JP2000316854A - Ultrasonic device - Google Patents

Ultrasonic device

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JP2000316854A
JP2000316854A JP11129291A JP12929199A JP2000316854A JP 2000316854 A JP2000316854 A JP 2000316854A JP 11129291 A JP11129291 A JP 11129291A JP 12929199 A JP12929199 A JP 12929199A JP 2000316854 A JP2000316854 A JP 2000316854A
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JP
Japan
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focus
ultrasonic
delay time
reception
transducer
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JP11129291A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Hayashi
林  達也
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the quality of an ultrasonic image by setting a delay time corresponding to a focus position to the signal applied to or received by each of multiple parallel piezoelectric transducers of a probe, and determining the delay time based on the position of the transducers. SOLUTION: An ultrasonic transmission/reception section 2 is constituted of a transmission focus means 10, a transmitting means 11, a reception focus means 12 and a first-stage amplifying means 13, and a transmission/reception signal for each piezoelectric transducer is generated by the transmission focus means 10 based on the delay time information (focus data) by a memory means 9. An ultrasonic beam is generated by the reception focus means 12 from the delay-processed reception signal based on the delay time information and is outputted to an image processing means 3. The delay time for each piezoelectric transducer at the time of transmission and reception is calculated by a focus calculating means 8 based on the specified focus condition according to a measurement start instruction from an operation input means 7 and is stored in a memory means 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波装置に関
し、特に、探触子の送波面側に配置される音響レンズ及
び音響整合層(マッチング層)によるフォーカスずれの
補正に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic apparatus, and more particularly, to an ultrasonic apparatus which is effective when applied to correction of a focus shift by an acoustic lens and an acoustic matching layer (matching layer) arranged on a transmitting surface side of a probe. It is about technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超音波装置は、多数の振動子(振
動子素子)が配列され多チャンネルに形成された探触子
と、各振動子を駆動する送波信号を供給すると共に、各
振動子からの受波信号を電気的にフォーカスするため
に、焦点(受波フォーカス点)からの距離に応じた遅延
処理(整相)を行い受波信号の位相を揃えた後に、この
遅延処理後の受波信号を加算することによって所定方向
に指向性を有する超音波ビームを生成する超音波送受信
部と、反射深度に依存する受波信号強度の補正や、超音
波像の輪郭を強調する輪郭強調等の画像処理を行う画像
処理回路と、断層面内で順次走査された超音波ビームを
収集し1フレーム分の画像(超音波画像)を形成し該超
音波画像を表示装置用の信号に変換するデジタルスキャ
ンコンバータと、表示用の信号に基づいて超音波像を表
示画面上に表示する表示装置と、計測モード及び計測条
件等の入力を行う操作入力部とから構成されていた。
2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic apparatus supplies a multi-channel probe in which a number of transducers (transducer elements) are arranged, and a transmission signal for driving each transducer. In order to electrically focus the received signal from the vibrator, delay processing (phasing) according to the distance from the focal point (received wave focus point) is performed, and the phase of the received signal is adjusted. An ultrasonic transmission / reception unit that generates an ultrasonic beam having directivity in a predetermined direction by adding the subsequent reception signals, and corrects the reception signal strength depending on the reflection depth and emphasizes the contour of the ultrasonic image. An image processing circuit for performing image processing such as contour enhancement, and an ultrasonic beam sequentially scanned in a tomographic plane is collected to form an image (ultrasonic image) for one frame, and the ultrasonic image is used as a signal for a display device. Digital scan converter and table A display device based on a signal use to display the ultrasound image on a display screen, was composed of an operation input unit for inputting such measurement mode and measurement conditions.

【0003】超音波送受信部は、予め設定されたフォー
カス位置に超音波を集束(フォーカス)させるための遅
延時間をデータ(フォーカスデータ)として格納するフ
ォーカスデータ記憶手段と、計測条件に基づいてフォー
カスデータ記憶手段から遅延時間を読み出し設定するフ
ォーカス計算手段と、フォーカス計算手段で設定された
遅延時間に従った送波信号(送波フォーカス信号)を生
成し該送波信号を振動子に供給する送波手段と、各振動
子から出力された受波信号にフォーカス計算手段で設定
された遅延時間を与える受波整相手段と、受波整相後の
受波信号を加算し、所望の位置からの反射波を取り出す
加算手段とから構成されていた。
[0003] An ultrasonic transmitting / receiving section includes a focus data storage means for storing a delay time for focusing an ultrasonic wave at a preset focus position as data (focus data), and a focus data storage section based on measurement conditions. Focus calculating means for reading and setting the delay time from the storage means, and transmitting and generating a transmission signal (transmission focus signal) in accordance with the delay time set by the focus calculating means and supplying the transmission signal to the vibrator Means, a reception phasing means for providing a delay time set by the focus calculation means to the reception signal output from each transducer, and a reception signal after the reception phasing is added, and a desired position is added. And an adding means for extracting the reflected wave.

