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JP5247958B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic echo signal processing method - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic echo signal processing method Download PDF

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JP5247958B2
JP5247958B2 JP2001179011A JP2001179011A JP5247958B2 JP 5247958 B2 JP5247958 B2 JP 5247958B2 JP 2001179011 A JP2001179011 A JP 2001179011A JP 2001179011 A JP2001179011 A JP 2001179011A JP 5247958 B2 JP5247958 B2 JP 5247958B2
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哲也 川岸
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

本発明は、複数の送受信と受信信号毎の独立した信号処理により基本波成分の除去を制御し、受信信号に含まれる組織又は造影剤由来の非線形成分を映像化する超音波診断装置及び超音波エコー信号処理方法に関する。  The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic wave that control the removal of a fundamental wave component by a plurality of transmission / reception and independent signal processing for each received signal, and visualize a nonlinear component derived from a tissue or a contrast medium included in the received signal The present invention relates to an echo signal processing method.

超音波診断装置は、超音波パルス反射法により体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得ることができ、X線診断装置、X線CT装置、MRI診断装置、核医学診断装置などの他の診断装置に比べて、小型で安価、リアルタイム表示が可能、X線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有している。この様な利便性から、現在では心臓、腹部、泌尿器、および産婦人科などで広く利用されている。  An ultrasonic diagnostic apparatus can obtain a tomographic image of a soft tissue in a living body non-invasively from the body surface by an ultrasonic pulse reflection method, such as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT apparatus, an MRI diagnostic apparatus, a nuclear medicine diagnostic apparatus, etc. Compared to other diagnostic apparatuses, it has features such as small size, low cost, real-time display, high safety without exposure to X-rays, and blood flow imaging. Because of this convenience, it is now widely used in the heart, abdomen, urology, and gynecology.

この超音波画像診断装置においては、種々の撮影法が存在する。例えばコントラストエコー法と称される撮影手法は、被検体の血管内に微小気泡(マイクロバブル)等からなる超音波造影剤を投与することで、超音波散乱エコーの増強を図るものであり、マイクロバブルによる反射の増強効果を利用する方法と、マイクロバブルの非線形な振る舞いにより発生する高調波を利用する方法とがある。また、例えばティシューハーモニック法と称される撮影手法は、超音波の生体組織中における伝播の非線形性を利用する方法である。  In this ultrasonic image diagnostic apparatus, there are various imaging methods. For example, an imaging technique called a contrast echo method is to enhance an ultrasonic scattering echo by administering an ultrasonic contrast agent composed of microbubbles or the like into a blood vessel of a subject. There are a method of using the effect of enhancing reflection by bubbles and a method of using harmonics generated by the non-linear behavior of microbubbles. In addition, for example, an imaging technique called a tissue harmonic method is a method that utilizes nonlinear propagation of ultrasonic waves in a living tissue.

近年、マイクロバブルの非線形な振る舞いや、超音波の生体組織中における電波の非線形性により発生する高調波成分(ハーモニック成分)を抽出する手法として、フェーズインバージョン法が開発されている。この方法は、例えば図6に示すように、画像取得を目的とした波(正極波)と、正極波の波形を反転させ当該正極波と対称化させた負極波とを一の走査線に対して基本波として送信し、得られた反射波を加算することで基本波成分を相殺させハーモニック信号を取り出すものである。  In recent years, a phase inversion method has been developed as a technique for extracting a harmonic component (harmonic component) generated by nonlinear behavior of microbubbles or nonlinearity of radio waves in a biological tissue of ultrasonic waves. In this method, for example, as shown in FIG. 6, a wave for the purpose of image acquisition (positive wave) and a negative wave that is inverted from the positive wave and symmetric with the positive wave are applied to one scanning line. The fundamental wave component is canceled by adding the reflected waves obtained and transmitted as a fundamental wave, and a harmonic signal is extracted.

しかし現実には、正極波と負極波との間には非対称性が存在する。この非対称な正極波と負極波とによって得られた受信エコー信号を加算した場合には基本波成分を適切に相殺することができず、従ってハーモニック成分を適切に抽出することができない。  In reality, however, there is an asymmetry between the positive and negative waves. When the reception echo signals obtained by the asymmetric positive and negative waves are added, the fundamental wave component cannot be canceled appropriately, and therefore the harmonic component cannot be extracted properly.

図7は、図6に示した正極波に基づくエコー信号(以下、正極エコー信号と称する)のスペクトラム波形Aと、当該正極エコー信号と図6に示した負極波に基づくエコー信号(以下、負極エコー信号と称する)とを加算して得られたスペクトラム波形Bとを示した図である。  7 shows the spectrum waveform A of the echo signal based on the positive wave shown in FIG. 6 (hereinafter referred to as positive echo signal) and the echo signal (hereinafter referred to as negative electrode) based on the positive echo signal and the negative wave shown in FIG. It is a figure showing a spectrum waveform B obtained by adding (referred to as an echo signal).

図8は、図7に示した基本波成分とハーモニック成分との軸上音圧を示した図である。  FIG. 8 is a diagram showing on-axis sound pressures of the fundamental wave component and the harmonic component shown in FIG.

図9は、正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形と、基本波の残留とを模式的に示した図である。  FIG. 9 is a diagram schematically showing the spectrum waveform of the positive electrode echo signal, the spectrum waveform of the negative electrode echo signal, and the residual of the fundamental wave.

図9に示すように、対称でない正極エコー信号と負極エコー信号とを加算した場合には、同図9及び図7中のスペクトラム波形Bに示すように、加算処理において相殺できなかった基本波成分が残留している。この残留した基本波成分は、基本波の帯域においてはフィルタ処理等にて除去可能であるが、ハーモニック領域に存在する基本波成分については、ハーモニック成分も同時に除去することとなるから、フィルタ等によっては除去することはできない。  As shown in FIG. 9, when the non-symmetrical positive and negative echo signals are added, as shown in the spectrum waveform B in FIGS. 9 and 7, the fundamental wave component that could not be canceled in the addition process Remains. The remaining fundamental wave component can be removed by filtering or the like in the fundamental wave band, but for the fundamental wave component existing in the harmonic region, the harmonic component is also removed at the same time. Cannot be removed.

また、ハーモニック成分を抽出する撮影においては、高周波が生体の周波数依存減衰を大きく受けるため、基本波に比較してエコーの信号強度が低く、映像化に充分な信号を得られない場合がある。特に、生体深部を撮影する場合、脂肪等による減衰の大きい患者を撮影する場合等においては、信号強度は微弱となり映像化は困難である。  Also, in radiography for extracting harmonic components, since the high frequency is greatly affected by the frequency-dependent attenuation of the living body, the signal strength of the echo is lower than that of the fundamental wave, and a signal sufficient for imaging may not be obtained. In particular, when photographing a deep part of a living body, when photographing a patient with a large attenuation due to fat or the like, the signal intensity is weak and it is difficult to visualize the image.

