JP2000237187A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP2000237187A JP2000237187A JP4330599A JP4330599A JP2000237187A JP 2000237187 A JP2000237187 A JP 2000237187A JP 4330599 A JP4330599 A JP 4330599A JP 4330599 A JP4330599 A JP 4330599A JP 2000237187 A JP2000237187 A JP 2000237187A
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- signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波診断装置において、実際の受信信号の
スペクトルの変化に対応して適切な信号処理を行なう。 【解決手段】 重心周波数及び標準偏差推定器３４にお
いて、超音波ビーム上の各深さのデータごとに受信信号
スペクトルの重心周波数及び標準偏差が推定される。推
定された重心周波数に基づき直交検波用の参照信号が生
成され、推定された標準偏差に基づきフィルタ特性が決
定される。直交検波器１６においては、適応的に生成さ
れた参照信号が受信信号と混合され、また、ローパスフ
ィルタ２４，２６においてはその特性が適応的に設定さ
れる。
スペクトルの変化に対応して適切な信号処理を行なう。 【解決手段】 重心周波数及び標準偏差推定器３４にお
いて、超音波ビーム上の各深さのデータごとに受信信号
スペクトルの重心周波数及び標準偏差が推定される。推
定された重心周波数に基づき直交検波用の参照信号が生
成され、推定された標準偏差に基づきフィルタ特性が決
定される。直交検波器１６においては、適応的に生成さ
れた参照信号が受信信号と混合され、また、ローパスフ
ィルタ２４，２６においてはその特性が適応的に設定さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に超音波の送受波により得られた受信信号の処理
に関する。
し、特に超音波の送受波により得られた受信信号の処理
に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置から放射される超音波パ
ルスは、送信周波数を中心としてある帯域をもってい
る。周知のように、超音波パルスが生体内に放射される
と、進入深さに応じて超音波パルスの周波数特性が変化
する。一般に、高域の方が減衰が大きく、低域の方が減
衰が小さい。すなわち、図５に示すように、スペクトル
が深さに従って変化する。このため、従来装置において
は、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、受信信号の信
号対雑音比（ＳＮ比）を良好にするため、帯域通過フィ
ルタの通過帯域特性（中心周波数と帯域）をエコーデー
タ（サンプル点）の深さに応じてシフトさせる制御が行
われている。
ルスは、送信周波数を中心としてある帯域をもってい
る。周知のように、超音波パルスが生体内に放射される
と、進入深さに応じて超音波パルスの周波数特性が変化
する。一般に、高域の方が減衰が大きく、低域の方が減
衰が小さい。すなわち、図５に示すように、スペクトル
が深さに従って変化する。このため、従来装置において
は、図６の（ａ），（ｂ）に示すように、受信信号の信
号対雑音比（ＳＮ比）を良好にするため、帯域通過フィ
ルタの通過帯域特性（中心周波数と帯域）をエコーデー
タ（サンプル点）の深さに応じてシフトさせる制御が行
われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置においては、予め設定された関数あるいはテーブルに
従って通過帯域特性を変化させていたため、実際のスペ
クトルの変化とは必ずしも一致せず、従って適切なフィ
ルタリングが行えないという問題があった。例えば、体
脂肪率、体格、診断部位などによって、信号のスペクト
ルは異なる変化を見せる場合が多い。
置においては、予め設定された関数あるいはテーブルに
従って通過帯域特性を変化させていたため、実際のスペ
クトルの変化とは必ずしも一致せず、従って適切なフィ
ルタリングが行えないという問題があった。例えば、体
脂肪率、体格、診断部位などによって、信号のスペクト
ルは異なる変化を見せる場合が多い。
【０００４】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、実際の受信信号のスペクトラ
