JPH0614934B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH0614934B2 JPH0614934B2 JP63251251A JP25125188A JPH0614934B2 JP H0614934 B2 JPH0614934 B2 JP H0614934B2 JP 63251251 A JP63251251 A JP 63251251A JP 25125188 A JP25125188 A JP 25125188A JP H0614934 B2 JPH0614934 B2 JP H0614934B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8979—Combined Doppler and pulse-echo imaging systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/06—Measuring blood flow
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/13—Tomography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G01S7/52023—Details of receivers
- G01S7/52033—Gain control of receivers
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、超音波送受信における断層像モード走査(B
モード走査)とドプラモード走査(Dモード走査)とを
行うことができ且つチャンネル毎の受信信をディジタル
化した後に前記走査毎の信号処理を行い、Bモード走査
により断層像,Dモード走査により血流データや2次元
血流像(カラー・フロー・マッピング像;CFM像)等
を得、それぞれ表示に供するように超音波診断装置に係
り、特に、受信系をディジタル化した場合に好適とし得
る超音波診断装置に関する。
モード走査)とドプラモード走査(Dモード走査)とを
行うことができ且つチャンネル毎の受信信をディジタル
化した後に前記走査毎の信号処理を行い、Bモード走査
により断層像,Dモード走査により血流データや2次元
血流像(カラー・フロー・マッピング像;CFM像)等
を得、それぞれ表示に供するように超音波診断装置に係
り、特に、受信系をディジタル化した場合に好適とし得
る超音波診断装置に関する。
(従来の技術) 超音波診断は、媒質や移動物体に対する超音波の反射
率,減衰率,ドプラ偏移等の反映された情報を、単一振
動子からなるシングルプローブや微小振動子を多数配列
してなるアレイプローブを用いて無侵襲で得るものであ
り、近時に至っては、操作が容易であることやリアルタ
イム性があること等の利点からアレイプローブを用いる
電子走査型超音波診断装置が多用されている。
率,減衰率,ドプラ偏移等の反映された情報を、単一振
動子からなるシングルプローブや微小振動子を多数配列
してなるアレイプローブを用いて無侵襲で得るものであ
り、近時に至っては、操作が容易であることやリアルタ
イム性があること等の利点からアレイプローブを用いる
電子走査型超音波診断装置が多用されている。
以下、この種、従来の超音波診断装置を、Bモード走査
とDモード走査とを行うことができる電子走査型超音波
診断装置を示す第6図を参照して説明する。
とDモード走査とを行うことができる電子走査型超音波
診断装置を示す第6図を参照して説明する。
すなわち、基本構成としては、アレイプローブ1と、送
信系2と、受信系3と、Bモード処理系4と、Dモード
処理系5と、映像系6とからなる。
信系2と、受信系3と、Bモード処理系4と、Dモード
処理系5と、映像系6とからなる。
アレイプローブ1は、n個の振動子1−1,1−2…1
−nを並設してなり(nチャンネル)、例えばセクタ走
査にて動作される。すなわち、n個の振動子1−1,1
−2…1−nは、それぞれ送信系2により励振駆動さ
れ、図示しない生体内に超音波ビームを受波し、その反
射波を同じ振動子で受波し、それぞれエコー受信信号と
して受信系3に送る。
−nを並設してなり(nチャンネル)、例えばセクタ走
査にて動作される。すなわち、n個の振動子1−1,1
−2…1−nは、それぞれ送信系2により励振駆動さ
れ、図示しない生体内に超音波ビームを受波し、その反
射波を同じ振動子で受波し、それぞれエコー受信信号と
して受信系3に送る。
送信系2は、パルス発生器2Aと、送信遅延回路2B
(2B−1,2B−2…2B−n)と、パルサ2C(2
C−1,2C−2…2C−n)とからなる。パルス発生
器2Aは、超音波送受信のタイミングを決定するレーナ
パルス(繰返しパルス)を、送信遅延回路2B(2B−
1,2B−2…2B−n)に与える。送信遅延回路2B
(2B−1,2B−2…2B−n)は、送信フォーカス
の設定やセクタ走査におけるビーム振り角の設定のため
に励振タイミングを振動子毎に変えるつまり送信遅延制
御を行う。パルス2C(2C−1,2C−2…2
C−n)は、送信遅延回路2B(2B−1,2B−2…
2B−n)からの送信遅延制御信号に基づき振動子1
−1,1−2…1−nに対して高電圧を与え、送信駆動
する。
(2B−1,2B−2…2B−n)と、パルサ2C(2
C−1,2C−2…2C−n)とからなる。パルス発生
器2Aは、超音波送受信のタイミングを決定するレーナ
パルス(繰返しパルス)を、送信遅延回路2B(2B−
1,2B−2…2B−n)に与える。送信遅延回路2B
(2B−1,2B−2…2B−n)は、送信フォーカス
の設定やセクタ走査におけるビーム振り角の設定のため
に励振タイミングを振動子毎に変えるつまり送信遅延制
御を行う。パルス2C(2C−1,2C−2…2
C−n)は、送信遅延回路2B(2B−1,2B−2…
2B−n)からの送信遅延制御信号に基づき振動子1
−1,1−2…1−nに対して高電圧を与え、送信駆動
する。
受信系3は、可変利得型のプリアンプ3A(3A−1,
3A−2…3A−n)と、受信遅延回路3B(3
B−1,3B−2…3B−n)と、加算器3Cとからな
る。プリアンプ3A(3A−1,3A−2…3A−n)
は、アレイプローブ1の振動子1−1,1−2…1−n
からエコー信号を受け、これを後段の信号処理に適合す
るレベルまで増幅する。受信遅延回路3B(3B−1,
3B−2…3B−n)は、プリアンプ3A(3A−1,
3A−2…3A−n)を通ったエコー信号(アナログ信
号)に対し、送信フォーカスやセクタ走査におけるビー
ム振り角に応じて遅延を施す。加算器3Cは、送信遅延
回路3B(3B−1,3B−2…3B−n)を通った振
動子毎のエコー信号をアナログ加算し、この加算出力は
Bモード処理系4又はDモード処理系5に与えられる。
3A−2…3A−n)と、受信遅延回路3B(3
B−1,3B−2…3B−n)と、加算器3Cとからな
る。プリアンプ3A(3A−1,3A−2…3A−n)
は、アレイプローブ1の振動子1−1,1−2…1−n
からエコー信号を受け、これを後段の信号処理に適合す
るレベルまで増幅する。受信遅延回路3B(3B−1,
3B−2…3B−n)は、プリアンプ3A(3A−1,
3A−2…3A−n)を通ったエコー信号(アナログ信
号)に対し、送信フォーカスやセクタ走査におけるビー
ム振り角に応じて遅延を施す。加算器3Cは、送信遅延
回路3B(3B−1,3B−2…3B−n)を通った振
動子毎のエコー信号をアナログ加算し、この加算出力は
Bモード処理系4又はDモード処理系5に与えられる。
Bモード処理系4は、対数増幅器4Aと、包絡線検波回
路4Bと、アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)
4Cとからなる。対数増幅器4Aは、エコー加算出力の
信号振幅を対数変換する。包絡線検波回路4Bは、対数
増幅器4Aの出力の包絡線を検出する。アナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)4Cは、包絡線検波回路4
Bからの包絡線出力(アナログ信号)をディジタル信号
に変換し、映像系6に与える。
路4Bと、アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)
4Cとからなる。対数増幅器4Aは、エコー加算出力の
信号振幅を対数変換する。包絡線検波回路4Bは、対数
増幅器4Aの出力の包絡線を検出する。アナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)4Cは、包絡線検波回路4
Bからの包絡線出力(アナログ信号)をディジタル信号
に変換し、映像系6に与える。
Dモード処理系5は、位相検波回路5Aa,5Abと、
発振器5Bと、π/2移相器5Cと、ロー・パス・フィ
ルタ(L・P・F)5Da,5Dbと、アナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)5Ea,5Ebと、MTI
