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JPH06237928A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasonic diagnostic equipment

Info

Publication number
JPH06237928A
JPH06237928A JP5030427A JP3042793A JPH06237928A JP H06237928 A JPH06237928 A JP H06237928A JP 5030427 A JP5030427 A JP 5030427A JP 3042793 A JP3042793 A JP 3042793A JP H06237928 A JPH06237928 A JP H06237928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
ultrasonic diagnostic
pseudo noise
diagnostic apparatus
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5030427A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Morio Nishigaki
森雄 西垣
Hiroshi Fukukita
博 福喜多
Takashi Hagiwara
尚 萩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5030427A priority Critical patent/JPH06237928A/en
Publication of JPH06237928A publication Critical patent/JPH06237928A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波診断装置のアナログ/ディジタル変換
部分において、A/D変換器のビット数を上げることな
くS/N比を改善することで、コストが低くかつ性能が
優れた超音波診断装置を実現する。 【構成】 送信信号に同期して受信信号をディジタル信
号に変換するA/D変換器4−1〜4−4と、送信信号
に同期した疑似雑音信号を発生する疑似雑音源6と、前
記受信信号に前記疑似雑音信号を加える加算器3−1〜
3−4手段を有する。
(57) [Abstract] [Objective] In the analog / digital conversion part of the ultrasonic diagnostic equipment, the cost is low and the performance is excellent by improving the S / N ratio without increasing the number of bits of the A / D converter. Realize an ultrasonic diagnostic device. A / D converters 4-1 to 4-4 for converting a reception signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, a pseudo noise source 6 for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal, and the reception Adder 3-1 to add the pseudo noise signal to the signal
3-4 means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はA/D変換器を有する超
音波診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having an A / D converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、超音波診断装置は、メモリやCP
Uといったディジタル回路部品の普及や低価格化に伴
い、診断装置内部での信号処理の多くをディジタル回路
で行なう傾向が見られる。
2. Description of the Related Art In recent years, ultrasonic diagnostic equipment has been used in memory and CP.
As digital circuit components such as U have become widespread and the price has been reduced, there is a tendency that much of the signal processing inside the diagnostic device is performed by digital circuits.

【0003】しかし、超音波の送受信に関する部分はア
ナログ回路で行なうため、装置内のいずれかのブロック
で、アナログ信号をA/D変換器によりディジタル信号
に変換しているのが通例である。例えば、従来例とし
て、図15に見られるような構成が挙げられる。
However, since the part relating to the transmission and reception of ultrasonic waves is performed by an analog circuit, it is customary to convert the analog signal into a digital signal by an A / D converter in any block in the device. For example, as a conventional example, there is a configuration as shown in FIG.

【0004】図15において、1はN個の振動子から構
成される探触子であるが、ここでは簡略化のためN=4
としてある。2−1〜2−4はパルサレシーバ、7は制
御部、14は検波器、15はディジタルスキャンコンバ
ータ(以下DSCと略す)、16は表示部、47はA/
D変換器、48はアナログビーム合成部である。
In FIG. 15, reference numeral 1 denotes a probe composed of N oscillators, but here N = 4 for simplification.
There is. 2-1 to 2-4 are pulser receivers, 7 is a control unit, 14 is a detector, 15 is a digital scan converter (hereinafter abbreviated as DSC), 16 is a display unit, 47 is A /
The D converter 48 is an analog beam combiner.

【0005】この例における動作についての説明は既に
広く知られているので省略するが、エコー信号を遅延加
算し、検波した後にA/D変換し、それ以降の回路をデ
ィジタル回路で構成している。
A description of the operation in this example is omitted because it is already widely known, but the echo signals are delayed and added, detected, and then A / D converted, and the circuits thereafter are constituted by digital circuits. .

【0006】A/D変換器を用いる別の例としては、図
16のようなドプラ血流計が挙げられる。図16におい
て、1はN個の振動子から構成される探触子であるが、
ここでは簡略化のためN=4としてある。2−1〜2−
4はパルサレシーバ、7は制御部、8、9は乗算器、1
0は直交信号発生器、11、12はローパスフィルタ、
13は信号処理部、15はDSC、16は表示部、48
はアナログビーム合成部、49、50はA/D変換器で
ある。
Another example of using the A / D converter is a Doppler blood flow meter as shown in FIG. In FIG. 16, 1 is a probe composed of N transducers,
Here, N = 4 is set for simplification. 2-1-2-
4 is a pulsar receiver, 7 is a control unit, 8 and 9 are multipliers, 1
0 is a quadrature signal generator, 11 and 12 are low-pass filters,
13 is a signal processing unit, 15 is a DSC, 16 is a display unit, 48
Is an analog beam combiner, and 49 and 50 are A / D converters.

【0007】この例における動作もまた広く知られてい
るので割愛するが、ローパスフィルタ8、9によりクラ
ッタ成分を取り去ったのち、A/D変換を行ない、周波
数分析を行なっている。
Since the operation in this example is also widely known, the description thereof will be omitted. After removing the clutter components by the low-pass filters 8 and 9, A / D conversion is performed and frequency analysis is performed.

【0008】さらに、A/D変換を行なう例としては、
図17にあるようなカラーフロー血流映像装置によるも
のが挙げられる。図17において、1はN個の振動子か
ら構成される探触子であるが、ここでは簡略化のためN
=4としてある。2−1〜2−4はパルサレシーバ、7
は制御部、8、9は乗算器、10は直交信号発生器、、
13は信号処理部、15はDSC、16は表示部、48
はアナログビーム合成部、49、50はA/D変換器、
51、52はMTIフィルタである。
Further, as an example of performing A / D conversion,
A color flow blood flow imaging device as shown in FIG. 17 may be used. In FIG. 17, 1 is a probe composed of N transducers, but here, for simplification, N is used.
= 4. 2-1 to 2-4 are pulser receivers, 7
Is a control unit, 8 and 9 are multipliers, 10 is a quadrature signal generator,
13 is a signal processing unit, 15 is a DSC, 16 is a display unit, 48
Is an analog beam synthesizer, 49 and 50 are A / D converters,
Reference numerals 51 and 52 are MTI filters.

【0009】この例の動作もまた公知であるため説明は
省略するが、位相検波を行なった後にA/D変換し、ク
ラッタ成分はディジタル回路で除去している。
Although the operation of this example is also well known, its explanation will be omitted. However, after the phase detection, A / D conversion is performed and the clutter component is removed by a digital circuit.

【0010】A/D変換を行なう第4の従来例として
は、特開昭61−8039にあるような構成が知られて
いる。図18にその構成を示す。図18において、1は
探触子であり、この場合は説明を簡単にするため4CH
のシステムとしている。2−1〜2−4はパルサレシー
バ、4−1〜4−4はA/D変換器、5はディジタルビ
ーム合成部、7は制御部、8、9は乗算器、10は直交
信号発生器、11、12はフィルタ、13は信号処理
部、14は検波器、15はDSC、16は表示部であ
る。
As a fourth conventional example for performing A / D conversion, a configuration as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-8039 is known. FIG. 18 shows its configuration. In FIG. 18, reference numeral 1 is a probe, and in this case, 4CH is provided to simplify the explanation.
And the system. 2-1 to 2-4 are pulser receivers, 4-1 to 4-4 are A / D converters, 5 is a digital beam combining unit, 7 is a control unit, 8 and 9 are multipliers, 10 is a quadrature signal generator. , 11 and 12 are filters, 13 is a signal processing unit, 14 is a detector, 15 is a DSC, and 16 is a display unit.

【0011】次に、図18の動作について説明する。制
御部7からのパルストリガ信号がパルサレシーバ2−1
〜2−4に入力される。このパルサトリガ信号は、電子
集束あるいはステアリングを行なうために位相制御され
ている。4個のパルサレシーバ2−1〜2−4は、パル
ストリガ信号により振動子T1〜T4を駆動するドライ
ブパルスを送信する。被検体内で反射した超音波は、同
じ振動子T1〜4で受信され、パルサレシーバ2−1〜
2−4で増幅され、A/D変換器4−1〜4−4へ送ら
れる。A/D変換器4−1〜4−4でディジタル信号に
変換された受信信号は、ディジタルビーム合成部5で遅
延加算される。
Next, the operation of FIG. 18 will be described. The pulse trigger signal from the control unit 7 is the pulser receiver 2-1.
Is input to 2-4. The pulser trigger signal is phase controlled to provide electronic focusing or steering. The four pulser receivers 2-1 to 2-4 transmit drive pulses for driving the oscillators T1 to T4 by pulse trigger signals. The ultrasonic waves reflected in the subject are received by the same transducers T1 to T4, and the pulser receivers 2-1 to 2-1.
It is amplified in 2-4 and sent to the A / D converters 4-1 to 4-4. The reception signals converted into digital signals by the A / D converters 4-1 to 4-4 are delayed and added by the digital beam combining section 5.

【0012】パルスドプラあるいはカラーフロー血流映
像装置においては、乗算器8、9で直交信号発生器10
により作られた参照信号と乗算され、フィルタ11、1
2により不要な成分を除去された後、信号処理部でクラ
ッタ成分の除去や速度演算を行ないDSC15を経て表
示部16に表示される。
In the pulse Doppler or color flow blood flow imaging apparatus, the quadrature signal generator 10 is composed of the multipliers 8 and 9.
Is multiplied by the reference signal produced by
After the unnecessary component is removed by 2, the signal processing unit removes the clutter component and calculates the speed, and the result is displayed on the display unit 16 via the DSC 15.

【0013】Bモードにおいては検波器14で検波さ
れ、DSC15を経て表示部16に表示される。
In the B mode, the wave is detected by the wave detector 14 and displayed on the display unit 16 via the DSC 15.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のA/D変換器を有する超音波診断装置では、A/D変
換器を用いることによるダイナミックレンジの制限とい
う問題が発生する。
However, in the ultrasonic diagnostic apparatus having the conventional A / D converter, there is a problem that the dynamic range is limited due to the use of the A / D converter.

