JPS59182381A - 極座標で得られた超音波エコ−信号の表示方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明１ま、セクタ走置法によシ＠座標で得られた超音
波エコー信号の表示方法であって、超音波エコー信号が
、１つの完全な超音波エコー像を受入れるだめの１つの
メモリマトリクスを含んでいる１つの二次元の像メモリ
により中間配憶すれ、そこからテレビジョン標準方式に
よる表示のために１つのモニタ上に読出される表示方法
に関する。

また、本発明ｆｄこの表示方法を実施するための装置に
関する。

超音波セクタ走査法では、”ベクトル１の形態で発生さ
れた像情報を相関する像としてテレビジョンモニタのス
クリーン上に再現することが望ま、れる。ここで、１ベ
クトル“とは、１つの超音波パルスの送出後ン（１つの
超音波性に沿って受信されるエコー情報を指している。

棟々の定食点に対して、セクタ走査法でｉｆよ、１つの
共通の原点から出発してベクトルに対する種々の角度方
向が生ずる。超音波技術の置味でテレビジョン標準方式
によるいわゆる”実時間”再現のためにＵよ、中間メモ
リを有するいわゆるスキャン・コンバータを使用する必
安か釣る。スキャン・コンバータは超廿綬スキャンをモ
ニタ上に表示可能なテレビジョン標準方式による再現像
に変換する。

テレビジョン標準方式で超音波断面像を表示するために
は、発生された像をテレビジョンモニタ上への表示に先
立って１つまたは複数個の中間メモリに中間記憶するこ
とも必妾である。その際に通常は単一の二次元像メモリ
が、その前に接続されている１つの一次元”ベクトルメ
モリ“また−は垂直メモリと、その後に接続されている
１つの一次元水平メモリまたはテレビジョン行メモリと
組み合わせて用いられる。その際、ベクトルメモリおよ
び水平メモリは一般にそれぞれ交配バッファ法で用いら
れる。

メモリマトリクスが１つの完全な超音波エコー像を受入
九るべく構成されている単一の二次元像メモリを用いる
上記のようなメモリ法の欠点は、モニタ上に表示される
断面像が少なくとも２つの時間的に次々と行なわれる超
音波走査の結果として生ずるという事実である。このこ
と（ハ、被検対象物の運動が相い異なる時点で検出され
、従って対象物またすまその部分がその運動によシスク
ＩＪ−ン上の相い異なる位置に表示され得ることを意味
する（像アーティファクト）。換言すれば、対象物、た
とえば人間の心臓または医学範囲内の他の構造の運動の
際に対象物の像がスクリーン上で往復跳躍し得る。

この目的は本発明によれば、冒＠に記載した種類の方法
において、同じく１つの完全な超音波エコー像を受入れ
るための少なくとも１つの第２の二次元の像メモリが設
けられておシ、超音波エコー信号が交〃に両二次元像メ
モリの１つに与えられ、それによシそれぞれ１つの完全
な超音波エコー像が当該の像メモリに書込まれ、また同
時にそれぞれ他方の像メモリからそこに記憶されている
先行の完全な超音波エコー像の超音波エコー信号がモニ
タ上にテレビジョン標準方式によりａ出されることを特
徴とする方法によシ達成される。

この方法を実施するための表示装置は、セクタ定食を実
行するための１つの超音波送受システムと、得られた超
音波エコー信号を中間記憶するため１つの完全な超音波
エコー像を受入れるべく構成された１つのメモリマトリ
クス葡有する１つの像メモリと、１つの超音波エコー像
内の記憶された超音波エコー信号を表示するための１つ
のモニタとを含んでいる表示装置において、像メモリに
同じく１つの完全な超音波エコー像を受入れるための第
２のメモリマトリクスを有する少なくとも１つの別の二
次元の像メモリが対応つけられておシ、超音波送受シス
テムの後に１つのアナログ−ディジタル変換器が接Ｈさ
れておシ、その出力信号が父臣にそれぞれ１つの完全な
超音波エコー像の継続時間にわたシ１つのデマルチプレ
クサを介して像メモリの１つに与えられてお９、像メモ
リの後に１つのマルチプレクサが接続されており、この
マルチプレクサが交互にそれぞれモニタ上の１つの超音
波エコー像の表示の継続時間にわた９像メモリ内に含ま
れている完全なエコー像僅号を１つのディジタル−アナ
ログ変換器を介してモニタに与え、また像メモリへの超
音波エコー信号の書込みおよび像メモリ７５）らの超音
波エコ−１Ｎ号の読出しのためにそれぞれ１つのデマル
チプレクサを有するアドレス制御ユニットが設けられて
いることを特徴とする。

