JP2002301072A - Ultrasonic imaging method and apparatus - Google Patents
Ultrasonic imaging method and apparatusInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断におい
て、超音波を被検体に送信し、被検体によって反射され
る超音波エコーを受信することにより得られる画像デー
タに基づいて診断画像を構成する超音波撮像方法及び超
音波撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic system which constructs a diagnostic image based on image data obtained by transmitting an ultrasonic wave to a subject and receiving an ultrasonic echo reflected by the subject. The present invention relates to an ultrasonic imaging method and an ultrasonic imaging apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】超音波は、音響特性インピーダンスが変
化する場所、即ち、異なる媒質の境界面で反射する。超
音波画像とは、このような超音波の性質を利用して得た
生体等の被検体の内部情報を画像として構成したもので
ある。即ち、複数の超音波トランスデューサを含む超音
波プローブから生体等の被検体に超音波を送信し、被検
体の内部に存在する反射体に反射されて戻ってきた超音
波エコーを受信することにより、被検体の内部情報を得
る。このような内部情報を超音波の送信方向を変えて繰
り返し収集することにより、例えば、生体内の臓器の形
状や動き等を画像として構成することができる。従っ
て、このような超音波診断は、臓器の形状や動きにより
病変を認識することが可能な病気に対しては、有効な診
断方法である。2. Description of the Related Art Ultrasonic waves are reflected at places where the acoustic characteristic impedance changes, that is, at the interface between different media. An ultrasonic image is an image in which internal information of a subject such as a living body obtained using such properties of ultrasonic waves is formed as an image. That is, by transmitting an ultrasonic wave to an object such as a living body from an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers and receiving an ultrasonic echo reflected back by a reflector existing inside the object, Obtain the internal information of the subject. By repeatedly collecting such internal information while changing the transmission direction of the ultrasonic wave, it is possible to configure, for example, the shape and movement of an organ in a living body as an image. Therefore, such an ultrasonic diagnosis is an effective diagnostic method for a disease in which a lesion can be recognized by the shape or movement of an organ.
【0003】一方、心臓における血流の流れを観察する
場合等においては、造影剤がしばしば用いられる。超音
波撮像において用いられる造影剤は、人体に影響のない
微少な気泡(マイクロバブル)を含んでいるおり、予め
被検体の血液中や体腔内に注入される。このようなマイ
クロバブル造影剤は、超音波が照射されると、送信され
た超音波の基本周波数の2倍の周波数を有する第2高調
波成分を含む強い反射波を生じる。通常、造影剤を用い
た超音波撮像においては、このような第2高調波成分を
検出することにより診断画像を構成する。On the other hand, when observing the flow of blood flow in the heart, a contrast agent is often used. The contrast agent used in ultrasonic imaging contains microbubbles that do not affect the human body, and is previously injected into the blood or body cavity of the subject. When such a microbubble contrast agent is irradiated with an ultrasonic wave, it generates a strong reflected wave including a second harmonic component having a frequency twice the fundamental frequency of the transmitted ultrasonic wave. Normally, in ultrasonic imaging using a contrast agent, a diagnostic image is formed by detecting such a second harmonic component.
【0004】超音波撮像装置において受信される超音波
は、上記の第2高調波成分の他に、送信された超音波の
周波数のm/n倍(m、nは自然数であって、m/nは
整数でない)の周波数を持つサブハーモニック成分や、
送信された超音波により誘発される音響放射や、超音波
が体腔内においてランダムに反射した雑音等を含んでい
る。サブハーモニック成分は、マイクロバブルのカオス
的振動と分岐現象によって発生する。[0004] In addition to the second harmonic component, the ultrasonic wave received by the ultrasonic imaging apparatus is m / n times the frequency of the transmitted ultrasonic wave (m and n are natural numbers and m / n n is not an integer) or a subharmonic component with a frequency of
This includes acoustic radiation induced by the transmitted ultrasonic waves, noise that the ultrasonic waves randomly reflected in the body cavity, and the like. The sub-harmonic component is generated by the chaotic vibration and the bifurcation of the microbubbles.
【0005】しかしながら、超音波エコーの基本波成分
を検出するにしても高調波や分調波成分を検出するにし
ても、従来の超音波撮像においては、送信パワーを一定
にして送信を行っていたので、超音波エコーに含まれる
信号成分と雑音成分との区別がつかず、有用な信号と雑
音とを分離することは困難であった。However, regardless of whether a fundamental component of an ultrasonic echo is detected or a harmonic component or a subharmonic component is detected, transmission is performed with a constant transmission power in conventional ultrasonic imaging. Therefore, it is difficult to distinguish between a signal component and a noise component included in the ultrasonic echo, and it has been difficult to separate a useful signal and a noise.
【0006】ところで、日本国特許出願公開平11−1
37547号公報には、送信超音波の基本周波数帯域及
びその外側の周波数帯域のエコーをそれぞれ画像生成に
利用することにより、マイクロバブル造影剤からのエコ
ーに含まれる複数の信号を総合的に利用して撮像を行う
ことができる超音波撮像方法が開示されている。この方
法によると、エコーに含まれる第2高調波やサブハーモ
ニック等の種々の信号を用いることにより、多様な表示
画像を得ることができる。しかしながら、この方法は、
エコーに含まれる雑音等を排除するものではない。Incidentally, Japanese Patent Application Publication No. Hei 11-1
No. 37547 discloses that a plurality of signals included in echoes from a microbubble contrast agent are comprehensively used by using echoes in a fundamental frequency band of a transmission ultrasonic wave and a frequency band outside the same in image generation, respectively. There is disclosed an ultrasonic imaging method capable of performing imaging by using an ultrasonic imaging method. According to this method, various display images can be obtained by using various signals such as a second harmonic and a subharmonic included in the echo. However, this method
It does not exclude noise or the like included in the echo.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記の点に鑑
み、本発明は、超音波エコーに含まれる信号成分と雑音
成分との分離を向上し、SN比の高い画像を得ることの
できる超音波撮像方法及び超音波撮像装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention improves the separation between a signal component and a noise component contained in an ultrasonic echo and obtains an image having a high SN ratio. It is an object to provide a sound wave imaging method and an ultrasonic wave imaging device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る超音波撮像方法は、複数の送信パワー
及び第1の周波数を有する複数種類の超音波を被検体に
送信し、被検体から反射される超音波を検出して複数種
類の検出信号を得るステップ(a)と、ステップ(a)
において得られた複数種類の検出信号に、第2の周波数
を有する成分を通過させるバンドパス処理を施すステッ
プ(b)と、ステップ(b)において処理された複数種
類の検出信号に基づいて複数種類の画像データを得るス
テップ(c)と、ステップ(c)において得られた複数
種類の画像データを用いて演算を行うことにより新たな
画像データを算出するステップ(d)とを具備する。In order to solve the above problems, an ultrasonic imaging method according to the present invention transmits a plurality of types of ultrasonic waves having a plurality of transmission powers and a first frequency to a subject, Step (a) of detecting ultrasonic waves reflected from the subject to obtain a plurality of types of detection signals, and step (a).
(B) performing a band-pass process for passing the component having the second frequency on the plurality of types of detection signals obtained in the step (b), and performing a plurality of types based on the plurality of types of the detection signals processed in the step (b). (C) obtaining the image data of step (c), and step (d) of calculating new image data by performing an operation using the plurality of types of image data obtained in step (c).