【0015】例えば、Bモードにおいては入力ゲインの
調整が難しいという問題がある。高すぎるゲイン設定は
A/D変換器入力における飽和を招き、正しい出力が得
られなくなる。また、ゲイン設定が低い場合において
は、有効なビット数が少なくなるため、画像のダイナミ
ックレンジの低下、あるいはビームフォーミング時にお
ける誤差による縦、横方向の分解能の低下などを引き起
こす。
For example, in the B mode, it is difficult to adjust the input gain. A gain setting that is too high leads to saturation at the input of the A / D converter and a correct output cannot be obtained. Further, when the gain setting is low, the number of effective bits is small, so that the dynamic range of the image is reduced, or the resolution in the vertical and horizontal directions is reduced due to an error during beamforming.

【0016】ドプラモードにおいては、血流エコーは血
管壁などからの大振幅のエコーと混在しているため、広
いダイナミックレンジが要求されるが、A/D変換器の
持つダイナミックレンジが狭いことにより血流情報の欠
落が発生する。
In the Doppler mode, a blood flow echo is mixed with an echo having a large amplitude from a blood vessel wall, so that a wide dynamic range is required, but due to the narrow dynamic range of the A / D converter. Blood flow information is lost.

【0017】これらの問題を解決するためには、ダイナ
ミックレンジが広い高精度なA/D変換器が必要である
が、それは極めて高価である。
To solve these problems, a highly accurate A / D converter having a wide dynamic range is required, but it is extremely expensive.

【0018】請求項1の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、低分解能のA/D変換器により受
信信号をディジタルデータに変えるにもかかわらず、B
モードにおいては、A/D変換器入力における飽和や有
効ビット数の低下による画像の劣化をなくし、ドプラモ
ードにおいては、高感度の位相検波が実現できる優れた
超音波診断装置を提供することを目的とするものであ
る。
The invention of claim 1 is to solve such a conventional problem. Even though the received signal is converted into digital data by the low resolution A / D converter, B
It is an object of the present invention to provide an excellent ultrasonic diagnostic apparatus capable of realizing high-sensitivity phase detection in the Doppler mode by eliminating image deterioration due to saturation in the A / D converter input and a decrease in the effective number of bits in the mode. It is what

【0019】請求項2の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、低分解能のA/D変換器により受
信信号をディジタルデータに変換するにもかかわらず、
Bモードにおいては、A/D変換器入力における飽和や
有効ビット数の低下による画像の劣化をなくし、また、
ドプラモードにおいては、高感度の位相検波を実現しつ
つ、かつ簡易な回路により雑音除去を可能とした優れた
超音波診断装置を提供することを目的とするものであ
る。
The invention of claim 2 is to solve such a conventional problem, and in spite of converting a received signal into digital data by a low resolution A / D converter,
In the B mode, image deterioration due to saturation at the input of the A / D converter and a decrease in the number of effective bits is eliminated, and
An object of the present invention is to provide an excellent ultrasonic diagnostic apparatus capable of removing noise with a simple circuit while realizing highly sensitive phase detection in the Doppler mode.

【0020】請求項3の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、低分解能のA/D変換器により受
信信号をディジタルデータに変換するにもかかわらず、
BモードにおいてA/D変換器入力における飽和や有効
ビット数の低下による画像の劣化をなくし、かつ回路規
模の小型化を計った優れた超音波診断装置を提供するこ
とを目的とするものである。
The invention of claim 3 is to solve such a conventional problem, and in spite of converting a received signal into digital data by a low resolution A / D converter,
It is an object of the present invention to provide an excellent ultrasonic diagnostic apparatus which eliminates image deterioration due to saturation at the input of an A / D converter and a decrease in the number of effective bits in the B mode, and has a miniaturized circuit scale. .

【0021】請求項4の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、低分解能のA/D変換器により、
受信信号をディジタルデータに変換するにもかかわら
ず、ドプラモードにおいて高感度の位相検波を実現しつ
つ、かつ回路規模の小型化を図った優れた超音波診断装
置を提供することを目的とするものである。
The invention according to claim 4 is to solve such a conventional problem by using an A / D converter having a low resolution.
An object of the present invention is to provide an excellent ultrasonic diagnostic apparatus that realizes highly sensitive phase detection in the Doppler mode even though the received signal is converted to digital data, and that has a reduced circuit scale. Is.

【0022】請求項5の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、低分解能のA/D変換器により、
受信信号をディジタルデータに変換するにもかかわら
ず、BモードにおいてはA/D変換器入力における飽和
や有効ビット数の低下による画像の劣化をなくし、ま
た、ドプラモードにおいては高感度の位相検波を実現し
つつ、かつ回路規模の小型化を計った優れた超音波診断
装置を提供することを目的とするものである。
The invention of claim 5 is to solve such a conventional problem, and by using a low resolution A / D converter,
In spite of converting the received signal to digital data, in the B mode, deterioration of the image due to saturation at the input of the A / D converter and a decrease in the number of effective bits is eliminated, and in the Doppler mode, high-sensitivity phase detection is performed. It is an object of the present invention to provide an excellent ultrasonic diagnostic apparatus that is realized and has a reduced circuit scale.

【0023】請求項6の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、BモードにおいてはA/D変換器
のサンプリング周波数に対するエコーの中心周波数の比
が大きいとき、ドプラモードにおいてはエコー信号の帯
域幅が広いときに、特に優れたダイナミックレンジの拡
大を実現し、優れた画質の超音波診断装置を提供するこ
とを目的とするものである。
The invention of claim 6 is to solve such a conventional problem. When the ratio of the center frequency of the echo to the sampling frequency of the A / D converter is large in the B mode, the echo is generated in the Doppler mode. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that realizes particularly excellent expansion of the dynamic range when the signal bandwidth is wide and has excellent image quality.

【0024】請求項7の発明は請求項5における微分回
路を具体的に実現するもので、A/D変換時のノイズ低
減を可能にするためのものである。
The invention according to claim 7 is a concrete implementation of the differentiating circuit according to claim 5, and is for enabling noise reduction during A / D conversion.

【0025】請求項8の発明もまた請求項5における微
分回路を具体的に実現するもので、A/D変換時のノイ
ズ低減を可能にするためのものである。
The invention of claim 8 also concretely realizes the differentiating circuit according to claim 5, and is for enabling noise reduction during A / D conversion.

【0026】請求項9の発明もまたA/D変換時のノイ
ズ低減を可能にするものであり、具体的な回路の実現を
容易にするものである。
The invention of claim 9 also enables noise reduction at the time of A / D conversion, and facilitates realization of a specific circuit.

【0027】請求項10の発明もまた回路の具体的な実
現を容易にし、A/D変換時のノイズ低減を実現するも
のである。
The invention of claim 10 also facilitates the concrete realization of the circuit and realizes the noise reduction during A / D conversion.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は上記目
的を達成するため、送信信号に同期して受信信号をディ
ジタル信号に変えるA/D変換器と、送信信号に同期し
た疑似雑音信号を発生する手段と、前記A/D変換器の
入力信号に前記疑似雑音を加える手段を有することによ
り、上記目的を達成するものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is an A / D converter for converting a reception signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, and a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal. The above-mentioned object is achieved by having means for generating the noise and means for adding the pseudo noise to the input signal of the A / D converter.

【0029】請求項2の発明は上記目的を達成するた
め、送信信号に同期して受信信号をディジタル信号に変
換するA/D変換器と、送信信号に同期した疑似雑音信
号を発生する手段と、前記A/D変換器の入力信号に前
記疑似雑音を加える手段と、前記A/D変換器で変換し
たディジタルデータを積分する積分器を有することによ
り上記目的を達成するものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 2 comprises an A / D converter for converting a received signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, and means for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal. The object is achieved by having means for adding the pseudo noise to the input signal of the A / D converter and an integrator for integrating the digital data converted by the A / D converter.

【0030】請求項3の発明は上記目的を達成するた
め、送信信号に同期して受信信号をディジタル信号に変
換するA/D変換器と、送信信号に同期した疑似雑音信
号を発生する手段と、前記A/D変換器の入力信号に前
記疑似雑音を加える手段と、前記A/D変換器で得たデ
ィジタルデータを積分する積分器を有し、積分器の積分
区間をエコーの中心周波数に連動して変化させることに
より、上記目的を達成するものである。
In order to achieve the above object, the third aspect of the present invention comprises an A / D converter for converting a received signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, and means for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal. A means for adding the pseudo noise to the input signal of the A / D converter and an integrator for integrating the digital data obtained by the A / D converter, and the integration section of the integrator is set to the center frequency of the echo. The above object is achieved by changing the values in conjunction with each other.

【0031】請求項4の発明は上記目的を達成するた
め、送信信号に同期して受信信号をディジタル信号に変
換するA/D変換器と、送信信号に同期した疑似雑音信
号を発生する手段と、前記A/D変換器の入力信号に前
記疑似雑音を加える手段と、前記A/D変換器で得たデ
ィジタルデータを積分する積分器を有し、積分器の積分
区間をエコーの帯域幅に連動して変化させることによ
り、上記目的を達成するものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 4 comprises an A / D converter for converting a received signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, and means for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal. A means for adding the pseudo noise to the input signal of the A / D converter and an integrator for integrating the digital data obtained by the A / D converter, and the integration section of the integrator is set to the echo bandwidth. The above object is achieved by changing the values in conjunction with each other.

【0032】請求項5の発明は上記目的を達成するた
め、送信信号に同期して受信信号をディジタル信号に変
換するA/D変換器と、送信信号に同期した疑似雑音信
号を発生する手段と、前記A/D変換器の入力信号に前
記疑似雑音を加える手段と、前記A/D変換器で得たデ
ィジタルデータを積分する積分器を有し、疑似雑音のス
ペクトルのピーク周波数の1つと積分器の周波数応答が
零の部分を一致させることにより、上記目的を達成する
ものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 5 includes an A / D converter for converting a received signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, and means for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal. A means for adding the pseudo noise to the input signal of the A / D converter, and an integrator for integrating the digital data obtained by the A / D converter, and the integration with one of the peak frequencies of the spectrum of the pseudo noise The above-mentioned object is achieved by matching the zero frequency response portions of the container.