図10は、例えば生体深部からの正極エコー信号及び負極エコー信号のスペクトラム波形と、双方のエコー信号の加算によって抽出されたハーモニック成分とを模式的に示した図である。図10に示すように、生体深部のエコー信号から抽出されたハーモニック成分はノイズレベル以下となってしまい、映像化に充分なものではない。  FIG. 10 is a diagram schematically showing, for example, the spectrum waveforms of the positive and negative echo signals from the deep part of the living body, and the harmonic components extracted by adding both echo signals. As shown in FIG. 10, the harmonic component extracted from the echo signal in the deep part of the living body is below the noise level, which is not sufficient for imaging.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、フェーズインバージョン法の特徴を最大限に生かすことで、適切にハーモニック成分を抽出し、且つ基本波成分を選択的に抽出することができる超音波診断装置及び超音波エコー信号処理方法を提供することを目的としている。  The present invention has been made in view of the above circumstances, and by making the best use of the characteristics of the phase inversion method, the harmonic component can be appropriately extracted and the fundamental component can be selectively extracted. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic echo signal processing method.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。  In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

請求項1に記載の発明は、第1の超音波パルスと、当該第1の超音波パルスの極性を略反転させた第2の超音波パルスとを被検体に送信する送信手段と、前記被検体から前記第1の超音波パルスに対応する第1のエコー信号及び前記第2の超音波パルスに対応する第2のエコー信号を受信する受信手段と、ゲイン調整手段とフィルタ手段とを有し、前記第1のエコー信号の波形又は前記第2のエコー信号の波形のうち少なくとも一方の波形に対して、所定のゲイン値によるゲイン調整及び所定のフィルタ係数によるフィルタ処理を施すことによって、前記第1のエコー信号の波形と第2のエコー信号の波形との対称性を増大させる波形調整手段と、前記波形調整手段から出力された前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号とを加算することで、送信超音波により発生する高調波を抽出する抽出手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
請求項6に記載の発明は、被検体に対して第1の超音波パルスを送信するステップと、前記被検体から前記第1の超音波パルスに対応する第1のエコー信号を受信するステップと、前記第1の超音波パルスの極性を略反転させた第2の超音波パルスを前記被検体に送信するステップと、前記第2の超音波パルスに対応する第2のエコー信号を受信するステップと、前記第1のエコー信号の波形又は前記第2のエコー信号の波形のうち少なくとも一方の波形に対して、所定のゲイン値によるゲイン調整及び所定のフィルタ係数によるフィルタ処理を施すことによって、前記第1のエコー信号の波形と第2のエコー信号の波形との対称性を増大させるステップと、前記ゲイン調整及びフィルタ処理後の前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号とを加算することで、送信超音波から二次的に発生する高調波を抽出するステップと、を具備することを特徴とする超音波エコー信号処理方法である。
The invention described in claim 1 includes a transmitting means for transmitting a first ultrasonic pulse and a second ultrasonic pulse having a substantially reversed polarity of the first ultrasonic pulse to the subject; Receiving means for receiving a first echo signal corresponding to the first ultrasonic pulse and a second echo signal corresponding to the second ultrasonic pulse from a specimen; gain adjusting means; and filter means. The first echo signal waveform or the second echo signal waveform is subjected to gain adjustment using a predetermined gain value and filter processing using a predetermined filter coefficient on at least one of the waveforms of the first echo signal and the second echo signal. Waveform adjusting means for increasing the symmetry between the waveform of the first echo signal and the waveform of the second echo signal; and adding the first echo signal and the second echo signal output from the waveform adjusting means. Do And at a transmit ultrasonic diagnostic apparatus characterized by comprising extraction means for extracting the harmonics generated by the ultrasonic wave.
The invention described in claim 6 includes a step of transmitting a first ultrasonic pulse to the subject, and a step of receiving a first echo signal corresponding to the first ultrasonic pulse from the subject. , A step of transmitting a second ultrasonic pulse substantially reversed in polarity of the first ultrasonic pulse to the subject, and a step of receiving a second echo signal corresponding to the second ultrasonic pulse. And applying a gain adjustment with a predetermined gain value and a filtering process with a predetermined filter coefficient to at least one of the waveform of the first echo signal or the waveform of the second echo signal, Increasing the symmetry between the waveform of the first echo signal and the waveform of the second echo signal, and the first echo signal and the second echo signal after the gain adjustment and filtering. By adding the bets, an ultrasonic echo signal processing method characterized by comprising the steps of extracting the harmonics generated from the transmission ultrasonic wave secondarily.

このような構成によれば、フェーズインバージョン法の特徴を最大限に生かすことで、適切にハーモニック成分を画像化することができる超音波診断装置及び超音波エコー信号処理方法を実現することができる。  According to such a configuration, it is possible to realize an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic echo signal processing method capable of appropriately imaging a harmonic component by making full use of the characteristics of the phase inversion method. .

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

まず、第1の実施形態に係る超音波診断装置10のブロック構成を、図1を参照しながら説明する。  First, a block configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図1は、超音波診断装置10のブロック構成図を示している。  FIG. 1 shows a block configuration diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus 10.

図1において、超音波診断装置10は、超音波プローブ11、装置本体12、モニタ13、操作部14を具備している。  In FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 10 includes an ultrasonic probe 11, an apparatus main body 12, a monitor 13, and an operation unit 14.

超音波プローブ11は、装置本体12に接続されており、一次元または二次元的に配列されたアレイ振動子からなる。超音波プローブ11は、所定のシーケンスに従って生体内に超音波パルスを送信する。当該プローブ11から生体内に送信された超音波パルスは、生体内を伝播するとともに、生体組織の非線形性により、様々なハーモニック成分を発生する。また、コントラストエコーの場合には、上記生体組織の非線形性の他に、超音波造影剤の非線形性によっても、複数のハーモニック成分が発生する。基本波とそのハーモニック成分は、体内組織の音響インピーダンスの境界、微小散乱体、超音波造影剤により後方散乱され、超音波エコー信号としてプローブ11で受信される。  The ultrasonic probe 11 is connected to the apparatus main body 12 and includes an array transducer arranged one-dimensionally or two-dimensionally. The ultrasonic probe 11 transmits an ultrasonic pulse into the living body according to a predetermined sequence. The ultrasonic pulse transmitted from the probe 11 into the living body propagates in the living body and generates various harmonic components due to the non-linearity of the living tissue. Further, in the case of contrast echo, a plurality of harmonic components are generated due to the nonlinearity of the ultrasound contrast agent in addition to the nonlinearity of the biological tissue. The fundamental wave and its harmonic component are backscattered by the boundary of the acoustic impedance of the body tissue, the minute scatterer, and the ultrasonic contrast agent, and received by the probe 11 as an ultrasonic echo signal.

