(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織に超音波パルスを送波し、得られた反射波を受信する超音波振動子と、
機械的に走査される前記超音波振動子に対して前記超音波パルス送波のための送信信号を送信し、前記超音波振動子が受信した反射波を検波してアナログ信号データとして出力する送受信ユニットと、
前記送受信ユニットから出力されるアナログ信号データを入力してデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信号データを格納する受信データ用メモリと、前記デジタル信号データをデータ転送する内部バスと、前記超音波振動子の位置に基づく位置検出信号を取り込み当該位置検出信号に同期したタイミング信号を生成すると共に前記送受信ユニットを制御するコントローラと、を有するＰＣボードと、
前記ＰＣボードを備え、さらに当該ＰＣボードから転送される前記デジタル信号データを一時記憶する第１の記憶手段と、このデータを座標変換処理して超音波画像を生成するプログラムを格納する第２の記憶手段と、このプログラムを実行して超音波画像データを生成する演算処理手段と、を有するコンピュータと、
を具備し、
前記送受信ユニットが超音波振動子に対して送信する送信信号は、前記コントローラの制御の下、当該コントローラが生成するタイミング信号に同期して送信され、前記ＰＣボードから前記第１の記憶手段へのデジタル信号データの転送は、前記受信データ用のメモリに１フレーム分の画像データを格納した後に、前記コントローラによって生成される前記タイミング信号に同期してなされ、前記座標変換処理は、前記受信データ用のメモリから前記第１の記憶手段へ１フレーム分の画像データが転送された後になされることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記ＰＣボードから転送されるデータで超音波画像を生成すると共に、複数フレームの超音波画像を共通した任意位置で切り出し、得られる断片化された超音波像を結合し、超音波断層像として出力するプログラム制御手段と、このプログラムを実行して超音波画像及び超音波断層像を生成する演算手段とを有するコンピュータとを具備したことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
操作指示信号を出力する外部制御指示装置と、前記ＰＣボードから転送される超音波画像の表示領域以上のデータの読み出し位置を外部指示制御装置の指示に応じて変更し、座標変換処理を行い超音波画像を生成するプログラム制御手段と、このプログラムを実行する演算手段を有するコンピュータとを具備したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記演算処理手段は、超音波画像の任意の画素を生成するのに必要な受信データのアドレスとこの受信データから補間処理して任意の画素を求めるのに必要な補間係数とを１つの参照データとし、この参照データを用いて、受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを実行することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
振動子を機械的に駆動させる手段と、前記手段により移動した振動子の位置を表す位置信号を出力する手段と、この位置信号を元に送受信ユニットへタイミング信号を生成するとともに、このタイミング信号を位置信号の周期に対応してコンピュータのプログラムで変更可能な機能をもちＰＣボード上のコントローラとを具備したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に係り、特に超音波画像の表示機能の追加に伴う処理回路規模の拡大を防止して、安価で且つ簡単な構成で表示機能を追加することのできる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生体内に超音波パルスを照射することにより、生体組織から反射される反射波を受信して、生体断層像を得る超音波診断装置が実用化されている。超音波診断装置は、生体に対しても安全性が高いことから臨床医学において必要欠くべからざる装置であり、広く普及している。なかでも、体腔内に挿入して表面上だけで判断できない症例の診断については、超音波内視鏡が用いられており、その需要も大きい。
【０００３】
図１４は、従来の機械走査式の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１４に示すように、機械走査式の超音波診断装置では、制御手段としてのＣＰＵ２３により制御されるコントローラ２２が設けられ、このコントローラ２２のタイミング信号により、モータ駆動回路３を制御し、モータ駆動回路３からのモータ駆動信号によりモータ４とモータ４の回転軸にその回転の中心とするように取り付けられた振動子５を回転させる。
【０００５】
振動子５は、この振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される同期信号をコントローラ２２に取り込んでタイミング信号と同期して、超音波パルスを発射するもので、コントローラ２２の制御で基準となる送信信号が送信信号発生器１によって発振され、その後送信アンプ２により必要なレベルに増幅された後に該振動子５に供給されることによって、前記超音波パルスが例えば生体内に発射される。
【０００６】
そして、その生体組織から反射された反射波は、前記振動子５で受信され、受信した信号は、受信アンプ６、バンドパスフィルタ（図中にはＢＰＦと記載）７により、不要な信号成分を除去し、検波回路８により検波した後に、増幅率を可変可能な可変増幅器としてのＧＡＩＮ／ＳＴＣ９により、所定の大きさに増幅される。
【０００７】
ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９から出力される受信信号は、ローパスフィルタ（図中にはＬＰＦと記載）１２を通り、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換され、ＦＩＦＯ１４に格納される。ＦＩＦＯ１４に格納されたデータは、アドレスコントローラ１６と座標変換用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１７により、座標変換され、メモリ１５の所定の位置に格納される。
【０００８】
これらの動作は、コントローラ２２による制御により、振動子５の回転が一周するまで一定周期間隔で行われる。一周分の受信データがメモリ１５に格納された後、このメモリ１５からアドレスコントローラ１６による読み出し制御で読み出されたデータが補間回路１８に供給される。該補間回路１８では、補間処理用ＬＵＴ１９により補間処理を行い、その後表示するのに必要な処理がビデオ処理回路２０によって処理がなされた後、モニタ２１に供給されることにより、受信データに基づくラジアル画像が表示される。
【０００９】
また、図１５は、図１４に示す超音波診断装置にリニア表示機能を追加した場合の従来の機械走査式の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【００１０】
この種の超音波診断装置においても、上述した超音波診断装置と同様に、図１５に示すように、コントローラ２２のタイミング信号により、モータ駆動回路３を制御して振動子５を回転させて、コントローラ２２のタイミング信号と同期して振動子５で超音波を送受信する。
【００１１】