【0033】請求項6の発明は上記目的を達成するた
め、送信信号に同期して受信信号をディジタル信号に変
換するA/D変換器と、送信信号に同期した疑似雑音信
号を発生する手段と、受信信号の瞬間的な傾きを求める
微分手段と、前記微分手段より得た受信信号の微分信号
と前記疑似雑音信号を掛け合わせる手段と、前記A/D
変換器の入力信号に前記疑似雑音と微分信号を掛け合わ
せた信号を加える手段と、前記A/D変換器で得たディ
ジタルデータを積分する積分器を有することにより、上
記目的を達成するものである。
In order to achieve the above object, the sixth aspect of the present invention comprises an A / D converter for converting a received signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, and means for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal. A differentiating means for obtaining an instantaneous slope of the received signal, a means for multiplying the differential signal of the received signal obtained by the differentiating means by the pseudo noise signal, and the A / D
The above object is achieved by having means for adding a signal obtained by multiplying the pseudo noise and the differential signal to the input signal of the converter and an integrator for integrating the digital data obtained by the A / D converter. is there.

【0034】請求項7の発明は上記目的を達成するた
め、請求項5の受信信号を微分する手段としてアナログ
微分器を用いることにより、上記目的を達成するもので
ある。
In order to achieve the above object, the invention of claim 7 achieves the above object by using an analog differentiator as means for differentiating the received signal of claim 5.

【0035】請求項8の発明は上記目的を達成するた
め、請求項5の受信信号を微分する手段としてA/D変
換器より得られたディジタルデータの差を取るディジタ
ル差分器を用いることにより、上記目的を達成するもの
である。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 8 uses a digital difference device for taking a difference of digital data obtained from an A / D converter as means for differentiating the received signal of claim 5, The above object is achieved.

【0036】請求項9の発明は、請求項7の方法で求め
た傾きのデータを量子化したもの、あるいは請求項8の
方法で求めた傾きのデータより演算を行なうことによ
り、最適でかつ、最小のディザ信号の振幅を生成するこ
とで上記目的を達成するものである。
The invention of claim 9 is optimal by calculating from the quantized slope data obtained by the method of claim 7 or the slope data obtained by the method of claim 8. The object is achieved by generating the smallest dither signal amplitude.

【0037】請求項10の発明は、請求項7の方法で求
めた傾きのデータを量子化したもの、あるいは請求項8
の方法で求めた傾きのデータより演算を行ない、あらか
じめ用意したいくつかの振幅の異なるディザ信号のデー
タより最適なものを選び出し入力信号に加えることで上
記目的を達成するものである。
The invention of claim 10 is a quantized version of the slope data obtained by the method of claim 7, or claim 8
The above object is achieved by performing an operation from the data of the slope obtained by the above method and selecting the optimum one from the data of several dither signals having different amplitudes prepared in advance and adding it to the input signal.

【0038】[0038]

【作用】従って、請求項1の発明によれば、送信信号に
同期した疑似雑音信号と受信信号とがA/D変換器に加
えられ、そのディジタル出力に対してドプラ信号処理な
どが行なわれるので、A/D変換器の分解能を高めるこ
とができるという効果を有する。
Therefore, according to the first aspect of the invention, the pseudo noise signal synchronized with the transmission signal and the reception signal are added to the A / D converter, and the Doppler signal processing is performed on the digital output. , A / D converter can be improved in resolution.

【0039】また、請求項2の発明によれば、送信信号
に同期した疑似雑音信号と受信信号とがA/D変換器に
加えられ、そのディジタル出力に対して積分器により雑
音を除去されるので、A/D変換器の分解能を一層高め
ることができるという効果を有する。
According to the second aspect of the present invention, the pseudo noise signal synchronized with the transmission signal and the reception signal are added to the A / D converter, and noise is removed from the digital output by the integrator. Therefore, the resolution of the A / D converter can be further enhanced.

【0040】さらに請求項3の発明によれば、送信信号
に同期した疑似信号の基本周期が送信周波数帯域に連動
して変化するため、特に送信周波数が低い場合に疑似雑
音信号の周期を長く取ることが可能となりA/D変換器
の分解能を一層上げることができるという効果を有す
る。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the basic period of the pseudo signal synchronized with the transmission signal changes in association with the transmission frequency band, the period of the pseudo noise signal is long especially when the transmission frequency is low. Therefore, the resolution of the A / D converter can be further improved.

【0041】請求項4の発明によれば、送信信号に同期
した疑似信号の基本周期が送信信号の帯域幅に連動して
変化するため、特に送信信号の帯域幅が狭い場合に疑似
雑音信号の周期を長く取ることが可能となりA/D変換
器の分解能を一層上げることができるという効果を有す
る。
According to the fourth aspect of the present invention, since the basic period of the pseudo signal synchronized with the transmission signal changes in association with the bandwidth of the transmission signal, the pseudo noise signal is generated especially when the bandwidth of the transmission signal is narrow. This has the effect that the cycle can be made longer and the resolution of the A / D converter can be further increased.

【0042】また、請求項5の発明によれば、送信信号
に同期した疑似雑音信号のスペクトラムが積分器の応答
が零の周波数に一致し、かつ、このディジタル出力に対
して積分器により雑音が除去されるので、A/D変換器
の分解能を一層高めることができるという効果を有す
る。
According to the fifth aspect of the invention, the spectrum of the pseudo noise signal synchronized with the transmission signal coincides with the frequency at which the response of the integrator is zero, and the digital output causes noise by the integrator. Since it is removed, there is an effect that the resolution of the A / D converter can be further enhanced.

【0043】また、請求項6の発明によれば、送信信号
に同期した疑似雑音信号の振幅が受信信号の傾きに連動
して変わるため、受信信号が高い周波数の信号や大振幅
の信号であってもつねにA/D変換時における量子化ノ
イズを低く押さえるという効果を有する。
Further, according to the invention of claim 6, since the amplitude of the pseudo noise signal synchronized with the transmission signal changes in association with the inclination of the reception signal, the reception signal is a high frequency signal or a large amplitude signal. This has the effect of keeping the quantization noise low during A / D conversion.

【0044】また、請求項7の発明によれば、受信信号
の傾きをアナログ微分器で求めることにより、受信信号
の傾きを間単な方法で精度良く求めることができるとい
う効果を有する。
Further, according to the invention of claim 7, there is an effect that the inclination of the received signal can be accurately obtained by a simple method by obtaining the inclination of the received signal by the analog differentiator.

【0045】また、請求項8の発明によれば、受信信号
の傾きをA/D変換したディジタルデータの差分から求
めることで、回路のバラツキをなくし、調整箇所の不要
にできるという効果を有する。
Further, according to the invention of claim 8, since the inclination of the received signal is obtained from the difference of the A / D converted digital data, there is an effect that the variation of the circuit can be eliminated and the adjustment portion can be made unnecessary.

【0046】また、請求項9の発明によれば、ディザ信
号の振幅をつねに小さな値にしておくことが可能なた
め、回路に用いるデバイスの要求仕様を下げることが出
来るとともに、クロストークなどの問題も解決できると
いう効果を有する。
Further, according to the invention of claim 9, since the amplitude of the dither signal can be kept small at all times, the required specifications of the device used in the circuit can be lowered and the problem such as crosstalk can be caused. Also has the effect of being able to solve.

【0047】さらに、請求項10の発明によれば、ディ
ザ信号の振幅を限定できるため、回路を単純にできると
いう効果を有する。
Further, according to the invention of claim 10, since the amplitude of the dither signal can be limited, there is an effect that the circuit can be simplified.

【0048】[0048]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の第1の実
施例について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0049】図1は、本発明をアレイ型探触子を用いデ
ィジタル回路により遅延加算を行なう超音波診断装置の
ブロック図である。図1において1はアレイ型の超音波
探触子であり、N個の配列された振動子T1〜TNで構
成されている。この例では説明を簡単にするため、N=
4としている。2−1〜2−4はパルサレシーバ、3−
1〜3−4は加算器、4−1〜4−4はA/D変換器、
5はディジタルビーム合成部、6は疑似雑音源、7は制
御部、8、9は乗算器、10は直交信号発生部、11、
12および17はフィルタ、13は信号処理部、14は
検波部、15は走査変換器(以後DSCと記す)、16
は表示部である。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention in which delay addition is performed by a digital circuit using an array type probe. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an array type ultrasonic probe, which is composed of N transducers T1 to TN. In this example, N =
4 is set. 2-1 to 2-4 are pulser receivers, 3-
1 to 3-4 are adders, 4-1 to 4-4 are A / D converters,
5 is a digital beam combining unit, 6 is a pseudo noise source, 7 is a control unit, 8 and 9 are multipliers, 10 is a quadrature signal generation unit, 11,
Reference numerals 12 and 17 are filters, 13 is a signal processing unit, 14 is a detection unit, 15 is a scan converter (hereinafter referred to as DSC), 16
Is a display unit.

【0050】次に上記実施例の動作について説明する。
図1においてまず、制御部7からのトリガ信号がパルサ
2−1〜2−4に入力される。このトリガ信号は電子集
束およびセクタ走査を行なうために位相制御されてい
る。4個のパルサレシーバ2−1〜2−4は、トリガ信
号によりドライブパルスを発生し、振動子T1〜T4を
駆動する。この駆動により振動子T1〜T4は、設定さ
れた方向に超音波を送信する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
In FIG. 1, first, a trigger signal from the control unit 7 is input to the pulsers 2-1 to 2-4. The trigger signal is phase controlled to perform electron focusing and sector scanning. The four pulser receivers 2-1 to 2-4 generate drive pulses by the trigger signal and drive the oscillators T1 to T4. By this driving, the transducers T1 to T4 transmit ultrasonic waves in the set direction.

