超音波映像システム及びスキャンラインデータ形成方法
【課題】プローブ内の複数の変換子の受信信号から複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システム及びスキャンラインデータ形成方法を提供する。
【解決手段】複数のスキャンラインデータ形成部を用いて複数のスキャンラインデータを形成する。各スキャンラインデータ形成部は対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データを用いて担当スキャンラインのスキャンラインデータ及び補充スキャンラインの補充データを形成する。担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成するために、受信データから担当スキャンラインの部分データを形成し、担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される補充スキャンラインデータを反映させる。
【解決手段】複数のスキャンラインデータ形成部を用いて複数のスキャンラインデータを形成する。各スキャンラインデータ形成部は対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データを用いて担当スキャンラインのスキャンラインデータ及び補充スキャンラインの補充データを形成する。担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成するために、受信データから担当スキャンラインの部分データを形成し、担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される補充スキャンラインデータを反映させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波映像システムに関し、特にプローブ内の複数の変換子の受信信号から複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システム及びスキャンラインデータ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断システムは、超音波を用いて非破壊、非侵襲方式で対象体の内部構造を示す。超音波診断システムは超音波信号を送受信するためのプローブ及びビームフォーマを備える。プローブは超音波信号と電気信号を相互変換するための複数の変換子を備える。複数の変換子を備える場合、一つの変換子のみを備える時より超音波が広がるのを効果的に防止することができ、超音波ビームを電子的に集束することができ、感度を向上させることができる。プローブの各変換子は別途に超音波信号を発生させ、複数の変換子が同時に超音波信号を発生させたりもする。各変換子から送信された超音波信号は対象体内部の音響インピーダンス（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の不連続面（反射体表面）で反射される。各変換子は受信された反射超音波信号を電気的受信信号に変換する。
【０００３】
超音波の集束は送信集束と受信集束に分かれる。送信集束は各変換子と集束点の間の距離差を反映させて各変換子の超音波送信順序を定める。これによって、一つのスキャンライン形成に寄与する全ての変換子から送信された超音波が同時に一つの集束点に到達して同じ位相を有する超音波が合せることによって集束点で送信超音波の振幅が最大になる。受信集束では集束点で反射される超音波が各変換子に同時に到達したものと同一の効果を奏するように各変換子に到達した超音波信号に時間遅延を加えて同一位相を有するようにする。解像度を高めるためには集束点が多くなければならないが、一枚の映像を得るために同一の過程を集束点の数だけ反復しなければならないため、集束点が多くなればフレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）が落ちる。このような問題を解決するために、送信集束時は集束点数を固定させ、受信集束時は集束点数を増やして細かく集束する動的受信集束（ｒｅｃｅｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）を用いることができるが、送信集束時には集束点の数が固定されるので解像度向上に限界がある。これを解決するために“米国特許６，２３１，５１１”では隣接した他の送信スキャンライン（ｓｃａｎ ｌｉｎｅｓ）の送信集束信号をいずれも用いて該当スキャンラインのデータを得るシステム及び方法が提示された。
【０００４】
図１を参照すれば従来の超音波システム１００は、複数の変換子１１１を備えるプローブ１１０、送信部（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）１２０、受信部１３０、イントラチャネルプロセシング部（ｉｎｔｒａ−ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）１４０、受信集束部１５０、映像処理部１６０、表示部（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ｕｎｉｔ）１７０及び制御部１８０を備える。受信部１３０及びイントラチャネルプロセシング部１４０は変換子１１１の数だけ備えられる。
【０００５】
送信部１２０は、変換子１１１の相対的位置を反映させて互いに異なる時間遅延を有するパルス電圧を発生する。プローブ１１０内の各変換子１１１は送信部１２０で発生されたパルス電圧の印加を受けて送信超音波信号を形成する。送信超音波信号は各送信スキャンライン上の集束点で集束される。例えば、図２を参照すれば、複数の変換子１１１（変換子−５〜７）のうち、Ａ区間の変換子（変換子−４〜４）でスキャンラインＬ０上の集束点ｆ０に向かって超音波ビームが送信集束され、Ｂ区間の変換子（変換子−２〜６）でスキャンラインＬ２上の集束点ｆ２に向かって超音波ビームが送信集束される。
【０００６】
各変換子は複数のスキャンラインに送信された超音波の反射超音波を受信する。例えば、変換子０からスキャンラインＬ０に沿って送信された超音波ビームは経路Ｚ１に該当する時間が経過して第１点（Ｐ１）に到達した後、再び経路Ｚ１に該当する時間が経過した後変換子０で受信される。スキャンラインＬ２に沿って変換子２から送信された超音波ビームは経路Ｚ２に該当する時間が経過して第１点（Ｐ１）に到達した後、経路Ｚ１に該当する時間が経過した後に変換子０で受信される。即ち、変換子０はスキャンラインＬ０及びスキャンラインＬ２に沿ってそれぞれ送信された超音波信号の反射信号を受信する。
【０００７】
変換子１１１は、受信された反射超音波信号を電気的アナログ受信信号に変換する。受信部１３０は、変換子で形成された電気的受信信号を増幅してデジタル信号に変換する。イントラチャネルプロセシング部１４０は受信部１３０から入力されるデジタル信号を各スキャンライン別に格納し、デジタル信号を遅延し、遅れたデジタル信号を集束する。
【０００８】
図３を参照すれば、イントラチャネルプロセシング部１４０はスキャンラインの数だけ備えられる複数のバッファメモリ１４１、バッファメモリ１４１にそれぞれ対応する複数の遅延補間器１４２及びアポダイゼイション部（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）１４３を備える。バッファメモリ１４１は、受信部１３０から入力されるデジタル信号を順次格納する。例えば、それぞれ異なるスキャンラインＬ０、Ｌ２に沿って送信された後、変換子０で受信された超音波反射信号から得られたデジタル信号は送信スキャンラインＬ０、Ｌ２別に分離され、互いに異なるバッファメモリに格納される。遅延補間器１４２はデジタル信号の基礎である反射超音波信号が各変換子に到達した時間を反映させてデジタル信号を遅延する。アポダイゼイション部１４３は各デジタル信号に適切な重みを提供するイントラチャネルアポダイゼイション値計算部１４３ａ、デジタル信号に重みを加えるための乗算器１４３ｂ、乗算器１４３ｂの出力を合せて一つの変換子に対する集束信号を出力するための加算器１４３ｃを備える。
【０００９】
図１に示した通り、受信集束部１５０は各イントラチャネルプロセシング部１４０の出力信号、即ち、各変換子のデジタル信号に適切な重みを提供するチャネル間アポダイゼイション値計算部１５１、デジタル信号に重みを加えるための乗算器１５２、乗算器１５２からの出力をいずれも合せて全ての変換子の集束データを出力するための加算器１５３を備える。
【００１０】
映像処理部１６０は、受信集束部１５０で出力される全ての変換子の集束データを多様な形態で加工する。映像処理部１６０で加工されたデータは表示部１７０などにディスプレイされる。制御部１８０は送信部１２０と映像処理部１６０の動作を制御する。
【００１１】
