JP3158211B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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超音波画像を得る超音波診断装置
に関し、特に画像表示のための処理前のディジタルデー
タをそのまま記録することにより画像劣化がなく少ない
記憶容量でも効率よく記録できると共に、そのディジタ
ルデータを読み出して画像再生することができる超音波
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、図４
に示すように、被検体に超音波を送受信する探触子１
と、この探触子１で受信した反射波の信号から反射エコ
ー信号を検出する反射エコー検出部２と、この反射エコ
ー検出部２からの反射エコー信号をディジタル化したデ
ータを数ライン分記憶するラインメモリ３と、このライ
ンメモリ３から読み出したデータを記憶するシネメモリ
４と、このシネメモリ４から読み出したデータを表示用
として一時的に記憶するフレームメモリ５と、これらの
各メモリ３，４，５の動作を制御するメモリ制御部６
と、上記フレームメモリ５から読み出したデータを表示
する表示部７とを備えて成っていた。この場合得られた
超音波画像の記録手段としては、上記シネメモリ４を利
用して画像データを一時的に記録していた。また、上記
表示部７にビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）８を接続
し、アナログのビデオ信号として画像を長時間記録する
ことも多く行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置におけるシネメモリ４では、記憶容
量に限界があり、長時間の画像記録はできないものであ
った。これに対して、上記シネメモリ４を複数個設けて
記憶容量を増やしてもよいが、この場合は装置全体が大
型化することとなる。また、上記シネメモリ４において
は、装置の電源を切ると、記憶された画像データが消去
されてしまうという問題があった。さらに、表示部７に
接続されたＶＴＲ８で録画する場合は、この記録再生す
る画像は画像表示のための処理により画質が劣化した状
態のものであったり、録画のデータ量はＶＴＲ８の記憶
能力に合わせて１秒間に30フレームに制限されるもので
あった。

【０００４】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、画像表示のための処理前のディジタルデータをそ
のまま記録することにより画像劣化がなく少ない記憶容
量でも効率よく記録できると共に、そのディジタルデー
タを読み出して画像再生することができる超音波診断装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波診断装置は、被検体に超音波を
送受信する探触子と、この探触子からのエコー信号を検
出すると共にディジタル化する検出部と、この検出部か
らのディジタルのエコー信号を複数ライン分記憶する第
１の記憶部と、この第１の記憶部から読み出したデータ
を大量に記憶する第２の記憶部と、この第２の記憶部か
ら読み出したデータを一時記憶すると共に該記憶したデ
ィジタルのエコー信号を超音波画像に処理する画像処理
部と、この画像処理部からの超音波画像を表示する表示
部とを有する超音波診断装置において、上記第１の記憶
部と接続されディジタル信号を入出力するデータ伝達部
と、このデータ伝達部に接続されディジタル信号を記憶
し又は再生する第３の記憶部と、この第３の記憶部から
再生したディジタル信号を上記データ伝達部を介して第
１の記憶部へ書込み読出しの制御をする制御部とを備え
たものである。

【０００６】また、上記探触子の走査による被検体内の
血流情報からドプラ信号を検波するドプラ検波部と、こ
のドプラ検波部からのドプラ信号を入力しディジタル化
した信号から各種血流諸元のカラードプラ量を演算する
カラー演算部と、このカラー演算部からのカラードプラ
量を上記第１の記憶部に出力する手段とを設けてもよ
い。

【０００７】

【作用】このように構成された超音波診断装置は、第１
の記憶部と接続されたデータ伝達部によりディジタル信
号を入出力し、このデータ伝達部に接続された第３の記
憶部によりディジタル信号を記憶又は再生し、制御部の
制御により上記第３の記憶部から再生したディジタル信
号を上記データ伝達部を介して第１の記憶部へ書込み及
び読出しをするように動作する。従って、上記第３の記
憶部により、画像処理部でエコー信号を超音波画像に処
理する前のディジタルデータをそのまま記録できると共
に、そのディジタルデータを読み出して画像再生するこ
とができる。

【０００８】また、ドプラ検波部及びカラー演算部を設
けたものにおいては、ドプラ検波部により探触子の走査
による被検体内の血流情報からドプラ信号を検波し、カ
ラー演算部により上記ドプラ検波部からのドプラ信号を
入力しディジタル化した信号から各種血流諸元のカラー
ドプラ量を演算して、白黒の超音波断層像と共にカラー
の血流情報データを得て、これを第３の記憶部にそのま
ま記録できると共に、そのディジタルデータを読み出し
て画像再生する。