ムの変化に対応して適切な受信信号処理を行える超音波
診断装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、実際の受信信号のスペクトラ
ムの変化に対応して適切な受信信号処理を行える超音波
診断装置を提供することにある。
【０００５】本発明の他の目的は、信号対雑音比を常に
良好に維持し、超音波画像の画質の向上を図ることにあ
る。
良好に維持し、超音波画像の画質の向上を図ることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、超音波の送受波を行う送受波手段と、前
記送受波手段からの受信信号を入力し、超音波ビーム上
の各深さごとに、受信信号スペクトルにおける中心周波
数を演算する中心周波数演算手段と、前記演算された中
心周波数に対応した周波数の参照信号を出力する参照信
号発生手段と、前記参照信号を利用して、前記送受波手
段から出力された受信信号を直交検波する直交検波手段
と、を含むことを特徴とする。
に、本発明は、超音波の送受波を行う送受波手段と、前
記送受波手段からの受信信号を入力し、超音波ビーム上
の各深さごとに、受信信号スペクトルにおける中心周波
数を演算する中心周波数演算手段と、前記演算された中
心周波数に対応した周波数の参照信号を出力する参照信
号発生手段と、前記参照信号を利用して、前記送受波手
段から出力された受信信号を直交検波する直交検波手段
と、を含むことを特徴とする。
【０００７】上記構成によれば、受信信号のスペクトル
の中心周波数をリアルタイムに推定して、その中心周波
数のシフトに連動させて、直交検波で利用される参照信
号の周波数をシフトさせることができる。よって、最適
な直交検波を行って、ＳＮ比を向上させることが可能と
なる。本発明は、輝度画像を表示する場合の他、ドプラ
画像を表示する場合にも適用可能であり、その場合に
は、参照信号の周波数が送信繰り返し周波数の整数倍に
設定され、すなわち離散的に切換制御されるのが望まし
い。中心周波数の概念には平均周波数及び重心周波数が
含まれる。
の中心周波数をリアルタイムに推定して、その中心周波
数のシフトに連動させて、直交検波で利用される参照信
号の周波数をシフトさせることができる。よって、最適
な直交検波を行って、ＳＮ比を向上させることが可能と
なる。本発明は、輝度画像を表示する場合の他、ドプラ
画像を表示する場合にも適用可能であり、その場合に
は、参照信号の周波数が送信繰り返し周波数の整数倍に
設定され、すなわち離散的に切換制御されるのが望まし
い。中心周波数の概念には平均周波数及び重心周波数が
含まれる。
【０００８】望ましくは、前記送受波手段からの受信信
号を入力し、超音波ビーム上の各深さごとに、受信信号
スペクトルの広がりを演算する広がり演算手段と、前記
受信信号スペクトルの広がりに対応した通過帯域を設定
する通過帯域特性設定手段と、前記設定された通過帯域
特性で、前記直交検波後の受信信号に対してフィルタリ
ングを行うフィルタと、を含む。
号を入力し、超音波ビーム上の各深さごとに、受信信号
スペクトルの広がりを演算する広がり演算手段と、前記
受信信号スペクトルの広がりに対応した通過帯域を設定
する通過帯域特性設定手段と、前記設定された通過帯域
特性で、前記直交検波後の受信信号に対してフィルタリ
ングを行うフィルタと、を含む。
【０００９】この構成によれば、ミキサにおける参照信
号の適応制御と相俟って、フィルタ特性を適応制御し
て、最適な直交検波を実現し、その結果、超音波画像の
画質を向上することが可能となる。特に、患者や診断部
位、あるいは測定条件が異なっても本発明によれば常に
最適な直交検波処理を行える。
号の適応制御と相俟って、フィルタ特性を適応制御し
て、最適な直交検波を実現し、その結果、超音波画像の
画質を向上することが可能となる。特に、患者や診断部
位、あるいは測定条件が異なっても本発明によれば常に
最適な直交検波処理を行える。
【００１０】望ましくは、前記受信信号に対して自己相
関演算を実行する自己相関演算回路を有し、前記自己相
関結果に従って各深さごとに受信信号の中心周波数及び
スペクトルの広がりが演算される。自己相関法を利用す
れば迅速な演算を期待でき、リアルタイムでの処理が可
能となる。
関演算を実行する自己相関演算回路を有し、前記自己相
関結果に従って各深さごとに受信信号の中心周波数及び
スペクトルの広がりが演算される。自己相関法を利用す
れば迅速な演算を期待でき、リアルタイムでの処理が可
能となる。