前述した従来の超音波システム１００内の各イントラチャネルプロセシング部１４０の各バッファメモリ１４１は、一つのスキャンライン分量のデジタル信号を格納することができる容量、即ち、少なくとも６０ Ｋｂｉｔサイズの格納容量を有しなければならない。各イントラチャネルプロセシング部１４０はスキャンラインの数だけ（通常１２８個以上）バッファメモリ１４１が必要であり、各イントラチャネルプロセシング部１４０は容量が少なくとも７Ｍｂｉｔ以上であるメモリを備えなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は隣接した異なる送信スキャンラインの送信集束信号を全て用いて一つのスキャンラインを得て要求されるメモリの容量を減少させることができる超音波映像システム及びスキャンラインデータ形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施例によるプローブ内の複数の変換子の受信信号に基づいて複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システムは、アナログ受信信号を提供する複数の変換子を備えるプローブと、前記受信信号をデジタル変換して受信データを提供する受信部と、そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインを割り当てられ、前記複数の変換子の中の対応する一部変換子の前記受信信号から得られた前記受信データから前記担当スキャンラインのスキャンラインデータ及び前記補充スキャンラインの第１の補充データを形成するスキャンラインデータ形成部と、前記各スキャンラインデータ形成部から提供される前記スキャンラインデータに基づいてフレームデータを形成するフレームデータ形成部を備える。
【００１４】
前記各スキャンラインデータ形成部は前記受信データから前記第１の補充データ及び前記担当スキャンラインの部分データを形成し、前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充データを反映させて前記担当スキャンラインデータを形成する。
【００１５】
本発明の実施例によるスキャンラインデータ形成方法は、そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインが割り当てられる複数のスキャンラインデータ形成部を備える超音波映像システムを用いて複数のスキャンラインデータを形成する方法であって、対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データに基づいて担当スキャンラインの部分スキャンラインデータ及び補充スキャンラインの第１の補充データを形成する段階と、前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充スキャンラインデータを反映させて前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する段階とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による超音波映像システムは、各スキャンラインデータ形成部で担当スキャンラインデータ及び補充スキャンラインデータのみ形成することによって、要求される格納部の容量を減少させることができる。さらに、他スキャンラインデータ形成部で担当スキャンラインに対応する補充スキャンラインデータを合成された形態で提供することによってスキャンラインデータ形成部間の信号移動量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による超音波映像システムは、超音波プローブ内各変換子の受信信号に基づいてスキャンライン及びフレームを形成する。
【００１８】
図４に示した通り、本発明の実施例による超音波映像システム２００には複数の変換子を備えるプローブ２１０が備えられる。各変換子２１１の受信信号は少なくとも一つの変換子から互いに異なるまたは同一の集束点に向けて送信された超音波信号の反射信号から得られた電気的アナログ信号である。例えば、図５を参照すれば、変換子０の受信信号は変換子０から送信スキャンラインＬ２上の集束点（ｆ）に送信された後、第１点（Ｐ１）で反射されて変換子０に受信された第１の超音波反射信号と変換子２から送信スキャンラインＬ２上の集束点ｆに送信された後、第１点（Ｐ１）で反射されて変換子０に受信された第２の超音波反射信号が変換子０で電気的アナログ信号に変換されて得られた信号である。
【００１９】
送信部（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）２２０は、各変換子の相対的位置が反映されて互いに異なる時間遅延を有するパルス電圧を各変換子２１１に印加する。受信部２３０は変換子で形成された電気的アナログ受信信号を増幅するための増幅器２３１と増幅された電気的受信信号をデジタル形態の受信データに変換するためのＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２３２を備える。増幅器２３１とＡＤＣ２３２は変換子の数だけ備えられる。
【００２０】
複数のスキャンラインデータ形成部２４０は、スキャンラインデータを形成する。各スキャンラインデータ形成部２４０は、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）で具現される。各スキャンラインデータ形成部２４０には、一つのフレームを形成するための複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインが割り当てられ、担当スキャンラインを除いたスキャンラインが補充スキャンラインとして割り当てられる。ＡＳＩＣ０を例に挙げれば、スキャンライン０〜スキャンライン３がＡＳＩＣ０の担当スキャンラインとして割り当てられ、スキャンライン４〜スキャンライン２５５が補充スキャンラインとして割り当てられる。本実施例のように各スキャンラインデータ形成部２４０に割り当てられる担当スキャンラインの数はいずれも同一な場合もあり、スキャンラインデータ形成部２４０別にそれぞれ異なる数の担当スキャンラインが割り当てられてもよい。例えば、本発明の実施例のようにＡＳＩＣ０、ＡＳＩＣ１．．．ＡＳＩＣ６３にそれぞれ４つの担当スキャンラインが割り当てられ、又は、各ＡＳＩＣ０、ＡＳＩＣ１．．．ＡＳＩＣ６３にそれぞれ２つ、３つ、４つ等互いに異なる個数の担当スキャンラインが割り当てられる。それぞれ異なるスキャンラインデータ形成部２４０には互いに異なる担当スキャンラインが割り当てられる。即ち、ＡＳＩＣ０にはスキャンライン０〜スキャンライン３が担当スキャンラインとして割り当てられ、ＡＳＩＣ１にはスキャンライン４〜スキャンライン７が担当スキャンラインとして割り当てられ、このようにしてＡＳＩＣ６３はスキャンライン２５２〜スキャンライン２５５を担当する。従って、各スキャンラインデータ形成部２４０の補充スキャンラインは互いに異なる他スキャンラインデータ形成部の担当スキャンラインである。例えば、ＡＳＩＣ０の補充スキャンライン即ち、スキャンライン４〜２５５の中のスキャンライン４〜７はＡＳＩＣ１の担当スキャンラインであり、スキャンライン８〜スキャンライン１１はＡＳＩＣ２の担当スキャンラインであり、このようにしてスキャンライン２５２〜２５５はスキャンラインＡＳＩＣ６３の担当スキャンラインである。
【００２１】
また、各スキャンラインデータ形成部は少なくとも一つの対応する変換子２１１から受信信号の入力を受け、担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。
【００２２】
各スキャンラインデータ形成部２４０は、対応する変換子から入力される受信信号から得られたデジタルデータ（受信データという）を用いて担当スキャンラインの部分データと他スキャンラインデータ形成部２４０に入力される補充スキャンラインデータを形成し、担当スキャンラインの部分データと他スキャンラインデータ形成部２４０から入力される補充データを用いて担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。本発明の実施例では、図４に示されるように、プローブ２１０内の総変換子２１１が１２８個であり、６４個の各スキャンラインデータ形成部２４０に変換子２１１が２個ずつ対応し、各スキャンラインデータ形成部２４０に４つの担当スキャンラインと２５２個の補充スキャンラインが割り当てられると仮定する。各スキャンラインデータ形成部２４０は２つの変換子の受信信号から得られた受信データから担当スキャンラインの部分データと６３個の他スキャンラインデータ形成部２４０に提供される補充データを形成する。また、各スキャンラインデータ形成部２４０は担当スキャンラインの部分データと６３個の他スキャンラインデータ形成部２４０で提供される補充データを組み合わせて担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。