受信した信号は、受信アンプ６、ＢＰＦ７、検波回路８、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９により所定の信号のみを増幅して取り出し、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換してＦＩＦＯ１４に格納する。格納されたデータは、アドレスコントローラ１６と座標変換用ＬＵＴ１７で座標変換され、メモリ１５の所定の位置に格納される。ここまでの処理動作は、上述した図１４に示す装置と同様であり、振動子５の回転が一周するまで一定周期間隔で行われるようになっている。
【００１２】
その後、一周分の受信データがメモリ１５に格納された後、このメモリ１５からアドレスコントローラ１６による読み出し制御で読み出されたデータが補間回路１８に供給され、該補間回路１８にて補間処理用ＬＵＴ１９により補間処理された後に、画像出力コントローラ２４による書き込み制御により、新たに設けられた画像メモリ２５のラジアル画像メモリ２５ａとリニア画像メモリ２５ｂに格納される。この場合、ラジアル画像メモリ２５ａには、図１４に示すビデオ処理回路２０に出力されるデータと同じデータが格納され、一方、リニア画像メモリ２５ｂには、補間処理されたラジアル画像の指定した任意部分のデータが複数フレーム分つなげてなる１フレームの断層像に応じたデータが格納されるようになっている。
【００１３】
画像メモリ２５に格納されたデータは、選択された画像の出力モードに基づき画像出力コントローラ２４により、ラジアル画像メモリ２５ａ、リニア画像メモリ２５ｂの読み出しが制御され、読み出されたデータは前述した装置と同様にビデオ処理回路２０に与えられることにより、表示に必要な処理が施された後、モニタ２１に供給することにより、受信データに基づくラジアル画像やリニア画像、あるいはそれらを見合わせた画像が表示される。
【００１４】
また、図１４及び図１５において、接続されるスキャナ（超音波内視鏡）により、振動子５の回転周期が異なる場合、アドレスコントローラ１６を変更した別のシステムで対応していた。また、図１４及び図１５とは異なる振動子の機械的な駆動（セクタ走査、３Ｄ走査、走査線密度可変等）を行うスキャナが接続された場合、座標変換用ルックアップテーブル１７とアドレスコントローラ１６とを変更した別のシステムで対応していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しなかしながら、上述した従来の超音波診断装置では、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタルデータに変換された受信データを座標変換するために、ＦＩＦＯ１４、メモリ１５、アドレスコントローラ１６、座標変換用ＬＵＴ１７が必要であり、また、補間処理を行うためには、補間回路１８、補間処理ＬＵＴ１９が必要である。さらに、アドレスコントローラ１６、コントローラ２２を制御するＣＰＵ２３も必要である。このように、専用の座標変換回路及び補間回路が必要であり、しかもこれらの処理回路は高速演算回路であるため、回路が複雑になってしまう。また、上記処理過程で参照するデータを座標変換ＬＵＴ及び補間処理ＬＵＴとして用意するため、これらのデータを格納する専用メモリが必要であり、回路規模が大きくなってしまい、その結果コストも高価になってしまう。
【００１６】
また、座標変換及び補間処理して得られたラジアル画像の任意位置を切り出し、この切り出した画像を結合してリニア画像を生成するには、リニア画像メモリ２５ａとリニア画像を生成するための画像出力コントロール２４が必要であり、また、ラジアル画像とリニア画像を組み合わせて表示するため、画像メモリ２５としてラジアル画像メモリ２５ａ、リニア画像メモリ２５ｂと画像出力モードにより各画像出力を制御する画像出力コントローラ２４とが必要となる。このように、専用の処理回路と画像記憶回路を必要とし、さらにこれらを高速に動作させる必要があることから、回路規模が大きくなるとともに複雑にもなってしまい、この場合もコストが高価になってしまう。
【００１７】
また、位置検出回路７１から出力される位置信号は、接続されるスキャナの走査（セクタ走査、リニア走査、ラジアル走査、振動子の回転速度可変、３Ｄ走査、走査線密度可変等）により周期等が異なるため、コントローラ２２及びＦＩＦＯ１４とメモリ１５を制御するアドレスコントローラ１６の設計を変更するか、アドレスコントローラ１６及びコントローラ２２内部にメモリを設けて、接続されるスキャナの走査に対応した数のタイミング変更用パラメータを用意する必要がある。このように、コントローラ２２及びアドレスコントローラ１６を含むコントローラ系の設計変更で対応するには、コントローラ等を含む基板の交換が余儀なくされてしまい、コストが高価になるとともに、接続されるスキャナを限定してしまい、機能を追加することができない。さらに、コントローラ系で位置信号の周期に対応した数のパラメータをもつには、回路規模の大きなコントロール用デバイス及び外部メモリデバイスを必要とするため、コストが高価になってしまうという問題点があった。
【００１８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、煩雑であり且つ高コスト化に起因する処理回路を使用せずとも、簡単な構成で且つ低コストで各種の表示機能を追加し実行することのできる超音波診断装置の提供を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の超音波診断装置は、生体組織に超音波パルスを送波し、得られた反射波を受信する超音波振動子と、機械的に走査される前記超音波振動子に対して前記超音波パルス送波のための送信信号を送信し、前記超音波振動子が受信した反射波を検波してアナログ信号データとして出力する送受信ユニットと、前記送受信ユニットから出力されるアナログ信号データを入力してデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からのデジタル信号データを格納する受信データ用メモリと、前記デジタル信号データをデータ転送する内部バスと、前記超音波振動子の位置に基づく位置検出信号を取り込み当該位置検出信号に同期したタイミング信号を生成すると共に前記送受信ユニットを制御するコントローラと、を有するＰＣボードと、前記ＰＣボードを備え、さらに当該ＰＣボードから転送される前記デジタル信号データを一時記憶する第１の記憶手段と、このデータを座標変換処理して超音波画像を生成するプログラムを格納する第２の記憶手段と、このプログラムを実行して超音波画像データを生成する演算処理手段と、を有するコンピュータと、を具備し、前記送受信ユニットが超音波振動子に対して送信する送信信号は、前記コントローラの制御の下、当該コントローラが生成するタイミング信号に同期して送信され、前記ＰＣボードから前記第１の記憶手段へのデジタル信号データの転送は、前記受信データ用のメモリに１フレーム分の画像データを格納した後に、前記コントローラによって生成される前記タイミング信号に同期してなされ、前記座標変換処理は、前記受信データ用のメモリから前記第１の記憶手段へ１フレーム分の画像データが転送された後になされることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の超音波診断装置は、上記第１の超音波診断装置において、前記ＰＣボードから転送されるデータで超音波画像を生成すると共に、複数フレームの超音波画像を共通した任意位置で切り出し、得られる断片化された超音波像を結合し、超音波断層像として出力するプログラム制御手段と、このプログラムを実行して超音波画像及び超音波断層像を生成する演算手段とを有するコンピュータとを具備したことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の超音波診断装置は、上記第１または２の超音波診断装置において、操作指示信号を出力する外部制御指示装置と、前記ＰＣボードから転送される超音波画像の表示領域以上のデータの読み出し位置を外部指示制御装置の指示に応じて変更し、座標変換処理を行い超音波画像を生成するプログラム制御手段と、このプログラムを実行する演算手段を有するコンピュータとを具備したことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の超音波診断装置は、上記第１乃至３の超音波診断装置において、前記演算処理手段は、超音波画像の任意の画素を生成するのに必要な受信データのアドレスとこの受信データから補間処理して任意の画素を求めるのに必要な補間係数とを１つの参照データとし、この参照データを用いて、受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを実行することを特徴とする。