フィルタ5Fa,5Fbと、血流データを算出するため
のFFT演算部やCFM像を算するための相関演算部等
を有する演算回路5Gとからなる。位相検波回路5A
a,5Abは、エコー加算出力に対し、発振器5Bとπ
/2移相器5Cとから得られる送信における超音波信号
の周波数とほぼ同じ周波数を有するπ/2位相の異なる
2つの参照信号をミキシングすることにより、実数部,
虚数部の直交位相検波出力を得る。
発振器5Bと、π/2移相器5Cと、ロー・パス・フィ
ルタ(L・P・F)5Da,5Dbと、アナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)5Ea,5Ebと、MTI
フィルタ5Fa,5Fbと、血流データを算出するため
のFFT演算部やCFM像を算するための相関演算部等
を有する演算回路5Gとからなる。位相検波回路5A
a,5Abは、エコー加算出力に対し、発振器5Bとπ
/2移相器5Cとから得られる送信における超音波信号
の周波数とほぼ同じ周波数を有するπ/2位相の異なる
2つの参照信号をミキシングすることにより、実数部,
虚数部の直交位相検波出力を得る。
ロー・パス・フィルタ(L・P・F)5Da,5Db
は、位相検波出力の中から低周波数成分のみを抽出して
ドプラ偏移を受けた成分のみを得る。アナログ/ディジ
タル変換器(A/D−C)5Ea,5Ebは、ロー・パ
ス・フィルタ(L・P・F)5Da,5Dbからのドプ
ラ偏移信号をディジタル信号化する。MTIフィルタ5
Fa,5Fbは、ディジタル化したドプラ偏移信号に含
まれている心臓や血管の壁の動きに伴うクラッタ成分を
除する。演算回路5Gは、血流の平均速度,分散等の血
流データをFFT演算部により周波数解析することによ
り算出し、また、血流の速度,方向及びその位置を相関
演算部により自己相関方式等により算出し、カラー処理
してCFM像データを得る。
は、位相検波出力の中から低周波数成分のみを抽出して
ドプラ偏移を受けた成分のみを得る。アナログ/ディジ
タル変換器(A/D−C)5Ea,5Ebは、ロー・パ
ス・フィルタ(L・P・F)5Da,5Dbからのドプ
ラ偏移信号をディジタル信号化する。MTIフィルタ5
Fa,5Fbは、ディジタル化したドプラ偏移信号に含
まれている心臓や血管の壁の動きに伴うクラッタ成分を
除する。演算回路5Gは、血流の平均速度,分散等の血
流データをFFT演算部により周波数解析することによ
り算出し、また、血流の速度,方向及びその位置を相関
演算部により自己相関方式等により算出し、カラー処理
してCFM像データを得る。
映像系6は、超音波スキャンをTVスキャンに変換する
ディジタル・スキャン・コンバータ(DSC)の主要部
をなす画像メモリ6Aと、TVモニタ6Bからなる。画
像メモリ6AはTV画面の1フレームに相当する記憶領
域が設定されており、この領域には上記Bモード処理系
4からの断層像データ(白黒)と、Dモード処理系5か
らのCFM像データ(カラー)が、1超音波ラスタ毎に
重畳して書込まれ、1フレームを構成したときには、断
層像にCFM像が重畳された画像又は断層像と血流デー
タ(数値)とが現われている画像が得られ、TVモニタ
6Bにて標準TVフォーマットにて表示が行なわれる。
なお、図示しないコントローラにより各系及び系毎の要
素は制御される。
ディジタル・スキャン・コンバータ(DSC)の主要部
をなす画像メモリ6Aと、TVモニタ6Bからなる。画
像メモリ6AはTV画面の1フレームに相当する記憶領
域が設定されており、この領域には上記Bモード処理系
4からの断層像データ(白黒)と、Dモード処理系5か
らのCFM像データ(カラー)が、1超音波ラスタ毎に
重畳して書込まれ、1フレームを構成したときには、断
層像にCFM像が重畳された画像又は断層像と血流デー
タ(数値)とが現われている画像が得られ、TVモニタ
6Bにて標準TVフォーマットにて表示が行なわれる。
なお、図示しないコントローラにより各系及び系毎の要
素は制御される。
以上の構成の下で、次のように動作する。先ず、オペレ
ータの所望により例えばセクタ走査であって、ある深さ
にフォーカス(1段フォーカス)を設定し、これを送受
信共に行い、断層像とCFM像とを重畳表示する診断条
件を設定したとする。この条件設定の後に、コントロー
ラからの指令により第7図のタイミング図に示す動作が
起動される。すなわち、パルス発生器2Aからレートパ
ルスが出力され、5つのパルスで1つの超音波ラスタが
形成される。
ータの所望により例えばセクタ走査であって、ある深さ
にフォーカス(1段フォーカス)を設定し、これを送受
信共に行い、断層像とCFM像とを重畳表示する診断条
件を設定したとする。この条件設定の後に、コントロー
ラからの指令により第7図のタイミング図に示す動作が
起動される。すなわち、パルス発生器2Aからレートパ
ルスが出力され、5つのパルスで1つの超音波ラスタが
形成される。
1つ目のパルスでは、上述のフォーカス条件と最初のビ
ーム振り角とを反映した送信遅延データが送信遅延回路
2B(2B−1,2B−2…2B−n)に与えられ、送
信遅延回路2B(2B−1,2B−2…2B−n)は上
記の送信遅延に基づきパルサ2C(2C−1,2C−2
…2C−n)をそれぞれ駆動する。これによりアレイプ
ローブ1からは、1段フォーカスの条件であって、ある
ビーム振り角で超音波ビームが図示しない生体に送波さ
れる。この送波に伴う反射波は、アレイプローブ1,プ
リアンプ3A(3A−1,3A−2…3A−n)を通っ
て送信遅延とほぼ同じ遅延時間を持つ受信遅延回路3B
(3B−1,3B−2…3B−n)に入り、ここで受信
遅延がなされた後に加算器3Cにてエコー加算信号が得
られる。このエコー加算信号は、Bモード処理系4にて
対数増幅、包絡線検波がなされ、ディジタル化された後
に映像系6の画像メモリ6Aに1つの超音波ラスタ上の
断層像データとして記録される。
ーム振り角とを反映した送信遅延データが送信遅延回路
2B(2B−1,2B−2…2B−n)に与えられ、送
信遅延回路2B(2B−1,2B−2…2B−n)は上
記の送信遅延に基づきパルサ2C(2C−1,2C−2
…2C−n)をそれぞれ駆動する。これによりアレイプ
ローブ1からは、1段フォーカスの条件であって、ある
ビーム振り角で超音波ビームが図示しない生体に送波さ
れる。この送波に伴う反射波は、アレイプローブ1,プ
リアンプ3A(3A−1,3A−2…3A−n)を通っ
て送信遅延とほぼ同じ遅延時間を持つ受信遅延回路3B
(3B−1,3B−2…3B−n)に入り、ここで受信
遅延がなされた後に加算器3Cにてエコー加算信号が得
られる。このエコー加算信号は、Bモード処理系4にて
対数増幅、包絡線検波がなされ、ディジタル化された後
に映像系6の画像メモリ6Aに1つの超音波ラスタ上の
断層像データとして記録される。
2つ目のパルスでは、上記Bモード走査と同じくフォー
カス条件とビーム振り角とを反映した送信遅延データが
送信遅延回路2B(2B−1,2B−2…2B−n)に
与えられ、送信遅延回路2B(2B−1,2B−2…2
B−n)は上記の送信遅延に基づきパルサ2C(2C
−1,2C−2…2C−n)をそれぞれ駆動することに
より、アレイプローブ1からは1段フォーカス条件であ
り且つあるビーム振り角で超音波ビームが図示しない生
体に送波される。この送波に伴う反射波は、アレイプロ
ーブ1,プリアンプ3A(3A−1,3A−2…3A
−n)を通って送信遅延とほぼ同じ遅延時間を持つ受信
遅延回路3B(3B−1,3B−2…3B−n)に入
り、ここで受信遅延がなされた後に加算器3Cにてエコ
ー加算信号が得られる。このエコー加算信号は、Dモー
ド処理糸5にて直交位相検波されて実数部,虚数部の2
つの検波出力が得られ、この2つの検波出力に対してロ
ー・パス・フィルタ処理がなされドプラ偏移信号が抽出
された後、ディジタル化され、MTIフィルタ処理によ
りクラッタ成分を除去して演算回路5Gにストアする。
カス条件とビーム振り角とを反映した送信遅延データが
送信遅延回路2B(2B−1,2B−2…2B−n)に
与えられ、送信遅延回路2B(2B−1,2B−2…2
B−n)は上記の送信遅延に基づきパルサ2C(2C
−1,2C−2…2C−n)をそれぞれ駆動することに
より、アレイプローブ1からは1段フォーカス条件であ
り且つあるビーム振り角で超音波ビームが図示しない生
体に送波される。この送波に伴う反射波は、アレイプロ
ーブ1,プリアンプ3A(3A−1,3A−2…3A
−n)を通って送信遅延とほぼ同じ遅延時間を持つ受信
遅延回路3B(3B−1,3B−2…3B−n)に入
り、ここで受信遅延がなされた後に加算器3Cにてエコ
ー加算信号が得られる。このエコー加算信号は、Dモー
ド処理糸5にて直交位相検波されて実数部,虚数部の2
つの検波出力が得られ、この2つの検波出力に対してロ
ー・パス・フィルタ処理がなされドプラ偏移信号が抽出
された後、ディジタル化され、MTIフィルタ処理によ