例えば、ＡＳＩＣ０は対応する変換子の受信信号から得られた受信データを用いて担当スキャンライン０〜スキャンライン３の部分データとＡＳＩＣ１〜ＡＳＩＣ６３にそれぞれ入力されるスキャンライン４〜スキャンライン２５５の補充データを形成し、担当スキャンライン０〜スキャンライン３の部分データとＡＳＩＣ１〜ＡＳＩＣ６３から提供される補充データを組み合わせて担当スキャンライン０〜３のスキャンラインデータを形成する。ＡＳＩＣ１の場合、それに対応する変換子の受信信号から得られた受信データから担当スキャンライン４〜スキャンライン７の部分データとＡＳＩＣ０とＡＳＩＣ２〜ＡＳＩＣ６３に提供される補充データを形成し、担当スキャンライン４〜スキャンライン７の部分データとＡＳＩＣ０とＡＳＩＣ２〜ＡＳＩＣ６３から提供される補充データを組み合わせて担当スキャンライン４〜スキャンライン７のスキャンラインデータを形成する。再び図４を参照すれば、各スキャンラインデータ形成部２４０は集束遅延器２４１、担当スキャンライン別データを格納するためのレジスタ２４２及び加算器２４３を備える。集束遅延器２４１は、受信データをそれぞれスキャンライン別に遅延補間し、受信データからそれぞれの他スキャンラインデータ形成部に提供される補充スキャンラインデータと担当スキャンラインの部分データを形成する。レジスタ２４２及び加算器２４３は他スキャンラインデータ形成部から提供される補充データと担当スキャンラインの部分データを累算して担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する累算器としての役割をする。
【００２３】
図６を参照して集束遅延器２４１の構成をより詳細に説明する。各集束遅延器２４１は、スキャンライン別集束遅延量提供部２４１ａ、遅延補間器２４１ｂ及び補充スキャンラインデータ形成機２４１ｃを備える。また、各集束遅延器２４１は第１のアポダイゼイション値提供部２４１ｄ、第１の乗算器２４１ｅ、第２のアポダイゼイション値提供部２４１ｆ、第２の乗算器２４１ｇ及び変換子確認部２４１ｈをさらに備える。
【００２４】
変換子確認部２４１ｈは、各スキャンラインデータ形成部に対応する変換子の中の該当受信信号を提供した変換子を確認して変換子情報Ｒ１を生成する。例えば、対応する変換子ｃｈ１または変換子ｃｈ２から提供される受信信号から得られた受信データの入力を受けるＡＳＩＣ０の場合、変換子確認部２４１は変換子ｃｈ１及び変換子ｃｈ２の中で該当受信信号を提供した変換子がどれなのか確認して変換子情報Ｒ１を生成する。
【００２５】
スキャンライン別集束遅延量提供部２４１ａは、変換子情報Ｒ１に基づいて該当受信信号を提供した変換子に対応するスキャンライン別集束遅延量を提供する。図６には一つのスキャンライン別集束遅延量提供部２４１ａを示しているが、集束遅延量提供部２４１ａはスキャンラインの数だけ備えられる。
【００２６】
遅延補間器２４１ｂは、スキャンライン別集束遅延量を受信データに反映させ、受信データをスキャンライン別に遅延補間する。各集束遅延器２４１はスキャンライン数だけの遅延補間器２４１ｂを備える。例えば、２５６スキャンラインのデータを形成する場合、図６に示される通り、各集束遅延器２４１は２５６個の遅延補間器ＤＩ０〜ＤＩ２５５を備える。
【００２７】
補充スキャンラインデータ形成機２４１ｃは、他スキャンラインデータ形成部２４０の数だけ備えられ、互いに異なる他スキャンラインデータ形成部に一対一で対応する。各補充スキャンラインデータ形成機は第３のアポダイゼイション値提供部、アポダイゼイション値をスキャンライン別に遅延補間された受信データに反映させる複数の乗算器及び全ての乗算器の出力を合せて補充スキャンラインデータを出力する加算器を備える。例えば、ＡＳＩＣ０内の補充スキャンライン形成機ＰＳ１は図７に示されたように、第３のアポダイゼイション値提供部ＡＤ４７、第３のアポダイゼイション値を補充スキャンライン別に遅延補間された受信データに反映させる複数の乗算器Ｍ４〜Ｍ７及び乗算器Ｍ４〜Ｍ７の出力を合せてＡＳＩＣ１に提供される補充スキャンラインデータＰ０１００を出力する加算器を備える。より具体的には、図８に示されたように、補充スキャンラインデータ形成機ＰＳ１は対応するＡＳＩＣ１の担当スキャンラインデータを形成するための補充スキャンラインＳＣ４〜ＳＣ７の補充データを合成して合成補充データＰ０１００を形成する。“Ｐ０１００”で前の２桁の数字“０１”はスキャンラインデータ形成機ＰＳ１に対応するＡＳＩＣ１（ＡＳＩＣ０１）を示し、後の２桁の数字“００”はスキャンラインデータ形成機ＰＳ１が属するＡＳＩＣ０（ＡＳＩＣ００）を示す。
【００２８】
再び図６を参照すれば、第１のアポダイゼイション値提供部２４１ｄは、変換子確認部２４１ｈから変換子情報Ｒ１の提供を受け、変換子情報Ｒによって確認された受信信号を提供した変換子、即ち、変換子０または変換子１に対応する第１のアポダイゼイション値を提供する。第１の乗算器２４１ｅは、担当スキャンラインの数だけ備えられ、第１のアポダイゼイション値を担当スキャンライン別部分データに反映させる。例えば、ＡＳＩＣ０の第１のアポダイゼイション値提供部２４１ｄは担当スキャンライン０〜３のスキャンライン別第１のアポダイゼイション値を提供し、担当スキャンライン数だけ備えられる第１の乗算器２４ｅのＭＰ０〜ＭＰ３はそれぞれ第１のアポダイゼイション値を各担当スキャンラインの部分データに反映させる。第２のアポダイゼイション値提供部２４１ｆは他スキャンラインデータ形成部の変換子確認部２４１ｈから変換子情報Ｒ２の提供を受け、該当他スキャンラインデータに受信信号を提供した変換子に対応する第２のアポダイゼイション値を提供する。第２の乗算器２４１ｇは担当スキャンラインの数だけ備えられ、第２のアポダイゼイション値を該当他スキャンラインデータ形成部から提供される補充スキャンラインデータに反映させる。例えば、ＡＳＩＣ０の第２のアポダイゼイション値提供部２４１ｆは変換情報Ｒ２を受信して第２のアポダイゼイション値を提供し、担当スキャンライン数だけ備えられる第２の乗算器２４１ｇのＭＳ１〜ＭＳ３はＡＳＩＣ１〜ＡＳＩＣ６３から提供された補充データに第２のアポダイゼイション値を反映させる。
【００２９】
遅延補間及び第１のアポダイゼイション値が反映された担当スキャンライン別部分データ、他スキャンラインデータ形成部から入力された後、第２のアポダイゼイション値が反映された補充スキャンラインデータ及びレジスタ２４２の格納値はデータ加算器２４３で累算される。レジスタ２４２の最終格納値は担当スキャンラインのスキャンラインデータとして出力される。
【００３０】
一方、それぞれ異なるスキャンラインデータ形成部２４０から入力される補充スキャンラインデータは互いに異なる変換子の受信信号から得られたものである。本発明の他の実施例では集束遅延器２４１内に他スキャンライン形成部の変換子情報Ｒ２の入力を受けて該当補充データの基礎になった受信信号を提供した変換子に対応する微細遅延量を提供する微細遅延量提供部２４１ｉ及び第２のアポダイゼイション値が反映された補充スキャンラインデータに微細遅延量を反映させるための微細遅延部ＦＤ０〜ＦＤ３をさらに備える。
【００３１】
再び図４を参照すれば、フレームデータ形成部２５０は各スキャンラインデータ形成部２４０から提供される担当スキャンラインデータに基づいてフレームデータを形成する。
【００３２】
制御部２６０は、送信部２２０とフレームデータ形成部２５０の信号入出力を制御し、ＤＳＣ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２７０はフレームデータ形成部で出力されるフレームデータをスキャン変換し、表示部２８０はＤＳＣ１７０の出力データをディスプレイする。
【００３３】
本発明の他の実施例によって複数のスキャンラインデータ形成部を備える超音波映像システムを用いて複数のスキャンラインデータを形成する方法は、対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データを用いて担当スキャンラインの部分データ及び補充スキャンラインデータを形成し、担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される補充スキャンラインデータを反映させて担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。それぞれ異なるスキャンラインデータ形成部に互いに異なる担当スキャンラインが割り当てられる。スキャンラインデータ形成段階で、各スキャンラインデータ形成部は受信データをそれぞれスキャンライン別に遅延補間し、受信データから少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部に提供される補充スキャンラインデータと担当スキャンラインの部分データを形成する。また、少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から提供される補充スキャンラインデータを担当スキャンライン別部分データに反映させ、補充スキャンラインデータと担当スキャンライン別部分データを累算して担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。前述した各変換子の受信信号は、該当変換子から送信されて第１点で反射された第１の反射超音波信号及び他変換子からそれぞれ送信された後、第１点で反射された第２の反射超音波信号から得られた信号である。
