JPS63240842A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体の深度に応じて受信感度を調整して、
近距＠（浅部）から深部までの画像が均一で見易くする
ために用いられるＳＴＣ（センシテイビティ・タイム・
コントロール）波形発生回路を具備した超音波診断装置
に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置においては、生体の断層像を表示する際
に、°超音波の生体内における吸収減衰を補正して浅部
から深部まで均一な画像を表示するだめに、生体内の深
度に応じて受信感度を調整するＳＴＣ回路が必要となっ
ている。

従来より、この調整を行うためには、第７図（ａ）、（
ｂ）に示すように生体内の各深度に応じてＳＴＣボリュ
ーム１０Ａ乃至１０Ｈを設け、表示画像を見ながら画像
が均一で最も見易くなるようにボリューム調整をするこ
とで、該ボリュームの設定に応じたＳ　Ｔ　Ｃ波形を発
生させている。

また、使用プローブの周波数２診断部位等に応じて、予
めＳＴＣ波形を記憶させてあき、Ｓ　Ｔ　Ｃボリューム
を調整しなくてもほぼ均一な画像を得られるようにした
方式も必る（ｐｒｅｓｅｔ　ｓｒｃ　１能）。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来技術のうちＰｒｅｓｅｔ　ＳｒＣ機能を持
たない場合には、使用プローブ又は診断部位を変える度
にＳＴＣボリュームを調整する必要があり、この作業が
極めて煩雑でめった。

一方、Ｐｒ’ｅＳｅｔ　ＳｒＣ機能のある装置でも、あ
らゆる対９部位及び被検体の個人差をカバーすることは
不可能である。即ち、生体内の超音波の吸収温良は周波
数が高い程増加し、生体平均で２８Ｈ２では約２（１Ｂ
／ｃｍ、　５Ｈｔｌｚでは５ｄＢ／ｃｍの減衰が認めら
れ、この減衰は対象臓器及び被検体の個人差によってか
なり異なるからである。従って、これらは仝てカバーす
るためには、やはりＳＴＣボリュー・ムて微調整して使
用しているのが現状でめった。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、使用プロー７、診断部位、被検体等か
変わった場合でも、従来のようなＳＴＣボリュームを要
せずに表示画像の輝度が均一で最適な画像が得られる超
音波診断装置を提供することにある。

［発明の４苛成コ （問題点を解決するための手段） 本発明は、超音波プローブからの受信エコー信号を輝度
信号に変換する受信エコー信号処理回路内に設けられ、
Ｓ　Ｔ’　Ｃ波形に基づき輝度信号のゲインをコントロ
ールするゲインコントロール回路と、前記受信エコー信
号処理回路の出力で必る画像表示用信号に基づき、少な
くとも被検体の深度方向の各区間毎に前記信号の平均レ
ベルと基準信号レベルとの差を算出する演算回路と、こ
の演算回路の出力に基づき両レベルの差を前記区間毎に
キャンセルするＳＴＣ波形を発生させて、前記ゲインコ
ントロール部にフィードバックするＳＴＣ波形発生回路
とを設けて超音波診断装置を構成している。

（作　用） 本発明では、受信エコー信号処理回路の出力をフィード
バックざぜ、画像表示用信号の深さ方向の平均レベルか
あらかじめ定められた基準信号レベルと等しくなるよう
に８丁Ｃ波形をコントロールしている。この結果、使用
プローブ等を変えた場合におっても、最適画像となるよ
うに自動的に８丁Ｃ波形を発生させることができる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づき置体的に説明する
。

第１図は、本発明の基本構成゛のブロック図である。

同図において、受信エコー信号処理回路１は、超音波プ
ローブ（図示せず）からの超音波エコー信すを入力し、
ＴＶ画面等に画像として表示するための輝度信号に変換
する回路である。

ゲインコントローラ部２は、前記受信エコー信号処理回
路１内に設けられ、Ｓ　Ｔ”　Ｃ波形に基づき輝度信号
のゲインをコントロールするものである。

そして、本実施例では前記画像表示用輝度信号によって
ＴＶ画面上に画像を表示させる一方で、この輝度信号に
基づき前記ＳＴＣ波形をコントロールして前記ゲインコ
ントローラ回路２にフィードバックさせるフィードバッ
クループを形成している。