りクラッタ成分を除去して演算回路5Gにストアする。
以上の動作を、3つのパルス、4つのパルス,5つのパ
ルスについて繰返すことにより、演算回路5G内には同
一位置における4つのドプラ偏移データが得られ、この
4つのデータによりあるビーム振り角下の位置における
CFM像データが算出される。このCFM像データは映
像系6の画像メモリ6Aに送られ、先にストアされてい
る断層像データ共に1つの断層像ラスタ上の重畳画線デ
ータが生成される。
ルスについて繰返すことにより、演算回路5G内には同
一位置における4つのドプラ偏移データが得られ、この
4つのデータによりあるビーム振り角下の位置における
CFM像データが算出される。このCFM像データは映
像系6の画像メモリ6Aに送られ、先にストアされてい
る断層像データ共に1つの断層像ラスタ上の重畳画線デ
ータが生成される。
なお、第7図の動作では、Bモード走査による1つの受
信信号のみをBモード処理系に導入し、断層像データを
生成するために用い、且つDモード走査による4つの受
信信号のみをDモード処理系に導入し、CFM像等の血
流情報データを生成するために用いるものとなっている
が、この他に、Bモード走査による受信信号を血流情報
データを生成するために用いたり、Dモード走査よる受
信信号を断層像データを生成するために用いたりする動
作がある。
信信号のみをBモード処理系に導入し、断層像データを
生成するために用い、且つDモード走査による4つの受
信信号のみをDモード処理系に導入し、CFM像等の血
流情報データを生成するために用いるものとなっている
が、この他に、Bモード走査による受信信号を血流情報
データを生成するために用いたり、Dモード走査よる受
信信号を断層像データを生成するために用いたりする動
作がある。
以上の動作を、セクタスキャンにおけるビーム振り角を
所定角度づつずらしながら、1フレーム分繰返すことに
より、画像メモリ6A上には断層像とCFM像との重畳
画像が作られ、これはTVモニタ6Bにて表示がなされ
る。
所定角度づつずらしながら、1フレーム分繰返すことに
より、画像メモリ6A上には断層像とCFM像との重畳
画像が作られ、これはTVモニタ6Bにて表示がなされ
る。
以上のように第6図に示す構成の超音波診断装置によれ
ば、断層像とCFM像とを重畳表示することができ、断
層像により診断部位の形態的情報を把握することができ
る上、血流の方向,速度等を2次的にしかも視角的に識
別が容易なカラー画像にて把握することができるように
なる。
ば、断層像とCFM像とを重畳表示することができ、断
層像により診断部位の形態的情報を把握することができ
る上、血流の方向,速度等を2次的にしかも視角的に識
別が容易なカラー画像にて把握することができるように
なる。
ここで、フォーカスを設定した位置(方位方向の位置)
は、他の部位よりも方位分解能が高い画像となっている
が、この分解能の向上はフォーカスの精度に依存し、さ
らには送受信における遅延時間の精度に依存している。
は、他の部位よりも方位分解能が高い画像となっている
が、この分解能の向上はフォーカスの精度に依存し、さ
らには送受信における遅延時間の精度に依存している。
ここで、遅延時間について考察すると、まず、遅延素子
として、送信遅延回路では、送信における振動子を駆動
するパルスのタイミングを決定するだけでよいので、比
較的簡単なディジタル回路にて実現できる。これに対し
て、受信遅延回路では、受信信号をそのまま受信遅延す
るものであるため、アナログ遅延線が必要であり、一般
には、LC遅延線が用いられている。
として、送信遅延回路では、送信における振動子を駆動
するパルスのタイミングを決定するだけでよいので、比
較的簡単なディジタル回路にて実現できる。これに対し
て、受信遅延回路では、受信信号をそのまま受信遅延す
るものであるため、アナログ遅延線が必要であり、一般
には、LC遅延線が用いられている。
一方、要求される遅延時間の最大値は、5μsec以上で
あり、そして、超音波ビームのサイドプローブの発生を
抑制する等の観点から、量子化される遅延時間の精度は
受信信号の周波数の1/10以下であることが望ましい
が、LC遅延線では、この要求に応じきれないものであ
った。
あり、そして、超音波ビームのサイドプローブの発生を
抑制する等の観点から、量子化される遅延時間の精度は
受信信号の周波数の1/10以下であることが望ましい
が、LC遅延線では、この要求に応じきれないものであ
った。
そこで、受信遅延にあって、LC遅延線を用いるアナロ
グ遅延回路に代えてディジタル遅延回路を用いることが
考えられている。しかし乍、ディジタル遅延回路により
受信遅延を行うには、極めて大きなビット数を持つA/
D変換器を必要とする問題点がある。以下、この問題点
を、第8に示すディジタル受信方式超音波診断装置を参
照して説明する。
グ遅延回路に代えてディジタル遅延回路を用いることが
考えられている。しかし乍、ディジタル遅延回路により
受信遅延を行うには、極めて大きなビット数を持つA/
D変換器を必要とする問題点がある。以下、この問題点
を、第8に示すディジタル受信方式超音波診断装置を参
照して説明する。
先ず、装置構成について説明する。装置の基本構成は、
第6図のものと同じアレイプローブ1と、第6図のもの
と同じ送信系2と、ディジタル受信系7と、Bモード処
理系8と、Dモード処理系9と、第6図のものと同じ映
像系6とかなる。以下、異なる系について説明する。
第6図のものと同じアレイプローブ1と、第6図のもの
と同じ送信系2と、ディジタル受信系7と、Bモード処
理系8と、Dモード処理系9と、第6図のものと同じ映
像系6とかなる。以下、異なる系について説明する。
ディジタル受信系7は、プリアンプ7A(7A−1,7
A−2…7A−n)と、アナログ/ディジタル変換器
(A/−C)7B(7B−1,7B−2…7B−n)
と、受信遅延回路をなすシフトレジスタ7C(7
C−1,7C−2…7C−n)と、加算器7Dとからな
る。プリアンプ7A(7A−1,7A−2…7A−n)
は、アレイプローブ1の振動子1−1,1−2…1−n
からエコー信号を受け、これを後段の信号処理に適合す
るレベルまで増幅する。
A−2…7A−n)と、アナログ/ディジタル変換器
(A/−C)7B(7B−1,7B−2…7B−n)
と、受信遅延回路をなすシフトレジスタ7C(7
C−1,7C−2…7C−n)と、加算器7Dとからな
る。プリアンプ7A(7A−1,7A−2…7A−n)
は、アレイプローブ1の振動子1−1,1−2…1−n
からエコー信号を受け、これを後段の信号処理に適合す
るレベルまで増幅する。
アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)7B(7B
−1,7B−2…7B−n)は、プリアンプ出力をディ
ジタル信号化する。受信遅延回路をなすシフトレジスタ
7C(7C−1,7C−2…7C−n)は、アナログ/
ディジタル変換器(A/D−C)7B(7B−1,7B
−2…7B−n)からのチャンネル毎の出力を一時保持
し、その出力に際しては送信遅延制御に征応させ、送信
フォーカスやセクタ走査におけるビーム振り角に応じた
遅延時間に相当する読出しタイミングで読出し制御を行
ない、実質的な受信遅延制御を行う。加算器7Dは、遅
延制御後の各チャンネルのエコー信号をディジタル加算
し、この走査出力はBモード処理系8又はDモード処理
系9に与えられる。
−1,7B−2…7B−n)は、プリアンプ出力をディ
ジタル信号化する。受信遅延回路をなすシフトレジスタ
7C(7C−1,7C−2…7C−n)は、アナログ/
ディジタル変換器(A/D−C)7B(7B−1,7B
−2…7B−n)からのチャンネル毎の出力を一時保持
し、その出力に際しては送信遅延制御に征応させ、送信
フォーカスやセクタ走査におけるビーム振り角に応じた
遅延時間に相当する読出しタイミングで読出し制御を行
ない、実質的な受信遅延制御を行う。加算器7Dは、遅
延制御後の各チャンネルのエコー信号をディジタル加算
し、この走査出力はBモード処理系8又はDモード処理
系9に与えられる。
Bモード処理系8は、絶対値回路及びロー・パス・フィ
ルタからなる包絡線検出回路8Aと、ROM(リードオ
ンリーメモリ)等からなる対数変換テーブル8Bとから
なる。包絡線検出回路8Aは、エコー加算出力の包絡線
を検出する。対数変換テーブル8Bは包絡線検出信号の
振幅を対数変換して、映像系6の画像メモリ6Aにスト
アする。
ルタからなる包絡線検出回路8Aと、ROM(リードオ
ンリーメモリ)等からなる対数変換テーブル8Bとから
なる。包絡線検出回路8Aは、エコー加算出力の包絡線
を検出する。対数変換テーブル8Bは包絡線検出信号の
振幅を対数変換して、映像系6の画像メモリ6Aにスト
アする。
Dモード処理系9は、ディジタル方式で直交位相検波を
実現するリサンプル回路9Aa,9Abと、クラッタ成
分除去のためのMTIフィルタ9Ba,9Bbと、血流
データを算出するためのFFT演算部やCFM像を算出
するための相関演算部等を有する演算回路9Cとからな