【００３４】
また、上述した実施例は、本発明の原理を応用した多様な実施例の一部を示したものに過ぎないことを理解しなければならない。本技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の本質から逸脱することなく様々な変形が可能であることが明確に分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術による超音波映像システムの構成を示す概略図である。
【図２】従来技術による超音波信号集束を説明するための概略図である。
【図３】従来技術による超音波映像システム内のイントラチャネルプロセシング部の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例による超音波映像システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例によるプローブ内の各変換子の受信信号を説明するための概略図である。
【図６】本発明の実施例による集束遅延器の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例による補充スキャンラインデータ形成機の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例による補充データ形成を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
２００：超音波映像システム
２１０：プローブ
２１１、ｃｈ１、ｃｈ２：変換子
２２０：送信部
２３０：受信部
２３１：増幅器
２３２：ＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
２４０、ＡＳＩＣ０〜ＡＳＩＣ６３：スキャンラインデータ形成部
２４１：集束遅延器
２４２：レジスタ
２４３：加算器
２４１ａ：スキャンライン別集束遅延量提供部
２４１ｂ：遅延補間器
２４１ｃ， ＰＳ１〜ＰＳ６３：補充スキャンラインデータ形成機
２４１ｄ：第１のアポダイゼイション値提供部
２４１ｅ：第１の乗算器
２４１ｆ：第２のアポダイゼイション値提供部
２４１ｇ：第２の乗算器
２４１ｈ：変換子確認部
２４１ｉ：微細遅延量提供部
２５０：フレームデータ形成部
２６０：制御部
２７０：ＤＳＣ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
ＡＤ４７：第３のアポダイゼイション値提供部
ＤＩ０〜ＤＩ２５５：遅延補間器
ｆ：集束点
ＦＤ０〜ＦＤ３：微細遅延部
Ｌ０、Ｌ２：スキャンライン
Ｍ４〜Ｍ７、ＭＰ０〜ＭＰ３：乗算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波映像システムに関し、特にプローブ内の複数の変換子の受信信号から複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システム及びスキャンラインデータ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断システムは、超音波を用いて非破壊、非侵襲方式で対象体の内部構造を示す。超音波診断システムは超音波信号を送受信するためのプローブ及びビームフォーマを備える。プローブは超音波信号と電気信号を相互変換するための複数の変換子を備える。複数の変換子を備える場合、一つの変換子のみを備える時より超音波が広がるのを効果的に防止することができ、超音波ビームを電子的に集束することができ、感度を向上させることができる。プローブの各変換子は別途に超音波信号を発生させ、複数の変換子が同時に超音波信号を発生させたりもする。各変換子から送信された超音波信号は対象体内部の音響インピーダンス（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）の不連続面（反射体表面）で反射される。各変換子は受信された反射超音波信号を電気的受信信号に変換する。
【０００３】
超音波の集束は送信集束と受信集束に分かれる。送信集束は各変換子と集束点の間の距離差を反映させて各変換子の超音波送信順序を定める。これによって、一つのスキャンライン形成に寄与する全ての変換子から送信された超音波が同時に一つの集束点に到達して同じ位相を有する超音波が合せることによって集束点で送信超音波の振幅が最大になる。受信集束では集束点で反射される超音波が各変換子に同時に到達したものと同一の効果を奏するように各変換子に到達した超音波信号に時間遅延を加えて同一位相を有するようにする。解像度を高めるためには集束点が多くなければならないが、一枚の映像を得るために同一の過程を集束点の数だけ反復しなければならないため、集束点が多くなればフレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）が落ちる。このような問題を解決するために、送信集束時は集束点数を固定させ、受信集束時は集束点数を増やして細かく集束する動的受信集束（ｒｅｃｅｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）を用いることができるが、送信集束時には集束点の数が固定されるので解像度向上に限界がある。これを解決するために“米国特許６，２３１，５１１”では隣接した他の送信スキャンライン（ｓｃａｎ ｌｉｎｅｓ）の送信集束信号をいずれも用いて該当スキャンラインのデータを得るシステム及び方法が提示された。
【０００４】
図１を参照すれば従来の超音波システム１００は、複数の変換子１１１を備えるプローブ１１０、送信部（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）１２０、受信部１３０、イントラチャネルプロセシング部（ｉｎｔｒａ−ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）１４０、受信集束部１５０、映像処理部１６０、表示部（ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ｕｎｉｔ）１７０及び制御部１８０を備える。受信部１３０及びイントラチャネルプロセシング部１４０は変換子１１１の数だけ備えられる。
【０００５】
送信部１２０は、変換子１１１の相対的位置を反映させて互いに異なる時間遅延を有するパルス電圧を発生する。プローブ１１０内の各変換子１１１は送信部１２０で発生されたパルス電圧の印加を受けて送信超音波信号を形成する。送信超音波信号は各送信スキャンライン上の集束点で集束される。例えば、図２を参照すれば、複数の変換子１１１（変換子−５〜７）のうち、Ａ区間の変換子（変換子−４〜４）でスキャンラインＬ０上の集束点ｆ０に向かって超音波ビームが送信集束され、Ｂ区間の変換子（変換子−２〜６）でスキャンラインＬ２上の集束点ｆ２に向かって超音波ビームが送信集束される。
【０００６】
各変換子は複数のスキャンラインに送信された超音波の反射超音波を受信する。例えば、変換子０からスキャンラインＬ０に沿って送信された超音波ビームは経路Ｚ１に該当する時間が経過して第１点（Ｐ１）に到達した後、再び経路Ｚ１に該当する時間が経過した後変換子０で受信される。スキャンラインＬ２に沿って変換子２から送信された超音波ビームは経路Ｚ２に該当する時間が経過して第１点（Ｐ１）に到達した後、経路Ｚ１に該当する時間が経過した後に変換子０で受信される。即ち、変換子０はスキャンラインＬ０及びスキャンラインＬ２に沿ってそれぞれ送信された超音波信号の反射信号を受信する。
【０００７】
変換子１１１は、受信された反射超音波信号を電気的アナログ受信信号に変換する。受信部１３０は、変換子で形成された電気的受信信号を増幅してデジタル信号に変換する。イントラチャネルプロセシング部１４０は受信部１３０から入力されるデジタル信号を各スキャンライン別に格納し、デジタル信号を遅延し、遅れたデジタル信号を集束する。
【０００８】
図３を参照すれば、イントラチャネルプロセシング部１４０はスキャンラインの数だけ備えられる複数のバッファメモリ１４１、バッファメモリ１４１にそれぞれ対応する複数の遅延補間器１４２及びアポダイゼイション部（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）１４３を備える。バッファメモリ１４１は、受信部１３０から入力されるデジタル信号を順次格納する。例えば、それぞれ異なるスキャンラインＬ０、Ｌ２に沿って送信された後、変換子０で受信された超音波反射信号から得られたデジタル信号は送信スキャンラインＬ０、Ｌ２別に分離され、互いに異なるバッファメモリに格納される。遅延補間器１４２はデジタル信号の基礎である反射超音波信号が各変換子に到達した時間を反映させてデジタル信号を遅延する。アポダイゼイション部１４３は各デジタル信号に適切な重みを提供するイントラチャネルアポダイゼイション値計算部１４３ａ、デジタル信号に重みを加えるための乗算器１４３ｂ、乗算器１４３ｂの出力を合せて一つの変換子に対する集束信号を出力するための加算器１４３ｃを備える。