本発明の第５の超音波診断装置は、上記第１乃至４の超音波診断装置において、振動子を機械的に駆動させる手段と、前記手段により移動した振動子の位置を表す位置信号を出力する手段と、この位置信号を元に送受信ユニットへタイミング信号を生成するとともに、このタイミング信号を位置信号の周期に対応してコンピュータのプログラムで変更可能な機能をもちＰＣボード上のコントローラとを具備したことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
第１の実施の形態：
図１は本発明の超音波診断装置の第１の実施の形態を示し、機械走査式の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。なお、図１は図１４及び図１５に示す装置と同様な構成要素には同一の符号を付している。
【００２９】
（構成）
本実施の形態では、煩雑であり且つ高コスト化に起因する座標変換及び補間専用処理回路を使用せずに、従来の構成要素で構成された送受信ユニット３４とコンピュータ３６とモニタ２１とを組み合わせて超音波診断装置としてのシステムを構成するとともに、該コンピュータ３６内のＰＣボードによる制御によって座標変換及び補間等の処理を実行可能に構成することにより、上記目的を達成しようとしてる。
【００３０】
具体的な構成としては、図１に示すように、本実施の形態の超音波診断装置は、送信信号発生器１や送信アンプ２を含む送受信ユニット３４と、この送受信ユニット３４と電気的に接続される振動子５，位置検出回路７１，モータ４及びモータ駆動回路３と、このモータ駆動回路３及び前記送受信ユニット３４と電気的に接続されるコンピュータ３６内のＰＣボード３５と、このＰＣボード３５と電気的に接続して超音波画像を表示するモニタ２１とを含んで構成されている。
【００３１】
送受信ユニット３４は、超音波の送受信を行う部分であり、送信信号発生器１、送信アンプ２、受信アンプ６、ＢＰＦ７、検波回路８、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９及びＬＰＦ１２を含んで構成されている。
【００３２】
送信信号発生器１は、コンピュータ３６内のコントローラ２８の制御により基準となる送信信号を発振し、送信アンプ２に与える。送信アンプ２は、この発振信号を振動子５によって例えば体腔内に超音波パルスとして発射するのに好適のレベルまで増幅し、振動子５に与える。
モータ駆動回路３は、コンピュータ３６内のコントローラ２８からのタイミング信号によって制御され、モータ駆動信号をモータ４に与える。モータ４は、モータ駆動回路３からのモータ駆動信号に基づきその駆動が制御され、このモータ４の回転軸にその回転の中心となるように取り付けられた振動子５を回転させる。
【００３３】
振動子５は、この振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される同期信号をコントローラ２２に取り込んでタイミング信号と同期して、超音波パルスを発射するもので、送信アンプ２から供給された送信信号を超音波パルスとして、その回転に応じて例えば生体内に発射する。
【００３４】
また、振動子５は、その生体組織から反射された反射波を受信し、受信した信号を受信アンプ６に与える。受信アンプ６は、所定のレベルまで増幅し、ＢＰＦ７により所定の周波数（不要な信号成分）が取り除かれた後に検波回路８に与える。検波回路８は、取り込んだ信号に検波処理を施し、増幅率が可変可能な可変増幅器であるＧＡＩＮ／ＳＴＣ９に与える。
【００３５】
ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９は、コンピュータ３４側の制御で自在に増幅率を可変させることが可能であり、供給された信号を所定の大きさに増幅し、ＬＰＦ１２に与える。ＬＰＦ１２は、供給された信号の低域成分を通過させ、コンピュータ３６内のＰＣボード３５へと供給する。
【００３６】
上記構成の送受信ユニット３４は、新たに設けられたコンピュータ３６内のＰＣボード３５に、該コンピュータ３６に設けられた接続手段（図示せず）を介して電気的に接続される。
【００３７】
ＰＣボード３５は、コンピュータ３６内部バス着脱可能に取り付けらたボードであり、図中に示すようにＤ／Ａ変換器１０、Ａ／Ｄ変換器１３、受信データ用メモリ２６、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ用メモリ２７、コントローラ２８、ＰＣ内部バスコントローラ２９を含んで構成されている。
【００３８】
コントローラ２８は、送受信ユニット３４の送信信号発生器１及びモータ駆動回路３と接続され、タイミング信号を供給することによって送信信号の発振やモータ駆動を制御する。またコントローラ２８はＰＣボードローカルバスに接続されている。
【００３９】
ＧＡＩＮ／ＳＴＣ用メモリ２７には、送受信ユニット３４内のＧＡＩＮ／ＳＴＣ９をの増幅率を可変させるのに必要な情報が格納されており、前記コントローラ２８の制御により読み出された情報はＤ／Ａ変換器１０によってアナログ変換され、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９に与えられることで、該ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９の増幅率を変化させている。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器１３は、送受信ユニット３４のＬＰＦ１２に接続され、該ＬＰＦ１２からの供給される信号をデジタル変換し、受信データ用メモリ２６に与える。この受信データ用メモリ２６は、この供給された受信データを格納するもので、読み出し時には、読み出した受信データをＰＣボードローカルバス、ＰＣ内部バスコントローラ２９を介してＰＣ内部バス上に出力する。
【００４１】
ＰＣ内部バスコントローラ２９は、ＰＣ内部バスに接続された全ての回路間での入出力やその入出力に伴うバス経路等の制御を行うことが可能であり、コンピュータ３６内の主制御手段としての演算処理部３０によって指示制御される。
【００４２】
前記ＰＣ内部バスを有するコンピュータ３６は、該ＰＣ内部バス上に接続される上述したＰＣボード３５、演算処理部（ＣＰＵともいう）３０、データ及びプログラムの記憶手段であるＰＣ内部メモリ３１、ＰＣ補助記憶装置３２、そして、画像出力部３３を備えて構成している。また、このコンピュータ３６の画像出力部３３には、該コンピュータの接続手段（図示せず）を介して、超音波画像を表示する表示手段としてのモニタ２１が接続されるようになっている。
【００４３】
コンピュータ３６において、演算処理部３０は、本発明の特徴となる出力モードに応じた画像表示を実行するのに必要な演算処理（例えば座標変換及び補間処理等）を行う処理回路であり、この演算処理に必要なプログラムは、ＰＣ内部メモリ３１に格納されるようになっている。またこのＰＣ内部メモリ３１は、ＰＣボード３５からのデータを一旦格納する。
【００４４】
