングクロ、りｔによって新た
にサンプルデジタル信号を最小値上して最小値計測用う
、子回路５ｃに記憶させる。このようにして求めたサン
プルデジタル信号の最大値及び最小値は、画素幅のサン
プリングクロ、りＴとテレビモニタ同期信号により最大
値記憶部６及び最小値記憶部７の書込みラッチ回路６Ａ
及び７Ａ、書込み信号発生回路６Ｄ及び７Ｄを介して記
憶装置６Ｃ及び７Ｃに記憶される。記憶装置６Ｃ及び７
Ｃに記憶されている一Ｉ７ニンプルデジタルデータを、
テレビ同期信号発生回路９．読出しアドレス発生回路６
Ｆ及び７Ｆ、読出し信号発生回路６Ｇ及び７Ｇにより記
憶装置６Ｃ及び７Ｃから読出し、読出し用う、子回路６
Ｂ及び７Ｂを通して最大値と最小値との間を埋める埋め
込み回路１ｏの比較器＋ｏＢ及び１０Ｃに入力する。

ここで、第２０図に示すように、比較器１０Ｂ及び１０
Ｑは、Ｙ軸アドレス（テレビの垂直方向）と最大値を比
較して、Ｙ軸アドレスが最大値より小さいとき、比較器
１０１３から出方し、また同様にＹ軸アドレスが最小値
より大きいとき、比較器１０Ｃから出力し、ＡＮＤゲー
ト回路１０Ｄでアンドをと９、その出力を表示装置１１
に入力して最大値と最小値の間を埋め込んで行く。

次に、最大値と最小値を入れ替える回路構成を第２１図
に示す。第２１図において、第１５図と同一のものは同
一符号を付け、その説明は省略する。

第２１図中、１２，１６は選択回路であシ、選択回路１
２は、第２２図に示すように、第２サンプリングクロ、
り発生回路８′からの切換信号Ｓがローレベル（Ｌ）の
とき、最小値を最大値計測回路４′へ出力し、ハイレベ
ル（Ｉ］）のときはＡ／Ｄ変換器２の出力を最大値計測
回路へ出力する。また、選択回路１３は切換信号Ｓがロ
ーレベル（Ｌ）のとき、最大値を最小値計測回路５′へ
出力し、ハイレベル（Ｈ）のときはＡ／Ｄ変換器２の出
力を最小値計測部へ出力するようになっている。

最大値計測回路４′は、第１５図に示す最大値計測回路
４に、第２サンプリングクロ、り発生回路８′の出力を
ゲートするゲート回路４Ｄを設け、ゲート回路４Ｂ及び
４Ｄの出力をＯＲゲートする０几ゲ一ト回路４Ｅを設け
たものである。また、最小値計測回路５′も、同様に第
１５図に示す最小値計測回路５にゲート回路５Ｄ及びＯ
Ｒゲート回路５Ｅを設けたものであシ、最大値計測回路
４′と同一回路構成であるので第２１図では省略してい
る。

第２サンプリングクロ、り発生回路８′は、第１５図に
示す第２サンプリングクロ、り発生回路８と同様にサン
プリングクロ、りＴが出力されるが、このサンプリング
クロ、りＴに同期して第２２図に示すような切換信号Ｓ
を発生するようになっている。

次に、この回路の動作を第２１図及び第２２図において
説明する。

第１・′５、図と同様に最大値及び最小値を開側して、
サンプリングクロ、りＴにより最大値計測回路４′の最
大値計測用ラッチ回路４Ｃから最大値記憶部６の書込み
用う、子回路６Ａへ最大値を転送すると同時に、選択回
路１３を通して最小値計測回路５′の最小値側測用う、
子回路５Ｃへ最大値を転送する。最小値の場合も同様に
して、最小値計測回路ぎの最小値計測用う、子回路５Ｃ
から最小値記憶部７の書込み用う、子回路７Ａへ最小値
を転送すると同時に、選択回路１２を通して最大値計測
回路４′の最大値計測用う、子回路４Ｃへ最小値を転送
する。

このようにして最大値記憶部６及び最小値記憶部７は、
最大値及び最小値を記憶すると同時に、最大値計測回路
４′は最小値を次の画素中の最大値計測のための初期値
とし、最小値計測回路５′は最大値を次の画素中の最小
値計測のための初期値として計測を繰シ返して行う。

