JP4306066B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超音波エコーの2次元画像を得る超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波診断装置では、被検査生体内に超音波ビームを送信し、生体内で反射を生じさせ、その超音波エコーを受信する。この超音波ビームを一つの断面内にスキャンさせて超音波スキャンを行い、その断面でのエコー分布データを得て、これをその断面の2次元超音波画像として表示し、診断に役立てる。
【0003】
従来の超音波診断装置では、スキャンパラメータを種々に設定できるようになっており、その各々に応じた画像が得られるようになっている。すなわち、たとえば、スキャンパラメータとして超音波の周波数を種々に設定できる。高い周波数に設定すると、高い分解能の画像が得られるが、反面、高い周波数の超音波は減衰が大きいため、浅い部分の画像しか得られない。逆に周波数を低く設定すると、分解能は低くなるが、低い周波数の超音波はあまり減衰しないので、深い部分まで鮮明な画像が得られる。このようにスキャンパラメータに応じて種々の性質を有する画像が得られるので、患者の体形や術者がより見やすいと思われる画像の性質に応じて、さまざまなスキャンパラメータが設定され、切り換えられるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の超音波診断装置では、たしかにスキャンパラメータをさまざまに設定して好みの画像が得られるようにはなっているものの、その種類には限度があり、必ずしもすべての要求に答えられるわけではない。場合によっては、術者にとって満足のいく画質が得られないことがある。
【0005】
この発明は、上記に鑑み、従来設定可能であった種々のスキャンパラメータの各々で得られる画質を任意に組み合わせたような画質の画像を得ることができるように改善した、超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明による超音波診断装置においては、被検査生体内に超音波を送信するとともに生体内での超音波エコーを受信するプローブと、該プローブに送信信号を送るとともに該プローブからの受信信号を処理して画像データを得る送受信回路と、設定された複数のスキャンパラメータの各々によって規定される超音波スキャンが1フレームごとに切り換えられながら行われるよう、上記の送受信回路を制御する制御回路と、上記の送受信回路からの画像データを1フレーム分記憶するフレームバッファおよび該記憶された1フレーム分の画像データと上記送受信回路から出力される現フレームの画像データとを重み付け演算する演算回路を含む1段分のフレーム間演算ユニットを複数段カスケード接続した画像処理回路とが備えられることが特徴となっている。
【0007】
送受信回路が制御回路により制御され、この送受信回路により、設定された複数のスキャンパラメータの各々によって規定される超音波スキャンが1フレームごとに切り換えられながら行われていく。そのため、送受信回路からは、順次、異なるスキャンパラメータの画像データが1フレームごとに出力される。この出力された画像データが1フレーム分、フレームバッファにより記憶される。この記憶された1フレーム分の画像データは、現在のフレームにおいて送受信回路から出力されている画像データと、重み付け演算回路によって重み付け加算される。そのため、2つのスキャンパラメータの画像を重み付け加算した画像が得られる。このフレームバッファと重み付け演算回路とを含む1段分のフレーム間演算ユニットは、複数段カスケード接続されている。そのため、つぎの段では、最初の2つのスキャンパラメータの画像を重み付け加算した画像データに、さらに、現フレームの画像データを重み付け加算した画像データを得ることができる。このように、カスケード接続した段数に応じた数の異なるスキャンパラメータ画像をブレンドした画像を得ることが可能になる。そのため、設定可能な種々のスキャンパラメータの各々で得られる画質を任意に組み合わせたような画質の画像を得ることができ、画質の種類を一気に拡張でき、画質を改善したり、術者の要求により応じることできるようになる。
【0008】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1において、被検査生体10の表面に超音波プローブ11が押し付けられる。この超音波プローブ11は、生体10内に超音波ビームを送信し、および生体10内の超音波エコーを受信する機能を有する。具体的にはたとえば多数の超音波振動子のエレメントを並べたトランスデューサアレイからなる。このプローブ11には送受信回路12が接続される。
【0009】
この送受信回路12は、プローブ11に送信信号を送ってプローブ11から超音波ビームを生体10内に送信させ、および、プローブ11で受信した生体10内超音波エコーの受信信号を処理して画像データを得る機能を有する。送信時には、プローブ11の各エレメントに送る駆動信号の位相をコントロールすることにより、各エレメントから発生した超音波の合成波としての送波ビームの方向とフォーカスを定める。また受信時には、プローブ11の各エレメントからの受信信号の位相制御により、合成波としての受波ビームの方向とフォーカスを定める。
【0010】
この送信時および受信時の超音波ビームの電子的な制御によって、生体10内の一つの断面を超音波ビームでスキャンさせることができ、その断面の超音波エコーの2次元分布画像を表す画像データを得ることができる。