装置本体12は、被検体から収集した超音波信号に対して処理や、超音波送受信に関する制御、超音波画像表示等に関する制御を行う。装置本体12は、パルサ/プリアンプユニット15、受信遅延回路16、合成ユニット17、検波ユニット18、表示ユニット19、ホストCPU20、波形調節情報記憶メモリ21を有している。以下、各構成要素について説明する。  The apparatus main body 12 performs processing on ultrasonic signals collected from the subject, control related to ultrasonic transmission / reception, control related to ultrasonic image display, and the like. The apparatus main body 12 includes a pulsar / preamplifier unit 15, a reception delay circuit 16, a synthesis unit 17, a detection unit 18, a display unit 19, a host CPU 20, and a waveform adjustment information storage memory 21. Hereinafter, each component will be described.

パルサ/プリアンプユニット15は、CPU20からの制御信号に基づいてプローブ11の振動素子の駆動タイミングを計り、複数の振動素子に印加されるパルス電圧を制御し、プローブ11から送信される超音波ビームの方向・形状・集束を制御する。特に、パルサ/プリアンプユニット15は、フェーズインバージョン法による超音波送信の場合には、CPU20からの制御信号に基づいて、所定の超音波(正極波)と、当該正極波と極性を略反転させ(例えば、正極波の波形を反転させ)対称化した波(負極波)とからなる基本波を一の走査線に対して送信する様に、プローブ11の振動素子を駆動する。  The pulser / preamplifier unit 15 measures the drive timing of the vibration element of the probe 11 based on a control signal from the CPU 20, controls the pulse voltage applied to the plurality of vibration elements, and controls the ultrasonic beam transmitted from the probe 11. Controls direction, shape, and focusing. In particular, in the case of ultrasonic transmission by the phase inversion method, the pulsar / preamplifier unit 15 substantially reverses the polarity of a predetermined ultrasonic wave (positive wave) and the positive wave based on a control signal from the CPU 20. The vibrating element of the probe 11 is driven so that a fundamental wave composed of a symmetrized wave (negative wave) (for example, by inverting the waveform of the positive wave) is transmitted to one scanning line.

また、パルサ/プリアンプユニット15は、正極波に基づくエコー信号(以下、正極エコー信号と称する。)と負極波に基づくエコー信号(以下、負極エコー信号と称する。)とを受信してチャンネル毎に増幅し、A/D変換後に受信遅延回路16に出力する。  Further, the pulsar / preamplifier unit 15 receives an echo signal based on a positive wave (hereinafter referred to as a positive echo signal) and an echo signal based on a negative wave (hereinafter referred to as a negative echo signal) for each channel. Amplified and output to the reception delay circuit 16 after A / D conversion.

受信遅延回路16は、受信の際のビームフォーミングを行いビームの方向・集束を制御する。この受信遅延回路16は、複数のビームを形成し並列同時受信をするために複数の回路セットから構成されていても良い。信号はビーム形成前後どちらかで、AD変換され、受信信号は信号処理に適したサンプリング周波数でサンプリングされ、ディジタル信号となる。  The reception delay circuit 16 performs beam forming at the time of reception and controls the direction and focusing of the beam. The reception delay circuit 16 may be composed of a plurality of circuit sets in order to form a plurality of beams and perform parallel simultaneous reception. The signal is AD-converted either before or after beam formation, and the received signal is sampled at a sampling frequency suitable for signal processing to become a digital signal.

合成ユニット17は、正極エコー信号或いは負極エコー信号の少なくとも一方に対して所定の条件に基づいて後述する波形調整処理を施し、走査線毎にハーモニック信号を抽出する。当該合成ユニット17は、ゲイン調整手段とフィルタ手段とから構成されているが、その詳細については後で詳しく説明する。  The synthesizing unit 17 performs a waveform adjustment process, which will be described later, on at least one of the positive electrode echo signal and the negative electrode echo signal based on a predetermined condition, and extracts a harmonic signal for each scanning line. The synthesizing unit 17 includes gain adjusting means and filter means, and details thereof will be described later.

検波ユニット18は、合成ユニット17から入力したハーモニック信号等に対して、エコー信号対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。  The detection unit 18 performs log signal amplification, envelope detection processing, and the like on the harmonic signal and the like input from the synthesis unit 17 to generate data in which the signal intensity is expressed by brightness.

表示ユニット19は、生成された画像信号をスキャンコンバートして画像処理後にビデオ信号に変換し、モニタ13に表示する。なお、複数のハーモニック信号が合成ユニット17で作成される場合には独立に画像信号が生成され、表示ユニット19で独立に或いは合成されて表示される。  The display unit 19 scan-converts the generated image signal, converts it into a video signal after image processing, and displays it on the monitor 13. In addition, when a plurality of harmonic signals are generated by the combining unit 17, image signals are generated independently and displayed independently or combined by the display unit 19.

ホストCPU20は、各構成要素において実行される信号処理を、統括制御する制御部である。  The host CPU 20 is a control unit that performs overall control of signal processing executed in each component.

波形調整条件記憶メモリ21は、複数の波形調整条件を被検体表面からの深さ毎に記憶する記憶部である。ここで波形調整条件とは、合成ユニット17のゲイン調節手段のゲイン値及びフィルタ手段のフィルタ係数(例えば、予め記憶しておいた代表例計数、或いはフィルタ手段が入力する信号のスペクトラム波形と、当該フィルタ手段が出力する信号のスペクトラム波形との比等)を意味する。当該波形調整条件記憶メモリ21に記憶された複数の波形調整条件のうち、例えば被検体(患者)の情報に基づいて所定の波形調整条件がホストCPU20によって自動的に選択される。なお、当該メモリ21に記憶された各波形調整条件は、操作部14からの所定の入力操作により変更することも可能である。  The waveform adjustment condition storage memory 21 is a storage unit that stores a plurality of waveform adjustment conditions for each depth from the subject surface. Here, the waveform adjustment conditions include the gain value of the gain adjusting means of the synthesis unit 17 and the filter coefficient of the filter means (for example, the representative example count stored in advance, or the spectrum waveform of the signal input by the filter means, It means the ratio of the signal output from the filter means to the spectrum waveform). Among the plurality of waveform adjustment conditions stored in the waveform adjustment condition storage memory 21, for example, a predetermined waveform adjustment condition is automatically selected by the host CPU 20 based on information on the subject (patient). Each waveform adjustment condition stored in the memory 21 can be changed by a predetermined input operation from the operation unit 14.

モニタ13は、本超音波診断装置10によって取得された超音波画像を表示する出力装置である。  The monitor 13 is an output device that displays an ultrasonic image acquired by the ultrasonic diagnostic apparatus 10.

操作部14は、装置本体12に接続され、オペレータからの各種指示・命令・情報を装置本体12にとりこむための、関心領域(ROI)の設定などを行うための入力装置(マウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等)を有している。  The operation unit 14 is connected to the apparatus main body 12 and is an input device (mouse, trackball, etc.) for setting a region of interest (ROI) for incorporating various instructions, commands, and information from the operator into the apparatus main body 12. Mode switch, keyboard, etc.).

