JPH04303435A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子フォーカスを行う
超音波診断装置、特に、固定遅延回路の遅延量のタップ
を切り換えて、１本の走査ラインに対して複数のフォー
カス点を設定する受波ダイナミックフォーカス方式の超
音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置においては、ビームを任意
の位置で絞るいわゆる電子フォーカス法により、指定さ
れた深さ位置に超音波ビームがフォーカスするように制
御している。そして振動子から超音波パルスを送波し、
生体組織境界面の音響インピーダンス差による反射エコ
ーと、内部均一組織からの散乱エコーとを受波信号処理
して、信号強度に応じた輝度変調を施し、超音波画像（
Ｂモード像）を表示している。

【０００３】この電子フォーカス法を用いると、生体の
浅い部分から深い部分まで全領域に渡って分解能が高い
鮮明な画像を得るための受波ダイナミックフォーカス法
が可能である。受波ダイナミックフォーカス法は、１回
の送波ビームに対し、受信時に複数の深さ位置にフォー
カス点を設定し、それらの各フォーカス点から得られた
受信データを基に、１本の走査ラインの画像データを得
るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】受波ダイナミックフォ
ーカス法では、１本の走査ラインに対して複数のフォー
カスを設定する必要があるため、遅延回路の遅延量を時
間とともに（深さに応じて）正確に制御している。この
ため複数のタップを有する固定遅延量のディレーライン
を設け、タップを切り換え選択して遅延量の制御を行っ
ている。固定遅延量のディレーラインのタップを切り換
えて遅延量を制御する場合、フォーカス点近傍で、フォ
ーカス切り換え時に発生するスイッチングノイズ、信号
の過渡現象によるリングギング等により、フォーカス点
数分のリング状のノイズが画面に表示され、画像が見に
くいものとなり、画質が低下し、診断に用いるには不都
合となっている。

【０００５】そこで、各振動子に対して遅延制御系を２
組設け、画像データを取り込んでいない方のディレーラ
インのタップを切り換えて、タップ切り換え時のノイズ
が画面に表示されないようにしている。

【０００６】しかし、前記固定遅延等のディレーライン
を２組用いた場合は、各振動子に対して２組の遅延回路
系が必要であり、コストが大幅に上昇するという問題が
ある。

【０００７】また、２組の遅延回路系の特性差が画質に
影響を与えるとともに、２組の遅延回路系の切り換え時
には、前記同様にスイッチングノイズ及びリンギング等
が生じ、特に目立つことはないが、完全にノイズが除去
されないので、信号レベルが低いときにそのノイズが目
立つようになる。

【０００８】本発明の目的は、低コストでフォーカス点
近傍のノイズ等の不必要な信号成分を除去でき、受波ダ
イナミックフォーカス方式においても高画質な画像を得
ることができる超音波診断装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、複数の振動子を有するプローブと、それぞれ複
数のタップを有し、駆動される各振動子に対応して設け
られた遅延回路とを備え、前記タップを切り換え選択し
て１つの走査ラインについて複数のフォーカス点を設定
する受波ダイナミックフォーカス方式の超音波診断装置
であって、フォーカス点制御手段と、置換え手段とを備
えたものである。フォーカス制御手段は、フォーカス点
を、隣り合う走査ラインごとに所定量相違させ設定する
。置換え手段は、各タップから得られる走査ラインの受
波信号のフォーカス点近傍の画像データを、それより前
の走査ラインの同一深さの画像データと置き換える。

【００１０】

【作用】本発明においては、フォーカス点制御手段が、
隣り合う走査ラインごとにフォーカス点を所定量相違さ
せ設定する。そして各タップから得られる走査ラインの
受波信号のフォーカス点近傍の画像データが、置換え手
段によりそれより前の走査ラインの同一深さの走査ライ
ンの画像データと置き換えられる。この置き換えにより
、フォーカス点近傍の画像データに含まれるノイズ成分
が、それより前の走査ラインの同一深さのフォーカス点
以外の画像データ、つまりノイズのないの画像データと
置き換えられる。

