CN101662988B - 超声波诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了提供能够进行互补编码收发信的超声波诊断装置的技术，根据该技术，相应于互补代码发生器(4)的输出对驱动探头(1)的发送部(2)提供代码波形发生部(3)的输出，接收放大部(6)的输出被输出到速度检测装置(8)，速度检测装置(8)的输出被输入到互补代码发生器(4)，相关器(7)进行互补代码发生器(4)的输出与接收放大部(6)的输出的相关运算，存储器(9)存储相关器(7)的输出，加法运算装置(13)进行相关器(7)与存储器(9)的输出的相加运算。

Description

超声波诊断装置
技术领域
本发明涉及使用互补编码收发信(complementary codingtransmission)方式的超声波诊断装置。
背景技术
已有的超声波诊断装置如图7所示，形成如下所述结构，即相应于互补代码发生器110的输出对驱动探头101的发送部102提供代码波形发生部103的输出，参考波形存储部107存储代码波形发生部103的输出，接收放大部106将从探头101接收来的接收信号放大，相关器108进行参考波形存储部107的输出与接收放大部106的输出的相关运算，加法运算装置109进行相关器108的输出相互之间的相加运算，显示器111显示加法运算装置109的输出，同步定时发生部TG构成为能够控制相关代码发生器110和参考波形存储部107等的定时的结构，接收放大部106的输出和参考波形存储部107的输出的相关由相关器108计算，将计算结果利用例如移位寄存器等依次进行存储，同时将前次相关处理之后的波形与本次相关处理之后的波形同步输出。
其结果是，从加法运算装置109输出的信号变成距离旁瓣(rangeside lobe)得到改善的信号(参照例如下述专利文献1)。
专利文献1：日本特公平7-81993号公报(第6-7页、图9)
但是，在已有的超声波诊断装置中，在被检测体像生物体组织那样运动着的情况下，将基于前次发送的相关处理后的接收波形与基于本次发送的相关处理后的接收波形同步输出变得困难，结果就有从加法运算装置输出的信号的距离旁瓣得不到改善的问题。
发明内容
本发明是为解决现有的问题而作出的，其目的在于，提供对生物体那样运动的被检测体也能够改善互补编码收发信方式的距离旁瓣的超声波诊断装置。
本发明的超声波装置具有进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信和未调制的通常波形信号的收发信的收发信装置、从所述收发信装置接收的接收信号检测出被检测体的关心区域的运动速度的速度检测装置、以及根据所述速度检测装置检测出的速度实施利用所述收发信装置进行的所述调制波形信号的收发信与所述通常波形信号的收发信的切换的切换装置。
借助于这种结构，即使是被检测体运动着的情况下，也能够利用互补代码收发信方式减少距离旁瓣。
又，本发明的超声波诊断装置具有进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信和未调制的通常波形信号的收发信的收发信装置、从所述收发信装置接收的接收信号检测出被检测体的关心区域的运动速度的速度检测装置、以及根据所述速度检测装置检测出的速度改变所述收发信装置接收的所述调制波形信号的延迟时间的延迟处理装置。
利用这种结构，即使是被检测体运动着的情况下，也能够利用互补代码收发信方式减少距离旁瓣。
还有，本发明的超声波诊断装置具有进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信和未调制的通常波形信号的收发信的收发信装置、检测被检测体的脉动信息的脉动信息检测装置、根据所述脉动信息检测装置检测出的脉动信息实施利用所述收发信装置进行的所述调制波形信号的收发信与所述通常波形信号的收发信的切换的切换装置。
利用这种结构，即使是被检测体运动着的情况下，也能够利用互补代码收发信方式减少距离旁瓣。
还有，本发明的超声波诊断装置具有进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信和未调制的通常波形信号的收发信的收发信装置、从所述收发信装置接收的接收信号检测出被检测体的关心区域的运动速度的速度检测装置、以及根据所述速度检测装置检测出的速度改变所述收发信装置的互补代码的代码长度的变更装置。利用这种结构，即使是被检测体运动着的情况下，也能够利用互补代码收发信方式减少距离旁瓣。
而且本发明的超声波诊断装置具有下述构造，所述速度检测装置根据从所述收发信装置接收通常波形信号的接收情况检测出被检测体的关心区域的运动速度。
利用这种结构，即使是被检测体运动着的情况下，也能够利用互补代码收发信方式减少距离旁瓣。