【0011】
この送受信回路12は、CPU13によってコントロールされており、CPU13には設定器14が接続されて各種の設定ができるようにされている。この設定器14により任意のスキャンパラメータが設定されると、それにしたがった超音波スキャンがなされるよう送受信回路12がCPU13によって制御される。送受信回路12から出力される画像データは画像処理回路15を経て画像表示装置16に送られ、超音波画像が表示されることになる。
【0012】
ここでは、設定器14によって3種類のスキャンパラメータA,B,Cが設定され、それらA,B,Cの3つの種類の画像をブレンドしたような画像が得られるものとして説明する。画像処理回路15は、送受信回路12から出力される画像データの1フレーム分の記憶が可能なフレームバッファメモリ51、52、…と重み付け演算回路61、62、…とを各々1つずつ組み合わせたフレーム間演算ユニットを複数段にカスケード接続したものからなる。ここでは3種類の画像をブレンドすることを想定しているため、2段にカスケード接続している。
【0013】
なお、このカスケード接続する段数は、ブレンドする画像の種類の数(設定したスキャンパラメータの数)に対応しており、4種類の画像のブレンドであれば3段にカスケード接続し、5種類の画像のブレンドであれば4段にカスケード接続する。
【0014】
送受信回路12はCPU13によりコントロールされており、スキャンパラメータA,B,Cによってそれぞれ規定されるスキャンが1フレームごとに動的に切り換えられながら、順次超音波スキャンが行われていく。つまり、最初の1フレームで、スキャンパラメータAに基づく画像データが送受信回路12から得られるとすると、つぎの2フレーム目ではスキャンパラメータBに基づく画像データが、3番目のフレームではスキャンパラメータCに基づく画像データが、それぞれ得られ、これが繰り返されていく。
【0015】
最初の1フレーム目のスキャンパラメータAの画像データはフレームバッファメモリ51に格納される。つぎの2フレーム目でスキャンパラメータBの画像データが得られると、これがフレームバッファメモリ51と重み付け演算回路61に送られる。重み付け演算回路61では、このスキャンパラメータBの画像データとさきのフレームバッファメモリ51に格納されていたスキャンパラメータAの画像とが1:1の重みで重み付け加算される。この重み付け加算された画像データ(A+B)/2はフレームバッファメモリ52に格納される。フレームバッファメモリ51では、さきに格納されていた画像データAの読み出しが行われるとともに、画像データBの格納が行われる。
【0016】
3フレーム目でスキャンパラメータCの画像データが得られると、この画像Cの画像データが重み付け演算回路62において、フレームバッファメモリ52に格納されていた画像A,Bの加算画像データ(A+B)/2と、1:2の重みで重み付け加算される。こうして、この重み付け演算回路62から、画像A,B,Cがそれぞれ1/3の重みで加算された画像データ(A+B+C)/3が得られ、これが画像表示装置16に送られて表示される。
【0017】
この3フレーム目では、フレームバッファメモリ52から(A+B)/2のデータが読み出されるとともに、このフレームバッファメモリ52に重み付け演算回路61から出力される画像データが格納される。この3フレーム目では、重み付け演算回路61には送受信回路12からの画像データCとフレームメモリバッファ51から読み出された画像データBとが入力されており、その出力は(B+C)/2となっているので、これがフレームバッファメモリ52に格納されることになる。また、この3フレーム目ではフレームバッファメモリ51から画像データBの読み出しが行われるとともに、画像データCのフレームバッファメモリ51への書き込みが行われる。
【0018】
つぎの第4フレームでは、画像データAが送受信回路12から出力されるので、これがフレームバッファメモリ51に格納されるとともに、重み付け演算回路61、62に送られ、フレームバッファメモリ51、52から読み出された画像データAおよび画像データ(B+C)/2とそれぞれ加算される。重み付け演算回路62の出力画像データ(B+C+A)/3が画像表示装置16に出力されて表示され、重み付け演算回路61の出力画像データ(C+A)/2がフレームバッファメモリ52に格納される。
【0019】
この動作が繰り返されることになり、画像表示装置16では、フレームごとに画像(A+B+C)/3、(B+C+A)/3、(C+A+B)/3、(A+B+C)/3の順序で表示される。そのため、画像表示装置16においては、現在のフレームで得られた特定スキャンパラメータの画像とその直前の2フレームで得られた他の2種類のスキャンパラメータの画像とが同等の重みで加算された合成画像がつねに表示されることになる。
【0020】
したがって、3種類のスキャンパラメータで得られる画像の合成画像が得られる。この合成画像は、どの一つのスキャンパラメータの画像とも異なり、新たな特徴を持った画像となる。そのため、画質の種類を増やし、術者のさまざまな要求に応えることができるようになる。それとともに、スキャンパラメータA,B,Cの画像のそれぞれの欠点を相補的に補ったような画像を得ることも可能となり、コントラスト分解能の向上など画質改善も望むことができる。