【0004】従来の超音波装置では、表示のリアルタイ
ム性の確保及び超音波像の画質向上の観点から、受波時
の遅延時間を可変し集束点を時間と共に深い方に移動さ
せる、いわゆるダイナミックフォーカスと称される計測
手法が一般的に行われていた。ただし、受波信号に与え
る遅延時間は、アナログ整相方式の超音波装置では遅延
線の切り換えによって行われ、デジタル整相方式の超音
波装置ではサンプリング後の受波信号を格納するメモリ
等の格納手段からの読み出し時間差とその補間処理とに
よって行われていた。
In a conventional ultrasonic apparatus, from the viewpoint of securing real-time display and improving the image quality of an ultrasonic image, a so-called dynamic focus in which a delay time at the time of reception is varied and a focal point is moved deeper with time. A measurement technique referred to as "common" has been performed. However, the delay time given to the received signal is performed by switching the delay line in the analog phasing type ultrasonic device, and is stored in a memory or the like for storing the received signal after sampling in the digital phasing type ultrasonic device. This is performed by the time difference read from the means and the interpolation processing.

【0005】このダイナミックフォーカスを用いた超音
波装置では、超音波ビームの走査方向(ラスタ)毎に各
振動子に与える遅延時間が異なると共に、同一ラスタ内
の受波フォーカス点毎にも各振動子に与える遅延時間が
異なっていた。このために、全ての受波フォーカス点に
対応するフォーカスデータを限られた容量のフォーカス
データ記憶手段に格納するために、従来の超音波装置で
は、1ラスタ当たり5個所程度の受波フォーカス点にお
けるフォーカスデータを格納しておき、その間の受波フ
ォーカス点でのデータは前後の受波フォーカス点のデー
タから補間演算によって計算し使用していた。
In the ultrasonic apparatus using the dynamic focus, the delay time given to each transducer in each scanning direction (raster) of the ultrasonic beam is different, and each transducer is also provided at each reception focus point in the same raster. The delay time to give was different. For this reason, in order to store the focus data corresponding to all the reception focus points in the focus data storage means having a limited capacity, the conventional ultrasonic apparatus uses about five reception focus points per raster. The focus data is stored, and the data at the reception focus point during that time is calculated and used from the data at the preceding and following reception focus points by interpolation.

【0006】一方、従来の探触子は、バッキング材と称
される吸音材上に短冊形の微小振動子を多数並べた構造
になっていた。各振動子は、バッキング材に最も近い側
から圧電素子、第一の音響整合層、第二の音響整合層及
び音響レンズ層が積層された構造となっていた。このた
めに、圧電素子から探触子の送波面側に向けて送波され
た超音波は、それぞれ材質が異なる第一及び第二の音響
整合層並びに音響レンズ層を介して測定対象に送波され
ることとなっていた。このために、圧電素子から送波さ
れた超音波が測定対象に到達するまでには、それぞれ異
なる音速を有する。これらの層を伝搬する際にその境界
面で超音波が屈折することが知られている。従って、従
来の超音波装置では、第一及び第二の音響整合層並びに
音響レンズ層での超音波の音速の変化及びそれに伴う屈
折を考慮した遅延時間をフォーカスデータとして、フォ
ーカスデータ記憶手段に格納していた。
On the other hand, a conventional probe has a structure in which a number of strip-shaped micro-vibrators are arranged on a sound absorbing material called a backing material. Each vibrator had a structure in which a piezoelectric element, a first acoustic matching layer, a second acoustic matching layer, and an acoustic lens layer were stacked from the side closest to the backing material. For this reason, the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric element toward the transmitting surface side of the probe is transmitted to the measurement target via the first and second acoustic matching layers and acoustic lens layers, which are made of different materials. Was to be done. Therefore, the ultrasonic waves transmitted from the piezoelectric elements have different sound velocities until they reach the measurement target. It is known that ultrasonic waves are refracted at the boundary surface when propagating through these layers. Therefore, in the conventional ultrasonic apparatus, the delay time in consideration of the change in the sound speed of the ultrasonic wave in the first and second acoustic matching layers and the acoustic lens layer and the refraction accompanying the change are stored in the focus data storage means as focus data. Was.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
SUMMARY OF THE INVENTION As a result of studying the above prior art, the present inventor has found the following problems.

【0008】超音波装置は、一般的なX線撮影では映り
にくい軟部組織の描出性能に優れる、及びX線のような
放射線被曝を回避することができる等の特徴をもってい
るので、循環器、消化器、泌尿器及び産婦人科等の広範
囲への適用がなされ、さらなる高画質が切望されてい
る。
[0008] The ultrasonic apparatus has features such as excellent soft tissue delineation performance that is difficult to be imaged by general X-ray imaging and the ability to avoid radiation exposure such as X-rays. It is widely applied to organs, urology, obstetrics and gynecology, etc., and further higher image quality is desired.

【0009】高画質化の方法として、例えば、ダイナミ
ックフォーカスを用いた超音波装置では、時間と共に深
い方に移動させる集束点数すなわちフォーカス点数を増
やすことが考えられる。すなわち、第一及び第二の音響
整合層並びに音響レンズ層での超音波の屈折を考慮した
フォーカスデータ数を増やすことによって、所望の受波
フォーカス点で反射された超音波の強度(受波強度)を
確保し、感度及び分解能を向上させることが考えられ
る。
As a method of improving image quality, for example, in an ultrasonic apparatus using dynamic focus, it is conceivable to increase the number of focusing points, that is, the number of focusing points to be moved deeper with time. That is, by increasing the number of focus data in consideration of the refraction of the ultrasonic wave in the first and second acoustic matching layers and the acoustic lens layer, the intensity of the ultrasonic wave reflected at the desired reception focus point (the reception intensity) ) Can be considered to improve sensitivity and resolution.

