JP6188393B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and control program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、超音波送受信に必要な各種の制御パラメータを送受信部の各ユニットへ効率よく供給することにより時間分解能に優れた画像データを収集することが可能な超音波診断装置及び制御プログラムに関する。 Embodiments of the present invention provide an ultrasonic diagnostic apparatus and control capable of collecting image data with excellent time resolution by efficiently supplying various control parameters necessary for ultrasonic transmission / reception to each unit of the transmission / reception unit. Regarding the program.
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子により電気信号に変換してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で各種の動画像データやリアルタイム画像データを容易に収集することができるため、臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。 The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic pulse generated from a vibration element built in an ultrasonic probe into a subject, and converts a reflected wave caused by a difference in acoustic impedance of the subject tissue into an electric signal by the vibration element. Is displayed on the monitor. This diagnostic method is widely used for organ function diagnosis and morphological diagnosis because various moving image data and real-time image data can be easily collected with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface. ing.
生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の技術開発により急速な進歩を遂げ、これらの技術を用いて得られるBモード画像データやカラードプラ画像データは、今日の超音波診断において不可欠なものとなっている。 Ultrasound diagnostic methods for obtaining biological information from reflected waves from tissues or blood cells in a living body have made rapid progress due to technological development of the ultrasonic pulse reflection method and the ultrasonic Doppler method, and are obtained using these technologies. Mode image data and color Doppler image data are indispensable in today's ultrasound diagnosis.
このような画像データの生成を可能とする近年の超音波診断装置は、通常、被検体内の所定方向に対して超音波送受信を行なう複数個の振動素子を有した超音波プローブ、前記振動素子の各々に接続された複数チャンネルの送信部及び受信部(送受信チャンネル)を有する送受信部、受信部から出力される受信信号に基づいて上述の画像データを生成する画像データ生成部、得られた画像データを表示する表示部等を備え、送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で予め設定された超音波送受信に必要な制御パラメータ(以下、送受信制御パラメータと呼ぶ。)を上述の送受信チャンネルへ供給することにより、送受信方向の制御や各々の超音波送受信において使用される振動素子の選択等が行なわれてきた。 A recent ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating such image data usually includes an ultrasonic probe having a plurality of vibration elements that perform ultrasonic transmission and reception in a predetermined direction within a subject, and the vibration element. A transmission / reception unit having a plurality of channel transmission units and reception units (transmission / reception channels), an image data generation unit for generating the above-described image data based on a reception signal output from the reception unit, and an obtained image By providing a display unit for displaying data and supplying control parameters (hereinafter referred to as transmission / reception control parameters) necessary for ultrasonic transmission / reception set in advance in transmission / reception direction units and transmission / reception channel units to the transmission / reception channels described above. Control of the transmission / reception direction and selection of the vibration element used in each ultrasonic transmission / reception have been performed.
更に、近年では、振動素子が1次元配列された超音波プローブを機械的に往復揺動運動させることによって被検体内の3次元情報(以下、ボリュームデータと呼ぶ。)を収集し、これらのボリュームデータに対して所定の処理を行なうことによりボリュームレンダリング画像データのような3次元画像データやMPR(Multi Planar Reconstruction)画像データあるいは最大値投影(MIP:Maximum Intensity Projection)画像データのような2次元画像データの生成が行なわれている。 Furthermore, in recent years, three-dimensional information (hereinafter referred to as volume data) in a subject is collected by mechanically reciprocatingly swinging an ultrasonic probe in which vibration elements are one-dimensionally arranged, and these volumes are collected. By performing predetermined processing on data, 3D image data such as volume rendering image data, 2D image such as MPR (Multi Planar Reconstruction) image data or Maximum Intensity Projection (MIP) image data Data is being generated.
送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で予め設定されパラメータ保管部等において保管された当該超音波検査に対応する送受信制御パラメータを時系列的に読み出して送信部及び受信部が備える複数の送受信チャンネルへ順次供給する従来の送受信制御パラメータ供給方法によれば、送受信制御パラメータの供給に要する時間(パラメータ供給期間)は、送受信チャンネル数の増大に伴って増大するため超音波送受信の繰返し周期(レート周期)も増大する。 The transmission / reception control parameters corresponding to the ultrasonic examination set in advance in the transmission / reception direction unit and transmission / reception channel unit and stored in the parameter storage unit etc. are read in time series and sequentially supplied to the plurality of transmission / reception channels provided in the transmission unit and reception unit. According to the conventional transmission / reception control parameter supply method, the time required to supply the transmission / reception control parameter (parameter supply period) increases with the increase in the number of transmission / reception channels, so the repetition period (rate period) of ultrasonic transmission / reception also increases. To do.
特に、振動素子が2次元配列された超音波プローブによって収集される被検体内のボリュームデータを用いてリアルタイムの3次元画像データを生成する最近の超音波診断装置において上述の送受信制御パラメータ供給方法を適用した場合、振動素子に対応した極めて多くの送受信チャンネルに対して送受信制御パラメータを順次供給しなくてはならないため、たとえ並列同時受信の技術を導入しても超音波送受信の繰返し周期は著しく増大し、時間分解能に優れた画像データを得ることができなくなるという問題点を有していた。 In particular, the above-described transmission / reception control parameter supply method is used in a recent ultrasonic diagnostic apparatus that generates real-time three-dimensional image data using volume data in a subject collected by an ultrasonic probe in which vibration elements are two-dimensionally arranged. When applied, transmission / reception control parameters must be sequentially supplied to a large number of transmission / reception channels corresponding to vibration elements, so even if parallel simultaneous reception technology is introduced, the repetition period of ultrasonic transmission / reception increases significantly. However, there is a problem that image data having excellent time resolution cannot be obtained.
一方、超音波プローブを第1の方向及び第2の方向(例えば、時計方向及び反時計動向)に対して揺動させることによりボリュームデータを収集する方法では、第1の方向に対する揺動によって形成される走査断面と第2の方向に対する揺動によって形成される走査断面の位置や方向を一致させるために、揺動方向の反転に伴って送受信方向の順序を切り替えなくてはならない。このような場合、パラメータ保管部等において予め保管された送受信制御パラメータを時系列的に読み出して送受信部の送受信チャンネルへ順次供給する従来の方法によれば送受信制御パラメータの供給に多大の時間を要するため、揺動方向の反転タイミングを事前に把握することが不可能な場合には反転直後の送受信方向に対する超音波送受信を遅延なく行なうことが困難になるという問題点を有していた。 On the other hand, in the method of collecting volume data by swinging the ultrasonic probe with respect to the first direction and the second direction (for example, clockwise direction and counterclockwise trend), it is formed by swinging with respect to the first direction. In order to make the position and direction of the scanning cross section formed by the swing in the second direction coincide with the position and direction of the scan cross section, the order of the transmission / reception directions must be switched as the swing direction is reversed. In such a case, according to the conventional method of reading transmission / reception control parameters stored in advance in the parameter storage unit or the like in time series and sequentially supplying them to the transmission / reception channel of the transmission / reception unit, it takes a lot of time to supply the transmission / reception control parameters. For this reason, when it is impossible to grasp the inversion timing in the swing direction in advance, it is difficult to perform ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception direction immediately after inversion without delay.
本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する超音波送受信を行なって時系列的な画像データを収集する際、超音波送受信方向単位で予め設定された各種の送受信制御パラメータを送受信部が備える複数の送受信チャンネルへ効率よく供給することにより時間分解能に優れた画像データを収集することが可能な超音波診断装置及び制御プログラムを提供することにある。 The present disclosure has been made in view of the above-described problems. The purpose of the present disclosure is preset in units of ultrasonic transmission / reception directions when ultrasonic transmission / reception with respect to a subject is performed to collect time-series image data. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a control program capable of collecting image data with excellent time resolution by efficiently supplying various transmission / reception control parameters to a plurality of transmission / reception channels included in a transmission / reception unit.
上記課題を解決するために、本開示の超音波診断装置は、被検体に対して超音波送受信を行なう複数個の振動素子を有した超音波プローブと、前記振動素子に対する駆動信号の供給と前記振動素子から得られた受信信号の整相加算を行なう複数の送受信チャンネルを有した送受信手段と、前記受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、前記超音波送受信の制御を目的として送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で予め設定された各種の送受信制御パラメータを保管するパラメータ保管手段と、前記パラメータ保管手段によって保管された前記送受信制御パラメータの中から送受信チャンネル単位で選択された所定方向の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータを保存するパラメータ記憶手段と、前記パラメータ記憶手段によって保存された前記送受信制御パラメータを前記送受信手段が備える前記複数の送受信チャンネルへ並列供給する送受信制御手段とを備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure includes an ultrasonic probe having a plurality of vibration elements that perform ultrasonic transmission / reception with respect to a subject, supply of a drive signal to the vibration elements, A transmission / reception unit having a plurality of transmission / reception channels for performing phasing addition of a reception signal obtained from a vibration element, an image data generation unit for generating image data based on the reception signal, and control of the ultrasonic transmission / reception Parameter storage means for storing various transmission / reception control parameters preset in transmission / reception direction units and transmission / reception channel units, and a predetermined direction selected in transmission / reception channel units from the transmission / reception control parameters stored by the parameter storage means Parameter storage means for storing transmission / reception control parameters necessary for ultrasonic transmission / reception of It said reception control parameters stored by the storing means is characterized by comprising a parallel supply reception control means to the plurality of receiving channels provided in the transceiver unit.
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
以下に述べる本開示の第1の実施形態における超音波診断装置では、超音波の送受信方向単位及び送受信部のチャンネル単位で予め設定されパラメータ保管部に保管された当該超音波送受信に対応する送受信制御パラメータを送受信部が備える送信部/受信部の各チャンネルへ供給することにより被検体内の異なる送受信方向に対して超音波送受信を順次行なう際、先行する超音波送受信と並行して上述のパラメータ保管部から時系列的に読み出した後続の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータをパラメータ記憶部に一旦保存(取得)した後、後続する超音波送受信のパラメータ供給期間において、パラメータ記憶部に保存された上述の送受信制御パラメータを送信部/受信部の各チャンネルへ並列供給することにより、超音波送受信の繰り返し周期を短縮する。
(First embodiment)
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present disclosure to be described below, transmission / reception control corresponding to the ultrasonic transmission / reception set in advance in the transmission / reception direction unit of the ultrasonic wave and the channel unit of the transmission / reception unit and stored in the parameter storage unit When the parameters are supplied to each channel of the transmitter / receiver provided in the transmitter / receiver to sequentially perform ultrasonic transmission / reception in different transmission / reception directions within the subject, the above parameter storage is performed in parallel with the preceding ultrasonic transmission / reception. The transmission / reception control parameters necessary for subsequent ultrasonic transmission / reception read out from the unit are temporarily stored (acquired) in the parameter storage unit, and then stored in the parameter storage unit during the subsequent ultrasonic transmission / reception parameter supply period. Ultrasonic transmission / reception by supplying the above transmission / reception control parameters to each channel of the transmitter / receiver in parallel To reduce the repetition period.
尚、以下に述べる第1の実施形態では、説明を簡単にするために4つの送受信チャンネル(送受信チャンネルCH1乃至CH4)を有した送受信部を用いて被検体内の3次元領域に対する超音波送受信を行なう場合について述べるが、送受信チャンネルのチャンネル数は上述に限定されない。 In the first embodiment described below, for the sake of simplicity, ultrasonic transmission / reception with respect to a three-dimensional region in the subject is performed using a transmission / reception unit having four transmission / reception channels (transmission / reception channels CH1 to CH4). Although the case where it performs is described, the number of transmission / reception channels is not limited to the above.
(装置の構成)
本開示の実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図1乃至図6を用いて説明する。尚、図1は、本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2乃至図4は、この超音波診断装置が備える送受信部、受信信号処理部、画像データ生成部及び表示データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
(Device configuration)
The configuration and function of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. FIGS. 2 to 4 show a transmission / reception unit, a received signal processing unit, and an image data generation unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of a display data generation unit. FIG.
尚、以下の実施形態では、N(N=4)個の振動素子を送信用振動素子及び受信用振動素子として用いたセクタ走査方式の超音波診断装置について述べるが、コンベックス走査方式やリニア走査方式等の他の走査方式を適用した超音波診断装置であってもよく、又、送信用振動素子及び受信用振動素子の数や配列位置は異なっていても構わない。 In the following embodiments, a sector scanning ultrasonic diagnostic apparatus using N (N = 4) vibrating elements as transmitting vibrating elements and receiving vibrating elements will be described. However, a convex scanning method or a linear scanning method is described. The ultrasonic diagnostic apparatus to which other scanning methods are applied may be used, and the numbers and arrangement positions of the transmitting vibration elements and the receiving vibration elements may be different.
