JPS6279045A - Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic method - Google Patents
Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic methodInfo
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- JPS6279045A JPS6279045A JP21925285A JP21925285A JPS6279045A JP S6279045 A JPS6279045 A JP S6279045A JP 21925285 A JP21925285 A JP 21925285A JP 21925285 A JP21925285 A JP 21925285A JP S6279045 A JPS6279045 A JP S6279045A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は合成開口法を用いた超音波診断装置、特に被検
体内に超音波を送信しその反射波を受信して被検体内の
断層像を測定し表示することのできる合成開口法を用い
た超音波診断装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus using a synthetic aperture method, and in particular, to transmitting ultrasonic waves into a subject and receiving the reflected waves to detect tomographic images within the subject. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic device using a synthetic aperture method that can measure and display images.
[従来の技術1
被検体内に超音波を送信し、そのエコー信号を測定して
被検体内のKH2像を表示する超音波診断装置において
、パルスエコー法が多く用いられており、これらの装置
では一般に配列型振動子を用いて深度方向の各点に対し
て鋭い超音波ビームを送信するためダイナミックフォー
カス技術が使われている。このダイナミックフォーカス
によれば深度方向を複数の領域に分割して各領域に焦点
が合うように超音波を送受信し、各領域ごとの超音波反
射波を測定することにより、広範囲にわたる被検体内の
断層像を得ることかでき、また一定範囲における分割領
域の数を増やすことにより被検体内のより精密なlli
層像を画像表示することができる。[Prior art 1] The pulse echo method is often used in ultrasonic diagnostic equipment that transmits ultrasound waves into the subject, measures the echo signals, and displays KH2 images inside the subject. In general, dynamic focus technology is used to transmit a sharp ultrasonic beam to each point in the depth direction using an array type transducer. With this dynamic focus, the depth direction is divided into multiple regions, ultrasound is transmitted and received so that each region is focused on, and the ultrasound reflected waves from each region are measured. It is possible to obtain tomographic images, and by increasing the number of divided regions within a certain range, more precise lli inside the subject can be obtained.
Layer images can be displayed as images.
しかし、前記分割領域を増やして行けば超音波ビームは
鋭くなるが、増やした数だけ超音波の送受信回数が増え
ることがら1枚の断層像の画像形成に時間がかかるとい
う欠点があった。このことから、レーダやソーナの応用
分野で周知である合成間1]法の技術を超音波診断装置
に応用することが提案されている。However, although the ultrasonic beam becomes sharper by increasing the number of divided areas, there is a drawback that it takes time to form one tomographic image because the number of times the ultrasonic waves are transmitted and received increases by the increased number of divided areas. For this reason, it has been proposed to apply the technique of the synthesis method, which is well known in the application fields of radar and sonar, to ultrasonic diagnostic equipment.
この合成量[]法とは、送受信を繰り返しながら送受信
位置を移動させ被検体内に超音波送受信を行い、その受
信信号を位相を含めて記憶させた後に被検体内の各点に
焦点が合うように受信波形を合成して各点の画像信号を
1υる方法であり、これを第5図に基づいて詳細に説明
する。This composite amount [] method involves repeating transmission and reception while moving the transmitting/receiving position to transmit and receive ultrasonic waves within the subject, and after storing the received signal including the phase, each point within the subject is focused. This is a method of synthesizing the received waveforms to obtain an image signal of each point by 1υ, and this will be explained in detail based on FIG.
図においで、T 、T 、T3.・・・T、を振動
子とし、その前方に点反則体Pがあるものとする。In the figure, T , T , T3. ... Assume that T is a vibrator and that there is a point fouling body P in front of it.
そして、これら振動子から順次超音波パルスを送信する
と、同じ振動子で受信された受信波形はu (t)、
LJ (t)、u3 (t)−u、(t)で表される
波形となって111られ、この受信波形を115間tの
関数として記録する。このようにして記録された受信波
形は、第5図の左側に示されるように、点]〕からの反
射波で構成され、合成開口技術ではこの波形データから
断層画像を形成する。Then, when ultrasonic pulses are transmitted sequentially from these transducers, the received waveform received by the same transducer is u (t),
A waveform expressed as LJ (t), u3 (t) - u, (t) is obtained by 111, and this received waveform is recorded as a function of t during 115. As shown on the left side of FIG. 5, the received waveform recorded in this manner is composed of reflected waves from the point [ ], and in the synthetic aperture technique, a tomographic image is formed from this waveform data.