【０００９】
図１に示した通り、受信集束部１５０は各イントラチャネルプロセシング部１４０の出力信号、即ち、各変換子のデジタル信号に適切な重みを提供するチャネル間アポダイゼイション値計算部１５１、デジタル信号に重みを加えるための乗算器１５２、乗算器１５２からの出力をいずれも合せて全ての変換子の集束データを出力するための加算器１５３を備える。
【００１０】
映像処理部１６０は、受信集束部１５０で出力される全ての変換子の集束データを多様な形態で加工する。映像処理部１６０で加工されたデータは表示部１７０などにディスプレイされる。制御部１８０は送信部１２０と映像処理部１６０の動作を制御する。
【００１１】
前述した従来の超音波システム１００内の各イントラチャネルプロセシング部１４０の各バッファメモリ１４１は、一つのスキャンライン分量のデジタル信号を格納することができる容量、即ち、少なくとも６０ Ｋｂｉｔサイズの格納容量を有しなければならない。各イントラチャネルプロセシング部１４０はスキャンラインの数だけ（通常１２８個以上）バッファメモリ１４１が必要であり、各イントラチャネルプロセシング部１４０は容量が少なくとも７Ｍｂｉｔ以上であるメモリを備えなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は隣接した異なる送信スキャンラインの送信集束信号を全て用いて一つのスキャンラインを得て要求されるメモリの容量を減少させることができる超音波映像システム及びスキャンラインデータ形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の実施例によるプローブ内の複数の変換子の受信信号に基づいて複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システムは、アナログ受信信号を提供する複数の変換子を備えるプローブと、前記受信信号をデジタル変換して受信データを提供する受信部と、そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインを割り当てられ、前記複数の変換子の中の対応する一部変換子の前記受信信号から得られた前記受信データから前記担当スキャンラインのスキャンラインデータ及び前記補充スキャンラインの第１の補充データを形成するスキャンラインデータ形成部と、前記各スキャンラインデータ形成部から提供される前記スキャンラインデータに基づいてフレームデータを形成するフレームデータ形成部を備える。
【００１４】
前記各スキャンラインデータ形成部は前記受信データから前記第１の補充データ及び前記担当スキャンラインの部分データを形成し、前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充データを反映させて前記担当スキャンラインデータを形成する。
【００１５】
本発明の実施例によるスキャンラインデータ形成方法は、そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインが割り当てられる複数のスキャンラインデータ形成部を備える超音波映像システムを用いて複数のスキャンラインデータを形成する方法であって、対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データに基づいて担当スキャンラインの部分スキャンラインデータ及び補充スキャンラインの第１の補充データを形成する段階と、前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充スキャンラインデータを反映させて前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する段階とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による超音波映像システムは、各スキャンラインデータ形成部で担当スキャンラインデータ及び補充スキャンラインデータのみ形成することによって、要求される格納部の容量を減少させることができる。さらに、他スキャンラインデータ形成部で担当スキャンラインに対応する補充スキャンラインデータを合成された形態で提供することによってスキャンラインデータ形成部間の信号移動量を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による超音波映像システムは、超音波プローブ内各変換子の受信信号に基づいてスキャンライン及びフレームを形成する。
【００１８】
図４に示した通り、本発明の実施例による超音波映像システム２００には複数の変換子を備えるプローブ２１０が備えられる。各変換子２１１の受信信号は少なくとも一つの変換子から互いに異なるまたは同一の集束点に向けて送信された超音波信号の反射信号から得られた電気的アナログ信号である。例えば、図５を参照すれば、変換子０の受信信号は変換子０から送信スキャンラインＬ２上の集束点（ｆ）に送信された後、第１点（Ｐ１）で反射されて変換子０に受信された第１の超音波反射信号と変換子２から送信スキャンラインＬ２上の集束点ｆに送信された後、第１点（Ｐ１）で反射されて変換子０に受信された第２の超音波反射信号が変換子０で電気的アナログ信号に変換されて得られた信号である。
【００１９】
送信部（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｕｎｉｔ）２２０は、各変換子の相対的位置が反映されて互いに異なる時間遅延を有するパルス電圧を各変換子２１１に印加する。受信部２３０は変換子で形成された電気的アナログ受信信号を増幅するための増幅器２３１と増幅された電気的受信信号をデジタル形態の受信データに変換するためのＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２３２を備える。増幅器２３１とＡＤＣ２３２は変換子の数だけ備えられる。
【００２０】
複数のスキャンラインデータ形成部２４０は、スキャンラインデータを形成する。各スキャンラインデータ形成部２４０は、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）で具現される。各スキャンラインデータ形成部２４０には、一つのフレームを形成するための複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインが割り当てられ、担当スキャンラインを除いたスキャンラインが補充スキャンラインとして割り当てられる。ＡＳＩＣ０を例に挙げれば、スキャンライン０〜スキャンライン３がＡＳＩＣ０の担当スキャンラインとして割り当てられ、スキャンライン４〜スキャンライン２５５が補充スキャンラインとして割り当てられる。本実施例のように各スキャンラインデータ形成部２４０に割り当てられる担当スキャンラインの数はいずれも同一な場合もあり、スキャンラインデータ形成部２４０別にそれぞれ異なる数の担当スキャンラインが割り当てられてもよい。例えば、本発明の実施例のようにＡＳＩＣ０、ＡＳＩＣ１．．．ＡＳＩＣ６３にそれぞれ４つの担当スキャンラインが割り当てられ、又は、各ＡＳＩＣ０、ＡＳＩＣ１．．．ＡＳＩＣ６３にそれぞれ２つ、３つ、４つ等互いに異なる個数の担当スキャンラインが割り当てられる。それぞれ異なるスキャンラインデータ形成部２４０には互いに異なる担当スキャンラインが割り当てられる。即ち、ＡＳＩＣ０にはスキャンライン０〜スキャンライン３が担当スキャンラインとして割り当てられ、ＡＳＩＣ１にはスキャンライン４〜スキャンライン７が担当スキャンラインとして割り当てられ、このようにしてＡＳＩＣ６３はスキャンライン２５２〜スキャンライン２５５を担当する。従って、各スキャンラインデータ形成部２４０の補充スキャンラインは互いに異なる他スキャンラインデータ形成部の担当スキャンラインである。例えば、ＡＳＩＣ０の補充スキャンライン即ち、スキャンライン４〜２５５の中のスキャンライン４〜７はＡＳＩＣ１の担当スキャンラインであり、スキャンライン８〜スキャンライン１１はＡＳＩＣ２の担当スキャンラインであり、このようにしてスキャンライン２５２〜２５５はスキャンラインＡＳＩＣ６３の担当スキャンラインである。
【００２１】
また、各スキャンラインデータ形成部は少なくとも一つの対応する変換子２１１から受信信号の入力を受け、担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。
【００２２】