図1に示す超音波診断装置100は、被検体の体内に超音波パルス(送信超音波)を放射し、この送信超音波によって体内から得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)へ変換する複数個の振動素子が配列された超音波プローブ2と、前記体内の所定方向へ送信超音波を放射するための駆動信号を上述の振動素子へ供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部3と、Bモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの各撮影モードにて得られた整相加算後の受信信号を処理してBモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータを時系列的に生成する受信信号処理部4と、受信信号処理部4から供給されたBモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータに基づいてBモード画像データ、カラードプラ画像データ、スペクトラム画像データを生成する画像データ生成部5と、画像データ生成部5において生成された上述の画像データを合成あるいは組み合わせることにより臨床診断に好適な表示データを生成する表示データ生成部6と、得られた表示データを表示する表示部7を備え、更に、撮影モード、超音波プローブ、送受信方向及び送受信チャンネルを単位として予め設定された各種の送受信制御パラメータが保管されているパラメータ保管部8と、撮影モード、超音波プローブ、送受信方向及び送受信チャンネルの選択情報に基づいて上述のパラメータ保管部8から読み出した送受信制御パラメータを送受信部3の送信部31及び受信部32が備える複数の送受信チャンネルへ並列供給することにより当該被検体に対する超音波送受信を制御する送受信制御部9と、被検体情報の入力、撮影モード及び超音波プローブの選択、各種指示信号の入力等を行なう入力部10と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部11とを備えている。
An ultrasonic
超音波プローブ2は、1次元あるいは2次元に配列されたN個の図示しない振動素子をその先端部に有し、前記先端部を被検体の体表に接触させて超音波送受信を行なう。振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気的な駆動信号を送信超音波に変換し、受信時には受信超音波を電気的な受信信号に変換する機能を有している。そして、これら振動素子の各々は、図示しないNチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部3に接続されている。
The
次に、図2に示す送受信部3は、被検体内の所定方向に対して送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ2の振動素子へ供給する送信部31と、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する受信部32を備え、送信部31は、レートパルス発生器311、送信遅延回路312及び駆動回路313を備えている。
Next, the transmission /
レートパルス発生器311は、被検体内に放射する送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを送受信制御部9が備える後述のパラメータ記憶部91から送受信制御パラメータとして供給されたフレームレートや最大視野深度(Depth)等の情報に基づいて生成し、得られたレートパルスを送信遅延回路312へ供給する。
The
送信遅延回路312は、例えば、超音波プローブ2に内蔵されたN個の送信用振動素子と同数の独立な遅延回路から構成されている。そして、上述のパラメータ記憶部91から送受信制御パラメータとして供給された送信遅延時間の情報に基づき、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して前記送信超音波を放射するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器311から供給された上述のレートパルスに与える。
The
駆動回路313は、パラメータ記憶部91から送受信制御パラメータとして供給された送信開口の情報に基づいて超音波プローブ2に内蔵されているN個の送信用振動素子の中から選択したNt個の送信用振動素子を駆動するための駆動用パルスを送信遅延回路312から供給された上述のレートパルスに基づいて生成する。
The
一方、受信部32は、超音波プローブ2に内蔵されたN個の受信用振動素子に対応するプリアンプ321、A/D変換器322及び受信遅延回路323と加算器324を備えている。そして、プリアンプ321は、パラメータ記憶部91から送受信制御パラメータとして供給された受信開口の情報に基づいて超音波プローブ2に内蔵されているN個の受信用振動素子の中から選択したNr個の受信用振動素子から供給される受信信号を所定の大きさに増幅し、A/D変換器322は、プリアンプ321から出力された受信信号をアナログ/デジタル変換する。
On the other hand, the
一方、受信遅延回路323は、パラメータ記憶部91から送受信制御パラメータとして供給された受信遅延時間の情報に基づき、受信において所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して強い受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をA/D変換器322から出力されたNrチャンネルの受信信号に与え、加算器324は、受信遅延回路323から出力されたNrチャンネルの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路323と加算器324により、所定方向からの受信超音波に対応した受信信号は整相加算される。
On the other hand, the
次に、図3に示す受信信号処理部4は、受信部32の加算器324から出力されたBモードの受信信号を処理してBモードデータを生成するBモードデータ生成部41と、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの受信信号を直交検波することによりこれらの受信信号に混在しているドプラ信号を検出するドプラ信号検出部42と、カラードプラモードにおいて検出されたドプラ信号に基づいてカラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部43と、スペクトラムドプラモードにおいて検出されたドプラ信号に基づいてドプラスペクトラムデータを生成するスペクトラムデータ生成部44を備えている。
Next, the reception
Bモードデータ生成部41は、包絡線検波器411と対数変換器412を備え、包絡線検波器411は、受信部32の加算器324から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波する。一方、対数変換器412は、包絡線検波された受信信号の振幅を対数変換してBモードデータを生成する。
The B-mode
ドプラ信号検出部42は、π/2移相器421、ミキサ422−1及び422−2、LPF(低域通過フィルタ)423−1及び423−2を備え、受信部32の加算器324から供給された受信信号を直交検波して実成分(I成分)と虚成分(Q成分)とからなる複素型のドプラ信号を検出する。
The Doppler
一方、カラードプラデータ生成部43は、ドプラ信号記憶回路431、MTIフィルタ432及び自己相関演算器433を備え、同一方向に対する複数回の超音波送受信においてドプラ信号検出部42のLPF423−1及びLPF423−2から出力されたドプラ信号の実成分と虚成分はドプラ信号記憶部431に保存される。
On the other hand, the color Doppler
低域成分除去用のデジタルフィルタであるMTIフィルタ432は、当該被検体の同一部位にて収集された時系列的なドプラ信号をドプラ信号記憶部431から順次読み出す。そして、これらのドプラ信号に含まれている血流に起因した成分(血流成分)を抽出し、臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因した成分(クラッタ成分)を除去する。具体的には、MTIフィルタ432のカットオフ周波数等を好適な値に設定することにより、血流成分とこの血流成分より低い周波数を有するクラッタ成分とを分離する。
The
自己相関演算器433は、MTIフィルタ432によって抽出されたドプラ信号の血流成分に対して自己相関演算を行ない、血流の平均流速値や血流速度の乱れを示す速度分散値、更には、血流成分の大きさを示すパワー値等をカラードプラデータとして算出する。
The autocorrelation calculator 433 performs autocorrelation calculation on the blood flow component of the Doppler signal extracted by the
スペクトラムデータ生成部44は、SH(サンプルホールド回路)441、BPF(帯域通過フィルタ)442及びFFT(Fast-Fourier-Transform)分析器443を備え、ドプラ信号検出部42から供給されたスペクトラムドプラモードのドプラ信号を周波数分析してドプラスペクトラムデータを生成する機能を有している。
The spectrum
即ち、SH441は、ドプラ信号検出部42のLPF423−1及び423−2から出力されたドプラ信号の実成分及び虚成分と、システム制御部11から供給された関心領域(レンジゲート)の位置情報を受信する。そして、所定方向に対する複数回の超音波送受信によって時系列的に収集されたドプラ信号の中から前記関心領域に対応するドプラ信号を抽出(サンプリング)する。
That is, the
BPF442は、SH441から出力された関心領域におけるドプラ信号をフィルタリング処理することにより、このドプラ信号に含まれている臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因した低周波のクラッタ成分や高周波のサンプリングノイズを除去する。
The
FFT分析器443は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、HPF442から出力された関心領域のドプラ信号は記憶回路に一旦保存される。一方、演算回路は、この記憶回路に保存された所定期間のドプラ信号を周波数分析してドプラスペクトラムデータを生成する。尚、ドプラスペクトラムデータの具体的な生成方法については、特開2005−81081号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
The
次に、図1に示した画像データ生成部5及び表示データ生成部6の具体的な構成につき図4のブロック図を用いて説明する。
Next, specific configurations of the image
画像データ生成部5は、受信信号処理部4において生成されたBモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータに基づいて各種の画像データを生成する機能を有し、Bモード画像データ生成部51、カラードプラ画像データ生成部52及びスペクトラム画像データ生成部53を備えている。
The image
Bモード画像データ生成部51は、受信信号処理部4のBモードデータ生成部41から送受信方向単位で時系列的に供給される対数変換後の受信信号(Bモードデータ)を自己の超音波データ記憶回路に順次保存してBモード画像データを生成する。
The B-mode image
カラードプラ画像データ生成部52は、受信信号処理部4のカラードプラデータ生成部43から供給されたカラードプラデータを自己の超音波データ記憶回路に順次保存することによりカラードプラ画像データを生成する。例えば、血流の平均流速値に対応した明度情報と速度分散値に対応した色相情報を各々の画素値として設定することにより平均流速値と速度分散値の同時観測が可能なカラードプラ画像データを生成する。
The color Doppler image
スペクトラム画像データ生成部53は、受信信号処理部4のスペクトラムデータ生成部44が図示しない関心領域(レンジゲート)から得られるドプラ信号に基づいて生成した時系列的なドプラスペクトラムデータを自己の超音波データ記憶回路において時間軸方向に配列することによりスペクトラム画像データを生成する。
The spectrum
一方、表示データ生成部6はデータ処理部61を備え、画像データ生成部5から供給されたBモード画像データ、カラードプラ画像データ及びスペクトラム画像データを所定の表示フォーマットに変換して臨床診断に好適な表示用画像データ(以下、表示データと呼ぶ。)を生成する。
On the other hand, the display
表示部7は図示しない変換処理部とモニタを備え、変換処理部は、表示データ生成部6において生成された表示データに対しD/A変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。
The
次に、図1のパラメータ保管部8には、例えば、撮影モード及び超音波プローブ名をパラメータとし、送受信方向及び送受信チャンネルを単位として予め設定された各種の送受信制御パラメータが保管されている。 Next, the parameter storage unit 8 in FIG. 1 stores, for example, various transmission / reception control parameters set in advance by using the imaging mode and the ultrasound probe name as parameters, and the transmission / reception direction and transmission / reception channel as a unit.
図5は、撮影モードとして「Bモード」が選択され、超音波プローブとして「セクタ走査用プローブ」が選択された場合に対応する送受信制御パラメータの具体例を示したものであり、これらの送受信制御パラメータは、通常、撮影モード、超音波プローブ、送受信方向及び送受信チャンネルを付帯情報として保管されている。 FIG. 5 shows a specific example of transmission / reception control parameters when “B mode” is selected as the imaging mode and “sector scanning probe” is selected as the ultrasonic probe. The parameters are normally stored as supplementary information about the imaging mode, ultrasonic probe, transmission / reception direction, and transmission / reception channel.
尚、以下では、超音波プローブ2が備えるN(N=4)個の振動素子を送信用/受信用振動素子として用い送受信方向C(1)乃至C(M)に対して超音波送受信を行なう際、上述の振動素子に接続されている送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対して設定された送信開口(超音波送信において略同時に駆動される送信用振動素子の数あるいは幅)、送信遅延時間(超音波送信において設定される集束用遅延時間及び偏向用遅延時間)、受信開口(超音波受信において略同時に使用される受信用振動素子の数あるいは幅)、受信遅延時間(超音波受信において設定される集束用遅延時間及び偏向用遅延時間)等の送受信制御パラメータが他の撮影モードや超音波プローブに対応した送受信制御パラメータと共に保管されている場合について述べるが、送受信方向数、送受信チャンネル数、送受信制御パラメータの種類は上述に限定されない。
In the following description, N (N = 4) vibration elements included in the
一方、図1の送受信制御部9は、パラメータ記憶部91とパラメータR/W制御部92を備えている。
On the other hand, the transmission / reception control unit 9 of FIG. 1 includes a
パラメータ記憶部91には、パラメータR/W制御部92から供給される第1の読み出し制御信号(即ち、入力部10からシステム制御部11を介して供給される撮影モード及び超音波プローブの選択情報に基づいてパラメータR/W制御部92が生成した読み出し制御信号)に従ってパラメータ保管部8から読み出された、例えば、「Bモード」、「セクタ走査用プローブ」及び「送受信方向C(1)乃至C(M)」を付帯情報とする送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータが後述の送受信期間において保存(取得)される。
The
そして、パラメータ記憶部91に一旦保存された上述の送受信制御パラメータは、パラメータR/W制御部92から供給される第2の読み出し制御信号に従って読み出され、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給される。
The above transmission / reception control parameters once stored in the
この場合、パラメータ記憶部91から読み出された「送信開口」の情報は、送信部31の駆動回路313へ供給され、「送信遅延時間」の情報は、送信部31の送信遅延回路312へ供給される。又、「受信開口」の情報は、受信部32のプリアンプ321へ供給され、「受信遅延時間」の情報は、受信部32の受信遅延回路323へ供給される。
In this case, the “transmission aperture” information read from the
一方、パラメータR/W制御部92は、パラメータ記憶部91における送受信制御パラメータの書き込みと読み出しを制御する機能を有している。そして、例えば、入力部10において撮影モードとしての「Bモード」と超音波プローブとしての「セクタ走査用プローブ」が選択された場合、各種の送受信制御パラメータが予め保存されているパラメータ保管部8から上述の選択情報に対応した送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを、後述の送受信期間にて読み出しパラメータ記憶部91に保存(取得)するための制御を行なう。
On the other hand, the parameter R /
更に、パラメータR/W制御部92は、パラメータ記憶部91に一旦保存された送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを後述のパラメータ供給期間において読み出し、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給するための制御を行なう。
Further, the parameter R /
次に、図1の入力部10は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、撮影モードの選択、超音波プローブの選択、受信信号処理条件の設定、画像データ生成条件及び表示データ生成条件の設定、各種指示信号の入力等を上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なう。
Next, the
尚、上述の撮影モードとしてBモード、カラードプラモード、スペクトラムドプラモード等があり、超音波プローブとして、異なる振動素子数や振動素子配列間隔、更には、1次元/2次元配列の振動素子を有するセクタ走査用超音波プローブ、コンベックス走査用超音波プローブ、リニア走査用超音波プローブ等がある。 The above-described imaging modes include a B mode, a color Doppler mode, a spectrum Doppler mode, and the like, and the ultrasonic probe has different numbers of vibration elements, vibration element arrangement intervals, and one-dimensional / two-dimensional arrangement of vibration elements. There are a sector scanning ultrasonic probe, a convex scanning ultrasonic probe, a linear scanning ultrasonic probe, and the like.
