JPH0773578B2 - Medical image evaluation device - Google Patents

Medical image evaluation device

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JPH0773578B2
JPH0773578B2 JP22590891A JP22590891A JPH0773578B2 JP H0773578 B2 JPH0773578 B2 JP H0773578B2 JP 22590891 A JP22590891 A JP 22590891A JP 22590891 A JP22590891 A JP 22590891A JP H0773578 B2 JPH0773578 B2 JP H0773578B2
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scatterer
generator
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phantom
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雅彦 橋本
進一郎 植野
明久 足立
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は医療分野で用いれる超音
波診断装置の超音波断層像を評価する医用画像評価装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a medical image evaluation apparatus for evaluating an ultrasonic tomographic image of an ultrasonic diagnostic apparatus used in the medical field.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、医用超音波診断装置が広い医療分
野で利用されており、装置自体の高分解能化、高画質化
が図られているが、超音波診断装置の供給する超音波断
層像は超音波探触子に用いられる圧電振動子の応答特性
や、伝搬媒質である生体組織の音響特性、そしてメイン
フレーム内での信号処理方式など音響的電気的な多くの
要因によってその特性が決定される。したがって、この
ような多くの異なる要因と、装置の出力である超音波断
層像との関係を明らかにして、超音波断層像を総合的に
評価し、装置の設計指針や医学的な判断材料を提供する
医用画像評価装置が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, medical ultrasonic diagnostic apparatuses have been used in a wide range of medical fields, and high resolution and high image quality of the apparatus itself have been attempted. Is determined by many acoustic and electrical factors such as the response characteristics of the piezoelectric transducer used for the ultrasonic probe, the acoustic characteristics of living tissue that is a propagation medium, and the signal processing method in the mainframe. To be done. Therefore, the relationship between these many different factors and the ultrasonic tomographic image that is the output of the device is clarified, the ultrasonic tomographic image is comprehensively evaluated, and the design guideline of the device and the material for medical judgment are provided. A medical image evaluation device provided is desired.

【0003】以下、従来の医用画像評価装置について説
明する。従来の医用画像評価装置としては、例えば「”
コンピュータ シミュレーションズ オブ スペックル
イン Bスキャン イメイジズ”、D.R.フォスタ
ーら、ウルトラソニック イメージング、VOL5,1
983」(”Computer Simulation
s of spekle in B−scan ima
ges”,D.R.Foster et.,Ultra
sonic Imaging,Vol5,1983)に
記載されているものが知られている。図15は従来の医
用画像評価装置のを示すものである。図15において、
151は超音波円形凹面振動子、152はランダム散乱
体ファントム、153は送信器、154は受信器、15
5はA/D,156はメモリ、157は画像解析部であ
る。
A conventional medical image evaluation apparatus will be described below. As a conventional medical image evaluation apparatus, for example, ""
Computer Simulations of Speckle in B-Scan Images, DR Foster et al., Ultrasonic Imaging, VOL5,1
983 "(" Computer Simulation
so of spectrum in B-scan image
ges ", DR Foster et., Ultra
Those described in Sonic Imaging, Vol 5, 1983) are known. FIG. 15 shows a conventional medical image evaluation apparatus. In FIG.
151 is an ultrasonic circular concave surface transducer, 152 is a random scatterer phantom, 153 is a transmitter, 154 is a receiver, 15
Reference numeral 5 is an A / D, 156 is a memory, and 157 is an image analysis unit.

【0004】以上のように構成された医用画像装置につ
いて、以下その動作について説明する。まず、送信器か
ら超音波円形凹面振動子152の駆動波形を発生させ超
音波をランダム散乱体ファントム152に放射してその
反射超音波を受信する。受信されたRF信号は受信器1
54で増幅されA/D155により量子化され、メモリ
156に記録され、計算機などの画像解析部により解析
評価される。解析データは上記の系を実際に実現して実
際のデータを用いることも、あるいは超音波円形凹面振
動子の送信波形を計算するか、近似的な波形を使用して
計算により求められる。
The operation of the medical image device configured as described above will be described below. First, a drive waveform of the ultrasonic circular concave surface transducer 152 is generated from the transmitter, the ultrasonic wave is radiated to the random scatterer phantom 152, and the reflected ultrasonic wave is received. The received RF signal is the receiver 1
The signal is amplified by 54, quantized by the A / D 155, recorded in the memory 156, and analyzed and evaluated by an image analysis unit such as a computer. The analysis data can be obtained by actually implementing the above system and using actual data, or by calculating the transmission waveform of the ultrasonic circular concave surface transducer or by using an approximate waveform.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、実際の超音波診断装置に使用される超音
波振動子の形状、超音波断層像構成時に問題となるノイ
ズレベルや、生体組織の周波数依存減衰などを考慮して
おらず、多くの異なる要因とそれらの干渉しあった出力
としての超音波断層像の関係を解明することができない
という課題を有していた。
However, in the above-mentioned conventional configuration, the shape of the ultrasonic transducer used in the actual ultrasonic diagnostic apparatus, the noise level which becomes a problem when the ultrasonic tomographic image is constructed, and the biological tissue. There is a problem that it is not possible to elucidate the relationship between many different factors and ultrasonic tomographic images as outputs that interfere with each other without considering frequency dependent attenuation and the like.

【0006】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、超音波断層像の画質を決定する各種のパラメータ
と画像の関係を明らかにして、総合的な画像評価が可能
な医用画像評価装置を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art. A medical image evaluation apparatus capable of comprehensive image evaluation by clarifying the relationship between various parameters that determine the image quality of an ultrasonic tomographic image and the image. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、超音波圧電振動子の振動形態を計算する圧
電振動子応答特性計算部と、超音波の送受信を行なう超
音波アレイを構成する1個の圧電素子の形状から音場空
間に対する1個の圧電素子の空間的応答を計算する空間
応答計算部と、上記圧電振動子応答特性計算部と上記空
間応答計算部の計算結果から超音波探触子のビームを計
算する超音波ビーム計算部と、被検体としてのランダム
散乱体を発生する超音波ファントム生成部と、上記超音
波ビーム計算部と上記超音波ファントム生成部の計算結
果からランダム散乱体群からの反射超音波信号を計算す
るRF信号計算部と、上記RF信号計算部の計算結果を
処理してRF信号を超音波断層像用データに変換する信
号処理部と、上記超音波信号処理部の出力から超音波断
層像を形成しビデオ信号に変換する画像形成部と、上記
画像形成部からの出力を受けて超音波断層像を表示する
画像表示装置と、上記画像形成部の計算結果を受け各種
の画像解析および評価を行なう画像評価部と、上記各部
の計算結果を記録しデータベース化する記録装置と、上
記各部に計算パラメータを出力するパラメータ生成部
と、上記パラメータ生成部に計算パラメータを入力する
ための入力装置と、上記各部を制御する中央制御部の構
成を有している。
In order to achieve this object, the present invention provides a piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit for calculating the vibration form of an ultrasonic piezoelectric vibrator and an ultrasonic array for transmitting and receiving ultrasonic waves. From the calculation results of the spatial response calculation unit that calculates the spatial response of one piezoelectric element to the sound field space from the shape of one piezoelectric element that is configured, the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit, and the spatial response calculation unit. An ultrasonic beam calculation unit that calculates the beam of the ultrasonic probe, an ultrasonic phantom generation unit that generates a random scatterer as an object, the calculation result of the ultrasonic beam calculation unit and the ultrasonic phantom generation unit An RF signal calculation unit for calculating a reflected ultrasonic signal from the random scatterer group, a signal processing unit for processing the calculation result of the RF signal calculation unit and converting the RF signal into ultrasonic tomographic image data, An image forming unit that forms an ultrasonic tomographic image from the output of the acoustic wave signal processing unit and converts it into a video signal, an image display device that receives the output from the image forming unit and displays an ultrasonic tomographic image, and the image forming unit An image evaluation unit that performs various image analyzes and evaluations according to the calculation result of, a recording device that records the calculation results of the above units into a database, a parameter generation unit that outputs calculation parameters to the above units, and the parameter generation unit An input device for inputting calculation parameters and a central control unit for controlling the above respective units are configured.

【0008】[0008]

【作用】本発明は上記構成によって、医用超音波断層像
を装置内で合成し、合成された超音波断層像を評価でき
る。また本発明は超音波断層像の画質に影響を与える各
種のパラメータを変化させて画像を合成でき、画像を観
察あるいは評価しながら各種パラメータの最適値を決定
することができ、超音波診断装置の適切な設計指針を得
ることができる。
According to the present invention, with the above configuration, medical ultrasonic tomographic images can be combined in the apparatus and the combined ultrasonic tomographic images can be evaluated. Further, the present invention is capable of synthesizing an image by changing various parameters that affect the image quality of an ultrasonic tomographic image, and determining the optimum values of various parameters while observing or evaluating the image. It is possible to obtain appropriate design guidelines.

【0009】[0009]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明の第1の実施例における医用
画像評価装置の全体のブロック図である。図1におい
て、11は圧電振動子応答特性計算部、12は空間応答
計算部、13は超音波ビーム計算部、14は超音波ファ
ントム生成部、15はRF信号計算部、16は信号処理
部、17は画像形成部、18は画像評価部、19は画像
表示装置、20は記録装置、21はパラメータ生成部、
22は入力装置、23は出力装置、24は中央制御部で
ある。
FIG. 1 is an overall block diagram of a medical image evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 is a piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit, 12 is a spatial response calculation unit, 13 is an ultrasonic beam calculation unit, 14 is an ultrasonic phantom generation unit, 15 is an RF signal calculation unit, 16 is a signal processing unit, 17 is an image forming unit, 18 is an image evaluation unit, 19 is an image display device, 20 is a recording device, 21 is a parameter generation unit,
Reference numeral 22 is an input device, 23 is an output device, and 24 is a central control unit.

【0011】第2図は圧電振動子の応答特性計算に関す
る図で、図2(a)は圧電振動子を含む超音波探触子の
断面図、図2(b)は計算された圧電振動子応答特性を
示している。図2(a)において25はバッキング層、
26は圧電振動子、27は第1整合層、28は第2整合
層、29は音響レンズ、30は電極層、31は接着層、
32は音波放射面でり、また(b)において33は駆動
波形、34は応答波形である。
FIG. 2 is a diagram relating to the response characteristic calculation of the piezoelectric vibrator, FIG. 2 (a) is a sectional view of an ultrasonic probe including the piezoelectric vibrator, and FIG. 2 (b) is the calculated piezoelectric vibrator. The response characteristics are shown. In FIG. 2A, 25 is a backing layer,
26 is a piezoelectric vibrator, 27 is a first matching layer, 28 is a second matching layer, 29 is an acoustic lens, 30 is an electrode layer, 31 is an adhesive layer,
32 is a sound wave emitting surface, 33 is a drive waveform, and 34 is a response waveform in (b).

【0012】第3図は空間応答特性計算に関する図で、
図3(a)は空間応答特性計算の概念図、図3(b)は
計算された空間応答特性を示している。図3において3
2は音波放射面、35は伝搬媒質、36は観察点、37
は超音波伝搬経路、38は空間的応答特性を示してい
る。
FIG. 3 is a diagram relating to the calculation of spatial response characteristics.
FIG. 3A shows a conceptual diagram of spatial response characteristic calculation, and FIG. 3B shows the calculated spatial response characteristic. 3 in FIG.
2 is a sound wave emitting surface, 35 is a propagation medium, 36 is an observation point, 37
Indicates an ultrasonic wave propagation path, and 38 indicates a spatial response characteristic.

【0013】第4図は超音波ビーム計算の概念図であ
る。図4において26は圧電振動子、36は観察点、4
1は超音波振動子アレイ、42は遅延時間、43は加算
器、44は模擬的に表示した各圧電振動子の応答特性を
計算した伝搬経路、45は最終的に計算された観察点に
おける超音波ビーム波形を示している。
FIG. 4 is a conceptual diagram of ultrasonic beam calculation. In FIG. 4, 26 is a piezoelectric vibrator, 36 is an observation point, 4
Reference numeral 1 is an ultrasonic transducer array, 42 is a delay time, 43 is an adder, 44 is a propagation path for which the response characteristics of each simulated piezoelectric transducer are calculated, and 45 is the ultrasonic wave at the finally calculated observation point. The sonic beam waveform is shown.