【００１１】望ましくは、超音波ビーム上で隣接するサ
ンプル点に沿って前記中心周波数を平滑化する第１の平
滑化回路を有し、また、超音波ビーム上で隣接するサン
プル点に沿って前記受信信号スペクトルの広がりを平滑
化する第２の平滑化回路を有する。このような平滑化に
よれば、中心周波数や広がりに瞬時変動あるいはばらつ
きがあっても、その影響を緩和でき、超音波画像の画質
を良好にできる。
ンプル点に沿って前記中心周波数を平滑化する第１の平
滑化回路を有し、また、超音波ビーム上で隣接するサン
プル点に沿って前記受信信号スペクトルの広がりを平滑
化する第２の平滑化回路を有する。このような平滑化に
よれば、中心周波数や広がりに瞬時変動あるいはばらつ
きがあっても、その影響を緩和でき、超音波画像の画質
を良好にできる。
【００１２】以上のように、各深さの信号のスペクトラ
ムそのものを検出して適応的な信号処理を行って従来よ
りも計測精度を高められる。
ムそのものを検出して適応的な信号処理を行って従来よ
りも計測精度を高められる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１４】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を
示すブロック図である。
好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を
示すブロック図である。
【００１５】図１において、 探触子１０は、体表面上
に当接して用いられ、あるいは体腔内に挿入して用いら
れる超音波プローブである。探触子１０には、複数の振
動素子からなるアレイ振動子が設けられており、そのア
レイ振動子を電子走査することによって超音波ビームが
走査される。この場合、電子セクタ走査や電子リニア走
査などの各種の走査手法を適用可能である。
に当接して用いられ、あるいは体腔内に挿入して用いら
れる超音波プローブである。探触子１０には、複数の振
動素子からなるアレイ振動子が設けられており、そのア
レイ振動子を電子走査することによって超音波ビームが
走査される。この場合、電子セクタ走査や電子リニア走
査などの各種の走査手法を適用可能である。
【００１６】送信部１２は、 探触子１０に対して送信
信号を供給する回路であり、この送信部１２の作用によ
り送信ビームが形成される。受信部１４は、 探触子１
０から出力される受信信号に対して増幅や整相加算処理
などを実行する回路である。また、受信部１４にはＡ／
Ｄ変換器なども設けられている。 探触子１０、送信部
１２及び受信部１４は公知の回路である。
信号を供給する回路であり、この送信部１２の作用によ
り送信ビームが形成される。受信部１４は、 探触子１
０から出力される受信信号に対して増幅や整相加算処理
などを実行する回路である。また、受信部１４にはＡ／
Ｄ変換器なども設けられている。 探触子１０、送信部
１２及び受信部１４は公知の回路である。
【００１７】受信部１４から出力される受信信号２００
は、直交検波器１６に入力されている。直交検波器１６
は、受信信号２００に対して直交検波を実行する回路で
あり、本実施形態において、直交検波器１６は二つのミ
キサ２０，２２と２つのローパスフィルタ（ＬＰＦ）２
４，２６とで構成されている。これらの構成により受信
信号２００は複素信号に変換される。本実施形態におい
ては、ミキサ２０，２２に供給される直交検波用の参照
信号２０２Ａ，２０２Ｂの周波数が、受信信号のスペク
トルの変化に伴って連続的に可変設定されている。これ
と同様に、ローパスフィルタ２４，２６におけるフィル
タリング特性も、受信信号スペクトルの変化に伴って適
応的に可変設定されている。図において２０４はフィル
タ特性を設定する信号を表している。
は、直交検波器１６に入力されている。直交検波器１６
は、受信信号２００に対して直交検波を実行する回路で
あり、本実施形態において、直交検波器１６は二つのミ
キサ２０，２２と２つのローパスフィルタ（ＬＰＦ）２
４，２６とで構成されている。これらの構成により受信
信号２００は複素信号に変換される。本実施形態におい
ては、ミキサ２０，２２に供給される直交検波用の参照
信号２０２Ａ，２０２Ｂの周波数が、受信信号のスペク
トルの変化に伴って連続的に可変設定されている。これ
と同様に、ローパスフィルタ２４，２６におけるフィル
タリング特性も、受信信号スペクトルの変化に伴って適
応的に可変設定されている。図において２０４はフィル
タ特性を設定する信号を表している。
【００１８】したがって、超音波ビーム上における各サ