ＰＣ補助記憶装置は、予備の記憶装置であり、例えば演算処理に必要なプログラムや受信データ等記憶することも可能であり、またその演算処理等の処理に伴い記憶領域が足りなくなった場合には該ＰＣ補助記憶装置の記憶領域を使用することも可能である。
【００４５】
画像出力部３３は、ＰＣ内部バスを介して供給されたデータに対し、選択された画像の出力モードに基づく表示処理を行い、モニタ２１に供給する。モニタ２１は、コンピュータ３６によって処理されたデータに基づく画像を表示するものである。
【００４６】
（作用）
次に、図１に示す超音波診断装置の動作を詳細に説明する。
【００４７】
いま、図１に示す超音波診断装置を用いて体腔内の超音波診断画像をモニター表示するものとする。この超音波診断装置による検査を開始すると、まず、コントローラ２８によりモータ駆動回路３を通して、モータ４が駆動することにより、振動子５を回転させる。
【００４８】
すると、振動子５は、この振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される同期信号をコントローラ２８に取り込み、この信号と同期してコントローラ２８のタイミングに同期して、送信信号発生器１と送信アンプ２により、振動子５で超音波パルスを、例えば体腔内の部位周辺に送信する。
【００４９】
そして、振動子５でその生体組織から反射された反射波を受信し、受信した信号は、受信アンプ６により所定の大きさに増幅される。増幅された受信信号は、ＢＰＦ７によって不要なノイズ成分が取り除かれた後、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９で所定の大きさに増幅される。このとき、超音波パルスを照射する部位が遠くに有る場合には、その反射波の伝搬時間が経過することなるので、その反射波を受信した受信信号のレベルが時間とともに小さくなってしまうこともある。したがってこのような場合には、コントローラ２８による制御により、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９による増幅する際に、遠距離になるほど小さくなる受信信号を時間とともに大きくなるように補正する。
【００５０】
その後、ＧＡＩＮ／ＳＴＣ９からの受信信号の出力はＬＰＦ１２に供給されることにより、供給された信号の低域成分のみが通過され、通過した受信信号は該送受信ユニット３４からコンピュータ３６側へと出力される。
【００５１】
一方、コンピュータ３６側において、送受信ユニット３４から出力された受信信号は、コンピュータ３６のＰＣ内部バスに取り付けられたＰＣボード３５に入力される。
【００５２】
ＰＣボード３５に入力された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号に変換され、受信データ用メモリ２６に格納される。このとき、１フレーム分のデータが受信データ用メモリ２６に格納されると、受信データ用メモリ２６からのデータは、ＰＣボード３５のローカルバスで接続されたＰＣ内部バスコントローラ２９を介して、ＰＣ内部バスを通じてコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１に転送される。
【００５３】
上記ＰＣ内部メモリ３１へのデータ転送は、振動子５の回転により位置検出回路７１から出力される回転に同期した位置信号を元に、コントローラ２８からデータ転送開始信号をＰＣ内部バスコントローラ２９に出力することにより、ＰＣ内部バスコントローラ２９が受信データ用メモリ２６からＰＣ内部バスを通して行われる。
【００５４】
ここで振動子５の回転と回転に同期した位置信号との関係を図２に示す。図２（ａ）は振動子５の回転とその位置を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）の振動子５の回転に対応して出力される位置信号Ｆ，Ｓと、クロック信号（ＣＬＫと記載）と、ＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６にエコーデータを書き込む期間であるデータライト信号のタイミングを示している。なお、データライト信号は、位置信号Ｓの論理変化に同期して出力される。
【００５５】
振動子５が図２（ａ）のａに位置するとき、位置信号Ｆと位置信号Ｓは、図２（ｂ）の位置ａに論理の信号を出力する。また振動子５が図２（ａ）のｂに位置するとき、位置信号Ｆと位置信号Ｓは、図２（ｂ）の位置ｂの論理の信号を出力する。図２（ｂ）のａ’は、図２（ａ）の振動子５が一回転し、再びａに位置したときに出力される位置信号Ｆと位置信号Ｓの信号の論理を示している。
【００５６】
図２（ｂ）のデータライト期間はｄｌであり、ＣＬＫ信号としては３ＣＬＫの期間がある。
【００５７】
ここで、振動子５の回転が早くなった場合のタイミングを図３に示す。
【００５８】
図３では、位置信号Ｓの周期が２ＣＬＫであるため、図２（ｂ）のデータライト期間ｄｌでデータライトしようとすると、位置信号Ｓの立ち下がりで始まる２番目のデータライト期間と重なってしまい、２番目のデータライトを行うことができない。このような場合、データライト期間を１ＣＬＫ短くすることで、位置信号Ｆ，Ｓの周期を高速化に対応して、確実にデータを取得することができるようになっている。
【００５９】
このデータライト期間の設定は、コントローラ２９にレジスタを用意し、ソフトウエアでこのレジスタをアクセスして行えばよい。このようなレジスタの一例を図４に示す。
【００６０】
位置信号Ｆ，Ｓが図３のタイミングの場合、図４に示すレジスタのアドレス０：データライト数に、図３の位置信号Ｆ，Ｓに対応したデータライト数（データライト期間ｄｆ相当）を設定する。この設定により、図３のデータライトタイミングとなる。また、位置信号Ｆ，Ｓが図２（ｂ）のタイミングの場合、図４西メスレジスタアドレス０：データライト数に、図２（ｂ）に対応したデータライト数(データライト期間ｄｌ相当）を設定することで、図２（ｂ）のデータライトタイミングとなる。
【００６１】
なお、図２（ｂ），図３の位置信号Ｆ，Ｓのパルス数及びパルス長、ＣＬＫ信号との関係は、これに限定されるものではない。また上記では、位置信号Ｆ，Ｓの周期に対応して出力されるデータライト信号のみを変更したが、これに限定されることはなく、位置信号Ｆ，Ｓの周期に対応して調整する必要のある信号があれば、これも調整の対象として図４に調整パラメータ用のレジスタを用意しておいても良い。さらに、位置信号Ｆ，Ｓの周期に対応して調整するのは複数のパラメータであっても良い。
【００６２】
また、上記は振動子５を回転させて、これに同期して出力される位置信号の周期の変化に対応したものであるが、振動子５を水平方向に移動させてこれに同期した位置信号の周期の変化に適応しても良い。さらに、振動子５の回転と水平方向とを組み合わせた駆動に同期して出力する位置信号の変化にも適応しても良い。
【００６３】
振動子５の回転に同期したコンピュータ３６へのデータ転送をコンピュータ３６の演算処理部３０を介さずに行うダイレクトメモリアクセス（以下、ＤＭＡ転送と称す）を使用して、受信データを受信データ用メモリ２６からＰＣ内部メモリ３１に一度に転送することにより、データ転送時間の短縮と、データ転送時の演算処理部３０の負荷を軽減することができる。
【００６４】
さらに効率よくＤＭＡ転送できる構成を図７に示す。
【００６５】
図７は上記の如くさらに効率よくＤＭＡ転送可能な構成された装置のコンピュータ３６部分の構成を示すブロック図であり、図１のＰＣボード３５の構成要素にＰＣボードローカルバスにＤＭＡ転送用メモリ３７を追加した構成となっている。
【００６６】