【0014】以上のように構成された医用画像評価装置
についてその動作を説明する。まず、入力装置22から
振動子の形状、寸法、整合層特性、駆動波形等を入力す
る。入力されたパラメータはパラメータ生成部21を介
して圧電振動子応答特性計算部11に入力され圧電振動
子の振動形態が計算される。送信時に任意の駆動波形3
3が圧電振動子26両端の電極層30に印加された場合
の音波放射面32の振動波形と、受信時に音波放射面3
2にインパルス波形が入射した場合の電極層30での電
気的な応答特性を計算する。これらの圧電振動子の応答
特性は、メイソンの等価回路や有限要素法を用いて精度
よく計算することができる。また、計算された圧電振動
子の応答特性は図2(b)のようなもので、記録装置2
0内の圧電振動子応答特性データベースに記録される。
The operation of the medical image evaluation apparatus configured as described above will be described. First, the shape, size, matching layer characteristics, drive waveform, and the like of the vibrator are input from the input device 22. The input parameters are input to the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit 11 via the parameter generation unit 21 and the vibration mode of the piezoelectric vibrator is calculated. Arbitrary drive waveform 3 during transmission
3 is applied to the electrode layers 30 at both ends of the piezoelectric vibrator 26, the vibration waveform of the sound wave emitting surface 32 and the sound wave emitting surface 3 at the time of reception.
The electrical response characteristics of the electrode layer 30 when the impulse waveform is incident on 2 are calculated. The response characteristics of these piezoelectric vibrators can be accurately calculated using the Mason equivalent circuit or the finite element method. In addition, the calculated response characteristics of the piezoelectric vibrator are as shown in FIG.
It is recorded in the piezoelectric vibrator response characteristic database in 0.

【0015】次に入力装置22から減衰パラメータ等の
計算しようとする伝搬媒質の特性を入力する。パラメー
タはパラメータ生成部21を介して空間応答計算部12
に入力され超音波探触子アレイ41を構成する1個の圧
電振動子25(1素子)の音波放射面32の形状、寸
法、音響インピーダンス等を考慮して1素子の空間的な
応答特性が計算される。この計算の過程では伝搬媒質3
5の音響特性が取り入れられ、観察点36と音波放射面
32の間の超音波伝搬経路37の分布と、伝搬媒質35
の音響特性を考慮して音波放射面32上での面積分を実
行して1素子の空間的応答特性データが計算される。こ
れらの空間応答特性データは音響的均質媒質における一
種のインパルス応答であり、その波形は図3(b)のよ
うなものとなる。計算された空間的応答特性は記録装置
20内の空間応答データベースに記録される。
Next, the characteristics of the propagation medium to be calculated, such as attenuation parameters, are input from the input device 22. The parameters are sent via the parameter generation unit 21 to the spatial response calculation unit 12
Is input to the ultrasonic probe array 41, the spatial response characteristic of one element is considered in consideration of the shape, size, acoustic impedance, etc. of the sound wave emitting surface 32 of one piezoelectric vibrator 25 (one element). Calculated. In the process of this calculation, the propagation medium 3
5 is taken into account, and the distribution of the ultrasonic wave propagation path 37 between the observation point 36 and the sound wave emitting surface 32 and the propagation medium 35.
The spatial response characteristic data of one element is calculated by executing the area on the sound wave emitting surface 32 in consideration of the acoustic characteristic of 1. These spatial response characteristic data are a kind of impulse response in an acoustically homogeneous medium, and the waveform thereof is as shown in FIG. 3 (b). The calculated spatial response characteristic is recorded in the spatial response database in the recording device 20.

【0016】次に入力装置22から素子数、遅延特性な
どを入力し、入力されたパラメータはパラメータ生成部
21を介して超音波ビーム計算部13に入力され、前段
階で計算された空間応答と圧電振動子応答特性データか
ら超音波ビームデータが計算される。超音波アレイ41
の各圧電振動子26から観察点36までの伝搬経路44
に対応した圧電振動子応答特性が記録装置20内の圧電
振動子応答特性データベースから読み出され、各圧電振
動子26と観察点36の位置によって決まる遅延時間が
読み出された各圧電振動子応答特性データに加えられ、
その後全ての素子数分のデータを加算する。送信、受信
において素子数、遅延時間等の設定が異なるため送受信
について2種類のデータを計算し、これらの2種類のデ
ータの畳み込み積分により観察点36に至る往復の応答
特性が計算され、この計算されたデータに送受信時の圧
電振動子応答特性を畳み込むことで、観察点36におけ
る1点の往復の超音波ビーム波形を計算する。観察点3
6を計算対象空間内で移動させて計算を繰り返すことに
より、超音波ビーム全体のデータを得ることができる。
超音波ビームの形状を視覚的にとらえたい場合には、計
算された超音波ビーム波形のピーク値を2次元あるいは
3次元的に求め、出力装置23、あるいは画像表示装置
19に表示させるとよい。計算された超音波ビームデー
タは、記録装置20内の超音波ビームデータベースに記
録される。
Next, the number of elements, delay characteristics, etc. are input from the input device 22, and the input parameters are input to the ultrasonic beam calculation unit 13 via the parameter generation unit 21 and the spatial response calculated in the previous stage Ultrasonic beam data is calculated from the piezoelectric transducer response characteristic data. Ultrasonic array 41
Propagation path 44 from each piezoelectric vibrator 26 to the observation point 36
The piezoelectric vibrator response characteristic corresponding to the above is read from the piezoelectric vibrator response characteristic database in the recording device 20, and the delay time determined by the position of each piezoelectric vibrator 26 and the observation point 36 is read. Added to the characteristic data,
After that, data for all the elements is added. Since the settings of the number of elements and the delay time are different in transmission and reception, two types of data are calculated for transmission and reception, and the convolution integral of these two types of data is used to calculate the round trip response characteristics to the observation point 36. By convolving the piezoelectric transducer response characteristics at the time of transmission and reception with the obtained data, the ultrasonic beam waveform for one round trip at the observation point 36 is calculated. Observation point 3
By moving 6 in the calculation target space and repeating the calculation, data of the entire ultrasonic beam can be obtained.
When it is desired to visually grasp the shape of the ultrasonic beam, the calculated peak value of the ultrasonic beam waveform may be obtained two-dimensionally or three-dimensionally and displayed on the output device 23 or the image display device 19. The calculated ultrasonic beam data is recorded in the ultrasonic beam database in the recording device 20.

【0017】次に、入力装置22からファントムの寸
法、ランダム散乱体の密度、構造物の情報等を入力し、
入力されたパラメータはパラメータ生成部21を介して
超音波ファントム生成部14に入力される。超音波ファ
ントム生成部14では入力されたファントムの寸法の中
に入力された散乱体密度でランダム散乱体を分布させ
る。また構造物情報から構造物内部のランダム散乱体を
データから排除し、あるい構造物内部に新たに構造物散
乱体を分布させる。計算の過程で媒質の不均質性を考慮
するデータが計算される場合もある。計算された超音波
ファントムデータは記録装置20内の超音波ファントム
データベースに記録される。
Next, the size of the phantom, the density of the random scatterers, the information of the structure, etc. are inputted from the input device 22,
The input parameters are input to the ultrasonic phantom generator 14 via the parameter generator 21. The ultrasonic phantom generator 14 distributes random scatterers in the input scatterer density within the size of the input phantom. Also, random scatterers inside the structure are excluded from the data based on the structure information, or the structure scatterers are newly distributed inside the structure. Data that considers the inhomogeneity of the medium may be calculated during the calculation process. The calculated ultrasonic phantom data is recorded in the ultrasonic phantom database in the recording device 20.

【0018】次に、入力装置22からRF信号の計算に
必要な画像化範囲等のパラメータを入力し、入力された
パラメータはパラメータ生成部21を介してRF信号計
算部15に入力される。前段階で計算されデータベース
化されている超音波ファントムデータと超音波ビームデ
ータを記録装置20のそれぞれのデータベースから読み
とり、ランダム散乱体の位置情報、構造物散乱体の位置
情報などから伝搬時間を計算し、時間軸上のデータを重
ね合わせることによりRF信号データを計算し、この過
程を全ての散乱体と、RF信号の取り出し位置に関して
行うことにより入力された画像化領域を画像化するのに
必要なだけのRF信号データを計算する。計算されたR
F信号データは、記録装置20内のRF信号データベー
スに記録される。
Next, parameters such as an imaging range necessary for calculating the RF signal are input from the input device 22, and the input parameters are input to the RF signal calculation unit 15 via the parameter generation unit 21. The ultrasonic phantom data and the ultrasonic beam data calculated in the previous stage and stored in the database are read from the respective databases of the recording device 20, and the propagation time is calculated from the position information of the random scatterers and the position information of the structure scatterers. Then, RF signal data is calculated by superimposing the data on the time axis, and this process is performed for all scatterers and the extraction position of the RF signal, which is necessary to image the input imaging region. Calculate as much RF signal data as possible. Calculated R
The F signal data is recorded in the RF signal database in the recording device 20.

【0019】次に、入力装置22から、前段階で計算し
たRF信号の処理に必要なパラメータを入力する。入力
されたパラメータはパラメータ生成部21を介して信号
処理部16に入力され、ダイナミックレンジ、ノイズレ
ベル、各種フィルタ定数等の信号処理におけるパラメー
タが決定される。画像化に必要なRF信号は順次記録装
置20内のRF信号データベースから読み出され、処理
されて画像信号となる。計算された画像信号は記録装置
20内の画像信号データベースに記録される。記録装置
20内に記録された画像信号は、画像形成部17により
読み出され、ビデオ信号に変換され、画像表示装置19
に表示される。画像表示装置19では、入力装置22を
介して入力された各種の計算パラメータの中で、必要な
ものあるいはその全てを超音波断層像とともに表示する
ことができる。また記録装置20内の画像信号データは
画像評価部18によって読み出され、入力装置22を介
して入力された指示により、周波数分析、統計解析など
の各種の画像評価が行われる。画像評価の結果は画像形
成部17を介して画像表示装置19上に表示され、ある
いは記録装置20内の画像評価データベースに記録さ
れ、必要なときには出力装置23によって出力される。
Next, the parameters necessary for processing the RF signal calculated in the previous step are input from the input device 22. The input parameters are input to the signal processing unit 16 via the parameter generation unit 21, and parameters for signal processing such as dynamic range, noise level, various filter constants, etc. are determined. The RF signals required for imaging are sequentially read from the RF signal database in the recording device 20 and processed to become image signals. The calculated image signal is recorded in the image signal database in the recording device 20. The image signal recorded in the recording device 20 is read out by the image forming unit 17, converted into a video signal, and displayed on the image display device 19.
Is displayed in. The image display device 19 can display necessary or all of the various calculation parameters input via the input device 22 together with the ultrasonic tomographic image. The image signal data in the recording device 20 is read by the image evaluation unit 18, and various image evaluations such as frequency analysis and statistical analysis are performed according to an instruction input through the input device 22. The image evaluation result is displayed on the image display device 19 via the image forming unit 17, or recorded in the image evaluation database in the recording device 20, and output by the output device 23 when necessary.

【0020】これらの過程は中央制御装置24によって
総合的に制御される。計算の過程は上記のごとくシーケ
ンシャルなものでもよく、またあるいは各部に分散した
制御装置を設けて、記録装置20内のデータベースを介
してそれぞれの部分で干渉しない限り独立した過程を行
うことも可能である。また各種パラメータの入力は計算
過程の開始時点、計算途中などにその都度入力すること
も、あるいは記録装置20内のデータベースに一端入力
しておいて、データベースを読み出すことでパラメータ
を入力することもできる。なお、ここで示した実施例は
超音波リニア探触子を想定したものであるが、超音波コ
ンベックス探触子などの形式でも対応できることはいう
までもない。
These processes are comprehensively controlled by the central controller 24. The calculation process may be sequential as described above, or it is also possible to provide a distributed control device in each part and perform an independent process via a database in the recording device 20 as long as each part does not interfere. is there. The various parameters can be input each time the calculation process starts, during the calculation, or each time, or can be input to the database in the recording device 20 and read out the database to input the parameters. . In addition, although the embodiment shown here assumes an ultrasonic linear probe, it goes without saying that an ultrasonic convex probe or the like can be used.

【0021】以上のように本実施例によれば、超音波圧
電振動子の応答特性を計算する圧電振動子応答特性計算
部と、超音波の送受信を行なう超音波アレイを構成する
1個の圧電素子の形状から音場空間に対する1個の圧電
素子の空間的な応答を計算する空間応答計算部と、上記
圧電振動子応答特性計算部と上記空間応答計算部の計算
結果から超音波探触子のビームを計算する超音波ビーム
計算部と、被検体としてのランダム散乱体を発生する超
音波ファントム生成部と、上記超音波ビーム計算部と上
記超音波ファントム生成部の計算結果を受けてランダム
散乱体群からの反射超音波信号を計算するRF信号計算
部と、上記RF信号計算部の計算結果を処理してRF信
号を超音波断層像用データに変換する信号処理部と、上
記超音波信号処理部の計算結果から超音波断層像を形成
しビデオ信号に変換する画像形成部と、上記画像形成部
からの出力を受けて超音波断層像を表示する画像表示装
置と、上記画像形成部の計算結果を受け各種の画像解析
および評価を行なう画像評価部と、上記各部の出力を記
録しデータベース化する記録装置と、上記各部に計算パ
ラメータを出力するパラメータ生成部と、上記パラメー
タ生成部に計算パラメータを入力するための入力装置
と、上記各部の計算パラメータや画像評価結果を出力す
る出力装置と、上記各部を制御する中央制御部を設ける
ことにより、医用超音波断層像を装置内で合成し、合成
された超音波断層像を評価できる。
As described above, according to this embodiment, the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit for calculating the response characteristics of the ultrasonic piezoelectric vibrator and the single piezoelectric element forming the ultrasonic array for transmitting and receiving ultrasonic waves. An ultrasonic probe based on the spatial response calculation unit that calculates the spatial response of one piezoelectric element to the sound field space from the shape of the element, the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit, and the calculation results of the spatial response calculation unit. An ultrasonic beam calculation unit that calculates the beam of the, an ultrasonic phantom generation unit that generates a random scatterer as a subject, and a random scattering that receives the calculation results of the ultrasonic beam calculation unit and the ultrasonic phantom generation unit. An RF signal calculation unit that calculates a reflected ultrasonic signal from the body group, a signal processing unit that processes the calculation result of the RF signal calculation unit and converts the RF signal into ultrasonic tomographic image data, and the ultrasonic signal processing An image forming unit that forms an ultrasonic tomographic image from the calculation result of and converts it into a video signal, an image display device that displays an ultrasonic tomographic image by receiving an output from the image forming unit, and a calculation result of the image forming unit In response to this, an image evaluation unit for performing various image analyzes and evaluations, a recording device for recording the output of each of the above units and forming a database, a parameter generation unit for outputting calculation parameters to each of the above units, and calculation parameters for the parameter generation unit By providing an input device for inputting, an output device for outputting calculation parameters and image evaluation results of each of the above parts, and a central control unit for controlling each of the above parts, medical ultrasonic tomographic images are combined in the device, and combined. The obtained ultrasonic tomographic image can be evaluated.

