JPH02200256A - 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、超音波探触子から被検体に対して超音波を送
受波し、これにより得た受信信号をＡ／Ｄ変換器により
ディジタル信号に変換し、このデータをフレームメモリ
に書込みＴＶスキャンして超音波断層像を表示系に表示
する超音波診断装置に関する。 （従来の技術） 超音波診断法では、Ｂモード像を代表例とする解剖学的
情報、Ｍモード像を代表例とする生体内の器官の運動情
報、血流イメージングを代表例とするドプラ効果を利用
した生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を用いて診
断に供するようにしている。 また超音波の生体内に対する走査力−法の代表例なもの
には、電子走査機械走査とがある。ここで電子走査方法
について説明する。 すなわち複数の超音波振動子を併設してなるアレイ型超
音波探触子（プローブ）を用い、リニア電子走査であれ
ば、超音波振動子の複数個を１単位とし、この１単位の
超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの送波
を行なう方法であり、例えば順次１振動子分づつピッチ
をずらしな°がら１単位の素子の位置が順々に変わるよ
うにして励振してゆくことにより、超音波ビームの送波
点位置を電子的にずらしてゆく方法である。 そして超音波ビームがビームとして集束するように、励
振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置するも
のと側方に位置するものとでその励振のタイミングをず
らし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波の
位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォーカ
ス）させる。 そして励振したのと同じ振動子により反射超音波を受波
して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報を
例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表示する
。 またセクタ走査であれば、励振される１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波ビーム
１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励振
タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆくもので
あり、後の処理は基本的には上述したリニア電子走査と
同じである。 以上のようなリニア、セクタ電子走査の他に振動子（探
触子）を走査機構に取付け、走査機構を運動させること
により超音波走査を行なう機械走査もある。 一方、映像方法には、超音波送受信にもとなう信号を合
成して断層像化するＢモード画像以外に同一方向固定走
査によるＭモード像が代表的である。これは、超音波送
受波部位の時間的変化を表わしたものであり、特に心臓
の如く動きのある臓器の診断には好適である。 また、血流イメージングを代表例とする超音波ドプラ法
は、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像
化する方法であり、これを以下詳細に説明する。すなわ
ち、超音波ドプラ法は、超音波が移動物体により反射さ
れると反射波の周波数が上記物体の移動速度に比例して
偏移する超音波ドプラ効果を利用したものである。 具体的には、超音波レートパルス（或いは連続波）を生
体内に送波し、その反射波エコーの位相変化より、ドプ
ラ効果による周波数偏移を得ると、そのエコーを得た深
さ位置における移動物体め運動情報を得ることができる
。これによれば、生体内における一定位置での血流の向
き、乱れているか整っているかの流れの状態、流れのパ
ターン、速度の値等の血流の状態を知ることができる。 次に装置について説明する。すなわち超音波エコーから
血流情報を得るためには、ある所定方向に超音波パルス
を所定回数繰返して送波し、受波されたエコーを位相検
波することにより位相情報を取出す。この信号をディジ
タル化し、動いていない或いは動きの遅い成分つまりク