本発明では確かにそれぞれ完全な二次元で高速の像メモ
リが必要とされる。しかし全体として、特りこ市１］御
に関して著しく簡単化された表示方法および装置が侍ら
れる。また、構成要素が節減され得る。それぞれ完全な
超音波セクタ走査？テレビジョ／像内に表不することが
可能であり、従って相い異なる時点で取得きれた部分１
象への像の前記刈鎌犬の分割が回避されていることは特
に有利である。その結果、前記の著しく有害な運動アー
ティファクトも消去きれている。

第３Ｊ）完全な二次元像メモリの使用により、独立した
像処理かｒｉｌ能にされている。その場合、３つの像メ
モ１ハはそれぞれ１つの隊メモリか誉込まｌＬ１他・／
）１つの１家メモリが読出され、かつ同時に第３の像メ
モリの内容が像処理のために利用されるように、サイク
リックに循環して作動し得る。

ｆ家処理の隙ＶＣ傅られた変更されたエコー１瑣は舟び
それぞれ第３の像メモリ内（Ｃ戻され得る。必要であれ
ば、３個よりも多い像メモリが設けられていてよい。こ
れらの像メモリの１つは、一層長い時間間隔にわたって
１つの完全な超音波像をたとえば比較の目的で記憶する
ための手段として利用され得る。

本発明１ｄ妥当な費用で実施可能である。なぜならば、
こんにちでは像メモリとして十分高い速度および容量を
有するメモリモジュールが妥轟な価格で得られるからで
ある。高度に集積された形態で市販きれているこれらの
メモリモジュールの採用により、従来必要であった一次
元のベクトルメモリおよび水平メモリならびにこれらに
対する制御装置１ｄ完全に省略され得る。

なお強調すべきこととして、本発明による方法は、並列
走査法で作動する超音波装置にも採用可能である。その
場合、セクタ走査の主軸にビーム方向２合わされた超音
波装置において実現されることが好ましい。

本発明の他の別売および詳＠は、以ｒに特許請求の範囲
の従属１ηと結びつけて図面にょシ実施例ｆ！：説明す
るなかで明らかｒ（なろう。

第１１ｇに・よ、セクタ走査法によ、！７極〕坐標で得
られた超音波エコー１＝号の表示方法か示されている。

先ず超音波エコー信号が公知の仕方で超音波送受ンステ
ム１から与えられるものとする。超音波エコー１ぎ号４
１つの第１のデマルチプレクサ２に与えられる。第１の
デマルチプレクサ２．・ま超音波エコー信号を公知のタ
ケバッファ法により交互ＶＣ２つの９Ｌバツフア・ベク
トルメモリ３．４の１つに伝達する。これらの交互バッ
ファ・ベクトルメモｌ）：３，４は一次元に構成されて
いる。各交虻バッファ・ベクトルメモリ３，４はエコー
情報ヲ単一の走査濯または走査行から受入れることのみ
が”Ｊ能である。このような定食行のエコー情報はここ
？“ベクトル１と呼ばれる。ここで前提とされているセ
クタ走査法では個々の短管行は所与の角ｒｔインクレメ
ントだけ異なっている。両交〃バッファ・ベクトルメモ
リ３，４の出力信号、ｒｉｌつの第１のマルチプレクサ
５を介して交互ＶＣ１つの像メモリ３０に与えられる。

この像メモ！Ｊ３０ｄ二次元に構成されておＣ，ｆた１
つの完全な超音波エコー像の受入れ用として構成されて
いる。その内容パｄ１つの第２のデマルチプレクサ６を
介して交互に２つの交互バッファ・水平メモリ７および
８の１つに読出される。これらの交互バッファ・水平メ
モリ７．８は一次元に構成されている。各交互バッファ
・水平メモリ７．８の内容はそれぞれ１つのテレビジョ
ン行に相当する。両交ｑバッファ・水平メモリ７．８の
内容は交互バッファ動作で１つの第２のマルチプレクサ
９を介して表示装置の１つのモニタ３５に与えられる。