【0022】また本発明は超音波断層像の画質に影響を
与える各種のパラメータを変化させて画像を合成でき、
画像を観察あるいは評価しながら各種パラメータの最適
値を決定することができ、超音波診断装置の適切な設計
指針を得ることができる。
Further, according to the present invention, images can be synthesized by changing various parameters which affect the image quality of the ultrasonic tomographic image,
Optimal values of various parameters can be determined while observing or evaluating an image, and appropriate design guidelines for the ultrasonic diagnostic apparatus can be obtained.

【0023】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図5は本発明の第2の実施例における空間
応答計算部のブロック図を示している。図5おいて51
は位置情報発生器、52は1素子表面メッシュ分割器、
53は振幅位相補正器、54は周波数依存減衰補正器、
55は積分器を示している。
FIG. 5 is a block diagram of the spatial response calculator in the second embodiment of the present invention. 51 in FIG.
Is a position information generator, 52 is a one-element surface mesh divider,
53 is an amplitude / phase corrector, 54 is a frequency dependent attenuation corrector,
Reference numeral 55 denotes an integrator.

【0025】図6は本発明の第2の実施例における1素
子の空間的応答特性計算対象空間の3次元メッシュ分割
の概念図である。図6において32は音波放射面、35
は伝搬媒質、36は超音波の伝搬経路、61は計算対象
空間を分割した3次元メッシュ、62はメッシュ点を示
している。
FIG. 6 is a conceptual diagram of the three-dimensional mesh division of the space for which the spatial response characteristic of one element is calculated in the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, 32 is a sound wave emitting surface, and 35
Is a propagation medium, 36 is a propagation path of ultrasonic waves, 61 is a three-dimensional mesh obtained by dividing the calculation target space, and 62 is a mesh point.

【0026】以上のような構成において、位置情報発生
器51はパラメータ生成部21からメッシュ間隔、計算
対象空間寸法等のパラメータを入力され、計算対象空間
を3次元のメッシュ61に分割し、各メッシュ点62を
計算点としてメッシュ点62の3次元の離散位置情報を
1素子表面メッシュ分割器52に順次出力する。1素子
表面メッシュ分割器52では、空間応答を計算するため
に必要な音波放射面32上の面積分を実行するための1
素子の音波放射面32を2次元メッシュに分割する。こ
の際空間応答計算点である3次元メッシュ61のメッシ
ュ点62の位置と、互いに隣あう音波放射面32上の2
次元メッシュのメッシュ点を結ぶ伝搬経路の経路差が使
用する超音波の波長にの1/10以下になるよう音波放
射面32上の2次元メッシュのメッシュ幅、分割数が決
定され振幅位相補正器53に各2次元メッシュの位置情
報が出力される。振幅位相補正器53では音波放射面3
2上の2次元メッシュ点から空間応答計算点である3次
元メッシュ点62までの伝搬経路長に起因する距離減衰
と位相シフトを補正する。周波数依存減衰補正器54で
は伝搬媒質35の音響特性としての周波数依存伝搬減衰
に起因する空間応答特性の位相シフトと振幅変化を補正
し、音波放射面32上での面積分のための被積分関数が
計算され、積分器55に出力される。積分器55では1
素子表面メッシュ分割器52から2次元メッシュの分割
数等のパラメータと、周波数依存減衰補正器54からの
被積分関数出力を受け分割数に起因する重みを被積分関
数に加えながら空間的応答特性の計算を実行する。
In the configuration as described above, the position information generator 51 receives parameters such as mesh intervals and calculation target space dimensions from the parameter generation unit 21, divides the calculation target space into a three-dimensional mesh 61, and divides each mesh. The three-dimensional discrete position information of the mesh points 62 is sequentially output to the one-element surface mesh divider 52 with the points 62 as calculation points. In the 1-element surface mesh divider 52, the 1-element surface mesh divider 52 is used to execute the area on the sound wave emitting surface 32 necessary for calculating the spatial response.
The sound wave emitting surface 32 of the element is divided into a two-dimensional mesh. At this time, the positions of the mesh points 62 of the three-dimensional mesh 61, which are the spatial response calculation points, and the two points on the sound wave emitting surfaces 32 adjacent to each other.
The amplitude and phase corrector is determined by determining the mesh width and the division number of the two-dimensional mesh on the sound wave emitting surface 32 so that the path difference of the propagation path connecting the mesh points of the three-dimensional mesh becomes 1/10 or less of the wavelength of the ultrasonic wave used. The position information of each two-dimensional mesh is output to 53. In the amplitude / phase corrector 53, the sound wave emitting surface 3
The distance attenuation and the phase shift due to the propagation path length from the two-dimensional mesh point on 2 to the three-dimensional mesh point 62 which is the spatial response calculation point are corrected. The frequency dependent attenuation compensator 54 corrects the phase shift and the amplitude change of the spatial response characteristic due to the frequency dependent propagation attenuation as the acoustic characteristic of the propagation medium 35, and the integrand for the area on the sound wave emitting surface 32. Is calculated and output to the integrator 55. 1 for integrator 55
Parameters such as the number of divisions of the two-dimensional mesh from the element surface mesh divider 52 and the output of the integrand from the frequency-dependent attenuation corrector 54 are added to the integrand by adding weights resulting from the number of divisions to the spatial response characteristic. Perform the calculation.

【0027】この場合の空間応答計算のための3次元メ
ッシュ61のメッシュ間隔は深さ方向、スキャン方向、
スライス方向いずれも独立に設定することが可能である
が、スキャン方向に関しては、計算しようとする超音波
探触子の圧電振動子素子のスキャン方向ピッチと同じ間
隔、あるいはその整数分の1に設定すると後の超音波ビ
ーム計算等に都合がよい。また深さ方向、スライス方向
に関しては計算される空間応答の波形変化が隣合うメッ
シュで大きく変化しない程度の間隔で設定すればよい。
なお、ここに示した実施例は超音波リニア探触子の場合
の実施例であり、3次元メッシュ61はxyz座標方式
で分割してあるが、超音波コンベックス探触子などの場
合にはrθz座標方式で分割すれば同様な計算が可能と
なる。
In this case, the mesh interval of the three-dimensional mesh 61 for the spatial response calculation is the depth direction, the scanning direction,
It is possible to set each slice direction independently, but with regard to the scan direction, set it to the same interval as the scan direction pitch of the piezoelectric transducer element of the ultrasonic probe to be calculated, or to its integer fraction. This is convenient for later ultrasonic beam calculation and the like. Further, the depth direction and the slice direction may be set at intervals such that the change in the waveform of the calculated spatial response does not change significantly between adjacent meshes.
Note that the embodiment shown here is an embodiment in the case of an ultrasonic linear probe, and the three-dimensional mesh 61 is divided by the xyz coordinate system, but in the case of an ultrasonic convex probe or the like, rθz The same calculation can be performed by dividing by the coordinate system.

【0028】以上のように本実施例によれば、空間応答
計算部が、音場空間を3次元メッシュに分割して離散位
置情報を発生する位置情報発生器と、1素子の音波放射
面を2次元メッシュに分割して面積分の情報を発生する
1素子表面メッシュ分割器と、上記位置情報発生器と上
記1素子表面メッシュ分割器の出力を受けて伝搬経路長
から空間応答の位相と振幅を補正する振幅位相補正器
と、上記振幅位相補正器の出力を受け周波数依存減衰パ
ラメータから伝搬減衰値を計算する周波数依存減衰補正
器と、上記位置情報発生器と上記1素子表面メッシュ分
割器と上記周波数依存減衰補正器の出力から空間応答を
計算し出力する積分器で構成されることにより、1素子
の音波放射面の形状等のパラメータから伝搬媒質の周波
数依存減衰を考慮した空間応答特性を得ることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, the spatial response calculation unit divides the sound field space into a three-dimensional mesh to generate a discrete position information, and a sound wave emitting surface of one element. A one-element surface mesh divider that divides into a two-dimensional mesh and generates information for the area, and the phase and amplitude of the spatial response from the propagation path length by receiving the outputs of the position information generator and the one-element surface mesh divider. An amplitude / phase corrector that corrects the frequency, a frequency-dependent attenuation corrector that receives the output of the amplitude-phase corrector and calculates a propagation attenuation value from a frequency-dependent attenuation parameter, the position information generator, and the one-element surface mesh divider. By constructing an integrator that calculates and outputs the spatial response from the output of the frequency-dependent attenuation corrector, the frequency-dependent attenuation of the propagation medium is considered from the parameters such as the shape of the sound radiation surface of one element. It is possible to obtain the spatial response characteristic.

【0029】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図7は本発明の第3の実施例における超音
波ビーム計算部のブロック図を示している。図7おいて
71は記録装置20内の空間応答特性データベース、7
2は位置情報発生器、73は空間応答選択器、74は重
み発生器、75は乗算器、76は遅延時間制御器、77
は可変遅延器、78は加算器、79はデータライン、8
0は畳み込み積分器を示している。
FIG. 7 shows a block diagram of an ultrasonic beam calculator in the third embodiment of the present invention. In FIG. 7, 71 is a spatial response characteristic database in the recording device 20, 7
2 is a position information generator, 73 is a spatial response selector, 74 is a weight generator, 75 is a multiplier, 76 is a delay time controller, 77
Is a variable delay device, 78 is an adder, 79 is a data line, 8
0 indicates a convolutional integrator.

【0031】以上のような構成において、位置情報発生
器72はパラメータ生成部21から音場計算用メッシュ
間隔、計算対象空間寸法等のパラメータを入力され、計
算対象音場空間を3次元のメッシュに分割し各メッシュ
点を計算対象点としてメッシュ点の離散的位置情報を順
次出力する。空間応答選択器73は、パラメータ生成部
21から超音波探触子の素子数をパラメータとして受取
り、また位置情報発生器72からメッシュ点の位置情報
を入力され計算に必要な空間応答特性を必要な数だけ選
択する。選択された空間応答特性は記録装置20内の空
間応答特性データベース71からデータライン79を介
して読み出される。重み発生器74では位置情報発生器
72からの計算対象メッシュ点の位置情報と、パラメー
タ生成部21からの重みに関する情報から各素子に対し
て付加される重み値が計算され、データライン79上の
乗算器75に出力され、乗算器75によってデータライ
ン79上の空間応答特性データに重みが付加される。遅
延時間制御器76は位置情報発生器72からの計算対象
メッシュ点の位置情報と、パラメータ生成部21からの
遅延特性情報から各素子に対する遅延時間が計算され、
データライン79上の可変遅延器77に出力され、各デ
ータライン79上の空間応答特性データに遅延時間が与
えられる。その後各データライン79上の空間応答特性
データは加算器78によって加算され片道の1アパーチ
ャー分の空間応答特性が計算される。重み発生器74、
乗算器75、遅延時間制御器76、可変遅延器77、加
算器78、データライン79は2系統あり、それぞれが
送信時、受信時における1アパーチャーに対する片道の
空間応答特性を計算する。畳み込み積分器80は受信時
計算用の加算器出力と送信時計算用の加算器出力と記録
装置20内の圧電振動子応答特性データベースから出力
された圧電振動子応答特性データとを畳み込み計算し、
送受信往復の超音波ビームデータを出力する。
In the above-mentioned configuration, the position information generator 72 receives parameters such as the sound field calculation mesh interval and the calculation target space size from the parameter generation unit 21, and makes the calculation target sound field space into a three-dimensional mesh. Divided and using each mesh point as a calculation target point, the discrete position information of the mesh points is sequentially output. The spatial response selector 73 receives the number of elements of the ultrasonic probe as a parameter from the parameter generation unit 21, receives the positional information of the mesh points from the positional information generator 72, and needs the spatial response characteristic necessary for the calculation. Select only the number. The selected spatial response characteristic is read from the spatial response characteristic database 71 in the recording device 20 via the data line 79. The weight generator 74 calculates the weight value added to each element from the position information of the mesh point to be calculated from the position information generator 72 and the information about the weight from the parameter generation unit 21, and the weight value on the data line 79 is calculated. It is output to the multiplier 75, and the multiplier 75 adds weight to the spatial response characteristic data on the data line 79. The delay time controller 76 calculates the delay time for each element from the position information of the mesh point to be calculated from the position information generator 72 and the delay characteristic information from the parameter generation unit 21,
It is output to the variable delay unit 77 on the data line 79, and the delay time is given to the spatial response characteristic data on each data line 79. Thereafter, the spatial response characteristic data on each data line 79 are added by the adder 78 to calculate the spatial response characteristic for one aperture of one way. Weight generator 74,
There are two systems of the multiplier 75, the delay time controller 76, the variable delay unit 77, the adder 78, and the data line 79, and each calculates the one-way spatial response characteristic for one aperture during transmission and reception. The convolutional integrator 80 performs convolutional calculation of the adder output for reception calculation, the adder output for transmission calculation, and the piezoelectric vibrator response characteristic data output from the piezoelectric vibrator response characteristic database in the recording device 20,
It outputs ultrasonic beam data for round trip transmission and reception.