次に、最大値計測回路４′と最小値計測回路５′に入れ
替えられて入力したデータは、最大値計測部４′で考え
ると、サンプリングクロ、り発生回路８′で出力したサ
ンプリングクロックＴと切換信号Ｓよりゲート回路４Ｄ
を開き、最大値計測用う、子回路４Ｃに記憶される。こ
の最大値側測用う、子回路４Ｃに記憶される前記の入れ
替えられたデータと新しいサンプルデータと比較して、
入れ替えられたデータよりも新しいサンプルデータの方
が大きいとき最大値計測用比較器４Ａから出力し、この
出力があり、かつ切換時でないときゲート回路４Ｂが開
き、サンプリングクロ、りｔにより新たにサンプルデー
タを最大値計測用う、子回路４Ｃに記憶する。

ここで、最大値計測用比較器４Ａからの出力がある場合
は、第１１図に示すような右上がりの波形の場合であり
、出力がない場合は、第１２図に示すような右下がりの
波形の場合である。最大値計測用比較器４Ａの出力があ
る場合は新たに最大値が求められて行くが、出力がない
場合は、前の最小値が保持され、この画素中の最大値と
なることがわかる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、そ
の要旨を変更しない範囲において種々変更し得ることは
勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、画素中の最大値
と最小値を求めて、その間を埋め込むことにより各画素
間を連結するようにしたので、生体信号をドツトでなく
線として表示することができる。

また、前記画素中の最大値と最小値を求める際に最大値
と最小値を入れ替えて、次の画素の初期値としてこの画
素中の最大値と最小値を求めるようにしたので、画素間
の連結により連続性をもたせることができ、高域に周波
数成分をもつ生体信号でもアナログ信号のように正確に
表示することができる。その結果、診断に適した画像を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、従来の超音波画像と共に生体信号等
を併示するデジタルテレビ形表示装置の問題点を説明す
るための図、第７図〜第１４図は、本発明の詳細な説明
するための図、第１５図〜第２２図は、本発明の一実施
例を説明するだめの図である。 １　生体信号受信回路、２．、、Ａ／’Ｄ変換器、６第
１サンプリングクロ、り発生回路、４，４′最大値計測
回路、５，５′　　最小値計測回路、６最大値記憶部、
７　最小値記憶部、８・第２サンプリングクロ、り発生
回路、９　テレビ同期信号発生回路、１０　最大値と最
小値との間埋め込み回路、１１　表示装置。 代理人　　弁理士　秋　１）収　喜 第４１刀 第５図 第６図 ＝１素 ７４６− 第８図 第１０図 第１１図 第１３図 第１２閃 第１４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）デジタルテレビ形表示装置において、被表示信号
   を画素幅よりも短い周期でサンプリングしてデジタル信
   号に変換するアナログデジタル変換器と、該アナログデ
   ジタル変換器の出力から各画素中の最大値及び最小値を
   求める最大値・最小値計測回路と、該最大値・最小値計
   測回路の出力を記憶する記憶装置と、該記憶装置にデー
   タを岩込み及び読出す回路と、前記最大値と最小値との
   間を埋め込む埋め込み回路と、該埋め込み回路の出力を
   表示するデジタルテレビ形表示装置を具備したことを特
   徴とするデジタルテレビ形表示装置。
2. （２）デジタルテレビ形表示装置において、被表示信号
   を画素幅よりも短い周期でサンプリングしてデジタル信
   号に変換するアナログデジタル変換器と、該アナログデ
   ジタル変換器の出力から各画素中の最大値及び最小値を
   求める際に、求めようとする画素のすぐ前の画素中の最
   大値と最小値を入れ替えて当該画素の初期値として最大
   値及び最小値を求める最大値・最小値計測回路と、該最
   大値・最Ｊ・値ａ１測回路の出力を記憶する記憶装置と
   、該記憶装置にデータを書込み及び読出す回路と、前記
   最大値と最小値との間を埋め込む埋め込み回路と、該埋
   め込み回路の出力を表示するデジタルテレビ形表示装置
   を具備したことを特徴とするデジタルテレビ形表示装置
   。