【0021】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、具体的な構成などは種々に変更可能である。たとえば、フレームバッファメモリ51、52、…と重み付け演算回路61、62、…の一つずつを組み合わせたフレーム間演算ユニットのカスケード接続段数は、上記でも述べたが、2段には限らず、合成する画像の種類の数に応じて増減可能である。また、重み付け演算回路61、62、…における重み係数もその段数に応じて変えることができる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による超音波診断装置によれば、きわめて簡単な構成によって、設定可能なスキャンパラメータによる画像を組み合わせて合成した画像を得ることができるので、画質の種類を増やし、術者のさまざまな要求に応えることができるようになるとともに、各スキャンパラメータの画像のそれぞれの欠点を相補的に補ったような画像を得ることも可能となり、コントラスト分解能の向上など画質改善も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【符号の説明】
10 被検査生体
11 超音波プローブ
12 送受信回路
13 CPU
14 設定器
15 画像処理回路
16 画像表示装置
51、52 フレームバッファメモリ
61、62 重み付け演算回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a two-dimensional image of an ultrasonic echo.
[0002]
[Prior art]
In the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic beam is transmitted into a living body to be inspected, a reflection is generated in the living body, and an ultrasonic echo is received. This ultrasonic beam is scanned in one cross section to perform an ultrasonic scan, echo distribution data in the cross section is obtained, and this is displayed as a two-dimensional ultrasonic image of the cross section, which is useful for diagnosis.
[0003]
In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, various scan parameters can be set, and an image corresponding to each of them can be obtained. That is, for example, various ultrasonic frequencies can be set as scan parameters. When a high frequency is set, an image with a high resolution can be obtained. On the other hand, since an ultrasonic wave with a high frequency is greatly attenuated, only a shallow portion image can be obtained. Conversely, when the frequency is set low, the resolution is lowered, but the ultrasonic waves with low frequency are not attenuated so much that a clear image can be obtained up to a deep portion. Since images with various properties can be obtained according to the scan parameters in this way, various scan parameters can be set and switched according to the patient's body shape and the properties of the image that the operator seems to be able to see more easily. It has become.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, with conventional ultrasound diagnostic devices, although it is possible to obtain desired images by setting various scan parameters, there are limitations on the types of images, and not all requests can be answered. Absent. In some cases, satisfactory image quality may not be obtained for the surgeon.