【0032】この場合の超音波ビームデータ計算のため
の3次元メッシュのメッシュ間隔は深さ方向、スキャン
方向、スライス方向とも計算の基本データである空間応
答特性データ計算時のピッチと同じ間隔、あるいはその
整数倍に設定すると都合がよい。また遅延時間制御器7
6内に遅延時間誤差を発生できるようにすることで、遅
延時間精度と超音波ビーム形状の変化を考慮した超音波
ビームの計算をすることができる。
In this case, the mesh interval of the three-dimensional mesh for calculating the ultrasonic beam data is the same as the pitch at the time of calculating the spatial response characteristic data, which is the basic data for calculation, in the depth direction, the scan direction and the slice direction, or It is convenient to set it to an integer multiple. Also, the delay time controller 7
By allowing the delay time error to occur within 6, it is possible to calculate the ultrasonic beam in consideration of the delay time accuracy and the change of the ultrasonic beam shape.

【0033】以上のように本実施例によれば、超音波ビ
ーム計算部が、音場空間を3次元メッシュに分割して離
散位置情報を発生する位置情報発生器と、上記位置情報
発生器の出力を受け記録装置内の空間応答のデータベー
スから空間応答データを設定された素子数だけ選択する
空間応答選択器と、上記位置情報発生器の出力と、上記
空間応答選択器の出力を受け選択された各空間応答に重
みを加える重み発生器と、上記位置情報発生器と上記重
み発生器の出力を受け各素子データに対する遅延時間を
与える遅延時間制御器と、上記遅延時間制御器の出力を
受け各素子データを加算して往路、あるいは復路の超音
波ビームデータを出力する加算器で構成され、上記重み
発生器、上記遅延時間制御器および上記加算器をそれぞ
れ送信用、受信用の2系統有し、上記各加算器の出力
と、圧電振動子応答特性計算部の出力を畳み込んで往復
の超音波ビームデータを出力する畳み込み積分器出構成
されることにより、実際の超音波診断装置により近い超
音波ビームの計算が実行でき、後のRF信号計算、画像
表示のための基礎データを生成できるとともに、超音波
ビームの質を決定する各種のパラメータとビーム形状の
関係を明らかにして、超音波診断装置の最適設計の指針
を引き出すことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the ultrasonic beam calculation unit divides the sound field space into three-dimensional meshes to generate discrete position information, and the position information generator. It receives the output and selects from the spatial response database in the recording device the spatial response selector that selects the spatial response data by the set number of elements, the output of the position information generator, and the output of the spatial response selector. A weight generator that adds weight to each spatial response, a delay time controller that receives the output of the position information generator and the weight generator and gives a delay time for each element data, and an output of the delay time controller It is composed of an adder that adds each element data and outputs ultrasonic beam data of the forward path or the backward path. The weight generator, the delay time controller and the adder are respectively for transmission and reception. It has two systems, and the output of each adder and the output of the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit are convoluted to output the reciprocal ultrasonic beam data. Ultrasonic beam calculation closer to the device can be performed, basic data for later RF signal calculation and image display can be generated, and the relationship between various parameters that determine the quality of the ultrasonic beam and the beam shape is clarified. Therefore, it becomes possible to derive a guideline for optimum design of the ultrasonic diagnostic apparatus.

【0034】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】図8は本発明の第4の実施例におけるRF
信号計算部のブロック図を示している。図8において、
81は位置情報発生器、82は超音波ビーム選択器、8
3は記録装置20内の超音波ビームデータベース、84
はファントムデータ選択器、85は記録装置20内のフ
ァントムデータベース、86は振幅補正器、87は散乱
体位置発生器、88は伝搬時間発生器、89は記録装置
20内のRF信号データベース、90はRF信号選択
部、91は加算器である。
FIG. 8 shows the RF in the fourth embodiment of the present invention.
The block diagram of a signal calculation part is shown. In FIG.
81 is a position information generator, 82 is an ultrasonic beam selector, 8
3 is an ultrasonic beam database in the recording device 20, 84
Is a phantom data selector, 85 is a phantom database in the recording device 20, 86 is an amplitude corrector, 87 is a scatterer position generator, 88 is a propagation time generator, 89 is an RF signal database in the recording device 20, and 90 is The RF signal selection unit, 91 is an adder.

【0036】以上のような構成において、位置情報発生
器81は、入力装置22からメッシュ間隔、計算対象空
間寸法等のパラメータをパラメータ生成器21を介して
入力されファントム空間を3次元メッシュに分割し、各
メッシュ点の離散的位置情報を順次出力する。超音波ビ
ーム選択器82は、計算点であるメッシュ点に適合する
位置の超音波ビームデータを超音波ビームデータベース
83から選択し振幅補正器86に出力する。またファン
トムデータ選択器84は位置情報発生器81の出力を受
け、ファントムデータベース85から計算対象メッシュ
点付近のランダム散乱体データ、あるいは構造物散乱体
データを選択し散乱体位置発生器87に出力する。散乱
体位置発生器87は個々の散乱体の位置情報を解読して
振幅補正器86と伝搬時間発生器88に出力する。振幅
補正器86は計算対象メッシュ点と散乱体の位置のずれ
を換算し、位置のずれに対応した振幅の補正と散乱体の
反射率に起因した振幅の補正を超音波ビームデータに施
す。振幅補正された超音波ビームデータは伝搬時間発生
器88に出力され、散乱体位置発生器87の出力よりR
F信号の取り出し位置から散乱体までの往復の伝搬時間
が計算され、超音波ビームデータの伝搬時間が補正され
加算器91に出力される。RF信号選択器90では位置
情報発生器81から散乱体が影響するRF信号の取り出
し位置が計算され、対応するRF信号がRF信号データ
ベース89から選択され加算器91に読み出され、加算
器91において補正された超音波ビームデータと加算さ
れ再びRF信号データベース89に出力される。
In the above configuration, the position information generator 81 receives parameters such as mesh intervals and calculation target space size from the input device 22 via the parameter generator 21 and divides the phantom space into a three-dimensional mesh. , The discrete position information of each mesh point is sequentially output. The ultrasonic beam selector 82 selects, from the ultrasonic beam database 83, ultrasonic beam data at a position that matches a mesh point that is a calculation point, and outputs it to the amplitude corrector 86. The phantom data selector 84 receives the output of the position information generator 81, selects random scatterer data or structure scatterer data in the vicinity of the mesh point to be calculated from the phantom database 85, and outputs it to the scatterer position generator 87. . The scatterer position generator 87 decodes the position information of each scatterer and outputs it to the amplitude corrector 86 and the propagation time generator 88. The amplitude corrector 86 converts the displacement of the calculation target mesh point and the position of the scatterer, and applies the amplitude correction corresponding to the displacement of the position and the amplitude due to the reflectance of the scatterer to the ultrasonic beam data. The amplitude-corrected ultrasonic beam data is output to the propagation time generator 88, and R is output from the scatterer position generator 87.
The round-trip propagation time from the F signal extraction position to the scatterer is calculated, and the propagation time of the ultrasonic beam data is corrected and output to the adder 91. In the RF signal selector 90, the extraction position of the RF signal affected by the scatterer is calculated from the position information generator 81, the corresponding RF signal is selected from the RF signal database 89, read out to the adder 91, and in the adder 91. It is added to the corrected ultrasonic beam data and output again to the RF signal database 89.

【0037】この場合のRF信号データ計算のためのフ
ァントムの3次元メッシュのメッシュ間隔は深さ方向、
スキャン方向、スライス方向とも計算の基本データであ
る超音波ビームデータ計算時のピッチと同じ間隔、ある
いはその整数倍に設定すると都合がよい。また振幅補正
器86における振幅補正は隣接するファントムの3次元
メッシュに対応した超音波ビームデータから補正用の係
数をあらかじめ計算しておけばよく、係数はスプライン
関数などを利用して求めれば、精度よく補正をすること
ができる。
In this case, the mesh interval of the three-dimensional mesh of the phantom for RF signal data calculation is the depth direction,
It is convenient to set both the scanning direction and the slice direction to the same interval as the pitch at the time of calculating the ultrasonic beam data, which is the basic data for calculation, or an integral multiple thereof. In addition, the amplitude correction in the amplitude corrector 86 may be performed by previously calculating a correction coefficient from the ultrasonic beam data corresponding to the three-dimensional mesh of the adjacent phantoms. If the coefficient is obtained by using a spline function or the like, the accuracy can be improved. It can be corrected well.

【0038】以上のように本実施例によれば、RF信号
計算部が、ファントム空間を3次元メッシュに分割して
離散位置情報を発生する位置情報発生器と、上記位置情
報発生器の出力を受け記録装置内の超音波ビームデータ
ベースから超音波ビームデータを選択する超音波ビーム
選択器と、上記位置情報発生器からの出力を受け記録装
置内のファントムデータベースから計算対象3次元メッ
シュに対応したファントムの部分データを選択するファ
ントムデータ選択器と、上記ファントムデータ選択器に
より選択されたファントムデータを各ランダム散乱体の
3次元の位置情報に変換する散乱体位置発生器と、上記
散乱体位置発生器の出力を受け、上記超音波ビームデー
タ選択器により選択された超音波ビームデータの振幅を
補正する振幅補正器と、上記散乱体位置発生器の出力と
上記振幅補正器の出力を受け、送受信の伝搬時間を求め
超音波ビームデータに遅延時間を与える伝搬時間発生器
と、記録装置内のRF信号データベースのRF信号デー
タを選択するRF信号選択器と、上記RF信号選択器の
選択したRFデータに上記伝搬時間発生器の出力を加算
する加算器とで構成されることにより、全ての散乱体デ
ータに関して超音波ビーム特性を計算することなく、離
散的に計算した超音波ビームデータから精度よく、かつ
高速にRF信号データを計算し、画像表示のための基礎
データを得ることができる。
As described above, according to this embodiment, the RF signal calculator divides the phantom space into a three-dimensional mesh to generate discrete position information, and the output of the position information generator. An ultrasonic beam selector for selecting ultrasonic beam data from an ultrasonic beam database in the receiving and recording device, and a phantom corresponding to a three-dimensional mesh to be calculated from a phantom database in the recording device which receives the output from the position information generator. Data selector for selecting partial data of the above, a scatterer position generator for converting the phantom data selected by the phantom data selector into three-dimensional position information of each random scatterer, and the scatterer position generator Amplitude correction for correcting the amplitude of the ultrasonic beam data selected by the ultrasonic beam data selector And a propagation time generator that receives the output of the scatterer position generator and the output of the amplitude corrector, obtains the propagation time of transmission and reception and gives a delay time to the ultrasonic beam data, and RF of the RF signal database in the recording device. By using an RF signal selector for selecting signal data and an adder for adding the output of the propagation time generator to the RF data selected by the RF signal selector, ultrasonic waves are obtained for all scatterer data. The RF signal data can be calculated accurately and at high speed from the ultrasonic beam data calculated discretely without calculating the beam characteristics, and the basic data for image display can be obtained.

【0039】(実施例5)以下、本発明の第5の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 5) A fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】図9は本発明の第5の実施例の超音波ファ
ントム生成部のブロック図を示している。図9において
92はランダム散乱体位置発生器、93は構造物内散乱
体除去器、94は並び代え器、95はデータ圧縮器、9
6は構造物内散乱体発生器、97は並び代え器、98は
データ圧縮器である。
FIG. 9 shows a block diagram of an ultrasonic phantom generator of the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 9, 92 is a random scatterer position generator, 93 is a scatterer remover in a structure, 94 is a rearranger, 95 is a data compressor, 9
6 is a scatterer generator in the structure, 97 is a rearranger, and 98 is a data compressor.