【0009】また、本発明に係る超音波撮像装置は、複
数の超音波トランスデューサが配列され、所定の送信パ
ワー及び第1の周波数を有する超音波を被検体に送信す
ると共に、被検体から反射される超音波を受信して検出
信号を出力する超音波送受信手段と、超音波送受信手段
から出力された検出信号に、第2の周波数を有する成分
を通過させるバンドパス処理を施して画像データを得る
信号処理手段と、送信する超音波の送信パワーを変化さ
せるように超音波送受信手段を制御する制御手段と、送
信する超音波の送信パワーを変化させながら超音波を送
受信することにより得られる複数種類の画像データを記
憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された複数種類の画
像データを用いて演算を行うことにより新たな画像デー
タを算出する演算手段とを具備する。Further, in the ultrasonic imaging apparatus according to the present invention, a plurality of ultrasonic transducers are arranged to transmit ultrasonic waves having a predetermined transmission power and a first frequency to the subject, and to reflect the ultrasonic waves from the subject. Transmitting / receiving means for receiving an ultrasonic wave and outputting a detection signal, and performing band pass processing for passing a component having a second frequency to the detection signal output from the ultrasonic transmitting / receiving means to obtain image data Signal processing means, control means for controlling the ultrasonic transmission / reception means so as to change the transmission power of the transmitted ultrasonic waves, and a plurality of types obtained by transmitting / receiving the ultrasonic waves while changing the transmission power of the transmitted ultrasonic waves Storage means for storing image data of a plurality of types, and an operation for calculating new image data by performing an operation using a plurality of types of image data stored in the storage means ; And a stage.
【0010】本発明によれば、送信パワーの異なる複数
種類の超音波を送受信することにより得られる超音波エ
コーに基づいて複数種類のフレームデータを取得し、こ
れらのフレームデータに対して演算処理を施して画像デ
ータを算出するので、SN比の高い超音波画像を得るこ
とができる。According to the present invention, a plurality of types of frame data are obtained based on ultrasonic echoes obtained by transmitting and receiving a plurality of types of ultrasonic waves having different transmission powers, and arithmetic processing is performed on these frame data. In this case, the image data is calculated to obtain an ultrasonic image having a high SN ratio.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には
同一の参照番号を付して、説明を省略する。図1は、本
発明の一実施形態に係る超音波撮像装置を示すブロック
図である。この超音波撮像装置は、複数の超音波トラン
スデューサが配列された超音波トランスデューサアレイ
を含む超音波プローブ20を有している。超音波トラン
スデューサとしては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
に代表される圧電セラミックや、PVDF(高分子圧電
素子)等の振動子を用いることができる。これらの振動
子には電極が取り付けられ、リード線を介して超音波撮
像装置本体に含まれる電子回路に接続される。また、超
音波プローブ20は、振動子を支えると共に振動子に対
して音響的に制動をかけるバッキング材や、超音波を効
率良く送信するための音響整合層や、超音波を集束する
ための音響レンズ等を含んでも良い。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic imaging apparatus according to one embodiment of the present invention. This ultrasonic imaging apparatus has an ultrasonic probe 20 including an ultrasonic transducer array in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged. PZT (lead zirconate titanate) as the ultrasonic transducer
And a vibrator such as PVDF (polymer piezoelectric element). Electrodes are attached to these vibrators and connected to electronic circuits included in the ultrasonic imaging apparatus main body via lead wires. Further, the ultrasonic probe 20 includes a backing material that supports the vibrator and acoustically damps the vibrator, an acoustic matching layer for efficiently transmitting ultrasonic waves, and an acoustic wave for focusing ultrasonic waves. A lens or the like may be included.
【0012】また、この超音波撮像装置は、超音波プロ
ーブ20における超音波の送受信を制御する超音波送受
信部30と、受信された超音波の波形を処理して音線デ
ータ(Aモードデータ)を生成する波形処理部40と、
音線データを蓄積することにより構成されるフレームデ
ータを記憶すると共に、記憶されたフレームデータに対
して演算処理を施し、画像データを構成する画像構成部
50と、画像構成部50によって構成された画像データ
に基づいて画像を表示する表示部60と、これらの各部
を制御するシステム制御部70と、各種の命令等を入力
する入力部71とを有している。The ultrasonic imaging apparatus also includes an ultrasonic transmission / reception unit 30 for controlling transmission / reception of ultrasonic waves by the ultrasonic probe 20, and processing of received ultrasonic waves for processing sound ray data (A-mode data). A waveform processing unit 40 that generates
An image forming unit 50 that stores frame data constituted by accumulating sound ray data, performs arithmetic processing on the stored frame data, and forms image data, and an image forming unit 50. It has a display section 60 for displaying an image based on image data, a system control section 70 for controlling these sections, and an input section 71 for inputting various commands and the like.
【0013】図2に、超音波送受信部30の構成を示
す。超音波送受信部30は、システム制御部70の制御
の下で超音波の送受信条件を制御する送信遅延制御回路
301と、送信パワー制御回路302と、送信周波数制
御回路303と、受信感度制御回路304と、受信遅延
制御回路305とを含んでいる。FIG. 2 shows the configuration of the ultrasonic transmission / reception unit 30. The ultrasonic transmission / reception unit 30 controls a transmission / reception condition of an ultrasonic wave under the control of the system control unit 70, a transmission power control circuit 302, a transmission frequency control circuit 303, and a reception sensitivity control circuit 304. And a reception delay control circuit 305.
【0014】送信パワー制御回路302は、システム制
御部70の制御に従って、所定の送信パワーの超音波を
送信するために、複数の送信駆動回路307から出力さ
れる振幅を制御する。送信周波数制御回路303は、シ
ステム制御部70の制御に従って、所定の周波数の超音
波を送信するために、信号発生器306を制御する。信
号発生器306は、送信周波数制御回路303の制御に
従って、所定の周波数を有する信号を発生する。送信駆
動回路307は、信号発生器306が発生する信号を増
幅及び遅延することにより、駆動信号を出力する。The transmission power control circuit 302 controls amplitudes output from the plurality of transmission driving circuits 307 in order to transmit ultrasonic waves having a predetermined transmission power under the control of the system control unit 70. The transmission frequency control circuit 303 controls the signal generator 306 in order to transmit an ultrasonic wave having a predetermined frequency under the control of the system control unit 70. The signal generator 306 generates a signal having a predetermined frequency under the control of the transmission frequency control circuit 303. The transmission drive circuit 307 outputs a drive signal by amplifying and delaying the signal generated by the signal generator 306.
【0015】送信遅延制御回路301は、複数の送信駆
動回路307から出力される駆動信号の遅延時間を制御
する。送受信切換回路311には、超音波プローブ20
が接続されており、信号発生器306から出力された複
数の駆動信号は、送受信切換回路311を介して超音波
プローブ20に含まれる超音波トランスデューサアレイ
に入力される。アレイ中の送波アパーチャ(apert
ure)を構成する複数の超音波トランスデューサは、
これらの駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ複数
の超音波を、被検体に向けてそれぞれ送信する。このよ
うな複数の超音波の波面合成により、超音波ビームが形
成され、送信駆動回路307における遅延時間を制御す
ることにより、超音波ビームを走査することができる。The transmission delay control circuit 301 controls the delay time of drive signals output from the plurality of transmission drive circuits 307. The transmission / reception switching circuit 311 includes the ultrasonic probe 20.
Are connected, and the plurality of drive signals output from the signal generator 306 are input to the ultrasonic transducer array included in the ultrasonic probe 20 via the transmission / reception switching circuit 311. Transmit aperture in the array (apert)
ure), the plurality of ultrasonic transducers
A plurality of ultrasonic waves having a phase difference corresponding to the time difference between these drive signals are transmitted toward the subject. An ultrasonic beam is formed by the wavefront synthesis of the plurality of ultrasonic waves, and the ultrasonic beam can be scanned by controlling the delay time in the transmission drive circuit 307.