システム制御部11は、図示しないCPUと入力情報記憶部を備え、入力情報記憶部には、入力部10において入力/選択/設定された各種の情報が保存される。そして、CPUは、これらの情報に基づいて超音波診断装置100の各ユニットを統括的に制御することによりBモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードにおける各種画像データの生成と表示を実行させる。
The
特に、前記CPUは、送受信制御部9を制御して送受信部3の送信部31及び受信部32に対する送受信制御パラメータの供給を短時間で行なうことにより、時間分解能に優れた画像データの生成と表示を可能にする。
In particular, the CPU controls the transmission / reception control unit 9 to supply transmission / reception control parameters to the
次に、本実施形態の超音波診断装置100によって行なわれる送受信制御パラメータの供給方法と従来の超音波診断装置によって行なわれてきた送受信制御パラメータの供給方法につき図6及び図7を用いて説明する。
Next, a method for supplying transmission / reception control parameters performed by the ultrasonic
図6は、パラメータ保管部8から時系列的に読み出した所定方向の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータを自己のパラメータ記憶部91に一旦保存した後、これらの送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給することが可能な送受信制御部9による送受信制御パラメータの供給方法を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 6 shows a case where transmission / reception control parameters necessary for ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction read out in time series from the parameter storage unit 8 are temporarily stored in its own
この図6に示すように、送受信方向C(1)乃至C(M)の超音波送受信に必要な送受信所要期間T11[t01〜t21]乃至T1M[t0M〜t2M]は、パラメータ記憶部91に一旦所得された当該送受信方向の送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給するパラメータ供給期間T21[t01〜t11]乃至T2M[t0M〜t1M]に供給された送受信制御パラメータに基づいて被検体に対する超音波送受信を行なう送受信期間T31[t11〜t21]乃至T3M[t1M〜t2M]に区分される。
As shown in FIG. 6, transmission / reception required periods T11 [t01 to t21] to T1M [t0M to t2M] necessary for ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception directions C (1) to C (M) are temporarily stored in the
この場合、パラメータ供給期間T21に先行するパラメータ書き込み期間T41[t31〜t41]において、送受信制御部9のパラメータ記憶部91は、パラメータ保管部8から読み出された送受信方向C(1)に対応する送受信チャンネルCH1の送受信制御パラメータ(例えば、図5に示した送信開口D11(1)、送信遅延時間D12(1)、受信開口D13(1)及び受信遅延時間D14(1))を自己のパラメータ記憶回路に保存し、同様にして、パラメータ保管部8から読み出された送受信チャンネルCH2乃至CH4の送受信制御パラメータを上述のパラメータ記憶回路に順次保存する。
In this case, in the parameter writing period T41 [t31 to t41] preceding the parameter supply period T21, the
次いで、パラメータ記憶部91は、C(1)方向送受信所要期間T11のパラメータ供給期間T21において上述のパラメータ記憶回路から読み出した送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを送受信部3の各チャンネルへ並列供給する。
Next, the
そして、時刻t11において、送受信方向C(1)に対応した送受信制御パラメータの送受信部3に対する並列供給が終了したならば、C(1)方向送受信所要期間T11の送受信期間T31において、送受信部3は、パラメータ記憶部91から供給された上述の送受信制御パラメータに基づいて送受信方向C(1)に対する超音波送受信を行ない、受信信号処理部4は、このとき受信部32から得られた受信信号に基づいて送受信方向C(1)の超音波データ(Bモードデータ、カラードプラデータ及びスペクトラムデータ)を生成する。そして得られた超音波データは、画像データ生成部5の超音波データ記憶回路に保存される。
When the parallel supply of the transmission / reception control parameters corresponding to the transmission / reception direction C (1) to the transmission /
一方、C(1)方向送受信所要期間T11の送受信期間T31に含まれるパラメータ書き込み期間T42[t32〜t42]において、送受信制御部9のパラメータ記憶部91は、パラメータ保管部8から読み出された送受信方向C(2)に対応する送受信チャンネルCH1の送受信制御パラメータ(例えば、図5の送信開口D11(2)、送信遅延時間D12(2)、受信開口D13(2)及び受信遅延時間D14(2))を自己のパラメータ記憶回路に保存し、同様にして、パラメータ保管部8から読み出された送受信チャンネルCH2乃至CH4の送受信制御パラメータを上述のパラメータ記憶回路に順次保存する。
On the other hand, in the parameter writing period T42 [t32 to t42] included in the transmission / reception period T31 of the C (1) direction transmission / reception required period T11, the
以下、同様の手順によりパラメータ記憶部91は、C(2)方向送受信所要期間T12のパラメータ供給期間T22乃至図示しないC(M)方向送受信所要期間T1Mのパラメータ供給期間T2Mにおいて上述のパラメータ記憶回路から読み出された送受信方向C(2)乃至C(M)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを送受信部3の各チャンネルへ並列供給する。
Thereafter, the
次いで、送受信所要期間T12の送受信期間T32乃至図示しない送受信所要期間T1Mの送受信期間T3Mにおいて、送受信部3は、パラメータ記憶部91から供給された上述の送受信制御パラメータに基づいて送受信方向C(2)乃至C(M)に対する超音波送受信を順次行ない、受信信号処理部4は、このとき受信部32から得られた受信信号に基づいて超音波データを生成する。そして得られた送受信方向C(2)乃至C(M)の超音波データは既に得られた送受信方向C(1)の超音波データと共に画像データ生成部5の超音波データ記憶回路に保存されて各種の画像データが生成される。
Next, in the transmission / reception period T32 of the transmission / reception required period T12 to the transmission / reception period T3M of the transmission / reception required period T1M (not shown), the transmission /
一方、送受信期間T32に含まれるパラメータ書き込み期間T43乃至図示しない送受信期間T3Mに含まれるパラメータ書き込み期間T4Mにおいて、パラメータ記憶部91は、パラメータ保管部8から読み出された送受信方向C(3)乃至C(M)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを自己のパラメータ記憶回路に保存する。
On the other hand, in the parameter writing period T43 included in the transmission / reception period T32 to the parameter writing period T4M included in the transmission / reception period T3M (not shown), the
以上述べたように、本実施形態における送受信制御部9は、パラメータ書き込み期間T4m(m=1乃至M)においてパラメータ保管部8から時系列的に読み出した送受信方向C(m)の送受信制御パラメータを自己のパラメータ記憶部91に一旦保存した後、これらの送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給する。尚、この並列供給に必要なパラメータ供給期間T2m(m=1乃至M)は、送受信チャンネルCH1乃至CH4の各々に対する送受信制御パラメータの供給期間の中で最も長い供給期間に基づいて決定される。
As described above, the transmission / reception control unit 9 in the present embodiment sets the transmission / reception control parameters in the transmission / reception direction C (m) read in time series from the parameter storage unit 8 in the parameter writing period T4m (m = 1 to M). After being temporarily stored in its own
一方、図7は、パラメータ保管部8から読み出した所定方向の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ時系列的に供給する従来の送受信制御パラメータ供給方法を説明するためのタイムチャートであり、又、図8は、このような送受信制御パラメータの供給を行なう従来の超音波診断装置の具体的な構成を示すブロック図である。
7 shows a conventional transmission / reception control parameter supply method for supplying transmission / reception control parameters necessary for ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction read from the parameter storage unit 8 to the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
但し、図8に示した従来の超音波診断装置300と本実施形態の超音波診断装置100との差異は、パラメータ保管部8から時系列的に読み出した送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを一旦保存すると共に、これらの送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給するパラメータ記憶部91が超音波診断装置300の送受信制御部9xには存在しないことである。尚、図8に示した送受信制御部9x以外のユニットの構成と機能は、図1の超音波診断装置100と同様であるため詳細な説明は省略する。
However, the difference between the conventional ultrasonic
即ち、図8に示した従来の超音波診断装置300が備える送受信制御部9xは、先ず、図7のC(1)方向送受信所要期間T11xを形成するパラメータ供給期間T21x[t01x〜t41x]の期間[t01x〜t11x]においてパラメータ保管部8から読み出した送受信方向C(1)に対応する送受信チャンネルCH1の送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1へ供給する。
That is, the transmission /
更に、パラメータ供給期間T21xの期間[t11x〜t21x]、期間[t21x〜t31x]及び期間[t31x〜t41x]においてパラメータ保管部8から読み出した送受信チャンネルCH2乃至CH4の送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH2乃至CH4へ順次供給する。
Further, the transmission /
そして、時刻t41xにおいて、送受信方向C(1)に対応した送受信制御パラメータの送受信部3に対する供給が終了したならば、送受信期間T31x[t41x〜t51x]において、送受信部3は、パラメータ保管部8から時系列的に供給された上述の送受信制御パラメータに基づいて送受信方向C(1)に対する超音波送受信を行ない、受信信号処理部4は、このとき受信部32から得られた受信信号に基づいて超音波データを生成する。そして得られた超音波データは画像データ生成部5の超音波データ記憶回路に保存される。
If the transmission / reception control parameter corresponding to the transmission / reception direction C (1) has been supplied to the transmission /
以下、同様の手順により送受信制御部9xは、図示しないC(2)方向送受信所要期間T12xのパラメータ供給期間T22x乃至C(M)方向送受信所要期間T1Mxのパラメータ供給期間T2Mxにおいてパラメータ保管部8から読み出した送受信方向C(2)乃至C(M)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを送受信部3の各チャンネルへ供給する。
Thereafter, the transmission /
そして、C(2)方向送受信所要期間T12xの送受信期間T32x乃至C(M)方向送受信所要期間T1Mxの送受信期間T3Mにおいて、送受信部3は、パラメータ保管部8から時系列的に供給された上述の送受信制御パラメータに基づいて送受信方向C(2)乃至C(M)に対する超音波送受信を行ない、受信信号処理部4は、このとき受信部32から得られた受信信号に基づいて超音波データを生成する。そして送受信方向C(2)乃至C(M)において得られた超音波データは送受信方向C(1)において得られた超音波データと共に画像データ生成部5の超音波データ記憶回路に保存されてBモード画像データやカラードプラ画像データ等の画像データが生成される。
In the transmission / reception period T32x of the C (2) direction transmission / reception required period T12x to the transmission / reception period T3M of the C (M) direction transmission / reception required period T1Mx, the transmission /
以上述べたように、本実施形態の超音波診断装置100では、先行する超音波送受信の送受信期間においてパラメータ保管部8から読み出した後続の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータを送受信制御部9のパラメータ記憶部91に一旦保存した後、送受信部3の送受信チャンネルへ並列供給することにより、所定方向の超音波送受信に要する期間(送受信所要期間)は、並列供給機能を有さない従来の送受信制御パラメータ供給方法と比較して大幅に短縮される。例えば、送受信チャンネル数がNの場合、本実施形態の超音波診断装置100におけるパラメータ供給期間は、従来の超音波診断装置におけるパラメータ供給期間と比較して1/Nに短縮される。
As described above, in the ultrasonic
尚、図6及び図7では、送受信方向C(1)乃至C(M)に対して超音波を送受信する場合について示したが、実際には、これらの方向に対する超音波送受信を繰り返すことにより動画像データが生成される。そして、図6に示したように、送受信制御パラメータを送受信部3が備える送受信チャンネルへ並列供給することにより送受信制御パラメータの供給期間を短縮することが可能な第1の実施形態の超音波診断装置100によれば、時間分解能に優れたリアルタイム画像データを容易に生成することが可能となる。
6 and 7 show the case where ultrasonic waves are transmitted / received in the transmission / reception directions C (1) to C (M). Image data is generated. As shown in FIG. 6, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment can shorten the supply period of the transmission / reception control parameter by supplying the transmission / reception control parameter to the transmission / reception channel included in the transmission /
(画像データの生成/表示手順)
次に、第1の実施形態における画像データの生成/表示手順につき図9のフローチャートと既に示した図6のタイムチャートを用いて説明する。但し、以下でも、超音波プローブ2が備えるNチャンネルの送信用/受信用振動素子を用い送受信方向C(m)(m=1乃至M)に対して超音波送受信を行なう際、上述の振動素子に接続された送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対して送信開口、送信遅延時間、受信開口、受信遅延時間等の送受信制御パラメータを供給する場合について述べる。
(Image data generation / display procedure)
Next, image data generation / display procedures in the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 9 and the time chart of FIG. However, in the following, when performing ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception direction C (m) (m = 1 to M) using the N-channel transmission / reception vibration element included in the
画像データの生成に先立ち、超音波診断装置100を操作する医療従事者(以下では、操作者と呼ぶ。)は、入力部10において診断装置本体の送受信部3と接続可能な各種超音波プローブの中から当該超音波検査に好適なN(N=4)チャンネルの送信用/受信用振動素子を有するセクタ走査用の超音波プローブ2を選択した後、Bモードを撮影モードとして選択し、更に、被検体情報の入力、受信信号処理条件/画像データ生成条件/表示データ生成条件の設定や更新を必要に応じて行なう。そして、これらの入力/選択/設定情報は、システム制御部11の入力情報記憶部に保存される(図9のステップS1)。
Prior to the generation of image data, a medical worker who operates the ultrasonic diagnostic apparatus 100 (hereinafter referred to as an operator) uses various ultrasonic probes that can be connected to the transmission /
