JP2025110771A - Ultrasound diagnostic device, drive signal generation method, and drive signal generation program - Google Patents
Ultrasound diagnostic device, drive signal generation method, and drive signal generation programInfo
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置、駆動信号生成方法および駆動信号生成プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasound diagnostic device, a drive signal generation method, and a drive signal generation program.
従来、超音波探触子により、被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの反射波を受信することにより、被検体の内部の検査を行うことが可能な超音波診断装置が普及している。 Conventionally, ultrasound diagnostic devices have become widespread, capable of examining the interior of a subject by transmitting ultrasound waves toward the subject using an ultrasound probe and receiving reflected waves from the subject.
超音波診断装置では、パルス信号に基づく駆動信号が入力されることで、超音波が発生する。例えば、特許文献1には、超音波探触子(超音波発生手段)の駆動信号のデューティー比を可変とすることが可能な装置が開示されている。 In an ultrasound diagnostic device, ultrasonic waves are generated by inputting a drive signal based on a pulse signal. For example, Patent Document 1 discloses a device that can vary the duty ratio of the drive signal for an ultrasound probe (ultrasound generating means).
しかしながら、超音波探触子の周波数帯域よりも高い周波数成分(高周波成分)が駆動信号に含まれた場合、当該駆動信号に基づく電磁波の高周波成分が不要輻射として放出される可能性がある。EMC試験の規格値を超えるような不要輻射が放出される場合、装置への駆動電圧の制限をかける必要が生じる。装置への駆動電圧の制限をかけると、超音波に基づく診断画像の劣化につながるおそれがある。 However, if the drive signal contains frequency components (high-frequency components) higher than the frequency band of the ultrasound probe, the high-frequency components of the electromagnetic waves based on the drive signal may be emitted as unwanted radiation. If unwanted radiation is emitted that exceeds the EMC test standard values, it becomes necessary to limit the drive voltage to the device. Limiting the drive voltage to the device may lead to degradation of ultrasound-based diagnostic images.
本発明の目的は、不要輻射に基づく診断画像の劣化を抑制することが可能な超音波診断装置、駆動信号生成方法および駆動信号生成プログラムを提供することである。 The object of the present invention is to provide an ultrasound diagnostic device, a drive signal generation method, and a drive signal generation program that can suppress degradation of diagnostic images due to unwanted radiation.
本発明に係る超音波診断装置は、
超音波探触子を駆動するためのパルス信号に基づく駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号を前記超音波探触子に送信する送信部と、
を備え、
前記パルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれは、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含み、
前記駆動信号生成部は、休止区間の幅が互いに異なるように、前記複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を前記駆動信号として生成する。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises:
a drive signal generating unit that generates a drive signal based on a pulse signal for driving the ultrasonic probe;
a transmitter that transmits the drive signal to the ultrasonic probe;
Equipped with
each of the plurality of half-wave sections constituting the pulse signal includes one or more transmission sections and one or more pause sections;
The drive signal generating section generates, as the drive signal, a modulated drive signal in which at least two of the plurality of half-wave sections have different widths so that the widths of the pause sections are different from each other.
本発明に係る駆動信号生成方法は、
超音波診断装置における駆動信号生成方法であって、
超音波探触子を駆動するためのパルス信号に基づく駆動信号を生成することと、
前記駆動信号を前記超音波探触子に送信することと、
を有し、
前記パルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれは、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含み、
前記駆動信号を生成することにおいて、休止区間の幅が互いに異なるように、前記複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を前記駆動信号として生成する。
A drive signal generating method according to the present invention includes:
A method for generating a driving signal in an ultrasound diagnostic apparatus, comprising:
generating a drive signal based on the pulse signal for driving the ultrasonic probe;
transmitting the drive signal to the ultrasound probe;
and
each of the plurality of half-wave sections constituting the pulse signal includes one or more transmission sections and one or more pause sections;
In generating the drive signal, a modulated drive signal is generated as the drive signal, in which at least two of the plurality of half-wave sections have different widths so that the widths of the pause sections are different from each other.
本発明に係る駆動信号生成プログラムは、
超音波診断装置における駆動信号生成プログラムであって、
コンピューターに、
超音波探触子を駆動するためのパルス信号に基づく駆動信号を生成する処理と、
前記駆動信号を前記超音波探触子に送信する処理と、
を実行させ、
前記パルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれは、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含み、
前記駆動信号を生成する処理は、休止区間の幅が互いに異なるように、前記複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を前記駆動信号として生成する処理を含む。
A drive signal generation program according to the present invention includes:
A drive signal generation program for an ultrasound diagnostic apparatus,
On the computer,
A process of generating a drive signal based on a pulse signal for driving an ultrasonic probe;
transmitting the drive signal to the ultrasound probe;
Execute
each of the plurality of half-wave sections constituting the pulse signal includes one or more transmission sections and one or more pause sections;
The process of generating the drive signal includes a process of generating, as the drive signal, a modulated drive signal in which at least two of the plurality of half-wave sections have different widths so that the widths of the pause sections are different from each other.
本発明によれば、不要輻射に基づく診断画像の劣化を抑制することができる。 This invention makes it possible to suppress degradation of diagnostic images due to unwanted radiation.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置100の概略構成を示す図である。図2は、超音波診断装置100の主要な機能構成を示すブロック図である。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing the general configuration of an ultrasound diagnostic device 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the main functional configuration of the ultrasound diagnostic device 100.
図1に示すように、超音波診断装置100は、画像生成装置10と、超音波探触子30とを備える。画像生成装置10には、操作入力部18と、表示部19とが設けられており、ケーブル40を介して超音波探触子30と接続されている。 As shown in FIG. 1, the ultrasound diagnostic device 100 includes an image generating device 10 and an ultrasound probe 30. The image generating device 10 is provided with an operation input unit 18 and a display unit 19, and is connected to the ultrasound probe 30 via a cable 40.
画像生成装置10は、操作入力部18に対する操作者の入力操作に基づき、超音波探触子30に対し超音波を送信させるための駆動信号を出力する。また、画像生成装置10は、超音波探触子30から反射超音波の受信に係る受信信号を取得して各種処理を行い、超音波画像を生成して表示部19に表示させる。 The image generating device 10 outputs a drive signal to the ultrasound probe 30 to transmit ultrasound waves based on input operations by the operator via the operation input unit 18. The image generating device 10 also acquires received signals relating to the reception of reflected ultrasound waves from the ultrasound probe 30, performs various processes, and generates an ultrasound image to display on the display unit 19.
図2に示すように、画像生成装置10は、波形決定部11と、駆動信号生成部12と、受信信号処理部13と、送受信部14と、制御部15と、画像処理部16と、記憶部17と、操作入力部18と、表示部19とを備えている。 As shown in FIG. 2, the image generating device 10 includes a waveform determining unit 11, a drive signal generating unit 12, a received signal processing unit 13, a transmitting/receiving unit 14, a control unit 15, an image processing unit 16, a memory unit 17, an operation input unit 18, and a display unit 19.