ンプル点のデータすなわち各深さごとのデータに対して
常に最適な参照信号及びフィルタ特性を設定でき、その
結果、信号対雑音比すなわちＳＮ比を極めて向上できる
という利点がある。
ンプル点のデータすなわち各深さごとのデータに対して
常に最適な参照信号及びフィルタ特性を設定でき、その
結果、信号対雑音比すなわちＳＮ比を極めて向上できる
という利点がある。
【００１９】振幅演算器２８は、直交検波器１６から出
力される複素信号に対して絶対値演算などを行って振幅
値を演算する回路である。その演算された信号は表示処
理部３０に送られ、所定の表示処理がなされる。すなわ
ち、この表示処理部３０は例えばデジタルスキャンコン
バータ（ＤＳＣ）などで構成され、この表示処理部３０
によって断層画像やドプラ画像などの各種の超音波画像
が生成される。そのように生成された超音波画像は表示
器３２に表示される。ちなみに、図１に示した構成にお
いては、輝度画像を形成する場合の回路構成が示されて
いたが、ドプラ情報を表示する場合においても本発明の
原理をそのまま適用可能である。
力される複素信号に対して絶対値演算などを行って振幅
値を演算する回路である。その演算された信号は表示処
理部３０に送られ、所定の表示処理がなされる。すなわ
ち、この表示処理部３０は例えばデジタルスキャンコン
バータ（ＤＳＣ）などで構成され、この表示処理部３０
によって断層画像やドプラ画像などの各種の超音波画像
が生成される。そのように生成された超音波画像は表示
器３２に表示される。ちなみに、図１に示した構成にお
いては、輝度画像を形成する場合の回路構成が示されて
いたが、ドプラ情報を表示する場合においても本発明の
原理をそのまま適用可能である。
【００２０】直交検波器１６に供給される参照信号２０
２Ａ，２０２Ｂとフィルタ係数選択信号２０４は検波制
御部１８によって生成されている。検波制御部１８は、
本実施形態において、重心周波数及び標準偏差推定器
（以下、推定器という）３４と、参照信号発生器３６
と、フィルタ特性選択テーブル３８と、で構成される。
推定器３４において、受信信号に基づいて受信信号スペ
クトルの重心周波数が推定され、またそのスペクトルの
標準偏差が推定される。推定された重心周波数に基づい
て、参照信号発生器３６により、互いに９０度位相の異
なる２つの参照信号２０２Ａ，２０２Ｂが生成される。
また、フィルタ特性選択テーブル３８によって、推定さ
れた標準偏差に従ってローパスフィルタ２４，２６の特
性が設定される。具体的にはカットオフ周波数あるいは
通過帯域が設定されることになる。
２Ａ，２０２Ｂとフィルタ係数選択信号２０４は検波制
御部１８によって生成されている。検波制御部１８は、
本実施形態において、重心周波数及び標準偏差推定器
（以下、推定器という）３４と、参照信号発生器３６
と、フィルタ特性選択テーブル３８と、で構成される。
推定器３４において、受信信号に基づいて受信信号スペ
クトルの重心周波数が推定され、またそのスペクトルの
標準偏差が推定される。推定された重心周波数に基づい
て、参照信号発生器３６により、互いに９０度位相の異
なる２つの参照信号２０２Ａ，２０２Ｂが生成される。
また、フィルタ特性選択テーブル３８によって、推定さ
れた標準偏差に従ってローパスフィルタ２４，２６の特
性が設定される。具体的にはカットオフ周波数あるいは
通過帯域が設定されることになる。
【００２１】図２には、図１に示した推定器３４の具体
的な構成例が示されている。この図２に示す構成例は、
自己相関法を用いて重心周波数及び標準偏差を推定する
場合のものである。もちろん、例えばＦＦＴ演算などを
利用して重心周波数及び標準偏差の推定を行ってもよ
い。
的な構成例が示されている。この図２に示す構成例は、
自己相関法を用いて重心周波数及び標準偏差を推定する
場合のものである。もちろん、例えばＦＦＴ演算などを
利用して重心周波数及び標準偏差の推定を行ってもよ
い。
【００２２】位相シフタ４０は、受信信号２００の位相
を９０度シフトさせる回路であり、これにより信号２０
６が生成される。受信信号２００とそれを位相シフトさ
せた受信信号２０６とによって複素信号が構成される。
その複素信号２００，２０６は自己相関演算器４２に入
力される。この自己相関演算器４２は、公知の回路構成
を有し、すなわち２つのディレイラインと４つの乗算器
と２つの加算器とで構成される。ここで、ディレイライ
ンの遅延量は受信信号のサンプリング周期Ｔに相当して
いる。
を９０度シフトさせる回路であり、これにより信号２０
６が生成される。受信信号２００とそれを位相シフトさ
せた受信信号２０６とによって複素信号が構成される。