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ2の先端部を被検体の所定位置に配置した後、上述の入力部10において画像データ生成開始指示信号を入力する(図9のステップS2)。
When the above initial setting is completed, the operator places the distal end portion of the
一方、入力部10からシステム制御部11を介して上述の画像データ生成開始指示信号を受信した送受信制御部9のパラメータR/W制御部92は、システム制御部11の入力情報記憶部から読み出された撮影モード及び超音波プローブの選択情報に基づいて第1の読み出し制御信号を生成し、送受信制御部9のパラメータ記憶部91は、パラメータR/W制御部92の第1の読み出し制御信号に従ってパラメータ保管部8から読み出された上述の選択情報と最初の送受信方向C(1)を付帯情報とする送受信チャンネルCH1の送受信制御パラメータを自己のパラメータ記憶回路に保存(取得)する(図9のステップS3)。更に、送受信チャンネルCH1の送受信制御パラメータの保存に引き続いて、送受信チャンネルCH2乃至CH4の送受信制御パラメータの保存が同様の手順によって行なわれる。
On the other hand, the parameter R /
そして、図6のタイムチャートに示したパラメータ書き込み期間T41[t31〜t41]において送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータのパラメータ記憶部91に対する保存が終了したならば、パラメータ記憶部91に一旦保存された上述の送受信制御パラメータは、図6のパラメータ供給期間T21[t01〜t11]においてパラメータR/W制御部92から供給された第2の読み出し制御信号に従って読み出され、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給される(図9のステップS4)。
When the storage of the transmission / reception control parameters of the transmission / reception channels CH1 to CH4 in the
次いで、図6の送受信期間T31[t11〜t21]において、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4は、パラメータ記憶部91から供給された上述の送受信制御パラメータに基づいて被検体内の送受信方向C(1)に対して超音波送受信を行ない(図9のステップS5)、受信信号処理部4は、この超音波送受信によって得られた受信信号に対し所定の処理を行なってBモードデータを生成する。そして、得られたBモードデータは、送受信方向C(1)を付帯情報として画像データ生成部5の超音波データ記憶部に保存される(図9のステップS6)。
Next, in the transmission / reception period T31 [t11 to t21] of FIG. 6, the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
一方、送受信制御部9のパラメータ記憶部91は、パラメータR/W制御部92の第1の読み出し制御信号に従ってパラメータ保管部8から読み出された送受信方向C(2)を付帯情報とする送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータを自己のパラメータ記憶回路に保存する(図9のステップS7)。 そして、送受信方向C(1)に対応した送受信制御パラメータの送受信部3に対する供給とこの送受信制御パラメータに基づいた送受信方向C(1)の超音波送受信による超音波データ(Bモードデータ)の生成及び保存、更には、送受信方向C(2)に対応した送受信制御パラメータのパラメータ記憶部91に対する保存が終了したならば、同様の手順によって送受信方向C(2)乃至C(M)に対応した送受信制御パラメータの送受信部3に対する供給、これらの送受信制御パラメータに基づいた超音波送受信による超音波データの生成及び保存、送受信方向C(3)乃至C(M)に対応した送受信制御パラメータのパラメータ記憶部91に対する保存が順次行なわれる(図9のステップS4乃至ステップS7)。
On the other hand, the
次に、画像データ生成部5は、自己の超音波データ記憶部に保存された送受信方向C(1)乃至C(M)の超音波データを用いて画像データを生成し、表示データ生成部6は、画像データ生成部5から供給された画像データを所定の表示フォーマットに変換して臨床診断に好適な表示データを生成する。そして、得られた表示データは、表示部7のモニタに表示される(図9のステップS8)。
Next, the image
送受信方向C(1)乃至C(M)に対する超音波送受信により最初の画像データの生成と表示が終了したならば、上述のステップS3乃至S7の手順を繰り返すことにより画像データ生成部5は、時系列的な画像データを順次生成し、表示部7は、これらの画像データに基づいて生成された表示データを動画像データとして自己のモニタに表示する(図9のステップS3乃至ステップS8)。
When the generation and display of the first image data is completed by the ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception directions C (1) to C (M), the image
以上述べた第1の実施形態によれば、被検体内の複数方向に対し超音波送受信を行なって時系列的な画像データを収集する際、超音波の送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で予め設定された各種の送受信制御パラメータを、送受信部が備える複数の送受信チャンネルへ効率よく供給することにより時間分解能に優れた画像データを収集することができる。 According to the first embodiment described above, when ultrasonic transmission / reception is performed in a plurality of directions in a subject and time-series image data is collected, the ultrasonic transmission / reception direction unit and transmission / reception channel unit are set in advance. By efficiently supplying the various transmitted / received control parameters to a plurality of transmission / reception channels provided in the transmission / reception unit, it is possible to collect image data with excellent time resolution.
即ち、先行する超音波送受信と並行してパラメータ保管部から時系列的に読み出した後続の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータをパラメータ記憶部に一旦保存した後、後続する超音波送受信のパラメータ供給期間において、パラメータ記憶部に保存された上述の送受信制御パラメータを送受信部の送受信チャンネルへ並列供給することにより、パラメータ供給期間や超音波送受信の繰り返し周期は短縮され、画像データの時間分解能は大幅に改善される。 That is, the transmission / reception control parameters necessary for the subsequent ultrasonic transmission / reception read out in time series from the parameter storage unit in parallel with the previous ultrasonic transmission / reception are temporarily stored in the parameter storage unit, and then the parameters for the subsequent ultrasonic transmission / reception are supplied. During the period, the above-mentioned transmission / reception control parameters stored in the parameter storage unit are supplied in parallel to the transmission / reception channel of the transmission / reception unit, so that the parameter supply period and the repetition cycle of ultrasonic transmission / reception are shortened, and the time resolution of image data is greatly Improved.
特に、極めて多くの振動素子が2次元配列された、所謂、2次元アレイ超音波プローブを用いて収集されるボリュームデータに基づいてリアルタイムの3次元画像データを生成するような場合においては、各々の振動素子に対応した送受信チャンネルに対する送受信制御パラメータの供給を短時間で行なうことができるため、時間分解能に優れた3次元画像データを容易に得ることができる。 In particular, in the case where real-time three-dimensional image data is generated based on volume data collected using a so-called two-dimensional array ultrasonic probe in which a large number of vibration elements are two-dimensionally arranged, Since the transmission / reception control parameters can be supplied to the transmission / reception channel corresponding to the vibration element in a short time, three-dimensional image data having excellent time resolution can be easily obtained.
(第2の実施形態)
次に、本開示の第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present disclosure will be described.
本実施形態における超音波診断装置では、超音波の送受信方向単位及び送受信部のチャンネル単位で予め設定されパラメータ保管部に保管された送受信制御パラメータを1次元配列された振動素子の各々に対応した送受信部の送受信チャンネルへ並列供給すると共に、前記振動素子を有する超音波プローブを走査断面と略直交する時計方向(CW方向)及び反時計方向(CCW方向)へ往復揺動運動させることにより被検体内の3次元領域におけるボリュームデータを収集する機能を有し、超音波プローブの揺動角度情報に基づいてその揺動方向を、例えば、CW方向からCCW方向へ反転させる際、超音波プローブをCW方向へ揺動させながら行なう走査断面内の超音波送受信と並行してCCW方向の最初の送受信方向に対応した送受信制御パラメータを上述のパラメータ保管部から予め取得する。そして、超音波プローブの揺動角度情報に基づいてその揺動方向がCW方向からCCW方向へ反転した場合、CW方向への揺動中に予め取得した上述の送受信制御パラメータを用いてCCW方向の最初の送受信方向に対する超音波送受信を行なう。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, transmission / reception control parameters stored in the parameter storage unit and stored in the parameter storage unit in advance in units of ultrasonic transmission / reception directions and channel units of the transmission / reception unit correspond to each of the vibration elements arranged one-dimensionally The ultrasonic probe having the vibration element is reciprocally swung in the clockwise direction (CW direction) and the counterclockwise direction (CCW direction) substantially orthogonal to the scanning section. For collecting volume data in the three-dimensional region of the ultrasonic probe, when the direction of the oscillation is reversed from the CW direction to the CCW direction based on the oscillation angle information of the ultrasonic probe, for example, the ultrasonic probe is moved in the CW direction. The transmission / reception control corresponding to the first transmission / reception direction in the CCW direction is performed in parallel with the ultrasonic transmission / reception in the scanning section performed while swinging to the CCW direction. Obtained in advance the parameters from the parameter storage unit of the above. When the swing direction is reversed from the CW direction to the CCW direction based on the swing angle information of the ultrasonic probe, the CCW direction is calculated using the above-described transmission / reception control parameters acquired in advance during the swing in the CW direction. Perform ultrasonic transmission / reception in the first transmission / reception direction.
尚、以下に述べる第2の実施形態でも、説明を簡単にするためにN(N=4)個の振動素子に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4を有した送受信部を用いて被検体内の3次元領域に対する超音波送受信を行なう場合について述べるが、送受信チャンネルのチャンネル数は上述に限定されない。又、超音波プローブのCW方向に対する揺動とCCW方向に対する揺動によって得られた受信信号に基づいて被検体内の3次元領域におけるボリュームデータを生成する場合について述べるが、CW方向に対応するボリュームデータとCCW方向に対応するボリュームデータを独立させて生成しても構わない。 In the second embodiment described below, 3 in the subject is used by using a transmission / reception unit having transmission / reception channels CH1 to CH4 corresponding to N (N = 4) vibration elements for the sake of simplicity. Although the case of performing ultrasonic transmission / reception with respect to a dimension area will be described, the number of transmission / reception channels is not limited to the above. In addition, a case where volume data in a three-dimensional region in a subject is generated based on a received signal obtained by swinging the ultrasonic probe in the CW direction and swinging in the CCW direction will be described. Data and volume data corresponding to the CCW direction may be generated independently.
(装置の構成)
次に、本開示の第2の実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図11乃至図18を用いて説明する。尚、図11は、本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、この図11に示した超音波診断装置200おいて、図1に示した超音波診断装置100のユニットと略同様の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し、詳細な説明は省略する。
(Device configuration)
Next, the configuration and function of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 11 to 18. FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment. In the ultrasonic
但し、以下の実施形態では、N(N=4)個の振動素子を送信用振動素子及び受信用振動素子として用いたセクタ走査用の超音波プローブを走査断面と略直交する時計方向(CW方向)及び反時計方向(CCW方向)へ往復揺動運動させることにより被検体内の3次元領域におけるボリュームデータを収集することが可能な超音波診断装置について述べるが、コンベックス走査方式やリニア走査方式等の他の走査方式に対応した超音波プローブを上述の方向へ揺動させても構わない。 However, in the following embodiments, a sector scanning ultrasonic probe using N (N = 4) vibration elements as a transmission vibration element and a reception vibration element is clockwise (CW direction) substantially orthogonal to the scanning section. ) And an ultrasonic diagnostic apparatus capable of collecting volume data in a three-dimensional region in the subject by reciprocally swinging counterclockwise (CCW direction). An ultrasonic probe corresponding to another scanning method may be swung in the above-described direction.
