JPH06205777A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波診断装置において、表示画像の輪郭強
調をするエンハンス処理にて画像の表示深度方向の各表
示領域で最適なエンハンス処理を行う。 【構成】 画像処理部５内で画像の輪郭強調をするエン
ハンス回路１１に対して送出する複数組のエンハンス係
数を記憶しておく係数メモリ１３を設け、この係数メモ
リ１３から所望のエンハンス係数を選択するアドレスカ
ウンタ１４を設けると共に、このアドレスカウンタ１４
に対し表示深度方向で表示領域を分割するためのクロッ
クを発生させる領域分割回路１５を設け、画像の表示深
度方向に対応させて上記エンハンス係数を変化させるよ
うにしたものである。これにより、画像の表示深度方向
の各表示領域で最適なエンハンス処理を行い、鮮明な超
音波断層像が得られる。

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
体内の診断部位について断層像を得て表示する超音波診
断装置に関し、特に表示画像の輪郭強調をするエンハン
ス処理において画像の表示深度方向の各表示領域で最適
なエンハンス処理を行うことができる超音波診断装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波診断装置は、図３に示すよ
うに、被検体内に超音波を送受信する探触子１と、この
探触子１を駆動して超音波を送信させると共に受信した
反射エコー信号を増幅する超音波送受信部２と、この超
音波送受信部２からの受信信号を入力してビーム集束す
るフォーカス回路３と、このフォーカス回路３からの出
力信号について信号圧縮と包絡線検波を行う検波回路４
と、この検波回路４からの出力信号をディジタル化する
と共にこの画像データを記憶手段に書き込み及び読み出
し且つその画像の輪郭強調をしさらに画像表示のために
座標変換する画像処理部５と、この画像処理部５からの
画像データを表示する画像表示装置６とを有して成って
いた。なお、上記超音波送受信部２は、探触子１に送波
パルスを送って内蔵の振動子から超音波を発生させる送
波回路７と、上記振動子で受信した診断部位からの反射
エコー信号を増幅する受信増幅器８とから成る。また、
画像処理部５は、検波回路４からの出力信号をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９と、このＡ／Ｄ変換器
９から出力される画像データを書き込み及び読み出すフ
レームメモリ１０と、このフレームメモリ１０から読み
出した画像データについて画像の輪郭強調をするエンハ
ンス回路１１と、このエンハンス回路１１からの出力デ
ータについて画像表示のために座標変換する座標変換回
路１２とから成る。

【０００３】このような超音波診断装置で得られる超音
波ビーム幅は、例えば図５に示すように、被検体内の深
度方向において浅い深度Ｎと、中間の深度Ｍと、深い深
度Ｆとすると、深度が深くなるにつれてビーム幅が広が
るようになっていた。そして、このときの各深度Ｎ，
Ｍ，Ｆにおけるビームパターンは、図６（ａ）〜（ｃ）
に実線で示すように方位方向距離に対してそれぞれの振
幅変化となり、各深度Ｎ，Ｍ，Ｆにおける空間スペクト
ルは、図７（ａ）〜（ｃ）に実線で示すように空間周波
数に対してそれぞれのスペクトル変化となる。

【０００４】さらに、従来の超音波診断装置における画
像処理部５内のエンハンス回路１１は、図４に示すよう
に、ラッチ１３₀〜１３mと、掛算器１４₀〜１４mと、加
算器１５とから成る「ＦＩＲフィルタ」と呼ばれるもの
で構成されている。そして、図３に示すフレームメモリ
１０からの入力信号は、上記ラッチ１３₀〜１３mと掛算
器１４₀〜１４mとによって、図示外の制御回路から入力
される（ｍ＋１）点のエンハンス係数の組Ｋ₀〜Ｋmとの
コンボリューションを演算した後、エンハンス処理後の
出力信号として出力されるようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３及び図４
に示すような従来の超音波診断装置においては、画像の
輪郭強調のためにエンハンス回路１１へ入力するエンハ
ンス係数の値（Ｋ₀〜Ｋm）は、図５に示す各深度Ｎ，
Ｍ，Ｆにかかわらず固定とされていた。すなわち、図７
（ａ）〜（ｃ）に実線で示すように、各深度Ｎ，Ｍ，Ｆ
に対して空間スペクトルが異なっているにもかかわら
ず、例えば同図（ｂ）に示す中間の深度Ｍの空間スペク
トルに対して最適なエンハンス係数を設定していた。従
って、画像の輪郭強調をするためのエンハンス処理とし
て、１枚の画像の全表示領域に対して一様なエンハンス
係数の値（Ｋ₀〜Ｋm）を用いて処理していたので、中間
の深度Ｍは良いとしても、浅い深度Ｎ及び深い深度Ｆに
ついてはエンハンス係数の値が合わず、輪郭強調のきき
方が不十分となるものであった。このことから、画像の
一部の表示領域では鮮明さが欠け、画像が見にくくなる
ことがあった。