而且，本发明的超声波诊断装置中，所述收发信装置具有根据收发的所述调制波形信号的互补代码的代码长度改变接收灵敏度的装置。利用这种结构，在代码的长度变长的情况下能够降低接收灵敏度，减小噪声电平。例如，代码的长度为N的情况下，也可以使接收灵敏度为1/2N。
还有，本发明的超声波诊断装置中，所述收发信装置具有根据收发的所述调制波形信号的互补代码的代码长度改变收发的超声波的中心频率的结构。利用这种结构，在代码变长的情况下，由于灵敏度变大，能够提高中心频率，提高分辨率。
而且，本发明的超声波诊断装置中，所述速度检测装置具有检测关心区域的运动速度的分散的功能。利用这种结构，即使是被检测体运动着的情况下，也能够利用互补代码收发信方式减少距离旁瓣。
而且，本发明的超声波诊断装置中，还具有在诊断图像中附加关于所述收发信装置收发的互补代码的代码长度的信息的装置，能够根据图像信息确认得到图像时的代码的长度。
而且，本发明的超声波诊断装置中，还具有显示关于所述收发信装置收发的互补代码的代码长度的信息的显示装置，能够根据图像确认代码的长度。
本发明能够提供如下所述的超声波诊断装置，即收发信部能够进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信与未调制的通常波形信号的收发信的切换或改变互补代码的长度，检测被检测体的关心区域的运动速度的装置，以及根据上述速度进行用所述互补代码调制的调制波形信号的收发信与上述通常波形信号的收发信的切换或改变互补代码的长度，借助于此，即使是被检测体运动着的情况下，利用互补代码收发信方式也有减小距离旁瓣的的效果。
附图说明
图1是本发明第1实施形态的超声波诊断装置的方框图。
图2A表示本发明第1实施形态的相关器的输出信号的例子。
图2B表示本发明第1实施形态的相关器的输出信号的例子。
图2C表示本发明第1实施形态的加法运算装置的输出信号的例子。
图3A表示与本发明第1实施形态的通常收发信对应的发送部的输出信号的例子。
图3B表示与本发明第1实施形态的通常收发信对应的互补代码的例子。
图3C表示与本发明第1实施形态的互补代码收发信对应的发送部的输出信号的例子。
图4是本发明第1实施形态的相关器7的更详细的方框图。
图5是本发明第2实施形态的超声波诊断装置的方框图。
图6是本发明第3实施形态的超声波诊断装置的方框图。
图7是已有的超声波诊断装置的方框图。
具体实施方式
下面利用附图对本发明的实施形态的超声波装置进行说明。
图1表示本发明第1实施形态的超声波诊断装置。
在图1中，对驱动探头1的发送部2，根据互补代码发生器4的输出提供代码波形发生器3的输出，接收放大部6将从探头1接收来的接收信号放大，接收放大部6的输出被输入速度检测装置8，速度检测装置8的输出被输入互补代码发生器4，相关器7进行互补代码发生器4的输出与接收放大部6的输出的相关运算，存储器9存储相关器7的输出，加法运算装置13进行相关器7与存储器9的输出的加法运算，加法运算装置13的输出由信号处理部14处理，显示器15显示信号处理部14的输出，同步定时发生部TG控制相关代码发生器4等的定时。
被检测体20与探头1接触。图2A、图2B、图2C是说明互补代码收发信的原理用的波形图，图3A、图3B、图3C是通常的收发信与编码收发信中的发送部2的输出。图4是相关器7的更详细的方框图，接收放大部6的输出被输入到延迟电路71、72、73。接收放大部6的输出被输入到乘法器74、75、76、77，被乘以互补代码发生器4发生的互补代码k(1)、k(2)、k(3)、k(4)，然后在加法器78相加。
采用图1、图2A、图2B、图2C、图3A、图3B、图3C、图4对如上所述构成的超声波诊断装置的动作进行说明。
首先对互补代码进行说明。
互补代码具有如下所述特征。例如下式的a2和b2，是长度N＝2^m(m＝1，^表示乘方(power))的互补代码，
a2＝[+1、+1]                 ……(1)
b2＝[+1、-1]                 ……(2)
a2的自相关c2与b2的自相关d2用下式表示，
c2＝[+1、+2、+1]             ……(3)
d2＝[-1、+2、-1]             ……(4)
自相关c 2与自相关d2之和e2为
e2＝[0、+4、0]               ……(5)，
在数列的中央的峰，值为2N＝4，峰的前后，即距离旁瓣为0。
N＝2^m(m＝2)的互补代码如下所述得到，即以长度N的互补代码为基础，在a2的后面连结b2所得作为a4，在a2的后面将b2的代码反转后加以连结所得作为b4。
a4＝[+1、+1、+1、-1]          ……(6)
b4＝[+1、+1、-1、+1]            ……(7)
图2A、图2B表示N＝2^m(m＝3)的互补代码的自相关，图2C表示自相关之和，在数列的中央的峰，值为2N＝16，峰的前后，即距离旁瓣的值为0。