波形決定部11は、超音波探触子30を駆動するための駆動信号(パルス信号)の波形を決定する。波形決定部11は、超音波探触子30の送信特性に合わせた駆動波形を決定する。波形決定部11は、表示モードに対応した駆動波形を、波形情報記憶部111に予め記憶された波形情報を用いて決定する。波形情報記憶部111には、表示モード毎の送信電圧の候補と、その送信電圧に対応した送信波形とが予め関連付けられた波形情報が記憶されている。 The waveform determination unit 11 determines the waveform of the drive signal (pulse signal) for driving the ultrasound probe 30. The waveform determination unit 11 determines a drive waveform that matches the transmission characteristics of the ultrasound probe 30. The waveform determination unit 11 determines a drive waveform corresponding to a display mode using waveform information pre-stored in the waveform information storage unit 111. The waveform information storage unit 111 stores waveform information that pre-associates candidate transmission voltages for each display mode with transmission waveforms corresponding to those transmission voltages.
駆動信号生成部12は、波形決定部11が決定した波形、および送信条件に基づいて、駆動信号を生成する。送信条件は、例えば記憶部17に記憶されている、または操作入力部18を介した操作者の操作により入力される。送信条件には、例えば、送信開口、焦点位置、送信間隔、および送信電圧などが含まれる。駆動信号生成部12により生成される駆動信号の詳細については後述する。 The drive signal generation unit 12 generates a drive signal based on the waveform determined by the waveform determination unit 11 and the transmission conditions. The transmission conditions are stored, for example, in the memory unit 17, or are input by an operator via the operation input unit 18. The transmission conditions include, for example, the transmission aperture, focal position, transmission interval, and transmission voltage. Details of the drive signal generated by the drive signal generation unit 12 will be described later.
駆動信号生成部12は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、パルス幅設定部、および、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、パルス信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、送信条件に基づく送信電圧の矩形波パルスを発生させる回路である。パルス幅設定部は、送信条件に含まれる送信波形に基づいてパルス発生回路から出力されるパルスのパルス幅を設定する。パルス発生回路で生成された矩形波パルスは、パルス幅設定部への入力前または入力後に、超音波探触子30の個々の振動子31毎に異なる配線経路に分離される。遅延回路は、生成された矩形波パルスを各振動子31に送信するタイミングに応じて、これらの配線経路毎に設定された遅延時間それぞれ遅延させて出力させる回路である。 The drive signal generation unit 12 includes, for example, a clock generation circuit, a pulse generation circuit, a pulse width setting unit, and a delay circuit. The clock generation circuit generates a clock signal that determines the transmission timing and transmission frequency of the pulse signal. The pulse generation circuit generates a rectangular wave pulse of a transmission voltage based on the transmission conditions. The pulse width setting unit sets the pulse width of the pulse output from the pulse generation circuit based on the transmission waveform included in the transmission conditions. The rectangular wave pulse generated by the pulse generation circuit is separated into different wiring paths for each individual transducer 31 of the ultrasound probe 30 before or after input to the pulse width setting unit. The delay circuit delays the generated rectangular wave pulse by a delay time set for each of these wiring paths, depending on the timing of transmission to each transducer 31, and outputs it.
パルス発生回路は、複数波数を有し、3値(+V、0、-V)、または5値(+V1、+V2、0、-V2、-V1)を有する矩形波パルスを発生させることができる。 The pulse generating circuit has multiple wave numbers and can generate rectangular wave pulses with three values (+V, 0, -V) or five values (+V1, +V2, 0, -V2, -V1).
また、パルス発生回路は、発生させるパルスの立ち上がり時間および立ち下がり時間の少なくとも一方を任意に変更することができるものであることが望ましい。パルス発生回路は、表示モードに合わせて立ち上がり時間および立ち下がり時間の少なくとも一方を任意に変更することが望ましい。 It is also desirable that the pulse generating circuit be capable of arbitrarily changing at least one of the rise time and fall time of the pulses it generates.It is also desirable that the pulse generating circuit be capable of arbitrarily changing at least one of the rise time and fall time in accordance with the display mode.
具体例を挙げて説明する。表示モードがBモードの場合、立ち上がり時間、立ち下がり時間を比較的短くして細かくコントロールすることが好ましい。一方、表示モードがパルスドプラモード、カラードプラモードおよびCWD(continuous wave doppler)モードの場合、Bモードと異なり、低周波の限られた範囲の周波数が使用される。この場合、高周波域の周波数成分は、不要な発熱や電磁波規制の要因となるため、立ち上がり時間、立ち下がり時間を比較的長くして高調波の発生を抑えることが好ましい。 This will be explained using a specific example. When the display mode is B-mode, it is preferable to make the rise and fall times relatively short and to control them precisely. On the other hand, when the display mode is pulse Doppler mode, color Doppler mode, or CWD (continuous wave doppler) mode, unlike B-mode, a limited range of low frequencies is used. In this case, because frequency components in the high-frequency range can cause unnecessary heat generation and violate electromagnetic wave regulations, it is preferable to make the rise and fall times relatively long to suppress the generation of harmonics.
受信信号処理部13は、制御部15の制御に従って超音波探触子30から入力された受信信号を取得する回路である。受信信号処理部13は、例えば、増幅器、A/D変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、超音波探触子30の各振動子31により受信された超音波に応じた受信信号をあらかじめ設定された所定の増幅率でそれぞれ増幅する回路である。A/D変換回路は、増幅された受信信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する回路である。整相加算回路は、A/D変換された受信信号に対して、振動子31毎に対応した配線経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算(整相加算)して音線データを生成する回路である。 The received signal processing unit 13 is a circuit that acquires received signals input from the ultrasonic probe 30 under the control of the control unit 15. The received signal processing unit 13 includes, for example, an amplifier, an A/D conversion circuit, and a phasing and summing circuit. The amplifier amplifies received signals corresponding to ultrasonic waves received by each transducer 31 of the ultrasonic probe 30 at a predetermined amplification factor. The A/D conversion circuit converts the amplified received signals into digital data at a predetermined sampling frequency. The phasing and summing circuit adjusts the time phase of the A/D converted received signals by applying a delay time to each wiring path corresponding to each transducer 31, and then adds these signals (phasing and summing) to generate sound ray data.
送受信部14は、制御部15の制御に基づいて、振動子31から超音波を発振する場合、駆動信号生成部12により生成された駆動信号を振動子31(超音波探触子30)に送信する。送受信部14は、振動子31が射出した超音波に係る信号を取得する場合、受信信号を受信信号処理部13に出力する。送受信部14は、本発明の「送信部」に対応する。 When the transmitter/receiver 14 causes the transducer 31 to emit ultrasound waves under the control of the controller 15, it transmits the drive signal generated by the drive signal generator 12 to the transducer 31 (ultrasound probe 30). When the transmitter/receiver 14 acquires a signal related to the ultrasound waves emitted by the transducer 31, it outputs a received signal to the received signal processor 13. The transmitter/receiver 14 corresponds to the "transmitter" of the present invention.