その複素信号２００，２０６は自己相関演算器４２に入
力される。この自己相関演算器４２は、公知の回路構成
を有し、すなわち２つのディレイラインと４つの乗算器
と２つの加算器とで構成される。ここで、ディレイライ
ンの遅延量は受信信号のサンプリング周期Ｔに相当して
いる。
【００２３】積分器４８，５０は、自己相関器４２から
出力される信号Ｘ，Ｙに対して平滑化を行なう回路であ
る。本実施形態においてそれらの回路としてスイープ型
積分器が利用されている。すなわち、平滑化回路４８，
５０は、ディレイラインと、乗算器と、加算器とで構成
され、乗算器において、信号に乗算する係数αを適宜設
定することにより平滑化の程度を調整可能である。ちな
みに、そのような処理は自己相関演算の平均データ長を
変えることと等価である。
出力される信号Ｘ，Ｙに対して平滑化を行なう回路であ
る。本実施形態においてそれらの回路としてスイープ型
積分器が利用されている。すなわち、平滑化回路４８，
５０は、ディレイラインと、乗算器と、加算器とで構成
され、乗算器において、信号に乗算する係数αを適宜設
定することにより平滑化の程度を調整可能である。ちな
みに、そのような処理は自己相関演算の平均データ長を
変えることと等価である。
【００２４】平滑化後の複素信号Ｘ’，Ｙ’は、逆正接
演算器５６に入力され、それらの逆正接を演算すること
により重心周波数に相当する情報Φが演算されている。
情報Φは上述のように参照信号発生器３６に出力され
る。
演算器５６に入力され、それらの逆正接を演算すること
により重心周波数に相当する情報Φが演算されている。
情報Φは上述のように参照信号発生器３６に出力され
る。
【００２５】一方、信号２００及び２０６は、二乗演算
器４４，４６に入力されて二乗演算が行われ、その後の
信号２０８，２１０が平滑化回路５２，５４に入力され
る。その平滑化回路５２，５４は上述した平滑化回路４
８，５０と同様の構成を有している。平滑化後の信号２
１２，２１４は標準偏差演算器５８に入力されている。
また、標準偏差演算器５８には、平滑化後の信号Ｘ’，
Ｙ’も入力されており、標準偏差演算器５８ではそれら
の情報に基づいて標準偏差を演算している。ちなみに、
自己相関演算結果に基づく重心周波数の演算及び標準偏
差の演算はそれ自体公知の手法である。上述のように演
算された標準偏差の情報σは上述のようにフィルタ特性
選択テーブル３８に入力されている。
器４４，４６に入力されて二乗演算が行われ、その後の
信号２０８，２１０が平滑化回路５２，５４に入力され
る。その平滑化回路５２，５４は上述した平滑化回路４
８，５０と同様の構成を有している。平滑化後の信号２
１２，２１４は標準偏差演算器５８に入力されている。
また、標準偏差演算器５８には、平滑化後の信号Ｘ’，
Ｙ’も入力されており、標準偏差演算器５８ではそれら
の情報に基づいて標準偏差を演算している。ちなみに、
自己相関演算結果に基づく重心周波数の演算及び標準偏
差の演算はそれ自体公知の手法である。上述のように演
算された標準偏差の情報σは上述のようにフィルタ特性
選択テーブル３８に入力されている。
【００２６】図３には、参照信号発生器３６の具体的な
構成例が示されている。この参照信号発生器３６におい
て、情報Φに対しては、まず加算器６０において、後述
するような信号２１０が加算され、その加算後の信号に
対しては、ディレイライン６４から出力された信号が加
算器６２で加算される。そして、その加算後の信号２１
６はディレイライン６４の入力に送られると共に、その
信号２１６はＩチャンネル用参照波発生用テーブル６６
及びＱチャンネル用参照波発生用テーブル６８に入力さ
れる。それらのテーブル６６，６８は例えばＲＯＭある
いはＲＡＭなどで構成され、入力信号に従って所定の参
照信号２０２Ａ，２０２Ｂを発生する回路である。ここ
で、参照信号２０２Ａ，２０２Ｂはそれぞれ同一の周波
数を有し、互いにπ／２だけ位相がずれている。したが
って、単一の回路を利用して２つの参照信号を生成して
もよい。
構成例が示されている。この参照信号発生器３６におい
て、情報Φに対しては、まず加算器６０において、後述
するような信号２１０が加算され、その加算後の信号に
対しては、ディレイライン６４から出力された信号が加
算器６２で加算される。そして、その加算後の信号２１
６はディレイライン６４の入力に送られると共に、その
信号２１６はＩチャンネル用参照波発生用テーブル６６
及びＱチャンネル用参照波発生用テーブル６８に入力さ
れる。それらのテーブル６６，６８は例えばＲＯＭある
いはＲＡＭなどで構成され、入力信号に従って所定の参
