JP2784799B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔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
て断層像を得ると共にこの断層像の上にカラーの血流情
報を重ねて表示する超音波診断装置に関し、特に画像記
憶部の複数のフレームメモリから画像データを連続再生
する際に、生体波検出部で検出したＲ波を利用して画像
のつながりの良い連続再生ができる超音波診断装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の超音波診断装置は、第４図に示すよう
に、探触子１の走査による被検体内の血流情報からドラ
イブ信号を検波するドプラ検波部２と、このドプラ検波
部２からのドプラ信号に基づいて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３と、上記探触子１の
受信信号から反射エコー信号を検出する反射エコー検出
部４と、この反射エコー検出部４からの反射エコー信号
をディジタル化した白黒の断層像データ及び上記カラー
演算部３からの血流諸元のデータを混合しカラーディジ
タル信号に変換すると共に順次連続する１走査分の画像
データを複数のフレームメモリにそれぞれ書き込むカラ
ーディジタルスキャンコンバータ（以下「カラーDSC」
と略称する）５と、上記フレームメモリから読み出した
画像データを表示する表示部６と、上記被検体の生体波
を検出してＲ波トリガ信号を作成する生体波検出部７
と、上記複数のフレームメモリへの書き込み読み出しを
制御する中央処理装置８とを備えて成っていた。そし
て、上記生体波検出部７からの出力信号は中央処理装置
８へ直接入力するようになっていた。

〔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いて
は、生体波検出部７からの出力信号は中央処理装置８へ
直接入力するようになっていたので、上記生体波検出部
７で検出した被検体９のＲ波を記憶しておくことができ
なかった。従って、カラーDSC5の複数のフレームメモリ
10a〜10n,11a〜11n,12a〜12nから画像データを連続再生
する際に、上記検出したＲ波のタイミングを利用して連
続的にループ再生をすることはできないものであった。
そこで、従来は、このような複数の画像データを連続再
生するには、上記複数のフレームメモリに取り込んだ画
像データの最初のフレームから最後のフレームまでをそ
のままループに回して再生していた。このとき、最初の
フレームがある心拍のＲ波のタイミングで始まり、最後
のフレームが他の心拍のＲ波のタイミングで終っている
とは限らないので、上記のように画像データを最初のフ
レームから最後のフレームまでをそのままループ再生す
ると、最後のフレームからその次のループの最初のフレ
ームに移るときに、１心拍内における時相がずれること
があり、ループ移行時の画像のつながりが悪くなって画
像の動きが不自然となることがあった。

これに対処して、従来、第４図に示す操作パネル13を
使用して、心電計等で検出した被検体９のＲ波を参照し
てループの繰り返しのスタート点及びストップ点となる
位置を予め手動操作により決めてやり、これにより中央
処理装置８が上記指定されたスタート点とストップ点と
の間をループ再生範囲であると認知し、その間でループ
再生をするようにしていた。しかし、この場合は、上記
の手動操作によりループの繰り返しのスタート点及びス
トップ点となる位置を設定するのが容易ではなく、全体
として被検体９の検査時間が長くなるものであった。

また、他の方法として、録画時にある心拍のＲ波から
その次の心拍のＲ波までの間の画像を記憶させ、連続再
生時には上記のＲ波とＲ波との間でループ再生するよう
にしたものもある。しかし、この場合は、ループ端での
画像のつながりは良くなるが、記憶範囲が１心拍だけに
限られてしまい、例えば血流の逆流が数心拍に１回しか
起こらない状態においては、その逆流をとらえることが
できないことがあり、装置としての診断能は低下するも
のであった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決し、画像
記憶部の複数のフレームメモリから画像データを連続再
生する際に、生体波検出部で検出したＲ波を利用して画
像のつながりの良い連続再生ができる超音波診断装置を
提供することを目的とする。

