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JPH0811119B2 - Ultrasonic beam scanning method - Google Patents

Ultrasonic beam scanning method

Info

Publication number
JPH0811119B2
JPH0811119B2 JP61156929A JP15692986A JPH0811119B2 JP H0811119 B2 JPH0811119 B2 JP H0811119B2 JP 61156929 A JP61156929 A JP 61156929A JP 15692986 A JP15692986 A JP 15692986A JP H0811119 B2 JPH0811119 B2 JP H0811119B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic beam
scanning
image
before expansion
ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61156929A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6311137A (en
Inventor
統 西口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP61156929A priority Critical patent/JPH0811119B2/en
Publication of JPS6311137A publication Critical patent/JPS6311137A/en
Publication of JPH0811119B2 publication Critical patent/JPH0811119B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、リアルタイム性を損なうことなく、高精細
度の診断画像が得られるようにした超音波ビームの走査
方法に関する。
The present invention relates to an ultrasonic beam scanning method capable of obtaining a high-definition diagnostic image without deteriorating the real-time property.

(ロ)従来技術とその問題点 一般に、超音波診断装置は、第3図に示すような構成
のものがある。この超音波診断装置は、多数の振動子エ
レメント2で構成されたリニア電子走査型のトランスジ
ューサ4を備える。このトランスジューサ4の各振動子
エレメント2は、コントローラ部6からマルチプレクサ
8に与えられる制御信号によって経時的に順次接続が切
り換えられる。したがって、パルサー10から発生された
駆動パルスがマルチプレクサ8で選択された各振動子エ
レメント2に加わり、これにより選択された振動子エレ
メント2が励振駆動されて被検体12に超音波ビームが放
射されつつ、リニア走査される。被検体12の各部から反
射された超音波エコーは、再びトランスジューサ2の各
振動子エレメント2によって受波され、各振動子エレメ
ント2からは受波した超音波エコーに対応したエコー信
号が出力される。このエコー信号は、マルチプレクサ8
を介して増幅器14で増幅された後、A/D変換器16でデジ
タル化され、デジタルスキャンコンバータ18に内蔵され
た画像メモリに記憶される。そして、画像メモリに記憶
されたエコー信号データは、TV走査に同期して読み出さ
れ、D/A変換器20でアナログ化された後、CRTモニタ22に
出力され、診断画像が表示される。
(B) Prior art and its problems In general, an ultrasonic diagnostic apparatus has a structure as shown in FIG. This ultrasonic diagnostic apparatus includes a linear electronic scanning type transducer 4 including a large number of transducer elements 2. The connection of each transducer element 2 of the transducer 4 is sequentially switched by a control signal provided from the controller unit 6 to the multiplexer 8. Therefore, the drive pulse generated from the pulsar 10 is applied to each transducer element 2 selected by the multiplexer 8, and thereby the selected transducer element 2 is driven to be excited and an ultrasonic beam is emitted to the subject 12. , Linearly scanned. The ultrasonic echo reflected from each part of the subject 12 is received again by each transducer element 2 of the transducer 2, and an echo signal corresponding to the received ultrasonic echo is output from each transducer element 2. . This echo signal is sent to the multiplexer 8
After being amplified by the amplifier 14 via the, the signal is digitized by the A / D converter 16 and stored in the image memory built in the digital scan converter 18. Then, the echo signal data stored in the image memory is read in synchronization with the TV scanning, converted into an analog signal by the D / A converter 20, and then output to the CRT monitor 22 to display a diagnostic image.

ところで、いま、超音波ビームの走査線数をN、超音
波走査線の切り換え時間をα、1画面形成時間をT、診
断深さをL、音速をCとすると、これらの関係は、次式
で表わされる。
By the way, assuming that the number of scanning lines of the ultrasonic beam is N, the switching time of the ultrasonic scanning lines is α, the screen forming time is T, the diagnostic depth is L, and the sound velocity is C, the relationship between them is as follows. It is represented by.

N=T/(α+2L/C) (1) =T/t (2) ここに、t(=α+2L/C)は各超音波ビームの走査時
間間隔である。
N = T / (α + 2L / C) (1) = T / t (2) where t (= α + 2L / C) is the scanning time interval of each ultrasonic beam.