る。リサンプル回路9Aa,9Abは、エコー加算出力
に対し、π/2位相の異なる2つのサンプリングパルス
によって2つの直交位相検波出力を得る。MTIフィル
タ9Ba,9Bbは、2つの直交位相検波出力中のドプ
ラ偏移信号に含まれている心臓や血管の壁の動きに伴う
クラッタ成分を除去する。演算回路9Cは、血流の平均
速度,分散等の血流データをFFT演算部により周波数
解析することにより算出して画像メモリ6Aにストア
し、また、血流の速度,方向及びその位置の相関演算部
により自己相関方式等により算出し、カラー処理してC
FM像データを得る,これを画像メモリ6Aにストアす
る。
実現するリサンプル回路9Aa,9Abと、クラッタ成
分除去のためのMTIフィルタ9Ba,9Bbと、血流
データを算出するためのFFT演算部やCFM像を算出
するための相関演算部等を有する演算回路9Cとからな
る。リサンプル回路9Aa,9Abは、エコー加算出力
に対し、π/2位相の異なる2つのサンプリングパルス
によって2つの直交位相検波出力を得る。MTIフィル
タ9Ba,9Bbは、2つの直交位相検波出力中のドプ
ラ偏移信号に含まれている心臓や血管の壁の動きに伴う
クラッタ成分を除去する。演算回路9Cは、血流の平均
速度,分散等の血流データをFFT演算部により周波数
解析することにより算出して画像メモリ6Aにストア
し、また、血流の速度,方向及びその位置の相関演算部
により自己相関方式等により算出し、カラー処理してC
FM像データを得る,これを画像メモリ6Aにストアす
る。
以上の構成の下で、第6図の構成と同じように動作する
が、受信遅延制御はシフトレジスタ7C(7C−1,7
C−2…7C−n)の読出し制御であり、また、Bモー
ド処理及びDモード処理は全てディジタル処理にて行な
われる。
が、受信遅延制御はシフトレジスタ7C(7C−1,7
C−2…7C−n)の読出し制御であり、また、Bモー
ド処理及びDモード処理は全てディジタル処理にて行な
われる。
ここで、ドプラ信号は断層像信号の信号強度よりも一般
に40dB〜80dB以下であることが知られている。
従って、断層像信号を飽和させることなく、ドプラ信号
を十分な感度で得るために、受信系7の各チャンネルの
アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)7B(7B
−1,7B−2…7B−n)としては、14ビット以上
の分解能を持つものを必要とする。
に40dB〜80dB以下であることが知られている。
従って、断層像信号を飽和させることなく、ドプラ信号
を十分な感度で得るために、受信系7の各チャンネルの
アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)7B(7B
−1,7B−2…7B−n)としては、14ビット以上
の分解能を持つものを必要とする。
(発明が解決しようとする課題) このように従来の技術において、断層像モード走査とド
プラモード走査とを、ディジタル遅延方式にて実施する
には、受信系の各チャンネル毎に高ビットのA/D変換
器を用いる必要があり、チャンネル数の増大と共にコス
ト上昇を招く、という問題があった。
プラモード走査とを、ディジタル遅延方式にて実施する
には、受信系の各チャンネル毎に高ビットのA/D変換
器を用いる必要があり、チャンネル数の増大と共にコス
ト上昇を招く、という問題があった。
そこで本発明の目的は、受信系の各チャンネル毎に設け
るA/D変換器が低ビットのものであっても、断層像モ
ード走査とドプラモード走査とを、ディジタル遅延方式
にて実施することを可能とした超音波診断装置を提供す
ることにある。
るA/D変換器が低ビットのものであっても、断層像モ
ード走査とドプラモード走査とを、ディジタル遅延方式
にて実施することを可能とした超音波診断装置を提供す
ることにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。すなわち、本発
明は、複数の超音波振動子を並設してなり超音波を送受
波するための超音波プローブと、前記超音波プローブを
断層像モード走査手順およびドプラモード走査手順で送
信駆動する送信手段と、断層像モード時の受信信号の信
号レベルとドプラモード時の受信信号の信号レベルとが
同程度になるように前記超音波プローブを介して得られ
た各チャンネル毎のアナログ受信信号に対して利得制御
を行う利得制御手段と、前記利得制御手段で利得制御さ
れた前記各チャンネル毎の受信信号をディジタル信号に
変換するアナログディジタル変換手段と、前記アナログ
ディジタル変換手段から出力された各チャンネル毎のデ
ィジタル信号を整相加算する整相加算手段と、断層像モ
ード時の整相加算信号に基づいて断層像を生成する断層
像生成手段と、ドプラモード時の整相加算信号に基づい
てドプラ像を生成するドプラ像生成手段と、前記断層像
および前記ドプラ像を表示する表示手段とを具備する。
のような手段を講じた構成としている。すなわち、本発
明は、複数の超音波振動子を並設してなり超音波を送受
波するための超音波プローブと、前記超音波プローブを
断層像モード走査手順およびドプラモード走査手順で送
信駆動する送信手段と、断層像モード時の受信信号の信
号レベルとドプラモード時の受信信号の信号レベルとが
同程度になるように前記超音波プローブを介して得られ
た各チャンネル毎のアナログ受信信号に対して利得制御
を行う利得制御手段と、前記利得制御手段で利得制御さ
れた前記各チャンネル毎の受信信号をディジタル信号に
変換するアナログディジタル変換手段と、前記アナログ
ディジタル変換手段から出力された各チャンネル毎のデ
ィジタル信号を整相加算する整相加算手段と、断層像モ
ード時の整相加算信号に基づいて断層像を生成する断層
像生成手段と、ドプラモード時の整相加算信号に基づい
てドプラ像を生成するドプラ像生成手段と、前記断層像
および前記ドプラ像を表示する表示手段とを具備する。
(作用) このような構成によれば、アナログディジタル変換手段
に供給される受信信号は、その信号レベルが断層像モー
ド時とドプラモード時とで同程度になる。したがって、
アナログディジタル変換手段の信号入力レンジが、両モ
ードの一方の受信信号の信号レベルに対応していればよ
いことになる。この結果、両モード間の受信信号の信号
レベルの大きな格差によりアナログディジタル変換手段
の信号入力レンジ(変換ビット数)を両モードの受信信
号の信号レベルに対応するように極めて大きく設定しな
ければディジタル遅延処理が実現できないという従来の
問題を解決することができる。
に供給される受信信号は、その信号レベルが断層像モー
ド時とドプラモード時とで同程度になる。したがって、
アナログディジタル変換手段の信号入力レンジが、両モ
ードの一方の受信信号の信号レベルに対応していればよ
いことになる。この結果、両モード間の受信信号の信号
レベルの大きな格差によりアナログディジタル変換手段
の信号入力レンジ(変換ビット数)を両モードの受信信
号の信号レベルに対応するように極めて大きく設定しな
ければディジタル遅延処理が実現できないという従来の
問題を解決することができる。
(実施例) 以下本発明にかかる超音波診断装置一実施例を第1図を
参照して説明する。
参照して説明する。
第1図では第5図と同一部分には同一符号を付してお
り、説明にあっては異なる部分であるディジタル受信系
10についてのみを説明する。
り、説明にあっては異なる部分であるディジタル受信系
10についてのみを説明する。
すなわち、本実施例装置におけるディジタル受信系10
は、可変利得型のプリアンプ10A(10A−1,10
A−2…10A−n)と、利得制御回路10B(10B
−1,10B−2…10B−n)と、アナログディジタ
ル変換器(A/D−C)10C(10C−1,10C
−2…10C−n)と、受信遅延回路をなすシフトレジ
スタ10D(10D−1,10D−2…10D−n)
と、加算器10Eとからなる。
は、可変利得型のプリアンプ10A(10A−1,10
A−2…10A−n)と、利得制御回路10B(10B
−1,10B−2…10B−n)と、アナログディジタ
ル変換器(A/D−C)10C(10C−1,10C
−2…10C−n)と、受信遅延回路をなすシフトレジ
スタ10D(10D−1,10D−2…10D−n)
と、加算器10Eとからなる。
プリアンプ10A(10A−1,10A−2…10A
−n)は、アレイプローブ1の振動子1−1,1−2…
1−nからエコー信号を受け、これを後段の信号処理に
適合するレベルまで増幅する。
−n)は、アレイプローブ1の振動子1−1,1−2…
1−nからエコー信号を受け、これを後段の信号処理に
適合するレベルまで増幅する。
利得制御回路10B(10B−1,10B−2…10B
−n)は、Bモード走査のときは低利得であってDモー
ド走査のときは高利得となるように、利得制御されるも
のとなっている。
−n)は、Bモード走査のときは低利得であってDモー
ド走査のときは高利得となるように、利得制御されるも