図７に示すように、このＤＭＡ転送用メモリ３７には、ＤＭＡ転送する前にコンピュータ３６で動作しているソフトウェアにより、あらかじめ転送元のアドレス、転送先のアドレス、転送容量等のパラメータが格納される。つまり、このＤＭＡ転送用メモリ３７を設けたことにより、ＰＣ内部バスコントローラ２９のデータ転送開始レジスタを有効にすることで、ＰＣ内部バスコントローラ２９がＤＭＡ転送用メモリ３７からパラメータを読み出しながらＤＭＡ転送を実行することが可能となる。
【００６７】
例えば、転送先のコンピュータ３６のＯＳによっては、ＰＣ内部メモリ３１に連続した格納領域を確保することができない場合がある。このような場合、転送元のアドレスにＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６を、転送先アドレスにコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１を、転送するデータブロックの容量とともに各ブロックで設定すると、ＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６からコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１に複数ブロックに分けて受信データが転送される。このように、データ転送時に転送元アドレスと転送先アドレスとデータ格納領域の確保にソフトウェアが関与する必要がないため、ソフトウェアの負担を軽減して効率良いＤＭＡ転送が実現できる。
【００６８】
こうして、ＰＣ内部メモリ３１には、受信データが転送され、その後、本実施の形態の特徴である処理が演算処理部３０によって実行される。つまり、ＰＣ内部メモリ３１に転送された受信データをＰＣ内部メモリ３１に格納されているプログラムで演算処理部３０で座標変換及び補間処理することにより超音波画像データを生成し、生成した超音波画像データをＰＣ内部メモリ３１に格納して、画像出力部３３を通してモニタ２１に超音波画像を出力する。
【００６９】
なお、超音波画像データ及び受信データは、ＰＣ内部メモリ３１に格納されるだけでなく、プログラムの処理時間に影響がなければ、ＰＣ補助記憶装置３２に格納してもよい。
【００７０】
次に、上述したＤＭＡ転送動作及び演算処理部３０で実行する処理動作について、図５を参照しながらさらに詳細に説明する。
【００７１】
図５は超音波診断装置の演算処理部（ＣＰＵ）のおける制御動作例を説明するためのもので、上述したＤＭＡ転送と演算処理部３０で実行する処理とを含んだフローチャートである。
【００７２】
まず、コンピュータ３６の演算処理部３０が起動すると、演算処理部３０は、ステップＳ３８による処理でプログラムを開始し、続くステップＳ３９による処理によって、ＰＣボード３５への初期設定等を行う。
【００７３】
初期設定後、ステップＳ４０に処理を移行し、この処理で超音波データの取り込みをＰＣボード３５に指示し、ＰＣボード３５と送受信ユニット３４とで受信信号をＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６に格納して処理をステップＳ４１に移行する。
【００７４】
ステップＳ４１による処理では、受信データ用メモリ２６に１フレーム分の受信データが格納されているか否かを判定し、格納されていなければステップＳ４０に処理を移行し、受信データを受信データ用メモリ２６に格納する。一方、該ステップＳ４１の判定で１フレーム分の受信データが受信データ用メモリ２６に格納されていると判定された場合には、処理を続くステップＳ４２に移行する。
【００７５】
ステップＳ４２の処理では、受信データ用メモリ２６に１フレーム分のデータが格納されていることから、ＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６にこの格納されている受信データをコンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１へＤＭＡ転送する。そして、処理をステップＳ４３に移行する。
【００７６】
ステップＳ４３による処理では、ＤＭＡ転送が終了したか否かを判定し、終了している場合には、ステップＳ処理５１の一連の座標変換及び補間処理に移行すし、そうでない場合には、処理をステップＳ４２に戻す。
【００７７】
ここで、ステップＳ５１の処理を説明する前に、本発明の特徴となる座標変換及び補間処理の概念について、図８を用いて詳細に説明する。
【００７８】
コンピュータ３６のＰＣ内部メモリ３１には、例えば図８に示すＡＲＭテーブル５７，音線データメモリ５８及び画像データメモリ５９が備えられている。
ＡＲＭテーブル５７には、任意の画素を生成するために必要な補間係数と受信データの格納されている音線データメモリ５８のアドレスとが格納されている。
【００７９】
音線データメモリ５８には、超音波を送信して受信する間の伝搬距離に対応したｒ（距離）方向と振動子が回転した角度に対応したθ（角度）方向に対応するように受信データが格納されている。
【００８０】
画像データメモリ５９には、音声データメモリ５８に格納されている受信データを座標変換及び補間処理することにより放射状のイメージになるように対応付けて格納されている。
【００８１】
上記構成において、画像データメモリ５９の任意の画素Ｐ１を求める場合、ＡＲＭテーブル５７の任意の画素に対応した補間係数及び音線データメモリ５８のアドレスを読み出す。
【００８２】
例えば、ＡＲＭテーブル５７には、補間係数と任意の画素Ｐ１を求めるのに使用する受信データを格納している音線データメモリ５８のアドレスとを１組のテーブルデータとして格納する。このテーブルデータの受信データアドレスに対して任意のオフセットを加える演算を行い、音線データメモリ５８から任意画素Ｐ１を求めるのに必要な受信データ（Ｓ００、Ｓ０１，Ｓ１０、Ｓ１１）を読み出すことにより、受信データが座標変換される。
【００８３】
そして、ＡＲＭテーブル５７から読み出したテーブルデータの補間係数から補間係数パラメータを算出し、この補間係数パラメータと読み出された受信データ（Ｓ００，Ｓ０１、Ｓ１０、Ｓ１１）とで補間演算を行い、結果を画像データメモリ５９に格納する。
【００８４】
この任意画素Ｐ１を求める過程での補間処理は、４点補間を使用しており、その内容を図１０に示す。
【００８５】
図１０において、Ｓ００−Ｓ１１は、図８に示す音線データメモリ５８に格納されている受信データに対応し、Ｓ００とＳ０１及びＳ１０とＳ１１は同じ音線上にある。これらの受信データを使用して補間処理により求められるのが画素Ｐ１である。Ｓ１０とＳ００とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（ｒ方向の距離）をａ、Ｓ１１とＳ０１とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（ｒ方向の距離）をｂ、Ｓ１０とＳ００とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（θ方向の距離）をｃ、Ｓ１１とＳ０１とを結ぶ直線と画素Ｐ１との最短距離（θ方向の距離）をｄとすると、これらＳ００〜Ｓ１１の４点とａ〜ｄのパラメータより、画素Ｐ１は以下の式で求めることができる。
【００８６】
Ｓ０＝（ａ／（ａ＋ｂ）・Ｓ１１）＋（ｂ／（ａ＋ｂ）・Ｓ１０）…（１）
Ｓ１＝（ａ／（ａ＋ｂ）・Ｓ０１）＋（ｂ／（ａ＋ｂ）・Ｓ００）…（２）
Ｐ１＝（ｄ／（ｃ＋ｄ）・Ｓ０）＋（ｃ／（ｃ＋ｄ）・Ｓ１）    …（３）
上記式（１）〜（３）を図５に示した方法で演算する場合、ａ／（ａ＋ｂ），ｂ／（ａ＋ｂ），ｄ／（ｃ＋ｄ），ｃ／（ｃ＋ｄ）の項を補正係数としてＡＲＭテーブル５７に格納し、補間処理に使用する。
【００８７】
上記式（１）〜（３）は、演算処理部３０で演算できるような命令に展開して、演算される。
【００８８】
例えば、式（１）を演算処理部３０として単一命令で複数のデータを処理する機能を持つＩｎｔｅ１社のＭＭＸテクノロジを採用したＣＰＵ（演算処理部３０）で処理した場合を図１１に示す。
【００８９】