【0010】しかしながら、従来の超音波装置で受波フ
ォーカス点数を増やすためには、1受波フォーカス点当
たり全振動子数分のフォーカスデータが必要となるの
で、十分な数の受波フォーカス点数を確保するために
は、膨大な記憶容量が必要となるという問題があった。
また、このために超音波装置の製造コストが上昇すると
いう問題があった。
However, in order to increase the number of reception focus points in the conventional ultrasonic apparatus, it is necessary to provide focus data for all the transducers per reception focus point. There is a problem that enormous storage capacity is required to secure them.
In addition, there is a problem that the manufacturing cost of the ultrasonic device is increased.

【0011】従来の超音波装置で受波フォーカス点を増
やす他の方法として、各境界面における屈折量及び音速
を受波フォーカス点の移動と共にリアルタイムに計算
し、得られた屈折量及び音速に基づいて各振動子に与え
る遅延時間を決定する方法が考えられる。各境界面にお
ける屈折量は、スネルの法則に従うことが周知である。
As another method of increasing the reception focus point in the conventional ultrasonic device, the amount of refraction and the speed of sound at each boundary surface are calculated in real time together with the movement of the focus point of the reception, and based on the obtained amount of refraction and sound speed. In this case, a method of determining the delay time given to each transducer by using the method can be considered. It is well known that the amount of refraction at each interface follows Snell's law.

【0012】しかしながら、各境界面における屈折量を
計算するためには、スネルの法則部よって導出された三
角関数等の項を持つ高元高次方程式を解かねばならず、
ワークステーションと称される比較的高性能の計算機を
用いて計算した場合であっても、1つの受波フォーカス
点当たり1分程度を計算時間を要し、超音波装置の特徴
の1つであるリアルタイム計測が実現できないという問
題があった。
However, in order to calculate the amount of refraction at each interface, a higher-order higher-order equation having terms such as trigonometric functions derived by Snell's law must be solved.
Even when calculation is performed using a relatively high-performance computer called a workstation, a calculation time of about one minute is required for one reception focus point, which is one of the features of the ultrasonic apparatus. There was a problem that real-time measurement could not be realized.

【0013】本発明の目的は、超音波画像の画質を向上
することが可能な超音波装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic apparatus capable of improving the quality of an ultrasonic image.

【0014】本発明の他の目的は、超音波画像の分解能
を向上させることが可能な技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the resolution of an ultrasonic image.

【0015】本発明のその他の目的は、全ての受波フォ
ーカス点に対応する振動子毎の遅延時間を高速に計算す
ることが可能な技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of calculating the delay time of each transducer corresponding to all the reception focus points at a high speed.

【0016】本発明のその他の目的は、診断効率を向上
させるすることが可能な技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving diagnostic efficiency.

【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0019】(1)振動子を複数並設した探触子と、各
振動子に印加するあるいは各振動子が受波した信号にフ
ォーカス位置に応じた遅延時間を設定する遅延設定手段
とを備え、該遅延時間を設定した受波信号から測定対象
の超音波像を形成する超音波装置において、前記遅延設
定手段は、前記振動子の位置に基づいて各振動子に設定
する遅延時間を計算する遅延演算手段を具備する。
(1) A probe having a plurality of transducers arranged side by side and delay setting means for setting a delay time according to a focus position for a signal applied to each transducer or received by each transducer according to a focus position. In an ultrasonic apparatus that forms an ultrasonic image of a measurement target from a received signal in which the delay time is set, the delay setting unit calculates a delay time to be set for each transducer based on the position of the transducer. A delay operation means is provided.

【0020】(2)前述した(1)に記載の超音波装置
において、前記遅延演算手段は、フォーカス位置毎に最
適化された遅延物理パラメータを格納する格納手段と、
選択された遅延物理パラメータに基づいて各振動子に設
定する遅延時間を計算する演算手段とを具備する。
(2) In the ultrasonic apparatus according to the above (1), the delay calculating means stores a delay physical parameter optimized for each focus position;
Calculating means for calculating a delay time set for each transducer based on the selected delay physical parameter.

【0021】(3)前述した(2)に記載の超音波装置
において、前記遅延物理パラメータは、前記探触子のフ
ォーカス位置の変数であると共に、前記振動子の位置を
遅延時間の変数とする関数であり、前記格納手段は前記
フォーカス位置の遅延時間を格納する第一の格納手段
と、前記フォーカス位置で特定される遅延物理パラメー
タを格納する第二の格納手段とを具備する。
(3) In the ultrasonic apparatus according to (2), the delay physical parameter is a variable of a focus position of the probe and a position of the transducer is a variable of delay time. Function, wherein the storage means includes first storage means for storing the delay time of the focus position, and second storage means for storing a delay physical parameter specified by the focus position.

【0022】(4)前述した(1)乃至(3)3の内の
何れかに記載の超音波装置において、前記振動子の位置
を変数とする遅延関数は、前記圧電素子の送波面側に配
置される薄膜層に起因する超音波の屈折及び音速の変化
を考慮した各フォーカス点毎の関数を近似した関数であ
る。
(4) In the ultrasonic apparatus according to any one of (1) to (3), the delay function using the position of the vibrator as a variable is located on the wave transmitting side of the piezoelectric element. This is a function obtained by approximating a function for each focus point in consideration of a change in the refraction and the speed of sound of the ultrasonic wave caused by the disposed thin film layer.