図11に示す超音波診断装置200は、被検体の体内に超音波パルス(送信超音波)を放射し、この送信超音波によって体内から得られた超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)へ変換する複数個(N個)の振動素子を有した超音波プローブ2aと、超音波プローブ2aをその走査断面と略直交するCW方向及びCCW方向へ往復揺動運動させるプローブ移動機構部23と、上述の方向へ揺動する超音波プローブ2aの位置情報(揺動角度情報)を検出するプローブ位置情報検出部24と、被検体内の所定方向へ送信超音波を放射するための駆動信号を上述の振動素子へ供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算する送受信部3と、整相加算後の受信信号を処理して時系列的なBモードデータを超音波データとして生成する受信信号処理部4aと、受信信号処理部4aから供給されたBモードデータに基づいて画像データを生成する画像データ生成部5aと、画像データ生成部5aにおいて生成された画像データに基づいて臨床診断に好適な表示データを生成する表示データ生成部6と、得られた表示データを表示する表示部7を備えている。
An ultrasonic
更に、超音波診断装置200は、撮影モード、超音波プローブ、送受信方向及び送受信チャンネルを単位として予め設定された各種の送受信制御パラメータが保管されているパラメータ保管部8aと、撮影モード、超音波プローブ、送受信方向及び送受信チャンネルの選択情報に基づいて上述のパラメータ保管部8aから取得した送受信制御パラメータを送受信部3が備える複数の送受信チャンネルへ並列供給することにより当該被検体に対する超音波送受信を制御する送受信制御部9aと、被検体情報の入力、撮影モード及び超音波プローブの選択、反転角度の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部10aと、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部11aとを備えている。
Furthermore, the ultrasonic
超音波プローブ2aは、被検体の体表面にその前面を接近させ被検体内の3次元領域に対して超音波送受信を行なうものであり、図示しないN(N=4)個の振動素子が配列された先端部は、カップリング溶液によって充満されたプローブケース内に収納されている。この振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気的な駆動信号を送信超音波に変換し、受信時には超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する機能を有している。
The
次に、図11に示したプローブ移動機構部23の具体的な構成について説明する。このプローブ移動機構部23は、図12に示すように、カップリング液22によって充満されたプローブケース21の先端部近傍に設けられている超音波プローブ2aを、セクタ走査の走査断面と略直交する方向へ往復揺動運動させる機能を有し、例えば、一方の端部は超音波プローブ2aの背面に固定され、他の端部は回転盤232の中心部近傍に固定されているアーム231と、システム制御部11aの図示しない移動機構制御部から供給される揺動制御信号に基づいて所定のCW方向あるいはCCW方向へ回動するモータ233と、モータ233の回動運動を上述の回転盤232へ伝達するベルト234を備えている。そして、アーム231の先端部に固定された超音波プローブ2aは、モータ233の回動運動に伴い、回転盤232の回転軸(x軸)に垂直なy−z平面内のCW方向及びCCW方向に対して揺動運動を行なう。
Next, a specific configuration of the probe moving
次に、上述のプローブ移動機構23が超音波プローブ2aを揺動することによって形成される複数の走査断面につき図13を用いて説明する。
Next, a plurality of scanning cross sections formed by the
図13(a)及び図13(b)のS(1)乃至S(M2)は、送受信制御部9aから供給される送受信制御パラメータの送信遅延時間及び受信遅延時間とプローブ移動機構23による超音波プローブ2aの揺動運動によって被検体内に形成される走査断面を示している。
S (1) to S (M2) in FIG. 13A and FIG. 13B are the transmission delay time and the reception delay time of the transmission / reception control parameter supplied from the transmission / reception control unit 9a, and the ultrasonic waves generated by the
又、図13(a)のC(1、1)乃至C(M1、1)は、走査断面S(1)における超音波の送受信方向を示しており、同様にして、走査断面S(m2)、(m2=2乃至M2)に対しても放射状のC(1、m2)乃至C(M1、m2)が設定されている。尚、上述のM1は、走査断面S(1)乃至S(M2)における送受信方向の数を、又、M2は、超音波プローブ2aの揺動運動によって被検体内に形成される走査断面の数を示しており、これらの値は、装置の初期設定等において任意に設定することが可能である。
Further, C (1, 1) to C (M1, 1) in FIG. 13A indicate the transmission / reception directions of ultrasonic waves in the scanning section S (1), and similarly, the scanning section S (m2). , (M2 = 2 to M2), radial C (1, m2) to C (M1, m2) are set. The above-mentioned M1 is the number of transmission / reception directions in the scanning sections S (1) to S (M2), and M2 is the number of scanning sections formed in the subject by the swinging motion of the
そして、超音波プローブ2aを第1の反転角度φ1及び第2の反転角度φ2によって定義された揺動範囲ΔφにおいてCW方向あるいはCCW方向へ所定速度で揺動運動させながら上述の送受信方向C(m1、m2)、(m1=1乃至M1、m2=1乃至M2)に対する超音波送受信を繰り返すことにより被検体に対する3次元走査が行なわれ、このとき得られたボリュームデータに基づいて画像データの生成が行なわれる。尚、本実施形態では、第1の反転角度φ1において走査断面S(1)が形成され、第2の反転角度φ2において走査断面S(M2)が形成される場合について述べるが、これに限定されない。
The
図11へ戻って、プローブ位置情報検出部24は、例えば、図示しないエンコーダを備え、プローブ移動機構部23によって揺動された超音波プローブ2aの位置情報(揺動角度)を検出する。例えば、プローブ移動機構部23が備えるモータ233の回転軸に上述のエンコーダを装着し、このエンコーダが検出した前記回転軸の回動角度に基づいて超音波プローブ2aの揺動角度を検出する方法が好適であるが、他の検出方法を適用しても構わない。そして、検出された揺動角度情報は、システム制御部11aを介して送受信制御部9aへ供給される。
Returning to FIG. 11, the probe position
次に、図11に示した画像データ生成部5aの具体的な構成につき図14を用いて説明する。画像データ生成部5aは、例えば、図14に示すようにボリュームデータ生成部54とボリュームデータ処理部55を備えている。
Next, a specific configuration of the image
ボリュームデータ生成部54は、超音波データ記憶部541、補間処理部542及びボリュームデータ記憶部543を備え、超音波データ記憶部541には、図1のBモードデータ生成部41と同様の機能を有する受信信号処理部4aにおいて生成されたBモードデータが送受信方向C(m1、m2)(m1=1乃至M1、m2=1乃至M2)を付帯情報として順次保存される。
The volume
補間処理部542は、超音波データ記憶部541から読み出したCW方向揺動時及びCCW方向揺動時のBモードデータを送受信方向に対応させて配列することにより3次元Bモードデータを形成し、更に、この3次元Bモードデータを構成する不等間隔のボクセルを補間処理して等方的なボクセルで構成されたボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータは、ボリュームデータ記憶部543に一旦保存される。
The
一方、ボリュームデータ処理部55は、例えば、ボリュームデータ生成部54のボリュームデータ記憶部543から読み出したボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像データやサーフェスレンダリング画像データ等の3次元画像データを生成する機能を有し、不透明度・色調設定部551、レンダリング処理部552及びプログラム保管部553を備えている。不透明度・色調設定部551は、ボリュームデータ生成部54から供給されたボリュームデータのボクセル値に基づいて各ボクセルの不透明度や色調(輝度)を設定し、レンダリング処理部552は、不透明度・色調設定部551によって設定された不透明度及び色調(輝度)の情報を有するボリュームデータをプログラム保管部553から読み出した所定の処理プログラムを用いてレンダリング処理することにより上述の3次元画像データを生成する。
On the other hand, for example, the volume
次に、図11のパラメータ保管部8aには、例えば、撮影モード及び超音波プローブ名をパラメータとし、送受信方向及び送受信チャンネルを単位として予め設定された各種の送受信制御パラメータが保管されている。 Next, in the parameter storage unit 8a of FIG. 11, for example, various transmission / reception control parameters set in advance with the imaging mode and the ultrasound probe name as parameters and the transmission / reception direction and transmission / reception channel as units are stored.
図15は、撮影モードとして「Bモード」が選択され、超音波プローブ2aとして「セクタ走査用プローブ」が選択された場合に対応する送受信制御パラメータの具体例を示したものであり、超音波プローブ2aの揺動と超音波プローブ2aが備えるN(N=4)個の振動素子の駆動を並行して行なうことにより走査断面S(m2)の送受信方向C(m1、m2)(m1=1乃至M1)に対して超音波送受信を行なう際、上述の振動素子に対応する送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対して設定された送信開口、送信遅延時間、受信開口、受信遅延時間等の送受信制御パラメータが他の撮影モードや超音波プローブに対応した送受信制御パラメータと共に保管されている。この場合の送受信制御パラメータは、通常、超音波プローブ2aの揺動運動に依存しないため、図15に示すように、異なる走査断面S(m2)(m2=1乃至M2)に対して同一の送受信制御パラメータを設定することが可能であるが、送受信方向C(m1、m2)(m1=1乃至M1、m2=1乃至M2)の各々に対して独立した送受信制御パラメータを設定しても構わない。
FIG. 15 shows a specific example of transmission / reception control parameters when “B mode” is selected as the imaging mode and “sector scanning probe” is selected as the
一方、図11の送受信制御部9aは、パラメータ記憶部91aとパラメータR/W制御部92aを備えている。
On the other hand, the transmission / reception control unit 9a of FIG. 11 includes a
パラメータ記憶部91aは、例えば、2つのバッファーメモリ(バッファーメモリ93a及びバッファーメモリ93b)を有し、パラメータR/W制御部92aから供給される第1の読み出し制御信号に従ってパラメータ保管部8aから送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で時系列的に読み出された送受信制御パラメータは上述のバッファーメモリに保存(取得)される。
The
そして、パラメータ記憶部91aに保存された送受信制御パラメータは、パラメータR/W制御部92aから供給される第2の読み出し制御信号に従って読み出され、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給される。この場合、パラメータ記憶部91aから読み出された「送信開口」及び「送信遅延時間」の情報は送信部31へ供給され、「受信開口」及び「受信遅延時間」の情報は受信部32へ供給される。
The transmission / reception control parameters stored in the
一方、パラメータR/W制御部92aは、パラメータ保管部8aに対する送受信制御パラメータの取得と送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する前記送受信制御パラメータの並列供給を制御する機能を有している。
On the other hand, the parameter R /
即ち、パラメータR/W制御部92aは、後述の超音波送受信期間においてパラメータ保管部8aから読み出した送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータをパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aあるいはバッファーメモリ93bに保存するための制御を行ない、更に、プローブ位置情報検出部24から供給される超音波プローブ2aの揺動角度情報等に基づき、後述のパラメータ供給期間において上述のバッファーメモリから読み出した送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給するための制御を行なう。
That is, the parameter R /
図16は、送受信制御部9aから供給される送受信制御パラメータに基づいた超音波送受信とプローブ移動機構23による超音波プローブ2aの往復揺動運動により被検体内の3次元領域に対して行なわれる超音波送受信の方向及びこれらの超音波送受信によって形成される走査断面S(1)乃至S(M2)を示したものである。
FIG. 16 is a diagram illustrating an ultrasound performed on a three-dimensional region in a subject by ultrasonic transmission / reception based on a transmission / reception control parameter supplied from the transmission / reception control unit 9a and a reciprocating swing motion of the
即ち、図16(a)の縦軸は経過時間、横軸は送受信制御パラメータのみによって決定する超音波の送受信方向(即ち、超音波プローブ2aが揺動しない場合の送受信方向)C(1)乃至C(M1)を示している。又、縦軸の時刻t1、t2、t3、・・における○印は、CW方向あるいはCCW方向の揺動開始時刻における送受信方向を示しており、●印は、揺動終了時刻における送受信方向を示している。
That is, the vertical axis in FIG. 16A is the elapsed time, and the horizontal axis is the ultrasonic transmission / reception direction determined only by the transmission / reception control parameter (that is, the transmission / reception direction when the
例えば、超音波プローブ2aのCW方向に対する揺動が期間[t1−t2]、期間[t3−t4]・・・において行なわれ、CCW方向に対する揺動が期間[t2−t3]、期間[t4−t5]・・・において行なわれる場合、第1の反転角度φ1に初期配置された超音波プローブ2aをCW方向へ揺動させることにより時刻t1の○印を起点とする超音波送受信が走査断面S(1)の送受信方向C(1、1)乃至C(M1,1)に対して行なわれ、更に、期間[t1−t2]において同様の手順を繰り返すことにより、走査断面S(2)乃至S(M2)の送受信方向C(1、m2)乃至C(M1,m2)、(m2=2乃至M2)に対して行なわれる。
For example, the oscillation of the
そして、時刻t2においてCW方向へ揺動している超音波プローブ2aの揺動角度が第2の反転角度φ2に到達したならば、プローブ移動機構部23によって超音波プローブ2aの揺動方向はCW方向からCCW方向へ切り替えられる。このとき、送受信制御部9aは、CCW方向への揺動に対応した送受信制御パラメータを送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ供給することにより、時刻t2の○印を起点とする超音波送受信が走査断面Sa(M2)の送受信方向C(M1、M2)乃至C(1,M2)に対して行なわれ、更に、期間[t2−t3]において超音波プローブ2aをCCW方向へ揺動させた状態で同様の手順を繰り返すことにより、走査断面Sa(M2−1)乃至Sa(1)の送受信方向C(M1、m2)乃至C(1,m2)、(m2=M2−1乃至1)に対して行なわれる。
When the swing angle of the
一方、図16(b)の縦軸は超音波プローブ2aの揺動角度、横軸は図16(a)と同様に送受信制御パラメータのみによって決定する超音波の送受信方向C(1)乃至C(M1)に対応し、図中の太実線は、超音波プローブ2aがCW方向へ揺動した場合の送受信方向の遷移を、又、細実線は、超音波プローブ2aがCCW方向へ揺動した場合の送受信方向の遷移を夫々示している。
On the other hand, the vertical axis of FIG. 16B is the oscillation angle of the
但し、図16では、説明を判り易くするために、超音波プローブ2aがCW方向へ揺動した場合に形成される走査断面S(m2)(m2=1乃至M2)とCCW方向へ揺動した場合に形成される走査断面Sa(m2)(m2=1乃至M2)は異なる場合について示したが、CW方向(あるいはCCW方向)への揺動時における最後の送受信方向(●)とCCW方向(あるいはCW方向)への揺動時における最初の送受信方向(○)とが等しくなるように揺動範囲Δφや送受信制御パラメータ等を調整することにより、走査断面S(m2)の位置と走査断面Sa(m2)の位置とを一致させることができる。
However, in FIG. 16, for easy understanding, the scanning section S (m2) (m2 = 1 to M2) formed when the
尚、送受信制御部9aによって行なわれる送受信制御パラメータの取得と、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する前記送受信制御パラメータの供給についての詳細は後述する。