制御部15は、CPU151(Central Processing Unit)、HDD152(Hard Disk Drive)、およびRAM153(Random Access Memory)等を備えている。CPU151は、HDD152に記憶されている各種プログラムを読み出してRAM153に展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置100の各部の動作を統括制御する。HDD152は、超音波診断装置100を動作させる制御プログラムおよび各種処理プログラム、各種設定データ、超音波診断装置100で生成された画像ファイルなどを記憶する。これらのプログラムや設定データは、HDD152の他、例えば、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーを用いた補助記憶装置に読み書き更新可能に記憶させることとしても良い。RAM153は、SRAMやDRAMなどの揮発性メモリーであり、CPU151に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。制御部15を有する超音波診断装置100は、一種のコンピューターであると言える。 The control unit 15 includes a CPU 151 (Central Processing Unit), a HDD 152 (Hard Disk Drive), and a RAM 153 (Random Access Memory). The CPU 151 reads various programs stored in the HDD 152, loads them into the RAM 153, and controls the operation of each component of the ultrasound diagnostic device 100 in accordance with the loaded programs. The HDD 152 stores control programs and various processing programs that operate the ultrasound diagnostic device 100, various setting data, image files generated by the ultrasound diagnostic device 100, and the like. These programs and setting data may be stored in the HDD 152 or in an auxiliary storage device using nonvolatile memory such as flash memory in a readable, writable, and updatable manner. The RAM 153 is a volatile memory such as an SRAM or DRAM, and provides working memory space for the CPU 151 and stores temporary data. The ultrasound diagnostic device 100 with the control unit 15 can be considered a type of computer.
画像処理部16は、超音波の受信データに基づく超音波画像を生成するための演算処理を行う。この超音波画像には、表示部19に実時間で表示させる画像データやその一連の動画データ、スナップショットの静止画データなどが含まれる。なお、この演算処理はCPU151により行われる構成であっても良い。 The image processing unit 16 performs arithmetic processing to generate an ultrasound image based on the received ultrasound data. This ultrasound image includes image data to be displayed in real time on the display unit 19, a series of video data thereof, and snapshot still image data. Note that this arithmetic processing may be performed by the CPU 151.
記憶部17は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリーである。あるいは、高速書き換えが可能な各種不揮発性メモリーであっても良い。記憶部17には、超音波診断装置100の動作に必要な種々のデータ、プログラムなどが記憶されている。 The storage unit 17 is, for example, a volatile memory such as a dynamic random access memory (DRAM). Alternatively, it may be any type of non-volatile memory that can be rewritten at high speed. The storage unit 17 stores various data, programs, and the like required for the operation of the ultrasound diagnostic device 100.
また、記憶部17は、画像処理部16で処理されたリアルタイム表示用の超音波画像の画像データをフレーム単位で記憶する。記憶部17に記憶された画像データは、制御部15の制御に従って読み出され、表示部19に送信されたり、通信部(図示略)を介して超音波診断装置100の外部に出力されたりする。このとき、表示部19の表示方式がテレビジョン方式の場合には、記憶部17と表示部19との間にDSC(Digital Signal Converter:図示略)が設けられて、走査フォーマットが変換された後に出力されれば良い。 The storage unit 17 also stores, in frame units, image data of ultrasound images for real-time display that have been processed by the image processing unit 16. The image data stored in the storage unit 17 is read out under the control of the control unit 15, and is sent to the display unit 19 or output to the outside of the ultrasound diagnostic device 100 via a communication unit (not shown). In this case, if the display system of the display unit 19 is a television system, a DSC (Digital Signal Converter: not shown) can be provided between the storage unit 17 and the display unit 19, and the image can be output after the scan format has been converted.
操作入力部18は、押しボタンスイッチ、キーボード、マウス、タッチパッド、もしくはトラックボール、または、これらの組み合わせを備えており、操作者の入力操作を操作信号に変換して制御部15に出力する。操作入力部18としてのタッチパッドは、表示部19に重ね合わされてタッチパネルを構成しても良い。 The operation input unit 18 includes a push button switch, keyboard, mouse, touchpad, or trackball, or a combination of these, and converts input operations by the operator into operation signals and outputs them to the control unit 15. The touchpad serving as the operation input unit 18 may be overlaid on the display unit 19 to form a touch panel.
表示部19は、所定の表示画面とその駆動部を備える。所定の表示画面は、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、無機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ等、種々の表示方式のうちの何れかである。表示部19は、CPU151から出力された制御信号や、画像処理部16で生成された画像データに従って表示画面(各表示画素)の駆動信号を生成する。そして、表示部19は、表示画面上に超音波診断に係るメニュー、ステータスや、受信された超音波に基づく超音波画像などの計測データの表示を行う。 The display unit 19 has a predetermined display screen and its driver. The predetermined display screen is one of various display methods, such as an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electro-Luminescence) display, an inorganic EL display, a plasma display, or a CRT (Cathode Ray Tube) display. The display unit 19 generates drive signals for the display screen (each display pixel) in accordance with control signals output from the CPU 151 and image data generated by the image processing unit 16. The display unit 19 then displays on the display screen menus and status related to ultrasound diagnosis, as well as measurement data such as ultrasound images based on received ultrasound.
これらの操作入力部18や表示部19は、画像生成装置10の筐体に一体となって設けられたものであっても良いし、USBケーブルなどを介して外部に取り付けられるものであっても良い。また、画像生成装置10に操作入力端子や表示出力端子が設けられていれば、これらの端子に従来の操作用および表示用の周辺機器を接続して利用するものであっても良い。 The operation input unit 18 and display unit 19 may be integrated into the housing of the image generation device 10, or may be attached externally via a USB cable or the like. Furthermore, if the image generation device 10 is provided with operation input terminals and display output terminals, these terminals may be used by connecting conventional operation and display peripheral devices.
超音波探触子30は、超音波(例えば1~30MHz程度)を発振して生体などの被検体に対して送信(射出)する。また、超音波探触子30は、送信した超音波のうち被検体で反射された反射波(エコー)を受信して電気信号に変換する音響センサーとして機能する。この超音波探触子30は、超音波を送受信する複数の振動子31の配列である振動子配列310を備えている。 The ultrasound probe 30 oscillates and transmits (emits) ultrasound waves (for example, approximately 1 to 30 MHz) to a subject such as a living organism. The ultrasound probe 30 also functions as an acoustic sensor that receives reflected waves (echoes) from the subject and converts them into electrical signals. This ultrasound probe 30 is equipped with a transducer array 310, which is an array of multiple transducers 31 that transmit and receive ultrasound waves.
振動子配列310は、圧電体と、当該圧電体の変形(伸縮)により電荷が現れる圧電体の両端に設けられた電極とを有する圧電素子を備えた複数の振動子31の配列である。振動子31に電圧パルス(駆動信号)が供給されることで各圧電体に生じる電界に応じて圧電体が変形し、超音波が発信される。また、振動子31に所定の周波数帯の超音波が入射すると、その音圧により圧電体の厚さが変動(振動)することで当該変動量に応じた電荷が圧電体の厚さ変動方向両端に現れ、圧電素子両端の電極には、当該電荷に応じた量の電荷が誘起される。 The transducer array 310 is an array of multiple transducers 31 each equipped with a piezoelectric element having a piezoelectric body and electrodes at both ends of the piezoelectric body where a charge appears due to deformation (expansion and contraction) of the piezoelectric body. When a voltage pulse (drive signal) is supplied to the transducers 31, the piezoelectric body deforms in response to the electric field generated in each piezoelectric body, and ultrasonic waves are emitted. Furthermore, when ultrasonic waves of a predetermined frequency band are incident on the transducers 31, the sound pressure causes the thickness of the piezoelectric body to fluctuate (vibrate), and electric charges corresponding to the amount of fluctuation appear at both ends of the piezoelectric body in the thickness fluctuation direction, and an amount of charge corresponding to the electric charge is induced in the electrodes at both ends of the piezoelectric element.