【０００９】

【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。図１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例えば
Ｂモード断層像を得て表示するもので、図１に示すよう
に、探触子１と、反射エコー検出部２と、ラインメモリ
３と、シネメモリ４と、フレームメモリ５と、メモリ制
御部６と、表示部７とを有し、さらに入出力インターフ
ェイス９と、ディジタルデータ記録装置１０とを備えて
成る。

【００１０】上記探触子１は、機械的または電子的に走
査を行って被検体に超音波を送受信するもので、図示省
略したがその中には超音波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、反射エコー
検出部２は、上記探触子１を制御して超音波を発生させ
ると共に受信した反射波の電気信号を増幅してエコー信
号を検出する検出部となるもので、図示省略したが、そ
の内部には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。なお、この反射エコー検出部２
の出力端には、Ａ／Ｄ変換器が内蔵されており、該反射
エコー検出部２から出力される反射エコー信号をディジ
タル信号に変換するようになっている。

【００１１】ラインメモリ３は、上記反射エコー検出部
２から出力されるディジタル化されたエコー信号を入力
して一時的に記憶する第１の記憶部となるもので、図２
に示すように超音波ビームの走査方向の１ラインごとの
データを数ライン分記憶するようになっている。また、
シネメモリ４は、上記ラインメモリ３から読み出したラ
インデータを大量に記憶する第２の記憶部となるもの
で、例えば随時書込み読出し可能な大容量メモリ（ＲＡ
Ｍ）から成る。さらに、フレームメモリ５は、上記シネ
メモリ４からのエコー信号を超音波画像に処理する画像
処理部となるもので、上記シネメモリ４から読み出した
データを表示用として一時的に記憶するようになってお
り、図２に示すような超音波走査方向のデータを、後述
の表示部７内のテレビモニタの表示方式に合致するよう
に書き込むと共に読み出すようになっている。そして、
メモリ制御部６は、上記各メモリ３，４，５のデータの
書込み及び読出しの動作をそれぞれ制御するものであ
る。

【００１２】表示部７は、上記フレームメモリ５からの
超音波画像を表示するもので、該フレームメモリ５から
出力される画像データをアナログのビデオ信号に変換す
るＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からのビデオ信号
を入力してテレビ用の信号とするテレビ信号変換器と、
このテレビ用の信号を入力して画像表示するテレビモニ
タとから成る。

【００１３】ここで、本発明においては、上記ラインメ
モリ３に入出力インターフェイス９が接続されると共
に、この入出力インターフェイス９にはディジタルデー
タ記録装置１０が接続されている。上記入出力インター
フェイス９は、上記ラインメモリ３と接続されディジタ
ル信号を入出力するデータ伝達部となるもので、ライン
メモリ３に記憶されたディジタルのエコー信号を取り込
むと共に後述のディジタルデータ記録装置１０に転送す
るようになっており、図２に示すような超音波エコーの
ラインデータを超音波ビームの走査に同期して一時的に
記憶し、上記ディジタルデータ記録装置１０の書込み周
期に同期して出力するように動作する。また、ディジタ
ルデータ記録装置１０は、上記入出力インターフェイス
９に接続されディジタル信号を記憶し又は再生する第３
の記憶部となるもので、上記ラインメモリ３から読み出
され入出力インターフェイス９を介して転送されたライ
ンデータを記憶するようになっており、例えば、磁気デ
ィスクや光ディスク或いはディジタルビデオテープやデ
ィジタルオーディオテープ等の記録媒体に上記ディジタ
ルのラインデータを書き込むようになっている。そし
て、前記メモリ制御部６により、上記ディジタルデータ
記録装置１０から再生したディジタル信号を上記入出力
インターフェイス９を介してラインメモリ３へ書込み読
出しの制御をするようになっている。