照信号２０２Ａ，２０２Ｂを発生する回路である。ここ
で、参照信号２０２Ａ，２０２Ｂはそれぞれ同一の周波
数を有し、互いにπ／２だけ位相がずれている。したが
って、単一の回路を利用して２つの参照信号を生成して
もよい。
【００２７】標準偏差の情報σは図１に示したフィルタ
特性選択テーブル３８へ入る。フィルタ特性選択テーブ
ル３８では、得られたσに対し、直交検波器１６内のＬ
ＰＦ２４，２６の通過帯域として、あらかじめ用意され
ているものの中からどれを選択すれば良いのかフィルタ
係数選択信号２０４を発生する。このフィルタ係数選択
信号２０４は直交検波器１６内のＬＰＦ２４，２６へ行
く。なお、フィルタ特性選択テーブル３８はＲＯＭ、ま
たは、ＲＡＭ等で構成される。
特性選択テーブル３８へ入る。フィルタ特性選択テーブ
ル３８では、得られたσに対し、直交検波器１６内のＬ
ＰＦ２４，２６の通過帯域として、あらかじめ用意され
ているものの中からどれを選択すれば良いのかフィルタ
係数選択信号２０４を発生する。このフィルタ係数選択
信号２０４は直交検波器１６内のＬＰＦ２４，２６へ行
く。なお、フィルタ特性選択テーブル３８はＲＯＭ、ま
たは、ＲＡＭ等で構成される。
【００２８】図４に直交検波器１６内のＬＰＦ２４，２
６の構成例を示す。ここでは、そのフィルタは、ｎ−１
個のディレイライン群７０と、ｎ個の係数乗算器７２
と、それらの乗算結果を加算する加算器７４と、で構成
される。その加算結果がローパフィルタ２４，２６の周
波数特性を決定することになる。ここで、符号７６に示
すように、各係数乗算器７２に与える係数ω１〜ωｎを
発生させるため、係数発生器が備えられており、本実施
形態においては、４種類のフィルタ係数グループの中か
らいずれかのグループをフィルタ係数選択信号２０４に
より選択することができる。これによりＬＰＦ２４，２
６の通過帯域幅を自動的に変更することが可能となる。
本実施形態においては、フィルタ係数グループの数は４
種類であるが、さらに多くしてもよく、その方がより最
適に通過帯域幅を調整できる。
６の構成例を示す。ここでは、そのフィルタは、ｎ−１
個のディレイライン群７０と、ｎ個の係数乗算器７２
と、それらの乗算結果を加算する加算器７４と、で構成
される。その加算結果がローパフィルタ２４，２６の周
波数特性を決定することになる。ここで、符号７６に示
すように、各係数乗算器７２に与える係数ω１〜ωｎを
発生させるため、係数発生器が備えられており、本実施
形態においては、４種類のフィルタ係数グループの中か
らいずれかのグループをフィルタ係数選択信号２０４に
より選択することができる。これによりＬＰＦ２４，２
６の通過帯域幅を自動的に変更することが可能となる。
本実施形態においては、フィルタ係数グループの数は４
種類であるが、さらに多くしてもよく、その方がより最
適に通過帯域幅を調整できる。
【００２９】次に、上述した自動最適化型直交検波に関
して補足説明を行なう。
して補足説明を行なう。
【００３０】各送受信ビーム上の深さをｉとすると、深
さｉ＝ｎにおける送信波の送信角周波数ωC［ｒａｄ／
ｓ］と受信信号スペクトラムの重心角周波数ωCn’［ｒ
ａｄ／ｓ］との偏差ωSn［ｒａｄ／ｓ］は、自己相関法
により、ウィナーヒンチンの自己相関関数とパワースペ
クトラムの確率密度関数との関係から、式（１）と近似
できる（式（１）の左辺の値が図３のΦである）。
さｉ＝ｎにおける送信波の送信角周波数ωC［ｒａｄ／
ｓ］と受信信号スペクトラムの重心角周波数ωCn’［ｒ
ａｄ／ｓ］との偏差ωSn［ｒａｄ／ｓ］は、自己相関法
により、ウィナーヒンチンの自己相関関数とパワースペ
クトラムの確率密度関数との関係から、式（１）と近似
できる（式（１）の左辺の値が図３のΦである）。
【００３１】
【数１】 なお、Ｔは、自己相関器への離散的な入力信号のデータ
更新周期に相当する。
更新周期に相当する。
【００３２】したがって、深さｉ＝ｎにおける受信信号
スペクトラムの重心角周波数ωCn’［ｒａｄ／ｓ］は式
（２）で得ることができる。
スペクトラムの重心角周波数ωCn’［ｒａｄ／ｓ］は式
（２）で得ることができる。
【数２】 次に、得られた受信信号スペクトラムの重心角周波数ω
Cn’［ｒａｄ／ｓ］から直交検波器１６へ供給する参照
周波数信号を発生する方法について述べる。
Cn’［ｒａｄ／ｓ］から直交検波器１６へ供給する参照
周波数信号を発生する方法について述べる。
【００３３】式（２）は単位時間当たりの位相変化量で
しかないため、これを連続して変化する位相にする必要
がある。そこで、最小時間単位を受信信号のデータ更新