〔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、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
からのドプラ信号に基づいて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、上記探触子の受信信号
から反射エコー信号を検出する反射エコー検出部と、こ
の反射エコー検出部からの反射エコー信号をディジタル
化した白黒の断層像データ及び上記カラー演算部からの
血流諸元のデータを混合しカラーディジタル信号に変換
すると共に順次連続する１走査分の画像データを複数の
フレームメモリにそれぞれ書き込むカラーディジタルス
キャンコンバータと、上記フレームメモリから読み出し
た画像データを表示する表示部と、上記被検体の生体波
を検出してＲ波トリガ信号を作成する生体波検出部と、
上記複数のフレームメモリへの書き込み読み出しを制御
する中央処理装置とを備えて成る超音波診断装置におい
て、上記生体波検出部の出力側に、該生体波検出部から
の複数のＲ波トリガ信号を時系列的に記憶すると共にこ
のＲ波トリガ信号を読み出して中央処理装置へ送出する
Ｒ波記憶部を設け、上記複数のフレームメモリから画像
データを連続再生する際には、最も古いＲ波に対応する
フレームと最も新しいＲ波に対応するフレームとの間で
ループ再生するようにしたものである。

〔作 用〕

このように構成された超音波診断装置は、生体波検出
部の出力側に設けられたＲ波記憶によって上記生体波検
出部からの複数のＲ波トリガ信号を時系列的に記憶する
と共にこのＲ波トリガ信号を読み出して中央処理装置へ
送出することにより、カラーディジタルスキャンコンバ
ータの複数のフレームメモリから画像データを連続再生
する際には、最も古いＲ波に対応するフレームと最も新
しいＲ波に対応するフレームとの間でループ再生するよ
うに動作する。

〔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。

第１図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Ｂモード断層像または
カラードプラ量を表示するもので、探触子１と、ドプラ
検波部２と、A/D変換器14と、カラー演算部３と、反射
エコー検出部４と、A/D変換器15と、カラーディジタル
スキャンコンバータ（以下「カラーDSC」と略称する）
５と、表示部６と、生体波検出部７と、中央処理装置８
とを備えて成る。

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９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。ドプラ検波部２は、上記探
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。A/D変換
器14は、上記ドプラ検波部２から出力されるドプラ信号
を入力してディジタル信号に変換するものである。カラ
ー演算部３は、上記A/D変換器14から出力されるディジ
タル信号を入力し血流速度、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3aと、速度分散を演算
する分散演算部3bと、反射強度を演算する反射演算部3c
とを有している。

一方、反射エコー検出部４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
を増幅するもので、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位並びにそれらの制御回路を有
している。A/D変換器15は、上記反射エコー検出部４か
ら出力された反射エコー信号を入力してディジタル信号
に変換するものである。

カラーDSC5は、上記カラー演算部３から出力される血
流諸元のデータと上記A/D変換器15から出力される白黒
の断層像データとを混合しカラーディジタル信号に変換
すると共に、順次連続する１走査分の画像データを長時
間分記憶するもので、その内部には上記血流諸元のデー
タと白黒の断層像データとを混合しカラーディジタル信
号に変換するカラーエンコーダ回路16と、このカラーエ
ンコーダ回路16から出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の三原色についてのカラーディジタル信号を１走
査分記憶しておくバッファメモリ17r（赤色用）,17g
（緑色用）,17b（青色用）と、これらのバッファメモリ
17r〜17bからデータを詠み出し順次連続する１走査分の
画像データをそれぞれ記憶する三原色についての複数枚
のフレームメモリ10a〜10n（赤色用）,11a〜11n（緑色
用）,12a〜12n（青色用）とから成っている。

表示部６は、上記カラーDSC5の各フレームメモリ10a
〜10n,11a〜11n,12a〜12nから読み出した画像データを
テレビ信号に変換して表示するもので、D/A変換器及び
テレビ用信号変換部等を有する表示回路6aと、カラーで
画像を表示するテレビモニタ6bとで構成されている。

生体波検出部７は、被検体９から心拍などの生体波を
検出して電気信号に変換しこれからトリガ信号を作成す
るもので、上記被検体９の手足に心電計18を取り付け、
この心電計18により検出した第２図（ａ）に示すような
生体波から第２図（ｂ）に示すＲ波トリガ信号Rtを作成
するようになっている。