【００１４】次に、このように構成された超音波診断装
置の動作について説明する。まず、通常の動作により、
探触子１から図示省略の被検体の診断部位に向けて超音
波を送受信し、反射エコー検出部２により上記探触子１
の超音波ビームの走査により得た反射波の信号から反射
エコー信号を検出する。そして、この反射エコー信号は
内蔵のＡ／Ｄ変換器でディジタル化された後、そのデー
タはラインメモリ３に記憶される。その後、上記ライン
メモリ３から読み出されたラインデータは、シネメモリ
４及びフレームメモリ５を介して画像表示のための処理
が施され、表示部７へ入力してアナログビデオ信号に変
換され、さらにテレビ用の信号に変換されて、テレビモ
ニタの画面に白黒の超音波断層像として表示される。

【００１５】ここで、上記のように得られた超音波断層
像のデータを記録しておくには、入出力インターフェイ
ス９により、前記ラインメモリ３に記憶されたラインデ
ータを超音波ビームの走査に同期して一時的に記憶する
と共に、ディジタルデータ記録装置１０の書込み周期に
同期させて出力する。この出力されたラインデータは、
その後ディジタルデータ記録装置１０に入力して所定の
領域に記録される。これにより、上記ディジタルデータ
記録装置１０には、まだ画像表示のための処理が行われ
ていないラインメモリ３のラインデータ（生データ）が
そのまま記録されることとなる。従って、画像処理によ
る画質劣化の無いデータ記録が可能となると共に、画像
表示の余白部等に不要なデータが記録されていないの
で、ディジタルの画像データを効率よく記録することが
できる。

【００１６】これに関し、図４に示す従来のＶＴＲ８に
よる録画では、記録能力が１秒間に30フレームに制限さ
れるため、それ以上の高フレームレートの画像データ
は、適当に間引いて記録されていた。しかし、本発明に
よれば、ディジタルデータ記録装置１０として、通常の
512×512バイト、30フレーム／秒の記録性能を有するも
のを使用しても、図２に示す超音波ビームの扇形の走査
範囲が例えば30度であり、40本走査で１秒間に180フレ
ームの検出能力がある探触子１及び反射エコー検出部２
についても、データを間引くことなく記録することがで
きる。

【００１７】次に、上記のようにしてディジタルデータ
記録装置１０に記録された画像データを再生するには、
入出力インターフェイス９により、上記ディジタルデー
タ記録装置１０から読み出したデータをそのデータ出力
に同期した形で一時的に記憶すると共に、ラインメモリ
３の書込み周期に同期させて出力する。この出力された
データは、上記ラインメモリ３に入力して記憶される。
その後、上記ラインメモリ３から読み出されたラインデ
ータは、通常の動作と同じようにしてシネメモリ４及び
フレームメモリ５を介して画像表示のための処理が施さ
れ、表示部７へ入力してアナログビデオ信号に変換さ
れ、テレビモニタの画面に超音波断層像として表示され
る。そのため、シネメモリ４を用いて任意のデータ部の
みを繰り返し見るといった使用も容易に可能となる。

【００１８】図３は本発明の第二の実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例は、反射エコー検出部２と並列
に、ドプラ検波部１１及びカラー演算部１２を直列接続
したものを設けたものである。上記ドプラ検波部１１
は、前記探触子１の走査による被検体内の血流情報から
ドプラ効果を利用してドプラ信号を検波するものであ
る。また、カラー演算部１２は、上記ドプラ検波部１１
で検波されたドプラ信号が内蔵のＡ／Ｄ変換器によりデ
ィジタル化された信号を入力し、該信号から血流速度、
速度分散、反射強度等の血流諸元のカラードプラ量を演
算するもので、その内部には血流速度を演算する速度演
算部と、速度分散を演算する分散演算部と、反射強度を
演算する反射強度演算部とを有している。そして、この
カラー演算部１２から出力されるカラードプラ量は、出
力手段としてのデータラインを介して前記ラインメモリ
３へ入力するようになっている。なお、この実施例にお
ける表示部７は、カラーテレビモニタを備えている。こ
の場合は、前記反射エコー検出部２で得た白黒の超音波
断層像と、ドプラ検波部１１及びカラー演算部１２で得
たカラーの血流情報データとを、ディジタルデータ記録
装置１０にそのまま記録できると共に、そのディジタル
データを読み出して画像再生することができる。