周期（サンプリング周期）Ｔとすると、深さｉ＝ｎでの
位相ω（ｎ）［ｒａｄ］は式（３）となる（図３の信号
２１６）。
しかないため、これを連続して変化する位相にする必要
がある。そこで、最小時間単位を受信信号のデータ更新
周期（サンプリング周期）Ｔとすると、深さｉ＝ｎでの
位相ω（ｎ）［ｒａｄ］は式（３）となる（図３の信号
２１６）。
【００３４】
【数３】 これを具体化したのが図３の６０，６２，６４で構成さ
れる部分である。なお、式（３）の値は、各ビームごと
に最初に初期化して０としてもよいし、また、装置立ち
上げ時にのみ初期化してもよい。
れる部分である。なお、式（３）の値は、各ビームごと
に最初に初期化して０としてもよいし、また、装置立ち
上げ時にのみ初期化してもよい。
【００３５】そして、式（３）を下記の式（４）に代入
することによってＩｃｈ、Ｑｃｈ用の参照波信号ｆ＿Ｉ
＿ＲＥＦ（ｎ）（図３の２０２Ａ）とｆ＿Ｑ＿ＲＥＦ
（ｎ）（図３の２０２Ｂ）を得ることができる。
することによってＩｃｈ、Ｑｃｈ用の参照波信号ｆ＿Ｉ
＿ＲＥＦ（ｎ）（図３の２０２Ａ）とｆ＿Ｑ＿ＲＥＦ
（ｎ）（図３の２０２Ｂ）を得ることができる。
【００３６】
【数４】 一方、受信信号のスペクトラムの深さｉ＝ｎにおける標
準偏差周波数σ（ｎ）は式（５）で近似できる。
準偏差周波数σ（ｎ）は式（５）で近似できる。
【００３７】
【数５】 したがって、例えば、３σを低減通過フィルタ通過帯域
幅に設定すればよい。
幅に設定すればよい。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際の受信信号のスペクトルの変化に対応して適切な受
信信号処理を行なうことが可能である。よって、本発明
によれば、信号対雑音比を常に良好に維持して超音波画
像の画質を向上できる。
実際の受信信号のスペクトルの変化に対応して適切な受
信信号処理を行なうことが可能である。よって、本発明
によれば、信号対雑音比を常に良好に維持して超音波画
像の画質を向上できる。
【図１】 本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形
態を示すブロック図である。
態を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す重心周波数及び標準偏差推定器の
具体的な構成例を示す図である。
具体的な構成例を示す図である。
【図３】 図１に示す参照信号発生器の具体的な構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 図１に示すＬＰＦ２４または、２６の具体的
な構成例を示す図である。
な構成例を示す図である。
【図５】 深さに応じた受信信号スペクトルの変化を示
す図である。
す図である。
【図６】 従来装置におけるフィルタ特性を示す図であ
る。
る。
１０ 探触子、１２ 送信部、１４ 受信部、１６
直交検波器、１８ 検波制御部、２０，２２ ミキサ、
２４，２６ ローパスフィルタ、２８ 振幅演算器、３
０ 表示処理部、３４ 重心周波数及び標準偏差推定
器、３６ 参照信号発生器、３８ フィルタ特性選択テ
ーブル。
直交検波器、１８ 検波制御部、２０，２２ ミキサ、
２４，２６ ローパスフィルタ、２８ 振幅演算器、３
０ 表示処理部、３４ 重心周波数及び標準偏差推定
器、３６ 参照信号発生器、３８ フィルタ特性選択テ
ーブル。
Claims (5)
- 【請求項１】 超音波の送受波を行う送受波手段と、 前記送受波手段からの受信信号を入力し、超音波ビーム
上の各深さごとに、受信信号スペクトルにおける中心周
波数を演算する中心周波数演算手段と、 前記演算された中心周波数に対応した周波数の参照信号
を出力する参照信号発生手段と、 前記参照信号を利用して、前記送受波手段から出力され
た受信信号を直交検波する直交検波手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記送受波手段からの受信信号を入力し、超音波ビーム
上の各深さごとに、受信信号スペクトルの広がりを演算
する広がり演算手段と、 前記受信信号スペクトルの広がりに対応した通過帯域を
設定する通過帯域特性設定手段と、 前記設定された通過帯域特性で、前記直交検波後の受信
信号に対してフィルタリングを行うフィルタと、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 前記受信信号に対して自己相関演算を実行する自己相関
演算回路を有し、 前記自己相関結果に従って各深さごとに受信信号の中心