Details of acquisition of transmission / reception control parameters performed by the transmission / reception control unit 9a and supply of the transmission / reception control parameters to the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
次に、図11の入力部10aは、図示しない操作パネル上にキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスや表示パネルを備え、被検体情報の入力、撮影モード及び超音波プローブの選択、第1の反転角度φ1及び第2の反転角度φ2の設定、ボリュームデータ生成条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう。
Next, the
システム制御部11aは、図示しないCPUと入力情報記憶部を備え、入力部10aにおいて入力/選択/設定された上述の各種情報は入力情報記憶部に保存される。そして、CPUは、上述の各種情報に基づいて超音波診断装置200の各ユニットを統括的に制御することにより被検体内の3次元領域におけるボリュームデータの収集と、このボリュームデータに基づいた画像データの生成/表示を実行させる。
The
又、システム制御部11aは、超音波プローブ2aの揺動角度φが第1の反転角度φ1あるいは第2の反転角度φ2に到達した場合、超音波プローブ2aの揺動方向をCW方向からCCW方向へ、あるいは、CCW方向からCW方向へ反転させるための揺動制御信号を生成し、得られた揺動制御信号をプローブ移動機構部23へ供給する図示しない移動機構制御部を備えている。
Further, when the swing angle φ of the
例えば、上述の移動機構制御部は、プローブ位置情報検出部24において検出された超音波プローブ2aの揺動角度φと予め設定された第1の反転角度φ1及び第2の反転角度φ2とを比較することにより、超音波プローブ2aの揺動角度が第1の反転角度φ1あるいは第2の反転角度φ2に到達したか否かを判定し、この判定結果に基づいて上述の揺動制御信号を生成する。
For example, the moving mechanism control unit described above compares the swing angle φ of the
次に、本実施形態における送受信制御パラメータの取得方法と送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する前記送受信制御パラメータの供給方法につき図17及び図18を用いて更に詳しく説明する。
Next, the transmission / reception control parameter acquisition method and the transmission / reception control parameter supply method for the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
図17(a)は、入力部10aにて入力される走査開始指示信号、図17(b)は、超音波プローブ2aの揺動角度φが第1の反転角度φ1あるいは第2の反転角度φ2に到達した場合にプローブ位置情報検出部24から供給される超音波プローブ2aの揺動角度検出信号、図17(c)は、パラメータ保管部8aから読み出され送受信制御部9aのパラメータ記憶部91aに保存(取得)される送受信制御パラメータ、図17(d)は、上述の送受信制御パラメータを用いた当該被検体の3次元領域に対する超音波送受信によって収集される画像データを夫々示している。
FIG. 17A shows a scanning start instruction signal input from the
尚、図17(c−1)は、パラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに取得される送受信制御パラメータを示しており、図17(c−2)は、パラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93bに取得される送受信制御パラメータを示している。又、図中のt0は、入力部10aにて走査開始指示信号が入力される時刻、t1は、この走査開始指示信号に従って、CW方向に対する超音波プローブ2aの揺動が開始される時刻、t2、t4、・・は、図17(b)の揺動角度検出結果に基づいて超音波プローブ2aの揺動方向がCW方向からCCW方向へ反転する時刻、t3、t5、・・・は、上述の揺動角度検出結果に基づいて超音波プローブ2aの揺動方向がCCW方向からCW方向へ反転する時刻を示している。
FIG. 17C-1 shows the transmission / reception control parameters acquired in the
そして、第1の反転角度φ1に初期配置された超音波プローブ2aに対して、期間[t1−t2]におけるCW方向の揺動運動、期間[t2−t3]におけるCCW方向の揺動運動、期間[t3−t4]におけるCW方向の揺動運動、・・・が所定の揺動角度範囲Δφ(Δφ=φ2−φ1)において繰り返し行なわれる。
Then, with respect to the
即ち、時刻t0において入力部10aからシステム制御部11aを介して走査開始指示信号を受信した送受信制御部9aのパラメータR/W制御部92aは、CW方向に対する超音波プローブ2aの揺動が開始される時刻t1までの期間[t0−t1]においてパラメータ保管部8aから読み出したCW方向の最初の送受信方向C(1、1)に対応する送受信制御パラメータP(1)(図15の送信開口D11(1)、送信遅延時間D12(1)、受信開口D13(1)及び受信遅延時間D14(1))、をパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに保存する。
That is, the parameter R /
次いで、パラメータR/W制御部92aは、期間[t0−t1]においてバッファーメモリ93aに保存した上述の送受信制御パラメータP(1)及び期間[t1−t2]のパラメータ読み出し期間においてパラメータ保管部8aから新たに読み出しバッファーメモリ93aに一旦保存した送受信方向C(2、1)乃至C(M1、1)に対応する送受信制御パラメータP(2)乃至P(M1)を送受信部3aの送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給し、同様にしてパラメータ保管部8aから読み出した送受信方向C(1、m2)乃至C(M1、m2)(m2=2乃至M2)に対応する送受信制御パラメータP(1)乃至P(M1)を送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給することにより、期間[t1−t2]では、CW方向に対する超音波プローブ2aの揺動に基づいたボリュームデータの収集が行なわれる。
Next, the parameter R /
更に、パラメータR/W制御部92aは、期間[t1−t2]のパラメータ読み出し期間においてパラメータ保管部8aから読み出したCCW方向の最初の送受信方向C(M1、M2)に対応する送受信制御パラメータP(M1)をパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93bに保存する。
Further, the parameter R /
そして、時刻t2において超音波プローブ2aの揺動角度が第2の反転角度φ2に到達することにより揺動方向がCW方向からCCW方向へ反転したならば、パラメータR/W制御部92aは、期間[t1−t2]にてバッファーメモリ93bに保存した上述の送受信制御パラメータP(M1)及び期間[t2−t3]のパラメータ読み出し期間においてパラメータ保管部8aから新たに読み出しバッファーメモリ93bに一旦保存した送受信方向C(M1−1、M2)乃至C(1、M2)に対応する送受信制御パラメータP(M1−1)乃至P(1)を送受信部3aの送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給し、同様にして、パラメータ保管部8aから読み出した送受信方向C(M1、m2)乃至C(1、m2)(m2=M2−1乃至1)に対応する送受信制御パラメータP(M1)乃至P(1)を送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給することにより、期間[t2−t3]では、CCW方向に対する超音波プローブ2aの揺動に基づいたボリュームデータの収集が行なわれる。
If the swinging direction of the
更に、パラメータR/W制御部92aは、期間[t2−t3]のパラメータ読み出し期間にてパラメータ保管部8aから読み出したCW方向の最初の送受信方向C(1、1)に対応する送受信制御パラメータP(1)をパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに保存する。
Further, the parameter R /
以下、時刻t3以降においても、同様の手順により送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する送受信制御パラメータの並列供給が超音波プローブ2aの揺動方向に対応させて行なわれる。
Thereafter, parallel transmission of transmission / reception control parameters to the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
即ち、本実施形態では、図17に示すように、CW方向に対する超音波プローブ2aの揺動期間中にCCW方向の最初の送受信方向C(M1、M2)に対応する送受信制御パラメータP(M1)を取得し、超音波プローブ2aの揺動方向がCW方向からCCW方向へ反転したならば、予め取得した送受信制御パラメータP(M1)を用いて送受信方向C(M1、M2)に対する超音波送受信を行なう。同様にして、CCW方向に対する超音波プローブ2aの揺動期間中にCW方向の最初の送受信方向C(1、1)に対応する送受信制御パラメータP(1)を取得し、超音波プローブ2aの揺動方向がCCW方向からCW方向へ反転したならば、予め取得した送受信制御パラメータP(1)を用いて送受信方向C(1、1)に対する超音波送受信を行なう。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 17, the transmission / reception control parameter P (M1) corresponding to the first transmission / reception direction C (M1, M2) in the CCW direction during the oscillation period of the
超音波プローブ2aを揺動する機能を有した超音波診断装置200に対して上述のような送受信制御パラメータの供給方法を適用することにより、揺動方向の反転タイミングを事前に把握することが不可能な場合においても、反転直後の最初の送受信方向に対する超音波送受信を遅延なく行なうことが可能となる。
By applying the transmission / reception control parameter supply method as described above to the ultrasonic
一方、図18は、期間[t0−t2]における送受信制御パラメータの取得と送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する前記送受信制御パラメータの並列供給を更に詳しく説明するための図である。
On the other hand, FIG. 18 is a diagram for explaining in more detail the acquisition of transmission / reception control parameters in the period [t0-t2] and the parallel supply of the transmission / reception control parameters to the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
即ち、図18(a)は、図17(b)と同様にプローブ位置情報検出部24から供給される超音波プローブ2aの揺動角度検出信号を示しており、図18(b)は、パラメータ保管部8aから時系列的に読み出されパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに順次保存されたCW方向の送受信方向C(1、m2)乃至C(M1、m2)(m2=1乃至M2)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータP(1)乃至P(M1)(即ち、送受信チャンネルCH1に対応した送受信制御パラメータP1(1)乃至P1(M1)、送受信チャンネルCH2に対応した送受信制御パラメータP2(1)乃至P2(M1)、送受信チャンネルCH3に対応した送受信制御パラメータP3(1)乃至P3(M1)及び送受信チャンネルCH4に対応した送受信制御パラメータP4(1)乃至P4(M1))を示している。
That is, FIG. 18A shows the swing angle detection signal of the
一方、図18(c)は、上述の送受信方向C(1、m2)乃至C(M1、m2)に対する超音波送受信に際し、送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対して並列供給される送受信制御パラメータの供給期間とこれらの送受信制御パラメータに基づいて行なわれる超音波送受信の期間を示している。
On the other hand, FIG. 18C shows transmission / reception control supplied in parallel to the transmission / reception channels CH1 to CH4 of the transmission /
即ち、パラメータ保管部8aに予め保管された送受信方向C(1、1)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータP(1)は、図18(b)に示すように、期間[t0−t1]のパラメータ読み出し期間Tαにおいて読み出されパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに保存される。
That is, the transmission / reception control parameter P (1) of the transmission / reception channels CH1 to CH4 corresponding to the transmission / reception direction C (1, 1) stored in the parameter storage unit 8a in advance is set to the period [t0 as shown in FIG. -T1] and read out in the parameter reading period Tα and stored in the
次いで、バッファーメモリ93aに保存された送受信制御パラメータP(1)は、期間[t1−t2]の第1のパラメータ供給期間Tβ1において送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給され、送受信部3は、期間[t1−t2]の第1の超音波送受信期間Tγ1においてこれらの送受信制御パラメータに基づいた超音波送受信を送受信方向C(1、1)に対して行なう。
Next, the transmission / reception control parameter P (1) stored in the
一方、パラメータ保管部8aに保管された送受信方向C(2、1)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータP(2)は、第1の超音波送受信期間Tγ1の期間内に設定されたパラメータ読み出し期間Tα1において読み出されパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに保存される。
On the other hand, the transmission / reception control parameter P (2) of the transmission / reception channels CH1 to CH4 corresponding to the transmission / reception direction C (2, 1) stored in the parameter storage unit 8a is set within the period of the first ultrasonic transmission / reception period Tγ1. In the parameter reading period Tα1, it is read and stored in the
このように、先行する超音波送受信の送受信期間Tγにおいてパラメータ保管部8aから読み出した後続の超音波送受信に対応する送受信制御パラメータをこの超音波送受信の直前に設定されたパラメータ供給期間において送受信部3の送受信チャンネルへ並列供給することにより、送受信方向C(1、1)乃至C(M1,M2)に対する超音波送受信が行なわれ、このとき得られた受信信号に基づいてボリュームデータが生成される。
In this way, the transmission /
尚、図18では、超音波プローブ2aがCW方向に対して揺動された期間[t0−t2]における送受信制御パラメータの取得と送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する前記送受信制御パラメータの並列供給について示したが、超音波プローブ2aがCCW方向に対して揺動された期間[t2−t3]等においても同様の手順によって送受信制御パラメータの取得と送受信チャンネルCH1乃至CH4に対する並列供給が行なわれる。
In FIG. 18, the transmission / reception control parameters are acquired in the period [t0-t2] in which the
このように、先行する超音波送受信の期間中に予め取得した後続の超音波送受信に対応する送受信制御パラメータをこの超音波送受信の直前に設定されたパラメータ供給期間において送受信部3が備える送受信チャンネルへ並列供給することにより送受信制御パラメータの供給期間を短縮することが可能となる。
As described above, the transmission / reception control parameter corresponding to the subsequent ultrasonic transmission / reception acquired in advance during the preceding ultrasonic transmission / reception period is transmitted to the transmission / reception channel included in the transmission /
(画像データの生成/表示手順)
次に、第2の実施形態における画像データの生成/表示手順につき図17及び図18に示したタイムチャートと図19のフローチャートを用いて説明する。
(Image data generation / display procedure)
Next, image data generation / display procedures in the second embodiment will be described with reference to the time charts shown in FIGS. 17 and 18 and the flowchart of FIG.