超音波探触子30の振動子配列310には、例えば、所定の振動子配列方向に1次元配列された百個前後から数百個の振動子31が含まれる。あるいは、振動子31は、振動子配列方向と直交する方向にも配列されて2次元配列されていても良い。また、振動子31の個数は任意に設定されても良い。 The transducer array 310 of the ultrasound probe 30 includes, for example, around one hundred to several hundred transducers 31 arranged one-dimensionally in a predetermined transducer array direction. Alternatively, the transducers 31 may be arranged two-dimensionally in a direction perpendicular to the transducer array direction. Furthermore, the number of transducers 31 may be set arbitrarily.
超音波探触子30は、駆動信号生成部12からの駆動信号に基づきこれらの振動子31のうちの連続する一組の振動子31から超音波を送信する。そして、超音波を発生させる毎に超音波を送信する振動子31の組を振動子配列方向に所定数の振動子31の分だけずらすことで、振動子配列方向に平行な走査方向SD(図2参照)に走査(スキャン)を行う。また、超音波探触子30としては、さまざまな走査方式のうちのいずれの方式が採用されても良い。走査方式には、リニア電子走査方式、セクター電子走査方式、コンベックス電子走査方式等の各種電子走査方式や、リニア走査方式、セクター走査方式、アーク走査方式、ラジアル走査方式等が含まれる。 The ultrasonic probe 30 transmits ultrasonic waves from a set of consecutive transducers 31 based on a drive signal from the drive signal generator 12. Each time an ultrasonic wave is generated, the set of transducers 31 transmitting the ultrasonic waves is shifted in the transducer array direction by a predetermined number of transducers 31, thereby performing a scan in a scanning direction SD (see Figure 2) parallel to the transducer array direction. The ultrasonic probe 30 may employ any of a variety of scanning methods. Scanning methods include various electronic scanning methods such as linear electronic scanning, sector electronic scanning, and convex electronic scanning, as well as linear scanning, sector scanning, arc scanning, and radial scanning.
また、この超音波診断装置100は、診断対象に応じて異なる複数の超音波探触子30のいずれかを画像生成装置10に接続して利用可能な構成としても良い。 Furthermore, this ultrasound diagnostic device 100 may be configured so that one of multiple different ultrasound probes 30 can be connected to the image generating device 10 and used depending on the diagnostic subject.
ケーブル40は、その一端に画像生成装置10とのコネクター(図示略)を有し、超音波探触子30は、このケーブル40により画像生成装置10に対して着脱可能に構成されている。 The cable 40 has a connector (not shown) at one end for connection to the image generating device 10, and the ultrasound probe 30 is configured to be attachable and detachable to the image generating device 10 via this cable 40.
次に、駆動信号生成部12により生成される駆動信号の詳細について説明する。 Next, we will explain in detail the drive signal generated by the drive signal generation unit 12.
本実施の形態では、駆動信号生成部12は、超音波探触子30を駆動するためのパルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれが、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含むような変調駆動信号(例えば、図3A参照)を生成する。 In this embodiment, the drive signal generation unit 12 generates a modulated drive signal (see, for example, Figure 3A) in which each of the multiple half-wave sections that make up the pulse signal for driving the ultrasound probe 30 includes one or more transmission sections and one or more pause sections.
半波区間は、パルス信号における半波長分の区間である。送信区間は、パルス信号のハイ期間(+側のハイ期間および-側のハイ期間を含む。)となる区間である。休止区間は、パルス信号のロー期間となる区間である。 A half-wave section is a section of half the wavelength of a pulse signal. A transmission section is a section that is the high period of a pulse signal (including the high period on the positive side and the high period on the negative side). A pause section is a section that is the low period of a pulse signal.
このような休止区間が設定されることで、駆動信号の周期を変更せずに超音波の強度レベルを調整することが可能である。例えば、超音波の強度レベルを低く設定するほど、1つの休止区間が長くなるように設定される。 By setting such pause intervals, it is possible to adjust the intensity level of the ultrasound waves without changing the cycle of the drive signal. For example, the lower the intensity level of the ultrasound waves is set, the longer each pause interval is set.
図3Aには、半波区間が1つの送信区間と、1つの休止区間とを有する例が示されている。また、図3Bには、半波区間が2つの送信区間と、2つの休止区間とを有する例が示されている。 Figure 3A shows an example in which a half-wave section has one transmission section and one pause section. Figure 3B shows an example in which a half-wave section has two transmission sections and two pause sections.
具体的に、駆動信号生成部12は、それぞれの幅が異なる第1半波区間、第2半波区間および第3半波区間で構成された複数の半波区間を有する駆動信号を生成する。第1半波区間、第2半波区間および第3半波区間のそれぞれの休止区間の幅は互いに異なる幅である。言い換えると、駆動信号生成部12は、少なくとも休止区間の幅が互いに異なるように、複数の半波区間のうちの少なくとも2つの幅を異ならせた駆動信号を生成する。 Specifically, the drive signal generation unit 12 generates a drive signal having multiple half-wave sections, each consisting of a first half-wave section, a second half-wave section, and a third half-wave section, each with a different width. The widths of the pause sections in the first half-wave section, the second half-wave section, and the third half-wave section are different from each other. In other words, the drive signal generation unit 12 generates a drive signal in which the widths of at least two of the multiple half-wave sections are different from each other, so that the widths of at least the pause sections are different from each other.
第1半波区間は、3つの半波区間の中で休止区間の幅が最も長い区間である。第2半波区間は、第1半波区間より広い幅であって、超音波探触子30の送信周波数に対応する幅を有する区間である。第3半波区間は、第2半波区間よりも広い幅を有する区間であり、休止区間の幅が最も短い区間である。超音波探触子30の送信周波数は、超音波探触子30の周波数帯域内の周波数であって、超音波診断装置100において送信設定がされた周波数である。なお、第1半波区間の幅、第2半波区間の幅および第3半波区間の幅のそれぞれは、超音波探触子30の周波数帯域内の周波数に対応する幅である。 The first half-wave section is the section with the longest pause section width among the three half-wave sections. The second half-wave section is a section with a width wider than the first half-wave section and corresponding to the transmission frequency of the ultrasound probe 30. The third half-wave section is a section with a width wider than the second half-wave section and is the section with the shortest pause section width. The transmission frequency of the ultrasound probe 30 is a frequency within the frequency band of the ultrasound probe 30, and is the frequency for which transmission is set in the ultrasound diagnostic device 100. The widths of the first half-wave section, the second half-wave section, and the third half-wave section each correspond to a frequency within the frequency band of the ultrasound probe 30.
図3Aおよび図3Bでは、最初の2つの半波区間のそれぞれが第1半波区間である。また、その次の2つの半波区間のそれぞれが第2半波区間である。また、最後の2つの半波区間のそれぞれが第3半波区間である。別の言い方をすると、第2半波区間の時間的な位置は、第1半波区間の時間的な位置と第3半波区間の時間的な位置との間である。 In Figures 3A and 3B, each of the first two half-wave sections is the first half-wave section. Each of the next two half-wave sections is the second half-wave section. Each of the last two half-wave sections is the third half-wave section. In other words, the time position of the second half-wave section is between the time position of the first half-wave section and the time position of the third half-wave section.