[0005]
In view of the above, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus that has been improved so as to obtain an image having an image quality obtained by arbitrarily combining image quality obtained with each of various scan parameters that can be set in the past. The purpose is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, a probe that transmits an ultrasonic wave into a living body to be inspected and receives an ultrasonic echo in the living body, and a transmission signal to the probe are transmitted. A transmission / reception circuit for obtaining image data by processing a reception signal from the probe, and the transmission / reception circuit described above so that an ultrasonic scan defined by each of a plurality of set scan parameters is switched for each frame. Control circuit, frame buffer for storing one frame of image data from the transmission / reception circuit, and weighting of the stored image data for one frame and the current frame image data output from the transmission / reception circuit Image processing with multiple stages of inter-frame arithmetic units including arithmetic circuits for arithmetic operation connected in cascade. It is the distinctive feature is that the circuit is provided.
[0007]
The transmission / reception circuit is controlled by the control circuit, and the transmission / reception circuit performs ultrasonic scanning defined by each of the set plurality of scan parameters while being switched for each frame. Therefore, image data with different scan parameters are sequentially output from the transmission / reception circuit for each frame. The output image data is stored by the frame buffer for one frame. The stored image data for one frame is weighted and added by the weighting operation circuit with the image data output from the transmission / reception circuit in the current frame. Therefore, an image obtained by weighted addition of the images of the two scan parameters is obtained. The inter-frame arithmetic units for one stage including the frame buffer and the weighting arithmetic circuit are cascaded in a plurality of stages. Therefore, in the next stage, image data obtained by weighting and adding the image data of the current frame to the image data obtained by weighting and adding the images of the first two scan parameters can be obtained. In this way, it is possible to obtain an image obtained by blending a number of different scan parameter images corresponding to the number of cascaded stages. Therefore, it is possible to obtain an image with an image quality that can be obtained by arbitrarily combining the image quality obtained with each of the various scan parameters that can be set, and the types of image quality can be expanded at once. You will be able to respond.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, an
[0009]
The transmission /
[0010]
By electronic control of the ultrasonic beam at the time of transmission and reception, one cross section in the
[0011]
The transmission /
[0012]
Here, description will be made assuming that three types of scan parameters A, B, and C are set by the
[0013]
Note that the number of stages to be cascaded corresponds to the number of types of images to be blended (the number of set scan parameters), and if four types of images are blended, the number of stages is cascaded in three stages to form five types of images. If the blend is, cascade connection in 4 stages.
[0014]
The transmission /
[0015]
The image data of the scan parameter A of the first first frame is stored in the
[0016]
When the image data of the scan parameter C is obtained in the third frame, the image data of the image C is added to the image data A and B stored in the
[0017]
In the third frame, (A + B) / 2 data is read from the
[0018]
In the next fourth frame, the image data A is output from the transmission /
[0019]
This operation is repeated, and the
[0020]
Therefore, a composite image of images obtained with three types of scan parameters can be obtained. This composite image is different from any one scan parameter image and is an image having a new feature. Therefore, the types of image quality can be increased to meet the various demands of the surgeon. At the same time, it is possible to obtain an image in which the respective defects of the scan parameters A, B, and C are complementarily compensated, and improvement in image quality such as improvement in contrast resolution can be desired.
[0021]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A concrete structure etc. can be variously changed. For example, the number of cascade connection stages of the inter-frame arithmetic units obtained by combining the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, it is possible to obtain an image synthesized by combining images based on scan parameters that can be set with a very simple configuration. It is possible to meet various demands of users, and it is also possible to obtain an image that complements each defect of each scan parameter image complementarily, and it is also expected to improve image quality such as improved contrast resolution .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
14
Claims (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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