【0041】図10は本発明の第5の実施例における超
音波ファントム生成部によって生成された超音波ファン
トムの説明図である。図10において101は超音波フ
ァントム、102はファントムを分割するファントム3
次元メッシュ、103は構造物としての円筒構造、10
4は構造物としてのストリングを示している。
FIG. 10 is an explanatory diagram of an ultrasonic phantom generated by the ultrasonic phantom generating section in the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 10, 101 is an ultrasonic phantom, and 102 is a phantom 3 for dividing the phantom.
Dimensional mesh, 103 is a cylindrical structure as a structure, 10
4 has shown the string as a structure.

【0042】以上のような構成において、ランダム散乱
体位置発生器92は入力装置22から入力されたファン
トムの寸法、散乱体密度等のパラメータをパラメータ生
成部21を介して入力され、設定されたファントム寸法
の内部のランダム散乱体の位置情報を発生する。発生し
たランダム散乱体位置データは構造物内散乱体除去器9
3に出力される。構造物内散乱体除去器93は入力装置
22から入力され、パラメータ生成部21を介して入力
されたファントム内の構造物情報に基づき、構造物内に
存在するランダム散乱体を除去する。除去されなかった
ランダム散乱体データは並び代え器94に入力される。
並び代え器94には入力装置22から入力されたファン
トムの3次元メッシュのメッシュ間隔等のパラメータが
パラメータ生成部21を介して入力され、入力されたラ
ンダム散乱体位置データを後の計算過程が簡略化できる
ように各3次元メッシュに割当て、メッシュの順番に並
び代える。この場合に超音波の反射体であるランダム散
乱体の密度は、後のRF信号計算過程で通常の生体組織
の超音波断層像に見られるようなスペックルパターンを
十分に生成できるように、超音波の送信パルス内に10
個以上存在するように設定することが望ましい。全ての
ランダム散乱体に関して位置情報を記録するのにはかな
り大きな記録容量が必要となるため、データ圧縮器95
を介してランダム散乱体位置情報をコード化して圧縮し
記録容量の節約を図っている。
In the configuration as described above, the random scatterer position generator 92 receives parameters such as the size of the phantom and the scatterer density input from the input device 22 through the parameter generation unit 21, and sets the phantom. Generate position information for random scatterers within the dimension. The generated random scatterer position data is the scatterer remover 9 in the structure.
3 is output. The intra-structure scatterer remover 93 removes random scatterers existing in the structure based on the structure information in the phantom input from the input device 22 and input through the parameter generation unit 21. The random scatterer data that has not been removed is input to the rearranger 94.
Parameters such as the mesh spacing of the three-dimensional mesh of the phantom input from the input device 22 are input to the rearranger 94 via the parameter generation unit 21, and the input random scatterer position data is simplified in the subsequent calculation process. It is assigned to each three-dimensional mesh and rearranged in the order of the mesh so that it can be realized. In this case, the density of the random scatterer, which is a reflector of ultrasonic waves, is set so that the speckle pattern as seen in a normal ultrasonic tomographic image of biological tissue can be sufficiently generated in the subsequent RF signal calculation process. 10 in the transmission pulse of the sound wave
It is desirable to set so that there are more than one. Since a considerably large recording capacity is required to record the position information for all the random scatterers, the data compressor 95
Random scatterer position information is coded via the and compressed to save the recording capacity.

【0043】また一方で構造物内散乱体発生器96に
は、入力装置22から入力されたファントム内部の構造
物に関する情報がパラメータ生成部21を介して入力さ
れ、散乱体内部に周囲のランダム散乱体とは特性の異な
る散乱体を分布させるために散乱体位置情報を発生させ
る。ここで生成される構造物内部の散乱体位置情報は例
えば図10の円筒構造103の内部の周囲のランダム散
乱体とは異なる反射率を持つ散乱体群であり、またある
いはストリング104のような場合は散乱体が密に直線
上に配置されたようなものである。構造物内散乱体発生
器96で発生した散乱体位置情報は、先のランダム散乱
体の場合と同様に並び代え器97により各3次元メッシ
ュに割当てられ、メッシュの順番に並び代えられ、デー
タ圧縮器98によりコード化されて記録装置内のファン
トムデータベースに記録される。以上のように本実施例
によれば、超音波ファントム生成部が、ランダム散乱体
をファントムの寸法内に分布させるランダム散乱体位置
発生器と、上記ランダム散乱体位置発生器の出力を受け
内容構造物内のランダム散乱体データを消去する構造物
内散乱体除去器と、ファントムを3次元メッシュに分割
しランダム散乱体データをメッシュ構造に対応して順番
に並び代えるデータ並び代え器と、上記構造物内散乱体
除去器の出力を受け、ランダム散乱体位置データをコー
ド化して圧縮し記録装置内のランダム散乱体ファントム
データベースに出力するデータ圧縮器と、構造物内に新
たに他種の散乱体を配置する構造物内散乱体発生器と、
ファントムを3次元メッシュに分割し構造物散乱体デー
タをメッシュ構造に対応して順番に並び代えるデータ並
び代え器と上記構造物内散乱体発生器の出力を受け構造
物内散乱体位置データをコード化して圧縮し記録装置内
の構造物内散乱体データベースに出力するデータ圧縮器
とを設けることによりランダム散乱体群の内部にある程
度の構造物を有するような、実際の超音波ファントムを
模擬したファントムデータを生成することができる。
On the other hand, the intra-structure scatterer generator 96 is supplied with the information about the structure inside the phantom, which is input from the input device 22, through the parameter generation unit 21, and the random scattering of the surroundings inside the scatterer. Scatterer position information is generated in order to distribute scatterers having different characteristics from the body. The scatterer position information inside the structure generated here is, for example, a scatterer group having a reflectance different from that of the random scatterers around the inside of the cylindrical structure 103 in FIG. Is like scatterers densely arranged on a straight line. The scatterer position information generated by the in-structure scatterer generator 96 is assigned to each three-dimensional mesh by the rearrangement unit 97 in the same manner as in the case of the random scatterers described above, rearranged in mesh order, and data compression is performed. It is encoded by the device 98 and recorded in the phantom database in the recording device. As described above, according to the present embodiment, the ultrasonic phantom generation unit receives the output of the random scatterer position generator that distributes the random scatterer within the size of the phantom, and receives the output of the random scatterer position generator. An intra-structure scatterer remover for erasing random scatterer data in an object; a data rearranger for dividing a phantom into a three-dimensional mesh and rearranging random scatterer data in order corresponding to a mesh structure; A data compressor that receives the output of the intra-body scatterer remover, encodes and compresses the random scatterer position data and outputs it to the random scatterer phantom database in the recording device, and a new scatterer of another type in the structure. A scatterer generator in the structure where
A data rearranger that divides the phantom into a three-dimensional mesh and rearranges the structure scatterer data in order corresponding to the mesh structure, and receives the output of the above-mentioned structure scatterer generator and codes the structure scatterer position data. A phantom simulating an actual ultrasonic phantom having a certain amount of structures inside a random scatterer group by providing a data compressor that converts the data into a structure scatterer database in the recording device and outputs the data. Data can be generated.

【0044】(実施例6)以下、本発明の第6の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Sixth Embodiment) A sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】図11はは本発明の第6の実施例の超音波
ファントム生成部のブロック図を示している。図11に
おいて92はランダム散乱体位置発生器、93は構造物
内散乱体除去器、94は並び代え器、95はデータ圧縮
器、96は構造物内散乱体発生器、97は並び代え器、
98はデータ圧縮器、111は構造物減衰補正データ発
生器、112はデータ圧縮器を示している。
FIG. 11 is a block diagram of an ultrasonic phantom generator of the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 11, 92 is a random scatterer position generator, 93 is a scatterer remover in structure, 94 is a rearranger, 95 is a data compressor, 96 is a scatterer in structure, 97 is a rearranger,
Reference numeral 98 is a data compressor, 111 is a structure attenuation correction data generator, and 112 is a data compressor.

【0046】図12は 構造物内の減衰補正用データ生
成の概念図である。12図において121はRF信号の
取り出し位置、122は計算対象ファントムメッシュ
点、123は構造物としての円筒構造、124はメッシ
ュ点とRF信号の取り出し位置を結ぶ伝搬経路、125
は減衰補正データを与える伝搬経路長、126はファン
トムを示している。
FIG. 12 is a conceptual diagram of generation of attenuation correction data in a structure. In FIG. 12, 121 is an RF signal extraction position, 122 is a calculation target phantom mesh point, 123 is a cylindrical structure as a structure, 124 is a propagation path connecting the mesh point and the RF signal extraction position, 125
Indicates a propagation path length that gives attenuation correction data, and 126 indicates a phantom.

【0047】以上のような構成において、ランダム散乱
体位置発生器92、構造物内散乱体除去器93、並び代
え器94、データ圧縮器95、構造物内散乱体発生器9
6、並び代え器97、データ圧縮器98は上記の第5の
実施例と同様に作用し、それぞれの散乱体情報を記録装
置20内のファントムデータベースに出力する。
In the above structure, the random scatterer position generator 92, the intra-structure scatterer remover 93, the rearranger 94, the data compressor 95, the intra-structure scatterer generator 9 are arranged.
6, the rearranger 97, and the data compressor 98 operate in the same manner as in the fifth embodiment, and output the respective scatterer information to the phantom database in the recording device 20.

【0048】一方、構造物減衰補正データ発生器111
は、入力装置22から構造物内部の伝搬減衰情報、RF
信号の取り出し位置、ファントム3次元メッシュ間隔等
のパラメータを、パラメータ生成部21を介して入力さ
れ、計算の対象となるRFの取り出し位置とメッシュ点
の全ての組み合わせについて構造物内部の減衰特性が周
囲の媒質と異なることに起因する伝搬減衰量のズレに対
する補正データを計算する。
On the other hand, the structure attenuation correction data generator 111
Is the propagation attenuation information, RF inside the structure from the input device 22.
Parameters such as the signal extraction position and the phantom three-dimensional mesh interval are input via the parameter generation unit 21, and the attenuation characteristics inside the structure are the same for all combinations of the RF extraction position and the mesh points to be calculated. The correction data for the deviation of the propagation attenuation due to the difference from the medium of is calculated.

【0049】減衰補正量の計算過程は、まず計算対象と
なるファントム3次元メッシュ点122とRF信号の取
り出し位置121を結ぶ伝搬経路124を想定し、伝搬
経路124が例えばファントム126の周囲媒質とは異
なる伝搬減衰特性を与えられた円筒構造123のと交わ
れば、円筒構造123を伝搬経路124が通過する距離
125に対応した減衰補正量を与えるものとして、円筒
構造123内部の伝搬減衰係数と伝搬経路長125の積
の形で減衰補正データが計算される。
In the calculation process of the attenuation correction amount, first, a propagation path 124 connecting the phantom three-dimensional mesh point 122 to be calculated and the RF signal extraction position 121 is assumed, and the propagation path 124 is, for example, the surrounding medium of the phantom 126. If it intersects with the cylindrical structure 123 given different propagation attenuation characteristics, it is assumed that the attenuation correction amount corresponding to the distance 125 that the propagation path 124 passes through the cylindrical structure 123 is given, and the propagation attenuation coefficient inside the cylindrical structure 123 and the propagation Attenuation correction data is calculated in the form of a product of path length 125.

【0050】計算された減衰補正データは、後のRF信
号計算に影響する全てのRF信号の取り出し位置121
と計算対象メッシュ点122の組み合わせについて計算
されるため、データ圧縮器112を介してコード化して
圧縮し、記録容量の低減化を行う。ここで計算される減
衰補正量は生体組織の減衰特性を考慮して周波数に依存
するものである。
The calculated attenuation correction data is used as the extraction position 121 for all RF signals that affect the subsequent RF signal calculation.
Since the calculation is performed for a combination of the calculation target mesh points 122, the data is compressed and encoded through the data compressor 112 to reduce the recording capacity. The attenuation correction amount calculated here depends on the frequency in consideration of the attenuation characteristic of the living tissue.