図１１は、前記ＣＰＵ特有の積和演算命令ｐｍａｄｄｗｄを説明するためのもので、レジスタｍｍ１、ｍｍ２に格納されたデータを処理した結果、ｍｍ１に格納する。各レジスタには、右側の四角の単位で異なるデータをまとめて格納しているものとする。なお、このレジスタは、左側がＭＳＢ、右側がＬＳＢである。この命令を使用して、式（１）、式（２）の演算を当てはめると、ｍｍ１に座標変換係数データを、ｍｍ２に座標変換に使用する音線データメモリの受信データを格納すると、ｍｍ１の上位に（１）式の結果が、下位に式（２）の結果が格納される。これより、１命令で式（１）、式（２）の演算を同時に実行することができる。このように、積和演算などを高速に処理できる機能をもつＣＰＵを搭載するコンピュータであれば、リアルタイムに座標変換処理を行うことが可能である。
【００９０】
なお、上記説明では、Ｉｎｔｅｌ社のＭＭＸテクノロジを搭載したＣＰＵ（演算処理部３０）について述べたが、同様な単一命令で複数のデータを同時に処理する機能をもつ演算処理部であれば、これに限定されることはない。
【００９１】
再び、図５に示すフローチャートのステップＳ４４による処理以降の説明に戻る。
【００９２】
図５において、ステップＳ４３の処理によるＤＭＡ転送終了後、処理をステップＳ４４に移行し、この処理によって生成する画素に対応する座標変換及び補間処理のパラメータをＡＲＭテーブル５７（図８参照）から読み込み、続くステップＳ４５による処理で、このＡＲＭテーブル５７より画素生成に必要な受信データが格納されている音線データメモリ５８のアドレスの作成と補間係数パラメータの作成を行う。
【００９３】
そして、続くステップＳ４６による処理で、音線データメモリ５８から受信データを読み込み、続くステップＳ４７による処理で、読み出した受信データを補間係数パラメータにより補間処理して画素データを算出し、結果を次のステップＳ４８による処理でＰＣ内部メモリ３１に格納して、処理をステップＳ４９に移行する。
【００９４】
このステップＳ４９の判定処理では、前記ステップＳ４４からステップＳ４８までの処理によって１フレーム分の超音波画像の画素に行われたか否かを判定し、行われた場合には、つまり１フレーム分の画像データが演算されたものとして、処理をステップＳ５０に移行し、逆に行われていない場合には、処理をステップＳ４４に戻して、１フレーム分の超音波画像が得られるまでこの処理を繰り返す。
【００９５】
このステップＳ４９で１フレーム分の画像データが演算された後、続くステップＳ５０による処理によってその結果を表示し、再び処理をステップＳ４１に戻して、この処理判定によりＰＣボード３５の受信データ用メモリ２６に１フレームのデータが格納されているかどうかの判定を行わせる。
【００９６】
上記ステップＳ４０からステップＳ４３までの処理は、ステップＳ５１の処理とは別に実行するタスクとして処理させても良い。これにより、ステップＳ４０の超音波データの取り込みから、ステップＳ４２のＰＣボードからＰＣメモリへのデータ転送までの処理を、ステップＳ５１の処理を待たずに実行できるため、コンピュータ３６の処理能力を最大限活用でき、処理能力を向上させることができる。
【００９７】
なお、本実施の形態では、図５のフローチャートに基づき処理するプログラムは、コンピュータ３６を起動する前には、ＰＣ補助記憶装置３２に格納されており、コンピュータ３６を起動後、ＰＣ内部メモリ３１に格納され、実行されるようになっている。
【００９８】
ところで、本発明では、上述したようなコンピュータ３６を使用した構成において、図５に示すデータ処理の工程を図６に示すように変更することで、ラジアル画像以外の表示機能の追加を行うことが可能である。このような超音波診断装置における構成及び動作を説明する。
【００９９】
超音波診断装置の全体構成は、図１に示す装置と略同様であり、振動子５及び送受信ユニット３４によって超音波を送信して受信し、ＰＣボード３５でディジタル化された受信データとして受信データ用メモリ２６に格納し、ＰＣ内部バスコントローラ２９を使用してＤＭＡ転送にてＰＣ内部メモリ３１にデータを転送し、このデータをステップＳ５１内の各処理で座標変換及び補間処理を行い、１フレーム分の超音波画像を生成するまでは、図５に示すフローチャートで説明した動作と略同様である。
【０１００】
異なる点は、図６に示すように、１フレーム分の超音波画像を生成した後は、その超音波画像データの表示する処理（ステップＳ５０、図５参照）に移行するのではなく、リニア画像の表示の判断処理であるステップＳ５２以降のルーチンに移行する点である。
【０１０１】
つまり、図６において、演算処理部３０は、ステップＳ５２の処理で選択された出力モードがリニア画像のみの表示であるか否かを判定し、リニア画像のみの表示である場合は、ステップＳ５３に移行し、データに基づくリニア画像のみを表示させる。逆に、この判定でリニア画像のみの表示でない場合、ステップＳ５４の処理にてその出力モードがラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示するか否かを判定し、ラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示する場合には、続くステップＳ５５に処理を移行し、ラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示する。また、この判定がラジアル画像とリニア画像とを組み合わせて表示しないものであると判定された場合には、処理をステップＳ５６に移行し、ラジアル画像の表示のみを行うように制御する。
【０１０２】
なお、前記ステップＳ５２〜ステップＳ５６の処理におけるラジアル画像及びリニア画像の表示に関する判定順序は、これに限定されるものでなく、順序をかえるように制御しても良い。
【０１０３】
次に、前記ステップＳ５３及びステップＳ５５の処理に含まれるリニア画像の構築方法について図９を参照しながらさらに詳細に説明する。図９は演算処理部の処理によるリニア画像表示する際のリニア画像の構築方法を説明するための説明図である。
【０１０４】
図９において、画像データ６０〜６３は、図６のステップＳ５１の処理により生成された画像データである。ここでは、説明簡略化のために４フレーム分の画像データが格納された場合について説明する。なお、このフレーム数は、ＰＣ内部メモリ３１の容量及び演算処理部３０の処理能力に問題ない範囲で増やすことは可能であり、これに限定されることはない。
【０１０５】
この画像データ６０〜６３に対して切断面６５を設定し、この切断面６５と画像データ６０〜６３とが交差する切断線の画像データをリニア画像メモリ６４にフレーム増加方向に格納する。このリニア画像メモリ６４に格納された結果がリニア画像となる。
【０１０６】
このリニア画像は、超音波振動子を持ったプローブをその位置に固定していれば、任意切断面のラジアル画像の時間経過による変化として観察することができる。また、このプローブを移動させると移動させた部分の断面像として観察することができる。
【０１０７】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、送受信により得られた受信データをＰＣボードからＰＣ内部に取り込み、コンピュータで起動していたプログラムを使用して、演算処理部で座標変換及び補間処理を行い、ＰＣの画像出力部から画像を出力することにより、出力モードに基づく画像をモニタ表示できる。これにより、煩雑であり且つ高コスト化に起因する座標変換及び補間処理を行うための専用の回路を使用せずとも、超音波診断装置を構成することができ、よって、超音波装置の低コスト化に大きく寄与する。
【０１０８】