また、操作部14は、図2(c)に示すユーザインタフェース140を有している。当該インタフェースは、深さに応じて後述する波形調整条件を調整するための調整レバーである。すなわち、通常は所定の情報に基づいて自動的にメモリ21内の所定の波形調節条件が選択され、決定されるが、本インタフェース140によってマニュアル的に波形調節条件を変更することも可能である。図2(c)に示す調節レバーは、受信したエコー信号から抽出する基本波成分の比率を調整するためのものであり、例えば、同レバーを基本波方向に所定量移動させると、当該所定量に対応した基本波成分をエコー信号から抽出するように波形調整条件が変更・設定される。  The operation unit 14 has a user interface 140 shown in FIG. The interface is an adjustment lever for adjusting a waveform adjustment condition described later according to the depth. That is, normally, a predetermined waveform adjustment condition in the memory 21 is automatically selected and determined based on predetermined information, but it is also possible to manually change the waveform adjustment condition by the interface 140. The adjustment lever shown in FIG. 2C is for adjusting the ratio of the fundamental wave component extracted from the received echo signal. For example, when the lever is moved by a predetermined amount in the fundamental wave direction, the predetermined amount is adjusted. The waveform adjustment conditions are changed and set so that the fundamental wave component corresponding to is extracted from the echo signal.

次に、合成ユニット17の構成について説明する。  Next, the configuration of the synthesis unit 17 will be described.

図2(a)、(b)は、それぞれ合成ユニット17の構成例を示したブロック図である。図2(a)に示す合成ユニット17は、ゲイン調整部171Aとフィルタ172Aとからなる第1の処理系と、ゲイン調整部171Bとフィルタ172Bとからなる第2の処理系との二つの処理系と、加算部173を有している。また、図2(b)に示す合成ユニット17は、ゲイン調整部171とフィルタ172とからなる単独の処理系と加算部173とを有している。  FIGS. 2A and 2B are block diagrams illustrating configuration examples of the synthesis unit 17, respectively. The synthesis unit 17 shown in FIG. 2A includes two processing systems, a first processing system including a gain adjustment unit 171A and a filter 172A, and a second processing system including a gain adjustment unit 171B and a filter 172B. And an adder 173. 2B includes a single processing system including a gain adjustment unit 171 and a filter 172, and an addition unit 173. The synthesis unit 17 illustrated in FIG.

ゲイン調整部171、ゲイン調整部171A、ゲイン調整部171B、は、それぞれ入力したエコー信号に対してゲイン調整を行う回路である。各ゲイン調整部は、メモリ21内から選択された波形調整条件、或いは、インタフェース140によって変更された波形調整条件に基づいて、ゲイン調整を行う。当該ゲイン調整によって、エコー信号は、ハーモニック成分の抽出に必要な強度のみに選択される。  The gain adjustment unit 171, the gain adjustment unit 171 </ b> A, and the gain adjustment unit 171 </ b> B are circuits that perform gain adjustment on the input echo signals. Each gain adjustment unit performs gain adjustment based on the waveform adjustment condition selected from the memory 21 or the waveform adjustment condition changed by the interface 140. By the gain adjustment, the echo signal is selected only for the intensity necessary for extracting the harmonic component.

フィルタ172、フィルタ172A、フィルタ172Bは、例えば特開平9−173334公報に開示されている超音波診断装置に利用されているスペクトラム調整手段、複素フィルタ等である。各フィルタは、メモリ21内から選択された波形調整条件、或いは、インタフェース140によって変更された波形調整条件に基づいて、入力したエコー信号にフィルタ係数を積算することで所定のスペクトラム波形とするスペクトラム調整を行う。  The filter 172, the filter 172A, and the filter 172B are, for example, a spectrum adjustment unit, a complex filter, and the like that are used in the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-173334. Each filter performs spectrum adjustment to obtain a predetermined spectrum waveform by adding filter coefficients to the input echo signal based on the waveform adjustment condition selected from the memory 21 or the waveform adjustment condition changed by the interface 140. I do.

なお、本超音波診断装置10では、A/D変換の後に波形調節を行う構成であるが、A/D変換前のアナログ信号に対してスペクトラム調整等を行う構成とする場合には、フィルタ172A、フィルタ172Bとして実数フィルタ、イコライザ等を使用することができる。  The ultrasonic diagnostic apparatus 10 is configured to perform waveform adjustment after A / D conversion. However, in the case of a configuration in which spectrum adjustment or the like is performed on an analog signal before A / D conversion, the filter 172A is used. A real number filter, an equalizer, or the like can be used as the filter 172B.

加算部173は、入力した正極エコー信号と負極エコー信号とを加算することでハーモニック成分或いは基本波成分を抽出する。  The adder 173 extracts the harmonic component or the fundamental wave component by adding the input positive electrode echo signal and negative electrode echo signal.

次に、上記構成を有する合成ユニット17が実行するスペクトラム波形調節処理を説明する。スペクトラム波形調節処理とは、フェーズインバージョン法によって収集した正極エコー信号のスペクトラム波形或いは負極エコー信号のスペクトラム波形の少なくとも一方を調整する処理である。  Next, a spectrum waveform adjustment process executed by the synthesis unit 17 having the above configuration will be described. The spectrum waveform adjustment processing is processing for adjusting at least one of the spectrum waveform of the positive echo signal or the spectrum waveform of the negative echo signal collected by the phase inversion method.

例えば、図2(a)に示した合成ユニット17においては、受信遅延回路16からのデジタル信号は、正極エコー信号と負極エコー信号とに分類され、それぞれゲイン調整部171A、ゲイン調整部171Bに入力される。ゲイン調整部171A及びフィルタ172A或いはゲイン調整部171B及びフィルタ172Bは、予め設定された波形調整条件(ゲイン値、フィルタ係数)によって各エコー信号の波形を調整する。なお、波形調節は、正極エコー信号と負極エコー信号との双方に施す構成であってもよいし、一方の波形を基準として他方の波形を調整する構成であってもよい。  For example, in the synthesis unit 17 shown in FIG. 2A, the digital signal from the reception delay circuit 16 is classified into a positive echo signal and a negative echo signal, which are input to the gain adjustment unit 171A and the gain adjustment unit 171B, respectively. Is done. The gain adjusting unit 171A and the filter 172A or the gain adjusting unit 171B and the filter 172B adjust the waveform of each echo signal according to preset waveform adjustment conditions (gain value, filter coefficient). The waveform adjustment may be performed on both the positive echo signal and the negative echo signal, or may be configured such that the other waveform is adjusted based on one waveform.