のとなっている。
アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)10C(1
0C−1,0C−2…10C−n)は、その詳細を第2
図に示す利得制御回路10B(10B−1,10B−2
…10C−n)により利得制御された各チャンネルの受
信信号をディジタル信号化する。受信遅延回路をなすシ
フトレジスタ10D(10D−1,10D−2…10D
−n)は、アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)
10C(10−1,10C−2…10C−n)からのチ
ャンネル毎の出力を一時保持し、その出力に際しては送
信遅延制御に対応させ、送信フォーカスやセクタ走査に
おけるビーム振り角に応じた遅延時間に相当する読出し
タイミングで読出し制御を行ない、実質的な受信遅延制
御を行う。加算器7Eは、遅制御後の各チャンネルのエ
コー信号をディジタル加算し、この加算出力をBモード
処理系8又はDモード処理系9に与える。
0C−1,0C−2…10C−n)は、その詳細を第2
図に示す利得制御回路10B(10B−1,10B−2
…10C−n)により利得制御された各チャンネルの受
信信号をディジタル信号化する。受信遅延回路をなすシ
フトレジスタ10D(10D−1,10D−2…10D
−n)は、アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)
10C(10−1,10C−2…10C−n)からのチ
ャンネル毎の出力を一時保持し、その出力に際しては送
信遅延制御に対応させ、送信フォーカスやセクタ走査に
おけるビーム振り角に応じた遅延時間に相当する読出し
タイミングで読出し制御を行ない、実質的な受信遅延制
御を行う。加算器7Eは、遅制御後の各チャンネルのエ
コー信号をディジタル加算し、この加算出力をBモード
処理系8又はDモード処理系9に与える。
ここで、第2図に示す利得制御回路10B(10
B−1,1B−2…10B−n)の詳細について説明す
る。
B−1,1B−2…10B−n)の詳細について説明す
る。
第2図に示す利得制御回路10B(10B−1,10B
−2…10B−n)は、減衰量がζdBの減衰器21
と、図示しないコントローラからの制御信号により図示
BとDとに接点が切換る電子スイッチ22とからなる。
そして、Bモード走査のときに電子スイッチ22は図示
B側に切換り、プリアンプ10Aの出力は、減衰器21
を通ってアナログ/ディジタル変換器(A/D−C)1
0Cに与えられる。また、Dモード走査のときに電子ス
イッチ22は図示D側に切換り、プリアンプ10Aの出
力は、そのままアナログ/ディジタル変換器(A/D−
C)10Cに与えられる。
−2…10B−n)は、減衰量がζdBの減衰器21
と、図示しないコントローラからの制御信号により図示
BとDとに接点が切換る電子スイッチ22とからなる。
そして、Bモード走査のときに電子スイッチ22は図示
B側に切換り、プリアンプ10Aの出力は、減衰器21
を通ってアナログ/ディジタル変換器(A/D−C)1
0Cに与えられる。また、Dモード走査のときに電子ス
イッチ22は図示D側に切換り、プリアンプ10Aの出
力は、そのままアナログ/ディジタル変換器(A/D−
C)10Cに与えられる。
次に、本実施例装置の動作の説明に先立ちBモード走査
による断層像信号(以下「Bモード信号」と称する。)
と、Dモード走査によるドプラ信号(以下「Dモード信
号」と称する。)とについて説明する。すなわち、第3
図に示すように、Bモード信号のダイナミックレンジが
(α+β+γ)dBであり、そして、Bモード信号の表
示成分のダイナミックレンジがαdBであるに対して、
βdB低いレベルにγdBのダイナミックレンジを有す
るDモード信号が存在している場合について考察する。
Dモード信号には、血球の動きを反映したドプラ偏移信
号と、心臓や血管の壁の動きを反映したクラッタ成分と
が含まれている。この場合、クラッタ成分がBモード信
号の表示成分の最少レベルに等しい(図示の斜線の如く
ラップすることもある。)とするならば、アナログ・デ
ィジタル変換器(A/D−C)10C(10C−1,1
0C−2…10C−n)は、少なくとも、δdBのダイ
ナミックレンジを有する必要がある。これは飽和するこ
となくドプラ偏移信号を得るためには、ドプラ偏移信号
が重畳しているクラッタ成分も飽和することなくディジ
タル化される必要があることに基づいている。
による断層像信号(以下「Bモード信号」と称する。)
と、Dモード走査によるドプラ信号(以下「Dモード信
号」と称する。)とについて説明する。すなわち、第3
図に示すように、Bモード信号のダイナミックレンジが
(α+β+γ)dBであり、そして、Bモード信号の表
示成分のダイナミックレンジがαdBであるに対して、
βdB低いレベルにγdBのダイナミックレンジを有す
るDモード信号が存在している場合について考察する。
Dモード信号には、血球の動きを反映したドプラ偏移信
号と、心臓や血管の壁の動きを反映したクラッタ成分と
が含まれている。この場合、クラッタ成分がBモード信
号の表示成分の最少レベルに等しい(図示の斜線の如く
ラップすることもある。)とするならば、アナログ・デ
ィジタル変換器(A/D−C)10C(10C−1,1
0C−2…10C−n)は、少なくとも、δdBのダイ
ナミックレンジを有する必要がある。これは飽和するこ
となくドプラ偏移信号を得るためには、ドプラ偏移信号
が重畳しているクラッタ成分も飽和することなくディジ
タル化される必要があることに基づいている。
そして、Bモード信号に対しては減衰器21を通すこと
により第3図の範囲(A)で処理が行なわれ、Dモード
信号に対しては減衰器21を通さないでドプラ偏移信号
及びクラッタ成分のいずれも含まれる第3図の範囲
(B)で処理が行なわれる。
により第3図の範囲(A)で処理が行なわれ、Dモード
信号に対しては減衰器21を通さないでドプラ偏移信号
及びクラッタ成分のいずれも含まれる第3図の範囲
(B)で処理が行なわれる。
次に、第1図の構成の動作説明をする。すなわち、オペ
レータの所望により例えばセクタ走査であって、ある深
さにフォーカス(1段フォーカス)を設定し、これを送
受信共に行い、断層像とCFM像とを重畳表示する診断
条件を設定したとする。この条件設定の後に、コントロ
ーラからの指令により第7図のタイミング図に示す動作
が起動される。この場合、Bモード信号及びDモード信
号とは第3図の関係にあるとする。
レータの所望により例えばセクタ走査であって、ある深
さにフォーカス(1段フォーカス)を設定し、これを送
受信共に行い、断層像とCFM像とを重畳表示する診断
条件を設定したとする。この条件設定の後に、コントロ
ーラからの指令により第7図のタイミング図に示す動作
が起動される。この場合、Bモード信号及びDモード信
号とは第3図の関係にあるとする。
そして、パルス発生器2Aからレートパルスが出力さ
れ、5つのパルスで1つの超音波ラスタが形成される
が、1つ目のレートパルスでは、図示しないコントロー
ラからの制御信号により利得制御回路10Bの電子スイ
ッチ22は接点Bに切換わっており、その受信信号(B
モード信号)は、減衰器21にてζdBだけ減衰を受け
てアナログ/ディジタル変換器(A/D−C)10Cに
入力され、ディジタル化処理される。このとき、手動に
より可変利得型のプリアンプ10Aの利得を調整し、減
衰器21を通ったBモード信号の振幅がアナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)10Cの入力レンジに合う
ようにする。これにより、減衰を受けたBモード信号
は、そのダイナミックレンジの全てに渡って的確にディ
ジタル化される。そして、ディジタル化された各チャン
ネルのBモード信号はディジタル加算の後に、Bモード
処理系8にて断層像データが生成され、映像系6の画像
メモリ6Aにストアされる。
れ、5つのパルスで1つの超音波ラスタが形成される
が、1つ目のレートパルスでは、図示しないコントロー
ラからの制御信号により利得制御回路10Bの電子スイ
ッチ22は接点Bに切換わっており、その受信信号(B
モード信号)は、減衰器21にてζdBだけ減衰を受け
てアナログ/ディジタル変換器(A/D−C)10Cに
入力され、ディジタル化処理される。このとき、手動に
より可変利得型のプリアンプ10Aの利得を調整し、減
衰器21を通ったBモード信号の振幅がアナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)10Cの入力レンジに合う
ようにする。これにより、減衰を受けたBモード信号
は、そのダイナミックレンジの全てに渡って的確にディ
ジタル化される。そして、ディジタル化された各チャン
ネルのBモード信号はディジタル加算の後に、Bモード
処理系8にて断層像データが生成され、映像系6の画像
メモリ6Aにストアされる。
2つ目のレートパルスでは、図示ないコントローラから