当該被検体に対する超音波送受信に先立ち、超音波診断装置200を操作する操作者は、入力部10aにおいて送受信部3との接続可能な各種超音波プローブの中から所定方向に対して揺動可能なN(N=4)個の振動素子を有する超音波プローブ2aを選択した後、送受信方向C(m1、m2)(m1=1乃至M1、m2=1乃至M2)に対する超音波送受信によって行なわれる撮影モード(例えば、Bモード)を選択し、更に、被検体情報の入力、第1の反転角度φ1及び第2の反転角度φ2の設定、ボリュームデータ生成条件の設定、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定等を必要に応じて行なう。そして、これらの入力/選択/設定情報は、システム制御部11aの入力情報記憶部に保存される。
Prior to ultrasonic transmission / reception with respect to the subject, an operator operating the ultrasonic
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ2aを被検体の体表近傍に配置した後、時刻t0において走査開始指示信号を入力する(図19のステップS11)。
If the above initial setting is completed, the operator places the
一方、入力部10aからシステム制御部11aを介して上述の走査開始指示信号を受信した送受信制御部9aのパラメータR/W制御部92aは、システム制御部11aの入力情報記憶部から読み出された撮影モード及び超音波プローブの選択情報に基づいて第1の読み出し制御信号を生成する。そして、送受信制御部9aのパラメータ記憶部91aは、上述の第1の読み出し制御信号に基づき、期間[t0−t1]のパラメータ読み出し期間Tαにおいてパラメータ保管部8aから時系列的に読み出された送受信方向C(1、1)に対応する送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータP(1)を自己のバッファーメモリ93aに保存(取得)する(図19のステップS12)。
On the other hand, the parameter R /
次いで、時刻t0から所定時間経過した時刻t1において、プローブ移動機構部23は、システム制御部11aの移動機構制御部から供給される揺動制御信号に基づき、第1の反転角度φ1に初期配置された超音波プローブ2aのCW方向に対する揺動を開始する(図19のステップS13)。
Next, at time t1 when a predetermined time has elapsed from time t0, the probe moving
一方、パラメータR/W制御部92aは、CW方向に揺動している超音波プローブ2aの揺動角度が第2の反転角度φ2に到達する時刻t2までの期間[t1−t2]において設定された第1のパラメータ供給期間Tβ1にバッファーメモリ93aから読み出した上述の送受信制御パラメータP1(1)を送受信部3の送受信チャンネルCH1乃至CH4へ並列供給する。そして、送受信チャンネルCH1乃至CH4の各々は、第1のパラメータ供給期間Tβ1に後続する第1の超音波送受信期間Tγ1において、送受信制御パラメータP1(1)に基づいた超音波送受信を送受信方向C(1、1)に対して行なう。
On the other hand, the parameter R /
一方、パラメータR/W制御部92aは、パラメータ保管部8aに予め保管されている送受信方向C(2、1)に対応した送受信チャンネルCH1乃至CH4の送受信制御パラメータP(2)を第1の超音波送受信期間Tγ1の期間内に設定されたパラメータ読み出し期間Tα1において読み出し、パラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに保存する。
On the other hand, the parameter R /
次いで、パラメータR/W制御部92aは、上述と同様の手順を繰り返すことにより期間[t1−t2]の第2のパラメータ読み出し期間Tα2乃至第M1のパラメータ読み出し期間TαM1における送受信制御パラメータの取得、第2のパラメータ供給期間Tβ2乃至第M1のパラメータ供給期間TβM1における前記送受信制御パラメータの送受信部3に対する並列供給、更には、前記送受信制御パラメータに基づいた送受信方向C(m1,1)(m1=2乃至M1)に対する超音波送受信を行ない、このとき得られた受信信号に基づいて受信信号処理部4aが生成したBモードデータは、上述の送受信方向を付帯情報として画像データ生成部5aのボリュームデータ生成部54が備える超音波データ記憶部541に保存される(図19のステップS14)。
Next, the parameter R /
更に、CW方向に対する超音波プローブ2aの揺動角度が第2の反転角度φ2に到達するまでの期間[t1−t2]において、超音波プローブ2aを揺動させながら上述のステップS14を繰り返し、このとき得られた送受信方向C(m1、m2)(m1=1乃至M1、m2=2乃至M2)におけるBモードデータも送受信方向C(m1、1)(m1=1乃至M1)におけるBモードデータと共に超音波データ記憶部541に保存される。
Further, in the period [t1-t2] until the swing angle of the
一方、パラメータR/W制御部92aは、期間[t1−t2]においてパラメータ保管部8aから読み出したCCW方向の最初の送受信方向C(M1、M2)に対応する送受信制御パラメータP(M1)をパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93bに保存する(図19のステップS15)。
On the other hand, the parameter R /
そして、CW方向に対して揺動していた超音波プローブ2aの揺動角度が第2の反転角度φ2に到達したならば、システム制御部11aの移動機構制御部は揺動制御信号を生成し、この揺動制御信号を受信したプローブ移動機構部23は、超音波プローブ2aの揺動方向をCW方向からCCW方向へ反転する(図19のステップS16)。
If the swing angle of the
次に、パラメータR/W制御部92aは、CCW方向に対する超音波プローブ2aの揺動角度が第1の反転角度φ1に到達する時刻t3までの期間[t2−t3]において上述のステップS14と同様の手順を繰り返すことにより、第1のパラメータ読み出し期間Tα1乃至第M1のパラメータ読み出し期間TαM1における送受信制御パラメータの取得と第1のパラメータ供給期間Tβ1乃至第M1のパラメータ供給期間TβM1における前記送受信制御パラメータの送受信部3に対する並列供給を行ない、更に、前記送受信制御パラメータに基づいた送受信方向C(m1,m2)(m1=M1乃至1、m2=M2乃至1)に対する超音波送受信を第1の超音波送受信期間Tγ1乃至第M1の超音波送受信期間TγM1において行なう。そして、このとき得られた受信信号に基づいて受信信号処理部4aが生成したBモードデータは、上述の送受信方向を付帯情報として画像データ生成部5aのボリュームデータ生成部54が備える超音波データ記憶部541に保存される(図19のステップS17)。
Next, the parameter R /
一方、パラメータR/W制御部92aは、期間[t2−t3]においてパラメータ保管部8aから読み出したCW方向の最初の送受信方向C(1、1)に対応する送受信制御パラメータP(1)をパラメータ記憶部91aのバッファーメモリ93aに保存する(図19のステップS18)。
On the other hand, the parameter R /
以下、プローブ位置情報検出部24による超音波プローブ2aの揺動角度と予め設定された第1の反転角度φ1あるいは第2の反転角度φ2との比較結果に基づいてCW方向及びCCW方向に対する超音波プローブ2aの揺動を繰り返すことにより、被検体内の3次元領域におけるBモードデータが収集される(図19のステップS13乃至ステップS18)。
Hereinafter, the ultrasonic waves in the CW direction and the CCW direction based on the comparison result between the swing angle of the
一方、画像データ生成部5aのボリュームデータ生成部54が備える補間処理部542は、超音波データ記憶部541に保存されたCW方向揺動時及びCCW方向揺動時のBモードデータを送受信方向に対応させて配列することにより3次元Bモードデータを形成し、更に、この3次元Bモードデータを構成する不等間隔のボクセルを補間処理して等方的なボクセルで構成されたボリュームデータを生成する(図19のステップS19)。
On the other hand, the
そして、画像データ生成部5aのボリュームデータ処理部55は、例えば、ボリュームデータ生成部54から供給されたボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像データやサーフェスレンダリング画像データ等の3次元画像データを生成する(図19のステップS20)。
Then, the volume
以上述べた本開示の第2の実施形態によれば、被検体に対する超音波送受信を行なって時系列的な画像データを収集する際、超音波送受信方向単位で予め設定された各種の送受信制御パラメータを送受信部が備える複数の送受信チャンネルへ効率よく供給することにより時間分解能に優れた画像データを収集することができる。 According to the second embodiment of the present disclosure described above, when transmitting / receiving ultrasonic waves to / from a subject and collecting time-series image data, various transmission / reception control parameters set in advance in units of ultrasonic transmission / reception directions. Is efficiently supplied to a plurality of transmission / reception channels included in the transmission / reception unit, so that image data with excellent time resolution can be collected.
特に、超音波の送受信方向単位及び送受信部のチャンネル単位で予め設定されパラメータ保管部に保管された送受信制御パラメータを複数個からなる振動素子の各々に対応した送受信部の送受信チャンネルへ並列供給すると共に、前記振動素子を有する超音波プローブを第1の方向及び第2の方向へ往復揺動運動させることにより被検体内の3次元領域におけるボリュームデータを収集する際、超音波プローブを第1の方向へ揺動させながら行なう超音波送受信と並行して第2の方向の揺動における最初の送受信方向に対応した送受信制御パラメータを予め取得し、超音波プローブの揺動方向が第1の方向から第2の方向へ反転した場合、第1の方向への揺動中に取得した上述の送受信制御パラメータを用いて第2の方向の揺動における最初の送受信方向に対し超音波送受信を行なうことにより、揺動方向の反転タイミングを事前に把握することが不可能な場合においても、反転直後の最初の送受信方向に対する超音波送受信を遅延なく行なうことが可能となる。 In particular, the transmission / reception control parameters set in advance in the transmission / reception direction unit of the ultrasonic wave and the channel unit of the transmission / reception unit and stored in the parameter storage unit are supplied in parallel to the transmission / reception channel of the transmission / reception unit corresponding to each of the plurality of vibration elements. When collecting volume data in a three-dimensional region in the subject by reciprocatingly swinging the ultrasonic probe having the vibration element in the first direction and the second direction, the ultrasonic probe is moved in the first direction. The transmission / reception control parameter corresponding to the first transmission / reception direction in the swing in the second direction is acquired in advance in parallel with the ultrasonic transmission / reception performed while swinging to the first direction, and the swing direction of the ultrasonic probe is changed from the first direction to the first direction. In the case of reversing in the direction of 2, using the above transmission / reception control parameter acquired during the swing in the first direction, the first in the swing in the second direction By performing ultrasonic transmission / reception in the transmission / reception direction, it is possible to perform ultrasonic transmission / reception in the first transmission / reception direction immediately after inversion without delay, even when it is impossible to know the inversion timing in the oscillation direction in advance. It becomes.