【0051】以上のように本実施例によれば、超音波フ
ァントム生成部が、ランダム散乱体をファントムの寸法
内に分布させるランダム散乱体位置発生器と、上記ラン
ダム散乱体位置発生器の出力を受け内容構造物内のラン
ダム散乱体データを消去する構造物内散乱体除去器と、
上記構造物内散乱体除去器の出力を受け、ファントムを
3次元メッシュに分割しランダム散乱体データをメッシ
ュ構造に対応して順番に並び代えるデータ並び代え器
と、ランダム散乱体位置データをコード化して圧縮し記
録装置内のランダム散乱体ファントムデータベースに出
力するデータ圧縮器と、構造物内に新たに他種の散乱体
を配置する構造物内散乱体発生器と、上記構造物内散乱
体発生器の出力を受けファントムを3次元メッシュに分
割し構造物散乱体データをメッシュ構造に対応して順番
に並び代えるデータ並び代え器と、構造物内散乱体位置
データをコード化して圧縮し記録装置内の構造物内散乱
体データベースに出力するデータ圧縮器と、構造物内部
の減衰特性と伝搬経路長から構造物内部での伝搬減衰を
全てのメッシュと全てのRF信号取り出し位置の組み合
わせについて計算し構造物内部での減衰補正用データを
生成する構造物減衰補正データ発生器と、上記構造物減
衰データ発生器のデータをコード化し圧縮して記録装置
内の減衰補正データベースに出力するデータ圧縮器とで
構成され、伝搬媒質の音響特性としての伝搬減衰のファ
ントム内での不均質を考慮したより実際に使用される超
音波ファントムに近いファントムデータを生成すること
ができる。
As described above, according to this embodiment, the ultrasonic phantom generator generates the random scatterer position generator for distributing the random scatterers within the size of the phantom and the output of the random scatterer position generator. In-structure scatterer remover that erases random scatterer data in the received content structure,
Receiving the output from the scatterer in the structure, the phantom is divided into a three-dimensional mesh and the random scatterer data is rearranged in order corresponding to the mesh structure, and the random scatterer position data is coded. Compressor to output the data to the random scatterer phantom database in the recording device, scatterer in structure to newly dispose scatterer of another kind in structure, scatterer in structure Data arranging device for dividing the phantom into a three-dimensional mesh by receiving the output of the device and rearranging the structure scatterer data in order corresponding to the mesh structure, and a recording device for encoding and compressing the scatterer position data in the structure The data compressor that outputs to the intra-structure scatterer database, and the propagation attenuation inside the structure based on the attenuation characteristics inside the structure and the propagation path length In the recording device, the structure attenuation correction data generator for calculating the combination of the RF signal extraction positions of the above and generating the data for the attenuation correction inside the structure, and the data of the structure attenuation data generator are coded and compressed. To generate phantom data closer to the ultrasonic phantom actually used, which is composed of a data compressor that outputs to the attenuation correction database and considers the inhomogeneity of the propagation attenuation as the acoustic characteristics of the propagation medium in the phantom. You can

【0052】(実施例7)以下、本発明の第7の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 7) A seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0053】図13は本発明の第7の実施例におけるR
F信号計算部のブロック図を示している。図13におい
て、81は位置情報発生器、82は超音波ビーム選択
器、83は記録装置20内の超音波ビームデータベー
ス、84はファントムデータ選択器、85は記録装置2
0内のファントムデータベース、86は振幅補正器、8
7は散乱体位置発生器、88は伝搬時間発生器、89は
記録装置20内のRF信号データベース、90はRF信
号選択器、91は加算器、131減衰補正データ選択
器、132は伝搬減衰補正器である。
FIG. 13 shows R in the seventh embodiment of the present invention.
The block diagram of the F signal calculation part is shown. In FIG. 13, 81 is a position information generator, 82 is an ultrasonic beam selector, 83 is an ultrasonic beam database in the recording device 20, 84 is a phantom data selector, and 85 is the recording device 2.
Phantom database in 0, 86 is amplitude corrector, 8
7 is a scatterer position generator, 88 is a propagation time generator, 89 is an RF signal database in the recording device 20, 90 is an RF signal selector, 91 is an adder, 131 attenuation correction data selector, 132 is propagation attenuation correction It is a vessel.

【0054】以上のような構成において、位置情報発生
器81、超音波ビーム選択器82、超音波ビームデータ
ベース83、ファントムデータ選択器84、ファントム
データベース85、振幅補正器86、散乱体位置発生器
87、伝搬時間発生器88、RF信号データベース8
9、RF信号選択器90、加算器91は上記の第4の実
施例と同様に動作する。
In the above configuration, the position information generator 81, ultrasonic beam selector 82, ultrasonic beam database 83, phantom data selector 84, phantom database 85, amplitude corrector 86, scatterer position generator 87. , Transit time generator 88, RF signal database 8
9, the RF signal selector 90, and the adder 91 operate in the same manner as in the fourth embodiment.

【0055】減衰補正データ選択器131は、位置情報
発生器81からの出力を受け、記録装置20内のファン
トムデータベース85からファントム内の構造物に起因
する伝搬減衰補正データを選択する。選択された伝搬減
衰補正データはファントムデータベース85から減衰補
正データ補正器131に出力され減衰データ補正器13
1内で解読され、振幅補正器86から出力された超音波
ビームデータの振幅と位相を補正して伝搬時間発生器8
8に出力する。
The attenuation correction data selector 131 receives the output from the position information generator 81 and selects from the phantom database 85 in the recording device 20 the propagation attenuation correction data due to the structure in the phantom. The selected propagation attenuation correction data is output from the phantom database 85 to the attenuation correction data corrector 131 and the attenuation data corrector 13 is output.
The propagation time generator 8 corrects the amplitude and phase of the ultrasonic beam data decoded in 1 and output from the amplitude corrector 86.
Output to 8.

【0056】以上のように本実施例によれば、RF信号
計算部が、ファントム空間を3次元メッシュに分割して
離散位置情報を発生する位置情報発生器と、上記位置情
報発生器の出力を受け記録装置内の超音波ビームデータ
ベースから超音波ビームデータを選択する超音波ビーム
選択器と、上記位置情報発生器からの出力を受け記録装
置内のファントムデータベースから計算対象3次元メッ
シュに対応したファントムの部分データを選択するファ
ントムデータ選択器と、上記ファントムデータ選択器に
より選択されたファントムデータを各ランダム散乱体の
3次元の位置情報に変換する散乱体位置発生器と、上記
位置情報発生器からの出力を受け記録装置内のファント
ムデータベースから計算対象3次元メッシュに対応した
構造物内の伝搬減衰補正用データを選択する減衰補正デ
ータ選択器と、上記散乱体位置発生器の出力を受け、上
記超音波ビームデータ選択器により選択された超音波ビ
ームデータの振幅を補正する振幅補正器と、上記減衰補
正データ選択器により選択された構造物伝搬減衰補正用
データを解読し上記振幅補正器の出力の振幅と位相を補
正する伝搬減衰補正器と、上記散乱体位置発生器の出力
と上記伝搬減衰補正器の出力を受け、送受信の伝搬時間
を求め超音波ビームデータに遅延時間を与える伝搬時間
発生器と、記録装置内のRF信号データベースのRF信
号データを選択するRF信号選択器と、上記RF信号選
択器の選択したRFデータに上記伝搬時間発生器の出力
を加算する加算器を有し、ファントム全体に均質にかか
る減衰特性とともに、生体組織に見られるような不均質
な伝搬減衰特性を考慮したより実際に近い形のRF信号
の計算ができる。
As described above, according to the present embodiment, the RF signal calculator divides the phantom space into three-dimensional meshes to generate discrete position information, and outputs the position information generator. An ultrasonic beam selector for selecting ultrasonic beam data from an ultrasonic beam database in the receiving and recording device, and a phantom corresponding to a three-dimensional mesh to be calculated from a phantom database in the recording device which receives the output from the position information generator. From the position information generator, a phantom data selector for selecting the partial data of, a scatterer position generator for converting the phantom data selected by the phantom data selector into three-dimensional position information of each random scatterer, and Output from the phantom database in the recording device to reduce the propagation in the structure corresponding to the 3D mesh to be calculated. An attenuation correction data selector for selecting correction data, an amplitude corrector for receiving the output of the scatterer position generator and correcting the amplitude of the ultrasonic beam data selected by the ultrasonic beam data selector, Propagation attenuation corrector for decoding the structure propagation attenuation correction data selected by the attenuation correction data selector and correcting the amplitude and phase of the output of the amplitude corrector, the output of the scatterer position generator and the propagation attenuation A propagation time generator that receives the output of the corrector, obtains the propagation time of transmission and reception, and gives a delay time to the ultrasonic beam data, an RF signal selector that selects the RF signal data of the RF signal database in the recording device, and the above RF. It has an adder that adds the output of the propagation time generator to the RF data selected by the signal selector. Heterogeneous propagation attenuation characteristics as possible the calculation of realistic form of RF signals from considering.

【0057】(実施例8)以下、本発明の第8の実施例
について、図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 8) An eighth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0058】図14は本発明の第8の実施例における信
号処理部のブロック図である。図14において141は
プリアンプ部、142はDGC部、143はダイナミッ
クフィルタ部、144は対数増幅器、145は検波器、
146はナイキストフィルタ、147は任意レベルノイ
ズ発生器である。
FIG. 14 is a block diagram of a signal processor in the eighth embodiment of the present invention. In FIG. 14, 141 is a preamplifier section, 142 is a DGC section, 143 is a dynamic filter section, 144 is a logarithmic amplifier, 145 is a detector,
146 is a Nyquist filter and 147 is an arbitrary level noise generator.

【0059】以上のような構成において、記録装置20
内のRF信号データベースからRF信号は順次読み出さ
れ、プリアンプ部141に入力される。プリアンプ部1
41である程度増幅されたRF信号データは、任意レベ
ルノイズ発生器147で発生したノイズ成分を加算した
後、伝搬減衰を補償するためのDGC部142入力され
る。DGC部でRF信号の距離に応じた減衰補償が行わ
れ、帯域制限のためのダイナミックフィルタ部143に
おいて、距離に応じたフィルタリングが行われ、レベル
圧縮のための対数増幅器144によって対数的に増幅さ
れる。対数圧縮されたRF信号データは検波器145に
より検波されエンベロープデータなり、ナイキストフィ
ルタ部146において帯域制限され、画像信号となる。
計算された画像信号は記録装置内の画像信号データベー
スに出力され、画像信号データベースを介して画像形成
部17、あるいは画像評価部18に出力される。
In the above-mentioned structure, the recording device 20
The RF signals are sequentially read from the RF signal database inside and are input to the preamplifier unit 141. Preamplifier section 1
The RF signal data that has been amplified to some extent by 41 is added to the noise component generated by the arbitrary level noise generator 147, and then input to the DGC unit 142 for compensating for propagation attenuation. The DGC unit performs attenuation compensation according to the distance of the RF signal, the dynamic filter unit 143 for band limitation performs filtering according to the distance, and the logarithmic amplifier 144 for level compression logarithmically amplifies it. It The logarithmically compressed RF signal data is detected by the detector 145 and becomes envelope data, which is band-limited by the Nyquist filter unit 146 and becomes an image signal.
The calculated image signal is output to the image signal database in the recording device, and is output to the image forming unit 17 or the image evaluation unit 18 via the image signal database.

【0060】この過程において、各処理ユニットの処理
に関するパラメータは処理前に入力しておくことも、あ
るいは各ユニットの処理結果を画像表示装置19に表示
させながら対話的に随時パラメータを入力して、処理の
変化を観察していくことも可能である。
In this process, the parameters relating to the processing of each processing unit may be input before the processing, or the parameters may be input interactively while displaying the processing result of each unit on the image display device 19. It is also possible to observe changes in processing.

【0061】以上のように本実施例によれば、信号処理
部が、プリアンプ部と、DGC部と、ダイナミックフィ
ルター部、対数増幅器と、検波器と、ナイキストフィル
タ部と、任意レベルノイズ発生器で構成されることによ
り、RF信号データを画像信号データに変換することが
できるとともに、各処理ユニットがRF信号を処理する
過程を観察でき、出力としての画像化信号に与える各ユ
ニットの影響を明確にして超音波診断装置の最適設計仕
様を導出することも可能である。
As described above, according to the present embodiment, the signal processing unit includes the preamplifier unit, the DGC unit, the dynamic filter unit, the logarithmic amplifier, the detector, the Nyquist filter unit, and the arbitrary level noise generator. By being configured, the RF signal data can be converted into the image signal data, and the process of processing the RF signal by each processing unit can be observed to clarify the influence of each unit on the imaging signal as an output. It is also possible to derive the optimum design specifications of the ultrasonic diagnostic apparatus.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上のように本発明は、超音波圧電振動
子の振動形態を計算する圧電振動子応答特性計算部と、
超音波の送受信を行なう超音波アレイを構成する1個の
圧電素子の形状から音場空間に対する1個の圧電素子の
空間的な応答を計算する空間応答計算部と、上記圧電振
動子応答特性計算部と上記空間応答計算部の計算結果か
ら超音波探触子のビームを計算する超音波ビーム計算部
と、被検体としてのランダム散乱体を発生する超音波フ
ァントム生成部と、上記超音波ビーム計算部と上記超音
波ファントム生成部の計算結果を受けてランダム散乱体
群からの反射超音波信号を計算するRF信号計算部と、
上記RF信号計算部の計算結果を処理してRF信号を超
音波断層像用データに変換する信号処理部と、上記超音
波信号処理部の計算結果から超音波断層像を形成しビデ
オ信号に変換する画像形成部と、上記画像形成部からの
出力を受けて超音波断層像を表示する画像表示装置と、
上記画像形成部の計算結果を受け各種の画像解析および
評価を行なう画像評価部と、上記各部の計算結果を記録
しデータベース化する記録装置と、上記各部に計算パラ
メータを出力するパラメータ生成部と、上記パラメータ
生成部に計算パラメータを入力するための入力装置と、
上記各部の計算パラメータや画像評価結果を出力する出
力装置と、上記各部を制御する中央制御部を備を設ける
ことにより、医用超音波断層像を装置内で合成し、合成
された超音波断層像を評価でできる。また本発明は超音
波断層像の画質に影響を与える各種のパラメータを変化
させて画像を合成でき、画像を観察あるいは評価しなが
ら各種パラメータの最適値を決定することができ、超音
波診断装置の適切な設計指針を得ることができるするこ
とができる優れた医用像評価装置を実現できるものであ
る。
As described above, according to the present invention, the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit for calculating the vibration mode of the ultrasonic piezoelectric vibrator,
A spatial response calculation unit that calculates a spatial response of one piezoelectric element to a sound field space from the shape of one piezoelectric element that constitutes an ultrasonic array that transmits and receives ultrasonic waves, and the piezoelectric vibrator response characteristic calculation Beam calculation section for calculating the beam of the ultrasonic probe from the calculation result of the section and the spatial response calculation section, an ultrasonic phantom generation section for generating a random scatterer as an object, and the ultrasonic beam calculation Section and an RF signal calculation section that receives the calculation results of the ultrasonic phantom generation section and calculates a reflected ultrasonic signal from the random scatterer group,
A signal processing unit that processes the calculation result of the RF signal calculation unit to convert the RF signal into ultrasonic tomographic image data; and an ultrasonic tomographic image is formed from the calculation result of the ultrasonic signal processing unit and converted into a video signal. An image forming unit for displaying an ultrasonic tomographic image by receiving an output from the image forming unit,
An image evaluation unit that performs various image analyzes and evaluations in response to the calculation result of the image forming unit, a recording device that records the calculation result of each unit into a database, and a parameter generation unit that outputs calculation parameters to each unit, An input device for inputting calculation parameters to the parameter generation unit,
By providing an output device for outputting the calculation parameters and image evaluation results of the respective parts and a central control part for controlling the respective parts, a medical ultrasonic tomographic image is synthesized in the device, and the synthesized ultrasonic tomographic image is obtained. Can be evaluated. Further, the present invention is capable of synthesizing an image by changing various parameters that affect the image quality of an ultrasonic tomographic image, and determining the optimum values of various parameters while observing or evaluating the image. It is possible to realize an excellent medical image evaluation apparatus capable of obtaining an appropriate design guideline.