ラブタ成分を除去するために、ディジタルフィルタに通
す。そしてフィルタを透過した信号を周波数解析する。 ここで超音波ビームをセクタスキャンの画面に対応させ
て一方側から他方側にスキャンしながら、前述の一連の
処理を行なうことにより、２次元に分布する血流の情報
を検出することができる。そして、前述の血流の方向４
および速度を示した２次元血流速度像等の血流情報と、
別の系で得たＢモード像やＭモード像とを、ＤＳＣ（デ
ィジタル・スキャン・コンバーク）にて重畳合成し、Ｔ
Ｖモニタにて表示することができる。 次に第４図は従来の超音波スキャンにより超音波画像１
フレームを形成する超音波ラスタ＃ｌ〜＃Ｎを示す図で
ある。従来では超音波スキャンは、第４図に示すように
ラスタ＃ｌから順番にラスタ＃Ｎまでスキャンするノン
インタレススキャンを行なっていた。このため、１フレ
一ム期間にがなりの時間を要し、心臓のように動きの速
い臓器を表示する際に生じるラスク間の時間差に起因す
る現象、すなわち心臓の弁の形が歪んだり、動きが折返
ったように表示されてしまう。この理由は次のように説
明できる。すなわち超音波送受信周期をＴ、ラスタ本数
をＮとすると、１フレームの画像を生成するのにＮＴの
時間を必要とする。すなわち、Ｎ　−２５８、Ｔ　−２
５０ｐ　ｓｅｃよりＮＴ−８４−ｓｅｃとなる。これに
対して心臓の弁の動きは、異常例や新生児ではもつとは
やくなるため、時間分解能が悪く、前述したように各フ
レーム間の画像が時間的になめらかにつながらないとい
う問題があった。 （発明が解決しようとする課ＩＡ） これに対し、フレーム画像をなめらかにするため、イン
ターレススキャンを採用する方法もある。このインター
レススキャンは、飛越走査例えばＯＤＤフィールド（ラ
スタ＃１．＃３・・・＃Ｎ）をスキャンし、次にＥＶＥ
Ｎフィールド（ラスタ＃２．＃４・・・）をスキャンす
る方法である。これによれば、１フレームが２フイール
ドで構成されることから、従来の画像に比較して画像が
なめらかになる。 しかしながら、１フイ一ルド画像中の臓器等例えば心臓
のように動きのある場合、フィールド走査がなされない
隙間のラスタは、ギザギザしたノイズを含む画像となり
、画像全体がみずらいものとなっていた。 そこで本発明の目的は、動きのある場合であってもイン
タレススキャンによるノイズの発生を極力防止でき、し
かも超音波フレーム速度を速くし得、なめらかにつなが
った良好な超音波像を得る超音波診断装置を提供するこ
とにある。 ［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち本発明は、超音波探触子か
ら被検体に対して超音波を送受波し、これによって得た
受信信号をＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換し
このデータを超音波走査におけるＯＤＤ、ＥＶＥＮフィ
ールド走査毎に各フィールドメモリに書込み、この各フ
ィールドメモリからのデータを読出して表示系に表示す
る超音波診断装置において、前記Ａ／Ｄ変換器からのデ
ータから前記フィールドメモリに記憶された１フレーム
前のデータを差分した差分データが所定値を越えると動
きがあると判定する動き検出回路と、動きのある場合に
前記フィールド走査にないラスタはこのフィールド走査
前後のラスタを補間して作成するライン間補間回路と、
前記動き検出回路の結果に基き動きのない場合には前記
フィルード走査にないラスタは１フィルード前のデータ
を取込み、動きのある場合には前記ライ′ン間補間回路
からのデータを取込む制御手段と、を具備したものであ
る。 （作　用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。動きのない場合にはフィールド走査にないラス
タは、１フィルード前のデータが使用され、動きのある
場合には、フィールド走査にないラスタは、走査前後の
ラスタから捕間処理してデータが作成されるので、超音
波１フレームはノンインタレススキャン状態とほぼ同じ
状態になり、インタレススキャン時におけるギザギザし
たノイズを除去でき、良好な超音波像が得−られる。ま
た超音波スキャン速度は、インターススキャン速度であ
るので、超音波フレーム数は従来のノンインクレススキ
ャンに対し略２倍となり、動きの速い臓器を計測し表示
する場合であっても、フレーム間の画像がなめらかにつ