また、図2(b)に示した合成ユニット17においては、受信遅延回路16からのデジタル信号は、正極エコー信号と負極エコー信号とに分類され、何れか一方のみのエコー信号がゲイン調整部171、フィルタ172に入力される。ゲイン調整部171及びフィルタ172は、予め設定したゲイン値、フィルタ係数によって各エコー信号の波形を調整する。  In the synthesis unit 17 shown in FIG. 2B, the digital signal from the reception delay circuit 16 is classified into a positive echo signal and a negative echo signal, and only one of the echo signals is the gain adjustment unit 171. , And input to the filter 172. The gain adjusting unit 171 and the filter 172 adjust the waveform of each echo signal according to a preset gain value and filter coefficient.

この波形調整処理によれば、波形調整条件を種々操作することによってフェーズインバージョン法によって取得したエコー信号から基本波成分を選択的に取得することができる。すなわち、正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形とが対称となるように波形調整条件を設定した場合には、加算部173における加算処理によって基本波成分を除去することができる。当該対称化によって正極エコー信号の基本波成分と負極エコー信号の基本波成分とを高い精度にて相殺できるからである(図4参照。なお、同図の詳細は後述。)。一方、正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形との対称性が崩れるように(非対称性を高めるように)波形調整条件を設定した場合には、加算部173における加算処理によって基本波成分を取り出すことができる。当該非対称化によって正極エコー信号の基本波成分或いは負極エコー信号の基本波成分の一部又は全部を取り出すことができるからである(図5参照。なお、同図の詳細は後述。)。  According to this waveform adjustment process, the fundamental wave component can be selectively acquired from the echo signal acquired by the phase inversion method by variously operating the waveform adjustment conditions. That is, when the waveform adjustment condition is set so that the spectrum waveform of the positive electrode echo signal and the spectrum waveform of the negative electrode echo signal are symmetric, the fundamental wave component can be removed by the addition processing in the addition unit 173. This is because the symmetrization can cancel out the fundamental wave component of the positive electrode echo signal and the fundamental wave component of the negative electrode echo signal with high accuracy (see FIG. 4, details of which will be described later). On the other hand, when the waveform adjustment condition is set so that the symmetry between the spectrum waveform of the positive echo signal and the spectrum waveform of the negative echo signal is broken (so as to increase the asymmetry), the fundamental wave is obtained by the addition process in the adder 173. Ingredients can be removed. This is because the asymmetry can extract part or all of the fundamental wave component of the positive echo signal or the fundamental wave component of the negative echo signal (see FIG. 5, details of which will be described later).

従って、合成ユニット17によって実行される波形調整には、正極エコー信号と負極エコー信号との対称化、正極エコー信号と負極エコー信号との非対称化、或いはこれらの組み合わせ等がある。これらの詳細は、後述する実施例によって明らかにする。  Therefore, the waveform adjustment performed by the synthesis unit 17 includes symmetrization of the positive and negative echo signals, asymmetry of the positive and negative echo signals, or a combination thereof. These details will be clarified by examples described later.

次に、超音波診断装置10の各実施例を説明する。  Next, each example of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 will be described.

(実施例1)
実施例1は、フェーズインバージョン法によって超音波画像収集を行う場合に、超音波診断装置10が有するスペクトラム波形調整機能によって、受信した正極エコー信号と負極エコー信号とを対称化し、当該対称化された正極エコー信号と負極エコー信号とを加算することで、基本波成分を高い精度で除去してハーモニック成分を取り出す例である。
Example 1
In the first embodiment, when ultrasonic image acquisition is performed by the phase inversion method, the received positive-polarity echo signal and the negative-polarity echo signal are symmetrized by the spectrum waveform adjustment function of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 to be symmetrized. In this example, the fundamental component is removed with high accuracy and the harmonic component is extracted by adding the positive and negative echo signals.

図3は、フェーズインバージョン法による超音波画像収集の処理手順を示したフローチャートである。図4は、合成ユニット17において実行されるスペクトラム波形調整処理を説明するための概念的な図である。  FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of ultrasonic image collection by the phase inversion method. FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the spectrum waveform adjustment processing executed in the synthesis unit 17.

図3において、まず、一の走査線に対して造影剤を破壊する強度によって正極波を送信し、当該正極波に基づく正極エコー信号を受信し、増幅、A/D変換等の所定の処理を施す(ステップS1)
続いて、正極波の波形を反転させた負極波(図6参照)を被検体内に送信し、当該負極波に基づく負極エコー信号とを受信し、増幅、A/D変換等の所定の処理を施す(ステップS2)。
In FIG. 3, first, a positive wave is transmitted with a strength that destroys the contrast agent with respect to one scanning line, a positive echo signal based on the positive wave is received, and predetermined processing such as amplification and A / D conversion is performed. (Step S1)
Subsequently, a negative wave (see FIG. 6) obtained by inverting the waveform of the positive wave is transmitted into the subject, a negative echo signal based on the negative wave is received, and predetermined processing such as amplification and A / D conversion is performed. (Step S2).

続いて、合成ユニット17において、正極エコー信号と負極エコー信号との対称化を行う(ステップS3)。すなわち、例えば図4に示すように、スペクトラム波形の対称性が崩れた正極エコー信号と負極エコー信号とが入力されると、合成ユニット17は、例えば負極エコー信号の波形と対称になるように、ゲイン調整部171A、フィルタ172Aによって正極エコー信号の基本波の波形を調整する。調整後の正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形とは図4に示すように対称であり、これらを加算処理(合成処理)することで基本波成分を相殺させてハーモニック成分を取り出すことができる。  Subsequently, the synthesizing unit 17 symmetrizes the positive electrode echo signal and the negative electrode echo signal (step S3). That is, for example, as shown in FIG. 4, when a positive polarity echo signal and a negative polarity echo signal in which the symmetry of the spectrum waveform is broken are input, the synthesis unit 17 is symmetric with the waveform of the negative polarity echo signal, for example, The waveform of the fundamental wave of the positive echo signal is adjusted by the gain adjusting unit 171A and the filter 172A. The spectrum waveform of the adjusted positive-polarity echo signal and the spectral waveform of the negative-polarity echo signal are symmetric as shown in FIG. 4, and by adding these (synthesizing) these, the fundamental wave component is canceled and the harmonic component is extracted. be able to.

なお、正極エコー信号は、1レート分遅延して負極エコー信号と合成される。


The positive echo signal is combined with the negative echo signal with a delay of one rate .


なお、上記ステップS3における正極エコー信号と負極エコー信号との対称化においては、負極エコー信号を基準として正極エコー信号を調整したが、正極エコー信号を基準として負極エコー信号を調整、或いは正極エコー信号及び負極エコー信号の双方を調整して対称化する構成であってもよい。  Note that, in the symmetrization of the positive echo signal and the negative echo signal in step S3, the positive echo signal is adjusted based on the negative echo signal. However, the negative echo signal is adjusted based on the positive echo signal, or the positive echo signal. Further, the configuration may be such that both the negative electrode echo signal and the negative electrode echo signal are adjusted and symmetrized.