このモニタ３５はたとえＩｉ＝秒６２５行および５０半
像を（する標準化されたテレビジョン像を生ずる。読出
しの除に交互バッファ・水平メモリ７．８の内容Ｉは１
つの（図示されていない）同期信号にょシ１つのテレビ
ジョン標準による表示信号として合成される。

システム要素Ｉないし９ならびに３０ば１つの図示され
ていない制御装置によ、！ｌｌｌ制御される。メモ’Ｊ
３，４，７．８および３０には、矢印によシアドレス制
Ｘｉが示されている。

第２図および第３図には、少数の走査線または定食行に
対して、モニタ３５のスクリーン上に現われるエコー像
の概要が示されている。上から下へ運動する円形の対象
物、たとえば活動中の人間の心臓が検音されるものと前
提されている。個々の走査線、はａ、　　ｂ、　　ｃ・
・２で示されている。書込み、は蘭々の線ａ、　　ｂ、
　　ｃ・・・２に沿って行なわれる。

これらのｄ　ａ　、　　・・・２の各々におけるデータ
取得時間は等大であシ、それによシセクタ状の走置が生
ずる。データ取得時間は、両交互バツノア・ベクトルメ
モリ３，４の１つがそれぞれ會乙みのために用いられな
ければならない時間である。読出しｖｉ　像メモリ３０
７）行に沿って行なわれる。このような読出し行Ｖよ第
２図中にＡ、　　Ｂ、　　Ｃ，ＤおよびＥで示されてい
る。読出された行はそれぞれ交ｑに両水平メモリ７．８
の１つに伝達される。

第２図および第３図中に参照符号Ｇを付して刈鎌状の境
界線か示されている。この境界線は確かに一般には可視
でないが、（右側に位置する）先行のエコー像をその直
後に取得された（左側に位置する）エコー像から隔離す
る。この境界線Ｇ・は選択された準直交メモリ法によシ
惹起される。第３図かられかるように、この境界線Ｇは
、円形の対象物がその運動に伴ない２つの像部分子Ｉ、
Ｔ２すなわち古いほうの像部分子１および新しいほうの
像部分子２として表示されることの原因となる。

この運動アーティファクトは、円形対象物の古いほうの
像部分子１および新しいほうの像部分子２が相い異なる
時点で取得されたことによシ惹起される。

この準直交メモリ法は、常に１つの完全な線ａ。

ｂ、　　ｃ、　・・・２が記憶され、その後に１つの行
Ａ。

Ｂ・・・Ｅが続出されるという原則に基づいている。

それと１は異なり、交〃に１つの線ａ、　　ｂ、　　Ｃ
，・・・２の１つの部分片が書込まれ、また１つの行Ａ
。

Ｂ・・Ｅの１つの部分片または全行Ａ、　　Ｂ・・・Ｅ
が読出されることもできよう。第２図および第３図に示
されている例では、走査は左から右へ行なわれる。この
場合、たとえば行Ｂでは左端からベクトルｂとの交点ま
でに既に新しい像情報が表示され、他方この交点から行
Ｂの右端までにまだ古い像情報が表示されている。右側
に位置する像範囲は超音波短管によりまだ検出されてい
ない。

第４図（ｒ（・は、第３図に示されているような運動ア
ーティファクトが本発明によるメモリ法によっていかに
回避され得るかが示されている。この場合、超音波送受
システム１は１つのデマルチプレクサ１４Ｖｃ按ｆ２さ
れている。このデマルチプレクサ１４ｙよ、得らｎた超
音波エコー信号をそれぞれ父仏ＶＬ２つの完全な二次元
像メモ１）８０，８１の１つに伝達する。これらの像メ
モ１Ｊ３０，３１Ｌ′ｉ父〃バッファ原理で作動する。