【0051】被検体内で反射した超音波は、同じ振動子
T1〜T4で受信され、パルサレシーバ2−1〜2−4
で増幅され、加算器3−1〜3−4に送られる。加算器
3−1〜3−4において、受信信号は疑似雑音源6から
の信号と加算される。加算器3−1〜3−4の出力は、
A/D変換器4−1〜4−4においてディジタル信号に
変換される。A/D変換器4−1〜4−4によりディジ
タル信号に変換された受信信号は、ディジタルビーム合
成部5において遅延加算される。ディジタルビーム合成
部5において各受信信号は、超音波を送信した方向で受
信感度が最大となるようにそれぞれ遅延時間を与えられ
て加算される。
The ultrasonic waves reflected in the subject are received by the same transducers T1 to T4, and the pulser receivers 2-1 to 2-4.
And is sent to the adders 3-1 to 3-4. The received signals are added to the signal from the pseudo noise source 6 in the adders 3-1 to 3-4. The outputs of the adders 3-1 to 3-4 are
It is converted into a digital signal in the A / D converters 4-1 to 4-4. The received signals converted into digital signals by the A / D converters 4-1 to 4-4 are delayed and added in the digital beam combining section 5. In the digital beam synthesizing unit 5, each reception signal is added with a delay time so that the reception sensitivity becomes maximum in the direction in which the ultrasonic wave is transmitted.

【0052】以上のようにして得られたディジタルビー
ム合成部5の出力は、乗算器8、9において直交信号発
生部10のCOS、SIN出力と乗算される。乗算器
8、9の出力はローパス特性を有するフィルタ11、1
2において高周波成分が減衰される。乗算器8、9、直
交信号発生部10、フィルタ11、12で位相検波回路
が構成される。
The outputs of the digital beam combiner 5 thus obtained are multiplied by the COS and SIN outputs of the quadrature signal generator 10 in the multipliers 8 and 9. The outputs of the multipliers 8 and 9 are filters 11 and 1 having low-pass characteristics.
At 2, the high frequency components are attenuated. The multipliers 8 and 9, the quadrature signal generator 10, and the filters 11 and 12 form a phase detection circuit.

【0053】フィルタ11、12の出力をもとに、信号
処理部13においては、FFT演算によりパルスドプラ
出力が、あるいは相関演算などによりカラーフロー出力
が得られ、DSC15へ入力される。同時に、ディジタ
ルビーム合成部5の出力はフィルタ17にも入力され
る。なお、このフィルタ17の働きについては後で詳し
く述べる。
Based on the outputs of the filters 11 and 12, the signal processing unit 13 obtains a pulse Doppler output by an FFT operation or a color flow output by a correlation operation, and inputs it to the DSC 15. At the same time, the output of the digital beam combiner 5 is also input to the filter 17. The function of the filter 17 will be described in detail later.

【0054】フィルタ17の出力は検波部14において
検波され、Bモード像のデータとしてDSC15へ入力
される。DSC15においてTV信号に走査変換された
信号処理部13、検波部14の出力データは表示部16
に表示される。
The output of the filter 17 is detected by the detector 14 and input to the DSC 15 as B mode image data. The output data of the signal processing unit 13 and the detection unit 14, which are scan-converted into TV signals in the DSC 15, are displayed in the display unit 16.
Is displayed in.

【0055】次に疑似雑音源6の動作を詳しく説明す
る。疑似雑音源6の役割は、例えば、hpジャーナル1
988年6月号のpp70−76に掲載されている 「B. Allen Montijo、”Digit
al Filtering in a High−Sp
eed Digitizing Oscillosco
pe」 にあるようなディザ技術に公知例がある。しかし、本発
明の超音波診断装置のパルスドプラモード、カラーフロ
ーモードにおいては、疑似雑音源6は制御部7が出力す
るトリガ信号、すなわち音波の発生タイミングに同期し
て疑似雑音を発生する。同時に、疑似雑音源6はA/D
変換器4−1〜4−4のサンプルクロックにも同期して
いる。従って、超音波ビームが同一の設定方向に送信さ
れる場合、制御部7のトリガ信号を基準にしてm番目の
サンプルクロックのタイミングにおける疑似雑音の値
は、N(m)となり、送信の回数によらず一定である。
Next, the operation of the pseudo noise source 6 will be described in detail. The role of the pseudo noise source 6 is, for example, the hp journal 1
"B. Allen Montijo," Digit, published in pp70-76 in the June 1988 issue.
al Filtering in a High-Sp
ed Digitizing Oscillosco
There are known examples of dithering techniques such as "pe". However, in the pulse Doppler mode and the color flow mode of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the pseudo noise source 6 generates pseudo noise in synchronization with the trigger signal output from the control unit 7, that is, the generation timing of the sound wave. At the same time, the pseudo noise source 6 is A / D
It is also synchronized with the sample clocks of the converters 4-1 to 4-4. Therefore, when the ultrasonic beams are transmitted in the same set direction, the value of the pseudo noise at the timing of the m-th sample clock with reference to the trigger signal of the control unit 7 becomes N (m), and the number of transmissions becomes It is constant regardless.

【0056】一例として、疑似雑音の値N(m)を図2
に示すように4サンプルクロックを1周期とする振幅
0.75相当の鋸歯状の波形とする。この場合には、N
(m)は以下のように表せる。
As an example, the pseudo noise value N (m) is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, a sawtooth waveform having an amplitude of 0.75 with 4 sample clocks as one cycle is used. In this case, N
(M) can be expressed as follows.

【0057】N(m+0)=0.00 N(m+1)=0.25 N(m+2)=0.50 N(m+3)=0.75 これらのデータから直流成分を差し引くと、以下に示す
値となる。
N (m + 0) = 0.00 N (m + 1) = 0.25 N (m + 2) = 0.50 N (m + 3) = 0.75 Subtracting the DC component from these data gives the following values. Become.

【0058】N(m+0)=−0.375 N(m+1)=−0.125 N(m+2)=0.125 N(m+3)=0.375 A/D変換器の1LSBが振幅1に等しいとし、A/D
変換器に振幅1.51の直流信号が入力しているとす
る。このときディザの信号がない場合、A/D変換器の
スレッシホールドレベルが1.5にあるとすれば、4つ
のA/D変換器の出力は全て2となり、0.49の誤差
が生ずる。
N (m + 0) =-0.375 N (m + 1) =-0.125 N (m + 2) = 0.125 N (m + 3) = 0.375 1 LSB of the A / D converter is equal to 1 in amplitude. , A / D
It is assumed that a DC signal with an amplitude of 1.51 is input to the converter. If there is no dither signal at this time, assuming that the threshold level of the A / D converters is 1.5, the outputs of the four A / D converters are all 2, and an error of 0.49 occurs. .

【0059】これに対し、ディザ信号を加えた場合、4
つの出力は1.135、1.385、1.635、1.
885となって、これらの平均を取れば1.51とな
り、誤差は0.01となる。
On the other hand, when a dither signal is added, 4
Two outputs are 1.135, 1.385, 1.635, 1.
885, the average of these is 1.51, and the error is 0.01.

【0060】この例においては、通常の量子化誤差の最
大が±0.5であるのに比べ、疑似雑音信号を加え平均
をとる処理を行なった場合の量子化誤差の平均値は±
0.125と1/4に低下する。この方式でA/D変換
を行なった場合、サンプリングの速度は等価的に見て低
下するが量子化誤差は小さくなる。疑似雑音源6ではこ
のような目的において雑音を発生する。疑似雑音信号
は、その周波数スペクトラムが受信信号の帯域と重なら
ないような周期、波形のものを選ぶ。
In this example, the maximum value of the normal quantization error is ± 0.5, whereas the average value of the quantization error when the process of adding the pseudo noise signal and taking the average is performed is ± 0.5.
It decreases to 0.125 and 1/4. When A / D conversion is performed by this method, the sampling speed is equivalently reduced, but the quantization error is reduced. The pseudo noise source 6 generates noise for such a purpose. The pseudo noise signal has a period and a waveform such that its frequency spectrum does not overlap with the band of the received signal.

【0061】疑似雑音と受信信号は加算器3−1〜3−
4で加算され、A/D変換器4−1〜4−4でディジタ
ルデータに変換された後、ディジタルビーム合成部5に
おいて遅延加算される。Bモードにおいては遅延加算さ
れた受信信号は、フィルタ17を通される。フィルタ1
7はローパス特性を有しており、フィルタ17において
遅延加算された受信信号に含まれる疑似雑音信号の成分
は、もともとの受信信号(エコー)と周波数帯域が異な
り、受信信号の周波数帯域に比べ高いところに存在する
のでこのフィルタで除去される。フィルタ17を通った
受信信号は、検波部14で包絡線検波され、DSC15
を経由して表示部16に表示される。
The pseudo noise and the received signal are added by adders 3-1 to 3-3-
4 is added and converted into digital data by the A / D converters 4-1 to 4-4, and then delayed and added in the digital beam combining section 5. In the B mode, the delay-added received signal is passed through the filter 17. Filter 1
7 has a low-pass characteristic, and the component of the pseudo noise signal included in the reception signal delayed and added by the filter 17 has a frequency band different from that of the original reception signal (echo) and is higher than the frequency band of the reception signal. Since it exists there, it is removed by this filter. The received signal that has passed through the filter 17 is subjected to envelope detection by the detection unit 14, and the DSC 15
Is displayed on the display unit 16 via.

【0062】ドプラ血流計、あるいはドプラ映像装置に
おいては、遅延加算された受信信号は乗算器8、9に入
力する。乗算器8、9においては互いに直交する2つの
参照信号とミキシングされ、フィルタ11、12に入力
される。フィルタ11、12は位相検波出力中の高調波
成分の除去を目的としているが、合わせて疑似雑音信号
の除去にも使用可能である。
In the Doppler blood flow meter or the Doppler image device, the delay-added received signals are input to the multipliers 8 and 9. In the multipliers 8 and 9, the signals are mixed with two reference signals that are orthogonal to each other, and are input to the filters 11 and 12. The filters 11 and 12 are intended to remove harmonic components in the phase detection output, but can also be used to remove pseudo noise signals.