このような構成によれば、正極エコー信号と負極エコー信号とを対称化した後加算処理を行うから、基本波成分が充分に除去してハーモニック成分を取り出することができる。従って、フェーズインバージョン法の特性を最大限に生かすことができ、特に、基本波成分の除去によるアーチファクト低減効果を最大に発揮することができる。その結果、診断画像の質を向上させることができ、診断技術の向上に貢献することができる。  According to such a configuration, since the addition processing is performed after symmetrizing the positive electrode echo signal and the negative electrode echo signal, the fundamental component can be sufficiently removed and the harmonic component can be extracted. Therefore, the characteristics of the phase inversion method can be utilized to the maximum, and in particular, the artifact reduction effect by removing the fundamental wave component can be maximized. As a result, it is possible to improve the quality of the diagnostic image and contribute to the improvement of the diagnostic technique.

(実施例2)
実施例1は、正極エコー信号と負極エコー信号とを対称化することで、基本波信号を除去する構成であった。これに対し、実施例2は、スペクトラム波形調整機能によって、受信した正極エコー信号と負極エコー信号とを非対称化し(対処性を崩し)、その後加算することで基本波成分を残すようにする構成をとる例である。この様にして得られた基本波成分は、感度の足りない深部や極近距離部からのハーモニックエコー信号を補うのに使用することができる。なお、本実施例で示す内容は、例えばテッシューハーモニックイメージング等において特に実益がある。
(Example 2)
The first embodiment has a configuration in which the fundamental wave signal is removed by symmetrizing the positive electrode echo signal and the negative electrode echo signal. In contrast, the second embodiment has a configuration in which the received positive echo signal and the negative echo signal are asymmetrically (disrupted in response) by the spectrum waveform adjustment function, and then the fundamental wave component is left by adding. This is an example. The fundamental wave component obtained in this way can be used to compensate for a harmonic echo signal from a deep part or an extremely short distance part with insufficient sensitivity. Note that the contents shown in this embodiment are particularly beneficial in, for example, tissue harmonic imaging.

フェーズインバージョン法による超音波画像収集の処理手順において実施例2と実施例1との異なる点は、図3のステップS3における処理内容である。説明の重複をさけるため、ステップS3における処理内容のみ図3、図5を参照しながら説明する。  The difference between the second embodiment and the first embodiment in the processing procedure of ultrasonic image collection by the phase inversion method is the processing content in step S3 in FIG. In order to avoid duplication of explanation, only the processing contents in step S3 will be described with reference to FIGS.

合成ユニット17は、正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形との非対称化を行う(ステップS3)。  The synthesizing unit 17 performs asymmetry between the spectrum waveform of the positive echo signal and the spectrum waveform of the negative echo signal (step S3).

図5は、合成ユニット17において実行されるスペクトラム波形調整処理を説明するための概念的な図である。図5に示すように、正極エコー信号と負極エコー信号とが入力されると、合成ユニット17は、正極エコー信号の波形と非対称になるように、ゲイン調整部171B、フィルタ172Bによって負極エコー信号の基本波の波形を調整する。調整後の基本波波形(スペクトラム)は、図5に示すように非対称であり、これらを加算処理することで基本波成分とハーモニック成分とを取り出すことができる。  FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the spectrum waveform adjustment processing executed in the synthesis unit 17. As shown in FIG. 5, when the positive echo signal and the negative echo signal are input, the synthesis unit 17 causes the gain adjusting unit 171B and the filter 172B to generate the negative echo signal so as to be asymmetric with the waveform of the positive echo signal. Adjust the fundamental waveform. The adjusted fundamental wave waveform (spectrum) is asymmetrical as shown in FIG. 5, and the fundamental wave component and the harmonic component can be extracted by adding them.

後段の画像生成処理では、上記基本波成分とハーモニック成分に基づいて画像生成が行われる(ステップS4)。  In the subsequent image generation process, image generation is performed based on the fundamental wave component and the harmonic component (step S4).

一般に、ハーモニック成分は高周波であり生体の周波数依存減衰を大きく受けてしまうことから、その感度は低い。特に、生体深部を診断する場合や脂肪等の多い患者を診断する場合では減衰が顕著であり、超音波エコー信号の映像化は困難である。また、高調波は造影剤の非線形な振る舞いや超音波の生体組織中の伝播を原因として発生するものであるから、被検体表面から極近距離においては、ハーモニック成分は十分に発生しない。  In general, since the harmonic component is a high frequency and greatly receives the frequency dependent attenuation of the living body, its sensitivity is low. In particular, when diagnosing the deep part of a living body or when diagnosing a patient with a lot of fat or the like, the attenuation is significant, and it is difficult to visualize an ultrasonic echo signal. Further, since harmonics are generated due to the nonlinear behavior of the contrast agent and the propagation of ultrasonic waves in the living tissue, harmonic components are not sufficiently generated at a very close distance from the subject surface.

しかし、上述した構成によれば、正極エコー信号と負極エコー信号とを非対称化した後加算処理を行うから、基本波成分を残すことができる。この様にして得られた基本波成分は、感度の足りない深部や極近距離領域からのハーモニックエコー信号を補うのに使用することができる。従って、わざわざ基本波モードに遷移することなく、生体深部等からも画像化に充分なハーモニックエコー信号を容易に取り出すことができ、その結果、診断技術の向上に貢献することができる。  However, according to the configuration described above, since the addition processing is performed after the positive and negative echo signals are asymmetrical, the fundamental wave component can be left. The fundamental wave component obtained in this way can be used to compensate for a harmonic echo signal from a deep part or a very close range where sensitivity is insufficient. Therefore, it is possible to easily extract a harmonic echo signal sufficient for imaging from the deep part of the living body without intentionally shifting to the fundamental wave mode, and as a result, it is possible to contribute to improvement of the diagnostic technique.

(実施例3)
一般に、被検体表面からの深度が低い場合には、ハーモニック成分を充分に得ることができる。一方、深度が高い場合には、ハーモニック成分を充分に取り出すことができない場合が多い。そこで、実施例3では、ハーモニックエコー信号を補うための基本波の残留度が深度が高くなるに従って高くなるように、合成ユニット17において被検体表面からの深度に応じてエコー信号の波形を調節する例である。
(Example 3)
Generally, when the depth from the subject surface is low, a sufficient harmonic component can be obtained. On the other hand, when the depth is high, there are many cases where the harmonic components cannot be sufficiently extracted. Therefore, in the third embodiment, the synthesis unit 17 adjusts the waveform of the echo signal in accordance with the depth from the subject surface so that the residual degree of the fundamental wave for compensating the harmonic echo signal increases as the depth increases. It is an example.