【００１９】

【００２０】なお、図１〜図３においては、ディジタル
データ記録装置１０は、主として超音波診断装置の本体
外に設けるものとして示したが、本発明はこれに限ら
ず、本体内に内蔵させてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
請求項１に係る発明によれば、第１の記憶部と接続され
たデータ伝達部によりディジタル信号を入出力し、この
データ伝達部に接続された第３の記憶部によりディジタ
ル信号を記憶又は再生し、制御部の制御により上記第３
の記憶部から再生したディジタル信号を上記データ伝達
部を介して第１の記憶部へ書込み及び読出しをすること
ができる。従って、上記第３の記憶部により、画像処理
部でエコー信号を超音波画像に処理する前のディジタル
データ（生データ）をそのまま記録できると共に、その
ディジタルデータを読み出して画像再生することができ
る。このことから、第３の記憶部は、画像表示のための
処理に関係の無い生データにより、画質劣化のない画像
データを忠実に記録、再生することができると共に、必
要な超音波画像のデータだけを記録することとなり、表
示画面全体の画像データを記録するのに比し少ない記憶
容量で効率よく記録することができる。また、第３の記
憶部は、従来のＶＴＲによる録画では高フレームレート
の画像データを間引いて記録していたのに対し、高フレ
ームレートの超音波画像のデータを間引くことなく記録
することができる。さらに、制御部の制御により、上記
第３の記憶部から再生したディジタル信号を通常の動作
と同じようにして第２の記憶部へ大量に書込み及び読出
しができるので、該第２の記憶部を用いて任意のデータ
部のみを繰り返し見るといった使用も可能となる。

【００２２】また、請求項２に係る発明によれば、ドプ
ラ検波部により探触子の走査による被検体内の血流情報
からドプラ信号を検波し、カラー演算部により上記ドプ
ラ検波部からのドプラ信号を入力しディジタル化した信
号から各種血流諸元のカラードプラ量を演算して、白黒
の超音波断層像と共にカラーの血流情報データを得て、
これを第３の記憶部にそのまま記録できると共に、その
ディジタルデータを読み出して画像再生することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 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、

【図２】 超音波ビームの走査によるラインデータを示
す説明図、

【図３】 本発明の第二の実施例を示すブロック図、

【図４】 従来の超音波診断装置を示すブロック図。

【符号の説明】

１…探触子、 ２…反射エコー検出部、 ３…ラインメ
モリ、 ４…シネメモリ、 ５…フレームメモリ、 ６
…メモリ制御部、 ７…表示部、 ９…入出力インター
フェイス、 １０…ディジタルデータ記録装置、 １１
…ドプラ検波部、 １２…カラー演算部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石 原 謙 兵庫県宝塚市千種１丁目１番地の15 (72)発明者 河 野 敏 彦 千葉県柏市新十余二２番１号 株式会社 日立メディコ大阪工場柏分工場内 (72)発明者 岸 本 眞 治 千葉県柏市新十余二２番１号 株式会社 日立メディコ技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−213040（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−120981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−80439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−164047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−20156（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−197911（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に超音波を送受信する探触子と、
   この探触子からのエコー信号を検出すると共にディジタ
   ル化する検出部と、この検出部からのディジタルのエコ
   ー信号を複数ライン分記憶する第１の記憶部と、この第
   １の記憶部から読み出したデータを大量に記憶する第２
   の記憶部と、この第２の記憶部から読み出したデータを
   一時記憶すると共に該記憶したディジタルのエコー信号
   を超音波画像に処理する画像処理部と、この画像処理部
   からの超音波画像を表示する表示部とを有する超音波診
   断装置において、上記第１の記憶部と接続されディジタ
   ル信号を入出力するデータ伝達部と、このデータ伝達部
   に接続されディジタル信号を記憶し又は再生する第３の
   記憶部と、この第３の記憶部から再生したディジタル信
   号を上記データ伝達部を介して第１の記憶部へ書込み読
   出しの制御をする制御部とを備えたことを特徴とする超
   音波診断装置。
2. 【請求項２】 上記探触子の走査による被検体内の血流
   情報からドプラ信号を検波するドプラ検波部と、このド
   プラ検波部からのドプラ信号を入力しディジタル化した
   信号から各種血流諸元のカラードプラ量を演算するカラ
   ー演算部と、このカラー演算部からのカラードプラ量を
   上記第１の記憶部に出力する手段とを設けたことを特徴
   とする請求項１記載の超音波診断装置。