【0023】前述した(1)〜(4)に記載の超音波装
置は、探触子の物理パラメータをフォーカス位置の変数
とすると共に、フォーカス位置の変数値である探触子の
物理パラメータで特定される関数を遅延関数とすること
によって、フォーカス位置の増加に伴うデータ数の増加
を探触子の物理パラメータのみとすることができるの
で、さらに容易にフォーカス位置数を増加することが可
能となる。その結果、超音波画像の分解能を向上させる
ことができるので、超音波画像の画質を向上させること
ができる。また、超音波画像の画質が向上できるので、
診断効率を向上させることができる。
In the ultrasonic apparatus described in (1) to (4) above, the physical parameters of the probe are used as variables of the focus position, and the physical parameters of the probe, which are variable values of the focus position, are specified. By setting the function to be performed as a delay function, the increase in the number of data due to an increase in the focus position can be made only by the physical parameters of the probe, so that the number of focus positions can be more easily increased. . As a result, the resolution of the ultrasonic image can be improved, so that the image quality of the ultrasonic image can be improved. Also, since the image quality of the ultrasonic image can be improved,
Diagnosis efficiency can be improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments (examples) of the invention.

【0025】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0026】図1は本発明の一実施の形態である超音波
装置の概略構成を説明するための図であり、1は探触
子、2は超音波送受信部、3は画像処理手段、4はデジ
タルスキャンコンバータ(DSC)、5は画像表示手
段、6は制御回路、7は操作入力手段、8はフォーカス
計算回手段、9はフォーカスデータ記憶手段、10は送
波フォーカス手段、11は送波手段、12は受波フォー
カス手段、13は初段増幅手段を示す。
FIG. 1 is a view for explaining a schematic configuration of an ultrasonic apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein 1 is a probe, 2 is an ultrasonic transmitting / receiving section, 3 is an image processing means, Is a digital scan converter (DSC), 5 is an image display unit, 6 is a control circuit, 7 is an operation input unit, 8 is a focus calculation unit, 9 is a focus data storage unit, 10 is a transmission focus unit, and 11 is a transmission unit. Means, 12 is a reception focusing means, and 13 is a first stage amplifying means.

【0027】図1において、探触子1は、駆動信号に応
じた超音波を発生し測定対象に超音波を送波すると共
に、該測定対象内で反射された超音波を受波し、その音
圧に応じた電気信号を受波信号として出力する周知の探
触子であり、例えば、リニア走査型の探触子である。
In FIG. 1, a probe 1 generates an ultrasonic wave according to a drive signal, transmits the ultrasonic wave to a measurement object, receives an ultrasonic wave reflected in the measurement object, and receives the ultrasonic wave. This is a known probe that outputs an electric signal corresponding to a sound pressure as a received signal, and is, for example, a linear scanning probe.

【0028】超音波送受信部2は、送波フォーカス手段
10、送波手段11、受波フォーカス手段12、及び初
段増幅手段13からなる周知の超音波送受部であり、探
触子を駆動する駆動信号を供給すると共に、探触子1か
ら出力される受波信号から所定方向に指向性を有する超
音波ビームを生成する。
The ultrasonic transmission / reception unit 2 is a known ultrasonic transmission / reception unit including a transmission focus unit 10, a transmission unit 11, a reception focus unit 12, and a first-stage amplification unit 13, and a driving unit for driving a probe. A signal is supplied, and an ultrasonic beam having directivity in a predetermined direction is generated from a received signal output from the probe 1.

【0029】送波フォーカス手段10は、フォーカスデ
ータ記憶手段9から供給された遅延時間情報(フォーカ
スデータ)に基づいて、各振動子毎の送波信号を生成す
る周知の送波フォーカス手段である。また、送波手段1
1は、送波フォーカス手段10で生成された送波信号に
基づいて、探触子を駆動するための高電圧信号である駆
動信号を生成する周知の送波手段である。
The transmission focus means 10 is a known transmission focus means for generating a transmission signal for each transducer based on the delay time information (focus data) supplied from the focus data storage means 9. Also, the wave transmitting means 1
Reference numeral 1 denotes a known transmitting unit that generates a drive signal that is a high-voltage signal for driving the probe based on the transmitted signal generated by the transmission focusing unit 10.

【0030】初段増幅手段13は、探触子1からの微弱
信号を増幅するための周知の増幅手段である。
The first-stage amplifier 13 is a well-known amplifier for amplifying a weak signal from the probe 1.

【0031】受波フォーカス手段12は、各振動子から
の受波信号にそれぞれ所定量の遅延を与える図示しない
周知の受波整相手段と、受波整相後の受波信号である遅
延処理後の受波信号を加算することによって所望の方向
から来た超音波のみを超音波ビームとして検出する図示
しない周知の加算手段とから構成されている。本実施の
形態の受波フォーカス手段は、フォーカスデータ記憶手
段9からの遅延時間情報に基づいて、遅延処理した受波
信号から超音波ビームを生成し、画像処理手段3に出力
する。
The reception focusing means 12 includes a well-known reception phasing means (not shown) for giving a predetermined amount of delay to the reception signals from the respective vibrators, and a delay processing which is a reception signal after the reception phasing. A known adding means (not shown) for detecting only an ultrasonic wave coming from a desired direction as an ultrasonic beam by adding later received signals. The receiving focus unit of the present embodiment generates an ultrasonic beam from the received signal subjected to the delay processing based on the delay time information from the focus data storage unit 9 and outputs the ultrasonic beam to the image processing unit 3.