这样，一旦互补代码的长度为N，则接收信号的峰值为2N倍，因此在互补代码变长的情况下，在例如信号处理部14使接受灵敏度下降，能够使接收信号中包含的噪声电平相对减小。例如在互补代码的长度为N的情况下，也可以使接收灵敏度为1/2N。反之，在互补代码变短的情况下，也可以提高接收灵敏度。
图3A表示作为通常收发信的发送部2的输出波形的脉冲，图3B表示互补代码发生器4输出的互补代码的例子。图3C表示与图3B的互补代码对应的发送部2的输出波形。图3B的互补代码是与式(6)、(7)对应的。图3A所示的通常的收发信中的发送部2的脉冲T1、T2的脉冲宽度为δT1。与图3C所示的互补代码对应的发送部2的输出波形在图3B的互补代码的值为+1的情况下与脉冲T1相同波形，在互补代码的值为-1的情况下为使脉冲T1反转的波形。
在波形T3中脉冲T1或使脉冲T1反转的波形以δT2的间隔排列。还有，存在δT1＜δT2的关系。而波形T3与波形T4的间隔为ΔT。对利用波形T3的接收信号，用式(6)的互补代码在相关器7进行自相关处理，对利用波形T4的接收信号，用式(7)的互补代码在相关器7进行自相关处理，将对应于波形T3的相关器7的输出存储于存储器9，延迟时间ΔT后读出之后，用加法运算装置13进行加法运算，以得到互补收发信输出。
相关器7中的处理用图4具体表示。图4所示的相关器7对应于式(6)、(7)的长度N＝4的互补代码。接收放大部6的输出被输入到延迟电路71、72、73，分别获得时间δT2的延迟。δT2是对应于已经说明的图3C的互补代码的输出波形中包含的脉冲的间隔。放大部6的输出在乘法器74、75、76、77中被乘以系数k(1)、k(2)、k(3)、k(4)。系数k(j)(1≤j≤4)是式(6)、(7)的长度N＝4的互补代码，发送部2的输出波形与式(6)的互补代码对应的情况下，系数k(j)对应于式(6)，发送部2的输出波形与式(7)的互补代码对应的情况下，系数k(j)对应于式(7)。在以上说明中，在加法运算装置13的输出中，如式(5)所示，为了使距离旁瓣为0，有必要使被检测体20静止。
但是，在被检测体20是生物体的情况下，组织在运动着，特别是在处理从循环系统的组织来的接收信号的情况下，有必要避免受到组织的脉动(pulsation)的影响。速度运算装置8对来自接收放大部6的输出信号进行多普勒运算处理，检测出组织的运动速度V。
在进行多普勒处理的情况下，发送部2的输出波形也可以采用通常收发信的脉冲。首先，互补代码发生器4进行对应于通常收发信的输出，代码波形发生部3发生图3A所示的脉冲波形，速度运算装置8对被检测体20的关心区域进行速度测定。
速度运算装置8检测的速度为成一定的水平以下时，互补代码发生器4在某一时刻发生式(6)的互补代码，相关器7的输出存储于存储器9，ΔT时间后互补代码发生器4发生式(7)的互补代码，相关器7的输出与从存储器9读出的输出在加法运算装置13进行相加。在进行互补代码收发信中，通过以适当的时间间隔进行通常收发信实现的速度运算装置8的速度检测，检测出的速度V成为一定的水平以上时，只利用通常收发信进行收发信。
或者也可以根据速度检测装置8检测出的速度改变互补代码的长度。例如随着速度的变快只要缩短互补代码即可。或是在互补代码的代码长度变长的情况下也可以提高超声波的中心频率。还有，即使多普勒运算处理的结果是平均速度在一定的水平以下，速度的分布宽的情况下，即，速度分散的情况下，也可以在分散达到一定的水平时，互补代码发生器4在某一时刻发生式(6)的互补代码。
还可以对在信号处理部14得到的图像信息附加互补代码的代码长度信息。进一步，也可以在显示器15上与被检测体的图像一起显示附加于图像信息的互补代码的代码长度信息。
如果采用这样的本发明的第1实施形态的超声波诊断装置，则收发信部能够进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信与未调制的通常波形信号的收发信的切换，借助于检测被检测体的关心区域的运动速度的装置，根据速度进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信与所述未调制的通常波形信号的收发信的切换，这样能够实施不易受被检测体的运动的影响的正确的互补代码收发信。
下面的图5表示本发明第2实施形态的超声波诊断装置。
在图5中，对具有与第1实施形态相同的作用和功能的构件省略其说明。在图5中，速度检测装置8的输出连接于延迟装置10。存储器9的输出被输入到延迟装置10，延迟装置10的输出被输入到加法运算装置13。
下面利用图5对如上所述构成的超声波诊断装置的动作进行说明。
首先，速度检测装置8检测被检测体20的关心区域的运动速度V。这种情况下的代码波形发生部3的波形，可以是与通常收发信对应的波形，或者也可以是与编码收发信对应的波形。由于运动速度为V，在经过发送间隔ΔT的时间之后，关心区域的位置只改变ΔL＝V·ΔT。