ところで、休止区間の幅と送信区間の幅との組み合わせによっては、超音波探触子30の周波数帯域よりも高い周波数成分(高周波成分)を含む駆動信号となる場合がある。駆動信号に高周波成分が含まれる場合、同一の幅で構成された複数の半波で構成された駆動信号では、高周波成分の強度が増大し、当該駆動信号に基づく電磁波の高周波成分が不要輻射として放出される可能性がある。EMC試験の規格値を超えるような不要輻射が放出される場合、装置への駆動電圧の制限をかける必要が生じる。装置への駆動電圧の制限をかけると、超音波に基づく診断画像の劣化につながるおそれがある。 However, depending on the combination of the width of the pause section and the width of the transmission section, the drive signal may contain frequency components (high-frequency components) higher than the frequency band of the ultrasound probe 30. When high-frequency components are included in the drive signal, the intensity of the high-frequency components increases in a drive signal composed of multiple half-waves with the same width, and the high-frequency components of the electromagnetic waves based on the drive signal may be emitted as unwanted radiation. If unwanted radiation is emitted that exceeds the EMC test standard value, it becomes necessary to limit the drive voltage to the device. Limiting the drive voltage to the device may lead to degradation of ultrasound-based diagnostic images.
本実施の形態では、第1半波区間の休止区間が第2半波区間の休止区間より短くなることで、超音波探触子30の周波数帯域外において、各周波数の信号の強度レベルがシフトする。その結果、同一の半波区間である場合よりも、周波数帯域外での信号強度を弱くすることが可能となる。 In this embodiment, the pause interval of the first half-wave interval is shorter than the pause interval of the second half-wave interval, which shifts the signal intensity level of each frequency outside the frequency band of the ultrasound probe 30. As a result, it is possible to weaken the signal intensity outside the frequency band compared to the same half-wave interval.
また、第3半波区間の休止区間が第2半波区間の休止区間より長くなることで、同様に、超音波探触子30の周波数帯域外において、各周波数の信号の強度レベルがシフトする。その結果、同一の半波区間である場合よりも、周波数帯域外での信号強度を弱くすることが可能となる。 Furthermore, by making the pause period of the third half-wave period longer than the pause period of the second half-wave period, the signal intensity level of each frequency outside the frequency band of the ultrasound probe 30 similarly shifts. As a result, it is possible to weaken the signal intensity outside the frequency band compared to the same half-wave period.
これらにより、超音波探触子30の周波数帯域を超える範囲による、信号強度のレベルを全体として低減することが可能となる。その結果、駆動信号に高周波成分が含まれることに起因する高周波成分の不要輻射が放出されることを低減することができ、ひいては診断画像の劣化を抑制することができる。 This makes it possible to reduce the overall signal strength level in the range exceeding the frequency band of the ultrasound probe 30. As a result, it is possible to reduce the emission of unnecessary high-frequency radiation caused by the inclusion of high-frequency components in the drive signal, thereby suppressing degradation of diagnostic images.
また、第1半波区間、第2半波区間および第3半波区間を含む駆動信号の全体の期間は、複数の半波区間の全てが第2半波区間である場合の期間と同じ期間である。言い換えると、第1半波区間の幅と、第2半波区間の幅と、第3半波区間の幅との和は、第2半波区間の幅の3倍である。 Furthermore, the total period of the drive signal, including the first, second, and third half-wave sections, is the same as the period when all of the multiple half-wave sections are second half-wave sections. In other words, the sum of the width of the first, second, and third half-wave sections is three times the width of the second half-wave section.
このようにすることで、変調駆動信号に対応する周波数を全体として第2半波区間に対応する周波数に合わせることができる。その結果、超音波探触子30から送信される超音波を所望のものとすることができる。 By doing this, the overall frequency corresponding to the modulated drive signal can be adjusted to the frequency corresponding to the second half-wave section. As a result, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe 30 can be made as desired.
また、変調駆動信号における第1半波区間および第3半波区間の、第2半波区間(送信周波数の区間)に対する変更幅は、例えば、送信周波数の所定値倍以上に設定される。所定値は、例えば20等、実験やシミュレーション等により、適宜な値に設定可能である。 In addition, the change range of the first and third half-wave sections of the modulated drive signal relative to the second half-wave section (transmission frequency section) is set, for example, to a predetermined value or more times the transmission frequency. The predetermined value can be set to an appropriate value, such as 20, based on experiments or simulations.
また、変調駆動信号の波形情報は、波形情報記憶部111に予め記憶されていても良い。また、変調駆動信号の波形情報が波形情報記憶部111に記憶されていない場合、駆動信号生成部12は、波形情報記憶部111に記憶された波形情報に基づいて、変調駆動信号を新たに生成しても良い。 In addition, the waveform information of the modulated drive signal may be stored in advance in the waveform information storage unit 111. In addition, if the waveform information of the modulated drive signal is not stored in the waveform information storage unit 111, the drive signal generation unit 12 may generate a new modulated drive signal based on the waveform information stored in the waveform information storage unit 111.
次に、本実施の形態に係る超音波診断装置100による検証実験について説明する。実施例としては、駆動信号における各半波区間が2つの送信区間を含むようなものとする。第2半波区間の幅に対応する周波数は所定周波数(例えば、6MHz)に設定されている。第1半波区間の幅に対応する周波数は所定周波数よりも高い周波数に設定され、第3半波区間の幅に対応する周波数は所定周波数よりも低い周波数に設定されている。 Next, a verification experiment using the ultrasound diagnostic device 100 according to this embodiment will be described. In this example, each half-wave section of the drive signal includes two transmission sections. The frequency corresponding to the width of the second half-wave section is set to a predetermined frequency (e.g., 6 MHz). The frequency corresponding to the width of the first half-wave section is set to a frequency higher than the predetermined frequency, and the frequency corresponding to the width of the third half-wave section is set to a frequency lower than the predetermined frequency.
また、比較例としては、全ての半波区間が、実施例における第2半波区間の幅に対応するものに駆動信号が設定されている。また、超音波診断装置100における実験条件は、比較例において、例えば、図4に示すように、超音波探触子30の周波数帯域外での信号強度のレベルが、比較的高くなるような、任意の条件に設定されていれば良い。 In addition, in the comparative example, the drive signal is set so that all half-wave sections correspond to the width of the second half-wave section in the example. Furthermore, in the comparative example, the experimental conditions for the ultrasound diagnostic device 100 may be set to any conditions that result in a relatively high signal intensity level outside the frequency band of the ultrasound probe 30, for example, as shown in Figure 4.
図5は、実施例における実験結果を示す図である。図5に示すように、実施例においては、比較例と比較して、周波数帯域外での信号強度のレベルが、比較例において複数のピーク点P1~P12となっている周波数付近で、何れも信号強度のレベルが低くなっていることが確認できる。つまり、本実施の形態において、超音波探触子30の周波数帯域を超える範囲による、信号強度のレベルを全体として低減できていることを確認することができる。 Figure 5 shows the experimental results for the example. As shown in Figure 5, in the example, compared to the comparative example, it can be seen that the signal strength levels outside the frequency band are all lower near the frequencies where multiple peak points P1 to P12 are found in the comparative example. In other words, it can be seen that in this embodiment, the signal strength levels in the range beyond the frequency band of the ultrasound probe 30 are reduced overall.