フェーズインバージョン法による超音波画像収集の処理手順において実施例3と各実施例との異なる点は、ステップS3における処理内容である。説明の重複をさけるため、ステップS3における処理内容のみ図3を参照しながら説明する。  The difference between the third embodiment and each embodiment in the processing procedure of ultrasonic image collection by the phase inversion method is the processing content in step S3. In order to avoid duplication of explanation, only the processing contents in step S3 will be described with reference to FIG.

合成ユニット17は、波形調整条件に基づいて、正極エコー信号或いは負極エコー信号の少なくとも一方に対してゲイン調整、フィルタ処理を行う(ステップS3)。  The synthesizing unit 17 performs gain adjustment and filter processing on at least one of the positive electrode echo signal and the negative electrode echo signal based on the waveform adjustment condition (step S3).

すなわち、正極エコー信号と負極エコー信号とが入力されると、合成ユニット17は、波形調整条件記憶メモリ21に記憶された波形調整条件に基づいて、各エコー信号の深さに対応したゲイン値及びフィルタ係数によってスペクトラム波形調整を行う。当該波形調整条件は、被検体表面からの深度に応じて正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形との対称性を変化させ、深度に応じて基本波成分を抽出するように予め設定されている。例えば、例えば被検体表面から深度5mmまでの領域、及び深度10cmから15cmまでの領域ではハーモニック成分は十分でないから基本波成分とハーモニック成分との双方を取り出すことができる波形調節条件で、深度5mmから深度10cmまではハーモニック成分を十分収集できるからハーモニック成分のみを取り出す波形調節条件で、深度15cm以上の領域はハーモニック成分を殆ど取り出すことができないから、基本波成分のみを取り出す波形調節条件で、といった具合である。この様に深さに応じて波形調整条件を制御した場合には、加算部173の加算処理によって、深度毎に診断に好適な生体情報(基本波成分、ハーモニック成分)を取り出すことができる。  That is, when the positive electrode echo signal and the negative electrode echo signal are input, the synthesis unit 17 determines the gain value corresponding to the depth of each echo signal based on the waveform adjustment condition stored in the waveform adjustment condition storage memory 21. The spectrum waveform is adjusted by the filter coefficient. The waveform adjustment conditions are set in advance so that the symmetry of the spectrum waveform of the positive echo signal and the spectrum waveform of the negative echo signal changes according to the depth from the subject surface, and the fundamental wave component is extracted according to the depth. Has been. For example, in a region from the subject surface to a depth of 5 mm and a region from a depth of 10 cm to 15 cm, the harmonic component is not sufficient, so that the waveform adjustment condition can extract both the fundamental wave component and the harmonic component from a depth of 5 mm. Since the harmonic components can be collected sufficiently up to a depth of 10 cm, the harmonic adjustment component can be used to extract only the harmonic component. It is. In this way, when the waveform adjustment condition is controlled according to the depth, biometric information (fundamental wave component and harmonic component) suitable for diagnosis can be extracted for each depth by the addition processing of the addition unit 173.

なお、上記波形調整条件(ゲイン値、フィルタ係数)は任意に変更することができる点、正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形との対称化及び非対称化においては、何れか一方或いは両方の波形を調整する構成であっても良い点は、上述の各実施例と同様である。特に、波形調整条件(ゲイン値、フィルタ係数)の変更については、図2(c)に示したインタフェースによって基本波成分を抽出し始める深度を容易に変更することができる。  Note that the waveform adjustment conditions (gain value, filter coefficient) can be arbitrarily changed, and in the symmetrization and asymmetry of the spectrum waveform of the positive echo signal and the spectrum waveform of the negative echo signal, either or The point which may be the structure which adjusts both waveforms is the same as that of each above-mentioned Example. In particular, regarding the change of the waveform adjustment conditions (gain value, filter coefficient), the depth at which the fundamental wave component starts to be extracted can be easily changed by the interface shown in FIG.

後段の画像生成処理では、基本波成分とハーモニック成分に基づいて画像生成が行われるから、ハーモニックエコー成分で足りない信号、例えば生体内深部からの信号を基本波の帯域によって補った超音波画像が生成される(ステップS4)。  In the subsequent image generation processing, image generation is performed based on the fundamental wave component and the harmonic component, so that an ultrasonic image in which the harmonic echo component is insufficient, for example, a signal from the deep part of the living body, is supplemented by the band of the fundamental wave. It is generated (step S4).

以上述べた構成によれば、被検体表面からの深度に応じてエコー信号の波形を調節することができる。特に、ハーモニックエコー信号の被検体内深部における感度は、当該被検体によってことなるが、患者情報等による自動設定或いはインタフェースによるマニュアル設定によって容易に適切な波形調整条件を設定することができる。従って、最大限にはハーモニック効果を利用することができ、その結果、診断画像の質を向上させ、診断技術の向上に貢献することができる。  According to the configuration described above, the waveform of the echo signal can be adjusted according to the depth from the subject surface. In particular, the sensitivity of the harmonic echo signal in the deep part of the subject varies depending on the subject, but appropriate waveform adjustment conditions can be easily set by automatic setting based on patient information or manual setting using an interface. Therefore, the harmonic effect can be used to the maximum, and as a result, the quality of the diagnostic image can be improved and the diagnostic technique can be improved.

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変形例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。  Although the present invention has been described based on the embodiments, those skilled in the art can come up with various changes and modifications within the scope of the idea of the present invention. It is understood that it belongs to the scope of the present invention.

また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。  Further, the embodiments may be combined as appropriate as possible, and in that case, the combined effect can be obtained. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention If at least one of the following is obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

発明の効果Effect of the invention

以上本発明によれば、フェーズインバージョン法の特徴を最大限に生かすことで、適切にハーモニック成分を抽出し、且つ基本波成分を選択的に抽出することができる超音波診断装置及び超音波エコー信号処理方法を実現することができる。  As described above, according to the present invention, an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic echo that can appropriately extract a harmonic component and selectively extract a fundamental component by making the best use of the characteristics of the phase inversion method. A signal processing method can be realized.