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

【図1】本発明の第1の実施例における医用像評価装置
の全体ブロック結線図
FIG. 1 is an overall block connection diagram of a medical image evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)本発明の第1の実施例における医用像評
価装置の圧電振動子を含む超音波探触子の断面図 (b)同圧電振動子の応答特性の計算例を示す波形図
FIG. 2A is a sectional view of an ultrasonic probe including a piezoelectric vibrator of the medical image evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2B is a waveform showing a calculation example of the response characteristic of the piezoelectric vibrator. Figure

【図3】(a)本発明の第1の実施例における医用像評
価装置の要部である空間応答計算の計算概念図 (b)同空間応答特性の計算例を示す波形図
FIG. 3A is a conceptual diagram of calculation of spatial response calculation which is a main part of the medical image evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a waveform diagram showing an example of calculation of the same spatial response characteristic.

【図4】本発明の第2の実施例における医用像評価装置
の要部である超音波ビーム計算の計算の概念図
FIG. 4 is a conceptual diagram of calculation of ultrasonic beam calculation, which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例における医用像評価装置
の要部である空間応答計算部のブロック結線図
FIG. 5 is a block connection diagram of a spatial response calculation unit which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例における医用像評価装置
の要計算対象空間の3次元メッシュ分割の概念図
FIG. 6 is a conceptual diagram of three-dimensional mesh division of a calculation target space of the medical image evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例における医用像評価装置
の要部である超音波ビーム計算部のブロック結線図
FIG. 7 is a block connection diagram of an ultrasonic beam calculation unit, which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例における医用像評価装置
の要部であるRF信号計算部のブロック結線図
FIG. 8 is a block connection diagram of an RF signal calculation unit, which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施例における医用像評価装置
の要部である超音波ファントム生成部のブロック結線図
FIG. 9 is a block connection diagram of an ultrasonic phantom generator, which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施例における医用像評価装
置の要超音波ファントムの概念図
FIG. 10 is a conceptual diagram of an ultrasonic phantom required for a medical image evaluation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施例における医用像評価装
置の要部である超音波ファントム生成部のブロック結線
FIG. 11 is a block connection diagram of an ultrasonic phantom generator, which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施例における医用像評価装
置の減衰補正データ生成の概念図
FIG. 12 is a conceptual diagram of attenuation correction data generation of a medical image evaluation apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施例における医用像評価装
置の要部であるRF信号計算部のブロック結線図
FIG. 13 is a block connection diagram of an RF signal calculation unit, which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施例における医用像評価装
置の要部である信号処理部のブロック結線図
FIG. 14 is a block connection diagram of a signal processing unit which is a main part of a medical image evaluation apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】従来の医用像評価装置のブロック結線図FIG. 15 is a block connection diagram of a conventional medical image evaluation apparatus.

【符号の説明】 11 圧電振動子応答特性計算部 12 空間応答計算部 13 超音波ビーム計算部 14 超音波ファントム生成部 15 RF信号計算部 16 信号処理部 17 画像形成部 18 画像評価部 19 画像表示装置 20 記録装置 21 パラメータ生成部 22 入力装置 23 出力装置 24 中央制御部 25 バッキング層 26 圧電振動子 27 第1整合層 28 第2整合層 29 音響レンズ 30 電極層 31 接着層 32 音波放射面 33 駆動波形 34 応答波形 35 伝搬媒質 36 観察点 37 超音波伝搬経路 38 空間的応答特性 41 超音波振動子アレイ 42 遅延時間 43 加算器 44 伝搬経路 45 超音波ビーム波形 51 位置情報発生器 52 1素子表面メッシュ分割器 53 振幅位相補正器 54 周波数依存減衰補正器 55 積分器 61 3次元メッシュ 62 メッシュ点 71 空間応答データベース 72 位置情報発生器 73 空間応答選択器 74 重み発生器 75 乗算器 76 遅延時間制御器 77 可変遅延器 78 加算器 79 データライン 80 畳み込み積分器 81 位置情報発生器 82 超音波ビーム選択器 83 超音波ビームデータベース 84 ファントムデータ選択器 85 ファントムデータベース 86 振幅補正器 87 散乱体位置発生器 88 伝搬時間発生器 89 RF信号データベース 90 RF信号選択部 91 加算器 92 ランダム散乱体位置発生器 93 構造物内散乱体除去器 94 並び代え器 95 データ圧縮器 96 構造物内散乱体発生器 97 並び代え器 98 データ圧縮器 101 超音波ファントム 102 ファントム3次元メッシュ 103 円筒構造 104 ストリング 111 構造物減衰補正データ発生器 112 データ圧縮器 121 RF信号の取り出し位置 122 メッシュ点 123 円筒構造 124 伝搬経路 125 伝搬経路長 126 ファントム 131 減衰補正データ選択器 132 伝搬減衰補正器 141 プリアンプ部 142 DGC部 143 ダイナミックフィルタ部 144 対数増幅器 145 検波器 146 ナイキストフィルタ部 147 任意レベルノイズ発生器 151 超音波円形凹面振動子 152 ランダム散乱体ファントム 153 送信器 154 受信器 155 A/D 156 メモリ 157 画像解析部[Description of Reference Signs] 11 Piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit 12 Spatial response calculation unit 13 Ultrasonic beam calculation unit 14 Ultrasonic phantom generation unit 15 RF signal calculation unit 16 Signal processing unit 17 Image forming unit 18 Image evaluation unit 19 Image display Device 20 Recording device 21 Parameter generation unit 22 Input device 23 Output device 24 Central control unit 25 Backing layer 26 Piezoelectric vibrator 27 First matching layer 28 Second matching layer 29 Acoustic lens 30 Electrode layer 31 Adhesive layer 32 Sound wave emitting surface 33 Drive Waveform 34 Response Waveform 35 Propagation Medium 36 Observation Point 37 Ultrasonic Wave Propagation Path 38 Spatial Response Characteristic 41 Ultrasonic Transducer Array 42 Delay Time 43 Adder 44 Propagation Path 45 Ultrasonic Beam Waveform 51 Position Information Generator 52 1 Element Surface Mesh Divider 53 Amplitude and phase corrector 54 Frequency dependent attenuation corrector 55 Integrator 61 3D mesh 62 Mesh point 71 Spatial response database 72 Position information generator 73 Spatial response selector 74 Weight generator 75 Multiplier 76 Delay time controller 77 Variable delay unit 78 Adder 79 Data line 80 Convolutional integrator 81 Position information Generator 82 Ultrasonic beam selector 83 Ultrasonic beam database 84 Phantom data selector 85 Phantom database 86 Amplitude corrector 87 Scatterer position generator 88 Propagation time generator 89 RF signal database 90 RF signal selector 91 Adder 92 Random Scatterer position generator 93 In-structure scatterer remover 94 Sorter 95 Data compressor 96 In-structure scatterer generator 97 Sorter 98 Data compressor 101 Ultrasonic phantom 102 Phantom 3D mesh 103 Cylindrical structure 10 4 String 111 Structure Attenuation Correction Data Generator 112 Data Compressor 121 RF Signal Extraction Position 122 Mesh Point 123 Cylindrical Structure 124 Propagation Path 125 Propagation Path Length 126 Phantom 131 Attenuation Correction Data Selector 132 Propagation Attenuation Corrector 141 Preamplifier 142 DGC section 143 Dynamic filter section 144 Logarithmic amplifier 145 Detector 146 Nyquist filter section 147 Arbitrary level noise generator 151 Ultrasonic circular concave surface transducer 152 Random scatterer phantom 153 Transmitter 154 Receiver 155 A / D 156 Memory 157 Image analysis section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G06T 1/00