すなわち、超音波エコー信号が交ゲに画像メモ！Ｊ３０
．．３１に与えられ、それぞれ１つの完全な超音波エコ
ー信号が当該の像メモリ（たとえば３０）Ｋ書込まれ、
またそれぞれ他方の像メモリ（たとえば３１）から同時
に、そこに先に書込まれて記憶きれている１つの完全な
超音波エコー信号が読出され、１つのマルチプレクサ３
４を経て表示のためにモータ３５に到達する。読出しは
この場合にもテレビジョン標準方式によシ行なわれる。

第５図および第６図による装置は原理的に類似の構成で
あり、一括して説明される。相違点は個々に説明される
。同一のユニットには同一の参照符号が付されている。

第５図および第６図で参照符号ｌを付されているの１１
ま同じく超叶波送受システムであり、これｑユ機械的に
運動可能なセクタ超音波ヘッドを含んでいてもよいし、
フエイズド・アレイとして超音波変換器の直線配置を含
んでいてもよい。超音波システム１は制御ユニット２１
によ逆制御される。

極座標で得られる超音波エコー信号は深度等化増幅器（
ＴＧＣ）１１を経てアナログ−ディジタル変換器１３に
到達する。その出力信号は１つのデマルチプレクサ１４
を経てディジタル像メモリシステムに与えられている。

中央制御のためにユニット４０が用いられている。

第５図でディジタル像メモリシステムは、タトえば直角
ｊ半襟に偏成芒れた完全なメモリマトリクスを有する２
つの完全な二次元の像メモｌ）　３０および３１から成
っている。両像メモリ３０および３１　ｆｄ９：、Ｚｉ
バッファの原理で、すなわちそのつど同時にタケに一方
の像メモリｖこ曹込まれかつ他方の像メモリから読出さ
れるという原理で作動する。

読出しの際、データは１つのマルチブレフサ３４および
１つのディジタル−アナログ変換器３３を経てテレビジ
ョンモニタ３５に到達する。

それに対して第６図ではメモリシステムが３つり完全な
像メモ１Ｊ３０，３１．３２から成っている。これらの
３つの像メモリ３０ないし３２ｔｄ同じ〈交互バッファ
の原理で作動し、その際に個々の像メモリの機能はサイ
クリックに循環する。このことば、詳細には、そのつど
同時に交〃に１つの像メモリが書込まれ、１つの像メモ
リが読出され、かつそのつど残余の像メモリのデータで
像処理が実行されることを意味する。これは破線で１つ
のデマルチプレクサ３９およびその後に接続されている
１つの処理装置４０によシ示されている。

処理されたデータ・ばたとえば再び、それらが取出ぜれ
た像メモリに書込まれ得る。これは処理ユニット４０の
出力導暇かデマルチプレクサ１４に通じていることによ
り示はれている。デマルチプレクサ１４が１正しい”像
メモリへの信号伝達を司どる。

必要であれば、３個よシも多数の像メモリ３０ないし３
２が設けられていてよく、その場合にも同様なサイクリ
ック交仏動作か行なわれる。

像情報さら取得されたデータの交互の書込みおよび読出
しならびに場合によっては像処理のため、アドレス制御
ユニット２３，２５および場合によってＩは２７が設け
られている。アドレス制御ユニット２３．２５および２
７の後にそれぞれデマルチプレクサ２４．２６または２
８が接続されてお９、これらのデマルチプレクサが像メ
モリ３０゜３１および３２の作動状態（書込み、読出し
、像処：ｆ）に応じてアドレスの分配を行なう。

追加的に制御ユニット２１の後に、曹込みアドレス巾り
御ユ；ツト２３を角度に関係して制御するだめのユニッ
ト２２が接続されている。それによってデータは予め定
められた関数関係で角度に関係する情報にｆ換される。

この関係は特ＩＣ関数１、　／　ｃｏｓα（ここに全セ
クタ角度を２αとする、第２図参照）。詳細はドイツ連
邦共和国特許出願ａ　ａ　２４７７７２号明ｆｌｌｉｌ
薔に示されている。この変換によｐｌなかんずくデータ
整理が行なわれる第５図および第６図においてユニット
２２は直Ｗ　Ｉｃ　ｆ−夕書込み用のアドレス制御ユニ
ット２３’ｒ　１ｌｉｉ制御゛ｆる。すなわち、データ
はここで幾何学的に正しく像メモＩＪ　３０ないし３２
のそれぞれ１つに書込まれる。