【０００６】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、表示画像の輪郭強調をするエンハンス処理におい
て画像の表示深度方向の各表示領域で最適なエンハンス
処理を行う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。

【０００７】

【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、被検体内に超音波
を送受信する探触子と、この探触子を駆動して超音波を
送信させると共に受信した反射エコー信号を増幅する超
音波送受信部と、この超音波送受信部からの受信信号を
入力してビーム集束するフォーカス回路と、このフォー
カス回路からの出力信号について信号圧縮と包絡線検波
を行う検波回路と、この検波回路からの出力信号をディ
ジタル化すると共にこの画像データを記憶手段に書き込
み及び読み出し且つその画像の輪郭強調をしさらに画像
表示のために座標変換する画像処理部と、この画像処理
部からの画像データを表示する画像表示装置とを有して
成る超音波診断装置において、上記画像処理部内で画像
の輪郭強調をするエンハンス処理手段に対して送出する
複数組のエンハンス係数を記憶しておく係数メモリを設
け、この係数メモリから所望のエンハンス係数を選択す
るアドレスカウンタを設けると共に、このアドレスカウ
ンタに対し表示深度方向で表示領域を分割するためのク
ロックを発生させる領域分割手段を設け、画像の表示深
度方向に対応させて上記エンハンス係数を変化させるよ
うにしたものである。

【０００８】

【作用】このように構成された超音波診断装置は、画像
処理部内で画像の輪郭強調をするエンハンス処理手段に
接続された係数メモリにより、上記エンハンス処理手段
に対して送出する複数組のエンハンス係数を記憶してお
き、この係数メモリに接続されたアドレスカウンタで上
記係数メモリから所望のエンハンス係数を選択し、この
アドレスカウンタに接続された領域分割手段により、上
記アドレスカウンタに対し表示深度方向で表示領域を分
割するためのクロックを発生させるように動作する。こ
れにより、上記領域分割手段からのクロックでアドレス
カウンタに対し表示深度方向で表示領域を分割し、この
分割した表示領域により画像の表示深度方向に対応させ
て上記エンハンス係数を選択して変化させることができ
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内の診断部位について断層
像を得て表示するもので、図１に示すように、探触子１
と、超音波送受信部２と、フォーカス回路３と、検波回
路４と、画像処理部５と、画像表示装置６とを有し、さ
らに係数メモリ１３と、アドレスカウンタ１４と、領域
分割回路１５とを備えて成る。

【００１０】上記探触子１は、機械的又は電子的にビー
ム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信するもの
で、図示省略したがその中には、超音波の発生源である
と共に反射エコーを受信する振動子が内蔵されている。
超音波送受信部２は、上記探触子１を駆動して超音波を
送信させると共に受信した反射エコー信号を増幅するも
ので、探触子１に送波パルスを送って内蔵の振動子から
超音波を発生させる送波回路７と、上記振動子で受信し
た診断部位からの反射エコー信号を増幅する受信増幅器
８とから成る。

【００１１】フォーカス回路３は、上記超音波送受信部
２内の受信増幅器８で増幅して出力された受信信号を入
力してビーム集束するものである。また、検波回路４
は、上記フォーカス回路３でビーム集束された出力信号
について信号圧縮と包絡線検波を行うものである。そし
て、画像処理部５は、上記検波回路４から出力された信
号を入力して画像表示のための処理を行うもので、検波
回路４からの出力信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器９と、このＡ／Ｄ変換器９から出力される画像
データを書き込み及び読み出すフレームメモリ１０と、
このフレームメモリ１０から読み出した画像データにつ
いて画像の輪郭強調をするエンハンス処理手段となるエ
ンハンス回路１１と、このエンハンス回路１１からの出
力データについて画像表示のために座標変換する座標変
換回路１２とから成る。なお、エンハンス回路１１の内
部構成は、図４に示す従来例と同様に構成されている。

【００１２】さらに、画像表示装置６は、座標変換回路
１２から出力された画像データを入力して画像として表
示するもので、図示省略したが、ディジタルの画像デー
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、上記画像処理
部５内のエンハンス回路１１に対して係数メモリ１３が
接続されると共に、この係数メモリ１３にはアドレスカ
ウンタ１４が接続され、さらにこのアドレスカウンタ１
４に対して領域分割回路１５が接続されている。上記係
数メモリ１３は、前記エンハンス回路１１に対して送出
する複数組のエンハンス係数を記憶しておくもので、例
えばＲＯＭ（読出し専用メモリ）又はＲＡＭ（随時読出
し書込みメモリ）から成り、表示深度方向の深さの程度
に対応して最適なエンハンス係数が予め記憶されてい
る。また、アドレスカウンタ１４は、上記係数メモリ１
３内に記憶されている複数組のエンハンス係数の中から
所望のエンハンス係数を選択するもので、後述の領域分
割回路１５からのクロックをカウントしてエンハンス係
数の切り換えのタイミングをとるようになっている。さ
らに、領域分割回路１５は、上記アドレスカウンタ１４
に対して画像の表示深度方向で表示領域を分割するため
のクロックを発生させるもので、例えばＲＯＭから成
る。