【0016】超音波プローブ20は、超音波ビームを被
検体に送信し、被検体から反射された反射波(エコー)
を受信して検出信号を出力する。これらの検出信号は、
送受信切換回路311を介して複数のアンプ308に入
力されて増幅される。このとき、受信感度制御回路30
4が複数のアンプ308のゲインを制御することによ
り、受信感度が制御される。また、受信遅延制御回路3
05は、受信遅延回路309における検出信号の遅延時
間を制御する。即ち、受信遅延回路309は、複数の検
出信号に時間差を与えて位相を調整する。また、加算部
310は、位相調整された複数の検出信号を加算し、音
線に沿った検出信号を形成する。このように、受信遅延
回路309における遅延時間を制御することにより、受
信する音線を送信する超音波ビームに合わせて走査する
ことができる。The ultrasonic probe 20 transmits an ultrasonic beam to a subject, and a reflected wave (echo) reflected from the subject.
And outputs a detection signal. These detection signals are
The signal is input to the plurality of amplifiers 308 via the transmission / reception switching circuit 311 and amplified. At this time, the reception sensitivity control circuit 30
4 controls the gain of the plurality of amplifiers 308, thereby controlling the receiving sensitivity. The reception delay control circuit 3
05 controls the delay time of the detection signal in the reception delay circuit 309. That is, the reception delay circuit 309 adjusts the phase by giving a time difference to the plurality of detection signals. Further, the adding unit 310 adds the plurality of phase-adjusted detection signals to form a detection signal along a sound ray. As described above, by controlling the delay time in the reception delay circuit 309, it is possible to scan a received sound ray in accordance with an ultrasonic beam to be transmitted.
【0017】超音波ビーム(音線)の走査方法として
は、例えば、図3に示すように、放射点200からZ方
向に送信する音線202を、2次元領域206において
θ方向に扇状に走査するセクタスキャンを行うことがで
きる。また、超音波プローブ20に配列された超音波ト
ランスデューサにより構成される送波アパーチャを、配
列方向に沿って順次移動させることにより、図4に示す
ように、放射点200からZ方向に送信する音線202
を平行移動させることができるので、音線202を2次
元領域206においてx方向に走査するリニアスキャン
を行うことができる。さらに、超音波プローブ20が有
する超音波トランスデューサアレイがコンベックスアレ
イである場合には、図5に示すように、リニアスキャン
と同様に音線を走査することにより放射点200を円弧
状の軌跡に沿って移動させ、音線202を2次元領域2
06において扇面状にθ方向に走査するコンベックスス
キャンを行っても良い。As a scanning method of an ultrasonic beam (sound ray), for example, as shown in FIG. 3, a sound ray 202 transmitted from a radiation point 200 in the Z direction is scanned in a two-dimensional area 206 in a fan shape in the θ direction. Sector scan can be performed. In addition, by sequentially moving the transmission apertures formed by the ultrasonic transducers arranged in the ultrasonic probe 20 along the arrangement direction, the sound transmitted from the radiation point 200 in the Z direction as shown in FIG. Line 202
Can be moved in parallel, so that a linear scan for scanning the sound ray 202 in the x direction in the two-dimensional area 206 can be performed. Further, when the ultrasonic transducer array included in the ultrasonic probe 20 is a convex array, as shown in FIG. 5, the radiation point 200 is scanned along an arc-shaped trajectory by scanning a sound ray similarly to the linear scan. To move the sound ray 202 to the two-dimensional area 2
At 06, a convex scan for scanning in the θ direction in a fan shape may be performed.
【0018】このような超音波の送受信を行うために、
送受信切換回路311は、超音波プローブへの駆動信号
の送信と、超音波プローブからの検出信号の受信とを切
り替える。再び図1を参照すると、超音波送受信部30
において形成された検出信号は、音線毎に波形処理部4
0に入力される。波形処理部40は、基本波処理部41
やサブハーモニック処理部42を有しており、入力され
た検出信号の中から所定の周波数を有する成分を抽出
し、抽出された信号に基づいてAモードデータを生成す
る。In order to transmit and receive such ultrasonic waves,
The transmission / reception switching circuit 311 switches between transmission of a drive signal to the ultrasonic probe and reception of a detection signal from the ultrasonic probe. Referring to FIG. 1 again, the ultrasonic transmitting and receiving unit 30
The detection signal formed in step (1) is output to the waveform processing unit 4 for each sound ray.
Input to 0. The waveform processing unit 40 includes a fundamental wave processing unit 41
And a sub-harmonic processing unit 42, extracts a component having a predetermined frequency from the input detection signal, and generates A-mode data based on the extracted signal.
【0019】ここで、サブハーモニックとは、送信され
た超音波のm/n倍の周波数を有する成分であり(m、
nは自然数であって、m/nは整数でない)、マイクロ
バブルのカオス的振動と分岐現象によって発生する。マ
イクロバブル造影剤によるエコーには、基本波成分や高
調波成分の他にサブハーモニック成分が含まれている。Here, the subharmonic is a component having a frequency of m / n times the transmitted ultrasonic wave (m, n).
n is a natural number and m / n is not an integer), which is generated by chaotic vibration and bifurcation of microbubbles. The echo by the microbubble contrast agent contains a subharmonic component in addition to a fundamental component and a harmonic component.
【0020】図6を参照すると、基本波処理部41は、
バンドパスフィルタ411と、対数変換回路412と、
検波回路413と、A/D変換器414とを有してい
る。バンドパスフィルタ411は、入力された検出信号
に対してバンドパス処理を施す。バンドパスフィルタ4
11は、検出信号に含まれる基本波の成分を通過させる
ように周波数が設定されている。また、対数変換回路4
12は、バンドパスフィルタ411を通過した基本波成
分に対して対数変換を施す。さらに、検波回路413
は、対数変換された信号に対して包絡線検波を行い、振
幅が音線上の各反射点におけるエコー強度を表すAスコ
ープ信号を生成する。また、A/D変換器414は、生
成されたAスコープ信号をディジタル信号に変換し、音
線上の各反射点における振幅を輝度値とするAモードデ
ータを生成する。Referring to FIG. 6, the fundamental wave processing unit 41
A bandpass filter 411, a logarithmic conversion circuit 412,
It has a detection circuit 413 and an A / D converter 414. The bandpass filter 411 performs a bandpass process on the input detection signal. Bandpass filter 4
Numeral 11 is set to a frequency so as to pass a component of a fundamental wave included in the detection signal. The logarithmic conversion circuit 4
Reference numeral 12 performs logarithmic conversion on the fundamental wave component passed through the bandpass filter 411. Further, the detection circuit 413
Performs envelope detection on the logarithmically converted signal and generates an A-scope signal whose amplitude represents the echo intensity at each reflection point on the sound ray. The A / D converter 414 converts the generated A-scope signal into a digital signal, and generates A-mode data in which the amplitude at each reflection point on the sound ray is a luminance value.