各スキャンラインデータ形成部２４０は、対応する変換子から入力される受信信号から得られたデジタルデータ（受信データという）を用いて担当スキャンラインの部分データと他スキャンラインデータ形成部２４０に入力される補充スキャンラインデータを形成し、担当スキャンラインの部分データと他スキャンラインデータ形成部２４０から入力される補充データを用いて担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。本発明の実施例では、図４に示されるように、プローブ２１０内の総変換子２１１が１２８個であり、６４個の各スキャンラインデータ形成部２４０に変換子２１１が２個ずつ対応し、各スキャンラインデータ形成部２４０に４つの担当スキャンラインと２５２個の補充スキャンラインが割り当てられると仮定する。各スキャンラインデータ形成部２４０は２つの変換子の受信信号から得られた受信データから担当スキャンラインの部分データと６３個の他スキャンラインデータ形成部２４０に提供される補充データを形成する。また、各スキャンラインデータ形成部２４０は担当スキャンラインの部分データと６３個の他スキャンラインデータ形成部２４０で提供される補充データを組み合わせて担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。例えば、ＡＳＩＣ０は対応する変換子の受信信号から得られた受信データを用いて担当スキャンライン０〜スキャンライン３の部分データとＡＳＩＣ１〜ＡＳＩＣ６３にそれぞれ入力されるスキャンライン４〜スキャンライン２５５の補充データを形成し、担当スキャンライン０〜スキャンライン３の部分データとＡＳＩＣ１〜ＡＳＩＣ６３から提供される補充データを組み合わせて担当スキャンライン０〜３のスキャンラインデータを形成する。ＡＳＩＣ１の場合、それに対応する変換子の受信信号から得られた受信データから担当スキャンライン４〜スキャンライン７の部分データとＡＳＩＣ０とＡＳＩＣ２〜ＡＳＩＣ６３に提供される補充データを形成し、担当スキャンライン４〜スキャンライン７の部分データとＡＳＩＣ０とＡＳＩＣ２〜ＡＳＩＣ６３から提供される補充データを組み合わせて担当スキャンライン４〜スキャンライン７のスキャンラインデータを形成する。再び図４を参照すれば、各スキャンラインデータ形成部２４０は集束遅延器２４１、担当スキャンライン別データを格納するためのレジスタ２４２及び加算器２４３を備える。集束遅延器２４１は、受信データをそれぞれスキャンライン別に遅延補間し、受信データからそれぞれの他スキャンラインデータ形成部に提供される補充スキャンラインデータと担当スキャンラインの部分データを形成する。レジスタ２４２及び加算器２４３は他スキャンラインデータ形成部から提供される補充データと担当スキャンラインの部分データを累算して担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する累算器としての役割をする。
【００２３】
図６を参照して集束遅延器２４１の構成をより詳細に説明する。各集束遅延器２４１は、スキャンライン別集束遅延量提供部２４１ａ、遅延補間器２４１ｂ及び補充スキャンラインデータ形成機２４１ｃを備える。また、各集束遅延器２４１は第１のアポダイゼイション値提供部２４１ｄ、第１の乗算器２４１ｅ、第２のアポダイゼイション値提供部２４１ｆ、第２の乗算器２４１ｇ及び変換子確認部２４１ｈをさらに備える。
【００２４】
変換子確認部２４１ｈは、各スキャンラインデータ形成部に対応する変換子の中の該当受信信号を提供した変換子を確認して変換子情報Ｒ１を生成する。例えば、対応する変換子ｃｈ１または変換子ｃｈ２から提供される受信信号から得られた受信データの入力を受けるＡＳＩＣ０の場合、変換子確認部２４１は変換子ｃｈ１及び変換子ｃｈ２の中で該当受信信号を提供した変換子がどれなのか確認して変換子情報Ｒ１を生成する。
【００２５】
スキャンライン別集束遅延量提供部２４１ａは、変換子情報Ｒ１に基づいて該当受信信号を提供した変換子に対応するスキャンライン別集束遅延量を提供する。図６には一つのスキャンライン別集束遅延量提供部２４１ａを示しているが、集束遅延量提供部２４１ａはスキャンラインの数だけ備えられる。
【００２６】
遅延補間器２４１ｂは、スキャンライン別集束遅延量を受信データに反映させ、受信データをスキャンライン別に遅延補間する。各集束遅延器２４１はスキャンライン数だけの遅延補間器２４１ｂを備える。例えば、２５６スキャンラインのデータを形成する場合、図６に示される通り、各集束遅延器２４１は２５６個の遅延補間器ＤＩ０〜ＤＩ２５５を備える。
【００２７】
補充スキャンラインデータ形成機２４１ｃは、他スキャンラインデータ形成部２４０の数だけ備えられ、互いに異なる他スキャンラインデータ形成部に一対一で対応する。各補充スキャンラインデータ形成機は第３のアポダイゼイション値提供部、アポダイゼイション値をスキャンライン別に遅延補間された受信データに反映させる複数の乗算器及び全ての乗算器の出力を合せて補充スキャンラインデータを出力する加算器を備える。例えば、ＡＳＩＣ０内の補充スキャンライン形成機ＰＳ１は図７に示されたように、第３のアポダイゼイション値提供部ＡＤ４７、第３のアポダイゼイション値を補充スキャンライン別に遅延補間された受信データに反映させる複数の乗算器Ｍ４〜Ｍ７及び乗算器Ｍ４〜Ｍ７の出力を合せてＡＳＩＣ１に提供される補充スキャンラインデータＰ０１００を出力する加算器を備える。より具体的には、図８に示されたように、補充スキャンラインデータ形成機ＰＳ１は対応するＡＳＩＣ１の担当スキャンラインデータを形成するための補充スキャンラインＳＣ４〜ＳＣ７の補充データを合成して合成補充データＰ０１００を形成する。“Ｐ０１００”で前の２桁の数字“０１”はスキャンラインデータ形成機ＰＳ１に対応するＡＳＩＣ１（ＡＳＩＣ０１）を示し、後の２桁の数字“００”はスキャンラインデータ形成機ＰＳ１が属するＡＳＩＣ０（ＡＳＩＣ００）を示す。
【００２８】
再び図６を参照すれば、第１のアポダイゼイション値提供部２４１ｄは、変換子確認部２４１ｈから変換子情報Ｒ１の提供を受け、変換子情報Ｒによって確認された受信信号を提供した変換子、即ち、変換子０または変換子１に対応する第１のアポダイゼイション値を提供する。第１の乗算器２４１ｅは、担当スキャンラインの数だけ備えられ、第１のアポダイゼイション値を担当スキャンライン別部分データに反映させる。例えば、ＡＳＩＣ０の第１のアポダイゼイション値提供部２４１ｄは担当スキャンライン０〜３のスキャンライン別第１のアポダイゼイション値を提供し、担当スキャンライン数だけ備えられる第１の乗算器２４ｅのＭＰ０〜ＭＰ３はそれぞれ第１のアポダイゼイション値を各担当スキャンラインの部分データに反映させる。第２のアポダイゼイション値提供部２４１ｆは他スキャンラインデータ形成部の変換子確認部２４１ｈから変換子情報Ｒ２の提供を受け、該当他スキャンラインデータに受信信号を提供した変換子に対応する第２のアポダイゼイション値を提供する。第２の乗算器２４１ｇは担当スキャンラインの数だけ備えられ、第２のアポダイゼイション値を該当他スキャンラインデータ形成部から提供される補充スキャンラインデータに反映させる。例えば、ＡＳＩＣ０の第２のアポダイゼイション値提供部２４１ｆは変換情報Ｒ２を受信して第２のアポダイゼイション値を提供し、担当スキャンライン数だけ備えられる第２の乗算器２４１ｇのＭＳ１〜ＭＳ３はＡＳＩＣ１〜ＡＳＩＣ６３から提供された補充データに第２のアポダイゼイション値を反映させる。
【００２９】
遅延補間及び第１のアポダイゼイション値が反映された担当スキャンライン別部分データ、他スキャンラインデータ形成部から入力された後、第２のアポダイゼイション値が反映された補充スキャンラインデータ及びレジスタ２４２の格納値はデータ加算器２４３で累算される。レジスタ２４２の最終格納値は担当スキャンラインのスキャンラインデータとして出力される。
【００３０】
一方、それぞれ異なるスキャンラインデータ形成部２４０から入力される補充スキャンラインデータは互いに異なる変換子の受信信号から得られたものである。本発明の他の実施例では集束遅延器２４１内に他スキャンライン形成部の変換子情報Ｒ２の入力を受けて該当補充データの基礎になった受信信号を提供した変換子に対応する微細遅延量を提供する微細遅延量提供部２４１ｉ及び第２のアポダイゼイション値が反映された補充スキャンラインデータに微細遅延量を反映させるための微細遅延部ＦＤ０〜ＦＤ３をさらに備える。
【００３１】
再び図４を参照すれば、フレームデータ形成部２５０は各スキャンラインデータ形成部２４０から提供される担当スキャンラインデータに基づいてフレームデータを形成する。
【００３２】
制御部２６０は、送信部２２０とフレームデータ形成部２５０の信号入出力を制御し、ＤＳＣ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２７０はフレームデータ形成部で出力されるフレームデータをスキャン変換し、表示部２８０はＤＳＣ１７０の出力データをディスプレイする。