リニア電子走査では、超音波走査線の切り換え時間α
は無視できるので、(1)式から1画面形成時間Tは、 T=tN=2NL/C (3) となる。
In the linear electronic scanning, the switching time α of the ultrasonic scanning line
Can be disregarded, so the one-screen forming time T from the equation (1) is T = tN = 2NL / C (3).

一方、超音波診断を行なう上で、診断画像の一部を拡
大してその部位を詳細に観察したい場合がある。このよ
うな場合に、超音波ビームの走査線数をそのままにして
画像を拡大すると、超音波走査線間のエコー信号データ
が不足して結果的に荒い画像となる。この不都合を解消
するには、超音波ビームの走査線数Nを増加することも
一つの対処の方法であるが、従来は、拡大画像を得る場
合にも超音波ビームの走査時間間隔tを一定にしている
ため、(3)式の関係から1画面形成時間Tが長くな
り、リアルタイム性が損なわれていた。すなわち、リア
ルタイム性が不足すると、表示画像にちらつきを生じて
画像が見にくくなる。
On the other hand, in performing ultrasonic diagnosis, it is sometimes desired to magnify a part of the diagnostic image and observe the site in detail. In such a case, if the number of scanning lines of the ultrasonic beam is left unchanged and the image is enlarged, the echo signal data between the ultrasonic scanning lines becomes insufficient, resulting in a rough image. In order to eliminate this inconvenience, increasing the number N of scanning lines of the ultrasonic beam is one of the countermeasures, but conventionally, the scanning time interval t of the ultrasonic beam is constant even when obtaining an enlarged image. Therefore, the one-screen forming time T is lengthened from the relation of the expression (3), and the real-time property is impaired. That is, when the real-time property is insufficient, the displayed image flickers, which makes it difficult to view the image.

このため、従来技術では、拡大画像を表示する場合に
は、超音波ビームの走査線数自体は増やさずに、第4図
に示すように、画像メモリに記憶されたエコー信号デー
タを利用し、たとえば隣り合う超音波ビームの走査線相
互間の平均値を算出するなどの補間処理を行なってい
る。なお、第4図中、実線が実際の超音波走査線を、点
線が補間データをそれぞれ示す。
Therefore, in the related art, when displaying a magnified image, the echo signal data stored in the image memory is used as shown in FIG. 4 without increasing the number of scanning lines of the ultrasonic beam itself, For example, interpolation processing is performed such as calculating an average value between scanning lines of adjacent ultrasonic beams. In FIG. 4, a solid line shows an actual ultrasonic scanning line and a dotted line shows interpolation data.

しかしながら、このような補間処理により得られたエ
コー信号データは、実際の超音波ビームの送受波に基づ
くエコー信号データとは異なるので、データの忠実性に
欠け、高精細度の画像を確保することができない。特
に、画像の拡大率が大きくなるほどその傾向が顕著とな
る。
However, since the echo signal data obtained by such interpolation processing is different from the echo signal data based on the actual transmission / reception of the ultrasonic beam, the fidelity of the data is lacked and a high-definition image should be secured. I can't. In particular, the tendency becomes more remarkable as the enlargement ratio of the image increases.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、診断画像の拡大率を変えた場合においても、リア
ルタイム性を損なうことなく常に実際の超音波ビームを
送受波して得られたエコー信号データに基づく高精細度
の診断画像を表示できるようにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is obtained by always transmitting and receiving an actual ultrasonic beam without impairing the real-time property even when the magnification of the diagnostic image is changed. It is an object to be able to display a high-definition diagnostic image based on echo signal data.