すなわち、図に示される点Fに焦点を結ばせるには、各
振動子で受信された受信波形U1 (t)(1−1・・
・n)について、各振動子と点1間を超音波が往復する
のに要する時間τiだけ移動させて加算ざぜた波形5(
t)を求めることにより行われる。つまり、振動子Ti
と、点Fとの距離をQ とすると、波形s (t)は、
■
ただし、
τ −2Q、/C(C:音速)・・・(2)で表される
。That is, in order to focus on point F shown in the figure, the received waveform U1 (t)(1-1...
・For waveform 5(n), waveform 5(
t). In other words, the oscillator Ti
, and the distance from point F to Q, the waveform s (t) is expressed as (2) where τ -2Q, /C (C: speed of sound)... (2).
ここで、u、(t)をそれぞれ移動させて加等覆る操作
は、図のaあるいはpで示される双曲線上の振幅を加締
することに相当する。すなわち、点Fに焦点を結ばせる
場合には、双曲線a上の振幅を加算したものになり、点
Pからの反)」波はそれぞれ異なる位相で加算されるこ
ととなり、加締結果であるs (t)は小さな値となる
。一方、焦点Fを点Pに一致させる場合、つまり点Pに
焦点を結ばせる場合には、双曲線p上の振幅を加算した
ものとなり、図から明らかなように、各受信波形が同一
位相で加締されるため、加算結果、つまり5(t)jよ
非常に大きな値となる。Here, the operation of moving u and (t) to add and cover them corresponds to tightening the amplitude on the hyperbola indicated by a or p in the figure. In other words, when focusing on point F, it becomes the sum of the amplitudes on the hyperbola a, and the waves from point P are added at different phases, resulting in the tightening result s (t) becomes a small value. On the other hand, when the focal point F is made to coincide with the point P, that is, when the focus is placed on the point P, the amplitudes on the hyperbola p are added, and as is clear from the figure, each received waveform is added with the same phase. Therefore, the addition result, that is, a much larger value than 5(t)j.
以」二のように合成開口技術によれば、撮動子T1〜丁
、のそれぞれについて超音波パルスを送受信して得られ
たデータから任意の点に焦点を結ぽせることができ、焦
点の位置を順次変えることにより1枚の断層画順を形成
する。この場合、焦点が画素に対応しているため高解像
度の画像が得られることになる。この合成開口技術では
、撮動子の1回の送受信によって多くの焦点におりる情
報を一度に得ることができ、前述したダイナミックフA
−カス技術のように、焦点を用いる領域の数を多くすれ
ばそれだけ超音波パルスの送受信回数が多くなるという
欠点がなく極めて有効に被検体内の情報を得ることがで
きる。According to the synthetic aperture technology as described above, it is possible to focus on any point from the data obtained by transmitting and receiving ultrasonic pulses for each of the imagers T1 to T1, and the focus By sequentially changing the positions, one tomographic image sequence is formed. In this case, since the focus corresponds to a pixel, a high-resolution image can be obtained. With this synthetic aperture technology, information on many focal points can be obtained at once by one transmission and reception of the camera element.
- It is possible to obtain information inside the subject extremely effectively without the disadvantage that the number of transmission and reception of ultrasonic pulses increases as the number of focal points increases as in the Kass technique.
上記の説明では、超音波送受信に同−撮動子を用いてい
るが、合成間口技術では同−撮動子にて超音波を受信す
る必要はなく、送信しl〔振動子と異4Tる撮動子にて
超音波受信することも容易にできる。例えば、振動子王
の送信に対してこの振動子からに個離れた撮動子T・
にて受信した1 + に
場合には、この振動子で受信された波形を加締する際に
(Q・+Q・ )/Cだけ移動すること1 1+に
により容易に信号を合成することができる。In the above explanation, the same transducer is used to transmit and receive ultrasound, but in the synthetic frontage technology, there is no need to receive ultrasound using the same transducer, and it is not necessary to transmit the ultrasound. Ultrasonic waves can also be easily received with the camera element. For example, in response to the transmission of a transducer, an imager T.
In the case of 1 + received by this transducer, the signal can be easily synthesized by moving by (Q・+Q・ )/C when consolidating the waveform received by this transducer. .