【００３３】
本発明の他の実施例によって複数のスキャンラインデータ形成部を備える超音波映像システムを用いて複数のスキャンラインデータを形成する方法は、対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データを用いて担当スキャンラインの部分データ及び補充スキャンラインデータを形成し、担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される補充スキャンラインデータを反映させて担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。それぞれ異なるスキャンラインデータ形成部に互いに異なる担当スキャンラインが割り当てられる。スキャンラインデータ形成段階で、各スキャンラインデータ形成部は受信データをそれぞれスキャンライン別に遅延補間し、受信データから少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部に提供される補充スキャンラインデータと担当スキャンラインの部分データを形成する。また、少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から提供される補充スキャンラインデータを担当スキャンライン別部分データに反映させ、補充スキャンラインデータと担当スキャンライン別部分データを累算して担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する。前述した各変換子の受信信号は、該当変換子から送信されて第１点で反射された第１の反射超音波信号及び他変換子からそれぞれ送信された後、第１点で反射された第２の反射超音波信号から得られた信号である。
【００３４】
また、上述した実施例は、本発明の原理を応用した多様な実施例の一部を示したものに過ぎないことを理解しなければならない。本技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の本質から逸脱することなく様々な変形が可能であることが明確に分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術による超音波映像システムの構成を示す概略図である。
【図２】従来技術による超音波信号集束を説明するための概略図である。
【図３】従来技術による超音波映像システム内のイントラチャネルプロセシング部の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施例による超音波映像システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例によるプローブ内の各変換子の受信信号を説明するための概略図である。
【図６】本発明の実施例による集束遅延器の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例による補充スキャンラインデータ形成機の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例による補充データ形成を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
２００：超音波映像システム
２１０：プローブ
２１１、ｃｈ１、ｃｈ２：変換子
２２０：送信部
２３０：受信部
２３１：増幅器
２３２：ＡＤＣ（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
２４０、ＡＳＩＣ０〜ＡＳＩＣ６３：スキャンラインデータ形成部
２４１：集束遅延器
２４２：レジスタ
２４３：加算器
２４１ａ：スキャンライン別集束遅延量提供部
２４１ｂ：遅延補間器
２４１ｃ， ＰＳ１〜ＰＳ６３：補充スキャンラインデータ形成機
２４１ｄ：第１のアポダイゼイション値提供部
２４１ｅ：第１の乗算器
２４１ｆ：第２のアポダイゼイション値提供部
２４１ｇ：第２の乗算器
２４１ｈ：変換子確認部
２４１ｉ：微細遅延量提供部
２５０：フレームデータ形成部
２６０：制御部
２７０：ＤＳＣ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）
ＡＤ４７：第３のアポダイゼイション値提供部
ＤＩ０〜ＤＩ２５５：遅延補間器
ｆ：集束点
ＦＤ０〜ＦＤ３：微細遅延部
Ｌ０、Ｌ２：スキャンライン
Ｍ４〜Ｍ７、ＭＰ０〜ＭＰ３：乗算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ内の複数の変換子の受信信号に基づいて複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システムであって、
アナログ受信信号を提供する複数の変換子を備えるプローブと、
前記受信信号をデジタル変換して受信データを提供する受信部と、
そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインを割り当てられ、前記複数の変換子の中の対応する一部変換子の前記受信信号から得られた前記受信データから前記担当スキャンラインのスキャンラインデータ及び前記補充スキャンラインの第１の補充データを形成するスキャンラインデータ形成部と、
前記各スキャンラインデータ形成部から提供される前記スキャンラインデータに基づいてフレームデータを形成するフレームデータ形成部を備え、
前記各スキャンラインデータ形成部は前記受信データから前記第１の補充データ及び前記担当スキャンラインの部分データを形成し、前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充データを反映させて前記担当スキャンラインデータを形成することを特徴とする超音波映像システム。
【請求項２】
前記スキャンラインデータ形成部には互いに異なる少なくとも一つの担当スキャンラインが割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の超音波映像システム。
【請求項３】
前記各スキャンラインデータ形成部は、
前記受信データをスキャンライン別に遅延補間し、前記第１の補充データを形成する集束遅延器と、
前記第２の補充データと前記担当スキャンライン別部分データを累算して前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する累算器とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波映像システム。
【請求項４】
前記集束遅延器は、
前記対応する変換子の中の前記受信信号を提供した変換子を確認して第１の変換子情報を生成する変換子確認部と、
前記第１の変換子情報の入力を受け、前記受信信号を提供した変換子に対応するスキャンライン別集束遅延量を提供する集束遅延量の提供部と、
前記スキャンライン別集束遅延量を受信して前記受信データをスキャンライン別に遅延補間するための複数の遅延補間器と、
前記第１の変換子情報の入力を受け、前記遅延補間された担当スキャンライン別部分データに前記受信信号を提供した変換子に対応する第１のアポダイゼイション値を提供するための第１のアポダイゼイション値提供部と、
前記第１のアポダイゼイション値を前記担当スキャンライン別受信データに反映させるための第１の乗算器と、
互いに異なる前記他スキャンラインデータ形成部に対応する複数の補充スキャンラインデータ形成機と、
前記他スキャンラインデータ形成部から第２の変換子情報の入力を受け、前記第２の変換子情報を考慮して第２のアポダイゼイション値を提供するための第２のアポダイゼイション値提供部と、
前記第２のアポダイゼイション値を前記第２の補充データに反映させるための第２の乗算器を備えることを特徴とする請求項３に記載の超音波映像システム。
【請求項５】
前記集束遅延器は、
前記第２の変換子情報の入力を受け、前記第２の変換子情報を考慮して前記第２の補充データの微細遅延量を提供する微細遅延量提供部と、
前記微細遅延量を反映させて前記第２のアポダイゼイション値が反映された補充データを微細遅延させるための微細遅延部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波映像システム。
【請求項６】
前記各補充スキャンラインデータ形成機は、
第３のアポダイゼイション値提供部と、
前記第３のアポダイゼイション値を前記補充スキャンライン別に遅延補間された受信データに反映させるための複数の第３の乗算器と、
前記複数の第３の乗算器の出力を合せて前記補充データを形成する加算器を備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波映像システム。
【請求項７】
前記各変換子の受信信号は、該当変換子から送信されて第１点で反射された第１の反射超音波信号及び他の変換子からそれぞれ送信された後、前記第１点で反射された複数の第２の反射超音波信号から得られた信号であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の超音波映像システム。