【0021】サブハーモニック処理部42は、バンドパ
スフィルタ421と、対数変換回路422と、検波回路
423と、A/D変換器424とを有している。バンド
パスフィルタ421は、入力された検出信号に対してバ
ンドパス処理を施す。バンドパスフィルタ421は、検
出信号に含まれるサブハーモニック成分を通過させるよ
うに周波数が設定されている。また、対数変換回路42
2は、バンドパスフィルタ421を通過した基本波成分
に対して対数変換を施す。さらに、検波回路423は、
対数変換された信号に対して包絡線検波を行い、振幅が
音線上の各反射点におけるエコー強度を表すAスコープ
信号を生成する。また、A/D変換器424は、生成さ
れたAスコープ信号をディジタル信号に変換し、音線上
の各反射点における振幅を輝度値とするAモードデータ
を生成する。The sub-harmonic processing section 42 has a band-pass filter 421, a logarithmic conversion circuit 422, a detection circuit 423, and an A / D converter 424. The band pass filter 421 performs band pass processing on the input detection signal. The frequency of the bandpass filter 421 is set so as to pass the subharmonic component included in the detection signal. The logarithmic conversion circuit 42
2 performs logarithmic conversion on the fundamental wave component passed through the bandpass filter 421. Further, the detection circuit 423
Envelope detection is performed on the logarithmically converted signal to generate an A-scope signal whose amplitude indicates the echo intensity at each reflection point on the sound ray. The A / D converter 424 converts the generated A-scope signal into a digital signal, and generates A-mode data having a luminance value at each reflection point on the sound ray.
【0022】波形処理部40は、検出信号に含まれる基
本波成分やサブハーモニック成分の他に、送信された超
音波の整数倍の周波数を有する高調波成分に基づいてA
モードデータを生成しても良い。このためには、基本波
処理部41又はサブハーモニック処理部42におけるバ
ンドパスフィルタが通過させる周波数の成分を高調波の
成分に変更すれば良い。又は、高調波成分を通過させる
バンドパスフィルタを具備する高調波処理部を別に設け
ても良い。[0022] The waveform processing unit 40 performs the A based on a harmonic component having a frequency that is an integral multiple of the transmitted ultrasonic wave in addition to the fundamental component and the subharmonic component included in the detection signal.
Mode data may be generated. For this purpose, the frequency component passed by the band-pass filter in the fundamental wave processing unit 41 or the subharmonic processing unit 42 may be changed to a harmonic component. Alternatively, a harmonic processing unit including a band-pass filter that passes a harmonic component may be separately provided.
【0023】画像構成部50は、1次記憶部51と、ア
ドレス制御部52と、画像処理部53と、デジタルスキ
ャンコンバータ(DSC)54と、2次記憶部55とを
有している。1次記憶部51は、基本波処理部41及び
サブハーモニック処理部42から出力されたAモードデ
ータを、所定の領域にそれぞれ記憶する。1次記憶部に
順次入力されるAモードデータは、蓄積されて複数種類
のフレームデータを構成する。アドレス制御部52は、
システム制御部70の制御に従って、1次記憶部51に
おける記憶領域を制御する。The image forming section 50 has a primary storage section 51, an address control section 52, an image processing section 53, a digital scan converter (DSC) 54, and a secondary storage section 55. The primary storage unit 51 stores the A-mode data output from the fundamental processing unit 41 and the sub-harmonic processing unit 42 in predetermined areas. A-mode data sequentially input to the primary storage unit is accumulated to form a plurality of types of frame data. The address control unit 52 includes:
The storage area in the primary storage unit 51 is controlled according to the control of the system control unit 70.
【0024】画像処理部53は、1次記憶部51に記憶
されたフレームデータに対して演算処理等の画像処理を
行う。即ち、画像処理部53は、送信パワーの異なる超
音波を送受信することにより得られた複数種類のフレー
ムデータの間で、対応する点におけるデータの重ね合わ
せ平均や積分等の演算処理を行い、Bモード画像データ
を算出する。また、画像処理部53は、算出されたBモ
ード画像データに対し、補間、レスポンス変調処理、階
調処理等の画像処理を行う。The image processing section 53 performs image processing such as arithmetic processing on the frame data stored in the primary storage section 51. That is, the image processing unit 53 performs arithmetic processing such as superposition averaging and integration of data at corresponding points between a plurality of types of frame data obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves having different transmission powers, Mode image data is calculated. Further, the image processing unit 53 performs image processing such as interpolation, response modulation processing, and gradation processing on the calculated B-mode image data.
【0025】DSC54は、画像処理が施されたBモー
ド画像データを走査変換し、表示用の画像データを作成
する。DSC54により作成された表示用の画像データ
は、2次記憶部55に記憶される。表示部60は、2次
記憶部55に記憶された表示用の画像データに基づいて
超音波画像を表示する。表示部60は、カラー表示が可
能であることが望ましい。The DSC 54 scan-converts the image-processed B-mode image data to create image data for display. The display image data created by the DSC 54 is stored in the secondary storage unit 55. The display unit 60 displays an ultrasonic image based on the display image data stored in the secondary storage unit 55. It is desirable that the display unit 60 be capable of color display.
【0026】システム制御部70は、送信パワーの異な
る複数種類の超音波を送信し、超音波エコーに含まれる
基本波成分やサブハーモニック成分に基づいて得られる
複数種類のフレームデータに演算処理を施すことにより
超音波画像を取得するために、各部を制御する。種々の
情報や命令は、入力部71から入力される。入力部71
は、例えば、キーボードや、操作具を備えた操作パネル
や、ポインティングデバイス等により構成される。The system control unit 70 transmits a plurality of types of ultrasonic waves having different transmission powers, and performs arithmetic processing on a plurality of types of frame data obtained based on a fundamental wave component and a sub-harmonic component included in the ultrasonic echo. Thus, each unit is controlled to acquire an ultrasonic image. Various information and commands are input from the input unit 71. Input unit 71
Is composed of, for example, a keyboard, an operation panel having operation tools, a pointing device, and the like.
【0027】次に、本実施形態に係る超音波撮像装置の
動作について、図1、図2、図6、図7を参照しながら
説明する。図7は、本実施形態に係る超音波撮像装置の
動作を示すフローチャートである。本実施形態において
撮像される被検体には、予めマイクロバブル造影剤が注
入されている。まず、ステップS1において、初期設定
を行う。即ち、送信パワーの異なる複数種類の超音波を
送信するために、送信パワーe(n)の値を設定する
(n=1、2、・・・)。また、ここで、送信する超音
波の周波数fの値も設定する。初期設定を行うと、シス
テム制御部70はまず、送信パワーe(n)の超音波を
送信するために、送信パワー制御回路302や、送信周
波数制御回路303に制御信号を出力する。Next, the operation of the ultrasonic imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, 6, and 7. FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation of the ultrasonic imaging apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a microbubble contrast agent is injected into a subject to be imaged in advance. First, in step S1, initialization is performed. That is, in order to transmit a plurality of types of ultrasonic waves having different transmission powers, the value of the transmission power e (n) is set (n = 1, 2,...). Here, the value of the frequency f of the ultrasonic wave to be transmitted is also set. After the initialization, the system control unit 70 first outputs a control signal to the transmission power control circuit 302 and the transmission frequency control circuit 303 in order to transmit an ultrasonic wave having the transmission power e (n).