の制御信号により利得制御回路10Bの電子スイッチ2
2は接点Dに切換わっており、その受信信号(Dモード
信号)は、利得制御回路10Bによる減衰を受けること
なくアナログ/ディジタル変換器(A/D−C)10C
によりディジタル化される。この場合、Dモード信号の
信号振幅のほとんどはアナログ/ディジタル変換器(A
/D−C)10Cの入力レンジ範囲で許容されるもので
ある。Dモード信号に含まれる管腔内において得られる
クラッタ成分に対しても同様である。
の制御信号により利得制御回路10Bの電子スイッチ2
2は接点Dに切換わっており、その受信信号(Dモード
信号)は、利得制御回路10Bによる減衰を受けること
なくアナログ/ディジタル変換器(A/D−C)10C
によりディジタル化される。この場合、Dモード信号の
信号振幅のほとんどはアナログ/ディジタル変換器(A
/D−C)10Cの入力レンジ範囲で許容されるもので
ある。Dモード信号に含まれる管腔内において得られる
クラッタ成分に対しても同様である。
次に、各チャンネルのディジタル化Dモード信号はディ
ジタル加算の後に、Dモード処理系9の演算回路9C内
にストアされる。この動作を、3つのパルス、4つのパ
ルス、5つのパルスについて繰返すことにより、演算回
路9C内には同一位置における4つのドプラ偏移データ
が得られ、この4つのデータによりあるビーム振り角下
の位置におけるCFM像データが算出される。このCF
M像データは映像系6の画像メモリ6Aに送られ、先に
ストアされている断層像データ共に1つの超音波ラスタ
上の重畳画像データが生成される。
ジタル加算の後に、Dモード処理系9の演算回路9C内
にストアされる。この動作を、3つのパルス、4つのパ
ルス、5つのパルスについて繰返すことにより、演算回
路9C内には同一位置における4つのドプラ偏移データ
が得られ、この4つのデータによりあるビーム振り角下
の位置におけるCFM像データが算出される。このCF
M像データは映像系6の画像メモリ6Aに送られ、先に
ストアされている断層像データ共に1つの超音波ラスタ
上の重畳画像データが生成される。
以上のように本実施例よれば、Bモード走査とDモード
走査とに応じてディジタル受信系10のアナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)10Cの前に設けた利得制
御回路10Bの利得が切換わり、アナログ/ディジタル
変換器(A/D−C)10Cの入力レンジに対応するよ
うな信号振幅を有するBモード信号とDモード信号とが
作られる(ここではBモード信号は減衰を受け、Dモー
ド信号は減衰を受けない。)。
走査とに応じてディジタル受信系10のアナログ/ディ
ジタル変換器(A/D−C)10Cの前に設けた利得制
御回路10Bの利得が切換わり、アナログ/ディジタル
変換器(A/D−C)10Cの入力レンジに対応するよ
うな信号振幅を有するBモード信号とDモード信号とが
作られる(ここではBモード信号は減衰を受け、Dモー
ド信号は減衰を受けない。)。
従って、Bモード信号に対し、減衰を受けないDモード
信号とほぼ同じ信号振幅となるように、減衰を施すこと
ができる減衰器21を設けることにより、Dモード走査
におけるプリアンプ10Aの出力の信号振幅に合う入力
レンジを有するアナログ/ディジタル変換器(A/D−
C)10Cを用いて、ディジタル整相加算を行うことが
できる。つまり、従来は、14ビット以上のアナログ/
ディジタル変換器(A/D−C)7Bをn個(チャンネ
ル数n)必要としたが、本実施例では8ビット程度のも
ので対処できる。
信号とほぼ同じ信号振幅となるように、減衰を施すこと
ができる減衰器21を設けることにより、Dモード走査
におけるプリアンプ10Aの出力の信号振幅に合う入力
レンジを有するアナログ/ディジタル変換器(A/D−
C)10Cを用いて、ディジタル整相加算を行うことが
できる。つまり、従来は、14ビット以上のアナログ/
ディジタル変換器(A/D−C)7Bをn個(チャンネ
ル数n)必要としたが、本実施例では8ビット程度のも
ので対処できる。
特に、超音波受信で用いるアナログ/ディジタル変換器
はサンプリング周波数が高いものであり、しかも一層高
周波の超音波を用いる傾向にあり、また、近時チャンネ
ル数の増大化が進展する状況にあっては、8ビット程度
の汎用のアナログ/ディジタル変換器を用いてディジタ
ル整相加算を行なえる効果は絶大である。
はサンプリング周波数が高いものであり、しかも一層高
周波の超音波を用いる傾向にあり、また、近時チャンネ
ル数の増大化が進展する状況にあっては、8ビット程度
の汎用のアナログ/ディジタル変換器を用いてディジタ
ル整相加算を行なえる効果は絶大である。
次に第4図及び第5図を参照して本発明の他の実施例を
説明する。この実施例では、第1図及び第2図の構成で
は減衰器21により利得制御を行うものとしていたの
を、主に可変利得アンプにより利得制御を行うものとし
ている。すなわち、ディジタル受信系11は、可変利得
型のプリアンプ11A(11A−1,11A−2…11
A−n)と、利得制御回路11B(11B−1,11B
−2…11B−n)と、アナログ/ディジタル変換器
(A/D−C)11C(11C−1,11C−2…11
C−n)と受信遅延回路をなすシフトレジスタ11D
(11D−1,11D−2…11D−n)と、加算器1
0Eとからなる。
説明する。この実施例では、第1図及び第2図の構成で
は減衰器21により利得制御を行うものとしていたの
を、主に可変利得アンプにより利得制御を行うものとし
ている。すなわち、ディジタル受信系11は、可変利得
型のプリアンプ11A(11A−1,11A−2…11
A−n)と、利得制御回路11B(11B−1,11B
−2…11B−n)と、アナログ/ディジタル変換器
(A/D−C)11C(11C−1,11C−2…11
C−n)と受信遅延回路をなすシフトレジスタ11D
(11D−1,11D−2…11D−n)と、加算器1
0Eとからなる。
ここで、利得制御回路11B(11B−1,11B−2
…11B−n)の詳細について、第5図を参照して説明
する。
…11B−n)の詳細について、第5図を参照して説明
する。
第5図に示すように、利得制御回路11B(11
B−1,11B−2…11B−n)は、減衰器31と、
可変利得アンプ32と、図示しないコントローラからの
制御信号により図示BとDとに接点が切換る電子スイッ
チ33とからなる。そして、Bモード走査のときに電子
スイッチ33は図示B側に切換り、プリアンプ11Aの
出力は、減衰器31を通ってアナログ/ディジタル変換
器(A/D−C)11Cに与えられる。また、Dモード
走査のときに電子スイッチ33は図示D側に切換り、プ
リアンプ11Aの出力は、可変利得アンプ32を経てア
ナログ/ディジタル変換器(A/D−C)11Cに与え
られる。
B−1,11B−2…11B−n)は、減衰器31と、
可変利得アンプ32と、図示しないコントローラからの
制御信号により図示BとDとに接点が切換る電子スイッ
チ33とからなる。そして、Bモード走査のときに電子
スイッチ33は図示B側に切換り、プリアンプ11Aの
出力は、減衰器31を通ってアナログ/ディジタル変換
器(A/D−C)11Cに与えられる。また、Dモード
走査のときに電子スイッチ33は図示D側に切換り、プ
リアンプ11Aの出力は、可変利得アンプ32を経てア
ナログ/ディジタル変換器(A/D−C)11Cに与え
られる。
ここで、アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)1
1Cの入力レンジに合うように、Bモード信号はプリア
ンプ11A及び減衰器31により利得制御され、また、
Dモード信号はプリアンプ11A及び可変利得アンプ3
2により利得制御される。この場合、BからD又はDか
らBへと走査が切換われるのと同じに、電子スイッチ3
3の切換制御と、プリアンプ11A及び可変利得アンプ
32の利得制御とが図示しないコントローラにより行な
われる。
1Cの入力レンジに合うように、Bモード信号はプリア
ンプ11A及び減衰器31により利得制御され、また、
Dモード信号はプリアンプ11A及び可変利得アンプ3
2により利得制御される。この場合、BからD又はDか
らBへと走査が切換われるのと同じに、電子スイッチ3
3の切換制御と、プリアンプ11A及び可変利得アンプ
32の利得制御とが図示しないコントローラにより行な
われる。
なお、第1図及び第4図の構成にあって、プリアンプ1
0A,11Aに、折り返り雑音を防止するため入力信号
の帯域を制限するロー・パス・フィルタを含ませるよう
にしてもよい。また、このロー・パス・フィルタを、プ
リアンプ10A,11Aとアナログ/ディジタル変換器
(A/D−C)10C,11Cとの間に介挿するように
してもよい。
0A,11Aに、折り返り雑音を防止するため入力信号
の帯域を制限するロー・パス・フィルタを含ませるよう
にしてもよい。また、このロー・パス・フィルタを、プ
リアンプ10A,11Aとアナログ/ディジタル変換器