【請求項８】
そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインが割り当てられる複数のスキャンラインデータ形成部を備える超音波映像システムを用いて複数のスキャンラインデータを形成する方法であって、
対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データに基づいて担当スキャンラインの部分スキャンラインデータ及び補充スキャンラインの第１の補充データを形成する段階と、
前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充スキャンラインデータを反映させて前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する段階と
を備えることを特徴とするスキャンラインデータ形成方法。
【請求項９】
前記第２の補充データと前記担当スキャンラインの部分データを累算して前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成することを特徴とする請求項８に記載のスキャンラインデータ形成方法。
【請求項１０】
前記各変換子の受信信号は、該当変換子から送信されて第１点で反射された第１の反射超音波信号及び他の変換子からそれぞれ送信された後前記第１点で反射された第２の反射超音波信号から得られた信号であることを特徴とする請求項８又は９に記載のスキャンラインデータ形成方法。
【請求項１】
プローブ内の複数の変換子の受信信号に基づいて複数のスキャンライン及びフレームを形成する超音波映像システムであって、
アナログ受信信号を提供する複数の変換子を備えるプローブと、
前記受信信号をデジタル変換して受信データを提供する受信部と、
そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインを割り当てられ、前記複数の変換子の中の対応する一部変換子の前記受信信号から得られた前記受信データから前記担当スキャンラインのスキャンラインデータ及び前記補充スキャンラインの第１の補充データを形成するスキャンラインデータ形成部と、
前記各スキャンラインデータ形成部から提供される前記スキャンラインデータに基づいてフレームデータを形成するフレームデータ形成部を備え、
前記各スキャンラインデータ形成部は前記受信データから前記第１の補充データ及び前記担当スキャンラインの部分データを形成し、前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充データを反映させて前記担当スキャンラインデータを形成することを特徴とする超音波映像システム。
【請求項２】
前記スキャンラインデータ形成部には互いに異なる少なくとも一つの担当スキャンラインが割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の超音波映像システム。
【請求項３】
前記各スキャンラインデータ形成部は、
前記受信データをスキャンライン別に遅延補間し、前記第１の補充データを形成する集束遅延器と、
前記第２の補充データと前記担当スキャンライン別部分データを累算して前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する累算器とを備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波映像システム。
【請求項４】
前記集束遅延器は、
前記対応する変換子の中の前記受信信号を提供した変換子を確認して第１の変換子情報を生成する変換子確認部と、
前記第１の変換子情報の入力を受け、前記受信信号を提供した変換子に対応するスキャンライン別集束遅延量を提供する集束遅延量の提供部と、
前記スキャンライン別集束遅延量を受信して前記受信データをスキャンライン別に遅延補間するための複数の遅延補間器と、
前記第１の変換子情報の入力を受け、前記遅延補間された担当スキャンライン別部分データに前記受信信号を提供した変換子に対応する第１のアポダイゼイション値を提供するための第１のアポダイゼイション値提供部と、
前記第１のアポダイゼイション値を前記担当スキャンライン別受信データに反映させるための第１の乗算器と、
互いに異なる前記他スキャンラインデータ形成部に対応する複数の補充スキャンラインデータ形成機と、
前記他スキャンラインデータ形成部から第２の変換子情報の入力を受け、前記第２の変換子情報を考慮して第２のアポダイゼイション値を提供するための第２のアポダイゼイション値提供部と、
前記第２のアポダイゼイション値を前記第２の補充データに反映させるための第２の乗算器を備えることを特徴とする請求項３に記載の超音波映像システム。
【請求項５】
前記集束遅延器は、
前記第２の変換子情報の入力を受け、前記第２の変換子情報を考慮して前記第２の補充データの微細遅延量を提供する微細遅延量提供部と、
前記微細遅延量を反映させて前記第２のアポダイゼイション値が反映された補充データを微細遅延させるための微細遅延部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波映像システム。
【請求項６】
前記各補充スキャンラインデータ形成機は、
第３のアポダイゼイション値提供部と、
前記第３のアポダイゼイション値を前記補充スキャンライン別に遅延補間された受信データに反映させるための複数の第３の乗算器と、
前記複数の第３の乗算器の出力を合せて前記補充データを形成する加算器を備えることを特徴とする請求項４に記載の超音波映像システム。
【請求項７】
前記各変換子の受信信号は、該当変換子から送信されて第１点で反射された第１の反射超音波信号及び他の変換子からそれぞれ送信された後、前記第１点で反射された複数の第２の反射超音波信号から得られた信号であることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の超音波映像システム。
【請求項８】
そのそれぞれに複数のスキャンラインの中の一部の担当スキャンラインと前記担当スキャンラインを除いた補充スキャンラインが割り当てられる複数のスキャンラインデータ形成部を備える超音波映像システムを用いて複数のスキャンラインデータを形成する方法であって、
対応する少なくとも一つの変換子の受信信号から得られた受信データに基づいて担当スキャンラインの部分スキャンラインデータ及び補充スキャンラインの第１の補充データを形成する段階と、
前記担当スキャンライン別部分データに少なくとも一つの他スキャンラインデータ形成部から入力される第２の補充スキャンラインデータを反映させて前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成する段階と
を備えることを特徴とするスキャンラインデータ形成方法。
【請求項９】
前記第２の補充データと前記担当スキャンラインの部分データを累算して前記担当スキャンラインのスキャンラインデータを形成することを特徴とする請求項８に記載のスキャンラインデータ形成方法。
【請求項１０】
前記各変換子の受信信号は、該当変換子から送信されて第１点で反射された第１の反射超音波信号及び他の変換子からそれぞれ送信された後前記第１点で反射された第２の反射超音波信号から得られた信号であることを特徴とする請求項８又は９に記載のスキャンラインデータ形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２５９８６３（Ｐ２００８−２５９８６３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０４９９６（Ｐ２００８−１０４９９６）
【出願日】平成２０年４月１４日（２００８．４．１４）
【出願人】（５９７０９６９０９）株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＤＩＳＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１１４ Ｙａｎｇｄｕｋｗｏｎ−ｒｉ，Ｎａｍ−ｍｙｕｎ，Ｈｏｎｇｃｈｕｎ−ｇｕｎ，Ｋａｎｇｗｏｎ−ｄｏ ２５０−８７０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１４日（２００８．４．１４）
【出願人】（５９７０９６９０９）株式会社 メディソン (269)
【氏名又は名称原語表記】ＭＥＤＩＳＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１１４ Ｙａｎｇｄｕｋｗｏｎ−ｒｉ，Ｎａｍ−ｍｙｕｎ，Ｈｏｎｇｃｈｕｎ−ｇｕｎ，Ｋａｎｇｗｏｎ−ｄｏ ２５０−８７０，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]