前記のように、第６図で１はそれぞれ書込みも読出しも
されていない像メモリの内容に像処理またはデータ操作
が行なわれ得る。この場合、旨該の像メモリ内に含まれ
ている超音波エコー信号かたとえば二次元フィルタリン
グ処理を受は得る。第５図ではデータ操作、・まアドレ
ス制御ユニット２７を介して読出しの際に実施され得る
。

以上に記載した実施例では、それぞれ少なくとも２つの
完全な像メモリが必要とされる。このような像メモリは
高い速度で作動しなければならず、また十分に大きなメ
モリ容量を有していなければならない。この問題、は、
十分に大きな谷型の高速メモリが市販品として入手可能
になってきたので、妥鳩な費用で解決され得る。全体と
して、１つのベクトルメモ１ハ　１つの像メモリならび
に１つの水平メモリが必要であった以前の方法にくらべ
て、利点が得られる。すなわち、本発明による方法は簡
単化されておシ、その実施のための装置の全費用が低減
され得る。加えて、像内容が単一の取得きれた像から構
成されるので、包括的な像処理の司ｉｉヒ性が生ずる。

それによって、またセクタ走森の際の望ましくない刈鎌
形境界線の回避によって、イｑら九る像表示の質が決定
的に高のられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知技術によるメモリ法を説明するだめの概要
図、第２図は公知技術によシ得られる超音波エコー像で
あって２つの相い異なる時点で取得された部分像から成
る超音波エコー像を示す図、第３図は第２図（ｌて相当
する図であって運動アーティファクトを４有する図、第
４図は本発明によるメモリ法を説明するための概要図、
第５図は本発明の方法によシ作動する第１のスキャンコ
ンバータのブロック回路図、第６図は同じく本発明の方
法により作動する第２のスキャンコンバータのプｏツク
回路図である。 １・・超音波送受システム、２・・・デマルチプレクサ
、　　３．　４・・・交互バッファ・ベクトルメモリ、
５・・・マルチプレクサ、６・・・デマルチプレクサ、
７゜８・・交〃バッファ・水平メモ１ハ９・・・マルチ
プレクサ、１１・・・深度等化増幅器、１３・・アナロ
グ−ディジタル変換器、１４・・・デマルチプレクサ、
２１・・哨ＩＪ　ａｌｌユニット、２２・・変換ユニツ
）、２３゜２５．２７・・・アドレス制御ユニツ）、２
４，２６゜２８・・デマルチプレクサ、３０，３１．３
２・・像メモＩＪ、３３・ディジタル−アナログ変換器
、３４・・・マルチプレクサ、３５　・モニタ、３９・
・・デマルチプレクサ、４０・・・処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）セクタ走介法によシ極座標で得られた超音波エコー
   信号の表示方法であって、超音波エコー信号が、１つの
   完全な超音波エコー像を受入れるための１つのメモリマ
   トリクスを含んでいる１つの二次元の像メモＩＪ（：３
   ０）Ｋより中間記憶され、そこからテレビジョン標準方
   式による表示のために１つのモニタ上に読出される表示
   方法において、同じく１つの完全な超音波エコー像を受
   入れるための少なくとも１つの第２の二次元の像メモＩ
   Ｊ（３０゜３１）が設けられておシ、超音波エコー１ｇ
   号が交互に両二次元像メモＵ　（３０ないし３２）の１
   つに与えられ、それｉ／１１−よジそれぞれ１つの完全
   な超音阪エコー像が当該の（象メモリ（３０ないし３２
   ）に書込まれ、また同時（Ｃそれぞれ他方の像メモリ（
   ３０ないし３２）がらそこに記憶されている先行の完全
   な超音波エコー像の超音波エコー信号がモニタ（３５）
   上にテレビジョン標準方式によシ続出されることを特徴
   とする極１坐標で得られた超音波エコー信号の表示方法
   。 ２）各１つの完全な超音波エコー像金受入れるための少
   なくとも３つの二次元像メモ！Ｊ　（３０゜３１．３２
   ）か設けられており、それぞれサイクリックに同時に像
   メモリ（３０〜３２）の１つへの書込みが行なわれ、像
   メモリ（３０〜３２）の他の１つからの読出しが行なわ
   れ、かつ残りの像メモリ（３０〜３２）内に含まれてい
   る超音波エコー信号が処理＝ｊｉｔ（４０）によシ処理
