JPS62137042A - 超音波診断装置 - 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】 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
断層画像を得る超音波診断装置に関し、特に画像データ
のサンプリングの周期を細かく変化させることができる
超音波診断装置に関する。

従来の技術 従来の超音波診断装置は、超音波パルスを送受信する探
触子と、この探触子の走査によってエコー信号を出力す
る超音波送受信部と、上記エコー信号をデジタル化して
画像メモリにそのデータを書き込むと共に読み出すデジ
タルスキャンコンバータと、このデジタルスキャンコン
バータからの出力信号を入力して断層画像を表示する表
示装置とを有して成る。そして、上記探触子によるセク
タ走査やコンベックス走査により得た画像データを再構
成し、表示装置としてのテレビモニタに表示するには、
走査角度と走査半径とによる極座標系で表されたデータ
配列を直交座標系であるテレビ走査方式に変換して上記
画像データをサンプリングしなければならない。ここで
、従来は、上記デジタルスキャンコンバータの画像メモ
リは、テレビモニタの画面と一対一で対応するようにア
ドレスが割り付けられており、該テレビモニタの画面と
一対一で対応するだけの広い平面分が必要とされるもの
であった。

これに対処して、上記デジタルスキャンコンバータ内の
画像メモリを縮小するため、直交座標系のテレビ走査の
タイミングに同期して画像データをサンプリングするこ
とが行われるようになった。

この場合、超音波の周波数や倍率の他に、超音波の走査
角度に応じて画像データのサンプリングの周期を変化さ
せなければならない。そして、このサンプリングの周期
を変化させるサンプリングクロック生成回路は、フリッ
プフロップやマルチプレクサ等の回路素子を複雑に組み
合わせると共にカウンタ及び制御用メモリを有しており
、基本パルスをカウンタクロックとし、カウンタの出力
値を制御用メモリによって制御して所要のサンプリング
クロックを生成していた。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような超音波診断装置におけるサンプリン
グクロック生成回路においては、第４図（ａ）に示す周
期Ｔの基本パルスに対して、生成できるサンプリングク
ロックは、同図（ｂ）。

（ｃ）に示すように、いずれも上記基本パルスの整数倍
の周期ＩＴ、２Ｔ、３Ｔ、・・・のものでしかなかった
。このように基本パルスの整数倍の周期でしかサンプリ
ングの周期を変化できないことから、画像データのサン
プリングの点と、テレビ走査による表示の点とが全ての
位置において合致するとは限らず、ある走査角度のある
テレビ走査のタイミングにおいてはずれることがあった
。従って、画像データのサンプリングの誤差が生じ、精
度の細かい画像データが得られず、テレビモニタに表示
される断層画像は良好とはいえなかった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、探触子から超
音波パルスを送受信し、との探触子の走査による受波信
号を入力して超音波送受信部でエコー信号を出力し、こ
のエコー信号をデジタルスキャンコンバータでデジタル
化して画像メモリにそのデータを書き込むと共に読み出
し、この読み出した画像データをＤ／Ａ変換して断層画
像として表示装置に表示する超音波診断装置において、
上記デジタルスキャンコンバータ内の画像メモリに画像
データを書き込む際のサンプリングクロックを生成する
サンプリングクロック生成回路は、基本パルスに対して
所定時間ずつ遅れた複数個のクロックパルスを作る遅延
回路と、この遅延回路からのクロックパルスを選択、組
み合わせて該クロックパルスの周期を変化させる選択回
路と、この選択回路に対して上記選択、組み合わせの信
号を送出して制御する制御用メ干りと、この制御用メモ
リからの制御信号により上記選択回路で得られたクロッ
クパルスの周期を分周する分周回路とで構成したことに
よってなされる。

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。

第１図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
して被検体の診断部位について断層画像を得るもので、
探触子］と、超音波送受信部２と、デジタルスキャンコ
ンバータ（以下ｒＤＳＣ」と略称する）３と、表示装置
４とから成る。

上記探触子１は、セクタ走査またはコンベックス走査等
を行って超音波パルスを送受信するもので、図示省略し
たがその中には超音波パルス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いる。また、前記超音
波送受信部２は、上記探触子１による超音波パルスの送
受信を制御すると共にその走査による受波信号Ｓ１を入
力してエコー信号Ｓ２を出力するもので１図示省略した
が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。