(A/D−C)10C,11Cとの間に介挿するように
してもよい。
もちろん、Bモード走査,Dモード走査のビーム方向は
異なるものでもよく、従来のようにB,Dモード信号を
相互に利用しないかぎりは、第7図のタイミングに限定
されるものではない。アニューラアレイプローブを用い
る装置にも適用できる。
異なるものでもよく、従来のようにB,Dモード信号を
相互に利用しないかぎりは、第7図のタイミングに限定
されるものではない。アニューラアレイプローブを用い
る装置にも適用できる。
この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できるものである。
施できるものである。
[発明の効果] 以上のように本発明では、アナログディジタル変換手段
に供給される受信信号は、その信号レベルが断層像モー
ド時とドプラモード時とで同程度になる。したがって、
アナログディジタル変換手段の信号入力レンジが、両モ
ードの一方の受信信号の信号レベルに対応していればよ
いことになる。この結果、両モード間の受信信号の信号
レベルの大きな格差によりアナログディジタル変換手段
の信号入力レンジ(変換ビット数)を両モードの受信信
号の信号レベルに対応するように極めて大きく設定しな
ければディジタル遅延処理が実現できないという従来の
問題を解決することができる。
に供給される受信信号は、その信号レベルが断層像モー
ド時とドプラモード時とで同程度になる。したがって、
アナログディジタル変換手段の信号入力レンジが、両モ
ードの一方の受信信号の信号レベルに対応していればよ
いことになる。この結果、両モード間の受信信号の信号
レベルの大きな格差によりアナログディジタル変換手段
の信号入力レンジ(変換ビット数)を両モードの受信信
号の信号レベルに対応するように極めて大きく設定しな
ければディジタル遅延処理が実現できないという従来の
問題を解決することができる。
第1図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第2図は第1図における利得制御
回路の詳細なブロック図、第3図はBモード信号とDモ
ード信号との関係を示す図、第4図は本発明にかかる超
音波診断装置の他の実施例の構成を示すブロック図、第
5図は第4図における利得制御回路の詳細なブロック
図、第6図は従来の超音波診断装置であってアナログ整
相加算方式の構成を示すブロック図、第7図は超音波走
査のタイミング図、第8図は従来の超音波診断装置であ
ってディジタル整相加算方式の構成を示すブロック図で
ある。 1……アレイプローブ、1−1,1−2……1−n……
振動子、2……受信系、2A……パルス発生器、2B
(2B−1,2B−2……2B−n)……送信遅延回
路、2C(2C−1,2C−2……2C−n)……パル
サ、8……Bモード処理系、8A……包絡線検波回路、
8B……対数変換テーブル、9……Dモード処理系、9
Aa,9Ab……リサンプル回路、9Ba,9Bb……
MTIフィルタ(B・P・F)、9C……演算回路、1
0……ディジタル受信系、10A(10A−1,10A
−2……10A−n)……プリアンプ、10B(10B
−1,10B−2……10B−n)……利得制御回路、
10C(10C−1,10C−2……10C−n)……
アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)、10D
(10D−1,10D−2……10D−n)……シフト
レジスタ、10E……加算器、11……デイジタル受信
系、11A(11A−1,11A−2……11A−n)
……可変利得型プリアンプ、11B(11B−1,11
B−2……11B−n)……利得制御回路、11C(1
1C−1,11C−2……11C……−n)……アナロ
グ/ディジタル変換器(A/D−C)、11D(11D
−1,11D−2……11D−n)……シフトレジス
タ、11E……加算器、21,31……減衰器、22…
…電子スイッチ、33……可変アンプ。
成を示すブロック図、第2図は第1図における利得制御
回路の詳細なブロック図、第3図はBモード信号とDモ
ード信号との関係を示す図、第4図は本発明にかかる超
音波診断装置の他の実施例の構成を示すブロック図、第
5図は第4図における利得制御回路の詳細なブロック
図、第6図は従来の超音波診断装置であってアナログ整
相加算方式の構成を示すブロック図、第7図は超音波走
査のタイミング図、第8図は従来の超音波診断装置であ
ってディジタル整相加算方式の構成を示すブロック図で
ある。 1……アレイプローブ、1−1,1−2……1−n……
振動子、2……受信系、2A……パルス発生器、2B
(2B−1,2B−2……2B−n)……送信遅延回
路、2C(2C−1,2C−2……2C−n)……パル
サ、8……Bモード処理系、8A……包絡線検波回路、
8B……対数変換テーブル、9……Dモード処理系、9
Aa,9Ab……リサンプル回路、9Ba,9Bb……
MTIフィルタ(B・P・F)、9C……演算回路、1
0……ディジタル受信系、10A(10A−1,10A
−2……10A−n)……プリアンプ、10B(10B
−1,10B−2……10B−n)……利得制御回路、
10C(10C−1,10C−2……10C−n)……
アナログ/ディジタル変換器(A/D−C)、10D
(10D−1,10D−2……10D−n)……シフト
レジスタ、10E……加算器、11……デイジタル受信
系、11A(11A−1,11A−2……11A−n)
……可変利得型プリアンプ、11B(11B−1,11
B−2……11B−n)……利得制御回路、11C(1
1C−1,11C−2……11C……−n)……アナロ
グ/ディジタル変換器(A/D−C)、11D(11D
−1,11D−2……11D−n)……シフトレジス
タ、11E……加算器、21,31……減衰器、22…
…電子スイッチ、33……可変アンプ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−68143(JP,A) 特開 昭63−197439(JP,A) 特開 昭62−34546(JP,A) 特開 昭51−136443(JP,A) 米国特許4471785(US,A)
Claims (4)
- 【請求項1】複数の超音波振動子を並設してなり超音波
を送受波するための超音波プローブと、 前記超音波プローブを断層像モード走査手順およびドプ
ラモード走査手順で送信駆動する送信手段と、 断層像モード時の受信信号の信号レベルとドプラモード
時の受信信号の信号レベルとが同程度になるように前記
超音波プローブを介して得られた各チャンネル毎のアナ
ログ受信信号に対して利得制御を行う利得制御手段と、 前記利得制御手段で利得制御された前記各チャンネル毎
の受信信号をディジタル信号に変換するアナログディジ
タル変換手段と、 前記アナログディジタル変換手段から出力された各チャ
ンネル毎のディジタル信号を整相加算する整相加算手段
と、 断層像モード時の整相加算信号に基づいて断層像を生成
する断層像生成手段と、 ドプラモード時の整相加算信号に基づいてドプラ像を生
成するドプラ像生成手段と、 前記断層像および前記ドプラ像を表示する表示手段とを
具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項2】前記アナログディジタル変換手段の信号入
力レンジはドプラモード時の受信信号の信号レベルに対
応していることを特徴とする請求項1記載の超音波診断
装置。 - 【請求項3】前記利得制御手段は前記アナログディジタ
ル変換手段の信号入力レンジに対応するよう前記各モー
ド時の受信信号の利得を制御することを特徴とする請求
項1または請求項2記載の超音波診断装置。 - 【請求項4】前記ドプラ像はカラー・フロー・マッピン
グ像であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のい
ずれか1項記載の超音波診断装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251251A JPH0614934B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 超音波診断装置 |
| US07/417,023 US5050611A (en) | 1988-10-05 | 1989-10-04 | Ultrasonic imaging apparatus |
| DE68912866T DE68912866T2 (de) | 1988-10-05 | 1989-10-04 | Ultraschall-Abbildungsgerät. |
| EP89118408A EP0362820B1 (en) | 1988-10-05 | 1989-10-04 | Ultrasonic imaging apparatus |