図1は、超音波診断装置10のブロック構成図を示している。  FIG. 1 shows a block configuration diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus 10. 図2(a)、(b)は、それぞれ合成ユニット17の構成例を示したブロック図である。図2(c)は、ユーザインタフェース140を示した図である。  FIGS. 2A and 2B are block diagrams illustrating configuration examples of the synthesis unit 17, respectively. FIG. 2C shows the user interface 140. 図3は、フェーズインバージョン法による超音波画像収集の処理手順を示したフローチャートである。  FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of ultrasonic image collection by the phase inversion method. 図4は、合成ユニット17において実行されるスペクトラム波形調整処理を説明するための概念的な図である。  FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the spectrum waveform adjustment processing executed in the synthesis unit 17. 図5は、合成ユニット17において実行されるスペクトラム波形調整処理を説明するための概念的な図である。  FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the spectrum waveform adjustment processing executed in the synthesis unit 17. 図6は、フェーズインバージョン法において送信する正極波と負極はの波形を示した図である。  FIG. 6 is a diagram showing waveforms of positive and negative waves transmitted in the phase inversion method. 図7は、正極エコー信号のスペクトラム波形Aと、当該正極エコー信号と負極エコー信号とを加算して得られたスペクトラム波形Bとを示した図である。  FIG. 7 is a diagram showing a spectrum waveform A of the positive echo signal and a spectrum waveform B obtained by adding the positive echo signal and the negative echo signal. 図8は、図7に示した基本波成分とハーモニック成分との軸上音圧を示した図である。  FIG. 8 is a diagram showing on-axis sound pressures of the fundamental wave component and the harmonic component shown in FIG. 図9は、正極エコー信号のスペクトラム波形と負極エコー信号のスペクトラム波形と、基本波の残留とを模式的に示した図である。  FIG. 9 is a diagram schematically showing the spectrum waveform of the positive electrode echo signal, the spectrum waveform of the negative electrode echo signal, and the residual of the fundamental wave. 図10は、例えば生体深部からの正極エコー信号及び負極エコー信号のスペクトラム波形と、双方のエコー信号の加算によって抽出されたハーモニック成分とを模式的に示した図である。  FIG. 10 is a diagram schematically showing, for example, the spectrum waveforms of the positive and negative echo signals from the deep part of the living body, and the harmonic components extracted by adding both echo signals.

10…超音波診断装置
11…超音波プローブ
12…装置本体
13…モニタ
14…操作部
15…プリアンプユニット
16…受信遅延回路
17…合成ユニット
18…検波ユニット
19…表示ユニット
20…ホストCPU
21…波形調整条件記憶メモリ
140…ユーザインタフェース
171A…ゲイン調整部
171B…ゲイン調整部
171…ゲイン調整部
172A…フィルタ
172B…フィルタ
172…フィルタ
173…加算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic diagnostic apparatus 11 ... Ultrasonic probe 12 ... Apparatus main body 13 ... Monitor 14 ... Operation part 15 ... Preamplifier unit 16 ... Reception delay circuit 17 ... Synthetic unit 18 ... Detection unit 19 ... Display unit 20 ... Host CPU
21 ... Waveform adjustment condition storage memory 140 ... User interface 171A ... Gain adjustment unit 171B ... Gain adjustment unit 171 ... Gain adjustment unit 172A ... Filter 172B ... Filter 172 ... Filter 173 ... Addition unit

Claims (6)

第1の超音波パルスと、当該第1の超音波パルスの極性を略反転させた第2の超音波パルスとを被検体に送信する送信手段と、
前記被検体から前記第1の超音波パルスに対応する第1のエコー信号及び前記第2の超音波パルスに対応する第2のエコー信号を受信する受信手段と、
ゲイン調整手段とフィルタ手段とを有し、前記第1のエコー信号の波形又は前記第2のエコー信号の波形のうち少なくとも一方の波形に対して、所定のゲイン値によるゲイン調整及び所定のフィルタ係数によるフィルタ処理を施すことによって、前記第1のエコー信号の波形と第2のエコー信号の波形との対称性を増大させる波形調整手段と、
前記波形調整手段から出力された前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号とを加算することで、送信超音波により発生する高調波を抽出する抽出手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
Transmitting means for transmitting a first ultrasonic pulse and a second ultrasonic pulse substantially inverted in polarity of the first ultrasonic pulse to the subject;
Receiving means for receiving a first echo signal corresponding to the first ultrasonic pulse and a second echo signal corresponding to the second ultrasonic pulse from the subject;
Gain adjustment means and filter means, and gain adjustment by a predetermined gain value and a predetermined filter coefficient for at least one of the waveform of the first echo signal and the waveform of the second echo signal Waveform adjusting means for increasing the symmetry between the waveform of the first echo signal and the waveform of the second echo signal by performing the filtering process according to
Extraction means for extracting harmonics generated by transmission ultrasonic waves by adding the first echo signal and the second echo signal output from the waveform adjustment means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記送信手段は、前記第1の超音波パルスと前記第2の超音波パルスとを、一の走査線に対して複数回送信することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit transmits the first ultrasonic pulse and the second ultrasonic pulse a plurality of times to one scanning line .
前記ゲイン値或いは前記フィルタ係数の少なくとも一方を変更することで、前記抽出手段が抽出する送信超音波の比率をユーザが変更するためのユーザインタフェースをさらに具備することを特徴とする請求項1又は2記載の超音波診断装置。
The user interface for a user to change the ratio of the transmission ultrasonic wave extracted by the extraction means by changing at least one of the gain value or the filter coefficient is provided. The ultrasonic diagnostic apparatus as described.
前記波形調整手段は、前記第1のエコー信号又は前記第2のエコー信号のスペクトラム波形の調整を行うことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the waveform adjusting unit adjusts a spectrum waveform of the first echo signal or the second echo signal.
前記フィルタ係数は、前記フィルタ手段が入力するエコー信号のスペクトラム波形と、当該フィルタ手段が出力するエコー信号のスペクトラム波形との比であることを特徴とする請求項1乃至4記載の超音波診断装置。
5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the filter coefficient is a ratio between a spectrum waveform of an echo signal input by the filter means and a spectrum waveform of an echo signal output by the filter means. .
被検体に対して第1の超音波パルスを送信するステップと、
前記被検体から前記第1の超音波パルスに対応する第1のエコー信号を受信するステップと、
前記第1の超音波パルスの極性を略反転させた第2の超音波パルスを前記被検体に送信するステップと、
前記第2の超音波パルスに対応する第2のエコー信号を受信するステップと、
前記第1のエコー信号の波形又は前記第2のエコー信号の波形のうち少なくとも一方の波形に対して、所定のゲイン値によるゲイン調整及び所定のフィルタ係数によるフィルタ処理を施すことによって、前記第1のエコー信号の波形と第2のエコー信号の波形との対称性を増大させるステップと、
前記ゲイン調整及びフィルタ処理後の前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号とを加算することで、送信超音波から二次的に発生する高調波を抽出するステップと、
を具備することを特徴とする超音波エコー信号処理方法。
Transmitting a first ultrasonic pulse to a subject;
Receiving a first echo signal corresponding to the first ultrasonic pulse from the subject;
Transmitting a second ultrasonic pulse substantially inverted in polarity of the first ultrasonic pulse to the subject;
Receiving a second echo signal corresponding to the second ultrasonic pulse;
By performing gain adjustment with a predetermined gain value and filter processing with a predetermined filter coefficient on at least one of the waveform of the first echo signal and the waveform of the second echo signal, Increasing the symmetry between the waveform of the echo signal and the waveform of the second echo signal;
Adding the first echo signal after the gain adjustment and filtering and the second echo signal to extract a second harmonic generated from the transmission ultrasonic wave; and
An ultrasonic echo signal processing method comprising:
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