【0032】画像処理手段3は、被検体に送波された超
音波の深度に依存する受波信号強度の補正、受波信号強
度と表示時の明るさとの関係を補正するいわゆるグレイ
スケール補正、及び画像の輪郭を強調する輪郭強調(エ
ンハンスメント)等の画像処理を行う周知の画像処理手
段3である。
The image processing means 3 corrects the received signal strength depending on the depth of the ultrasonic wave transmitted to the subject, so-called gray scale correction for correcting the relationship between the received signal strength and the brightness at the time of display, And a well-known image processing means 3 for performing image processing such as contour enhancement (enhancement) for enhancing the contour of the image.

【0033】DSC4は、画像処理手段3から出力され
る信号である補正後の超音波ビームを、例えば、デジタ
ル信号に変換し画像表示手段5の表示周期の超音波画像
に変換すると共に、該超音波画像と計測条件や表示倍率
等の表示情報とを合成し表示画像を生成する周知のDS
Cであり、表示画像を画像表示手段5の入力形式に変換
し出力する。
The DSC 4 converts the corrected ultrasonic beam, which is a signal output from the image processing means 3, into a digital signal, for example, and converts it into an ultrasonic image having a display cycle of the image display means 5. A well-known DS that combines a sound wave image with display information such as measurement conditions and display magnification to generate a display image
C, which converts the display image into the input format of the image display means 5 and outputs it.

【0034】画像表示手段5は、例えば、CRTを用い
たテレビモニタや液晶表示装置等の周知の表示装置であ
り、計測された超音波画像を表示する。
The image display means 5 is a well-known display device such as a television monitor or a liquid crystal display device using a CRT, and displays a measured ultrasonic image.

【0035】制御手段6は、例えば、当該装置の操作パ
ネルとして供される操作入力手段7から入力された計測
条件や探触子の種別等の情報に基づいて、本実施の形態
の超音波装置の動作を制御する周知の制御手段である。
The control means 6 is, for example, based on information such as the measurement conditions and the type of the probe input from the operation input means 7 provided as an operation panel of the apparatus. Is a well-known control means for controlling the operation of.

【0036】フォーカス計算手段8は、探触子種別及び
フォーカス条件である制御手段6から指示された送受波
時におけるフォーカス位置情報等に基づいて、送受波時
における各振動子毎の遅延時間を随時演算する演算手段
であり、例えば、本実施の形態の超音波装置を構成する
情報処理装置に接続される磁気ディスク装置や光ディス
ク装置あるいはメモリと称される半導体メモリ等の外部
記憶装置と、この情報処理装置上で動作するプログラム
によって実現可能である。ただし、フォーカス計算手段
8の詳細については、後述する。なお、本願明細書中に
おけるフォーカス条件とは、探触子の送受波面である振
動子前面の形状が、あたかも凹面状に形成されているが
ごとく超音波を送受波させるために送波信号及び受波信
号に与える時間差を算出する際に必要となる、例えば、
探触子種別、走査方式、及び送受波時のフォーカス位置
情報(フォーカス点数を含む)等の情報である。
The focus calculation means 8 calculates the delay time of each transducer at the time of transmission / reception at any time based on the probe type and the focus position information at the time of transmission / reception indicated by the control means 6 which is the focus condition. An arithmetic unit that performs an arithmetic operation. For example, an external storage device such as a magnetic disk device, an optical disk device, or a semiconductor memory called a memory connected to the information processing device included in the ultrasonic device according to the present embodiment; This can be realized by a program operating on the processing device. However, the details of the focus calculation means 8 will be described later. Note that the focus condition in the specification of the present application refers to a transmission signal and a reception signal for transmitting and receiving ultrasonic waves as if the shape of the front surface of the transducer, which is the transmission and reception surface of the probe, is formed as if it were concave. Required when calculating the time difference given to the wave signal, for example,
Information such as a probe type, a scanning method, and focus position information (including the number of focus points) at the time of transmission / reception.

【0037】フォーカスデータ記憶手段9は、例えば、
本実施の形態の超音波装置を構成する情報処理装置に搭
載される主メモリや磁気ディスク装置あるいは光磁気デ
ィスク装置等の外部記憶装置等によって構成されてお
り、フォーカス計算手段8で計算された各振動子毎の遅
延時間を格納する。ただし、フォーカスデータ記憶手段
9が格納する遅延時間は、従来の超音波装置での遅延時
間の格納とは異なり、操作入力手段7で指示されたフォ
ーカス条件を満たす遅延時間のみを格納することができ
る容量があれば十分である。
The focus data storage means 9 includes, for example,
Each of the main memory and an external storage device such as a magnetic disk device or a magneto-optical disk device mounted on the information processing apparatus constituting the ultrasonic apparatus according to the present embodiment. Stores the delay time for each transducer. However, the delay time stored in the focus data storage means 9 is different from the storage of the delay time in the conventional ultrasonic apparatus, and only the delay time satisfying the focus condition specified by the operation input means 7 can be stored. Sufficient capacity is enough.