さらに、前記ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２からの
エコー信号Ｓ２を入力してデジタル化し、超音波断層画
像のデータを内部の記憶部に書き込んだり読み出すもの
で、中央処理装置（ＣＰ　Ｕ）５と、上記エコー信号Ｓ
２をデジタル化するＡ／Ｄ変換器６と、上記ＣＰＵ５か
らの制御信号Ｓ３により探触子１の走査角度や深度（走
査半径）に応じたタイミングのサンプリングクロックを
生成するサンプリングクロック生成回路７と、このサン
プリングクロック生成回路７で生成されたサンプリング
クロックＣＬＫを入力してアドレスを修正するメモリ書
込みアドレスカウンタ８と、上記ＣＰ　Ｕ　５からのテ
レビ同期信号Ｓ４を入力してアドレスを指定するメモリ
読出しアドレスカウンタ９と、上記メモリ書込みアドレ
スカウンタ８からのアドレス指定により画像データを書
き込むと共に」１記メモリ読出しアドレスカウンタ９か
らのアドレス指定により上記画像データを読み出す画像
メモリ１０と、この画像メモリ１０から読み出した画像
データについて超音波ビームの走査線間に生じる空白部
を埋め込んで探触子１による走査方式に応じた断層画像
を再構成する補間形成回路１１と、この補間形成回路１
１からの出力データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換器１２とを有して成る。

また、表示装置４は、」１記ＤＳＣ３からの出力信号Ｓ
５を入力して超音波断層画像を表示するもので、例えば
テレビモニタである。

ここで、本発明においては、上記ＤＳＣａ内の画像メモ
リ１０に画像データを書き込む際のサンプリングクロッ
クＣＩ、　Ｋを生成するサンプリングクロック生成回路
７は、遅延回路１３と、選択回路１４と、制御用メモリ
１５と、分周回路１６とからなる。上記遅延回路］３は
、ＣＰＵ５からの基本パルスＰｓを入力し、この基本パ
ルスＰｓに対して所定時間△ｔずつ遅れたｎ個のクロッ
クパルスＰｃを作ると共に、それらのクロックパルスＰ
ｃを並列に出力するものである。上記選択回路１４は、
遅延回路１３から出力されたｎ個のクロックパルスＰｃ
を並列に入力し、制御用メモリ１５から出力される選択
制御信号Ｓ６により上記のクロックパルスＰｃを適宜に
選択して組み合せることにより、該クロックパルスＰｃ
の周期を変化させるものである。上記制御用メモリ１５
は、選択回路１４に対して選択制御信号Ｓ６を送出する
と共に分周回路１６に対して分周制御信号Ｓ７を送出す
るもので、例えばＲＯＭ　（読出し専用メモリ）からな
り、このＲＯＭに記憶された超音波周波数、倍率および
走査角度等に応じて上記クロックパルスＰｃの選択、組
み合せを制御したり、得られたタロツクパルスの周期の
分周を制御するようになっている。上記分周回路１６は
、制御用メモリ１５からの分周制御信号Ｓ７により上記
選択回路１４で得られたクロックパルスの周期を分周し
て、求める各種の周期のサンプリングクロックＣＬＫを
生成するものである。

次に、このように構成された本発明の超音波診断装置の
動作について第２図及び第３図を参照して説明する。ま
ず、第１図において、探触子１から超音波パルスを被検
体の診断部位に送受信する。

すると、この探触子１の走査による受波信号Ｓ１を入力
して超音波送受信部２からエコー信号Ｓ２がＤＳＣ３に
出力される。このＤＳＣ３では上記エコー信号Ｓ２を入
力してＡ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換し、このデ
ータを画像メモリ１０に書き込む。