又、先行する超音波送受信と並行してパラメータ保管部から時系列的に読み出した後続の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータをパラメータ記憶部に一旦保存した後、後続する超音波送受信のパラメータ供給期間において、パラメータ記憶部に保存された上述の送受信制御パラメータを送受信部の送受信チャンネルへ並列供給することにより、送受信制御パラメータの供給に要する時間は大幅に短縮され、時間分解に優れた画像データを収集することができる。 In addition, the transmission / reception control parameters necessary for the subsequent ultrasonic transmission / reception read out in time series from the parameter storage unit in parallel with the previous ultrasonic transmission / reception are temporarily stored in the parameter storage unit, and then the parameters for the subsequent ultrasonic transmission / reception are supplied. During the period, the above transmission / reception control parameters stored in the parameter storage unit are supplied in parallel to the transmission / reception channel of the transmission / reception unit, so that the time required to supply the transmission / reception control parameters is greatly reduced, and image data excellent in time resolution is obtained. Can be collected.
以上、本開示の第1の実施形態及び第2の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の第1の実施形態及び第2の実施形態では、N(N=4)個の振動素子を送信用振動素子及び受信用振動素子として用いたセクタ走査方式の超音波診断装置100(200)について述べたが、コンベックス走査方式やリニア走査方式等の他の走査方式を適用した超音波診断装置であってもよい。但し、コンベックス走査方式やリニア走査方式の超音波診断装置では、送信用振動素子及び受信用振動素子の位置を決定する送信素子位置及び受信素子位置の情報が新たな送受信制御パラメータとして追加される。 As mentioned above, although 1st Embodiment and 2nd Embodiment of this indication were described, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change and implement. For example, in the first embodiment and the second embodiment described above, the sector-scanning ultrasonic diagnostic apparatus 100 (N = N = 4) using N (N = 4) vibration elements as a transmission vibration element and a reception vibration element ( 200), an ultrasonic diagnostic apparatus to which another scanning method such as a convex scanning method or a linear scanning method is applied may be used. However, in the ultrasonic scanning apparatus of the convex scanning method or the linear scanning method, information on the transmitting element position and the receiving element position for determining the positions of the transmitting vibration element and the receiving vibration element is added as new transmission / reception control parameters.
又、上述の送信素子位置及び受信素子位置や送信開口、送信遅延時間、受信開口、受信遅延時間を送受信制御パラメータとする超音波診断装置100(200)について述べたが、送受信制御パラメータは、これらに限定されるものではなく、例えば、送信重み付けや受信重み付け(即ち、送信時及び受信時における送受信チャンネルの感度分布)等の情報が含まれていてもよい。 In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus 100 (200) in which the transmission element position and the reception element position, the transmission aperture, the transmission delay time, the reception aperture, and the reception delay time described above are used as the transmission / reception control parameters has been described. For example, information such as transmission weighting and reception weighting (that is, sensitivity distribution of transmission and reception channels at the time of transmission and reception) may be included.
更に、先行する超音波送受信の送受信期間内に後続の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータをパラメータ保管部8(8a)から時系列的に読み出してパラメータ記憶部91(91a)に一旦保存する場合について述べたが、パラメータ保管部8(8a)における送受信制御パラメータの読み出しは、先行する超音波送受信の送受信期間内に限定されない。特に、パラメータ記憶部91(91a)において先行する送受信制御パラメータの読み出しと後続の送受信制御パラメータの保存(取得)を同時に行なうことが可能な場合には、パラメータ保管部8(8a)における送受信制御パラメータの読み出しを先行する超音波送受信のパラメータ供給期間内において行なってもよい。 Further, when transmission / reception control parameters necessary for subsequent ultrasonic transmission / reception are read out in time series from the parameter storage unit 8 (8a) and temporarily stored in the parameter storage unit 91 (91a) within the transmission / reception period of the preceding ultrasonic transmission / reception. However, the reading of transmission / reception control parameters in the parameter storage unit 8 (8a) is not limited to the transmission / reception period of the preceding ultrasonic transmission / reception. In particular, when it is possible to simultaneously read out the previous transmission / reception control parameter and save (acquire) the subsequent transmission / reception control parameter in the parameter storage unit 91 (91a), the transmission / reception control parameter in the parameter storage unit 8 (8a). May be read within the parameter supply period of the ultrasonic transmission / reception preceding.
又、パラメータ記憶部91(91a)を備えた送受信制御部9(9a)について述べたが、パラメータ記憶部91(91a)は他のユニットに含まれていてもよく、独立したユニットとして存在していてもよい。 Moreover, although the transmission / reception control unit 9 (9a) including the parameter storage unit 91 (91a) has been described, the parameter storage unit 91 (91a) may be included in another unit, and exists as an independent unit. May be.
更に、上述の第1の実施形態及び第2の実施形態では、送受信部3の送受信チャンネルにチャンネル単位で設定された送受信制御パラメータを並列供給する場合について述べたが、図10に示すように複数の送受信チャンネル(例えば、送受信チャンネルCH1及び送受信チャンネルCH2)に対応する送受信制御パラメータを纏めて供給しても構わない。
Furthermore, in the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the transmission / reception control parameters set in units of channels are supplied in parallel to the transmission / reception channels of the transmission /
又、フレームレートや最大視野深度等の送受信制御パラメータを、パラメータ記憶部91(91a)を介して送信部31へ供給する場合について述べたが、送受信チャンネル間で差異がないこれらの送受信制御パラメータは、システム制御部11(11a)等の他のユニットを用いて供給してもよい。
Moreover, although the case where the transmission / reception control parameters such as the frame rate and the maximum visual field depth are supplied to the
又、送受信制御パラメータをパケット化して送受信部3の送受信チャンネルへ供給してもよい。撮影モードや送受信方向等によってそのデータサイズが変化する送受信制御パラメータをパケット化することにより、必要最小限のデータサイズを送受信方向単位で把握することが可能となり、送受信チャンネルの各々に供給するデータサイズを最小化することによりパラメータ供給期間を更に短縮することが可能となる。
Further, the transmission / reception control parameters may be packetized and supplied to the transmission / reception channel of the transmission /
更に、第1の実施形態では、Bモード、カラードプラモード、スペクトラムドプラモードを撮影モードとする場合について、又、第2の実施形態では、Bモードを撮影モードとする場合について述べたが、他の撮影モードであってもよく、上述の撮影モードの中から選択した1つあるいは複数の撮影モードであっても構わない。 Furthermore, in the first embodiment, the case where the B mode, the color Doppler mode, and the spectrum Doppler mode are set as the shooting mode is described. In the second embodiment, the case where the B mode is set as the shooting mode is described. May be one or a plurality of shooting modes selected from the above-described shooting modes.
一方、第2の実施形態では、超音波プローブ2aのCW方向に対する揺動期間中にCCW方向の最初の送受信方向に対応した送受信制御パラメータを取得し、CCW方向に対する揺動期間中にCW方向の最初の送受信方向に対応した送受信制御パラメータを取得する場合について述べたが、超音波プローブ2aの往復揺動運動が開始されるまでの、例えば、期間[t0−t1]において予め取得したこれらの送受信制御パラメータを繰り返し用いてもよい。
On the other hand, in the second embodiment, the transmission / reception control parameter corresponding to the first transmission / reception direction in the CCW direction is acquired during the oscillation period of the
又、第2の実施形態では、超音波プローブのCW方向に対する揺動とCCW方向に対する揺動によって得られた受信信号に基づいて被検体内の3次元領域におけるボリュームデータを生成する場合について述べたが、CW方向に対応するボリュームデータとCCW方向に対応するボリュームデータを独立させて生成しても構わない。 Further, in the second embodiment, a case has been described in which volume data in a three-dimensional region in a subject is generated based on a reception signal obtained by swinging the ultrasonic probe in the CW direction and swinging in the CCW direction. However, the volume data corresponding to the CW direction and the volume data corresponding to the CCW direction may be generated independently.
更に、CW方向及びCCW方向に対する揺動によって得られたボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像データやサーフェスレンダリング画像データ等の3次元画像データを生成する場合について述べたが、上述のボリュームデータに基づいた所望スライス断面におけるMPR画像データやMIP画像データ等の2次元画像データであってもよい。 Furthermore, the case where three-dimensional image data such as volume rendering image data and surface rendering image data is generated based on volume data obtained by swinging in the CW direction and the CCW direction has been described. It may be two-dimensional image data such as MPR image data or MIP image data in a desired slice section.
尚、本実施形態の超音波診断装置100(200)に含まれる各ユニットは、例えば、CPU、RAM、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、超音波診断装置100のシステム制御部11あるいは超音波診断装置200のシステム制御部11aは、上記のコンピュータに搭載されたCPU等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
Note that each unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus 100 (200) of the present embodiment is realized by using, for example, a computer including a CPU, a RAM, a magnetic storage device, an input device, a display device, and the like as hardware. can do. For example, the
以上、本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this indication was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
2、2a…超音波プローブ
23…プローブ移動機構
24…プローブ位置情報検出部
3…送受信部
31…送信部
32…受信部
4、4a…受信信号処理部
41…Bモードデータ生成部
42…ドプラ信号検出部
43…カラードプラデータ生成部
44…スペクトラムデータ生成部
5、5a…画像データ生成部
6…表示データ生成部
7…表示部
8、8a…パラメータ保管部
9、9a…送受信制御部
91、91a…パラメータ記憶部
92、92a…パラメータR/W制御部
93a、93b…バッファーメモリ
10、10a…入力部
11、11a…システム制御部
100、200…超音波診断装置
2, 2a ...
Claims (9)
前記振動素子に対する駆動信号の供給と前記振動素子から得られた受信信号の整相加算を行なう複数の送受信チャンネルを有した送受信手段と、
前記受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記超音波送受信の制御を目的として送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で予め設定された各種の送受信制御パラメータを保管するパラメータ保管手段と、
前記パラメータ保管手段によって保管された前記送受信制御パラメータの中から送受信チャンネル単位で選択された所定方向の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータを保存するパラメータ記憶手段と、
前記パラメータ記憶手段によって保存された前記送受信制御パラメータを前記送受信手段が備える前記複数の送受信チャンネルへ並列供給する送受信制御手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic probe having a plurality of vibration elements for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject;
Transmission / reception means having a plurality of transmission / reception channels for supplying a driving signal to the vibration element and performing phasing addition of a reception signal obtained from the vibration element;
Image data generating means for generating image data based on the received signal;
Parameter storage means for storing various transmission / reception control parameters set in advance in transmission / reception direction units and transmission / reception channel units for the purpose of controlling the ultrasonic transmission / reception;
Parameter storage means for storing transmission / reception control parameters necessary for ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction selected from the transmission / reception control parameters stored in the parameter storage means in units of transmission / reception channels;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: transmission / reception control means for supplying in parallel the transmission / reception control parameters stored by the parameter storage means to the plurality of transmission / reception channels included in the transmission / reception means.
コンピュータに、
複数の送受信チャンネルを有し超音波プローブの振動素子に対する駆動信号の供給と前記振動素子から得られた受信信号の整相加算を行なう送受信機能と、
前記受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成機能と、
前記超音波送受信の制御を目的として送受信方向単位及び送受信チャンネル単位で予め設定された各種の送受信制御パラメータの中から送受信チャンネル単位で選択された所定方向の超音波送受信に必要な送受信制御パラメータを保存するパラメータ記憶機能と、
保存された前記送受信制御パラメータを前記複数の送受信チャンネルへ並列供給する送受信制御機能を
実現させるための制御プログラム。 A control program for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus that generates image data based on a reception signal obtained by ultrasonic transmission / reception with respect to a subject,
On the computer,
A transmission / reception function that has a plurality of transmission / reception channels and supplies a driving signal to the vibration element of the ultrasonic probe and performs phasing addition of the reception signal obtained from the vibration element;
An image data generation function for generating image data based on the received signal;
The transmission / reception control parameters necessary for ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction selected from transmission / reception channel units among various transmission / reception control parameters set in advance for transmission / reception direction units and transmission / reception channel units for the purpose of the ultrasonic transmission / reception control are stored. Parameter storage function to
A transmission / reception control function for supplying the stored transmission / reception control parameters to the plurality of transmission / reception channels in parallel;
Control program for realizing .
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