また、前記演算処理部で座標変換及び補間処理を行い、結果として得られた超音波画像を記憶装置に格納し、この超音波画像の任意断面を取り出して、切り出した画像を結合してコンピュータの画像出力部からリニア画像として出力することにより、ラジアル画像の他、リニア画像もモニタ表示できる。これにより、煩雑であり且つ高コスト化に起因するリニア画像を生成するための専用の回路を必要とせず、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。さらに、リニア画像の生成はソフトウェアで行うため、ラジアル画像を生成するソフトウェアに追加するだけで容易に対応することが可能であるため、簡単に且つ低コストで超音波画像の表示機能を追加することができ、超音波診断装置の機器性能向上かに大きく寄与する。
【０１０９】
第２の実施の形態：
図１２及び図１３は本発明の超音波診断装置の第２の実施の形態を示し、図１２は該装置の送受信ユニットを除くコンピュータ部分の構成を示すブロック図、図１３は該装置の動作を説明するための説明図である。なお、図１２は図１に示す前記第１の実施の形態の装置と同様な構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
（構成）
本実施の形態の超音波診断装置の全体構成は、図１に示す前記第１の実施の形態の装置と略同様であり、異なる点は、図１２に示すように、コンピュータ３６内のＰＣ内部バス上に接続されたインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと称す）６６と、該Ｉ／Ｆ６６に電気的に接続された操作手段としてのトラックボール６７及び操作卓（キーボード）６８とを付加して構成したことが特徴である。
【０１１０】
Ｉ／Ｆ６６は、トラックボール６７又は操作卓６８からの操作指示信号を受信し、この受信した操作指示信号を演算処理部３０に供給する。
【０１１１】
トラックボール６７及び操作卓６８は、画像をスクロール表示するのに必要な操作手段であり、これらの操作手段を用いることにより、前記Ｉ／Ｆ６６を介して操作指示信号を演算処理部３０に与えることができ、また該演算処理部３０はこの操作指示信号を認識するとともに、この操作信号に基づく表示制御、例えばスクロール表示制御を実行する。
【０１１２】
（作用）
本実施の形態においては、上述した前記第１の実施の形態における超音波診断装置と略同様に動作する。つまり、コンピュータ３６の演算処理部３０は、図５のフロチャートに示す画像出力までの一連の処理（ステップＳ５０間での処理）については、前記第１の実施の形態と略同様に処理を行い動作する。
【０１１３】
そこで、そのデータ処理の過程で、図１２に示すトラックボール６７及び操作卓６８の操作がなされた場合には、演算処理部３９は、スクロール表示モードが実行されたものとして、これらのトラックボール６７及び操作卓６８からの操作指示信号に基づき、スクロール表示に必要な処理を実行させる。このときのスクロール処理の概念を図１３を参照しながら説明する。
【０１１４】
図１３はスクロール表示処理を説明するためのＡＲＭテーブルの書き込み状態に応じた出力画像表示を示しており、図１３（ａ）はスクロール表示させてない状態で、図１３（ｂ）は画面上部にスクロール範囲をずらした状態、また図１３（ｃ）は画面下部にスクロール範囲をずらした状態をそれぞれ示している。
【０１１５】
図１３に示すように、ＡＲＭテーブル５７には出力画像領域６９を超えるスクロール範囲７０に対応する任意画素を求めるための補間係数と、受信データが格納されている音線データメモリ５８のアドレスとを格納しておく。なお、受信データで構成される音線データメモリ５８も出力画像領域６９を超える受信データが格納されているものとする。
【０１１６】
スクロール表示がなされていない場合、演算処理部３０は、図１３（ａ）に示すように、出力画像領域６９に示す超音波画像を生成するために、ＡＲＭテーブル５７のアドレスａ０−ａ１の範囲のパラメータを参照して、座標変換及び補間処理を実行するように制御する。
【０１１７】
そこで、ユーザによりトラックボール６７及び操作卓６８による操作がなされ、この操作指示が画面上側へのスクロールを指示した場合には、演算処理部３０は、図１３（ｂ）に示すように、ＡＲＭテーブル５７の参照していたアドレスをｂ０−ｂ１の範囲にずらして、この範囲のパラメータを使用して座標変換及び補間処理するように制御する。これにより、スクロール表示がなされていない図１３（ａ）に示す画像表示に比べ、スクロール範囲７０の上側に出力画像領域６９が移動することになり、出力した超音波画像は画面上部にスクロールした表示となる。
【０１１８】
また、ユーザによりトラックボール６７及び操作卓６８による操作がなされ、この操作指示が画面下側へのスクロールを指示した場合には、演算処理部３０は、図１３（ｃ）に示すように、ＡＲＭテーブル５７の参照していたアドレスをｃ０−ｃ１にずらして、この範囲のパラメータを使用して座標変換及び補間処理するように制御する。これにより、スクロール表示がなされていない図１３（ａ）に示す画像表示に比べ、スクロール範囲７０の下側に出力画像領域６９が移動することになり、出力した超音波画像は下にスクロールした表示とすることができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態においても、演算処理部３０による各出力モードに応じた表示処理が可能であり、勿論、リニア画像動作処理についても前記第１の実施の形態と同様に動作させることも可能である。
【０１２０】
（効果）
したがって、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態における超音波診断装置と同様の効果を得る他に、超音波画像を生成するプログラムにおいて、表示領域以上の受信データを格納している音線データメモリから任意制御指示装置で指示された読みだし位置から画像出力領域分のデータのみ座標変換及び補間処理するプログラムを演算処理部で実行する構成とすることにより、スクロールを実現するための専用の制御回路を必要としないでスクロール表示を行うことが可能である。これにより、簡単な構成で且つ低コストでスクロール表示機能を追加した超音波診断装置を構成することが可能となり、低コスト化及び機器性能の向上化に大きく寄与する。
【０１２１】
なお、本発明は、前記第１及び第２の実施の形態に限定されるものではなく、前記実施の形態の組み合わせや応用した場合も本発明に含まれるものである。
【０１２２】
また、本発明に係る第１及び第２の実施の形態では、送受信ユニット３４とこの送受信ユニット３４とに電気的に接続される、ＰＣボード３５を有するコンピュータ３６とでシステムを構成するとともに、このＰＣボード３５内の記憶手段に画像出力モードに応じた座標変換及び補間処理等の処理を実行するためのプログラムを格納し、該プログラムを演算処理部によって実行させることにより、各画像出力モードに応じた処理を行うように構成したが、このようなプログラムは前記コンピュータと着脱自在な他の記憶手段に記憶させ、該記憶手段を用いて処理を実行するように構成しても良い。
【０１２３】
［付記］
（付記項１）  超音波振動子と、
前記超音波振動子を機械的に走査させながら、走査に同期した信号を出力し、送信信号を任意のタイミング毎に駆動して、得られたエコー信号を受信して検波し、アナログ信号として出力する送受信ユニットと、
前記、送受信ユニットから出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換し、これらのデータをコンピュータの内部バスを通じてコンピュータにデータ転送する機構をもつとともに、送受信ユニットを制御する機能も持つＰＣボードと、前記ＰＣボードを備え、ＰＣボードから転送されるデータを一時記憶する手段と、このデータを座標変換処理して超音波画像を生成するプログラムを格納する記憶手段と、このプログラムを実行して超音波画像を生成する演算処理手段からなるコンピュータと、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２４】