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３）超音波エコー信号が処理装置（４０ン内で二次元フ
   ィルタリング処理を受けることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の方法、。 ４）同じく各１つの完全な超音波エコー像を受入れるた
   めの少なくとも３つの二次元像メモリ（３０，３１，３
   ２）が設けられており、それぞれサイクリックに同時に
   像メモリ（３０ないし３２）の１つへの書込みがイボな
   われ、揮メモリ（３０ないし３２）の他の１つからの続
   出しか行なわれ、かつそれと同時に残りの像メモリ（３
   υないし３２）内に含まれている超音波エコ−１百号が
   その後の呼出しまで記憶された状態にとどまることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５）セクタ走置法により極座標で得られた超音波エコー
   信号の表示装置であって、セクタ短資を実行するための
   １つの超音波送受システム（１ンと、得られた超音波工
   ”　　’Ｉｏｉ号を中１南記憶するため１つの完全な超
   汗波エコー像を受入れるべく構成された１つのメモリマ
   トリクスを有する１つの像メモリ（３０）と、１つの超
   汁波エコー像内の記憶された超音波エコー信号を表示す
   るための１つのモニタとを含んでいる表示装置において
   、像メモリ（３０）に同じく１つの完全な超音波エコー
   像を受入れるための第２のメモリマトリクスを有する少
   なくとも１つの別の二次元の像メモＵ（３１，３２）が
   対応づけられておシ、超音波送受システム（１）の後に
   １つのアナログ−ディジタル変換器（１３）が接続され
   て：Ｌ％　Ｑ　、その出力信号が交互にそれぞれ１つの
   完全な超音波エコー像の継続時間にわたり１つのデマル
   チプレクサ（１４）を介して像メモリ（３０，３１，３
   ２）の１つに与えられており、像メモリ（３０ないし３
   ２）の後に１つのマルチプレクサ（３４）が接続されて
   おり、このマルチプレクサ（３４）が交〃にそれぞれモ
   ニタ（３５）上の１つの超音波エコー像の表示の継続時
   間にわたり１砿メモリ（３０ないし３２）内に含まれて
   いる完全なエコー像信＝ｔ１つりディジタル−アナログ
   変換器（３３）をブｒしてモニタ（３５アに与え、また
   像メモリ（３０，３１，３２，）への超音波エコー信号
   の書込みおよび像メモＩＪ（３０゜３］、３２）からの
   超音波エコー１ぎ号の読出しのためにそれぞれ１つのデ
   マルチプレクサ（２／ｌ、２６）をＭするアドレス市Ｉ
   Ｉ　伺＋ユニツ）（２３，２５）が設けられていること
   を特徴とするＱ４標で得られた超音波エコー信号の表示
   １Ｌ ６）超音波送受システム（１）にセクタ走査制慴１用ユ
   ニット（２１）が接続されておシ、またこのユニット（
   ２１）の後に、極ノ坐標で含まれている角度テークをセ
   クタ短管角度（２α）Ｋ、ｌ＠保する情報に変換するた
   めのユニツ１−　（２２）が接続きれていることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７）３つの完全な像メモリ（３０，３１，３２が設けら
   れており、それらのうちサイクリックにそれぞれ１つが
   １つの像処理装置（４０〕Ｋ接続されてＶることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項またゲま柄６項記載の装置
   。 ８）像メモリ（３０，３１，３２）Ｋ、書込みのために
   第１のアドレス市制御ユニット（２３）が、読出しのた
   めに第２のアドレス制御ユニット（２５）が、また像処
   理装置（４０）内での処理のために第３のアドレス制御
   ユニット（２７）が対応づけられており、各アドレス制
   御ユニット（２３，２５，２７）の後に１つのデマルチ
   プレクサ（２４，２６，２８）が接続されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第７項記載の装置。