【0028】次に、ステップS2において、超音波プロ
ーブ20から被検体に向けて、送信パワーe(n)及び
周波数fを有する超音波が送信される。信号発生器30
6が、周波数fの超音波を送信させるための信号を発生
し、この信号を送信駆動回路307に供給する。送信駆
動回路307は、送信遅延制御回路301の制御の下で
信号に所定の遅延を与え、送信パワー制御回路302に
よって制御された送信パワーe(n)で駆動信号を超音
波プローブ20に送信する。これにより、超音波プロー
ブ20に含まれている複数の超音波トランスデューサ
が、駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ超音波を
それぞれ送信し、これらの超音波の波面合成により超音
波ビーム、即ち音線が形成され、被検体に送信される。Next, in step S2, an ultrasonic wave having a transmission power e (n) and a frequency f is transmitted from the ultrasonic probe 20 to the subject. Signal generator 30
6 generates a signal for transmitting an ultrasonic wave having a frequency f, and supplies the signal to the transmission drive circuit 307. The transmission drive circuit 307 gives a predetermined delay to the signal under the control of the transmission delay control circuit 301, and transmits the drive signal to the ultrasonic probe 20 at the transmission power e (n) controlled by the transmission power control circuit 302. . Thereby, the plurality of ultrasonic transducers included in the ultrasonic probe 20 respectively transmit ultrasonic waves having a phase difference corresponding to the time difference of the drive signal, and an ultrasonic beam, that is, an ultrasonic beam, A sound ray is formed and transmitted to the subject.
【0029】送信された超音波ビームは、被検体の内部
に存在する反射体によって反射される。ここで、超音波
ビームが被検体の内部に存在するマイクロバブル造影剤
を照射すると、送信された超音波の基本周波数のm/n
倍の周波数を有するサブハーモニックエコーが発生する
(m、nは自然数であって、m/nは整数でない)。超
音波プローブ20に含まれている複数の超音波トランス
デューサは、ステップS3において、送信された超音波
の基本波成分やサブハーモニック成分を含む超音波エコ
ーを受信し、電気信号に変換して検出信号として出力す
る。The transmitted ultrasonic beam is reflected by a reflector existing inside the subject. Here, when the ultrasonic beam irradiates the microbubble contrast agent present inside the subject, m / n of the fundamental frequency of the transmitted ultrasonic wave is obtained.
A subharmonic echo having twice the frequency is generated (m and n are natural numbers, and m / n is not an integer). In step S3, the plurality of ultrasonic transducers included in the ultrasonic probe 20 receive the transmitted ultrasonic echo including the fundamental wave component and the sub-harmonic component of the transmitted ultrasonic wave, convert the ultrasonic echo into an electric signal, and convert the electric signal into a detection signal. Output as
【0030】これらの検出信号は、ステップS4におい
て、各種の信号処理を受ける。検出信号は、アンプ30
8により増幅され、受信遅延回路309に入力されて所
定の遅延を受けて位相調整され、加算部310において
加算されて、それぞれの音線についての検出信号が形成
される。These detection signals are subjected to various signal processings in step S4. The detection signal is output from the amplifier 30
8, the signal is input to the reception delay circuit 309, is subjected to a predetermined delay, is phase-adjusted, and is added in the adder 310 to form a detection signal for each sound ray.
【0031】ステップS5において、検出信号が波形処
理される。図6に示す波形処理部40において、検出信
号は、基本波処理部41とサブハーモニック処理部42
との両方に入力される。ここで、システム制御部70の
制御により、基本波処理部41のバンドパスフィルタ4
11が周波数fを有する成分を通過させるように設定さ
れ、サブハーモニック処理部42のバンドパスフィルタ
421が周波数f/2を有する成分を通過させるように
設定される。基本波処理部41は、入力された検出信号
に含まれる基本波成分に基づいてAモードデータを生成
する。また、サブハーモニック処理部42は、入力され
た検出信号に含まれるサブハーモニック成分に基づいて
Aモードデータを生成する。In step S5, the detection signal is subjected to waveform processing. In the waveform processing unit 40 shown in FIG. 6, the detection signal is divided into a fundamental wave processing unit 41 and a sub-harmonic processing unit 42.
Is input to both. Here, the bandpass filter 4 of the fundamental wave processing unit 41 is controlled by the system control unit 70.
11 is set to pass the component having the frequency f, and the bandpass filter 421 of the subharmonic processing unit 42 is set to pass the component having the frequency f / 2. The fundamental wave processing unit 41 generates A-mode data based on the fundamental wave component included in the input detection signal. Further, the sub-harmonic processing unit 42 generates A-mode data based on the sub-harmonic component included in the input detection signal.
【0032】ステップS2〜S5における超音波ビーム
の送受信は、超音波ビームの送信方向を変えながら、所
定の時間間隔毎に複数回繰り返される(ステップS
6)。ここで、超音波ビームを送信する時間間隔は、信
号発生器306における信号発生のタイミングにより制
御される。また、超音波ビームの送信方向は、送信駆動
回路307に与えられる遅延時間を制御することにより
変更され、これに対応して、反射波の受信方向も、受信
遅延回路309における遅延時間を制御することにより
変更される。The transmission and reception of the ultrasonic beam in steps S2 to S5 are repeated a plurality of times at predetermined time intervals while changing the transmission direction of the ultrasonic beam (step S5).
6). Here, the time interval for transmitting the ultrasonic beam is controlled by the timing of signal generation in the signal generator 306. Further, the transmission direction of the ultrasonic beam is changed by controlling the delay time given to the transmission drive circuit 307, and accordingly, the reception direction of the reflected wave also controls the delay time in the reception delay circuit 309. It will be changed by
【0033】基本波処理部41及びサブハーモニック処
理部42において生成されたAモードデータは、画像構
成部50に出力され、ステップS7において、1次記憶
部51の所定の領域にそれぞれ記憶される。ここで、1
次記憶部51の記憶領域は、システム制御部70に制御
されたアドレス制御部52により指定される。The A-mode data generated in the fundamental wave processing unit 41 and the sub-harmonic processing unit 42 are output to the image forming unit 50 and stored in predetermined areas of the primary storage unit 51 in step S7. Where 1
The storage area of the next storage unit 51 is specified by the address control unit 52 controlled by the system control unit 70.
【0034】ステップS2〜S6の音線走査を行うこと
により、1次記憶部51にはAモードデータが蓄積され
る(ステップS7)。1フレーム分のAモードデータ
は、フレームデータを構成する。フレームデータが所定
のフレーム分取得されると、ステップS8において、シ
ステム制御部70は、送信する超音波ビームの送信パワ
ーをe(n+1)に変えて(ステップS9)、再びステ
ップS2〜S5の音線走査を繰り返す。By performing the sound ray scanning in steps S2 to S6, A-mode data is accumulated in the primary storage unit 51 (step S7). A mode data for one frame constitutes frame data. When the frame data for a predetermined frame is acquired, in step S8, the system control unit 70 changes the transmission power of the ultrasonic beam to be transmitted to e (n + 1) (step S9), and again performs the sound in steps S2 to S5. Repeat line scanning.
【0035】ステップS2〜S6の音線走査により生成
されたAモードデータは、ステップS7において、1次
記憶部51の所定の領域に記憶される。設定されている
全ての送信パワーの超音波の送信が完了すると、ステッ
プS10における画像処理に移行する。このように、送
信する超音波の送信パワーを変更しながら、ステップS
2〜S7が必要なだけ繰り返される。なお、送信パワー
の変更は、1フレーム毎に行っても良いが、フレームレ
ートが高い場合には2〜3フレーム毎に行うことが望ま
しい。The A-mode data generated by the sound ray scanning in steps S2 to S6 is stored in a predetermined area of the primary storage unit 51 in step S7. When the transmission of the ultrasonic waves of all the set transmission powers is completed, the process proceeds to the image processing in step S10. As described above, while changing the transmission power of the ultrasonic wave to be transmitted, step S
Steps 2 to S7 are repeated as necessary. Note that the transmission power may be changed every frame, but when the frame rate is high, it is preferable to change the transmission power every two to three frames.