また、前述の説明では放射する超音波が無指向性である
ものと仮定したが、超音波が鋭い指向性を持つ場合にも
この合成開口技術が適用される。Further, in the above description, it is assumed that the emitted ultrasonic waves are non-directional, but this synthetic aperture technique is also applied when the ultrasonic waves have sharp directivity.
例えば、第5図において、振動子T4を中心として振動
子王 からT ・の(2j+1)個4 − J
4 −ト Jの振動子を同時に励振
して指向性の鋭いm音波ご一ムを送信したとすると、こ
のとき、超音波は振動子T4と点Fとを結ぶ直線に沿っ
て伝搬し、これ以外の方向には伝搬しないものと見なす
ことができる。For example, in FIG. 5, (2j+1) pieces of T 4 − J
4-G If we simultaneously excite the transducers of J and transmit m sound waves with sharp directivity, then the ultrasonic waves propagate along the straight line connecting transducer T4 and point F, and this It can be assumed that the signal does not propagate in any other direction.
従って、(2j+1)個の振動子を同時に励振したとき
、振動子T、T2.・・・Toの各振動子の受信信号を
同時に記憶した後に次のようにして合成開口技術が適用
される。すなわち、各振動子の受信信号をそれぞれu
(t)、u2 (t)・・・un (t)とし、こ
れらの信号を用いて超音波ビーム上の例えば点Fに焦点
を結ばせるには次式にて加算を行う。Therefore, when (2j+1) oscillators are excited simultaneously, oscillators T, T2 . ... After simultaneously storing the received signals of each transducer of To, the synthetic aperture technique is applied as follows. In other words, the received signal of each vibrator is
(t), u2 (t) .
5(4) −入 u、(t −ト τ 4
+ τ 1 ) ・・・ (3)τ di/
C・・・(4)
[発明が解決しようとする問題点]
従来技術の問題点
しかしながら、前述した合成開口法を用いた超音波診断
装置では、各振動子の出力信号を個別に記録する必要が
あるため、これらの出力信号の電圧レベルが非常に小さ
い場合には信号対tIi音比(SN比)が悪くなるとい
う欠点がある。そして、このSN比の劣化は、超音波診
断装置において診断距離の低下を招くことになる。5(4) −in u, (t −t τ 4
+ τ 1 ) ... (3) τ di/
C...(4) [Problems to be solved by the invention] Problems with the prior art However, in the ultrasonic diagnostic apparatus using the synthetic aperture method described above, it is necessary to record the output signal of each transducer individually. Therefore, if the voltage level of these output signals is very small, there is a drawback that the signal to tIi sound ratio (SN ratio) becomes poor. This deterioration of the SN ratio causes a decrease in the diagnostic distance in the ultrasonic diagnostic apparatus.
すなわら、被検体内を伝搬する超音波パルスはその伝搬
距離が長くなるに従って超高波の振幅が小さくなるため
、SN比が悪くなると被検体内深部から返ってくるエコ
ー信号は雑音に埋もれてしまい良好な断層画像を得るこ
とができなくなる。In other words, as the ultrasonic pulse propagates inside the subject, the amplitude of the ultrahigh waves decreases as the propagation distance becomes longer, so if the S/N ratio deteriorates, the echo signal returned from deep inside the subject will be buried in noise. As a result, it becomes impossible to obtain a good tomographic image.
その結束、診断距離が短い場合には問題がないが、診断
距離が長くなる場合、すなわち被検体の深部では鮮明な
画像を得ることができなかった。There is no problem when the diagnosing distance is short, but when the diagnosing distance is long, that is, in the deep part of the subject, a clear image cannot be obtained.
発明の目的
本発明は前記従来の問題点解決のためになされたもので
あり、超音波送受信距離が良い場合、つまり被検体内深
部においてもSN比の良い鮮明度の高い断層画像を得る
ことのできる合成開口法を用いた超音波診断装置を提供
することにある。Purpose of the Invention The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to obtain a highly clear tomographic image with a good signal-to-noise ratio even when the ultrasonic transmission/reception distance is good, that is, even deep inside the subject. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus using a synthetic aperture method that can be used.
[問題点を解決するための手段及び作用]前記目的を達
成するために、本発明は、超音波パルスを被検体内に送
信しその反射エコーを受信する送受信器と、この送受信
器で得られた受信信号を直接又はこの受信信号と同等の
情報を持つ信号に変換した後に記憶するメモリと、この
メモリに記憶された複数の受信信号から被検体内の所定
の焦点位置の信号をそれぞれ位相調整して合成する合成
演算器と、を含む合成開口法を用いた超音波診断装置に
おいて、前記メモリに記憶する前に受信信号又はこの受
信信号と同等の情報を持つ信号を複数回加算する加算回
路を備えたことを特徴とする。[Means and effects for solving the problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a transceiver that transmits an ultrasonic pulse into a subject and receives the reflected echo, and a transceiver that can be obtained with this transceiver. A memory that stores a received signal directly or after converting it into a signal with information equivalent to this received signal, and adjusts the phase of each signal at a predetermined focal position within the subject from a plurality of received signals stored in this memory. In an ultrasonic diagnostic apparatus using a synthetic aperture method, the addition circuit adds a received signal or a signal having information equivalent to the received signal multiple times before storing it in the memory. It is characterized by having the following.
以上のような構成によれば、被検体内から得られた受信
信号はA/D変換器にてデジタル信号に変換され、又は
受信信号と同等の情報を持つ信号、例えば直交検波器で
90度位相の異なる2個の信号とされた受信信号はその
後にデジタル信号に変換され加算回路に供給される。そ
して、加算回路で複数回この受信信号を加算し、加算し
た信号がメモリに記憶される。従って、加算回路から出
力される信号はSN比の高い受信信号となり、この受信
信号を記録したメモリ出力に!jづいて信号の合成演算
が行われる。According to the above configuration, a received signal obtained from inside the subject is converted into a digital signal by an A/D converter, or a signal having information equivalent to the received signal, for example, is converted at 90 degrees by a quadrature detector. The received signals, which are made into two signals with different phases, are then converted into digital signals and supplied to an adder circuit. Then, the received signals are added multiple times in an adding circuit, and the added signal is stored in the memory. Therefore, the signal output from the adder circuit becomes a received signal with a high SN ratio, and this received signal is recorded in the memory output! Then, a signal synthesis operation is performed.
[実施例]
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第1図には、本発明の基本構成が示され、また第2図に
は、合成開口法を用いた超音波診断装置の実施例が示さ
れている。FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention, and FIG. 2 shows an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus using the synthetic aperture method.
第1図において、送受信器10は発振器12゜ドライバ
14.振動子16及び増幅器18から成り、発振器12
から出力された発振信号はドライバ14にて一定繰返し
周期のパルス信号とされて振動子16に供給される。そ
して、振動子16にて発生した超音波パルスは被検体内
に送信される。In FIG. 1, a transceiver 10 includes an oscillator 12, a driver 14. Consisting of a vibrator 16 and an amplifier 18, an oscillator 12
The oscillation signal outputted from the oscillation signal is converted into a pulse signal with a constant repetition period by the driver 14 and is supplied to the vibrator 16. The ultrasonic pulses generated by the transducer 16 are then transmitted into the subject.
この振動子16では、同時に被検体内から反射された反
射エコーを受信しこのエコー信号は増幅器18に供給さ
れ、増幅器18で所望の増幅を行った後にデジタル信号
に変換するA/D変換器20に供給される。合成開口法
では、一旦受信信号をそのままの波形でメモリ22に記
録し、このメモリ22に記録された複数の受信信号から
特定点の信号を位相調整して合成演算する。This transducer 16 simultaneously receives reflected echoes reflected from within the subject, and this echo signal is supplied to an amplifier 18, where it is amplified as desired and then converted into a digital signal by an A/D converter 20. supplied to In the synthetic aperture method, a received signal is once recorded in the memory 22 in its waveform as it is, and a signal at a specific point is phase-adjusted and synthesized from the plurality of received signals recorded in the memory 22.
本発明において特徴的なことは、受信信号をメモリ22
に記録する前に複数回、信号を加睡することであり、こ
の信号加算を行う加算回路24がA/D変換2S20と
メモリ22との間に設けられている。この加n回路24
は書き込むべきメモリ22内の特定記憶場所から既に書
き込まれているデータを読み出し、これとA/D変換器
20から供給されるデジタル信号を加算する。この加算
される受イ11信号は放射されるJj3音波パルスの1
パルスごとの信号であるから、これを複数回加口するこ
とにより、受信信8のSN比が向トづることになる。次
に、実際にこのSN比がどの程度向上するかについて数
字を用いて説明する。A characteristic feature of the present invention is that the received signal is stored in the memory 22.
The signal is added several times before being recorded in the data, and an adder circuit 24 for performing this signal addition is provided between the A/D converter 2S20 and the memory 22. This addition circuit 24
reads the previously written data from the specific memory location in the memory 22 to be written and adds this to the digital signal provided by the A/D converter 20. This added receiving 11 signal is one of the radiated Jj3 sound pulses.
Since this is a pulse-by-pulse signal, the SN ratio of the received signal 8 will be improved by amplifying it multiple times. Next, the extent to which this SN ratio actually improves will be explained using numbers.
一般に、受信信号Sはイハ号成分S。にm音成分nがI
J(10されたものと見なすことができ、これは次式に
て示される。Generally, the received signal S is an Iha signal component S. m sound component n is I
J(10), which is shown by the following equation.
SmS o +n
・・・ く 5 )この(
5)式において、信号成分S。は確定値を持つが、頌音
成分子)は確定値を持たf確率変数として扱う必要があ
り、通常は刹IB成分nの期待値はOど児なし1qる。SmS o +n
... Ku 5) This (
In equation 5), the signal component S. has a definite value, but the ode component (child) has a definite value and needs to be treated as a random variable, and normally the expected value of the IB component n is 0.
また雑音成分nの変動の大きさを表すパラメータとして
nの標準偏差を用い、これをσでkすと、(5)式で表
される信号SのSN比はS。/σとなる。Furthermore, if the standard deviation of n is used as a parameter representing the magnitude of fluctuation in the noise component n, and this is k by σ, the S/N ratio of the signal S expressed by equation (5) is S. /σ.
これに対し、(5)式で表される信号をm回加樟したと
すると、この信号Slは次式にて示される信号となる。On the other hand, if the signal expressed by equation (5) is applied m times, this signal Sl becomes a signal expressed by the following equation.
Sm =mSo十昌n; −(6)この
(6)式において、雑音成分「1に何した添字lはnの
1番目の独立標本であることを表す。このとさ、Σ r
) の期待値は通常の場合のnと同1・11
じようにOとなるが、その標準偏差はJ面aとなる。- (6) In this equation (6), the noise component "1" indicates that the subscript l is the first independent sample of n.
) is 1.11, which is the same as n in the normal case, and is O, but its standard deviation is J-plane a.
従って、m回加算した信号のSN比は次式となる。Therefore, the SN ratio of the signal added m times is as follows.
・・・(7)
ここで、加算をしないときの5NIt(So/σ)と加
算したときのSN比(上記〈7)式)とを比較すると、
m回加剪した場合にはSN比が4m倍良くなっているこ
とが分る。なお、受信信号を直交検波器などにより変換
して加算した場合でも、前記(5)〜(7)式の関係が
成立し、同様にSN比が向上する。...(7) Here, when comparing 5NIt(So/σ) when no addition is performed and the SN ratio when addition is performed (formula <7) above),
It can be seen that when pruning was performed m times, the S/N ratio was improved by 4 m times. Note that even when the received signals are converted by a quadrature detector or the like and then added, the relationships of equations (5) to (7) are held, and the S/N ratio is similarly improved.
以上のようにして受信信号を複数回加算して受信信号の
SN比が向J=−?jることにより、被検体内の深部、
すなわら診断距離が長い部位において鮮明麿の^い断層
画像を1りることかできる。By adding the received signals multiple times in the above manner, the S/N ratio of the received signal is J=-? deep inside the subject,
In other words, it is possible to obtain clear and sharp tomographic images in areas where the diagnostic distance is long.
次に、超音波診断装置においてどの程度診断距比1が伸
びるかについて説明する。実施例装置において、加締を
行わない場合の診断距離が10CIllであると仮定す
ると、この状態は次のように解釈することがて゛さ゛る
。すなわら、生体内の10cmの深さから返ってくる工
]−信号の振幅は21を音成分の振幅と同程II:tで
あるが、これより深い部分から返ってくる−[:]−信
号は途中に存在する物質にJ:り更に減衰されるため、
雑音成分より小さな振幅となり、その結果、イハ号とし
て取り出すことができなくなる。Next, a description will be given of how much the diagnostic distance ratio 1 increases in the ultrasonic diagnostic apparatus. Assuming that in the embodiment device, the diagnostic distance without caulking is 10 CIll, this state can be interpreted as follows. In other words, the amplitude of the signal is 21, which is about the same as the amplitude of the sound component II:t, but it is returned from a deeper part than this. -The signal is further attenuated by the substances that exist in the middle, so
The amplitude becomes smaller than the noise component, and as a result, it becomes impossible to extract it as the Iha signal.
これに対して、本発明のように、例えば加算をm回行う
と、萌述したようにSN比は4丁倍良くなり、例えば!
1回回加算た場合にはSN比は2(8向上する。換吉J
−れば、信号成分と雑音成分の振幅が同程度の信号であ
ったとしても、4回加算することにより、信号成分は随
ン3成分の2倍の振幅を持つこととなる。これを超音波
の減衰で考えると、被検体内での超音波の減衰は、例え
ば3.5H1lzの超音波の場合には約3dB/cmで
あり、一般に超音波の振幅が172どなるのは信号のピ
ークをOdBとすると一6dB程度であるから超音波の
振幅が172となる被検体内の距離は約2cmである。On the other hand, if, for example, the addition is performed m times as in the present invention, the S/N ratio becomes 4 times better as mentioned above, for example!
If it is added once, the SN ratio will improve by 2 (8).
-, even if the signal component and the noise component have the same amplitude, by adding them four times, the signal component will have twice the amplitude of the three following components. Considering this in terms of ultrasonic attenuation, the attenuation of ultrasonic waves within the subject is, for example, approximately 3 dB/cm in the case of 3.5H1lz ultrasonic waves. Since the peak of 0 dB is about -6 dB, the distance within the subject at which the amplitude of the ultrasonic wave is 172 is about 2 cm.
従って、受信信号のSN比が2倍どなることは、!B音
波送受信距離が2Cm伸びるのと同じになる。Therefore, the SN ratio of the received signal is doubled! This is equivalent to increasing the B-sound wave transmission/reception distance by 2 cm.
この結果、往復の伝搬距離を考えると診断距離が約1c
mはど長くなることが理解される。なJ′3、この場合
加締回数を4回として考えたが、この回数を多くするこ
とによって更に診断距離は長くすることができる。As a result, considering the round-trip propagation distance, the diagnostic distance is approximately 1 c.
It is understood that m becomes longer. In this case, the number of crimping operations was considered to be four, but the diagnostic distance can be further increased by increasing this number of crimping operations.
次に、本発明を適用した超音波診断装置の具体的な第2
図の実施例について説明する。Next, a specific second example of the ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be explained.
The embodiment shown in the figure will be explained.
実施例では、配列された複数の振動子16が設けられて
おり、これらの振動子16のうち特定の振動子16をマ
ルチプレクサ26にて選択する。In the embodiment, a plurality of vibrators 16 are arranged, and a specific vibrator 16 from among these vibrators 16 is selected by a multiplexer 26.
そして、この選択された振動子16に発振器12及びド
ライバ14で得られた電気信号を印加することにより超
音波を被検体内に送信し、これら振動子16で受信され
た受信信号を増幅器18に供給する。Then, by applying electrical signals obtained by the oscillator 12 and driver 14 to the selected transducer 16, ultrasound is transmitted into the subject, and the received signals received by these transducers 16 are sent to the amplifier 18. supply
この増幅器18の出力は直交検波器28に供給され、こ
の直交検波器28の他方の入力に供給されている正弦波
信号及び余弦波信号にて90度位相の異なる信号に変換
される。なお、前記余弦波信号を1qるため90度移相
各30が設けられる。この直交検波器28は、第3図に
示されるように、2個の乗紳器30.32及び2個の低
域通過フィルタ34.36にて構成されており、乗算器
30には余弦波信号が、また乗算器32には正弦波信号
が加えられており、他方の入力から供給される受信信号
と掛は合わされたのちに低域フィルタ34゜36に入力
される。The output of this amplifier 18 is supplied to a quadrature detector 28, and is converted into a signal with a phase difference of 90 degrees by a sine wave signal and a cosine wave signal supplied to the other input of this quadrature detector 28. Note that 90 degree phase shifts 30 are provided to shift the cosine wave signal by 1q. As shown in FIG. The signal is also applied to the multiplier 32 with a sine wave signal, which is then combined with the received signal provided from the other input before being input to the low pass filters 34 and 36.
この低域通過フィルタ34.36では信号の周波数帯域
か低周波数側に移行して受信信号の搬送波などの余分な
信号が除かれるため、その後の処理が容易となる利点が
ある。なお、直交検波後の信号はその入力信号の振幅及
び位相情報を失うことがないので、受信信号に含まれる
被検体内の情報が失われることはない。このような直交
検波後の信号はメモリ22に記録されるが、これはホロ
グラムと呼ばれている。These low-pass filters 34 and 36 shift the frequency band of the signal to the lower frequency side and remove unnecessary signals such as carrier waves of the received signal, which has the advantage of facilitating subsequent processing. Note that since the signal after quadrature detection does not lose the amplitude and phase information of the input signal, the information within the subject contained in the received signal is not lost. The signal after such orthogonal detection is recorded in the memory 22, and is called a hologram.
このようなホログラムから更に断層画像を形成するため
には、第4図に示されるように、メモリ22の出力に対
して再度余弦波信号と正弦波信号とを掛合せ加算するこ
とにより行われる。従って、図における加算器42の出
力信号は直交検波器28の入力信号と等しくなり、この
信号に対して合成演算を行うこととなる。In order to further form a tomographic image from such a hologram, as shown in FIG. 4, the output of the memory 22 is again multiplied and added by a cosine wave signal and a sine wave signal. Therefore, the output signal of the adder 42 in the figure is equal to the input signal of the quadrature detector 28, and a synthesis operation is performed on this signal.
このように、送受信器10にて得られた受信信号はメモ
リ22に直接入力せずに、この受信信号と同等の情報を
持つ信号、すなわち直交検波された信号に変換したのち
にメモリ22に記録する。In this way, the received signal obtained by the transceiver 10 is not directly input to the memory 22, but is converted into a signal having information equivalent to the received signal, that is, a signal that has been orthogonally detected, and then recorded in the memory 22. do.
本発明ではこのメモリ22に記録する前に受信信号を複
数回記録することであり、実施例では2個のA/D変換
544.46及び2個の加算回路48.50が設けられ
ている。In the present invention, the received signal is recorded multiple times before being recorded in this memory 22, and in the embodiment, two A/D converters 544, 46 and two adder circuits 48, 50 are provided.
従って、直交検波器28から出力される90度位相の異
なる2つの信号はそれぞれA/D変換器44.46に供
給され、デジタル信号とされた後に加絆回路48.50
に供給されており、この加算回路48.50では所定の
回数だけ入力される信号を加算しメモリ22に記憶する
。この加算制御は制御回路54にて行われており、予め
定められた回数だけ信号を加算するように制御し、同時
に前述した送受信器10内のマルチプレクサ26にて同
一振動子の励振回数を制御している。Therefore, the two signals outputted from the quadrature detector 28 and having different phases by 90 degrees are respectively supplied to the A/D converters 44.46 and converted into digital signals.
The adder circuits 48 and 50 add the signals input a predetermined number of times and store them in the memory 22. This addition control is performed by the control circuit 54, which controls the signals to be added a predetermined number of times, and at the same time controls the number of times the same vibrator is excited by the multiplexer 26 in the transceiver 10 described above. ing.
このようにして所定回数加算された直交検波器28の出
力信号はSN比の改善された信号として記憶され、これ
は複数個のそれぞれの振動子16について同様に行われ
、全部の振動子16からの被検体内情報を含むホログラ
ムとして記憶されている。The output signal of the quadrature detector 28 that has been added a predetermined number of times in this way is stored as a signal with an improved S/N ratio. is stored as a hologram containing internal information of the subject.
そして、メモリ22の出力は合成演算回路56に供給さ
れ、メモリ22から焦点に対応する特定点のホログラム
を適宜読み出し必要な合成演算を行えば、断層画像を形
成することができる。この場合、この合成演算器56に
て求められた断層画像の各画素の値は画像メモリ58に
保持され、テレビモニタ60に1断層画像として表示さ
れる。Then, the output of the memory 22 is supplied to a synthesis calculation circuit 56, and by appropriately reading out the hologram at a specific point corresponding to the focal point from the memory 22 and performing necessary synthesis calculations, a tomographic image can be formed. In this case, the value of each pixel of the tomographic image determined by the synthesis calculator 56 is held in the image memory 58 and displayed on the television monitor 60 as one tomographic image.
[発明の効果]
以上説明しように、本発明によれば、合成演算のための
受信信号をメモリに記録する前に受信信号を複数回加算
するようにしたので、極めてSN比の高い受信信号を得
ることができ、この受信信号に基づいて合成演算をする
ことにより、従来に比して診断距離を長くすることがで
きる。この結果、合成開口法を用いた超音波診1i装置
において、被検体深部の断層画像の表示ができ、超音波
画像による診断領域が著しく広がることとなる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the received signals are added multiple times before the received signals for the synthesis calculation are recorded in the memory, so that the received signals with an extremely high SN ratio can be By performing a synthesis calculation based on this received signal, the diagnostic distance can be made longer than in the past. As a result, in the ultrasonic diagnosis 1i apparatus using the synthetic aperture method, a tomographic image of the deep part of the subject can be displayed, and the diagnostic area by ultrasonic images is significantly expanded.
第1図は本発明を、示ず基本構成ブロック図、第2図は
本発明に係る合成開口法を用いた超音波診断装置の好適
な実施例を示すブロック図、第3,4図は受信信号の直
交検波を説明するブロック図、
第5図は合成開口法の説明図である。
10 ・・・ 送受信器
16 ・・・ 振動子
22 ・・・ メモリ
24、=18.50 ・・・ 加n回路28 ・・・
直交検波器
56 ・・・ 合成演算器。Fig. 1 is a block diagram of the basic configuration of the present invention (not shown), Fig. 2 is a block diagram showing a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus using the synthetic aperture method according to the present invention, and Figs. 3 and 4 are reception diagrams. FIG. 5 is a block diagram illustrating orthogonal detection of signals, and is a diagram illustrating the synthetic aperture method. 10... Transmitter/receiver 16... Vibrator 22... Memory 24, = 18.50... Addition circuit 28...
Quadrature detector 56...Synthesis arithmetic unit.
Claims (1)
を受信する送受信器と、この送受信器で得られた受信信
号を直接又は受信信号と同等の情報を持つ信号に変換し
た後に記憶するメモリと、このメモリに記憶された複数
の受信信号から被検体内の所定の焦点位置の信号をそれ
ぞれ位相調整して合成する合成演算器と、を含む合成開
口法を用いた超音波診断装置において、前記メモリに記
憶する前に受信信号又はこの受信信号と同等の情報を持
つ信号を複数回加算する加算回路を備えたことを特徴と
する合成開口法を用いた超音波診断装置。(1) A transceiver that transmits ultrasonic pulses into the subject and receives the echo signals, and the received signal obtained by this transceiver is stored directly or after being converted into a signal with information equivalent to the received signal. In an ultrasonic diagnostic apparatus using a synthetic aperture method, which includes a memory and a synthesis calculator that adjusts the phase and synthesizes signals at predetermined focal positions within a subject from a plurality of received signals stored in the memory. . An ultrasonic diagnostic apparatus using a synthetic aperture method, comprising an adding circuit that adds a received signal or a signal having information equivalent to the received signal multiple times before storing it in the memory.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21925285A JPS6279045A (en) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21925285A JPS6279045A (en) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6279045A true JPS6279045A (en) | 1987-04-11 |
Family
ID=16732607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21925285A Pending JPS6279045A (en) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | Ultrasonic diagnostic apparatus using synthetic method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6279045A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006187667A (en) * | 1994-08-05 | 2006-07-20 | Acuson Corp | Receiving beam generator |
JP2006234523A (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Method of detecting object using ultrasonic sensor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60182937A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-18 | 株式会社東芝 | Aperture synthetic ultrasonic imaging apparatus |
JPS60185539A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-21 | 株式会社東芝 | Aperture synthetic image apparatus |
-
1985
- 1985-10-03 JP JP21925285A patent/JPS6279045A/en active Pending
Patent Citations (2)
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JPS60182937A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-18 | 株式会社東芝 | Aperture synthetic ultrasonic imaging apparatus |
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