【0063】位相検波の結果、受信信号の帯域は、直流
および低い周波数帯域にシフトしている。疑似雑音信号
のスペクトラムも周波数シフトするが、その帯域は受信
信号のものと重ならないため、ローパス特性を有するフ
ィルタ11、12により受信信号のみを取り出すことが
可能である。フィルタ11、12により低い周波数成分
のみを抽出された受信信号より信号処理部13は血流情
報を演算により求め、DSC15を通して表示部16に
表示する。
As a result of the phase detection, the band of the received signal is shifted to DC and low frequency band. Although the spectrum of the pseudo noise signal also shifts in frequency, its band does not overlap with that of the received signal, so that only the received signal can be extracted by the filters 11 and 12 having the low-pass characteristic. The signal processing unit 13 calculates blood flow information from the received signal in which only low frequency components are extracted by the filters 11 and 12, and displays it on the display unit 16 through the DSC 15.

【0064】Bモードにおいて、またパルスドプラ血流
計、およびカラーフロー映像装置においては、以上のよ
うな方式でS/N比の向上が計ることができる。
In the B mode, and in the pulse Doppler blood flow meter and the color flow imaging apparatus, the S / N ratio can be improved by the above method.

【0065】図3は第2の実施例であり、ディジタル回
路で遅延加算を行なう超音波診断装置を示すブロック図
である。この実施例においては、特にパルスドプラ血流
計、およびカラーフロー映像装置に重点をおいた構成と
なっている。
FIG. 3 is a block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment, which performs delay addition with a digital circuit. In this embodiment, the pulse Doppler blood flow meter and the color flow imaging device are particularly emphasized.

【0066】図3において、1はアレイ型の超音波探触
子であり、N個の配列された振動子T1〜TNで構成さ
れている。この例では説明を簡単にするためN=4とし
ている。2−1〜2−4はパルサレシーバ、3−1〜3
−4は加算器、4−1〜4−4はA/D変換器、5はデ
ィジタルビーム合成部、6は疑似雑音源、7は制御部、
8、9は乗算器、10は直交信号発生器、11、12お
よび17はフィルタ、13は信号処理部、14は検波
器、15はDSC、16は表示部、18は積分器であ
る。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes an array type ultrasonic probe, which is composed of N transducers T1 to TN. In this example, N = 4 is set to simplify the description. 2-1 to 2-4 are pulsar receivers, 3-1 to 3
-4 is an adder, 4-1 to 4-4 are A / D converters, 5 is a digital beam combining unit, 6 is a pseudo noise source, 7 is a control unit,
Reference numerals 8 and 9 are multipliers, 10 is a quadrature signal generator, 11, 12 and 17 are filters, 13 is a signal processing unit, 14 is a detector, 15 is a DSC, 16 is a display unit, and 18 is an integrator.

【0067】次に上記実施例の動作について説明する。
この実施例は、第1の実施例に対し、ディジタルビーム
合成部5と乗算器8、9の間に積分器18が挿入されて
いる点が異なる。この積分器18は、遅延加算された受
信信号中の疑似雑音信号を除去することを目的とする。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
This embodiment differs from the first embodiment in that an integrator 18 is inserted between the digital beam combiner 5 and the multipliers 8 and 9. The integrator 18 is intended to remove the pseudo noise signal in the delay-added received signal.

【0068】ここで積分器のローパスフィルタとしての
特性と疑似雑音のスペクトラムについて述べる。
The characteristics of the integrator as a low-pass filter and the spectrum of pseudo noise will be described.

【0069】先に述べたような周期が4で、かつ、その
データが、 −0.375、−0.125、0.125、0.375 の繰り返しである疑似雑音信号の周波数成分は、基本成
分とその整数倍の高調波からなり、比較的低い単一周波
数の入力信号と加算して量子化した場合のスペクトラム
は図4のようになる。つまりノイズの成分はナイキスト
周波数とその1/2の周波数付近に集中している。この
ようなノイズを除去するフィルタとしては、例えばデー
タ4つを加算平均するフィルタが挙げられる。
The frequency component of the pseudo noise signal whose period is 4 as described above and whose data is the repetition of -0.375, -0.125, 0.125, 0.375 is basically FIG. 4 shows a spectrum that is composed of a component and harmonics that are integral multiples of the component and is quantized by adding the input signal of a relatively low single frequency. That is, the noise components are concentrated near the Nyquist frequency and half the frequency thereof. As a filter for removing such noise, for example, there is a filter for averaging four data.

【0070】図5にこのフィルタの周波数特性を示す。
このフィルタにおいては、ナイキスト周波数およびその
1/2の周波数付近において減衰が大きいので、量子化
ノイズが低減できることが分かる。
FIG. 5 shows the frequency characteristic of this filter.
It can be seen that in this filter, the quantization noise can be reduced because the attenuation is large in the vicinity of the Nyquist frequency and its half frequency.

【0071】このように、積分器の周波数応答が零の周
波数を疑似雑音信号のスペクトラムと重ねることによ
り、効果的なS/N比の向上を計ることが出来る。
As described above, by superimposing the frequency of which the frequency response of the integrator is zero on the spectrum of the pseudo noise signal, it is possible to effectively improve the S / N ratio.

【0072】第1の実施例においては、フィルタ11、
12において位相検波出力中における高調波成分の除去
と疑似雑音信号の除去の両方を行なっていたが、この第
2の実施例のように、疑似雑音信号の除去フィルタを分
離することでフィルタ11、12に要求される特性が緩
和され、実現が容易になるという利点を持つ。また、疑
似雑音信号の除去を積分器で行なうことは、一般的なフ
ィルタの構築に比べて簡単であり、安価に実現が可能で
ある。
In the first embodiment, the filter 11,
In FIG. 12, both the removal of the harmonic component in the phase detection output and the removal of the pseudo noise signal were performed. However, as in the second embodiment, by separating the pseudo noise signal removal filter, the filter 11, The characteristics required for No. 12 are relaxed, and it is easy to realize. Further, the removal of the pseudo noise signal by the integrator is simpler than the construction of a general filter and can be realized at low cost.

【0073】図6に本発明の第3の実施例におけるディ
ジタル回路で遅延加算を行なう超音波診断装置のブロッ
ク図を示す。本実施例においてはBモードの構成に重点
をおいている。
FIG. 6 shows a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus for performing delay addition in a digital circuit according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the emphasis is on the B-mode configuration.

【0074】ドプラ血流計、ドプラ映像装置において
は、フォーカス位置を一点に固定しておくことが可能で
あるが、Bモードにおいてはフォーカス位置はダイナミ
ックに変化させる必要がある。図6において、1はアレ
イ型の超音波プローブであり、N個の配列された振動子
T1〜TNで構成されている。この例では説明を簡単に
するためN=4としている。2−1〜2−4はパルサレ
シーバ、3−1〜3−4は加算器、4−1〜4−4はA
/D変換器、5はディジタルビーム合成部、6は疑似雑
音源、7は制御部、8、9は乗算器、10は直交信号発
生部、11、12はフィルタ、13は信号処理部、15
はDSC、16は表示部、20−1〜20−4は積分器
である。
In the Doppler blood flow meter and the Doppler image device, the focus position can be fixed at one point, but in the B mode, the focus position needs to be dynamically changed. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes an array-type ultrasonic probe, which is composed of N transducers T1 to TN. In this example, N = 4 is set to simplify the description. 2-1 to 2-4 are pulser receivers, 3-1 to 3-4 are adders, and 4-1 to 4-4 are A.
/ D converter, 5 is a digital beam combining unit, 6 is a pseudo noise source, 7 is a control unit, 8 and 9 are multipliers, 10 is a quadrature signal generating unit, 11 and 12 are filters, 13 is a signal processing unit, and 15
Is a DSC, 16 is a display unit, and 20-1 to 20-4 are integrators.

【0075】次に上記実施例の動作について説明する。
上記実施例において、第1の実施例と比べ、A/D変換
器4−1〜4−4とディジタルビーム合成部5の間に積
分器20−1〜20−4がある点が異なる。先に述べた
ように、Bモードにおいてはフォーカス位置をダイナミ
ックに変化させる必要があるため、受信信号を遅延加算
した後では等間隔でA/D変換したデータとデータの間
隔が一定でなくなり、受信信号に加えた疑似雑音の周波
数成分が変わってしまうという問題がある。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
The above-described embodiment is different from the first embodiment in that integrators 20-1 to 20-4 are provided between the A / D converters 4-1 to 4-4 and the digital beam combiner 5. As described above, in the B mode, the focus position needs to be dynamically changed. Therefore, after delay-adding the received signals, the data A / D-converted at equal intervals and the data interval are not constant, and There is a problem that the frequency component of the pseudo noise added to the signal changes.

【0076】そこで、各チャンネルにおいてA/D変換
器4−1〜4−4のあとで積分器20−1〜20−4を
用いて、遅延加算される前に疑似雑音成分を取り除くも
のである。
Therefore, in each channel, the integrators 20-1 to 20-4 are used after the A / D converters 4-1 to 4-4 to remove the pseudo noise component before the delay addition. .

【0077】この場合、積分器20−1〜20−4で各
チャンネルの受信信号のデータレートが下がることによ
り、ディジタルビーム合成部5における遅延加算精度が
下がるという問題が発生する。このため、この部分に用
いる積分器フィルタは、例えば、図7のような構成にす
る必要がある。図7において、21〜23はラッチであ
り、24は加算器である。入力信号は順次ラッチ21か
らラッチ22、23へとシフトしていき、入力、ラッチ
21〜23の出力の4つのデータが加算器24で加算さ
れる。この方式により加算器24の出力のデータレート
は入力のデータレートと等しくできる。
In this case, the integrators 20-1 to 20-4 lower the data rate of the received signals of the respective channels, which causes a problem that the delay addition accuracy in the digital beam combiner 5 decreases. For this reason, the integrator filter used in this portion needs to be configured as shown in FIG. 7, for example. In FIG. 7, 21 to 23 are latches, and 24 is an adder. The input signal is sequentially shifted from the latch 21 to the latches 22 and 23, and the four data of the input and the outputs of the latches 21 to 23 are added by the adder 24. With this method, the output data rate of the adder 24 can be made equal to the input data rate.