以上のように構成された本実施の形態によれば、駆動信号生成部12は、休止区間の幅が互いに異なるように、複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を駆動信号として生成する。具体的には、駆動信号生成部12は、第1半波区間と、第1半波区間の幅より広い幅を有する第2半波区間と、第2半波区間の幅より広い幅を有する第3半波区間とで構成される変調駆動信号を生成する。 In this embodiment configured as described above, the drive signal generation unit 12 generates a modulated drive signal in which the widths of at least two of the multiple half-wave sections are different so that the widths of the pause sections are different from each other. Specifically, the drive signal generation unit 12 generates a modulated drive signal consisting of a first half-wave section, a second half-wave section having a width wider than that of the first half-wave section, and a third half-wave section having a width wider than that of the second half-wave section.
このようにすることで、各半波区間の高周波成分をシフトさせることができるので、超音波探触子30の周波数帯域を超える範囲による、信号強度のレベルを全体として低減することが可能となる。その結果、駆動信号に高周波成分が含まれることに起因する高周波成分の不要輻射が放出されることを低減することができ、ひいては診断画像の劣化を抑制することができる。 By doing this, the high-frequency components of each half-wave section can be shifted, making it possible to reduce the overall signal strength level in the range beyond the frequency band of the ultrasound probe 30. As a result, it is possible to reduce the emission of unnecessary high-frequency radiation caused by the inclusion of high-frequency components in the drive signal, thereby suppressing degradation of diagnostic images.
また、第2半波区間の幅は、超音波探触子30の送信周波数に対応する幅であり、第1半波区間の幅と、第2半波区間の幅と、第3半波区間の幅との和は、第2半波区間の幅の3倍である。 Furthermore, the width of the second half-wave section corresponds to the transmission frequency of the ultrasonic probe 30, and the sum of the widths of the first, second, and third half-wave sections is three times the width of the second half-wave section.
これにより、駆動信号に対応する周波数を全体として第2半波区間に対応する周波数に合わせることができる。その結果、超音波探触子30から送信される超音波を所望のものとすることができる。 This allows the overall frequency corresponding to the drive signal to be adjusted to the frequency corresponding to the second half-wave section. As a result, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic probe 30 can be adjusted as desired.
なお、上記実施の形態では、第2半波区間の時間的な位置が、第1半波区間の時間的位置の後であり、かつ、第3半波区間の時間的な位置の前であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図6に示すように、第2半波区間の時間的な位置が、第3半波区間の時間的位置の後であり、かつ、第1半波区間の時間的な位置の前であっても良い。 In the above embodiment, the time position of the second half-wave section is after the time position of the first half-wave section and before the time position of the third half-wave section, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the time position of the second half-wave section may be after the time position of the third half-wave section and before the time position of the first half-wave section.
また、上記実施の形態では、駆動信号生成部12は、第1半波区間、第2半波区間および第3半波区間のそれぞれを2回ずつ繰り返す駆動信号を生成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図7に示すように、駆動信号生成部12は、第1半波区間、第2半波区間および第3半波区間のそれぞれを3回ずつ繰り返す駆動信号を生成しても良い。ただし、同じ半波区間を繰り返す回数については、駆動信号全体の半波区間の数等を考慮して、任意の回数(例えば、4回)以下にすることが好ましい。 In addition, in the above embodiment, the drive signal generation unit 12 generates a drive signal that repeats each of the first half-wave section, the second half-wave section, and the third half-wave section twice, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, the drive signal generation unit 12 may generate a drive signal that repeats each of the first half-wave section, the second half-wave section, and the third half-wave section three times. However, it is preferable that the number of times the same half-wave section is repeated be set to an arbitrary number (for example, four times) or less, taking into consideration the number of half-wave sections in the entire drive signal, etc.
また、上記実施の形態では、駆動信号生成部12は、各半波区間のそれぞれを複数回繰り返す駆動信号を生成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図8に示すように、駆動信号生成部12は、第1半波区間、前記第2半波区間および前記第3半波区間を1区間ずつ含む区間群を繰り返す駆動信号を生成しても良い。 In addition, in the above embodiment, the drive signal generation unit 12 generates a drive signal that repeats each half-wave section multiple times, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, the drive signal generation unit 12 may generate a drive signal that repeats a group of sections that includes one first half-wave section, one second half-wave section, and one third half-wave section.
また、上記実施の形態では、変調駆動信号が3つの半波区間で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、変調駆動信号が3つ以上の半波区間を含んでいても良い。この場合、変調駆動信号は、例えば、半波区間の時間的な位置が後になるにつれ、半波区間の幅が徐々に大きくなる、または、小さくなるように、半波区間の幅が異なる駆動信号であっても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the modulated drive signal is composed of three half-wave sections, but the present invention is not limited to this. For example, the modulated drive signal may include three or more half-wave sections. In this case, the modulated drive signal may be a drive signal in which the width of the half-wave sections varies, so that the width of the half-wave sections gradually increases or decreases as the time position of the half-wave sections becomes later.
また、上記実施の形態では、超音波探触子30に含まれる複数の振動子31に、共通の駆動信号が入力されていたが、本発明はこれに限定されない。駆動信号生成部12は、例えば、超音波探触子30が有する複数の振動子31の配置位置に応じて、各半波期間の幅が異なる変調駆動信号を設定しても良い。 Furthermore, in the above embodiment, a common drive signal is input to the multiple transducers 31 included in the ultrasound probe 30, but the present invention is not limited to this. For example, the drive signal generation unit 12 may set a modulated drive signal in which the width of each half-wave period differs depending on the arrangement positions of the multiple transducers 31 included in the ultrasound probe 30.
また、超音波診断装置100では、超音波探触子30の超音波の射出面の幅方向の各位置から連続的に出射される複数(1つ以上)の音線により、1つの画像が生成される。例えば、駆動信号生成部12は、複数の振動子31のそれぞれに対し、振動子配列内の位置によって異なる複数の波形に基づく駆動信号を音線毎に生成しても良い。具体的には、駆動信号生成部12は、1音線を生成する際の中央素子と端部素子とで送信強度を変動させる。より詳細に、駆動信号生成部12は、中央素子においては、例えば、図3Aに示すような波形を割り当て、端部素子においては、例えば、図3Bに示すような波形を割り当てる。このようにすることで、中心素子に対し周辺素子の放射する超音波のエネルギーを減衰させる、いわゆるアポダイゼーション効果を得ることができる。 In addition, in the ultrasound diagnostic device 100, a single image is generated from multiple (one or more) sound rays continuously emitted from each position in the width direction of the ultrasound emission surface of the ultrasound probe 30. For example, the drive signal generation unit 12 may generate, for each sound ray, a drive signal based on multiple waveforms that vary depending on the position in the transducer array for each of the multiple transducers 31. Specifically, the drive signal generation unit 12 varies the transmission intensity between the center element and the edge elements when generating one sound ray. More specifically, the drive signal generation unit 12 assigns, for example, a waveform such as that shown in FIG. 3A to the center element, and assigns, for example, a waveform such as that shown in FIG. 3B to the edge elements. This achieves the so-called apodization effect, which attenuates the energy of ultrasound emitted by peripheral elements relative to the center element.