(ハ)問題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明では、超音波ビー
ムの送受波に基づいて得られる診断画像を拡大表示する
に際して、その診断画像の縦横の拡大率をKとした場合
に、この拡大率に応じて、超音波ビームの走査線間隔を
拡大前の1/K倍に設定するとともに、体表面からL/K(L
は拡大前の診断深さ)の範囲のみのデータを取得するこ
とで、超音波ビームを拡大前と同じ全走査範囲に渡って
拡大前のK倍の速度で走査することにより、拡大前のリ
アルタイム性を損なうことなく、超音波ビームの走査線
密度を高めることを特徴とする。
(C) Means for Solving the Problem In order to achieve the above object, in the present invention, when a diagnostic image obtained based on transmission and reception of an ultrasonic beam is enlarged and displayed, the vertical and horizontal enlargement ratios of the diagnostic image are set. When K is set, the scanning line interval of the ultrasonic beam is set to 1 / K times before expansion according to this expansion rate, and L / K (L
By acquiring data only in the range of (diagnosis depth before expansion), and by scanning the ultrasonic beam at the speed of K times before expansion over the same entire scanning range as before expansion, real time before expansion. The feature is that the scanning line density of the ultrasonic beam is increased without impairing the property.

(ニ)実施例 以下、本発明の超音波ビームの走査方法の実施例を以
下に説明する。
(D) Example An example of the ultrasonic beam scanning method of the present invention will be described below.

(i)拡大表示しない通常の診断画像を得る場合 この場合は、まず、第1図(a)に示すように、隣り
合うK個(この例では4個)の振動子エレメントeで1
つの振動子ブロックBを構成し、2つの振動子ブロック
Bの各振動子エレメントeに所定の遅延時間を与えて超
音波ビームが一点に集束するように設定する。そして、
各振動子ブロックBを1振動子ブロックBずつ(4振動
子エレメントeずつ)ずらせながら超音波ビームを走査
する。したがって、いま、各振動子エレメントeのピッ
チ間隔をdとすると、超音波ビームの走査線間隔はkd
(=4d)となる。そして、上記ピッチ間隔Kdで走査した
場合に、N本(たとえば110本)の走査線が得られるも
のとし、かつ、この走査線数Nで通常の1枚の診断画像
が形成されるように予め設定しておく。
(I) When Obtaining a Normal Diagnostic Image Not Enlarged Display In this case, first, as shown in FIG. 1 (a), one K (4 in this example) transducer elements e
One transducer block B is configured, and a predetermined delay time is given to each transducer element e of the two transducer blocks B so that the ultrasonic beam is focused at one point. And
The ultrasonic beam is scanned while shifting each transducer block B by one transducer block B (each by four transducer elements e). Therefore, assuming that the pitch interval between the transducer elements e is d, the scanning line interval of the ultrasonic beam is kd.
(= 4d). Then, it is assumed that N (for example, 110) scanning lines are obtained when scanning is performed at the pitch interval Kd, and that one normal diagnostic image is formed in advance with this number of scanning lines N. Set it.

なお、上記の実施例の他、振動子エレメントをK個
(上記の例では4個)おきに駆動しても超音波ビームの
走査線間隔をKd(=4d)とすることができる。
In addition to the above-described embodiment, the scanning line interval of the ultrasonic beam can be set to Kd (= 4d) by driving every K (four in the above example) transducer elements.

(ii)体表面近傍を拡大表示する場合 たとえば、第2図に示すように、上述の超音波ビーム
の走査により得られた診断画像の拡大表示前の診断深さ
をLとしたとき、体表面からL/K(たとえばL/4)の範囲
にある画像を縦横それぞれK倍(=4倍)に拡大表示す
るような場合である。
(Ii) In the case of enlarging and displaying the vicinity of the body surface For example, as shown in FIG. 2, when the diagnostic depth before the enlarging display of the diagnostic image obtained by scanning the ultrasonic beam is L, the body surface is This is a case where an image in the range from 1 to L / K (for example, L / 4) is magnified and displayed in the vertical and horizontal directions K times (= 4 times).