【0038】次に、図1に基づいて、本実施の形態の超
音波装置で断層像(Bモード像)を得る場合の動作を説
明する。ただし、説明を簡単にするために、送波を固定
焦点で行い、受波を1ラスタ当たり16の受波フォーカ
ス点で行うダイナミックフォーカス動作の場合について
説明する。
Next, an operation for obtaining a tomographic image (B-mode image) with the ultrasonic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. However, for the sake of simplicity, a description will be given of a dynamic focus operation in which the transmission is performed at a fixed focus and the reception is performed at 16 reception focus points per raster.

【0039】本実施の形態の超音波装置の動作開始は操
作入力手段7からの計測開始指示であり、この計測開始
指示で制御手段6は予め設定された手順に基づいて、各
手段に動作指示を出力する。
The operation start of the ultrasonic apparatus according to the present embodiment is a measurement start instruction from the operation input means 7, and the control means 6 instructs each means based on a preset procedure by the measurement start instruction. Is output.

【0040】まず、フォーカス計算手段8が、制御手段
6から入力(指示)されたフォーカス条件に基づいて、
送受波時における各振動子毎の遅延時間を演算し、得ら
れた遅延時間をフォーカスデータ記憶手段9に出力し記
憶させる。
First, the focus calculation means 8 calculates the focus condition based on the focus condition input (instructed) from the control means 6.
The delay time of each transducer at the time of transmission / reception is calculated, and the obtained delay time is output to the focus data storage means 9 and stored.

【0041】フォーカス計算手段8による遅延時間の演
算が終了すると、次に、送波フォーカス手段10は指定
された送波周波数の超音波信号を生成し、この超音波信
号に各振動子毎の遅延時間を与えた信号を送波信号とし
て送波手段11に供給する。このときの遅延時間は、フ
ォーカスデータ記憶手段9から読み出された遅延時間情
報に基づいており、この遅延時間情報は振動子の前面で
ある送波面に配置される音響レンズ並びに第一及び第二
の音響整合層の境界面での屈折及び各層での音速の変化
を考慮したのもとなっている。
When the calculation of the delay time by the focus calculation means 8 is completed, the transmission focus means 10 generates an ultrasonic signal of the designated transmission frequency, and delays the ultrasonic signal with the delay for each transducer. The signal given the time is supplied to the transmission means 11 as a transmission signal. The delay time at this time is based on the delay time information read from the focus data storage means 9, and this delay time information is based on the acoustic lens disposed on the wave transmitting surface, which is the front surface of the vibrator, and the first and second acoustic lenses. The refraction at the boundary of the acoustic matching layer and the change in the speed of sound at each layer are also taken into consideration.

【0042】送波手段11では、送波フォーカス手段1
0から供給された送波信号から振動子の駆動電圧である
高電圧の信号(駆動信号)を生成し、探触子1の各振動
子に供給する。
In the transmitting means 11, the transmitting focus means 1
A high-voltage signal (drive signal), which is a drive voltage of the transducer, is generated from the transmission signal supplied from 0 and supplied to each transducer of the probe 1.

【0043】駆動信号が供給された探触子1の各振動子
からは駆動信号に従った超音波が送波される。このと
き、本実施の形態の探触子では、送波面側から音響レン
ズ、第一の音響整合層、第二の音響整合層、及び圧電素
子という異なる材料からなる層が順番に積層された短冊
状の振動子が、探触子の長軸方向に並設された構造とな
っている。よって、圧電素子で発生された超音波は、第
二の音響整合層、第一の音響整合層、及び音響レンズを
それぞれ伝搬した後に、測定対象内に送波されることと
なる。すなわち、それぞれの層の境界面において、スネ
ルの法則に従った屈折を繰り返した後に、測定対象内に
送波されることとなる。
Each transducer of the probe 1 to which the drive signal is supplied transmits an ultrasonic wave according to the drive signal. At this time, in the probe of the present embodiment, a strip in which layers made of different materials such as an acoustic lens, a first acoustic matching layer, a second acoustic matching layer, and a piezoelectric element are sequentially stacked from the transmitting surface side. The vibrators have a structure in which the transducers are juxtaposed in the longitudinal direction of the probe. Therefore, the ultrasonic wave generated by the piezoelectric element is transmitted into the measurement target after propagating through the second acoustic matching layer, the first acoustic matching layer, and the acoustic lens. That is, at the interface between the layers, refraction in accordance with Snell's law is repeated, and then transmitted into the object to be measured.

【0044】本実施の形態では、前述するように、送波
フォーカス手段10から出力された送波信号に、各層の
境界面における屈折を考慮した遅延時間が与えられてい
るので、測定対象内に送波された超音波は予め設定され
たフォーカス点位置で正確に集束する。
In the present embodiment, as described above, the transmission signal output from the transmission focusing means 10 is given a delay time in consideration of refraction at the boundary surface of each layer. The transmitted ultrasonic wave is accurately focused at a preset focus point position.