そして、駆動信号生成部12は、音線毎の駆動信号における複数の波形のそれぞれに対して、各半波期間の幅が異なる変調駆動信号を設定しても良い。駆動信号生成部12は、中央素子に対応する駆動信号および端部素子に対応する駆動信号を、第1半波区間および第3半波区間の幅が異なる変調駆動信号としても良い。この場合、駆動信号生成部12は、例えば、超音波探触子30の周波数帯域外の高周波成分が多くなるほど、第1半波区間および第3半波区間の、第2半波区間に対する変動幅を多くするように変調駆動信号を生成しても良い。 The drive signal generation unit 12 may then set modulated drive signals with different widths for each half-wave period for each of the multiple waveforms in the drive signal for each sound ray. The drive signal generation unit 12 may set the drive signal corresponding to the center element and the drive signal corresponding to the end element as modulated drive signals with different widths for the first and third half-wave sections. In this case, the drive signal generation unit 12 may generate modulated drive signals such that, for example, the greater the amount of high-frequency components outside the frequency band of the ultrasound probe 30, the greater the fluctuation width of the first and third half-wave sections relative to the second half-wave section.
このようにすることで、アポダイゼーション効果を得つつ、駆動信号に高周波成分が含まれることに起因する高周波成分の不要輻射が放出されることを低減することができる。なお、パルスドプラモードのように、超音波探触子30の出射面から1つの音線が出射される場合、当該1つの音線において、振動子配列内の位置によって異なる複数の波形に基づく駆動信号が生成される。そして、当該1つの音線の駆動信号における複数の波形のそれぞれ対して、各半波期間の幅が異なる変調駆動信号が設定される。 By doing this, it is possible to obtain an apodization effect while reducing the emission of unwanted high-frequency radiation caused by the inclusion of high-frequency components in the drive signal. When a single sound ray is emitted from the emission surface of the ultrasound probe 30, as in pulse Doppler mode, drive signals based on multiple waveforms that differ depending on the position within the transducer array are generated for that single sound ray. Then, modulated drive signals with different half-wave period widths are set for each of the multiple waveforms in the drive signal for that single sound ray.
また、上記実施の形態では、駆動信号生成部12により変調駆動信号が生成されていたが、送信部の駆動能力については特に言及されていなかった。駆動信号生成部12は、例えば、送信部の駆動能力よりも低い駆動能力に基づく変調駆動信号を生成しても良い。具体的には、駆動信号生成部12は、送信部の最大駆動能力に対応する周波数の駆動信号が設定された場合、当該周波数よりも低い駆動能力の変調駆動信号を生成する。 Furthermore, in the above embodiment, the modulated drive signal was generated by the drive signal generation unit 12, but no specific mention was made of the drive capacity of the transmitter. For example, the drive signal generation unit 12 may generate a modulated drive signal based on a drive capacity lower than the drive capacity of the transmitter. Specifically, when a drive signal with a frequency corresponding to the maximum drive capacity of the transmitter is set, the drive signal generation unit 12 generates a modulated drive signal with a drive capacity lower than that frequency.
例えば、送信部から送信される駆動信号のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりが急峻である場合、超音波探触子30の周波数帯域外の高周波成分が増大する可能性がある。そのため、送信部の駆動能力より低い駆動能力とすることで、駆動信号のパルスの立ち上がりおよび立ち下がりをなだらかにすることができる。これにより、周波数帯域外の高周波成分を低減することができるので、不要輻射の程度を小さくすることができる。 For example, if the pulse of the drive signal transmitted from the transmitter has a steep rise and fall, there is a possibility that high-frequency components outside the frequency band of the ultrasonic probe 30 will increase. Therefore, by setting the drive capacity lower than the drive capacity of the transmitter, it is possible to make the rise and fall of the pulse of the drive signal smoother. This reduces the high-frequency components outside the frequency band, thereby reducing the level of unwanted radiation.
また、上記実施の形態では、超音波診断装置100の表示モードについては特に言及されていなかったが、駆動信号生成部12は、超音波診断装置100の表示モードに応じて、複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた駆動信号を生成しても良い。 Furthermore, although the above embodiment does not specifically mention the display mode of the ultrasound diagnostic device 100, the drive signal generation unit 12 may generate a drive signal in which the widths of at least two of the multiple half-wave sections are different depending on the display mode of the ultrasound diagnostic device 100.
具体的には、駆動信号生成部12は、狭帯域送信である表示モード(例えば、パルスドプラモード、カラードプラモードおよびCWDモード)である場合、複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた駆動信号を生成する。 Specifically, when a display mode using narrowband transmission (e.g., pulsed Doppler mode, color Doppler mode, or CWD mode) is selected, the drive signal generation unit 12 generates a drive signal in which at least two of the multiple half-wave sections have different widths.
これにより、不要輻射の問題が発生しやすい表示モードである場合に複数の半波区間の幅を変調させるので、表示モードに応じた適切な駆動信号を用いることができる。なお、駆動信号生成部12は、狭帯域送信ではない表示モード(Bモード)である場合、一般的に、当該表示モードで用いられる駆動信号を生成しても良い。 This modulates the width of multiple half-wave sections in display modes where unwanted radiation problems are likely to occur, allowing the appropriate drive signal to be used according to the display mode. Note that in display modes that do not use narrowband transmission (B mode), the drive signal generation unit 12 may generally generate a drive signal that is used in that display mode.
また、駆動信号生成部12は、超音波診断装置100の設定に応じて、変調駆動信号を生成しても良い。 In addition, the drive signal generation unit 12 may generate a modulated drive signal according to the settings of the ultrasound diagnostic device 100.
超音波診断装置100の設定としては、例えば、フォーカス点の設定、開口の設定、送信電圧の設定、送信周波数の設定等が挙げられる。 Examples of settings for the ultrasound diagnostic device 100 include setting the focus point, aperture, transmission voltage, and transmission frequency.
例えば、超音波診断装置100では、超音波探触子30において開口が比較的広い条件である場合、装置が出力するエネルギーが増大することから高周波成分が増大する可能性がある。開口が比較的広い条件には、フォーカス点が比較的深い位置に設定される、開口が比較的広く設定される等がある。 For example, in the ultrasound diagnostic device 100, if the ultrasound probe 30 has a relatively wide aperture, the energy output by the device increases, which may result in an increase in high-frequency components. Conditions for a relatively wide aperture include when the focus point is set at a relatively deep position, when the aperture is set relatively wide, etc.
また、超音波診断装置100では、送信電圧が比較的高めに設定される場合、送信周波数が比較的高めに設定される場合も、装置が出力するエネルギーが増大することから高周波成分が増大する可能性がある。 Furthermore, when the transmission voltage of the ultrasound diagnostic device 100 is set relatively high, or when the transmission frequency is set relatively high, the energy output by the device increases, which may result in an increase in high-frequency components.
そこで、駆動信号生成部12は、超音波診断装置100が上記のような設定である場合、変調駆動信号を生成し、超音波診断装置100が上記のような設定ではない場合、変調駆動信号ではなく、同一の幅の複数の半波で構成される駆動信号を生成する。 Therefore, when the ultrasound diagnostic device 100 is configured as described above, the drive signal generation unit 12 generates a modulated drive signal, and when the ultrasound diagnostic device 100 is not configured as described above, it generates a drive signal consisting of multiple half-waves of the same width, rather than a modulated drive signal.