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波圧電振動子の振動形態を計算する
圧電振動子応答特性計算部と、超音波の送受信を行なう
超音波アレイを構成する1個の圧電素子の形状から音場
空間に対する1個の圧電素子の空間的な応答を計算する
空間応答計算部と、上記圧電振動子応答特性計算部と上
記空間応答計算部の計算結果から超音波探触子のビーム
を計算する超音波ビーム計算部と、被検体としてのラン
ダム散乱体を発生する超音波ファントム生成部と、上記
超音波ビーム計算部と上記超音波ファントム生成部の計
算結果からランダム散乱体群からの反射超音波信号を計
算するRF信号計算部と、上記RF信号計算部の計算結
果を処理してRF信号を超音波断層像用データに変換す
る信号処理部と、上記超音波信号処理部の計算結果から
超音波断層像を形成しビデオ信号に変換する画像形成部
と、上記画像形成部からのビデオ出力を受けて超音波断
層像を表示する画像表示装置と、上記画像形成部の計算
結果あるいは上記信号処理部の計算結果に各種の画像解
析および評価を行なう画像評価部と、上記各部の計算結
果を記録しデータベース化する記録装置と、上記各部に
計算パラメータを出力するパラメータ生成部と、上記パ
ラメータ生成部に計算パラメータを入力するための入力
装置と、上記各部を制御する中央制御部を備えた医用画
像評価装置。
1. A piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit for calculating a vibration mode of an ultrasonic piezoelectric vibrator and a shape of one piezoelectric element constituting an ultrasonic array for transmitting and receiving ultrasonic waves are defined as 1 to a sound field space. A spatial response calculation unit that calculates the spatial response of each piezoelectric element, and an ultrasonic beam calculation that calculates the beam of the ultrasonic probe from the calculation results of the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit and the spatial response calculation unit. Section, an ultrasonic phantom generation section that generates a random scatterer as a subject, and a reflected ultrasonic wave signal from a random scatterer group from the calculation results of the ultrasonic beam calculation section and the ultrasonic phantom generation section. An RF signal calculation unit, a signal processing unit that processes the calculation result of the RF signal calculation unit to convert the RF signal into ultrasonic tomographic image data, and an ultrasonic tomographic image from the calculation result of the ultrasonic signal processing unit. Formation An image forming unit for converting to a video signal, an image display device for displaying an ultrasonic tomographic image by receiving a video output from the image forming unit, and a calculation result of the image forming unit or a calculation result of the signal processing unit. An image evaluation unit that performs various image analyzes and evaluations, a recording device that records the calculation results of the above-described units into a database, a parameter generation unit that outputs calculation parameters to the above-mentioned units, and input calculation parameters to the parameter generation unit. A medical image evaluation apparatus including an input device for performing the above operation, and a central control unit that controls the above-mentioned units.
【請求項2】 空間応答計算部が、音場空間を3次元メ
ッシュに分割して離散位置情報を発生する位置情報発生
器と、1素子の音波放射面を2次元メッシュに分割して
面積分の情報を発生する1素子表面メッシュ分割器と、
上記位置情報発生器と上記1素子表面メッシュ分割器の
出力を受けて伝搬経路長から空間応答の位相と振幅を補
正する振幅位相補正器と、上記振幅位相補正器の出力を
受け周波数依存減衰パラメータから伝搬減衰値を計算す
る周波数依存減衰補正器と、上記位置情報発生器と上記
1素子表面メッシュ分割器と上記周波数依存減衰補正器
の出力から空間応答を計算し出力する積分器で構成され
る請求項1記載の医用画像評価装置。
2. A spatial response calculation unit divides a sound field space into a three-dimensional mesh to generate discrete position information, and a sound wave emitting surface of one element into a two-dimensional mesh to divide an area into areas. A one-element surface mesh divider that generates information for
An amplitude / phase corrector for receiving the outputs of the position information generator and the one-element surface mesh divider to correct the phase and amplitude of the spatial response from the propagation path length, and an output of the amplitude / phase corrector for frequency dependent attenuation parameter It is composed of a frequency-dependent attenuation compensator for calculating the propagation attenuation value from the above, a positional information generator, the one-element surface mesh divider, and an integrator for calculating and outputting a spatial response from the output of the frequency-dependent attenuation compensator The medical image evaluation apparatus according to claim 1.
【請求項3】 超音波ビーム計算部が、音場空間を3次
元メッシュに分割して離散位置情報を発生する位置情報
発生器と、上記位置情報発生器の出力を受け記録装置内
の空間応答のデータベースから空間応答データを設定さ
れた素子数だけ選択する空間応答選択器と、上記位置情
報発生器の出力を受け選択された各空間応答に加えるを
計算する重み発生器と、上記空間応答選択器の出力と上
記重み発生器の出力を受け選択された各空間応答に重み
をかける乗算器と、上記位置情報発生器の出力を受け各
素子データに対する遅延時間を与える遅延時間制御器
と、上記遅延時間制御器の出力を受け各素子データを加
算して往路、あるいは復路の超音波ビームデータを出力
する加算器で構成され、上記重み発生器、上記乗算器、
上記遅延時間制御器および上記加算器をそれぞれ送信
用、受信用の2系統有し、上記各加算器の出力と、圧電
振動子応答特性計算部の出力を畳み込んで往復の超音波
ビームデータを出力する畳み込み積分器で構成される請
求項1記載の医用画像評価装置。
3. An ultrasonic beam calculation unit divides a sound field space into a three-dimensional mesh to generate discrete position information, and a spatial response in a recording device which receives an output of the position information generator. , A spatial response selector that selects spatial response data for the set number of elements, a weight generator that receives the output of the position information generator and calculates the addition to each selected spatial response, and the spatial response selection A multiplier for receiving the output of the position generator and the output of the weight generator for weighting each selected spatial response, a delay time controller for receiving the output of the position information generator and giving a delay time for each element data, It is composed of an adder that receives the output of the delay time controller, adds the respective element data, and outputs the ultrasonic beam data of the forward path or the backward path, the weight generator, the multiplier,
The delay time controller and the adder have two systems for transmission and reception, respectively, and the output of each adder and the output of the piezoelectric vibrator response characteristic calculation unit are convoluted to generate reciprocating ultrasonic beam data. The medical image evaluation apparatus according to claim 1, wherein the medical image evaluation apparatus is composed of a convolutional integrator for outputting.
【請求項4】 RF信号計算部が、ファントム空間を3
次元メッシュに分割して離散位置情報を発生する位置情
報発生器と、上記位置情報発生器の出力を受け記録装置
内の超音波ビームデータベースから超音波ビームデータ
を選択する超音波ビーム選択器と、上記位置情報発生器
からの出力を受け記録装置内のファントムデータベース
から計算対象3次元メッシュに対応したファントムの部
分データを選択するファントムデータ選択器と、上記フ
ァントムデータ選択器により選択されたファントムデー
タを各ランダム散乱体の3次元の位置情報に変換する散
乱体位置発生器と、上記散乱体位置発生器の出力を受
け、上記超音波ビームデータ選択器により選択された超
音波ビームデータの振幅を補正する振幅補正器と、上記
散乱体位置発生器の出力と上記振幅補正器の出力を受
け、送受信の伝搬時間を求め超音波ビームデータに遅延
時間を与える伝搬時間発生器と、記録装置内のRF信号
データベースのRF信号データを選択するRF信号選択
器と、上記RF信号選択器の選択したRFデータに上記
伝搬時間発生器の出力を加算する加算器とで構成される
請求項1記載の医用画像評価装置。
4. The RF signal calculation unit sets the phantom space to 3
A position information generator that generates discrete position information by dividing into a dimensional mesh, an ultrasonic beam selector that selects the ultrasonic beam data from the ultrasonic beam database in the recording device that receives the output of the position information generator, A phantom data selector that receives an output from the position information generator and selects partial data of a phantom corresponding to a three-dimensional mesh to be calculated from a phantom database in the recording device; and phantom data selected by the phantom data selector. The scatterer position generator for converting into three-dimensional position information of each random scatterer, and the output of the scatterer position generator, corrects the amplitude of the ultrasonic beam data selected by the ultrasonic beam data selector. And the output of the scatterer position generator and the output of the amplitude corrector. A propagation time generator that gives a delay time to the obtained ultrasonic beam data, an RF signal selector that selects RF signal data in an RF signal database in the recording device, and the propagation time for the RF data selected by the RF signal selector. The medical image evaluation apparatus according to claim 1, comprising an adder that adds outputs of the generator.
【請求項5】 超音波ファントム生成部が、ランダム散
乱体をファントムの寸法内に分布させるランダム散乱体
位置発生器と、上記ランダム散乱体位置発生器の出力を
受け内容構造物内のランダム散乱体データを消去する構
造物内散乱体除去器と、上記構造物内散乱体除去器の出
力を受け、ファントムを3次元メッシュに分割しランダ
ム散乱体データをメッシュ構造に対応して順番に並び代
えるデータ並び代え器と、上記並び代え器の出力を受け
ランダム散乱体位置データをコード化して圧縮し記録装
置内のランダム散乱体ファントムデータベースに出力す
るデータ圧縮器と、構造物内に新たに他種の散乱体を配
置する構造物内散乱体発生器と、上記構造物内散乱体発
生器の出力を受けファントムを3次元メッシュに分割し
構造物散乱体データをメッシュ構造に対応して順番に並
び代えるデータ並び代え器と、上記並び代え器の出力を
受け構造物内散乱体位置データをコード化して圧縮し記
録装置内の構造物内散乱体データベースに出力するデー
タ圧縮器と、で構成される請求項1記載の医用画像評価
装置。
5. An ultrasonic phantom generator, wherein a random scatterer position generator distributes the random scatterer within the size of the phantom, and a random scatterer in the content structure receiving the output of the random scatterer position generator. Data for removing the scatterer in the structure for erasing data and the output of the scatterer for removal in the structure, and dividing the phantom into a three-dimensional mesh and rearranging the random scatterer data in order corresponding to the mesh structure. A rearranger, a data compressor that receives the output of the rearranger, encodes and compresses the random scatterer position data, and outputs the data to the random scatterer phantom database in the recording device. In-structure scatterer generator in which scatterers are arranged, and by dividing the phantom into three-dimensional meshes by receiving the output of the in-structure scatterer generator, structure scatterer data The data rearranger that rearranges in order according to the mesh structure, and receives the output of the rearranger, encodes the scatterer position data in the structure, compresses it, and outputs it to the scatterer database in the structure in the recording device. The medical image evaluation apparatus according to claim 1, comprising a data compressor for performing the operation.
【請求項6】 超音波ファントム生成部が、ランダム散
乱体をファントムの寸法内に分布させるランダム散乱体
位置発生器と、上記ランダム散乱体位置発生器の出力を
受け内容構造物内のランダム散乱体データを消去する構
造物内散乱体除去器と、上記構造物内散乱体除去器の出
力を受け、ファントムを3次元メッシュに分割しランダ
ム散乱体データをメッシュ構造に対応して順番に並び代
えるデータ並び代え器と、ランダム散乱体位置データを
コード化して圧縮し記録装置内のランダム散乱体ファン
トムデータベースに出力するデータ圧縮器と、構造物内
に新たに他種の散乱体を配置する構造物内散乱体発生器
と、上記構造物内散乱体発生部の出力を受けファントム
を3次元メッシュに分割し構造物散乱体データをメッシ
ュ構造に対応して順番に並び代えるデータ並び代え器
と、構造物内散乱体位置データをコード化して圧縮し記
録装置内の構造物内散乱体データベースに出力するデー
タ圧縮器と、構造物内部の減衰特性と伝搬経路長から構
造物内部での伝搬減衰を全てのメッシュと全てのRF信
号取り出し位置の組み合わせに付いて計算し構造物内部
での減衰補正用データを生成する構造物減衰補正データ
発生器と、上記構造物減衰データ発生器のデータをコー
ド化し記録装置内の減衰補正データベースに出力するデ
ータ圧縮器とで構成される請求項1記載の医用画像評価
装置。
6. An ultrasonic phantom generator, wherein the random scatterer position generator distributes the random scatterer within the size of the phantom, and the random scatterer in the content structure receiving the output of the random scatterer position generator. Data for removing the scatterer in the structure for erasing data and the output of the scatterer for removal in the structure, and dividing the phantom into a three-dimensional mesh and rearranging the random scatterer data in order corresponding to the mesh structure. A rearranger, a data compressor that encodes and compresses random scatterer position data and outputs it to the random scatterer phantom database in the recording device, and a structure that newly arranges other kinds of scatterers in the structure The phantom is divided into a three-dimensional mesh by receiving the output of the scatterer generator and the above-mentioned structure scatterer generator, and the structure scatterer data is ordered according to the mesh structure. Data rearrangement device, a data compressor that encodes and compresses the scatterer position data in the structure and outputs it to the scatterer database in the structure in the recording device, the attenuation characteristics inside the structure and the propagation path A structure attenuation correction data generator for calculating propagation attenuation in a structure from a length for each combination of all meshes and all RF signal extraction positions to generate attenuation correction data in the structure, and the above structure The medical image evaluation apparatus according to claim 1, comprising a data compressor that encodes the data of the object attenuation data generator and outputs it to an attenuation correction database in the recording device.
【請求項7】 RF信号計算部が、ファントム空間を3
次元メッシュに分割して離散位置情報を発生する位置情
報発生器と、上記位置情報発生器の出力を受け記録装置
内の超音波ビームデータベースから超音波ビームデータ
を選択する超音波ビーム選択器と、上記位置情報発生器
からの出力を受け記録装置内のファントムデータベース
から計算対象3次元メッシュに対応したファントムの部
分データを選択するファントムデータ選択器と、上記フ
ァントムデータ選択器により選択されたファントムデー
タを各ランダム散乱体の3次元の位置情報に変換する散
乱体位置発生器と、上記位置情報発生器からの出力を受
け記録装置内のファントムデータベースから計算対象3
次元メッシュに対応した構造物内の伝搬減衰補正用デー
タを選択する減衰補正データ選択器と、上記散乱体位置
発生器の出力を受け、上記超音波ビームデータ選択器に
より選択された超音波ビームデータの振幅を補正する振
幅補正器と、上記減衰補正データ選択器により選択され
た構造物伝搬減衰補正用データをデコードし上記振幅補
正器の出力の振幅と位相を補正する伝搬減衰補正器と、
上記散乱体位置発生器の出力と上記伝搬減衰補正器の出
力を受け、送受信の伝搬時間を求め超音波ビームデータ
に遅延時間を与える伝搬時間発生器と、記録装置内のR
F信号データベースのRF信号データを選択するRF信
号選択器と、上記RF信号選択器の選択したRFデータ
に上記伝搬時間発生器の出力を加算する加算器とで構成
される請求項1記載の医用画像評価装置。
7. The RF signal calculation unit sets the phantom space to 3
A position information generator that generates discrete position information by dividing into a dimensional mesh, an ultrasonic beam selector that selects the ultrasonic beam data from the ultrasonic beam database in the recording device that receives the output of the position information generator, A phantom data selector that receives an output from the position information generator and selects partial data of a phantom corresponding to a three-dimensional mesh to be calculated from a phantom database in the recording device; and phantom data selected by the phantom data selector. A scatterer position generator for converting into three-dimensional position information of each random scatterer, and a calculation target 3 from a phantom database in the recording device which receives an output from the position information generator.
Attenuation correction data selector for selecting propagation attenuation correction data in a structure corresponding to a three-dimensional mesh, and ultrasonic beam data selected by the ultrasonic beam data selector by receiving the output of the scatterer position generator An amplitude corrector for correcting the amplitude of, and a propagation attenuation corrector for decoding the structure propagation attenuation correction data selected by the attenuation correction data selector to correct the amplitude and phase of the output of the amplitude corrector,
A propagation time generator that receives the output of the scatterer position generator and the output of the propagation attenuation corrector, determines the propagation time of transmission and reception and gives a delay time to the ultrasonic beam data, and R in the recording device.
The medical device according to claim 1, comprising an RF signal selector for selecting RF signal data in the F signal database, and an adder for adding the output of the propagation time generator to the RF data selected by the RF signal selector. Image evaluation device.
【請求項8】 信号処理部が、プリアンプ部と、DGC
部と、ダイナミックフィルター部、対数増幅器器と、検
波部と、ナイキストフィルタ部と、任意レベルノイズ発
生器で構成される請求項1記載の医用画像評価装置。
8. A signal processing unit, a preamplifier unit, and a DGC.
2. The medical image evaluation apparatus according to claim 1, wherein the medical image evaluation unit comprises a unit, a dynamic filter unit, a logarithmic amplifier unit, a detection unit, a Nyquist filter unit, and an arbitrary level noise generator.
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