【0036】ここで、超音波撮像において、送信パワー
の異なる複数種類の超音波を用いる理由を述べる。図8
において、曲線Aは、血液中に注入されたマイクロバブ
ル造影剤の送信パワーに対するエコー強度を示してい
る。また、直線Bは、超音波が被検体内で散乱したり干
渉する等、様々な要因で発生する雑音の送信パワーに対
するエコー強度を示している。曲線Aに示すように、マ
イクロバブル造影剤の音響特性は、送信パワーが小さい
範囲ではエコー強度が送信パワーに対してほぼ線形的な
応答を示し、送信パワーがある値を越えると、急激にエ
コー強度が増すという特徴を有する。一方、直線Bに示
すように、雑音の強度は、広い範囲に渡って送信パワー
に対して線形的な応答を示す。従って、送信パワーe1
に基づいて作成されたフレームデータ及び送信パワーe
2に基づいて作成されたフレームデータにそれぞれ含ま
れる対応するデータの間で差分をとることにより、SN
比を改善することができる。Here, the reason why a plurality of types of ultrasonic waves having different transmission powers are used in ultrasonic imaging will be described. FIG.
, Curve A indicates the echo intensity with respect to the transmission power of the microbubble contrast agent injected into the blood. Further, a straight line B indicates the echo intensity with respect to the transmission power of noise generated due to various factors such as scattering or interference of the ultrasonic wave in the subject. As shown by the curve A, the acoustic characteristics of the microbubble contrast agent show that the echo intensity shows an almost linear response to the transmission power in a range where the transmission power is small, and the echo sharply increases when the transmission power exceeds a certain value. It has the feature of increasing strength. On the other hand, as shown by the straight line B, the noise intensity shows a linear response to the transmission power over a wide range. Therefore, the transmission power e 1
Frame data and transmission power e created based on
By taking the difference between the corresponding data included in each of the frame data created on the basis of 2, SN
The ratio can be improved.
【0037】再び図1及び図7を参照すると、ステップ
S10において、画像処理部53は、1次記憶部51に
記憶された複数のフレームデータに対して演算処理を施
し、Bモード画像データを算出する。まず、画像処理部
53は、送信パワーの異なる超音波に対するサブハーモ
ニック成分に基づいて得られた複数種類のフレームデー
タの中から、異なる送信パワーe1、e2(e2>e1)に
基づいて得られた2種類のフレームデータを抽出する。
このとき、抽出されたフレームデータの一方は、1次記
憶部51に記憶されたサブハーモニック成分に基づいて
得られた複数種類のフレームデータの中で、最大の輝度
を有するフレームデータであり、他方は、該複数種類の
フレームデータの中で、最小の輝度を有するフレームデ
ータであることが望ましい。次に、画像処理部53は、
抽出された2種類のフレームデータにそれぞれ含まれる
対応するデータD(e1)及びD(e2)を用いて、 D(e1,e2)=D(e2)−D(e1) によって求められる差に基づいて、差分画像データを算
出する。或いは、画像処理部53は、データD(e1)
及びD(e2)、正の係数K1及びK2を用いて、 D(e1,e2)=K2×D(e2)−K1×D(e1) に基づいて、差分画像データを算出しても良い。Referring again to FIG. 1 and FIG. 7, in step S10, the image processing section 53 performs arithmetic processing on a plurality of frame data stored in the primary storage section 51 to calculate B-mode image data. I do. First, the image processing unit 53 selects, based on different transmission powers e 1 and e 2 (e 2 > e 1 ), a plurality of types of frame data obtained based on sub-harmonic components for ultrasonic waves having different transmission powers. The two types of frame data obtained as described above are extracted.
At this time, one of the extracted frame data is the frame data having the maximum luminance among a plurality of types of frame data obtained based on the sub-harmonic components stored in the primary storage unit 51, and the other Is preferably the frame data having the minimum luminance among the plurality of types of frame data. Next, the image processing unit 53
Using the corresponding data D (e 1 ) and D (e 2 ) included in the extracted two types of frame data, respectively, D (e 1 , e 2 ) = D (e 2 ) −D (e 1 ) The difference image data is calculated based on the difference obtained by the above. Alternatively, the image processing unit 53 outputs the data D (e 1 )
And D (e 2 ) and the positive coefficients K 1 and K 2, the difference is calculated based on D (e 1 , e 2 ) = K 2 × D (e 2 ) −K 1 × D (e 1 ). Image data may be calculated.
【0038】なお、画像処理部53は、演算処理された
差分画像データに対して輝度変換しても良い。例えば、
輝度変換する際に用いられる定数として、1次記憶部に
記憶された複数種類のフレームデータに含まれるデータ
の中の最小輝度値と最大輝度値との平均値を用い、差分
画像データを輝度変換する。差分画像データ、又は、輝
度変換された差分画像データは、Bモード画像データを
表す。さらに、画像処理部53は、Bモード画像データ
に対し、補間、レスポンス変調処理、階調処理等の画像
処理を行う。画像処理部53は、基本波成分や高調波成
分に基づいて作成され、1次記憶部に記憶された複数種
類のフレームデータに対しても、同様の演算処理を行っ
ても良い。The image processing section 53 may perform luminance conversion on the difference image data that has been subjected to the arithmetic processing. For example,
As a constant used in the luminance conversion, the difference image data is subjected to the luminance conversion using an average value of the minimum luminance value and the maximum luminance value in the data included in the plural types of frame data stored in the primary storage unit. I do. The difference image data or the brightness-converted difference image data represents B-mode image data. Further, the image processing unit 53 performs image processing such as interpolation, response modulation processing, and gradation processing on the B-mode image data. The image processing unit 53 may perform the same arithmetic processing on a plurality of types of frame data created based on the fundamental wave component and the harmonic component and stored in the primary storage unit.
【0039】次に、ステップS11において、DSC5
4は、画像処理が施されたBモード画像データに対して
走査変換を行い、表示用の画像データを作成する。表示
用の画像データは、ステップS12において、2次記憶
部55に記憶される。Next, in step S11, the DSC 5
Reference numeral 4 performs scan conversion on the B-mode image data on which the image processing has been performed to create image data for display. The display image data is stored in the secondary storage unit 55 in step S12.
【0040】ステップS13において、表示部60は、
2次記憶部55に記憶された表示用の画像データに基づ
いて超音波画像を表示する。ここで、基本波成分に基づ
いて作成された超音波画像は、マイクロバブル造影剤や
周辺の臓器等を表す画像である。また、サブハーモニッ
ク成分に基づいて作成された超音波画像は、マイクロバ
ブル造影剤を強く表す画像である。従って、基本波成分
に基づいて作成された超音波画像とサブハーモニック成
分に基づいて作成された超音波画像とを並べて表示した
り、両者を重ねて表示することにより、被検体の内部に
おけるマイクロバブル造影剤の位置や動きを明確にする
ことができる。In step S13, the display unit 60
An ultrasonic image is displayed based on the display image data stored in the secondary storage unit 55. Here, the ultrasound image created based on the fundamental wave component is an image representing a microbubble contrast agent, a nearby organ, and the like. An ultrasonic image created based on the subharmonic component is an image that strongly represents a microbubble contrast agent. Therefore, by displaying an ultrasonic image created based on the fundamental wave component and an ultrasonic image created based on the sub-harmonic component side by side, or by superimposing and displaying the two, the microbubbles inside the subject are displayed. The position and movement of the contrast agent can be clarified.