ながったように観察できる。 （実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略構成図、第２図は動き検出回路の詳細な構成を示す
図、第３図（ａ）は本発明を適用した超音波インタレス
スキャンを示す図、第３図（ｂ）は超音波１フレームに
おけるＯＤＤフィールドおよびＥＶＥＮフィールドを示
す図である。 以下超音波診断装置を図面を参照して説明する。 超音波探触子ｌは送受波回路２によって送信駆動され、
これにより超音波探触子ｌの振動子から生体に超音波パ
ルスは送波される。そうすると、反射超音波は超音波探
触子ｌおよび送受波回路２により受波される。さらにＡ
／Ｄ変換器３でディジタル信号化されて第３図に示すよ
うに実線で示すようにＯＤＤフィールド（＃ｌ、＃３．
＃５・・・＃Ｎ）の１フイ一ルド分のデータがフィール
ドメモリ４に書込まれる。そして次にフィールドメモリ
４に点線で示、すようにＥＶＥＮフィールド（＃２．＃
４．＃６・・・）のデータが書込まれる。 すなわちこの期間中にフィールドメモリ４から前記ＯＤ
Ｄフィールドのデータは読出され、フィールドメモリ５
に書込まれる。そしてマルチプレクサＢにはフィールド
メモリ４からＥＶＥＮフィールドのデータが入力され、
またフィールドメモリ５からＯＤＤフィールドのデータ
が入力される。 一方、上記期間中動き検出回路２０にはＡ／Ｄ変換器３
からＯＤＤフィールドのデータおよびフィールドメモリ
５から１フレーム前のＯＤＤフィールドのデータが入力
される。そして動き検出回路２０においては、第２図に
示すような処理が行なわれる。すなわちディジタルＬＰ
Ｆ２１，２２にそれぞれ入力した現在のＯＤＤフィール
ドデータおよび１フレーム前のＯＤＤフィールドデータ
は、フィルタリングされラッチ回路２３．２４によりラ
ッチされる。そして絶対値回路２５により現在のＯＤＤ
フィールドデータから１フレーム前のＯＤＤフィールド
データが減算され、差分データは絶対値化される。そし
て絶対値回路２５からの出力は、コンパレータ２Ｂによ
りスレシホールドレベルＴＨと比較判定される。すなわ
ち絶対値回路２５から出力される出力Ｐがスレシホール
ドレベルＴＨを越えると、動きあると判定され検出信号
ＳＯを制御手段としてのマルチプレクサ７に出力する。 ここで動き検出回路２０の検出結果に基き、動きがない
と判定された場合には、検出信号ＳＯは出力されない。 この場合、マルチプレクサ６に例えば前述したフィール
ドメモリ４からＥＶＥＮフィールドのデータが入力され
ると、同時にＥＶＥＮフィールド走査にないラスタデー
タすなわち、フィールドメモリ５に記憶された１フイー
ルド前のＯＤＤフィールドデータ＃ｌ、＃３．＃５・・
・データがマルチプレクサＧに入力され、このマルチプ
レクサ６により合成される。したがって、動きのない場
合、ＥｖＥＮフィールド走査期間中には１フイールド前
のＯＤＤフィールドデータが用いられ、またＯＤＤフィ
ールド走査期間中には１フイールド前のＥＶＥＮフィー
ルドデータが用いられて、あたかもノンインタレススキ
ャンのようになり、画像がなめらかにつながったように
なる。 一方、動き検出回路２０から検出信号ｓＯが得られる場
合には、検出信号ＳＯはマルチプレクサ７に入力する。 またフィールドメモリ５からのＯＤＤフィールドデータ
は、マルチプレクサ８を介しマルチプレクサフに入力す
る。さらにフィル−トメモリ５に格納されているＯＤＤ
フィールドデータは、１ラインメモリ３１に１ラインす
なわち１ラスタのデータが書込まれると共に、ライン間
補間回路３２に前記１ラインメモリ３１からの１ライン
前のラスタデータおよび現在のラスタデータが入力され
、これにより両者の前後ラスタデータとが捕間され補間
データが作成される。すなわち前記ＯＤＤフィールド走
査期間中にないラスタつまりＥＶＥＮフィールド（＃２
．＃４・・・）データは、前記補間データが用いられる
。そしてマルチプレクサ７にライン間補間回路３２から
の補間データが入力され、動きのある場合でもマルチプ
レクサ７によりＯＤＤフィールドデータとライン間の補
間データとが合成される。さらに座標変換および補間回
路９によりデータの座標が変換され、補間処理され、フ
レームメモリｌＯに書込まれる。さらにデータは、フレ
ームメモリｌＯから読出されてＴＶ表示部１１に表示さ
れる。 このように本実施例によれば、動きのない場合にはフィ