（付記項２）  前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
前記ＰＣボードから転送されるデータで超音波画像を生成するのに加えて、複数フレームの超音波画像を共通した任意位置で切り出し、得られる断片化された超音波像を結合し、超音波断層像として出力するプログラム制御手段と、
このプログラムを実行して超音波画像及び超音波断層像を生成する演算手段からなるコンピュータとを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２５】
（付記項３）  前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
外部制御指示装置と、
前記ＰＣボードから転送される超音波画像の表示領域以上のデータの読み出し位置を外部指示制御装置の指示に応じて変更し、座標変換処理を行い超音波画像を生成するプログラム制御手段と、
このプログラムを実行する演算手段とからなるコンピュータと、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２６】
（付記項４）  前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
前記演算処理手段は、超音波画像の任意の画素を生成するのに必要な受信データのアドレスとこの受信データから補間処理して任意の画素を求めるのに必要な補間係数とを１つの参照データとし、この参照データを用いて、受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを実行することを特徴とした超音波診断装置
（付記項５）  前記付記項１に記載の超音波診断装置において、
振動子を機械的に駆動させる手段と、
上記手段により移動した振動子の位置を表す位置信号を出力する手段と、
この位置信号を元に送受信ユニットへタイミング信号を生成するとともに、このタイミング信号を位置信号の周期に対応してコンピュータのプログラムで変更可能な機能をもちＰＣボード上のコントローラと、
を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【０１２７】
［作用］
（付記項１）によれば、超音波を送受信して得られる受信信号をコンピュータ内部のＰＣボードでディジタルデータに変換し、ＰＣ内部バスを通してコンピュータの記憶装置に転送し、コンピュータの記憶装置に格納している超音波画像を生成するプログラムを起動し、演算処理部で座標変換処理することにより、座標変換及び補間を実行する専用の回路を使用する必要がなく、コストを抑えた機械走査式超音波診断装置を得ることができる。
【０１２８】
（付記項２）によれば、複数フレームの超音波画像の任意位置を切り出し、切り出した画像を結合してリニア画像を出力するプログラムを演算処理部で実行することにより、リニア画像を生成するための専用の回路を使用する必要がなくコストが抑えられることと、超音波画像を生成するソフトウェアのみ格納されているコンピュータに、このソフトウェアを追加することで容易に機能追加することができる。
【０１２９】
（付記項３）によれば、表示領域以上の受信データから、任意制御指示装置で指示された読み出し位置から画像出力領域分のデータのみ座標変換及び補間処理するプログラムを演算処理部で実行することにより、スクロールを実現するための専用の制御回路等を用意する必要がないため、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。
【０１３０】
（付記項４）によれば、任意の画素データを算出するのに必要な受信データのアドレス及び補間処理の補間係数とをまとめた参照データをコンピュータの記憶装置に用意し、この参照データを用いて受信データから座標変換及び補間処理を行い超音波画像を生成するプログラムを演算処理部で実行することにより、座標変換及び補間処理用のデータを格納する専用の回路を用意する必要がないため、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。
【０１３１】
（付記項５）によれば、位置信号の周期に対応したタイミング調整用パラメータをコンピュータの補助記憶装置あるいはＰＣ内部メモリに格納しておき、位置信号の周期に対応して、コントローラから出力されるデータライトタイミングを変更するレジスタにタイミング調整用パラメータを設定することにより、ＰＣボートのコントローラ自体にタイミング調整用バラメータを格納するメモリを必要としないため、コストを抑えた超音波診断装置を提供することができる。
【０１３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、煩雑であり且つ高コスト化に起因する処理回路を使用せずとも、簡単な構成で且つ低コストで各種の表示機能を追加し実行することのできる超音波診断装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置の第１の実施の形態を示し、機械走査式の装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】振動子の回転と回転に同期した位置信号との関係を示す図。
【図３】振動子の回転が早くなった場合のタイミングチャート。
【図４】図１のコントローラのレジスタの一例を示す図。
【図５】図１に示す演算処理部（ＣＰＵ）のおける制御動作例を説明するためのフローチャート。
【図６】ラジアル画像以外の表示機能の追加した場合の演算処理部（ＣＰＵ）のおける制御動作例を説明するためのフローチャート。
【図７】さらに効率よくＤＭＡ転送可能に構成された装置のコンピュータ３６部分の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の特徴となる座標変換及び補間処理の概念を説明するための説明図。
【図９】演算処理部の処理によるリニア画像表示する際のリニア画像の構築方法を説明するための説明図。
【図１０】補間処理による４点補間処理を説明するための説明図。
【図１１】単一命令で複数のデータを処理する機能を持つ演算処理部で処理した場合の説明図。
【図１２】本発明の超音波診断装置の第２の実施の形態を示し、該装置の送受信ユニットを除くコンピュータ部分の構成を示すブロック図。
【図１３】図１２に示す装置の動作を説明するための説明図。
【図１４】従来の機械走査式超音波診断装置の一例の全体構成を示すブロック図。
【図１５】従来のリニア画像表示を可能にした他の機械走査式超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…送信信号発生器、
２…送信アンプ、
３…モータ駆動回路、
４…モータ、
５…振動子、
６…受信アンプ、
７…ＢＰＦ、
８…検波回路、
９…ＧＡＩＮ／ＳＴＣ（可変増幅器）、
１０…Ｄ／Ａ変換器、
１２…ＬＰＦ、
１３…Ａ／Ｄ変換器、
２１…モニター、
２６…受信データ用メモリ、
２７…ＧＡＩＮ／ＳＴＣ用メモリ、
２８…コントローラ、
２９…ＰＣ内部バスコントローラ、
３０…演算処理部（ＣＰＵ）、
３１…ＰＣ内部メモリ、
３２…ＰＣ補助記憶装置、
３３…画像出力部、
３５…ＰＶボード、
３６…コンピュータ、
３７…ＤＭＡ転送用メモリ、
５７…ＡＲＭテーブル、
５８…音線データメモリ、
５９…画像データメモリ、
６４…リニア画像メモリ。
６６…Ｉ／Ｆ、
６７…トラックボール、
６８…操作卓（キーボード）
７１…位置検出回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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