このために、前記輝度信号はＡ／Ｄ変換器３でディジタ
ル値に変換され、ラインメモリ４に・一旦蓄えられた後
に）実線回路の一例である深さ方向平均信号レベル演算
回路（以下演算回路と略記する）５に入力されるにうに
なっている。

この）寅痺回路５は、生体の深度方向の各区間毎に前記
輝度信号の平均レベルを算出し、ざらに、この演算結果
及び深さ方向に関係なく予め定められた規準信号レベル
との差を、各区間毎に算出して出力する回路である。

ＳＴＣ波形発生回路６は、前記演算回路５の出力でおる
各区間毎の平均レベル、基準信号レベル間の差に基づき
、この差をキャンセルするようなＳＴＣ波形を発生し、
前記ゲインコントローラ回路２にフィードバックするも
のである。

尚、本実施例では、使用プローブ、診断部位又は被検体
が変わった場合には、図示しないスイッチを押下するこ
とで、前記フィードバックループでの動作を実行させ、
平均輝度レベルが基準信号レベルと等しくなった時点で
のＳＴＣ波形がＳＴＣ波形発生回路６でロックされるも
のとする。これは、リアルターｒムで作動させた時の対
象臓器の動き等によるＳＴＣ波形変動による悪影響を避
けるためである。

以上のように構成された装置の作用について説明する。

例えば第２図乃至第４図の各図に対応するステップ１乃
至ステップ３によって輝度レベルの均一化を図った作用
を例にとり説明する。

第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ＞はステップ１の動作を説
明するための特性図でおる。先ず、ＳＴＣ波形が何ら制
御されずフラットな状態の下では、第２図（ａ）に示す
ように画像信号の輝度は浅部では最大値リミッタ、深部
では最小値リミッタが働いた状態であり、その中間帯域
では深度が大きくなるにつれ輝度が急激に減衰している
。

この輝度信号をＡ／Ｄ変換器３．ラインメモリ４を介し
て演算回路５に入力し、ここで深さ方向の各区間毎に平
均レベルを演算した結果が第２図（ｂ）となる。尚、第
２図（ｂ）で破線で示すレベルを前述した基準信号レベ
ルとすると、この演算回路５の出力としては、各区間毎
に平均レベル（実線）と基準信号レベル（破線）との外
を求めた結果となる。

ＳＴＣ波形発°生回路６は、上記平均レベル、基準信号
レベル間の差を各区間毎にキャンセルする波形を出力す
る。第２図（Ｃ）はＳＴＣ波形を示したものであり、浅
部側ではマイナスゲイン、深部側ではプラスゲインを与
えることになる。

このＳＴＣ波形によってゲインコントローラ回路２が輝
度信号のゲインを可変することでステップ１が終了する
。

第３図（ａ＞、（ｂ＞、（ｃ）はステップ２の動作を説
明するための特性図であり、同図（ａ＞はステップ１に
よるゲインコンｌ−ローラによって得られた輝度信号を
示し、同図（ｂ）はこのＷＡ度低信号平均レベルを示し
ている。

ここで、浅部及び深部で基準レベルとの差が生じている
のは、ステップ１において画像信号が飽和レベルに達し
ていて、リミッタが働いたためである。そこて゛、この
ステップ２において、ステップ１での平均レベル、基準
レベル間の差で定まるＳ　Ｔ’　Ｃ波形を、第３図（ｂ
）の特性より求まる差に琲づき補正する。この結果前ら
れるＳＴＣ波形は第３図（Ｃ）に示す通りでおる。そし
て、このＳＴＣ波形に基づきゲインコントローラを行う
ことでステップ２が終了する。

次に、ステップ３の動作を第４図（ａ）乃至（Ｃ）に基
づき説明する。

第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、ステップ２で求まる
ＳＴＣ波形によるゲイン調整後の画像信号とその各区間
毎の平均レベルであり、同図（ｂ）に示すように平均レ
ベルは基準信号レベルと一致している。従って、深さ方
向に均一な輝度の画像が１７られたことが分かる。尚、
この時のＳＴＣ波形は、ステップ２のＳＴＣ波形と同一
でおる（第３図（Ｃ）、第４図（Ｃ）参照）。即ち、前
述したＪ：うに平均輝度レベルが基準信号レベルと等し
くなった時点でのＳＴＣ波形がロックされるからでおる
。