このようにすることで、超音波診断装置100の設定に応じた適切な駆動信号を用いることができる。 By doing this, an appropriate drive signal can be used according to the settings of the ultrasound diagnostic device 100.
また、上記実施の形態では、変調駆動信号において、休止区間の幅を異ならせることで、各半波区間の幅を異ならせていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動信号生成部12は、休止区間の幅に加えて、送信区間の幅が互いに異なるように、変調駆動信号を生成しても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the width of each half-wave section is made different by varying the width of the pause section in the modulated drive signal, but the present invention is not limited to this. For example, the drive signal generation unit 12 may generate a modulated drive signal so that in addition to the width of the pause section, the width of the transmission section is also different from one another.
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 Furthermore, the above-described embodiments are merely examples of specific embodiments of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted as being limited by them. In other words, the present invention can be embodied in various forms without departing from its gist or main features.
10 画像生成装置
11 波形決定部
12 駆動信号生成部
13 受信信号処理部
14 送受信部
15 制御部
16 画像処理部
17 記憶部
18 操作入力部
19 表示部
30 超音波探触子
31 振動子
40 ケーブル
100 超音波診断装置
REFERENCE SIGNS LIST 10 Image generating device 11 Waveform determining unit 12 Drive signal generating unit 13 Received signal processing unit 14 Transmitting/receiving unit 15 Control unit 16 Image processing unit 17 Storage unit 18 Operation input unit 19 Display unit 30 Ultrasonic probe 31 Transducer 40 Cable 100 Ultrasonic diagnostic device
Claims (14)
前記駆動信号を前記超音波探触子に送信する送信部と、
を備え、
前記パルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれは、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含み、
前記駆動信号生成部は、休止区間の幅が互いに異なるように、前記複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を前記駆動信号として生成する、
超音波診断装置。 a drive signal generating unit that generates a drive signal based on a pulse signal for driving the ultrasonic probe;
a transmitter that transmits the drive signal to the ultrasonic probe;
Equipped with
each of the plurality of half-wave sections constituting the pulse signal includes one or more transmission sections and one or more pause sections;
the drive signal generation unit generates, as the drive signal, a modulated drive signal in which at least two widths of the plurality of half-wave sections are made different from each other so that widths of the pause sections are different from each other;
Ultrasound diagnostic equipment.
請求項1に記載の超音波診断装置。 the drive signal generator generates a modulated drive signal including a first half-wave section, a second half-wave section having a width wider than that of the first half-wave section, and a third half-wave section having a width wider than that of the second half-wave section.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 .
前記第1半波区間の幅と、前記第2半波区間の幅と、前記第3半波区間の幅との和は、前記第2半波区間の幅の3倍である、
請求項2に記載の超音波診断装置。 the width of the second half-wave section corresponds to the transmission frequency of the ultrasonic probe,
the sum of the width of the first half-wave section, the width of the second half-wave section, and the width of the third half-wave section is three times the width of the second half-wave section;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 .
請求項3に記載の超音波診断装置。 a time position of the second half-wave section is between a time position of the first half-wave section and a time position of the third half-wave section;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 .
請求項4に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates a modulated drive signal that repeats a group of sections each including one of the first half-wave section, the second half-wave section, and the third half-wave section.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4.
請求項4に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates a modulated drive signal that repeats each of the first half-wave section, the second half-wave section, and the third half-wave section a plurality of times.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4.
請求項1~6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates the modulated drive signal so that the plurality of half-wave sections have a plurality of transmission sections and a plurality of pause sections.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記超音波探触子の出射面から出射される1つ以上の音線のそれぞれを生成する際に、前記超音波探触子が有する複数の振動子のそれぞれに対し、振動子配列内の位置によって異なる複数の波形に基づく駆動信号を音線毎に生成し、
音線毎の駆動信号における前記複数の波形のそれぞれ対して、各半波期間の幅が異なる変調駆動信号を設定する、
請求項1~6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 The drive signal generation unit
When generating one or more sound rays emitted from the emission surface of the ultrasonic probe, a drive signal based on a plurality of waveforms that differ depending on a position in an array of transducers is generated for each sound ray for each of the plurality of transducers included in the ultrasonic probe;
A modulated drive signal having a different width for each half-wave period is set for each of the plurality of waveforms in the drive signal for each acoustic ray.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates a modulated drive signal based on a drive capability lower than the maximum drive capability of the transmission unit.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates the modulated drive signal when the display mode is a narrowband transmission mode.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates the modulated drive signal in accordance with settings of the ultrasonic diagnostic apparatus.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~6の何れか1項に記載の超音波診断装置。 the drive signal generation unit generates the modulated drive signals so that the widths of the transmission sections are different from each other.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
超音波探触子を駆動するためのパルス信号に基づく駆動信号を生成することと、
前記駆動信号を前記超音波探触子に送信することと、
を有し、
前記パルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれは、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含み、
前記駆動信号を生成することにおいて、休止区間の幅が互いに異なるように、前記複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を前記駆動信号として生成する、
駆動信号生成方法。 A method for generating a driving signal in an ultrasound diagnostic apparatus, comprising:
generating a drive signal based on the pulse signal for driving the ultrasonic probe;
transmitting the drive signal to the ultrasound probe;
and
each of the plurality of half-wave sections constituting the pulse signal includes one or more transmission sections and one or more pause sections;
In generating the drive signal, a modulated drive signal is generated as the drive signal, in which at least two widths of the plurality of half-wave sections are made different so that the widths of the pause sections are different from each other.
A method for generating a driving signal.
コンピューターに、
超音波探触子を駆動するためのパルス信号に基づく駆動信号を生成する処理と、
前記駆動信号を前記超音波探触子に送信する処理と、
を実行させ、
前記パルス信号を構成する複数の半波区間のそれぞれは、1つ以上の送信区間と1つ以上の休止区間とを含み、
前記駆動信号を生成する処理は、休止区間の幅が互いに異なるように、前記複数の半波区間の少なくとも2つの幅を異ならせた変調駆動信号を前記駆動信号として生成する処理を含む、
駆動信号生成プログラム。
A drive signal generation program for an ultrasound diagnostic apparatus,
On the computer,
A process of generating a drive signal based on a pulse signal for driving an ultrasonic probe;
transmitting the drive signal to the ultrasound probe;
Execute
each of the plurality of half-wave sections constituting the pulse signal includes one or more transmission sections and one or more pause sections;
the process of generating the drive signal includes a process of generating, as the drive signal, a modulated drive signal in which at least two widths of the plurality of half-wave sections are made different from each other so that widths of the pause sections are different from each other.
Drive signal generation program.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024004804A JP2025110771A (en) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | Ultrasound diagnostic device, drive signal generation method, and drive signal generation program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024004804A JP2025110771A (en) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | Ultrasound diagnostic device, drive signal generation method, and drive signal generation program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025110771A true JP2025110771A (en) | 2025-07-29 |
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ID=96546002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024004804A Pending JP2025110771A (en) | 2024-01-16 | 2024-01-16 | Ultrasound diagnostic device, drive signal generation method, and drive signal generation program |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2025110771A (en) |
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2024
- 2024-01-16 JP JP2024004804A patent/JP2025110771A/en active Pending
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