【0078】疑似雑音信号を加算してA/D変換するこ
とにより、S/Nを向上させる本方式において、疑似雑
音信号の基本周期が長いほどS/N比が向上すること
は、その原理から考え明白であるが、疑似雑音信号の基
本周期が長いほど、スペクトラムが低い周波数に出現す
る。疑似雑音信号の発生する周波数と受信信号の周波数
が重なる場合、この方式は成立しなくなるが、通常、超
音波診断装置において送信周波数は1つではないため、
低い送信周波数を使用する場合においては疑似雑音信号
の基本周期を長くして一層のS/N比の向上ができる。
具体的には図2における疑似雑音信号のステップ数を増
加させることなどが挙げられる。
According to the principle, the longer the basic period of the pseudo noise signal is, the higher the S / N ratio is in this system for improving the S / N by adding the pseudo noise signals and performing A / D conversion. It is obvious that the longer the fundamental period of the pseudo noise signal is, the lower the spectrum appears at the frequency. If the frequency of the pseudo-noise signal and the frequency of the received signal overlap, this method will not hold, but in the ultrasonic diagnostic apparatus, usually, there is not one transmission frequency.
When a low transmission frequency is used, the basic period of the pseudo noise signal can be lengthened to further improve the S / N ratio.
Specifically, the number of steps of the pseudo noise signal in FIG. 2 may be increased.

【0079】図8は第3の実施例におけるアレイ型探触
子を用い、ディジタル回路で遅延加算を行なう超音波診
断装置のブロック図である。図8において1はアレイ型
の超音波探触子であり、N個の配列された振動子T1〜
TNで構成されている。この例では説明を簡単にするた
めN=4としている。2−1〜2−4はパルサレシー
バ、3−1〜3−4および27−1〜27−4は加算
器、4−1〜4−4はA/D変換器、5はディジタルビ
ーム合成部、6は疑似雑音源、7は制御部、8、9およ
び25−1〜25−4は乗算器、10は直交信号発生
部、11、12および17はフィルタ、13は信号処理
部、14は検波器、15はDSC、16は表示部、26
−1〜4は入力信号の傾きを検出するブロックである。
FIG. 8 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus using the array type probe in the third embodiment and performing delay addition in a digital circuit. In FIG. 8, reference numeral 1 is an array type ultrasonic probe, and N transducers T1 to T1 are arranged.
It is composed of TN. In this example, N = 4 is set to simplify the description. 2-1 to 2-4 are pulser receivers, 3-1 to 3-4 and 27-1 to 27-4 are adders, 4-1 to 4-4 are A / D converters, and 5 is a digital beam combiner. , 6 is a pseudo noise source, 7 is a control unit, 8, 9 and 25-1 to 25-4 are multipliers, 10 is an orthogonal signal generation unit, 11, 12 and 17 are filters, 13 is a signal processing unit, and 14 is Detector, 15 DSC, 16 display, 26
-1 to 4 are blocks for detecting the inclination of the input signal.

【0080】次に上記実施例の動作について説明する。
この実施例は、乗算器25−1〜25−4、傾き検出部
26−1〜26−4および加算器27−1〜4がある点
が第1の実施例と異なる。第1の実施例で説明したS/
N比を向上させる方式は、受信信号の周波数が高いとき
や振幅が大きいときには、S/N比の改善度合が低下す
るという問題がある。これはディザ信号と入力信号の和
をA/D変換した信号のうちの雑音の周波数特性が白色
雑音に近づくことを原因としている。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
This embodiment is different from the first embodiment in that there are multipliers 25-1 to 25-4, inclination detectors 26-1 to 26-4 and adders 27-1 to 27-4. S / described in the first embodiment
The method of improving the N ratio has a problem that the degree of improvement of the S / N ratio decreases when the frequency of the received signal is high or the amplitude thereof is large. This is because the frequency characteristic of noise in the signal obtained by A / D converting the sum of the dither signal and the input signal approaches white noise.

【0081】ところで、入力信号をA/D変換し、いく
つかのデータを得たとき、各データにおける量子化雑音
の量にはバラツキが見られる。入力信号の周波数がサン
プリング周波数に比べそれほど低くない場合や、A/D
変換器の量子化単位に比較してある程度大きい場合に
は、上記のような方法でディザ信号を加える方法とデー
タの加算平均のみをとる方法の2つの方法で、同一の入
力信号をA/D変換したとき、それぞれ対応するデータ
を比べると、データによってはディザ信号を加えたほう
が量子化雑音は少ないが、別のデータでは単純な加算平
均の方が量子化雑音が少ないといった結果になる。これ
は、入力信号のサンプリングポイント付近の微小区間に
おける変化量、つまりその点での傾きに関係すると考え
られる。
By the way, when the input signal is A / D converted to obtain some data, the amount of quantization noise in each data varies. If the frequency of the input signal is not so low compared to the sampling frequency, or if the A / D
If the quantization unit of the converter is large to some extent, the same input signal is converted into an A / D signal by two methods, that is, a method of adding a dither signal by the above method and a method of only taking an average of data. Upon conversion, when comparing the respective corresponding data, depending on the data, the addition of the dither signal results in less quantization noise, but for other data, the simple addition averaging results in less quantization noise. This is considered to be related to the amount of change in a minute section near the sampling point of the input signal, that is, the slope at that point.

【0082】例えば、−0.375、−0.125、
0.125、0.375で構成される振幅0.75のデ
ィザ信号は、入力がDC成分つまり傾きが0の場合には
量子化雑音を1/4に低減する効果を持つが、入力に例
えば1サンプリング時間における傾き−0.25の信号
が入力した場合、量子化雑音の低減効果はなくなってし
まう。
For example, -0.375, -0.125,
A dither signal having an amplitude of 0.75 composed of 0.125 and 0.375 has an effect of reducing the quantization noise to 1/4 when the input has a DC component, that is, a slope of 0. When a signal having a slope of −0.25 in one sampling time is input, the quantization noise reducing effect is lost.

【0083】また、ディザ信号の振幅を0.5にした場
合、入力がDCの場合の量子化雑音の低減効果は下がる
が、傾き−0.25の入力に対する量子化雑音の低減効
果は、ディザ信号振幅が0.75の場合に比べ向上す
る。つまり、ある決まった傾きの入力信号における量子
化雑音量は、ある振幅のディザ信号を入力することによ
り低減されるということである。したがって、入力信号
の傾きを何等かの手段でつねに検出し、それをもとにデ
ィザ信号の振幅を変化させることにより、どのサンプリ
ングポイントにおいても量子化雑音の少ないデータを得
ることが可能と考えられる。
When the amplitude of the dither signal is set to 0.5, the effect of reducing the quantization noise when the input is DC is reduced, but the effect of reducing the quantization noise for an input having a slope of -0.25 is dithered. This is improved compared to the case where the signal amplitude is 0.75. That is, the amount of quantization noise in an input signal having a certain slope is reduced by inputting a dither signal having a certain amplitude. Therefore, it is considered possible to obtain data with less quantization noise at any sampling point by always detecting the slope of the input signal by some means and changing the amplitude of the dither signal based on it. .

【0084】図9に入力信号の傾きとディザ信号の振幅
とS/N比の関係を示す。この図において横軸は入力信
号の傾き、縦軸はディザ信号の振幅であり、これらをパ
ラメータとした場合のS/N比が等高線の形でプロット
されている。S/N比が良い条件の部分、良くない条件
の部分はそれぞれ直線上に並ぶ。従って、入力信号の傾
きをx、ディザ信号の傾きをyとすれば、y=ax+b
の式でa、bを適当に決めることによりS/N比の良
いA/D変換が可能である。
FIG. 9 shows the relationship between the slope of the input signal, the amplitude of the dither signal and the S / N ratio. In this figure, the horizontal axis represents the slope of the input signal and the vertical axis represents the amplitude of the dither signal, and the S / N ratio when these are used as parameters is plotted in the form of contour lines. The part where the S / N ratio is good and the part where the S / N ratio is not good are arranged on a straight line. Therefore, if the slope of the input signal is x and the slope of the dither signal is y, y = ax + b
A / D conversion with a good S / N ratio can be performed by appropriately determining a and b in the equation.

【0085】図8のブロック図においては、疑似雑音源
6で発生した疑似雑音と傾き検出部26−1〜26−4
で検出した入力信号の傾き(ax+bのaxにあたる)
に、加算器27−1〜27−4により(ax+b)のb
にあたるものを加えたデータをもとに、乗算器25−1
〜4に入力されたディザ信号の振幅をコントロールし、
その結果を入力信号に加算することで上記のような信号
処理を実現する。
In the block diagram of FIG. 8, the pseudo noise generated by the pseudo noise source 6 and the inclination detecting units 26-1 to 26-4 are used.
Slope of the input signal detected at (corresponds to ax of ax + b)
In addition, b of (ax + b) is added by the adders 27-1 to 27-4.
Multiplier 25-1 based on the data added
Controls the amplitude of the dither signal input to ~ 4,
The signal processing as described above is realized by adding the result to the input signal.

【0086】傾き検出部26−1〜26−4の具体例と
しては、図10に示すようなアナログ微分回路を用いる
ものが挙げられる。図10において28、29は抵抗
器、30はコンデンサ、31はオペアンプである。
As a concrete example of the inclination detecting units 26-1 to 26-4, there is one using an analog differentiating circuit as shown in FIG. In FIG. 10, 28 and 29 are resistors, 30 is a capacitor, and 31 is an operational amplifier.

【0087】他方、ディジタルによる方法も考えられ
る。図11はその一例であり、図11において、4はA
/D変換器、33と34はラッチ、35は減算器、36
はD/A変換器である。
On the other hand, a digital method is also conceivable. FIG. 11 is an example thereof, and in FIG. 11, 4 is A
/ D converter, 33 and 34 are latches, 35 is a subtractor, 36
Is a D / A converter.