以−・トの動作により、表示画像の輝度が均一な児甥い
画像を得ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上記の演剛で注意しな（ｆればならないことは、診断対
象部位内の血管等の低反射体及び組織の境界等の強反射
体からのエコー信号の取り扱いである。

第５図に示すように、低反射体Ａ及び強反射体Ｂを含む
超音波ラスタ上の画像信号に対して、単純に平均演算を
行なってＳＴＣ波形を発生させると、ＳＴＣ波形に凹凸
が生じ、画像に悪影響を及ぼす。

この問題は、このような特異点を考慮した演算回路５に
よって解消できる。即ら、超音波の性質により平均エコ
ーレベルは深さ方向に単調に減衰するのが通常でおる。

従って、平均レベル演算の際に、演算ポイントと前後の
ポイントとの演算値を比較し、前記単調減衰に合わない
点は、特異点とみなし、その点の真の演算値は無視し、
この前後の演算結果からの補間値をその点の値とするこ
とで解決できる。

また、上記実施例では平均レベルを算出ずべき超音波ラ
スタを１本代表させて行うものでめったが、表示画像内
に種々の臓器が含まれている場合には丈ンプリングする
超音波ラスタを１本とぜず、複数重の超音波ラスタから
総合的に判断してＳＴＣ波形を発生させる必要がある。

第６図はその一例を示す実施例のブロック図であり、深
さ方向平均信号レベル演算回路５Ａと、ラスタ方向平均
信号レベル演算回路５Ｂとで、演算回路５を構成してい
る。そして、ラスタ方向の平均信号レベルと前記基準信
号レベルとの差を前記演算回路５Ｂで求め、この演算結
果により深さ方向の演痺結果に基づ＜　ｓ　−ｒ　ｃ波
形を補正するようにしている。

この結果、電子リニアプローブの振動子増減法によるラ
スタ色の感度差又はセクタプローブの体内への入射角度
の相違による感度差をも同時に補正゛することかできる
。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば深さ方向の各区間
毎の輝度平均レベルと基準信号レベルとの差をキャンセ
ルするようなＳＴＣ波形をゲイン調整にフードバックす
ることで、使用プローブ。

診断部位又は被検体等が変わった場合でも、従来のよう
な煩雑なＳＴＣボリューム調整を要することなく、表示
画像の輝度を均一化して見易い画像を表示することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の主要ブロック図、第２
図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）乃至第４図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は実施例装置の動作を説明するための特性図で、
各図（ａ）は画像信号の特性図、各図（ｂ）は平均レベ
ルの特性図、各図（Ｃ）はＳＴＣ波形の特性図、第５図
は低１強反射体を含む画像に本発明を適用する場合の説
明図、第６図はラスタ方向の感度補正を併わせて行う変
形例のブロック図、第７図（ａ）、（ｂ）は従来のＳＴ
Ｃボリュームによる調整を説明する説明図である。 １・・・受信エコー信号処理回路、 ２・・・ゲインコントロール回路、 （ｂ） 第３図 ＣＧ） 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波プローブからの受信エコー信号を輝度信号
   に変換する受信エコー信号処理回路内に設けられ、ＳＴ
   Ｃ波形に基づき輝度信号のゲインをコントロールするゲ
   インコントロール回路と、前記受信エコー信号処理回路
   の出力である画像表示用信号に基づき、少なくとも被検
   体の深度方向の各区間毎に前記信号の平均レベルと基準
   信号レベルとの差を算出する演算回路と、この演算回路
   の出力に基づき両レベルの差を前記区間毎にキャンセル
   するＳＴＣ波形を発生させて、前記ゲインコントロール
   部にフィードバックするＳＴＣ波形発生回路とを有する
   ことを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）演算回路は、超音波スキャンのラスタ方向の各区
   間毎の平均レベルと前記基準信号レベルとの差も併わせ
   て求め、前記ＳＴＣ波形発生回路は前記深さ方向及びラ
   スタ方向の両レベル差を共にキャンセルするＳＴＣ波形
   を発生するものである特許請求の範囲第１項記載の超音
   波診断装置。
3. （３）演算回路は、平均レベル演算ポイントと前後のポ
   イントとの演算値を比較し、深さ方向の単調減衰に合わ
   ない特異点の演算値を、この特異点の前記の演算値より
   補間して求めるものである特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の超音波診断装置。