【００１４】次に、このように構成された超音波診断装
置における表示画像の輪郭強調をするエンハンス処理の
動作について、図２を参照して説明する。まず、図１に
示す探触子１及び超音波送受信部２の動作により収集さ
れた被検体内からの反射エコー信号は、フォース回路３
及び検波回路４を介して画像処理部５へ入力し、Ａ／Ｄ
変換器９でディジタル化された画像データはフレームメ
モリ１０に書き込まれる。その後、上記フレームメモリ
１０から読み出された画像データは、エンハンス回路１
１へ入力してエンハンス処理され、画像の輪郭強調が施
される。

【００１５】このとき、上記エンハンス回路１１でエン
ハンス処理を行うにあたっては、図２（ｄ）に示すよう
に、画像の表示領域を深度方向に適宜分割して深度方向
でエンハンス係数を変える。いま、図２（ｄ）におい
て、例えば深度方向の浅い深度Ｎと、中間の深度Ｍと、
深い深度Ｆに対応させてそれぞれ第一の表示領域ａ
₁と、第二の表示領域ａ₂と、第三の表示領域ａ₃とに分
割するとする。まず、図２(ａ）に示す１フレームの読
出し時間Ｔは、図１において図示省略の制御回路から発
生され、画像を１フレームごとにクリアするクリア信号
となるもので、アドレスカウンタ１４に入力して該アド
レスカウンタ１４のリセットタイミングを与える。次
に、上記領域分割回路１５は、図２（ｄ）に示す表示深
度方向で第一〜第三の表示領域ａ₁，ａ₂，ａ₃に分割す
るためのクロックを、図２（ｂ）に示すように、Ｃ
Ｌ₁，ＣＬ₂，ＣＬ₃の如く発生させる。この分割用のク
ロックＣＬ₁，ＣＬ₂，ＣＬ₃は、上記アドレスカウンタ
１４にカウントアップクロックとして入力し、これらの
クロックはエンハンス係数の切換タイミングｔを与え
る。

【００１６】すなわち、上記アドレスカウンタ１４は、
最初のクロックＣＬ₁の入力により図２（ｄ）に示す第
一の表示領域ａ₁の開始を認識し、図１に示す係数メモ
リ１３には上記第一の表示領域ａ₁に最適なエンハンス
係数の組Ａ₁（例えばＫ₀〜Ｋm）を選択する指令を送出
する。すると、上記の係数メモリ１３は、図２（ｃ）に
示すように、その指定されたエンハンス係数の組Ａ₁を
読み出し、このエンハンス係数の値を画像処理部内のエ
ンハンス回路１１へ送出する。これにより、図４に示す
と同様にして、上記エンハンス回路１１へエンハンス係
数の組Ａ₁が入力され、該当の画像データに対しエンハ
ンス処理が行われる。

【００１７】この状態で上記アドレスカウンタ１４は、
入力するクロックをカウントしており、第二の分割用の
クロックＣＬ₂が入力すると図２（ｄ）に示す第二の表
示領域ａ₂に移ったことを認識し、上記係数メモリ１３
に対して第二の表示領域ａ₂に最適なエンハンス係数の
組Ａ₂を選択する指令を送出する。すると、上記の係数
メモリ１３は、図２（ｃ）に示すように、その指定され
たエンハンス係数の組Ａ₂を読み出し、このエンハンス
係数の値をエンハンス回路１１へ送出する。これによ
り、上記エンハンス回路１１へエンハンス係数の組Ａ₂
が入力され、該当の画像データに対しエンハンス処理が
行われる。

【００１８】さらに、この状態で上記アドレスカウンタ
１４は、入力するクロックをカウントしており、第三の
分割用のクロックＣＬ₃が入力すると図２（ｄ）に示す
第三の表示領域ａ₃に移ったことを認識し、上記係数メ
モリ１３に対して第三の表示領域ａ₃に最適なエンハン
ス係数の組Ａ₃を選択する指令を送出する。以下、上記
と同様にしてエンハンス回路１１へエンハンス係数の組
Ａ₃が入力され、該当の画像データに対しエンハンス処
理が行われる。これにより、図２（ｄ）に示す画像の表
示深度方向の各表示領域ａ₁，ａ₂，ａ₃で最適なエンハ
ンス係数によってエンハンス処理を行い、表示画像の輪
郭強調を行うことができる。