周波数及びスペクトルの広がりが演算されることを特徴
とする超音波診断装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の装置
において、 超音波ビーム上で隣接するサンプル点に沿って前記中心
周波数を平滑化する第１の平滑化回路を有することを特
徴とする超音波診断装置。 - 【請求項５】 請求項１から３のいずれかに記載の装置
において、 超音波ビーム上で隣接するサンプル点に沿って前記受信
信号スペクトルの広がりを平滑化する第２の平滑化回路
を有することを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4330599A JP2000237187A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4330599A JP2000237187A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000237187A true JP2000237187A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12660093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4330599A Pending JP2000237187A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000237187A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101313219B1 (ko) | 2010-11-10 | 2013-09-30 | 삼성메디슨 주식회사 | 빔 프로파일에 기초하여 초음파 영상의 화질을 개선시키는 초음파 시스템 및 방법 |
| KR101339683B1 (ko) | 2012-01-17 | 2013-12-10 | 서강대학교산학협력단 | 초음파 고조파 영상을 위한 적응적 동적 직각 복조 장치 및 방법 |
| KR101386098B1 (ko) | 2010-11-10 | 2014-04-29 | 삼성메디슨 주식회사 | 빔 프로파일에 기초하여 초음파 공간 합성 영상의 화질을 개선시키는 초음파 시스템 및 방법 |
| US9008383B2 (en) | 2010-11-10 | 2015-04-14 | Samsung Medison Co., Ltd. | Enhancing quality of ultrasound image in ultrasound system |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP4330599A patent/JP2000237187A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101313219B1 (ko) | 2010-11-10 | 2013-09-30 | 삼성메디슨 주식회사 | 빔 프로파일에 기초하여 초음파 영상의 화질을 개선시키는 초음파 시스템 및 방법 |
| KR101386098B1 (ko) | 2010-11-10 | 2014-04-29 | 삼성메디슨 주식회사 | 빔 프로파일에 기초하여 초음파 공간 합성 영상의 화질을 개선시키는 초음파 시스템 및 방법 |
| US8792690B2 (en) | 2010-11-10 | 2014-07-29 | Samsung Medison Co., Ltd. | Enhancing quality of ultrasound spatial compound image based on beam profile in ultrasound system |
| US9008383B2 (en) | 2010-11-10 | 2015-04-14 | Samsung Medison Co., Ltd. | Enhancing quality of ultrasound image in ultrasound system |
| KR101339683B1 (ko) | 2012-01-17 | 2013-12-10 | 서강대학교산학협력단 | 초음파 고조파 영상을 위한 적응적 동적 직각 복조 장치 및 방법 |
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