この場合は、まず、この縦横の拡大率Kに応じて、超
音波ビームの走査線間隔を拡大表示しない場合の1/K倍
(=1/4倍)に設定する。すなわち、第1図(b)に示
すように、隣り合うK個(この例では4個)の振動子エ
レメントeで1つの振動子ブロックBを構成し、2つの
振動子ブロックBの各振動子エレメントeに所定の遅延
時間を与えて超音波ビームが一点に集束するように設定
する。そして、各振動子ブロックBを1振動子エレメン
トeずつずらせながら超音波ビームを走査する。する
と、超音波ビームの走査線間隔は各振動子エレメントe
のピッチ間隔dとなる。したがって、診断画像の1画面
形成あたりの超音波ビームの走査線数はK倍(=4倍)
に増えてKN(=440本)となる。
In this case, first, the scanning line interval of the ultrasonic beam is set to 1 / K times (= 1/4 times) that in the case where the enlarged display is not performed, in accordance with the vertical and horizontal expansion rate K. That is, as shown in FIG. 1B, one transducer block B is configured by K (four in this example) transducer elements e adjacent to each other, and each transducer of the two transducer blocks B is formed. A predetermined delay time is given to the element e so that the ultrasonic beam is focused on one point. Then, the ultrasonic beam is scanned while shifting each transducer block B by one transducer element e. Then, the scanning line spacing of the ultrasonic beam is determined by each transducer element e.
Pitch interval d. Therefore, the number of scanning lines of the ultrasonic beam for forming one screen of the diagnostic image is K times (= 4 times).
To KN (= 440).

また、その際、超音波ビームを拡大前と同じ全走査範
囲に渡って拡大前のK倍(=4倍)の速度で移動する。
すると、超音波ビームの走査時間間隔は拡大前の1/K
(=1/4)となるが、体表面からL/Kの範囲さえ観察でき
れば良いので、超音波の送受波には何等支障は生じな
い。したがって、この場合の1枚の拡大画像の形成時間
をT′とすると、(3)式から、 T′=KN・(2L/K)/C=2NL/C=T となり、拡大前の1画面形成時間Tと同じになる。すな
わち、リアルタイム性は拡大前後で全く同じである。し
かも、画像を拡大した分だけ超音波ビームの走査線数が
増えているので、拡大前と同じ精細度の画像が得られる
ことになる。
At that time, the ultrasonic beam is moved at the speed of K times (= 4 times) before expansion over the same entire scanning range as before expansion.
Then, the scanning time interval of the ultrasonic beam is 1 / K before expansion.
(= 1/4), but since it is enough to observe the range of L / K from the body surface, there is no problem in transmitting and receiving ultrasonic waves. Therefore, assuming that the formation time of one enlarged image in this case is T ', from equation (3), T' = KN. (2L / K) / C = 2NL / C = T It becomes the same as the formation time T. That is, the real-time property is exactly the same before and after expansion. Moreover, since the number of scanning lines of the ultrasonic beam is increased by the amount by which the image is enlarged, an image with the same definition as before the enlargement can be obtained.

同様に、体表面からL/2の範囲にある画像を2倍に拡
大表示するような場合には、2つの振動子エレメントe
ずつずらせながら、かつ、超音波ビームを拡大前と同じ
全走査範囲に渡って拡大前の2倍の速度で走査すれば良
いことになる。
Similarly, in the case where an image in the range L / 2 from the body surface is enlarged and displayed twice, the two transducer elements e
It is sufficient to scan the ultrasonic beam at a speed twice as fast as that before expansion over the same entire scanning range as before expansion while shifting them one by one.

上記実施例は、リニア電子走査を行なう場合である
が、コンベックス電子走査の場合においても同様に適用
することができる。また、セクタ電子走査の場合におい
て、体表面近傍を拡大表示する場合には、走査速度を拡
大表示しない場合と同一としておき、超音波ビームの走
査時間間隔を1/K倍にすればリアルタイム性を損なうこ
となく超音波ビームの走査線数をK倍に増やすことがで
き、したがって、拡大画像においても拡大前と同様の精
細度の画像が得られる。また、注目した領域を拡大表示
する場合には、その対象となる拡大領域での走査速度を
1/Kにして、超音波ビームを走査する時間間隔は拡大後
も同一にすればリアルタイム性を損なうことなく超音波
ビームの走査線数をK倍に増やすことができ、したがっ
て、拡大画像においても、拡大前と同様の精細度の画像
が得られる。さらに、この実施例のように超音波ビーム
を電子走査する場合に限らず、機械的に走査する場合で
も本発明を適用することができる。
Although the above-described embodiment is for the case of performing linear electronic scanning, it can be similarly applied to the case of convex electronic scanning. In addition, in the case of sector electronic scanning, when enlarging and displaying the vicinity of the body surface, the scanning speed is set to be the same as when not enlarging and displaying, and if the scanning time interval of the ultrasonic beam is 1 / K times, real-time property is obtained. The number of scanning lines of the ultrasonic beam can be increased K times without damaging the image, so that an image having the same definition as that before the enlargement can be obtained even in the enlarged image. Also, when enlarging and displaying the focused area, set the scanning speed in the target enlarged area.
If it is set to 1 / K and the time interval for scanning the ultrasonic beam is the same after expansion, the number of scanning lines of the ultrasonic beam can be increased K times without deteriorating the real-time property. , An image with the same definition as before enlargement can be obtained. Furthermore, the present invention can be applied not only to electronically scanning an ultrasonic beam as in this embodiment, but also to mechanical scanning.