【００１９】この結果、図６（ａ）〜（ｃ）に実線で示
す表示深度方向の深さの程度Ｎ，Ｍ，Ｆごとに異なるビ
ームパターンや、図７（ａ）〜（ｃ）に実線で示す表示
深度方向の深さの程度Ｎ，Ｍ，Ｆごとに異なる空間スペ
クトルに対し、図７（ａ）〜（ｃ）に破線で示すよう
に、各表示深度方向の各々の深度Ｎ，Ｍ，Ｆに対応して
最適なエンハンス係数の組を選択した空間スペクトルＳ
n，Ｓm，Ｓfを掛けることができ、図６（ａ）〜（ｃ）
に破線で示すように、各々の深度Ｎ，Ｍ，Ｆに対応して
最適なビームパターンＢn，Ｂm，Ｂfを得ることができ
る。従って、画像の全表示領域ａ₁，ａ₂，ａ₃で鮮明な
超音波断層像を得ることができる。

【００２０】なお、図２（ｂ）に示すエンハンス係数の
切換タイミングｔは、各クロックＣＬ₁，ＣＬ₂，Ｃ
Ｌ₃，…の間隔ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃，…が等間隔でもよいし、
不等間隔としてもよい。また、その間隔ｔ₁，ｔ₂，
ｔ₃，…は任意の量に適宜決めればよい。この場合、そ
れに従って図２（ｃ）に示すエンハンス係数の組Ａ₁，
Ａ₂，Ａ₃，…の値も変わることとなる。また、図１にお
いては、エンハンス回路１１をフレームメモリ１０の後
段に設けたものとして示したが、本発明はこれに限ら
ず、上記エンハンス回路１１は、フレームメモリ１０の
前段又は座標変換回路１２の後段に設けてもよい。さら
に、上記エンハンス回路１１は、図２（ｄ）に示す深度
方向と方位方向とを独立に処理するために、２個直列に
設けてもよいし、ｍ×ｎのマトリクスの２次元フィルタ
を用いて同時に処理するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
領域分割手段からのクロックでアドレスカウンタに対し
表示深度方向で表示領域を分割し、この分割した表示領
域により画像の深度方向に対応させてエンハンス係数を
選択して変化させることができる。従って、表示画像の
輪郭強調をするエンハンス処理において画像の表示深度
方向の各表示領域で最適なエンハンス処理を行うことが
できる。このことから、画像の全表示領域で鮮明な超音
波断層像が得られ、画像を見易くすることができる。

【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】 本発明の超音波診断装置における表示画像の
輪郭強調をするエンハンス処理の動作を説明するための
タイミング線図、

【図３】 従来の超音波診断装置を示すブロック図、

【図４】 エンハンス回路の内部構成を示すブロック
図、

【図５】 深度方向に対する超音波ビームのビーム幅の
例を示すグラフ、

【図６】 深度方向の各深度におけるビームパターンの
例を示すグラフ、

【図７】 深度方向の各深度における空間スペクトルの
例を示すグラフ。

【符号の説明】

１…探触子、 ２…超音波送受信部、 ３…フォーカス
回路、 ４…検波回路、 ５…画像処理部、 ６…画像
表示装置、 ７…送波回路、 ８…受信増幅器、 ９…
Ａ／Ｄ変換器、 １０…フレームメモリ、 １１…エン
ハンス回路、１２…座標変換回路、 １３…係数メモ
リ、 １４…アドレスカウンタ、 １５…領域分割回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体内に超音波を送受信する探触子
   と、この探触子を駆動して超音波を送信させると共に受
   信した反射エコー信号を増幅する超音波送受信部と、こ
   の超音波送受信部からの受信信号を入力してビーム集束
   するフォーカス回路と、このフォーカス回路からの出力
   信号について信号圧縮と包絡線検波を行う検波回路と、
   この検波回路からの出力信号をディジタル化すると共に
   この画像データを記憶手段に書き込み及び読み出し且つ
   その画像の輪郭強調をしさらに画像表示のために座標変
   換する画像処理部と、この画像処理部からの画像データ
   を表示する画像表示装置とを有して成る超音波診断装置
   において、上記画像処理部内で画像の輪郭強調をするエ
   ンハンス処理手段に対して送出する複数組のエンハンス
   係数を記憶しておく係数メモリを設け、この係数メモリ
   から所望のエンハンス係数を選択するアドレスカウンタ
   を設けると共に、このアドレスカウンタに対し表示深度
   方向で表示領域を分割するためのクロックを発生させる
   領域分割手段を設け、画像の表示深度方向に対応させて
   上記エンハンス係数を変化させるようにしたことを特徴
   とする超音波診断装置。