この画像メモリ１０に上記画像データを書き込む際のサ
ンプリングクロックは、サンプリングクロック生成回路
７によって生成される。すなわち、ＣＰＵ５から出力さ
れた周期Ｔの基本パルスＰｓ（第２図（ａ）参照）は、
上記サンプリングクロック生成回路７の遅延回路１３に
入力する。すると、この遅延回路１３では、」１記基本
パルスＰｓに対して所定時間Δｔずつ遅れたｎ個のクロ
ックパルスＰｃを作る。例えば、第２図（ｂ）に示すよ
うに、基本パルスＰｓの立ち上がりから時間△ｔだけ遅
れて立ち上がる周期Ｔの第一の遅延クロックパルスＰｃ
ｍや、同図（ｃ）に示すように、基本パルスＰｓの立ち
上りから時間２△ｔだけ遅れて立ち上がる周期Ｔの第二
の遅延クロックパルスＰｃ２等が作られる。そして、こ
れらの遅延クロックパルスＰ　Ｃ１，ＨＰ　Ｑ　２１・
・・は選択回路１４に並列に入力する。この選択回路１
４には、制御用メモリ１５から選択制御信号Ｓ６が入力
される。

ここで、」二部制御用メモリ１５は、それに記憶された
超音波周波数、倍率および走査角度等に応じて、上記遅
延回路１３から並列に出力されたｎ個の遅延クロックパ
ルスのうちどれとどれを選択して組み合わせるかを決定
して、その選択制御信号Ｓ６を出力する。いま、この選
択制御信号Ｓ６の内容が、第２図に示すように、基本パ
ルスＰｓから時間△ｔだけ遅れた第一の遅延クロックパ
ルスＰｃ１と、時間２△ｔたけ遅れた第二の遅延クロッ
クパルスＰｃ２とをこの順序で選択して組み合わせるも
のとすると、上記選択回路１４からは第２図（ｄ）に示
すような合成りロックパルスＰが出力される。すなわち
、まず、第一の遅延クロックパルスＰｃ工て立ち上げて
、その途中で上記Ｐｃ１よりΔｔだけ遅れた第二の遅延
クロックパルスＰｃ２に切り換えて組み合わせるので、
その周期は、第２図（ｄ）に示すように、第一の遅延ク
ロックパルスＰｃ１の立ち上がりから第二の遅延クロッ
クパルスＰｃ２の２番パルスの立ち」二がりまでの（Ｔ
＋Δｔ）となる。従って、この場合は、上記選択回路１
４によってクロックパルスの周期が（Ｔ十△ｔ）に変化
される。また、上記選択制御信号Ｓ６の内容が、第３図
に示すように、基本パルスＰｓから時間２Δｔだけ遅れ
た第二の遅延クロックパルスＰＣ２と、時間△ｔだけ遅
れた第一の遅延クロックパルスＰｃ工とをこの順序で選
択して組み合わせるものとすると、」二部選択回路１４
からは第３図（ｄ）に示すような合成りロックパルスＰ
′が出力される。すなわち、まず第二の遅延クロックパ
ルスＰＣ２で立ち上げて、その途中で上記Ｐｃ２よりΔ
ｔだけ進んだ第一の遅延クロックパルスＰｃ、に切り換
えて組み合わせるので、その周期は、第３図（ｄ）に示
すように、第二のクロックパルスＰｃ、の立ち上がりか
ら第一の遅延クロックパルスＰｃｍの２番パルスの立ち
上がりまでの（Ｔ−△ｔ）となる。従って、この場合は
、上記選択回路１４によってクロックパルスの周期が（
Ｔ−八ｔ）に変化される。このようにして、上記選択、
組み合わせるクロックパルスＰｃを適宜変更することに
より、各種の周期のクロックパルスが得られる。こうし
て得られた合成りロックパルスｐ、ｐ’は、分周回路１
６へ入力する。この分周回路１６には、制御用メモリ１
５から分周制御信号Ｓ７が入力されており、この分周制
御信号Ｓ７に応じて例えば１／ｍ（ｍ＝１゜２．３．・
・・）まで分周される。この結果、時間精度がｍ×Δｔ
の各種の周期のサンプリングクロックＣＬＫが生成され
て、サンプリングクロック生成回路７から出力される。