中央処理装置８は、カラーDSC5内の各フレームメモリ
に画像データを記憶するのか或いは上記各フレームメモ
リから画像データを読み出して表示するのかを選択した
り、後述の読み出し制御部20に各フレームメモリの読み
出し順序を指示したりするものである。

なお、第１図において、符号19は、上記カラーDSC5の
各フレームメモリ10a〜10n,11a〜11n,12a〜12nへのデー
タの書き込みを制御する書き込み制御部であり、それぞ
れのフレームメモリを選択して書き込むと共に一枚の画
像データが記録されたら次のフレームメモリへ書き込む
ために逐次フレームメモリ10a〜10n,11a〜11n,12a〜12n
を更新するようになっている。また、符号20は、上記の
ようにして画像データが書き込まれた各フレームメモリ
10a〜10n,11a〜11n,12a〜12nからのデータの読み出しを
制御する読み出し制御部であり、読み出しのためのX,Y
アドレスや各フレームメモリのリードコントロール信号
を作成するようになっている。さらに、符号21は、上記
書き込み制御部19が作成した書き込みアドレス及びコン
トロール信号または読み出し制御部20が作成した読み出
しアドレス及びコントロール信号を、上記中央処理装置
８が出力する切換信号Ｓによりどちらかを選択してカラ
ーDSC5へ送出し、その内部の各フレームメモリに画像デ
ータの書き込みまたは読み出しをさせる選択器である。

ここで、本発明においては、上記生体波検出部７の出
力側にＲ波記憶部22が設けられている。このＲ波記憶部
22は、上記生体波検出部７からの複数のＲ波トリガ信号
（例えば、被検体９の心拍などの生体波）を時系列的に
記憶すると共にこのＲ波トリガ信号を読み出して中央処
理装置８へ送出するもので、その出力端部が中央処理装
置８に接続されている。そして、この中央処理装置８の
制御により、上記カラーDSC5の複数のフレームメモリか
ら画像データを連続再生する際には、上記Ｒ波記憶部22
からのＲ波トリガ信号を利用して、最も古いＲ波に対応
するフレームと最も新しいＲ波に対応するフレームとの
間でループ再生するようになっている。