由于有ΔL的位置改变，从关心区域返回的回声的到达时间改变ΔΔT＝2·ΔL/c(其中c为在被检测体中的音速)。因此在该关心区域，对应的回声的时间间隔为ΔT-ΔΔT。在这样做后在延迟装置10中对从存储器9输出的信号调整ΔΔT的延迟时间，用加法运算装置13将延迟装置10的输出与相关器7的输出相加。
如上所述，如果采用本发明第2实施形态的超声波诊断装置，则速度检测装置8的输出连接于延迟装置10。存储器9的输出被输入到延迟装置10，延迟装置10的输出被输入到加法运算装置13，这样即使是被检测体20的关心区域运动着的情况下也能够实施不容易受到被检测体的运动影响的正确的互补代码收发信。
下面的图6表示本发明第3实施形态的超声波诊断装置。
在图6中，对具有与第1实施形态相同的作用和功能的构件省略其说明。在被检测体20上设置检测其脉动(pulsating)用的心电计16，心电计16的输出被输入R波触发延迟装置12，R波延迟装置12的输出被输入到互补代码发生器4。
下面利用图6对如上所述构成的超声波诊断装置的动作进行说明。
首先，决定探头1将被检测体20的颈动脉壁作为关心区域。另一方面，心电计16对被检测体20的心脏的心电图进行观察。
由于心脏的收缩、扩张，颈动脉的血管直径也发生变化，颈动脉直径在最大、最小之间变化，颈动脉壁有瞬间的静止，是因为从心脏的收缩、扩张开始有一时间延迟。因此借助于使心电计16输出的R波触发延迟的R波触发延迟装置12推定颈动脉直径成为最大、最小的时间，在颈动脉壁瞬间静止的时间，互补代码发生器4发生互补代码进行互补代码收发信。
如上所述，如果采用本发明第3实施形态的超声波诊断装置，在被检测体20设置心电计16，心电计16的输出被输入R波延迟装置12，R波延迟装置12的输出被输入互补代码发生器4，借助于此，即使是在被检测体20的关心区域正在运动的情况下，也能够实施不容易受到被检测体的运动的影响的正确的互补代码收发信。
还有，在上述说明中，探头1可以是单个元件的振子构成的，也可以是多个振子排列构成的。
工业应用性
如上所述，本发明的超声波诊断装置，其收发信部能够实施用互补代码调制的调制波形信号的收发信与未调制的通常波形信号的收发信的切换，或改变互补代码的长度，借助于检测被检测体的关心区域的运动速度的装置，根据上述速度进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信与所述通常波形信号的收发信的切换，或改变互补代码的长度，这样即使是在被检测体正在运动着的情况下也具有利用互补代码收发信方式减小距离旁瓣的效果，作为采用互补编码收发信方式的超声波诊断装置等是有用的。

Claims (8)

1.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有：
进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信和未调制的通常波形信号的收发信的收发信装置、
从所述收发信装置接收的接收信号中检测出被检测体的关心区域的运动速度的速度检测装置、以及
根据所述速度检测装置检测出的速度改变所述收发信装置接收的所述调制波形信号的延迟时间的延迟处理装置。
2.一种超声波诊断装置，其特征在于，具有：
进行用互补代码调制的调制波形信号的收发信和未调制的通常波形信号的收发信的收发信装置、
从所述收发信装置接收的接收信号中检测出被检测体的关心区域的运动速度的速度检测装置、以及
根据所述速度检测装置检测出的速度改变所述收发信装置的互补代码的代码长度的变更装置。
3.根据权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述速度检测装置通过从所述收发信装置接收所述通常波形信号，来检测被检测体的关心区域的运动速度。
4.根据权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述收发信装置根据收发信的所述调制波形信号的互补代码的代码长度改变接收灵敏度。
5.根据权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述收发信装置根据收发信的所述调制波形信号的互补代码的代码长度改变收发的超声波的中心频率。
6.根据权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于，
所述速度检测装置具有检测关心区域的运动速度的分散的功能。
7.根据权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于，还具有
在诊断图像中附加关于所述收发信装置收发信的互补代码的代码长度的信息的装置。
8.根据权利要求1或2所述的超声波诊断装置，其特征在于，还具有
显示关于所述收发信装置收发信的互补代码的代码长度的信息的显示装置。
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