【0045】測定対象内で反射された反射波は、探触子
1で受波され受波信号として初段増幅手段13に出力さ
れる。このとき、探触子1で受波された反射波は、送波
時とは逆の順番で、音響レンズ、第一の音響整合層、第
二の音響整合層をそれぞれ伝搬した後に、圧電素子で受
波信号に変換される。従って、送波時と同様に、反射波
は各層の境界面でそれぞれ屈折された後に、圧電素子に
到達することとなる。
The reflected wave reflected in the object to be measured is received by the probe 1 and output to the first-stage amplifier 13 as a received signal. At this time, the reflected wave received by the probe 1 propagates through the acoustic lens, the first acoustic matching layer, and the second acoustic matching layer in the reverse order of the time of transmission, and then returns to the piezoelectric element. Is converted into a received signal. Therefore, as in the case of transmitting a wave, the reflected wave reaches the piezoelectric element after being refracted at the boundary surface of each layer.

【0046】初段増幅手段13で増幅された受波信号
は、受波フォーカス手段12の各受波整相手段で遅延処
理がなされた後に、加算され画像処理手段3に出力され
る。本実施の形態では、送波時と同様に、各受波整相手
段における遅延時間は、フォーカスデータ記憶手段9か
ら読み出された遅延情報に基づいており、音響レンズ、
第一及び第二の音響整合層の各境界面での屈折を考慮し
た遅延時間となっている。従って、受波フォーカス点か
ら各圧電素子に至るまでの経路途中で反射波が屈折する
ことに起因する受波信号の位相ずれを正確に補正するこ
とができる。
The received signal amplified by the first stage amplifying means 13 is subjected to delay processing by each of the receiving phasing means of the receiving focus means 12, and then added and output to the image processing means 3. In the present embodiment, similarly to the time of transmission, the delay time of each wave phasing unit is based on the delay information read from the focus data storage unit 9 and includes an acoustic lens,
The delay time takes into account the refraction at each boundary surface between the first and second acoustic matching layers. Therefore, it is possible to accurately correct the phase shift of the received signal due to the refraction of the reflected wave in the path from the reception focus point to each piezoelectric element.

【0047】画像処理手段3に入力された受波信号は、
受波フォーカス点の深度に応じた受波信号強度補正、グ
レイスケール補正、及び輪郭強調等の補正が施された後
に、DSC4に出力される。DSC4に入力された受波
信号は、まず、デジタル信号に変換された後に、順次メ
モリに格納され、1枚分の断層画像が収集できた時点
で、断層像は画像表示手段5に出力され、表示画面上に
超音波断層画像として表示される。 (フォーカス原理)図2は超音波装置でのフォーカス位
置と各振動子位置との関係を説明するための図である。
まず、図2に基づいて、探触子1の送波面に配置した音
響レンズ並びに第一及び第二の音響整合層の境界面での
屈折及び各層での音速の変化が起こらない場合におけ
る、第r番目のラスタ位置でのフォーカス位置と各振動
子に与える遅延時間とについて説明する。ただし、以下
の説明では、超音波の送受波に使用される振動子数が7
個のリニア走査型の探触子の場合について説明するが、
これに限定されることはなく、コンベックス型等の他の
走査形式の探触子でもよいことはいうまでもない。ま
た、セクタ型の探触子のように、全ての振動子で超音波
の送受を行う場合でもよいことはいうまでもない。さら
には、送波時にも適用できることはいうまでもない。
The received signal input to the image processing means 3 is
After receiving signal strength correction, gray scale correction, contour emphasis, etc., according to the depth of the receiving focus point, the signal is output to the DSC 4. The received signal input to the DSC 4 is first converted into a digital signal and then sequentially stored in a memory. When one tomographic image can be collected, the tomographic image is output to the image display means 5. The image is displayed on the display screen as an ultrasonic tomographic image. (Focus Principle) FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the focus position in the ultrasonic device and the position of each transducer.
First, based on FIG. 2, the acoustic lens arranged on the wave transmitting surface of the probe 1 and the second case in which the refraction at the boundary surface between the first and second acoustic matching layers and the change in sound speed in each layer do not occur. The focus position at the r-th raster position and the delay time given to each transducer will be described. However, in the following description, the number of transducers used for transmitting and receiving ultrasonic waves is seven.
The case of two linear scanning transducers will be described.
It is needless to say that the present invention is not limited to this, and other scanning type probes such as a convex type may be used. Also, it goes without saying that ultrasonic waves may be transmitted and received by all transducers, such as a sector-type probe. Furthermore, it is needless to say that the present invention can be applied at the time of transmission.

【0048】図2から明らかなように、例えば、ラスタ
32上のA3で示される第3番目のフォーカス位置の場
合、最も早く反射波が到達する第r番目の振動子31
と、最も遅く反射波が到達する第r−3番目及び第r+
3番目の振動子31とでは、測定対象内での音速をvと
した場合、下記の式1の時間差が生じることとなる。た
だし、a3はフォーカス位置A3から第r番目の振動子
前面までの距離であり、R3は第r番目の振動子から第
r+3番目の振動子までの距離である。
As is apparent from FIG. 2, for example, in the case of the third focus position indicated by A3 on the raster 32, the r-th vibrator 31 to which the reflected wave reaches the earliest.
And the (r-3) th and the (r +) th where the reflected wave arrives the latest
With respect to the third vibrator 31, when the sound speed in the measurement target is v, a time difference of the following equation 1 occurs. Here, a3 is a distance from the focus position A3 to the front surface of the r-th vibrator, and R3 is a distance from the r-th vibrator to the (r + 3) -th vibrator.