| KR1019890014294A KR910009411B1 (ko) | 1988-10-05 | 1989-10-05 | 초음파 촬상장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63251251A JPH0614934B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298344A JPH0298344A (ja) | 1990-04-10 |
| JPH0614934B2 true JPH0614934B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=17219986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63251251A Expired - Fee Related JPH0614934B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 超音波診断装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5050611A (ja) |
| EP (1) | EP0362820B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0614934B2 (ja) |
| DE (1) | DE68912866T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05506168A (ja) * | 1990-04-18 | 1993-09-16 | コモンウエルス サイエンテイフイック アンド インダストリアル リサーチ オーガナイゼイション | 流れる液体の速度を決定する方法および装置 |
| US5307815A (en) * | 1992-12-04 | 1994-05-03 | Hewlett-Packard Company | Ultrasonic transducer with integrated variable gain amplifier |
| US5419332A (en) * | 1993-08-02 | 1995-05-30 | Sabbah; Benjamin | Mapping of flow parameters |
| US5383463A (en) * | 1993-08-02 | 1995-01-24 | Friedman; Zvi | Mapping of flow parameters |
| US5503152A (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-02 | Tetrad Corporation | Ultrasonic transducer assembly and method for three-dimensional imaging |
| JP3759184B2 (ja) * | 1994-12-21 | 2006-03-22 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | 超音波血流表示方法および装置 |
| US8001841B2 (en) * | 2005-10-14 | 2011-08-23 | Olympus Ndt | Ultrasonic fault detection system using a high dynamic range analog to digital conversion system |
| DE112010003150T5 (de) * | 2009-07-31 | 2012-06-21 | Panasonic Corporation | Ultrasonografievorrichtung |
| JP5659804B2 (ja) * | 2011-01-14 | 2015-01-28 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波診断装置 |
| CN112843697B (zh) * | 2021-02-02 | 2024-03-12 | 网易(杭州)网络有限公司 | 一种图像处理方法、装置、存储介质及计算机设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471785A (en) | 1982-09-29 | 1984-09-18 | Sri International | Ultrasonic imaging system with correction for velocity inhomogeneity and multipath interference using an ultrasonic imaging array |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51136443A (en) * | 1975-05-21 | 1976-11-25 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Device for detection and display of moving objects |
| JPS6125534A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-04 | 横河メディカルシステム株式会社 | 画像診断装置 |
| FR2579886A1 (en) * | 1985-04-05 | 1986-10-10 | Edap | Ultrasound echography apparatus allowing the display of the blood flow in a vessel |
| JPH0693896B2 (ja) * | 1985-08-07 | 1994-11-24 | 株式会社日立製作所 | 超音波受波整相回路 |
| JPH074364B2 (ja) * | 1986-01-28 | 1995-01-25 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPS63143039A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPS63197439A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-16 | 株式会社 日立メデイコ | カラ−フロ−マツピング付超音波断層装置 |
| DE8812400U1 (de) * | 1988-09-30 | 1989-04-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Kombiniertes Ultraschall-Bild- und Dopplergerät |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63251251A patent/JPH0614934B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-10-04 US US07/417,023 patent/US5050611A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-04 DE DE68912866T patent/DE68912866T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-04 EP EP89118408A patent/EP0362820B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471785A (en) | 1982-09-29 | 1984-09-18 | Sri International | Ultrasonic imaging system with correction for velocity inhomogeneity and multipath interference using an ultrasonic imaging array |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0362820A3 (en) | 1990-10-31 |
| EP0362820B1 (en) | 1994-02-02 |
| DE68912866T2 (de) | 1994-06-30 |
| US5050611A (en) | 1991-09-24 |
| JPH0298344A (ja) | 1990-04-10 |
| DE68912866D1 (de) | 1994-03-17 |
| EP0362820A2 (en) | 1990-04-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |