JPH0542137A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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JPH0542137A
JPH0542137A JP20280491A JP20280491A JPH0542137A JP H0542137 A JPH0542137 A JP H0542137A JP 20280491 A JP20280491 A JP 20280491A JP 20280491 A JP20280491 A JP 20280491A JP H0542137 A JPH0542137 A JP H0542137A
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JP
Japan
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swing angle
transmission
frequency
reception
probe
Prior art date
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Application number
JP20280491A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Mine
喜隆 嶺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0542137A publication Critical patent/JPH0542137A/en
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Abstract

PURPOSE:To secure a prescribed penetration and to hold detection sensitivity and Doppler sensitivity so as to be constant and satisfactory, even if a swing angle of a scanning beam is varied in an oblique scan, a sector scan, etc. CONSTITUTION:A linear probe 10 is connected to a linear electronic scanning part 11, this scanning part 11 is connected to a Doppler processing part 12 and a display part 14, by which the probe 10 is attached to an oblique scan, and the images of B mode, M mode and Doppler mode are displayed on a display part 14. In the linear electronic scanning part 11, an echo filter 26 for selecting a band for forming an image is inserted into its receiving system, and the center frequency of this echo filter 26 is varied by a transmission/ reception control part 13. The transmission/reception control part 13 inputs swing angle information, and as a swing angle theta becomes larger, the center frequency of the echo filter 26 is lowered.

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、超音波診断装置に係
り、とくに、超音波の送受信信号を振動面に対して斜め
に走査(スキャン)させるリニアプローブのオブリーク
走査方式やセクタプローブのセクタ走査方式に係る診断
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to an oblique scanning method for a linear probe or a sector scanning method for a sector probe in which ultrasonic transmission / reception signals are obliquely scanned with respect to a vibration surface. The present invention relates to a diagnostic device according to the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、リニアプローブの走査方式の一つ
としては、図4(a)に示す如く、走査線(ラスタ)が
振動子面と直交する(即ち、振り角θ=0度)通常の走
査方式のものがある。この通常走査方式を用いた装置
は、表在性の血管の走行が体表面に対して平行している
ことが多いことから、ドプラ感度の不足が指摘されてい
た。このドプラ感度の不足を緩和するため、リニアプロ
ーブではオブリーク走査と呼ばれる方式が多用されてい
る。このオブリーク走査は、図4(b)に示す如く、振
動子面と直交する方向に対して走査線をθ=θ1 度だけ
振り、且つ、通常の走査方式と同様に開口を順次移動さ
せて行うものである。この振り角を付けたことにより、
体表に平行に走行する血流からもドプラ信号が感度良く
受信できる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of scanning methods of a linear probe, as shown in FIG. 4 (a), a scanning line (raster) is usually orthogonal to a transducer plane (that is, a swing angle θ = 0 degree). There is a scanning method. It has been pointed out that the device using the normal scanning method has a lack of Doppler sensitivity because the running of superficial blood vessels is often parallel to the body surface. To alleviate this lack of Doppler sensitivity, a method called oblique scanning is often used in linear probes. In this oblique scanning, as shown in FIG. 4B, the scanning line is swung by θ = θ 1 degree in the direction orthogonal to the transducer surface, and the aperture is sequentially moved similarly to the normal scanning method. It is something to do. By adding this swing angle,
The Doppler signal can be received with high sensitivity from the blood flow running parallel to the body surface.

【0003】一方、セクタプローブを搭載した装置で
は、図5に示すように、走査線を振動子面に対して扇形
に走査させるセクタ走査が行われている。
On the other hand, in an apparatus equipped with a sector probe, as shown in FIG. 5, sector scanning is performed in which a scanning line is scanned in a fan shape with respect to the transducer surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、診断時
において、図6に示すように、診断深さを振動子面に直
交する方向の距離とし、音路を関心点と開口の中心との
距離とすると、オブリーク走査を行った場合、振り角θ
を大きくするにつれて、同一深さに対する音路長が長く
なることから、振り角θ=0度に比べてペネトレーショ
ン(ここでは、「装置が検出可能な最小エネルギーの超
音波信号が戻ってくる深さ」をいう)が小さくなる。特
に、高周波駆動時には生体減衰が大きいから、ペネトレ
ーションの確保が難しくなる。概略的には、例えば、超
音波周波数=7.5MHzで振り角θ=0度と30度と
を比較してみると、θ=0度の場合に対して、θ=30
度の場合には、深さ30mmで「−4dB」、深さ60
mmで「−8dB」の感度低下が予想される。つまり、
振り角θを大きくするほど、検出感度が低下して、診断
能も下がるばかりか、S/N比や画質が低下するという
問題があった。また、セクタ走査時には、音路長がセク
タ走査の各走査線毎に変わることから、その検出感度も
走査線毎に変化してばらつきを生じるという問題があっ
た。
However, at the time of diagnosis, as shown in FIG. 6, the diagnosis depth is the distance in the direction orthogonal to the transducer plane, and the sound path is the distance between the point of interest and the center of the opening. Then, when the oblique scan is performed, the swing angle θ
Since the sound path length for the same depth becomes longer as the value becomes larger, the penetration (here, “the depth at which the ultrasonic signal of the minimum energy that can be detected by the device is returned is compared to the swing angle θ = 0 degree. Is smaller). In particular, it is difficult to secure the penetration because the biological attenuation is large during high frequency driving. Schematically, comparing the swing angle θ = 0 ° and 30 ° at an ultrasonic frequency = 7.5 MHz, for example, θ = 30 when θ = 0 °
In case of degrees, "-4 dB" at a depth of 30 mm and a depth of 60
A decrease in sensitivity of "-8 dB" in mm is expected. That is,
As the swing angle θ is increased, there is a problem that not only the detection sensitivity is lowered and the diagnostic ability is lowered, but also the S / N ratio and the image quality are lowered. Further, during the sector scanning, since the sound path length changes for each scanning line of the sector scanning, there is a problem in that the detection sensitivity also changes for each scanning line and causes variations.

【0005】本発明は、上述した従来の問題点を改善す
るもので、オブリーク走査やセクタ走査を行う際、超音
波ビームの振り角が変わっても、一定の良好なペネトレ
ーションを維持し、安定した検出感度を確保できる超音
波診断装置を提供することを目的としている。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art. When performing oblique scanning or sector scanning, a constant good penetration is maintained and stable even if the swing angle of the ultrasonic beam changes. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of ensuring detection sensitivity.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る超音波診断装置では、電圧信号と超音
波信号とを双方向に変換可能な複数の振動子を有した、
リニアプローブやセクタプローブ等のプローブと、この
プローブを駆動して超音波ビームを振動子面に対して斜
めに走査する、オブリーク走査やセクタ走査等の電子走
査部とを備え、この電子走査部の受信信号に基づき診断
画像を再構成するようにした超音波診断装置において、
上記電子走査部は、上記超音波ビームの振り角の相違に
伴う音路長の変化を打ち消すように、超音波ビームの送
受信条件を変える送受信条件制御手段を含む。
In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has a plurality of transducers capable of bidirectionally converting a voltage signal and an ultrasonic signal,
A probe such as a linear probe or a sector probe, and an electronic scanning unit such as oblique scanning or sector scanning for driving the probe to scan the ultrasonic beam obliquely with respect to the transducer surface are provided. In an ultrasonic diagnostic apparatus configured to reconstruct a diagnostic image based on a received signal,
The electronic scanning unit includes a transmission / reception condition control unit that changes transmission / reception conditions of the ultrasonic beam so as to cancel a change in sound path length due to a difference in swing angle of the ultrasonic beam.

【0007】上記送受信条件制御手段は、例えば、振動
子の駆動電圧、振動子の駆動パルス幅、振動子の駆動パ
ルスのバースト数、送信時の振動子数、受信時の振動子
数、エコーフィルタの中心周波数、信号処理過程におけ
る周波数変換のミキシング周波数、信号遅延における位
相制御の中心周波数、及びドプラ法におけるリファレン
ス周波数の内の少なくとも一つを制御する手段である。
The transmission / reception condition control means may be, for example, a drive voltage for a vibrator, a drive pulse width for a vibrator, a burst number of drive pulses for a vibrator, a vibrator for transmission, a vibrator for reception, an echo filter. Is a means for controlling at least one of the center frequency, the mixing frequency of frequency conversion in the signal processing process, the center frequency of phase control in signal delay, and the reference frequency in the Doppler method.

【0008】前記送受信条件制御手段は、例えば、前記
エコーフィルタの中心周波数を制御する場合、前記振り
角θ=0度の場合の上記エコーフィルタの中心周波数を
f(0)としたとき、振り角θ=θnの場合のエコーフ
ィルタの中心周波数f(θn)を、f(θn)=f
(0)・cos θnに設定する。
The transmission / reception condition control means, for example, when controlling the center frequency of the echo filter, when the center frequency of the echo filter when the swing angle θ = 0 degree is f (0), the swing angle When θ = θn, the center frequency f (θn) of the echo filter is f (θn) = f
(0) · cos Set to θn.

【0009】さらに、前記送受信条件制御手段は、例え
ば、前記周波数変換のミキシング周波数を制御する場
合、前記振り角θ=0度の場合の上記ミキシング周波数
をf(0)としたとき、振り角θ=θnの場合のミキシ
ング周波数f(θn)を、f(θn)=f(0)・cos
θnに設定する。
Further, the transmission / reception condition control means, for example, when controlling the mixing frequency of the frequency conversion, when the mixing frequency is f (0) when the swing angle θ = 0 degree, the swing angle θ = Θn, the mixing frequency f (θn) is f (θn) = f (0) · cos
Set to θn.

【0010】[0010]

【作用】本発明では、電子走査部における送受信条件制
御手段が、超音波ビームの振り角が大きいほど、例えば
受信回路のエコーフィルタの中心周波数を下げる等、超
音波ビームの送受信条件を変える。これにより、生体内
での振り角が大きくなった場合、受信ビーム周波数が下
げられることにより、ペネトレーションが大きくなり、
振り角の大小に関わらず、ほぼ一定のペネトレーション
が確保される。
According to the present invention, the transmission / reception condition control means in the electronic scanning section changes the transmission / reception conditions of the ultrasonic beam such as lowering the center frequency of the echo filter of the receiving circuit as the swing angle of the ultrasonic beam increases. With this, when the swing angle in the living body becomes large, the penetration becomes large by lowering the reception beam frequency,
An almost constant penetration is secured regardless of the swing angle.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】第1実施例 第1実施例を図1、2を用いて説明する。 First Embodiment A first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0013】図において、符号1は診断対象である生体
の部分断面を示し、符号2はリニア電子走査方式の超音
波診断装置を示す。超音波診断装置2は、断層法とドプ
ラ法の複合装置で、生体1との間で超音波信号を送受す
るリニアプローブ10と、このプローブ10にオブリー
ク走査を指令するリニア電子走査部11と、このリニア
電子走査部11の受信信号を流用したドプラ信号を得る
ドプラ処理部12と、リニア電子走査部11の送受信条
件を制御する送受信制御部13と、リニア電子走査部1
1及びドプラ処理部12の処理結果を受けてモニタ表示
する表示部14とを備えている。ここで、リニア電子走
査部11と送受信制御部13は電子走査部を形成する。
In the figure, reference numeral 1 indicates a partial cross section of a living body to be diagnosed, and reference numeral 2 indicates a linear electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus. The ultrasonic diagnostic apparatus 2 is a composite apparatus of the tomography method and the Doppler method, and is a linear probe 10 that transmits and receives ultrasonic signals to and from the living body 1, and a linear electronic scanning unit 11 that commands the probe 10 to perform oblique scanning. A Doppler processing unit 12 that obtains a Doppler signal that uses the received signal of the linear electronic scanning unit 11, a transmission / reception control unit 13 that controls transmission / reception conditions of the linear electronic scanning unit 11, and a linear electronic scanning unit 1
1 and a display unit 14 that receives the processing results of the Doppler processing unit 12 and displays them on a monitor. Here, the linear electronic scanning unit 11 and the transmission / reception control unit 13 form an electronic scanning unit.

【0014】プローブ10は圧電素子を振動子として、
N個の振動子10a、…、10aを短冊状に配列したも
のである。
The probe 10 uses a piezoelectric element as a vibrator,
N transducers 10a, ..., 10a are arranged in a strip shape.

【0015】リニア電子走査部11は、基準パルス信号
を発生する基準発振器20と、この基準発振器20の出
力パルス信号を受けて送信系を構成する、遅延用のディ
レーライン21、プローブ駆動用のパルサ22、及び送
受切換用の電子スイッチ23を備える。この電子スイッ
チ23は、プローブ10に接続された側の複数の入出力
端とパルサ22に接続された側の複数の入出力端とを各
走査毎に電子的且つ選択的に接続できる。
The linear electronic scanning unit 11 comprises a reference oscillator 20 for generating a reference pulse signal, a delay line 21 for delay, which constitutes a transmission system upon receiving the output pulse signal of the reference oscillator 20, and a pulser for driving a probe. 22 and an electronic switch 23 for switching between transmission and reception. The electronic switch 23 can electrically and selectively connect the plurality of input / output terminals connected to the probe 10 and the plurality of input / output terminals connected to the pulser 22 for each scan.

【0016】この電子スイッチ23の送信系が接続され
た側には受信系も併設されている。この受信系は上記電
子スイッチ23のほか、増幅用のプリアンプ24、ディ
レーライン21、加算器25、エコーフィルタ26、及
び検波器27を備えている。電子スイッチ23及びディ
レーライン21は送受信兼用である。ディレーライン2
1及び加算器25は、電圧信号に変換された受信信号を
遅延して加算(整相加算)することにより、所定走査角
(振り角)θの指向性を持った受信ビームを演算上で形
成させるもので、その加算器25の加算出力値はθ方向
の受信ビームの強度である。
A receiving system is also provided on the side of the electronic switch 23 to which the transmitting system is connected. In addition to the electronic switch 23, this receiving system includes a preamplifier 24 for amplification, a delay line 21, an adder 25, an echo filter 26, and a detector 27. The electronic switch 23 and the delay line 21 are used for both transmission and reception. Delay line 2
1 and the adder 25 form a reception beam having a directivity of a predetermined scanning angle (swing angle) θ by delaying and adding (phasing addition) the reception signals converted into voltage signals. The addition output value of the adder 25 is the intensity of the reception beam in the θ direction.

【0017】エコーフィルタ26は、受信信号のどの周
波数帯域で画像を再構成するかを選択するフィルタであ
り、その選択帯域の中心周波数(通過帯域の中心の周波
数)が送受信制御部13により制御されるようになって
いる。具体的には、振り角θ=0度におけるエコーフィ
ルタ26の中心周波数をf(0)としたとき、振り角θ
=θnのときの中心周波数f(θn)を、 f(θn)=f(0)・cos θn … (1) とし、「f(0)(1−cos θn)」だけ低周波数化さ
せる。この(1)式を図2を用いて証明する。生体減衰
をα(dB/MHz・mm)とすると、図2における関心点x
(0)とx(θ)で同一感度であるためには、音路を夫
々r(0)、r(θ)として、 α・f(0) ・2r(0) =α・f(θ)・2r(θ) r(0)=r(θ)・cos θ が成立しなければならないから、これらの式からr
(0)を消去して、f(θ)=f(0)・cos θが得ら
れる。
The echo filter 26 is a filter for selecting in which frequency band of the received signal an image is reconstructed, and the center frequency of the selected band (the center frequency of the pass band) is controlled by the transmission / reception control unit 13. It has become so. Specifically, when the center frequency of the echo filter 26 at the swing angle θ = 0 degrees is f (0), the swing angle θ
The center frequency f (θn) when θ = θn is set to f (θn) = f (0) · cos θn (1) and the frequency is lowered by “f (0) (1-cos θn)”. This equation (1) will be proved using FIG. If the biological attenuation is α (dB / MHz · mm), the point of interest x in Fig. 2
In order to have the same sensitivity for (0) and x (θ), α · f (0) · 2r (0) = α · f (θ), where r (0) and r (θ) are the sound paths, respectively.・ 2r (θ) r (0) = r (θ) ・ cos θ must be established, and therefore r
By deleting (0), f (θ) = f (0) · cos θ is obtained.

【0018】送受信制御部13は例えばマイクロコンピ
ュータを搭載して形成され、オペレータが設定する振り
角θの情報を入力して、上記(1)式に基づき中心周波
数f(θ)を演算し、その演算値に対応した制御信号を
エコーフィルタ26に供給する。本実施例では、送受信
制御部13及びエコーフィルタ26が送受信条件制御手
段を形成している。
The transmission / reception control unit 13 is formed, for example, by mounting a microcomputer, inputs information on the swing angle θ set by the operator, calculates the center frequency f (θ) based on the above equation (1), and A control signal corresponding to the calculated value is supplied to the echo filter 26. In this embodiment, the transmission / reception control unit 13 and the echo filter 26 form transmission / reception condition control means.

【0019】一方、ドプラ処理部12は、前記加算器2
5の整相加算出力信号を受けて位相検波を行う、各2個
のミキサー30a,30b及びローパスフィルタ31
a,31bと、ある特定の深さのドプラ信号のみを取り
出すサンプルホールド回路32a,32bと、不要な低
周波のドプラ信号を除去する帯域フィルタ(ドプラフィ
ルタ)33a,33bと、A/D変換器34a,34b
と、周波数分析用のFFT(高速フーリエ変換器)35
とを図1の如く備えた、従来周知の構成になっている。
なお、図中、符号36はπ/2の位相差を与える位相器
である。
On the other hand, the Doppler processing unit 12 uses the adder 2
The two mixers 30a and 30b and the low-pass filter 31 for receiving the phasing addition output signal of FIG.
a and 31b, sample and hold circuits 32a and 32b for extracting only Doppler signals having a certain depth, band filters (Doppler filters) 33a and 33b for removing unnecessary low-frequency Doppler signals, and A / D converters. 34a, 34b
And FFT (Fast Fourier Transform) 35 for frequency analysis
It has a conventionally well-known configuration in which the and are provided as shown in FIG.
In the figure, reference numeral 36 is a phase shifter that gives a phase difference of π / 2.

【0020】さらに、表示部14は、前記リニア電子走
査部11から出力されるBモード、Mモードの画像信号
及びドプラ処理部12から出力されるドプラスペクトル
信号を入力して各画像を表示するもので、図示しないデ
ジタルスキャンコンバータ、D/A変換器、TVモニタ
ーなどを備えている。
Further, the display unit 14 inputs the B mode and M mode image signals output from the linear electronic scanning unit 11 and the Doppler spectrum signal output from the Doppler processing unit 12 to display each image. Then, it is equipped with a digital scan converter, a D / A converter, a TV monitor and the like which are not shown.

【0021】次に、上記実施例の作用効果を説明する。Next, the function and effect of the above embodiment will be described.

【0022】リニア電子走査部11は、送信に際し、各
振動子10aからの波面が走査角θ方向で一致するよう
にディレーライン11で異なる遅延時間を与えてN個の
配列振動子10a,…,10aの内の所定数ずつを順次
ずらしながら駆動する。これにより、合成された超音波
送信ビームは、生体内で振動子面の直交方向に対して振
り角θだけ斜めの方向に伝搬し、且つ、方位方向(振動
子配列方向)に走査される。また、受信に際しては、各
振動子群の送信毎に任意数の全振動子10a,…,10
aで受信し、その受信信号をプリアンプ24を介してデ
ィレーライン21、加算器25に入力し、整相加算を行
う。これにより、所定観測方向及び位置の受信ビームが
演算上で形成され、その指向性の強いビームに係る画像
データが加算器25の出力として得られる。
When transmitting, the linear electronic scanning unit 11 gives different delay times in the delay line 11 so that the wavefronts from the respective transducers 10a coincide in the scanning angle θ direction, and the N arrayed transducers 10a, ..., The driving is performed while sequentially shifting a predetermined number of 10a. As a result, the synthesized ultrasonic transmission beam propagates in the living body in a direction oblique to the orthogonal direction of the transducer surface by the swing angle θ and is scanned in the azimuth direction (transducer array direction). Further, upon reception, an arbitrary number of all transducers 10a, ...
The received signal is received by a, and the received signal is input to the delay line 21 and the adder 25 via the preamplifier 24 to perform phasing addition. As a result, a reception beam having a predetermined observation direction and position is formed by calculation, and image data related to the beam having a strong directivity is obtained as the output of the adder 25.

【0023】この加算された受信ビームに対応した信号
は、エコーフィルタ26でそのときに設定されている周
波数帯域の信号にフィルタリングされた後、検波回路2
7に送られる。このとき、オペレータが指令するオブリ
ーク走査の走査角(振れ角)θが大きいほど、エコーフ
ィルタ26の中心周波数は前記(1)式に基づき下げら
れている。例えば、大きい振り角θが指令されていると
きは、受信ビームの周波数帯域が低域側にシフトされる
ため、生体減衰量が小さくなり、ペネトレーションが大
きくなって、感度劣化が補われる。反対に、振り角θを
小さく設定した場合は、受信ビームの周波数帯域が高域
側にシフトし、ペネトレーションが所定値に調整され
る。このように、振り角θの可変に伴って音路長が変化
しても、Bモードのペネトレーションは所期の最適値に
保たれ、分解能は変化するものの、高い検出感度が保持
されるから、S/N比も良好になり、診断能が向上す
る。また、深部を診るために振り角を0度にしたり、そ
の次に、ドプラ画像を撮るためにビームを振ったりする
という二度手間を解消でき、検査時間も短縮できる。
The signal corresponding to the added reception beam is filtered by the echo filter 26 into a signal in the frequency band set at that time, and then the detection circuit 2
Sent to 7. At this time, the larger the scanning angle (deflection angle) θ of the oblique scanning instructed by the operator, the lower the center frequency of the echo filter 26 is based on the equation (1). For example, when a large swing angle θ is commanded, the frequency band of the reception beam is shifted to the lower frequency side, so that the amount of biological attenuation is reduced, the penetration is increased, and sensitivity deterioration is compensated. On the contrary, when the swing angle θ is set small, the frequency band of the reception beam shifts to the high frequency side, and the penetration is adjusted to a predetermined value. In this way, even if the sound path length changes with the change of the swing angle θ, the B-mode penetration is kept at the desired optimum value and the resolution changes, but high detection sensitivity is maintained. The S / N ratio is also improved and the diagnostic ability is improved. Further, it is possible to eliminate the trouble of setting the swing angle to 0 degree in order to examine the deep part and then swinging the beam to take the Doppler image, and to shorten the examination time.

【0024】また、加算器25の出力はドプラ処理部1
2にも送られる。ドプラ処理部12はドプラ信号を抽出
して、そのスペクトル信号を表示部14に送るから、表
示部14ではリニア走査のBモード、Mモードの像と共
にドプラ像が表示される。
The output of the adder 25 is the Doppler processing unit 1.
Also sent to 2. Since the Doppler processing unit 12 extracts the Doppler signal and sends the spectrum signal to the display unit 14, the display unit 14 displays the Doppler image together with the B-mode and M-mode images of linear scanning.

【0025】なお、上記実施例において、エコーフィル
タ26の中心周波数のシフト量は前記(1)式に拠るも
ののほか、この式にさらに送受信系の周波数特性を考慮
するファクターを加えて設定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the shift amount of the center frequency of the echo filter 26 is based on the equation (1), and in addition to this equation, a factor considering the frequency characteristic of the transmission / reception system is set. May be.

【0026】また、上記実施例において、リニア電子走
査部11にて受信信号の周波数変換を行って低周波側に
帯域をずらすようにした場合にも、そのミキシング周波
数を前記(1)式に基づき、振り角θ=0度のときのミ
キシング周波数をf(0)、振り角θ=θnのときのミ
キシング周波数をf(θn)として、同様に制御すれば
よい。
Further, in the above embodiment, when the frequency conversion of the received signal is performed by the linear electronic scanning unit 11 to shift the band to the low frequency side, the mixing frequency is calculated based on the equation (1). Similarly, the mixing frequency when the swing angle θ = 0 degree is f (0), and the mixing frequency when the swing angle θ = θn is f (θn), the same control may be performed.

【0027】さらに、上記実施例における送受信条件制
御手段はエコーフィルタ26と送受信制御部13とによ
り形成したが、本発明にこれに限定されるものではな
い。例えば、第1に、送受信制御部13が振り角θに応
じて電子スイッチ23の送信時の素子数(振動子数)及
び受信時の素子数(振動子数)の少なくとも一方を制御
するようにしてもよい。つまり、送信時に素子数を増加
させると強い超音波ビームが放射され、また受信時に素
子数を増加させると強いエコービームが得られるから、
振り角θを大きくしたときには、一度に駆動させる素子
数を多くすることにより、Bモード像の所定のペネトレ
ーションを維持して、一定の検出感度を確保できると共
に、ドプラ感度も安定化する。
Further, although the transmission / reception condition control means in the above embodiment is formed by the echo filter 26 and the transmission / reception control section 13, the present invention is not limited to this. For example, first, the transmission / reception control unit 13 controls at least one of the number of elements (number of transducers) at the time of transmission and the number of elements (number of transducers) at the time of reception of the electronic switch 23 according to the swing angle θ. May be. In other words, when the number of elements is increased during transmission, a strong ultrasonic beam is emitted, and when the number of elements is increased during reception, a strong echo beam is obtained.
When the swing angle θ is increased, by increasing the number of elements to be driven at one time, a predetermined penetration of the B-mode image can be maintained, a certain detection sensitivity can be ensured, and the Doppler sensitivity can be stabilized.

【0028】第2に、送受信制御部13は振り角θに応
じてパルサ22を制御し、駆動電圧、即ち何ボルトの電
圧で振動子を励振するかの電圧を変更するようにしても
よい。駆動電圧の波高値を上昇させると、放射される超
音波が強まるから、これにより、振り角θを大きくした
ときのBモード像の一定のペネトレーションを確保し、
検出感度を良好に保持できると共に、ドプラ感度を安定
に保持できる。
Secondly, the transmission / reception control unit 13 may control the pulsar 22 in accordance with the swing angle θ to change the drive voltage, that is, the voltage at which the voltage of the oscillator is excited. When the crest value of the drive voltage is increased, the radiated ultrasonic wave is intensified, so that a certain penetration of the B-mode image is secured when the swing angle θ is increased,
The detection sensitivity can be kept good and the Doppler sensitivity can be kept stable.

【0029】第3に、送受信制御部13は振り角θに応
じて、振動子励振用の駆動パルス幅を変更するようにし
てもよい。この1パルス当たりの幅を狭くすると励振エ
ネルギーが高周波側にシフトし、反対に広くすると低周
波成分を持つから、振り角θが大のときには駆動パルス
幅を広くして低周波化することにより、生体減衰が小さ
くなって、Bモード像の所定のペネトレーションが確保
され、音路長増加がカバーされ、検出感度が低下しな
い。また、ドプラ感度の安定化も図られる。
Thirdly, the transmission / reception controller 13 may change the drive pulse width for exciting the oscillator in accordance with the swing angle θ. When the width per pulse is narrowed, the excitation energy shifts to the high frequency side, and when it is widened, it has a low frequency component. Therefore, when the swing angle θ is large, the drive pulse width is widened to lower the frequency. The biological attenuation is reduced, a predetermined penetration of the B-mode image is secured, the increase in the sound path length is covered, and the detection sensitivity is not lowered. In addition, the Doppler sensitivity can be stabilized.

【0030】第4に、送受信制御部13は振り角θに応
じてパルサ22を制御し、駆動パルスのバースト数を変
更するようにしてもよい。このバースト数を増やすと、
帯域が狭くなって超音波エネルギーが集中し、ペネトレ
ーションを大きくできるから、これにより、Bモード像
の一定のペネトレーションを維持でき、検出感度を良好
に保持できる一方、ドプラ感度を安定させることができ
る。
Fourthly, the transmission / reception control unit 13 may control the pulsar 22 in accordance with the swing angle θ to change the burst number of the drive pulse. If you increase the number of bursts,
Since the band is narrowed, the ultrasonic energy is concentrated, and the penetration can be increased, so that the constant penetration of the B-mode image can be maintained, the detection sensitivity can be kept good, and the Doppler sensitivity can be stabilized.

【0031】第5に、図示していないが、ヘテロダイン
法により受信信号を中間周波数に変換してから処理する
方式の場合、或いは、直交検波を各チャンネル毎に行う
方式の場合は、そのミキシング周波数を制御するように
してもよい。即ち、振り角θが大きくなって、音路長が
長くなったときは、より低周波側の中間周波数になるよ
うにミキシング周波数を制御することにより、一定のペ
ネトレーションを保持して、検出感度の劣化を防止す
る。
Fifth, although not shown, in the case of a system in which the received signal is converted to an intermediate frequency by the heterodyne method and then processed, or in the system in which the quadrature detection is performed for each channel, the mixing frequency is May be controlled. That is, when the swing angle θ becomes large and the sound path length becomes long, the mixing frequency is controlled so as to be an intermediate frequency on the lower frequency side, so that a certain penetration is maintained and the detection sensitivity is increased. Prevent deterioration.

【0032】第6に、信号遅延に位相制御を行う場合
は、その中心周波数を振り角θが大きくなるほど低周波
側に変化させ、検出感度の劣化防止及びドプラ感度の安
定化を図るとしてもよい。
Sixth, in the case of performing the phase control for the signal delay, the center frequency may be changed to the lower frequency side as the swing angle θ becomes larger to prevent the deterioration of the detection sensitivity and stabilize the Doppler sensitivity. ..

【0033】さらに第7に、ドプラ法を主体とした装置
構成にした場合には、そのリファレンス周波数(送信周
波数)を振り角θが大きくなるほど低周波側に変化さ
せ、ペネトレーションを一定に保持して、ドプラ感度を
安定化させることができる。
Further, seventhly, in the case where the Doppler method is mainly used, the reference frequency (transmission frequency) is changed to a lower frequency side as the swing angle θ becomes larger, and the penetration is kept constant. , Doppler sensitivity can be stabilized.

【0034】また、勿論、振り角θに応じて上記各送受
信条件を適宜組み合わせて制御してもよい。
Of course, the transmission / reception conditions may be appropriately combined and controlled according to the swing angle θ.

【0035】第2実施例 第2実施例を図3を用いて説明する。本第2実施例はセ
クタ電子走査方式の超音波診断装置に適用したものであ
り、第1実施例と同等の構成要素には同一符号を用い
て、説明を簡略化又は省略する。
Second Embodiment A second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is applied to a sector electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus, and the same reference numerals are used for the same components as in the first embodiment, and the description thereof will be simplified or omitted.

【0036】図に示した超音波診断装置40は、セクタ
走査用のセクタプローブ41と、このプローブ41にセ
クタ走査を指令するセクタ電子走査部42と、このセク
タ電子走査部42の受信信号を流用してドプラ信号を得
るドプラ処理部12と、セクタ電子走査部42の送受信
条件を制御する送受信制御部13と、セクタ電子走査部
42及びドプラ処理部12の処理結果を受けてモニタ表
示する表示部14とを備えている。セクタ電子走査部と
送受信制御部13は発明の電子走査部を形成している。
The ultrasonic diagnostic apparatus 40 shown in the figure diverts a sector probe 41 for sector scanning, a sector electronic scanning unit 42 for instructing the probe 41 to perform sector scanning, and a reception signal of the sector electronic scanning unit 42. A Doppler processing unit 12 for obtaining a Doppler signal, a transmission / reception control unit 13 for controlling transmission / reception conditions of the sector electronic scanning unit 42, and a display unit for receiving and displaying the processing results of the sector electronic scanning unit 42 and the Doppler processing unit 12 on a monitor. 14 and. The sector electronic scanning unit and the transmission / reception control unit 13 form the electronic scanning unit of the invention.

【0037】この内、セクタ電子走査部42は、第1実
施例における振動子切換え用の電子スイッチは搭載して
おらず、直接、送信系のパルサ22及び受信系のプリア
ンプ24が接続された構成になっており、基準発振器2
0からの基準パルス信号に付勢されて、セクタ走査を指
令できるようになっている。また、セクタ電子走査部4
2内のエコーフィルタ26は、送受信制御部13によっ
て、そのフィルタリングの中心周波数が制御される。送
受信制御部13は、セクタ走査において「+θm」から
「−θm」まで順次変更される振り角θ情報を入力さ
せ、その情報と前記(1)式を用いて中心周波数を演算
し、その演算値によってエコーフィルタ26の中心周波
数を各走査線毎に制御するようになっている。
Among them, the sector electronic scanning section 42 is not equipped with the electronic switch for switching the vibrator in the first embodiment, but is directly connected to the pulsar 22 of the transmission system and the preamplifier 24 of the reception system. And the reference oscillator 2
The sector scanning can be commanded by being biased by the reference pulse signal from 0. In addition, the sector electronic scanning unit 4
The center frequency of the echo filter 26 in 2 is controlled by the transmission / reception control unit 13. The transmission / reception control unit 13 inputs the swing angle θ information which is sequentially changed from “+ θm” to “−θm” in the sector scan, calculates the center frequency using the information and the equation (1), and calculates the calculated value. The center frequency of the echo filter 26 is controlled for each scanning line.

【0038】ドプラ処理部12及び表示部14は第1実
施例と同一の構成である。
The Doppler processing unit 12 and the display unit 14 have the same structure as in the first embodiment.

【0039】この本第2実施例のセクタ電子走査におい
て、各走査線毎に音路長、エレメントファクタ、レンズ
減衰量が変化するが、その場合でも、送受信制御部13
がエコーフィルタ26の信号通過帯域を変更(上昇及び
下降)して、ペネトレーションを変化させ、音路長、エ
レメントファクタ、レンズ減衰量に起因したペネトレー
ションの変化分を相殺させる。このため、各走査線毎に
振り角θが変わっても、各走査間の感度ばらつきの度合
いが極めて小さくなり、均質な画像が得られ且つS/N
比も良くなり、良好な診断能を発揮できる。
In the sector electronic scanning of the second embodiment, the sound path length, the element factor, and the lens attenuation amount change for each scanning line. Even in that case, the transmission / reception control unit 13 is also available.
Changes the signal pass band of the echo filter 26 (raises and lowers) to change the penetration, canceling out the change in penetration due to the sound path length, element factor, and lens attenuation. For this reason, even if the swing angle θ changes for each scanning line, the degree of sensitivity variation between each scanning becomes extremely small, and a uniform image can be obtained and S / N.
The ratio is improved and good diagnostic ability can be exhibited.

【0040】なお、上記第2実施例の送受信条件制御手
段(エコーフィルタ26及び送受信制御部13によって
形成される)も、第1実施例と同様に、セクタ走査時の
振り角θに応じて、駆動電圧、駆動パルス幅、駆動パル
スのバースト数、送信、受信の振動子数、周波数変換時
のミキシング周波数、信号遅延で位相制御を行うときの
中心周波数、又はドプラ法に拠る場合のリファレンス周
波数を制御する構成にしてもよい。また、例えばエコー
フィルタの周波数と駆動電圧とを組み合わせる如く、任
意の条件を組み合わせて制御するようにしてもよい。
The transmission / reception condition control means (formed by the echo filter 26 and the transmission / reception control unit 13) of the second embodiment also has the same function as the first embodiment, depending on the swing angle θ during sector scanning. Drive voltage, drive pulse width, number of drive pulse bursts, number of transducers for transmission and reception, mixing frequency during frequency conversion, center frequency when performing phase control with signal delay, or reference frequency when using the Doppler method It may be configured to control. Further, the control may be performed by combining arbitrary conditions such as combining the frequency of the echo filter and the driving voltage.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、オブリーク走査やセク
タ走査を指令する電子走査部に装備された送受信条件制
御手段は、例えば、走査線の振り角が大きくなるほど、
エコーフィルタの中心周波数や周波数変換のミキシング
周波数を低下させる等、超音波ビームの振り角の相違に
伴う、診断位置との間の音路長の変化を打ち消すよう
に、超音波ビームの送受信条件を変えるため、走査線の
振り角が変わっても、一定のペネトレーションが確保さ
れ、これによって、例えばオブリーク走査時には振り角
に因って検出感度が殆ど変わることが無く、S/N比を
向上させ、且つ、ドプラ感度を安定させて、診断能を向
上させると共に、検査時間の短縮化が図られる。また、
セクタ走査時には上述と同等の効果が得られるほか、各
走査線間の感度ばらつきが抑制され、均質な画像が得ら
れる。
According to the present invention, the transmission / reception condition control means provided in the electronic scanning section for instructing the oblique scanning or the sector scanning, for example, becomes larger as the swing angle of the scanning line increases.
Change the transmission / reception conditions of the ultrasonic beam so as to cancel the change in the sound path length between the diagnostic position and the difference in the swing angle of the ultrasonic beam, such as lowering the center frequency of the echo filter or the mixing frequency of frequency conversion. Therefore, even if the swing angle of the scanning line changes, a certain penetration is ensured, so that, for example, during oblique scanning, the detection sensitivity hardly changes due to the swing angle, and the S / N ratio is improved. In addition, the Doppler sensitivity is stabilized, the diagnostic ability is improved, and the examination time is shortened. Also,
At the time of sector scanning, the same effect as described above can be obtained, and the sensitivity variation between the scanning lines can be suppressed, and a uniform image can be obtained.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る超音波診断装置の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】振り角θに対応したエコーフィルタの中心周波
数を算出するための説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram for calculating a center frequency of an echo filter corresponding to a swing angle θ.

【図3】本発明の第2実施例に係る超音波診断装置の概
略構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】リニア走査に伴う振り角を示す図であって、
(a)は通常走査時(θ=0)、(b)はオブリーク走
査時の説明図。
FIG. 4 is a diagram showing a swing angle associated with linear scanning,
(A) is an explanatory view during normal scanning (θ = 0), and (b) is an explanatory view during oblique scanning.

【図5】セクタ走査に伴う振り角を説明する説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a swing angle associated with sector scanning.

【図6】オブリーク走査時の診断深さと音路長の関係を
示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a diagnosis depth and a sound path length during oblique scanning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 生体 2 リニア電子走査形超音波診断装置 10 リニアプローブ 11 リニア電子走査部 13 送受信制御部 26 エコーフィルタ 40 セクタ電子走査形超音波診断装置 41 セクタプローブ 42 セクタ電子走査部 1 Living Body 2 Linear Electronic Scanning Ultrasonic Diagnostic Device 10 Linear Probe 11 Linear Electronic Scanning Unit 13 Transmission / Reception Control Unit 26 Echo Filter 40 Sector Electronic Scanning Ultrasonic Diagnostic Device 41 Sector Probe 42 Sector Electronic Scanning Unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧信号と超音波信号とを双方向に変換
可能な複数の振動子を有したプローブと、このプローブ
を駆動して超音波ビームを振動子面に対して斜めに走査
する電子走査部とを備え、この電子走査部の受信信号に
基づき診断画像を再構成するようにした超音波診断装置
において、上記電子走査部は、上記超音波ビームの振り
角の相違に伴う音路長の変化を打ち消すように、超音波
ビームの送受信条件を変える送受信条件制御手段を含む
ことを特徴とした超音波診断装置。
1. A probe having a plurality of transducers capable of bidirectionally converting a voltage signal and an ultrasonic signal, and an electron for driving the probe to scan an ultrasonic beam obliquely with respect to a transducer surface. In an ultrasonic diagnostic apparatus that includes a scanning unit and reconstructs a diagnostic image based on a reception signal of the electronic scanning unit, the electronic scanning unit includes a sound path length associated with a difference in swing angle of the ultrasonic beam. An ultrasonic diagnostic apparatus including a transmission / reception condition control means for changing transmission / reception conditions of an ultrasonic beam so as to cancel the change of
【請求項2】 前記プローブはリニアプローブであり、
前記電子走査部はオブリーク走査を行うように構成した
請求項1記載の超音波診断装置。
2. The probe is a linear probe,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the electronic scanning unit is configured to perform oblique scanning.
【請求項3】 前記プローブはセクタプローブであり、
前記電子走査部はセクタ走査を行うように構成した請求
項1記載の超音波診断装置。
3. The probe is a sector probe,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the electronic scanning unit is configured to perform sector scanning.
【請求項4】 前記送受信条件制御手段は、振動子の駆
動電圧、振動子の駆動パルス幅、振動子の駆動パルスの
バースト数、送信時の振動子数、受信時の振動子数、エ
コーフィルタの中心周波数、信号処理過程における周波
数変換のミキシング周波数、信号遅延における位相制御
の中心周波数、及びドプラ法におけるリファレンス周波
数の内の少なくとも一つを制御する手段である請求項2
又は3記載の超音波診断装置。
4. The transmission / reception condition control means, the drive voltage of the oscillator, the drive pulse width of the oscillator, the burst number of drive pulses of the oscillator, the number of oscillators during transmission, the number of oscillators during reception, an echo filter. 3. A means for controlling at least one of a center frequency of, a mixing frequency of frequency conversion in a signal processing process, a center frequency of phase control in signal delay, and a reference frequency in Doppler method.
Alternatively, the ultrasonic diagnostic apparatus according to 3 above.
【請求項5】 前記送受信条件制御手段は前記エコーフ
ィルタの中心周波数を制御する手段であって、前記振り
角θ=0度の場合の上記エコーフィルタの中心周波数を
f(0)としたとき、振り角θ=θnの場合のエコーフ
ィルタの中心周波数f(θn)を、f(θn)=f
(0)・cos θnに設定するようにした請求項2または
3記載の超音波診断装置。
5. The transmission / reception condition control means is means for controlling the center frequency of the echo filter, and when the center frequency of the echo filter is f (0) when the swing angle θ = 0 degree, The center frequency f (θn) of the echo filter when the swing angle θ = θn is f (θn) = f
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 or 3, wherein (0) · cos θn is set.
【請求項6】 前記送受信条件制御手段は前記周波数変
換のミキシング周波数を制御する手段であって、前記振
り角θ=0度の場合の上記ミキシング周波数をf(0)
としたとき、振り角θ=θnの場合のミキシング周波数
f(θn)を、f(θn)=f(0)・cos θnに設定
するようにした請求項2又は3記載の超音波診断装置。
6. The transmission / reception condition control means is means for controlling a mixing frequency of the frequency conversion, and the mixing frequency when the swing angle θ = 0 degree is f (0).
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the mixing frequency f (θn) when the swing angle θ = θn is set to f (θn) = f (0) · cos θn.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005312587A (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
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