次に、このように構成された超音波診断装置における
画像データのループ再生の動作について、第３図を参照
して説明する。いま、同図（ａ）に示すように、第１図
に示すカラーDSC5内の各フレームメモリ10a〜10n,11a〜
11n,12a〜12nはそれぞれ32枚あるとする。そして、これ
らのフレームメモリに対する画像データの記録は、１枚
目から32枚目へと繰り返される。また、同図（ｂ）は、
生体波検出部７によって検出された被検体９に関するＲ
波から作成したＲ波トリガ信号Rtのタイミングを示して
いる。さらに、同図（ｃ）は、上記生体波検出部７から
出力されたＲ波トリガ信号Rtが時系列的にＲ波記憶部22
に記録された状態を示している。図では、Ｒ波トリガ信
号Rtが無い状態では“0"を記録し、Ｒ波トリガ信号Rtが
入力したタイミングでは“1"を記録している。このよう
な状態で、第３図（ａ）に示すように、例えば32枚目の
フレームメモリのところで録画が停止されたとする。こ
のときは、上記の32枚目のフレームメモリが最も新しい
画像を記録しており、その一つ前の１枚目のフレームメ
モリが最も古い画像を記録していることとなる。そこ
で、第１図に示す中央処理装置８は、第３図（ｃ）に示
すようにＲ波記憶部22に記憶されたＲ波トリガ信号Rtの
タイミングを示す“1"を検索し、録画停止のタイミング
に最も近い最古のＲ波トリガ信号として同図（ｂ）に示
すRt₁を抽出し、最新のＲ波トリガ信号として同図
（ｂ）に示すRt₂を抽出する。そして、実際に複数のフ
レームメモリから画像データを連続再生するには、同図
（ａ）に示すように、上記のように抽出した最古のＲ波
トリガ信号Rt₁に対応する３枚目のフレームメモリをル
ープスタート点Lsとし、最新のＲ波トリガ信号Rt₂に対
応する31枚目のフレームメモリをループエンド点Leとし
て、3,4,5,…,30,31の間のフレームメモリを繰り返し読
み出すことによりループ再生すればよい。この場合、ル
ープスタート点Lsの３枚目のフレームメモリはＲ波のタ
イミングで始まり、ループエンド点Leの31枚目のフレー
ムメモリはＲ波のタイミングで終っているので、上記の
ようなループ再生のつなぎ点においても画像が切れるこ
となく、スムーズにつながって再生される。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、生体波検出部
７の出力側に設けられたＲ波記憶部22によって上記生体
波検出部７からの複数のＲ波トリガ信号Rtを時系列的に
記憶すると共にこのＲ波トリガ信号Rtを読み出して中央
処理装置８へ送出することにより、カラーDSC5の複数の
フレームメモリから画像データを連続再生する際には、
録画停止点に最も近い最古のＲ波に対応するフレームと
最新のＲ波に対応するフレームとの間でループ再生する
ことができる。この場合、画像のループ再生の最初のフ
レームメモリはＲ波のタイミングで始まり、最後のフレ
ームメモリはＲ波のタイミングで終るので、ループの繰
り返しのつなぎ点において画像が切れることなく、スム
ーズにつながって連続再生される。従って、ループ再生
のループ移行時の画像のつながりが良くなり、画像の動
きを自然なものとすることができる。また、上記のよう
に生体波検出部７からの複数のＲ波トリガ信号Rtを時系
列的にＲ波記憶部22に記憶すると共にこのＲ波トリガ信
号Rtを読み出して中央処理装置８へ送出して画像データ
を連続再生するので、従来のように手動操作によりルー
プ再生のスタート点及びストップ点を設定することな
く、検査が容易であると共に、全体として被検体につい
ての検査時間を短縮することができる。さらに、録画停
止点に最も近い最古のＲ波に対応するフレームから最新
のＲ波に対応するフレームまでの数心拍にわたる画像を
連続再生することができるので、例えば血流の逆流のよ
うに数心拍に１回しか起こらない事象も確実にとらえる
ことができ、装置の診断能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図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、第２図は被検体の生体波とこれに基づいて作
成されるＲ波トリガ信号を示す説明図、第３図は本発明
における画像データのループ再生の動作を説明するため
のタイミング線図、第４図は従来の超音波診断装置を示
すブロック図である。 １……探触子、２……ドプラ検波部、３……カラー演算
部、４……反射エコー検出部、５……カラーDSC、６…
…表示部、７……生体波検出部、８……中央処理装置、
９……被検体、10a〜10n,11a〜11n,12a〜12n……フレー
ムメモリ、22……Ｒ波記憶部、Rt……Ｒ波トリガ信号。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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に基づいて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、上記探触子の受信
   信号から反射エコー信号を検出する反射エコー検出部
   と、この反射エコー検出部からの反射エコー信号をディ
   ジタル化した白黒の断層像データ及び上記カラー演算部
   からの血流諸元のデータを混合しカラーディジタル信号
   に変換すると共に順次連続する１走査分の画像データを
   複数のフレームメモリにそれぞれ書き込むカラーディジ
   タルスキャンコンバータと、上記フレームメモリから読
   み出した画像データを表示する表示部と、上記被検体の
   生体波を検出してＲ波トリガ信号を作成する生体波検出
   部と、上記複数のフレームメモリへの書き込み読み出し
   を制御する中央処理装置とを備えて成る超音波診断装置
   において、上記生体波検出部の出力側に、該生体波検出
   部からの複数のＲ波トリガ信号を時系列的に記憶すると
   共にこのＲ波トリガ信号を読み出して中央処理装置へ送
   出するＲ波記憶部を設け、上記複数のフレームメモリか
   ら画像データを連続再生する際には、最も古いＲ波に対
   応するフレームと最も新しいＲ波に対応するフレームと
   の間でループ再生するようにしたことを特徴とする超音
   波診断装置。