次に、′上記サンプリングクロック生成回路７から出力
されたサンプリングクロックＣＬＫは、メモリ書込みア
ドレスカウンタ８に入力し、そのアドレスを修正する。

そして、このメモリ書込みアドレスカウンタ８からのア
ドレス指定により、上＝１２− 記Ａ／Ｄ変換器６から出力された画像データを画像メモ
リ１０に書き込む。次に、このようにして書き込まれた
画像データは、ＣＰＵ５からのテレビ同期信号Ｓ４の制
御によりアドレスが生成されたメモリ読出しアドレスカ
ウンタ９のアドレス指定により、上記画像メモリ１０か
ら逐次読み出される。この読み出された画像データは、
補間形成回路１１へ入力し、この回路によって超音波ビ
ームの走査線間に生じる空白部が埋め込まれ、探触子１
による走査方式に応じた断層画像が再構成される。そし
て、上記補間形成回路１１からの出力データは、Ｄ／Ａ
変換器１−２でアナログ信号に変換され、表示装置４に
入力して断層画像として表示される。

発明の効果 本発明は以」二説明したように、ＤＳＣ３内の画像メモ
リ１０に画像データを書き込む際のサンプリングクロッ
クを生成するサンプリングクロック生成回路７を、遅延
回路１；３と、選択回路１４と、制御用メモリ１５と、
分周回路１６とで構成したので、」二部遅延回路１３か
ら出力される所定時間（△ｔ）ずつ遅れた複数個のクロ
ックパルスＰｃを選択回路Ｊ４で適宜選択して組み合わ
せることにより、各種の周期のサンプリングクロックＣ
ＬＫを作ることができる。ここで、」二部遅延回路１３
の遅延時間△ｔは、基本パルスＰｓの周期Ｔに比へて十
分小さいので、分周回路１６からは時間精度がｍ×Δｔ
　（ｍ＝１．２，３．・・・）という細かい精度の各種
の周期のサンプリングクロックＣＬ　Ｋが出力される。

従って、従来装置においては基本パルスの整数倍の周期
ＩＴ、２Ｔ、３Ｔ、・・でしかサンプリングの周期を変
化できなかったのに対して、本発明においてはｍ×△し
という細かい精度で画像データのサンプリングの周期を
変化させることができる。このことから、画像データの
サンプリングの点と、テレビ走査による表示の点とを大
部分の位置において合致させることができ、複雑なセク
タ走査やコンベックス走査による画像データのサンプリ
ングの誤差を少なくすることができる。従って、精度の
細かい画像データが得られ、表示装置４にば良ｉｆな断
層画像が表示される。

【図面の簡単な説明】

第１図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、第２図及び第３図はサンプリングクロック生
成回路におけるサンプリングクロックの生成を示すタイ
ミング線図、第４図は従来のサンプリングクロック生成
回路におけるサンプリングクロックの生成を示すタイミ
ング線図である。 ■・・・探触子 ２・・・超音波送受信部 ３・・・デジタルスキャンコンバータ ４・・・表示装置 ７・・・サンプリングクロック生成回路１０・・・画像
メモリ １２・・・Ｄ／Δ変換器 １３・・・遅延回路 １４・・・選択回路 １５・・・制御用メモリ １６・・・分周回路 Ｐｓ・・・基本パルス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 探触子から超音波パルスを送受信し、この探触子の走査
   による受波信号を入力して超音波送受信部でエコー信号
   を出力し、このエコー信号をデジタルスキャンコンバー
   タでデジタル化して画像メモリにそのデータを書き込む
   と共に読み出し、この読み出した画像データをＤ／Ａ変
   換して断層画像として表示装置に表示する超音波診断装
   置において、上記デジタルスキャンコンバータ内の画像
   メモリに画像データを書き込む際のサンプリングクロッ
   クを生成するサンプリングクロック生成回路は、基本パ
   ルスに対して所定時間ずつ遅れた複数個のクロックパル
   スを作る遅延回路と、この遅延回路からのクロックパル
   スを選択、組み合わせて該クロックパルスの周期を変化
   させる選択回路と、この選択回路に対して上記選択、組
   み合わせの信号を送出して制御する制御用メモリと、こ
   の制御用メモリからの制御信号により上記選択回路で得
   られたクロックパルスの周期を分周する分周回路とで構
   成したことを特徴とする超音波診断装置。