【0041】なお、本実施形態においては、送信された
超音波の基本周波数の1/2の周波数を有するサブハー
モニック成分を用いたが、それ以外の周波数を有するサ
ブハーモニック成分を利用することもできる。その場合
は、サブハーモニック処理部42のバンドパスフィルタ
421が通過させる周波数を、例えばf/3のように設
定すれば良い。また、本実施形態においては、Bモード
画像の撮像について説明したが、サブハーモニックエコ
ーによるドップラーシフトを利用して動態画像を撮像す
ることもできる。In the present embodiment, a sub-harmonic component having a frequency half of the fundamental frequency of the transmitted ultrasonic wave is used, but a sub-harmonic component having a frequency other than that may be used. . In that case, the frequency passed by the band-pass filter 421 of the sub-harmonic processing unit 42 may be set to, for example, f / 3. Further, in the present embodiment, the imaging of the B-mode image has been described. However, the dynamic image can be captured using the Doppler shift caused by the subharmonic echo.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、超音
波撮像において、送信パワーの異なる複数種類の超音波
を送信することによって得られる超音波エコーに基づい
て画像を構成するので、超音波エコーに含まれる信号成
分と雑音との分離を向上し、SN比の高い超音波画像を
得ることができる。As described above, according to the present invention, in ultrasonic imaging, an image is formed based on ultrasonic echoes obtained by transmitting a plurality of types of ultrasonic waves having different transmission powers. It is possible to improve the separation between the signal component and the noise included in the ultrasonic echo and obtain an ultrasonic image with a high SN ratio.
【図1】本発明の一実施形態に係る超音波撮像装置の構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の超音波送受信部の構成を示すブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic transmission / reception unit of FIG. 1;
【図3】超音波ビームの走査方法(セクタスキャン)を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a scanning method (sector scan) of an ultrasonic beam.
【図4】超音波ビームの走査方法(リニアスキャン)を
示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a scanning method (linear scan) of an ultrasonic beam.
【図5】超音波ビームの走査方法(コンベックススキャ
ン)を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a scanning method (convex scan) of an ultrasonic beam.
【図6】図1の波形処理部の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a waveform processing unit in FIG. 1;
【図7】本発明の一実施形態に係る超音波撮像方法を示
すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an ultrasonic imaging method according to an embodiment of the present invention.
【図8】送信パワーに対するエコー強度の特性を示す図
である。FIG. 8 is a diagram illustrating characteristics of echo intensity with respect to transmission power.
10 被検体 20 超音波プローブ 30 超音波送受信部 40 波形処理部 41 基本波処理部 42 サブハーモニック処理部 50 画像構成部 51 1次記憶部 52 アドレス制御部 53 演算部 54 デジタルスキャンコンバータ(DSC) 55 2次記憶部 56 画像処理部 60 表示部 70 システム制御部 71 入力部 101 マイクロバブル造影剤 200 放射点 202 音線 206 2次元領域 301 送信遅延制御回路 302 送信パワー制御回路 303 送信周波数制御回路 304 受信感度制御回路 305 受信遅延制御回路 306 信号発生器 307 送信駆動回路 308 アンプ 307 受信遅延回路 309 加算部 310 送受信切換回路 411、421 バンドパスフィルタ 412、422 対数変換回路 413、423 検波回路 414、424 A/D変換器 Reference Signs List 10 subject 20 ultrasonic probe 30 ultrasonic transmitting / receiving unit 40 waveform processing unit 41 fundamental wave processing unit 42 subharmonic processing unit 50 image forming unit 51 primary storage unit 52 address control unit 53 arithmetic unit 54 digital scan converter (DSC) 55 Secondary storage unit 56 Image processing unit 60 Display unit 70 System control unit 71 Input unit 101 Microbubble contrast agent 200 Radiation point 202 Sound ray 206 Two-dimensional area 301 Transmission delay control circuit 302 Transmission power control circuit 303 Transmission frequency control circuit 304 Reception Sensitivity control circuit 305 Reception delay control circuit 306 Signal generator 307 Transmission drive circuit 308 Amplifier 307 Reception delay circuit 309 Addition unit 310 Transmission / reception switching circuit 411, 421 Bandpass filter 412, 422 Logarithmic conversion circuit 413, 423 Detection circuit 4 4,424 A / D converter
Claims (14)
する複数種類の超音波を被検体に送信し、被検体から反
射される超音波を検出して複数種類の検出信号を得るス
テップ(a)と、 ステップ(a)において得られた複数種類の検出信号
に、第2の周波数を有する成分を通過させるバンドパス
処理を施すステップ(b)と、 ステップ(b)において処理された複数種類の検出信号
に基づいて複数種類の画像データを得るステップ(c)
と、 ステップ(c)において得られた複数種類の画像データ
を用いて演算を行うことにより新たな画像データを算出
するステップ(d)と、を具備する超音波撮像方法。A step of transmitting a plurality of types of ultrasonic waves having a plurality of transmission powers and a first frequency to a subject, detecting the ultrasound reflected from the subject, and obtaining a plurality of types of detection signals; ), A step (b) of performing band-pass processing for passing a component having the second frequency to the plurality of types of detection signals obtained in step (a), and a plurality of types of detection signals processed in step (b). Step (c) of obtaining a plurality of types of image data based on the detection signal
And (d) calculating new image data by performing an operation using a plurality of types of image data obtained in step (c).
び第1の周波数を有する超音波を走査することにより検
出信号を得るステップを、送信する超音波の送信パワー
を変化させながら複数回繰り返すことにより複数種類の
検出信号を得ることを含み、 ステップ(c)が、ステップ(b)において処理された
複数種類の検出信号に基づいて複数種類のフレームデー
タを得ることを含み、 ステップ(d)が、ステップ(c)において得られた複
数種類のフレームデータを用いて演算を行うことにより
新たなフレームデータを算出することを含む、請求項1
記載の超音波撮像方法。2. The step (a) of obtaining a detection signal by scanning an ultrasonic wave having a predetermined transmission power and a first frequency is repeated a plurality of times while changing the transmission power of the ultrasonic wave to be transmitted. Step (c) includes obtaining a plurality of types of frame data based on the plurality of types of detection signals processed in step (b), and step (d). 2. calculating new frame data by performing an operation using a plurality of types of frame data obtained in step (c).
The ultrasonic imaging method according to the above.
信パワーを2又は3フレームの周期で変更することを含
む、請求項2記載の超音波撮像方法。3. The ultrasonic imaging method according to claim 2, wherein step (a) includes changing the transmission power of the ultrasonic wave to be transmitted at a cycle of 2 or 3 frames.
対し、f2=mf1(mは自然数)で表される第2の周波
数f2を有する成分を通過させるバンドパス処理を施す
ことを含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の超音波
撮像方法。4. A step (b) includes a band-pass process for passing a component having a second frequency f 2 represented by f 2 = mf 1 (m is a natural number) for the first frequency f 1. The ultrasonic imaging method according to any one of claims 1 to 3, comprising performing.
れたマイクロバブル造影剤により反射されるサブハーモ
ニックエコー成分であって、第1の周波数f 1に対し、
f2=(m/n)f1(m、nは自然数、ただし、m/n
は整数でない)で表される第2の周波数f2を有する成
分を通過させるバンドパス処理を施すことを含む、請求
項1〜3のいずれか1項記載の超音波撮像方法。5. The method as claimed in claim 5, wherein the step (b) is performed by injecting the injection
Sub-harmonic reflected by the trapped microbubble contrast agent
Nick echo component, the first frequency f 1Against
fTwo= (M / n) f1(M and n are natural numbers, where m / n
Is not an integer).TwoHaving
Billing, including performing bandpass processing to pass through minutes
Item 4. The ultrasonic imaging method according to any one of Items 1 to 3.