【００１１】これにより、２組の遅延回路系を設けるこ
となく、低コストでフォーカス点近傍のノイズを除去で
き、分解能が高く、画質が良好な診断画像を得られる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による超音波診断
装置のブロック構成図である。図において、プローブ１
は複数の微小振動子からなり、マルチプレクサ４に接続
されている。マルチプレクサ４は、電子走査、可変口径
等を行うために振動子を選択するためのものである。こ
のマルチプレクサ４には、送波フォーカス部３及び受波
フォーカス部５が接続されている。送波フォーカス部３
は、送波ビームを集束させるための遅延ラインと、その
遅延ラインの遅延量を設定する回路等を含んでいる。送
波フォーカス部３には、駆動パルス部２が接続されてい
る。駆動パルス部２は、プローブ１の振動子から超音波
を発生させるためのパルス信号を出力する。

【００１３】受波フォーカス部５は、反射エコー信号を
増幅するプリアンプと、遅延量を制御するための複数の
タップを有するディレーラインと、各ディレーラインの
複数のタップを切り換え選択するためのアナログマルチ
プレクサ等を含んでいる。受波フォーカス部５には、信
号処理部６が接続されている。信号処理部６は、アナロ
グマルチプレクサで選択された受波信号を整相加算する
位相合成回路と、断層データを得るために対数増幅及び
検波処理を行う対数増幅検波回路とを含んでいる。信号
処理部６には、Ａ／Ｄ変換部７が接続されている。Ａ／
Ｄ変換部７は、信号処理部６から出力された反射エコー
信号の画像データをディジタル信号に変換する。

【００１４】Ａ／Ｄ変換部７には、主音線用メモリ８と
置換えメモリ９とが接続されている。主音線用メモリ８
は、ＦＩＦＯ（Ｆａｓｔ　　Ｉｎ　　Ｆａｓｔ　　Ｏｕ
ｔ）メモリを用いてなり、１本の走査ラインの画像デー
タを記憶する。また置換え用メモリ９は、同様にＦＩＦ
Ｏメモリを用いてなり、１本の走査ラインのうち、次の
走査ラインのフォーカス点近傍の画像データを記憶する
。主音線用メモリ８及び置換え用メモリ９には、ＤＳＣ
（Ｄｉｇｉｔａｌ　　Ｓｃａｎ　　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
）１１が接続されている。ＤＳＣ１１は、入力された画
像データを標準方式のテレビ信号に変換するものである
。ＤＳＣ１１には、ＣＲＴ１２が接続されている。

【００１５】前記主音線用メモリ８と、置換え用メモリ
９との出力の切り換えタイミングは、切換タイミング制
御部１０により制御される。また、送波フォーカス部３
、駆動パルス部２、受波フォーカス部５、信号処理部６
及び切換タイミング制御部１０には、主制御部１３が接
続されている。主制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯ
Ｍ等により構成されており、切換タイミング制御部１０
に、メモリ８及び同９の切り換えを指示する信号を出力
するとともに、各部にそれぞれの処理を指令する信号を
出力する。

【００１６】次にこのように構成された本実施例の超音
波診断装置の動作について説明する。装置が起動される
と、駆動パルス部２からプローブ１を駆動するためのパ
ルスが出力される。送波フォーカス部３ではこのパルス
を駆動対象の振動子に応じて遅延させ、マルチプレクサ
４を介してプローブ１の各振動子に与える。これにより
、生体等の被検体に対して超音波ビームが送波される。 このとき、マルチプレクサ４の切り換え制御によって、
超音波ビームの電子走査が行われる。

【００１７】一方、生体からの反射エコーは、プローブ
１及びマルチプレクサ４を介して受波フォーカス部５に
与えられる。受波フォーカス部５では、得られた反射エ
コーを増幅してそれを整相加算することによって、電子
フォーカシング処理を行う。このとき、マルチプレクサ
４をダイナミックに切り換えることによって、可変口径
ダイナミックフォーカシングが行われる。また整相加算
された出力は、信号処理部６に与えられ、そこで対数増
幅及び検波が行われ、反射エコーのエンベロープ波形が
得られる。このエンベロープ波形の信号は、Ａ／Ｄ変換
部７に与えられ、そこでデジタル化され、主音線用メモ
リ８及び置換え用メモリ９に与えられる。主音線用メモ
リ８には、１本の走査ライン（音線）の画像データが記
憶されるとともに、置換え用メモリ９には、次の走査ラ
インのフォーカス点近傍の深さの画像データが記憶され
る。