ールド走査にないラスタは、１フィルード前のデータが
使用され、動きのある場合には、フィールド走査にない
ラスタは、フィールド走査前後のラスタから補間処理し
てデータが作成されるので、超音波１フレームはノンイ
ンタレススキャン状態とほぼ同じ状態になり、インタレ
ススキャン時におけるギザギザしたノイズを除去でき、
良好な超音波像が得られる。また超音波スキャン速度は
、インタレススキャン速度であるので、超音波フレーム
数は従来のノンインタレススキャンに対し略２倍となり
、動きの速い臓器を計測し表示する場合であっても、フ
レーム間の画像がなめらかにつながったように観察でき
る。 なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば動き検出回路は、１フレ一ム間の差分以外にも
数フレーム間の差分の和または分散等を用いてもよい。 動き検出時のライン間補間も、２ライン間とせずに数ラ
インの補間フィルタとして、動きの度合いに応じてフィ
ルタのカット・オフ周波数を変えると一層良くなる。ま
た−歩進めて前のフィールドのデータと同じフィールド
間の補間データを、動きの度合いに応じて加算するとい
う方法も考えられる。このほか本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

【発明の効果】

本発明によれば、Ａ／Ｄ変換器からのデータからフィー
ルドメモリに記憶された１フレーム前のデータを差分し
た差分データが所定値を越えると動きがあると判定する
動き検出回路と、動きのある場合にフィールド走査にな
いラスタはこのフィールド走査前後のラスタを補間して
作成するライン間補間回路と、前記動き検出回路の結果
に基き動きのない場合には前記フィルード走査にないラ
スタは１フィルード前のデータを取込み、動きのある場
合には前記ライン間補間回路からのデータを取込む制御
手段とを具備したたので、超音波１フレームはノンイン
タレススキャン状態とほぼ同じ状態になり、インタレス
スキャン時におけるギザギザしたノイズを除去でき、良
好な超音波像が得られる。また超音波スキャン速度は、
インタレススキャン速度であるので、超音波フレーム数
は従来のノンインタレススキャンに対し略２倍となり、
動きの速い臓器を計測し表示する場合であっても、フレ
ーム間の画像がなめらかにつながったように観察できる
超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置を示す概略ブロッ
ク図、第２図は第１図に示す動き検出回路の詳細な回路
を示す図、第３図は本発明を適用したインクレススキャ
ンを示す概略構成図、第４図はノンインタレススキャン
を示す概略構成図である。 ｌ・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３・・・
Ａ／Ｄ変換器、４．５・・・フィールドメモリ、６．７
・・・マルチブレ２す、９・・・座標変換および補間回
路、ｌＯ・・・フレームメモリ、１１・・・ＴＶ表示部
、２０・・・動き検出回路、２１．２２・・・ディジタ
ルＬＰＦ。 ２３、２４・・・ラッチ回路、２５・・・絶対値回路、
２Ｇ・・・コンパレータ、３１・・・１ラインメモリ、
３２・・・ライン間補間回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波探触子から被検体に対して超音波を送受波し、こ
   れによって得た受信信号をＡ／Ｄ変換器によりディジタ
   ル信号に変換しこのデータを超音波走査におけるＯＤＤ
   、ＥＶＥＮフィールド走査毎に各フィールドメモリに書
   込み、この各フィールドメモリからのデータを読出して
   表示系に表示する超音波診断装置において、前記Ａ／Ｄ
   変換器からのデータから前記フィールドメモリに記憶さ
   れた１フレーム前のデータを差分した差分データが所定
   値を越えると動きがあると判定する動き検出回路と、動
   きのある場合に前記フィールド走査にないラスタはこの
   フィールド走査前後のラスタを補間して作成するライン
   間補間回路と、前記動き検出回路の結果に基き動きのな
   い場合には前記フィルード走査にないラスタは１フィル
   ード前のデータを取込み、動きのある場合には前記ライ
   ン間補間回路からのデータを取込む制御手段と、を具備
   したことを特徴とする超音波診断装置。