(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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
【図１】
0004306066.tif 000002