【００１８】図２は、Ａ／Ｄ変換部７から出力された画
像データを示す図である。ここでは４段ダイナミックフ
ォーカスを例に説明する。各フォーカス点Ｆ１〜Ｆ４は
、走査ラインごとに、深さ方向に交互に相違させ設定さ
れている。そして走査ラインＮ＝１の画像データをＡ／
Ｄ変換部７から出力するとき、主音線用メモリ８には、
図２に太線で示すフォーカス点Ｆ１〜Ｆ４のノイズ成分
を含む画像データがそのまま記憶されるが、置換え用メ
モリ９には、走査ラインＮ＝２のフォーカス点Ｆ１〜Ｆ
４の深さ位置の画像データが記憶される。ここでは、走
査ラインＮ＝１のフォーカス点Ｆ１〜Ｆ４の深さ方向の
手前の位置の画像データが置換え用メモリ９に記憶され
ている。

【００１９】そして、次の走査ラインＮ＝２のデータの
読み出しの際、各メモリ８，９の出力タイミングが切換
タイミング制御回路１０により制御され、主音線用メモ
リ８からは、フォーカス点Ｆ１〜Ｆ４近傍以外の画像デ
ータが出力され、置換え用メモリ９から、１つ前の走査
ラインＮ＝１のフォーカス点Ｆ１〜Ｆ４近傍の画像デー
タが出力される。したがって、図３に示すごとく、各走
査ラインの画像データからノイズが除去されることにな
る。つまり、書き込み及び読み出しのアドレス指定が、
切り換えタイミング制御部１０で行われ、ＤＳＣ１１に
は常にノイズのないデータが出力される。

【００２０】例えば走査ラインの数が５０本程度であり
、深さ方向の画素数が約５１２点程度の場合、１走査ラ
イン隣の画素間での画像データの相違及び深さ方向の複
数画素間での画像データの相違は少ないので、画像をこ
のように置き換えても、画像の変化が目立つものではな
く、ノイズのない見やすい画像となるのである。

【００２１】〔他の実施例〕 （ａ）　　前記実施例では、置換え用メモリに、次の走
査ラインのフォーカス点近傍のデータだけを書き込むよ
うにしたが、本発明はこれに限るものではなく、全ての
画像データを記憶しておき、次の走査ラインの読みだし
の際に、フォーカス点近傍のデータだけを置き換え用メ
モリから読みだすようにしても良い。

【００２２】（ｂ）　　前記実施例ではフォーカス点の
設定を１本の走査ラインごとに交互に変更して設定して
いるが、本発明はこれに限るものではなく、２本ごと又
は３本ごと等隣り合う走査ラインのフォーカス点の設定
深さが異なるものであればどのように設定しても良い。

【００２３】

【発明の効果】本発明においては、隣り合う走査ライン
ごとにフォーカス点が所定量相違させ設定されており、
走査ラインの画像データを読みだす際に、フォーカス点
近傍の画像データだけを、１つ前の画像データのノイズ
のない画像データに置き換えているので、走査ラインか
らノイズを除去でき、画像の全域に渡り高解像度できめ
の細かい高画質な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による受波ダイナミックフォ
ーカス方式の超音波診断装置のブロック構成図。

【図２】本発明の超音波診断装置のフォーカス位置を示
す図。

【図３】本発明の超音波診断装置の処理結果を示す図。

【符号の説明】

１　　プローブ ４　　マルチプレクサ ５　　受波フォーカス部 ８　　主音線用メモリ ９　　置換え用メモリ １０　　切り換えタイミング制御部 １３　　主制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の振動子を有するプローブと、それぞ
   れ複数のタップを有し、駆動される各振動子に対応して
   設けられた遅延回路とを備え、前記タップを切り換え選
   択して、１本の走査ラインに対して複数のフォーカス点
   を設定する受波ダイナミックフォーカス方式の超音波診
   断装置において、前記フォーカス点を、隣り合う走査ラ
   インごとに所定量相違させ設定するフォーカス点制御手
   段と、前記タップから得られる各走査ラインの受波信号
   の前記フォーカス点近傍の画像データを、それより前の
   走査ラインの同一深さの画像データと置き換える置換え
   手段と、を備えた超音波診断装置。