【0088】図11における動作を説明する。A/D変
換器4でディジタル化されたデータは、ラッチ33に入
力される。次のA/D変換4のタイミングで再びラッチ
33はA/D変換器4の出力を保持し、それまで保持さ
れていたデータはラッチ34で保持される。減算器35
にはラッチ33とラッチ34で保持されているデータが
入力され、ラッチ34のデータからラッチ33のデータ
が減算されたものが出力される。減算器35の出力はD
/A変換器36に入力され、アナログデータが出力され
る。このデータが微分出力として使用される。減算器3
5に入力される2つのデータの時間的間隔は大きい方が
よりビット数の多い値が得られるが、入力信号の傾きの
変化が大きい場合には誤差が増加するため、入力信号の
性質を勘案して決定される。
The operation in FIG. 11 will be described. The data digitized by the A / D converter 4 is input to the latch 33. The latch 33 holds the output of the A / D converter 4 again at the timing of the next A / D conversion 4, and the data held so far is held by the latch 34. Subtractor 35
The data held in the latches 33 and 34 is input to the input terminal, and the data obtained by subtracting the data in the latch 33 from the data in the latch 34 is output. The output of the subtractor 35 is D
It is input to the / A converter 36 and analog data is output. This data is used as the differential output. Subtractor 3
The larger the time interval between the two data input to 5, the larger the number of bits can be obtained, but the error increases when the change in the slope of the input signal is large. Therefore, consider the nature of the input signal. Will be decided.

【0089】図12は本発明における第4の実施例によ
る超音波診断装置におけるディザ信号を用いた量子化雑
音低減方法の要部ブロック図である。図12において4
はA/D変換器、7は制御部、37と38はラッチ、3
9は減算器、、40はメモリ、41はカウンタ、42は
D/A変換器である。次に、本実施例の動作について説
明する。A/D変換器4でディジタル信号に変換された
入力データがラッチ37、38に取り込まれ、減算器3
9でその差分が演算されるところまでは図9に示す実施
例と同様である。本実施例においては、減算器39の出
力がメモリ40に入力し、ディザ信号の1周期分をカウ
ントするカウンタ41のアドレスを参照して、メモリ4
0に書込まれたデータが出力され、D/A変換器42で
アナログ信号に変換され、図示されていない加算器によ
り入力信号と加算される。
FIG. 12 is a block diagram of a main part of a quantization noise reducing method using a dither signal in an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. 12 in FIG.
Is an A / D converter, 7 is a control unit, 37 and 38 are latches, 3
Reference numeral 9 is a subtractor, 40 is a memory, 41 is a counter, and 42 is a D / A converter. Next, the operation of this embodiment will be described. The input data converted into a digital signal by the A / D converter 4 is taken into the latches 37 and 38, and the subtractor 3
The process up to the point where the difference is calculated in 9 is the same as in the embodiment shown in FIG. In the present embodiment, the output of the subtractor 39 is input to the memory 40, and the memory 4 is referred to by referring to the address of the counter 41 that counts one cycle of the dither signal.
The data written in 0 is output, converted into an analog signal by the D / A converter 42, and added to the input signal by an adder (not shown).

【0090】図8の実施例においては、入力信号の傾き
とディザ信号の振幅は一次の関数で表される関係にあっ
たが、この方法だと傾きが大きくなったときディザ信号
の振幅が比例して大きくなり、例えば他の回路にノイズ
として飛び込んだり、A/D変換におけるダイナミック
レンジを狭くしてしまうなどの問題が発生する。
In the embodiment of FIG. 8, the slope of the input signal and the amplitude of the dither signal have a relationship represented by a linear function, but with this method, the amplitude of the dither signal is proportional when the slope becomes large. As a result, problems such as jumping into other circuits as noise and narrowing the dynamic range in A / D conversion occur.

【0091】ところで、図9より分かるように、ある傾
きの入力信号の量子化ノイズを低減するのに最適なディ
ザ信号の振幅は1通りではない。例えば、傾きが0の入
力信号に、振幅0.75のディザ信号を加えると量子化
雑音を最も少なく出来るが、ディザ信号の振幅を3.7
5にした場合にも同様の効果を得ることが出来る。逆に
言えば振幅が、−1.5から1.5までのディザ信号が
あれば全ての傾きの入力信号を最も少ない量子化雑音で
A/D変換することが可能である。本実施例では、この
ことに着目し、全ての傾きの入力信号を、限られたディ
ザ信号の振幅の範囲でカバーする方式を取る。
By the way, as can be seen from FIG. 9, there is not only one optimum dither signal amplitude for reducing the quantization noise of an input signal having a certain slope. For example, quantization noise can be minimized by adding a dither signal having an amplitude of 0.75 to an input signal having a slope of 0, but the amplitude of the dither signal is 3.7.
The same effect can be obtained when the number is set to 5. Conversely, if there is a dither signal with an amplitude of −1.5 to 1.5, it is possible to A / D-convert the input signal of all the slopes with the least quantization noise. In this embodiment, paying attention to this fact, a method of covering the input signals of all the inclinations within the limited amplitude range of the dither signal is adopted.

【0092】例えば、ラッチ37とラッチ38のデータ
取り込みの時間差が4サンプリング分あったとすると、
減算器39の出力うち下の2ビットのみをメモリ37に
送れば良い。この方法を取ることで、メモリの容量も少
なくすることができる。
For example, if there is a time difference of 4 samplings between the latch 37 and the latch 38 for data acquisition,
Only the lower two bits of the output of the subtractor 39 need to be sent to the memory 37. By adopting this method, the memory capacity can be reduced.

【0093】図13は本発明における第5の実施例によ
る超音波診断装置におけるディザ信号を用いた量子化雑
音低減方法の要部ブロック図である。図13において4
はA/D変換器、37、38はラッチ、39は減算器4
3は選択制御回路、44、45はディザ信号源、46は
選択回路である。
FIG. 13 is a block diagram of a main part of a quantization noise reducing method using a dither signal in an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. 13 in FIG.
Is an A / D converter, 37 and 38 are latches, and 39 is a subtractor 4
3 is a selection control circuit, 44 and 45 are dither signal sources, and 46 is a selection circuit.

【0094】本実施例の動作について説明する。本実施
例ではディザの振幅をいくつかに限定し選択する。図9
のグラフにおいて、ディザ信号の振幅を一定にしたま
ま、入力信号の傾きを変化させた場合の量子化雑音量の
変化を求めると図14のようになる。図14において
(a)はディザ振幅が0の場合、(b)がディザ振幅が
1.5の場合である。(a)と(b)を比較したときノ
イズが比較的多い部分の入力信号の傾きの値が異なるこ
とが分かる。そこで、例えば1サンプリングあたりの入
力信号の傾きΔχが、 (n+0.25)<Δχ≦(n+0.75) (nは整数) の場合はディザ信号振幅を0とし、 n<Δχ≦(n+0.25) (nは整数) または、 (n+0.75)<Δχ≦(n+1) (nは整数) の場合はディザ信号振幅を1.5とすると、入力の傾き
をパラメータとした量子化雑音量は図14の(c)に示
すような特性となる。
The operation of this embodiment will be described. In this embodiment, the dither amplitude is limited to some and selected. Figure 9
In the graph, the change in the quantization noise amount when the slope of the input signal is changed while the amplitude of the dither signal is kept constant is obtained as shown in FIG. In FIG. 14, (a) shows the case where the dither amplitude is 0, and (b) shows the case where the dither amplitude is 1.5. When (a) and (b) are compared, it can be seen that the values of the slopes of the input signals in the portions with relatively large noise are different. Therefore, for example, when the slope Δχ of the input signal per sampling is (n + 0.25) <Δχ ≦ (n + 0.75) (n is an integer), the dither signal amplitude is set to 0, and n <Δχ ≦ (n + 0.25) ) (N is an integer) or (n + 0.75) <Δχ ≦ (n + 1) (n is an integer), the dither signal amplitude is set to 1.5, and the quantization noise amount with the input slope as a parameter is The characteristics are as shown in (c) of 14.

【0095】このように、振幅の異なるディザ信号を用
意しておき、入力信号の傾きから量子化雑音が小さくな
るような振幅のディザ信号を選択すれば、入力信号全体
に対するS/N比は向上する。この例ではディザ信号の
振幅が2通りであったが、3通り以上にした場合も同様
な手法が可能である。この方法を用いた場合に期待でき
るS/N比の向上の度合は、つねに最適な振幅のディザ
信号を加える場合に対して低いが、回路構成が単純です
むという利点を有する。
As described above, if dither signals having different amplitudes are prepared and a dither signal having an amplitude that reduces the quantization noise is selected from the slope of the input signal, the S / N ratio for the entire input signal is improved. To do. In this example, the dither signal has two amplitudes, but the same method can be applied when the dither signal has three or more amplitudes. The degree of improvement in the S / N ratio that can be expected when using this method is lower than when a dither signal having an optimum amplitude is always added, but it has an advantage that the circuit configuration is simple.

【0096】図13のブロック図の動作について説明す
る。図13において、減算器39から差分データが出力
されるところまでは、実施例4と同様である。この差分
データを選択制御回路43に入力すると、この回路でデ
ィザ信号源44の振幅Aのディザ信号とディザ信号源4
5の振幅Bのディザ信号のうち量子化雑音が少なくなる
ものを、前述した方法により選択し、選択情報を選択回
路46に送る。選択回路46では、選択制御回路43の
出力をもとにディザ信号の振幅を選択し出力する。本実
施例による方法は、第4の実施例の方法と併用すること
で回路規模をさらに縮小させつつ同様の効果を得ること
が可能である。
The operation of the block diagram of FIG. 13 will be described. In FIG. 13, the operation up to the point where the subtracter 39 outputs the difference data is the same as in the fourth embodiment. When this difference data is input to the selection control circuit 43, the dither signal of the amplitude A of the dither signal source 44 and the dither signal source 4 are input in this circuit.
A dither signal having an amplitude B of 5 and having less quantization noise is selected by the method described above, and the selection information is sent to the selection circuit 46. The selection circuit 46 selects and outputs the amplitude of the dither signal based on the output of the selection control circuit 43. By using the method according to the present embodiment in combination with the method according to the fourth embodiment, it is possible to obtain the same effect while further reducing the circuit scale.

【0097】なお、本発明における第1、第2および第
3の実施例においては、遅延加算をディジタル回路で行
なう超音波診断装置について述べたが、遅延加算の後で
A/D変換を行なう場合や、従来例で述べたドプラ血流
計、あるいはカラーフロー血流映像装置への適用が可能
なことは明白である。
In the first, second and third embodiments of the present invention, the ultrasonic diagnostic apparatus in which the delay addition is performed by the digital circuit is described, but in the case where the A / D conversion is performed after the delay addition. It is obvious that the present invention can be applied to the Doppler blood flow meter or the color flow blood flow imaging device described in the conventional example.