(ホ)効果 以上のように本発明によれば、診断画像の拡大率を変
えた場合においても、常に実際の超音波ビームを送受波
して得られたエコー信号データに基づく診断画像を表示
できるので、高精細度の診断画像が得られ、しかも、リ
アルタイム性が損なわれないという優れた効果が発揮さ
れる。
(E) Effect As described above, according to the present invention, it is possible to always display a diagnostic image based on echo signal data obtained by transmitting and receiving an actual ultrasonic beam even when the magnification of the diagnostic image is changed. Therefore, an excellent effect that a high-definition diagnostic image can be obtained and the real-time property is not impaired is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は本発明の実施例を示すもので、第
1図は超音波ビームの走査方法の説明図、第2図は診断
画像の拡大表示の説明図、第3図は超音波診断装置のブ
ロック図、第4図は従来の診断画像を拡大表示する場合
のデータ補間の説明図である。 e……振動子エレメント、B……振動子ブロック。
1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view of a scanning method of an ultrasonic beam, FIG. 2 is an explanatory view of enlarged display of a diagnostic image, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of a sound wave diagnostic apparatus, and FIG. 4 is an explanatory view of data interpolation when a diagnostic image is displayed in an enlarged manner. e ... Transducer element, B ... Transducer block.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超音波ビームの送受波に基づいて得られる
診断画像を拡大表示するに際して、その診断画像の縦横
の拡大率をKとした場合に、この拡大率に応じて、超音
波ビームの走査線間隔を拡大前の1/K倍に設定するとと
もに、体表面からL/K(Lは拡大前の診断深さ)の範囲
のみのデータを取得することで、超音波ビームを拡大前
と同じ全走査範囲に渡って拡大前のK倍の速度で走査す
ることにより、拡大前のリアルタイム性を損なうことな
く、超音波ビームの走査線密度を高めることを特徴とす
る超音波ビームの走査方法。
1. When magnifying and displaying a diagnostic image obtained based on transmission / reception of an ultrasonic beam, if the longitudinal and lateral magnifying power of the diagnostic image is K, the ultrasonic beam By setting the scan line interval to 1 / K times before expansion and acquiring data only in the range of L / K (L is the diagnostic depth before expansion) from the body surface, the ultrasonic beam is expanded before expansion. An ultrasonic beam scanning method characterized by increasing the scanning line density of an ultrasonic beam without deteriorating the real-time property before expansion by scanning at the speed of K times before expansion over the same entire scanning range. .
JP61156929A 1986-07-03 1986-07-03 Ultrasonic beam scanning method Expired - Lifetime JPH0811119B2 (en)

Priority Applications (1)

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JP61156929A JPH0811119B2 (en) 1986-07-03 1986-07-03 Ultrasonic beam scanning method

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JP61156929A JPH0811119B2 (en) 1986-07-03 1986-07-03 Ultrasonic beam scanning method

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JPS6311137A JPS6311137A (en) 1988-01-18
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074347A (en) * 1996-12-04 2000-06-13 Acuson Corporation Method and apparatus for controlling acoustic signal bandwidth in an ultrasonic diagnostic imaging system
US5919137A (en) * 1996-12-04 1999-07-06 Acuson Corporation Ultrasonic diagnostic imaging system with programmable acoustic signal processor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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