の超音波を送受信することにより得られた2種類の画像
データD(e1)、D(e2)を用いて新たな画像データ
を算出するステップであって、画像データD(e1,
e2)を、 D(e1,e2)=D(e2)−D(e1) として算出するステップを含む、請求項1〜5のいずれ
か1項記載の超音波撮像方法。6. The method according to claim 1, wherein the step (d) comprises transmitting powers e 1 and e 2.
Calculating new image data using the two types of image data D (e 1 ) and D (e 2 ) obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave, and the image data D (e 1 ,
The e 2), D (e 1 , e 2) = D (e 2) -D ( including the step of calculating as e 1), ultrasonic imaging method according to any one of claims 1-5.
の超音波を送受信することにより得られた2種類の画像
データD(e1)、D(e2)を用いて新たな画像データ
を算出するステップであって、画像データD(e1,
e2)を、正の係数K1、K2を用いて、 D(e1,e2)=K2×D(e2)−K1×D(e1) として算出するステップを含む、請求項1〜5のいずれ
か1項記載の超音波撮像方法。7. Step (d) includes transmitting powers e 1 and e 2.
Calculating new image data using the two types of image data D (e 1 ) and D (e 2 ) obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave, and the image data D (e 1 ,
The e 2), using a positive coefficient K 1, K 2, comprising the step of calculating the D (e 1, e 2) = K 2 × D (e 2) -K 1 × D (e 1), An ultrasonic imaging method according to claim 1.
れ、所定の送信パワー及び第1の周波数を有する超音波
を被検体に送信すると共に、被検体から反射される超音
波を受信して検出信号を出力する超音波送受信手段と、 前記超音波送受信手段から出力された検出信号に、第2
の周波数を有する成分を通過させるバンドパス処理を施
して画像データを得る信号処理手段と、 送信パワーを変化させるように前記超音波送受信手段を
制御する制御手段と、 送信パワーを変化させながら超音波を送受信することに
より得られる複数種類の画像データを記憶する記憶手段
と、 前記記憶手段に記憶された複数種類の画像データを用い
て演算を行うことにより新たな画像データを算出する演
算手段と、を具備する超音波撮像装置。8. An ultrasonic transducer having a plurality of ultrasonic transducers arranged therein, transmitting ultrasonic waves having a predetermined transmission power and a first frequency to a subject, receiving ultrasonic waves reflected from the subject, and generating a detection signal. An ultrasonic transmitting / receiving unit for outputting, and a second detection signal output from the ultrasonic transmitting / receiving unit,
Signal processing means for obtaining image data by performing band-pass processing for passing a component having the following frequency: control means for controlling the ultrasonic transmission / reception means so as to change transmission power; and ultrasonic waves while changing transmission power. A storage unit that stores a plurality of types of image data obtained by transmitting and receiving, and an operation unit that calculates new image data by performing an operation using the plurality of types of image data stored in the storage unit, An ultrasonic imaging apparatus comprising:
ながら超音波を走査することにより得られた複数種類の
フレームデータを記憶し、 前記演算手段が、前記記憶手段に記憶された複数種類の
フレームデータを用いて演算を行うことにより新たなフ
レームデータを算出することを特徴とする請求項8記載
の超音波撮像装置。9. The storage unit stores a plurality of types of frame data obtained by scanning an ultrasonic wave while changing transmission power, and the arithmetic unit stores a plurality of types of frame data stored in the storage unit. 9. The ultrasonic imaging apparatus according to claim 8, wherein new frame data is calculated by performing an operation using the frame data.
信パワーを2又は3フレームの周期で変更するように前
記超音波送受信手段を制御することを特徴とする請求項
8又は9記載の超音波撮像装置。10. The ultrasonic transmission apparatus according to claim 8, wherein said control means controls said ultrasonic transmission / reception means so as to change the transmission power of the ultrasonic wave to be transmitted at a cycle of 2 or 3 frames. Sound wave imaging device.
1に対し、f2=mf 1(mは自然数)で表される第2の
周波数f2を有する成分を通過させるバンドパス処理を
施すことを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項記
載の超音波撮像装置。11. The signal processing means according to claim 1, wherein
1For fTwo= Mf 1(M is a natural number)
Frequency fTwoBand-pass processing to pass components having
11. The method according to claim 8, wherein the application is performed.
On-board ultrasonic imaging device.
入されたマイクロバブル造影剤により反射されるサブハ
ーモニックエコー成分であって、第1の周波数f1に対
し、f2=(m/n)f1(m、nは自然数、ただし、m
/nは整数でない)で表される第2の周波数f2を有す
る成分を通過させるバンドパス処理を施すことを特徴と
する請求項8〜10のいずれか1項記載の超音波撮像装
置。12. The signal processing means according to claim 1, wherein the sub-harmonic echo component reflected by the microbubble contrast agent injected into the subject in advance is f 2 = (m / n) for the first frequency f 1. ) F 1 (m and n are natural numbers, where m
The ultrasonic imaging apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein bandpass processing is performed to pass a component having a second frequency f2 represented by (/ n is not an integer).
された送信パワーe 1、e2の超音波を送受信することに
より得られた2種類の画像データD(e1)、D(e2)
を用いて、演算処理後の画像データD(e1,e2)を、 D(e1,e2)=D(e2)−D(e1) として算出することを特徴とする請求項8〜12のいず
れか1項記載の超音波撮像装置。13. The method according to claim 12, wherein the calculating means stores the information in the storage means.
Transmission power e 1, ETwoTransmitting and receiving ultrasonic waves
Two types of image data D (e1), D (eTwo)
Is used to calculate the image data D (e1, ETwo) With D (e1, ETwo) = D (eTwo) -D (e1The method according to any one of claims 8 to 12, wherein:
2. The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1.
された送信パワーe 1、e2の超音波を送受信することに
より得られた2種類の画像データD(e1)、D(e2)
を用いて、演算処理後の画像データD(e1,e2)を、
正の係数K1、K2を用いて、 D(e1,e2)=K2×D(e2)−K1×D(e1) として算出することを特徴とする請求項8〜12のいず
れか1項記載の超音波撮像装置。14. The computer according to claim 1, wherein said calculating means stores the data in said storing means.
Transmission power e 1, ETwoTransmitting and receiving ultrasonic waves
Two types of image data D (e1), D (eTwo)
Is used to calculate the image data D (e1, ETwo),
Positive coefficient K1, KTwoUsing D (e1, ETwo) = KTwo× D (eTwo) -K1× D (e1The method according to any one of claims 8 to 12, wherein:
2. The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105702A JP2002301072A (en) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Ultrasonic imaging method and apparatus |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005315636A (en) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Tohoku Univ | Closed crack quantitative evaluation method and closed crack quantitative evaluation apparatus |
| JP2009279265A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic instrument, image processor, diagnostic method with the instrument, and diagnostic program |
| JP2010249637A (en) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Yokogawa Electric Corp | Fluid state detection method and state detection device |
| JP2014134462A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Tohoku Univ | Visualization method of structure defect, visualization device for structure defect, and visualization device for air bubbles or lesion region |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105702A patent/JP2002301072A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| JP2005315636A (en) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Tohoku Univ | Closed crack quantitative evaluation method and closed crack quantitative evaluation apparatus |
| JP2009279265A (en) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic instrument, image processor, diagnostic method with the instrument, and diagnostic program |
| JP2010249637A (en) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Yokogawa Electric Corp | Fluid state detection method and state detection device |
| JP2014134462A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Tohoku Univ | Visualization method of structure defect, visualization device for structure defect, and visualization device for air bubbles or lesion region |
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