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、送信信号に同期した疑似雑音信号を受信信号を加え
A/D変換をした後、帯域制限をすることでA/D変換
器の分解能を向上させるという効果を有する。また、疑
似信号の除去手段として積分器を用いることで構成を簡
単にし、廉価で実現を可能にするという効果を有する。
さらに、送信信号の帯域あるいは帯域幅に連動させて疑
似雑音信号の基本周期を変化させることで、帯域幅の狭
い場合、あるいは帯域が低いところにある場合において
より高いS/N比を実現することが可能であるという効
果を有する。
As is apparent from the above-described embodiment, the present invention adds a received signal to a pseudo noise signal synchronized with a transmission signal, performs A / D conversion, and then limits the band of the A / D converter. It has the effect of improving the resolution. Further, the use of the integrator as the means for removing the pseudo signal has the effect of simplifying the configuration and realizing it at low cost.
Further, by changing the basic period of the pseudo noise signal in conjunction with the band or bandwidth of the transmission signal, it is possible to realize a higher S / N ratio when the bandwidth is narrow or when the bandwidth is low. Has the effect that it is possible.

【0099】また、疑似雑音信号のスペクトル周波数と
積分器の周波数応答の零周波数を一致させることで効率
の良い疑似雑音信号の除去が可能であるという効果を有
する。さらに振幅を受信信号の傾きに連動させることに
より、高い周波数の信号や大振幅の信号入力に対しても
分解能の向上を行なうことができ、入力信号の傾きの検
出手段としてはアナログ微分器やディジタルの差分器を
用いることで実現を可能にするという効果を有する。
In addition, by matching the spectral frequency of the pseudo noise signal and the zero frequency of the frequency response of the integrator, the pseudo noise signal can be removed efficiently. Furthermore, by linking the amplitude with the slope of the received signal, it is possible to improve the resolution even for high-frequency signals and large-amplitude signal inputs, and as means for detecting the slope of the input signal, an analog differentiator or digital This has the effect of enabling realization by using the differentiator.

【0100】また、ディザ信号の振幅を小振幅に抑える
ことでクロストークなどの問題点を解決するとともに回
路に使用する部品の性能を下げることができるという効
果を有する。また、ディザ信号の振幅をあらかじめ限定
したいくつかから選ぶ方式により回路規模の低減という
効果を有する。
Further, by suppressing the amplitude of the dither signal to a small amplitude, problems such as crosstalk can be solved and the performance of the components used in the circuit can be reduced. In addition, there is an effect that the circuit scale is reduced by a method of selecting the amplitude of the dither signal from some limited in advance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における超音波診断装置
のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例において用いられる疑似雑音の
波形の説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram of a waveform of pseudo noise used in the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例における超音波診断装置
のブロック図(パルスドプラ、カラーフローに適応)
FIG. 3 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention (applicable to pulse Doppler and color flow).

【図4】本発明の信号処理の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of signal processing of the present invention.

【図5】積分器フィルタの周波数特性FIG. 5: Frequency characteristic of integrator filter

【図6】本発明の第2の実施例における超音波診断装置
のブロック図(Bモードに適応)
FIG. 6 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention (applicable to B mode).

【図7】出力レートを向上させた積分器フィルタのブロ
ック図
FIG. 7 is a block diagram of an integrator filter with an improved output rate.

【図8】本発明の第3の実施例における超音波診断装置
のブロック図
FIG. 8 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例における入力信号の傾き
とS/N比の関係を表す説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the slope of the input signal and the S / N ratio in the third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施例におけるアナログ微分
器の回路の例
FIG. 10 is an example of a circuit of an analog differentiator in the third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施例に用いるディジタル差
分器のブロック図の例
FIG. 11 is an example of a block diagram of a digital differentiator used in the third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第4の実施例における疑似雑音発生
器のブロック図
FIG. 12 is a block diagram of a pseudo noise generator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第5の実施例における疑似雑音発生
器のブロック図
FIG. 13 is a block diagram of a pseudo noise generator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施例におけるS/N比の説
明図
FIG. 14 is an explanatory diagram of the S / N ratio in the fifth embodiment of the present invention.

【図15】従来のアナログ遅延加算方式の超音波診断装
置のブロック図
FIG. 15 is a block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus of analog delay addition method.

【図16】従来のドプラ血流計のブロック図FIG. 16 is a block diagram of a conventional Doppler blood flow meter.

【図17】従来のカラーフロー血流映像装置のブロック
FIG. 17 is a block diagram of a conventional color flow blood flow imaging device.

【図18】従来のディジタル遅延加算方式の超音波診断
装置のブロック図
FIG. 18 is a block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus of digital delay addition method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 探触子 2−1〜4 パルサレシーバ 3−1〜4 加算器 4−1〜4 A/D変換器 5 ディジタルビーム合成部 6 疑似雑音源 7 制御部 8、9 乗算器 10 直交信号発生器 11、12 フィルタ 13 信号処理部 14 検波器 15 DSC 16 表示部 17 フィルタ 18 積分器 20−1〜4 積分器 21〜23 ラッチ 24 加算器 25−1〜4 乗算器 26−1〜4 傾き検出部 27−1〜4 加算器 28、29 抵抗器 30 コンデンサ 31 オペアンプ 33、34 ラッチ 35 減算器 36 D/A変換器 37、38 ラッチ 39 減算器 40 メモリ 41 カウンタ 42 D/A変換器 43 選択制御回路 44、45 ディザ信号源 46 選択回路 47 A/D変換器 48 アナログビーム合成部 49、50 A/D変換器 51、52 MTIフィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 2-1-4 Pulser receiver 3-1-4 Adder 4-1-4 A / D converter 5 Digital beam combining part 6 Pseudo noise source 7 Control part 8, 9 Multiplier 10 Quadrature signal generator 11, 12 Filter 13 Signal Processing Unit 14 Detector 15 DSC 16 Display Unit 17 Filter 18 Integrator 20-1 to 4 Integrator 21 to 23 Latch 24 Adder 25-1 to 4 Multiplier 26-1 to 4 Slope Detection Unit 27-1 to 4 Adder 28, 29 Resistor 30 Capacitor 31 Operational amplifier 33, 34 Latch 35 Subtractor 36 D / A converter 37, 38 Latch 39 Subtractor 40 Memory 41 Counter 42 D / A converter 43 Selection control circuit 44, 45 Dither signal source 46 Selection circuit 47 A / D converter 48 Analog beam combiner 49, 50 A / D converter 51, 52 MTI fill Ta

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信信号に同期して受信信号をディジタ
ル信号に変換するA/D変換器と、送信信号に同期した
疑似雑音信号を発生する手段と、前記受信信号に前記疑
似雑音信号を加える手段を有することを特徴とする超音
波診断装置。
1. An A / D converter for converting a reception signal into a digital signal in synchronization with a transmission signal, a means for generating a pseudo noise signal in synchronization with the transmission signal, and adding the pseudo noise signal to the reception signal. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising means.
【請求項2】 疑似雑音信号の除去手段として積分器を
有することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装
置。
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising an integrator as means for removing the pseudo noise signal.
【請求項3】 送信信号の中心周波数に連動して疑似雑
音信号の基本周期を変え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。
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the fundamental period of the pseudo noise signal is changed in association with the center frequency of the transmission signal.
【請求項4】 送信信号の帯域幅に連動して疑似雑音信
号の基本周期を変え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。
4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the fundamental period of the pseudo noise signal is changed in association with the bandwidth of the transmission signal.
【請求項5】 疑似雑音信号のスペクトルのピーク周波
数の1つと積分器応答特性が零の周波数を一致させるこ
とを特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。
5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein one of the peak frequencies of the spectrum of the pseudo noise signal is matched with the frequency at which the integrator response characteristic is zero.
【請求項6】 疑似雑音信号の振幅が入力信号の傾きに
より変化することを特徴とする請求項1記載の超音波診
断装置。
6. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the amplitude of the pseudo noise signal changes according to the inclination of the input signal.
【請求項7】 入力信号の傾きを検出する手段としてア
ナログ微分器を用いることを特徴とする請求項6記載の
超音波診断装置。
7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein an analog differentiator is used as means for detecting the inclination of the input signal.
【請求項8】 入力信号の傾きをA/D変換したディジ
タルデータの差分から求めることを特徴とする請求項6
記載の超音波診断装置。
8. The method according to claim 6, wherein the inclination of the input signal is obtained from the difference between digital data obtained by A / D conversion.
The ultrasonic diagnostic apparatus described.
【請求項9】 求めた入力信号の傾きより、最適でか
つ、最も小さいディザ信号の振幅の計算することを特徴
とする請求項6記載の超音波診断装置。
9. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the optimum and smallest amplitude of the dither signal is calculated from the obtained inclination of the input signal.
【請求項10】 求めた入力信号の傾きより、入力信号
をA/D変換したときの量子化雑音の大きさが小さくな
るように、あらかじめ用意された振幅の異なるディザ信
号のデータのうちから最適なものを選択することを特徴
とする請求項6記載の超音波診断装置。
10. From the obtained slope of the input signal, optimum is selected from among data of dither signal having different amplitudes prepared in advance so that the magnitude of the quantization noise when the input signal is A / D converted becomes smaller. 7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is selected.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0852134A (en) * 1994-07-18 1996-02-27 Siemens Medical Syst Inc Medical ultrasonic wave doppler device
JP2006061693A (en) * 2004-08-27 2006-03-09 General Electric Co <Ge> Method and apparatus for performing CW Doppler ultrasound using a 2D matrix array
WO2009110220A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-11 パナソニック株式会社 Ultrasonograph
US11711124B2 (en) 2021-03-31 2023-07-25 Panasonic Holdings Corporation Transmitter, receiver, transmission method, reception method, non-transitory computer readable storage medium, and integrated circuit

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