【0049】[0049]

【数1】 ここで、振動子ピッチと称される各振動子間の距離を変
化させた場合、距離R3は変化することとなる。従っ
て、フォーカス位置及び音速を固定した場合、最も早く
反射波が到達する第R番目の振動子を基準とした時の時
間差は、振動子ピッチの関数となる。すなわち、各振動
子の遅延時間は、振動子ピッチの関数として表すことが
できる。このときの各振動子に与える遅延時間の関数
は、式1の第r番目の振動子31から第r+3番目の振
動子31までの距離R3を、振動子ピッチ×3に置き変
えた、下記の式2で示す関数となる。
(Equation 1) Here, when the distance between the respective vibrators called the vibrator pitch is changed, the distance R3 changes. Therefore, when the focus position and the sound velocity are fixed, the time difference with respect to the R-th vibrator to which the reflected wave arrives first becomes a function of the vibrator pitch. That is, the delay time of each transducer can be expressed as a function of the transducer pitch. The function of the delay time given to each transducer at this time is as follows, where the distance R3 from the r-th transducer 31 to the (r + 3) -th transducer 31 in Equation 1 is replaced by a transducer pitch × 3. The function is represented by Expression 2.

【0050】[0050]

【数2】 従って、本実施の形態では、図3に示すように、音響レ
ンズ並びに第一及び第二の音響整合層による超音波の屈
折及び音速変化を考慮した時の各振動子に与える遅延時
間を示した関数の内で、特に、第n番目のフォーカス位
置における関数gnを、同じ第n番目のフォーカス位置
に対する関数であり、超音波の屈折及び音速変化を考慮
しない式2に示すような、低元低次方程式である振動子
ピッチの関数f(x(n))に置き換えることによっ
て、遅延時間の計算に対する負荷を低減させる。また、
フォーカス位置の変化に伴う変数を振動子ピッチという
データ量の小さい情報とすることによって、フォーカス
位置の増加に伴うデータ量を最小限に抑えることが可能
となる。ただし、本実施の形態の関数f(x(n))に
おけるx(n)は、第n番目のフォーカス位置に相当す
る振動子ピッチを示す。
(Equation 2) Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the delay time given to each transducer when the refraction of the ultrasonic wave and the change in the speed of sound by the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers are considered. among the function, in particular, the function g n at the n-th focus position, a function for the same n-th focus position, as shown in equation 2 is not considered refraction and sound velocity change of the ultrasound, low-stage- The load on the calculation of the delay time is reduced by substituting the function f (x (n)) of the oscillator pitch, which is a low-order equation. Also,
By setting a variable associated with a change in the focus position as information having a small data amount called a transducer pitch, it is possible to minimize the data amount associated with an increase in the focus position. However, x (n) in the function f (x (n)) of the present embodiment indicates the transducer pitch corresponding to the n-th focus position.

【0051】次に、図3に基づいて、本実施の形態の関
数f(x(n))の算出手順を説明する。以下に示す手
順で計算された振動子ピッチx(n)は、オフラインに
て本実施の形態の超音波装置による超音波計測時には、
予め設定されているものである。また、本実施の形態に
おける受波フォーカス点数は、Nとする。
Next, a procedure for calculating the function f (x (n)) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The transducer pitch x (n) calculated according to the following procedure is used offline for ultrasonic measurement by the ultrasonic apparatus of the present embodiment.
It is set in advance. The number of reception focus points in the present embodiment is N.

【0052】まず、図3に示すように、音響レンズ並び
に第一及び第二の音響整合層による超音波の屈折及び音
速変化を考慮した時における、第n番目のフォーカス位
置での各振動子に与える遅延時間を示した関数gnを計
算する。
First, as shown in FIG. 3, when considering the refraction of ultrasonic waves and the change in sound speed due to the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers, each vibrator at the n-th focus position is moved. A function g n indicating the delay time to be given is calculated.

【0053】次に、音響レンズ並びに第一及び第二の音
響整合層による超音波の屈折及び音速変化を考慮しない
場合における、第n番目のフォーカス位置における各振
動子と遅延時間との関数f(x(n))の振動子ピッチ
を変数とし、矢印で示すように、関数gnにフィッティ
ングすなわち最適化させる。
Next, a function f () of each transducer at the n-th focus position and the delay time when the refraction of the ultrasonic wave and the change in the speed of sound by the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers are not considered. With the vibrator pitch of x (n)) as a variable, the function g n is fitted or optimized as shown by the arrow.

【0054】具体的には、音響レンズ並びに第一及び第
二の音響整合層による超音波の屈折及び音速変化を考慮
した時における、第1〜N番目の各フォーカス位置毎
に、各振動子に与える遅延時間Tnを計算する。次に、
音響レンズ並びに第一及び第二の音響整合層による超音
波の屈折及び音速変化を考慮しない場合における関数f
(x(n))に対して、第1〜N番目のフォーカス位置
毎に振動子ピッチを変数とし、先の遅延時間Tnと振動
子とのプロット点に近似させる。このときの、振動子ピ
ッチx(n)を各フォーカス点に関する関数f(x
(n))の変数とする。
More specifically, when the refraction of the ultrasonic wave and the change in the speed of sound due to the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers are considered, each of the first to N-th focus positions has The given delay time Tn is calculated. next,
The function f in the case where the refraction of ultrasonic waves and the change in sound speed due to the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers are not considered.
With respect to (x (n)), the vibrator pitch is used as a variable for each of the first to Nth focus positions to approximate the plot point of the delay time Tn and the vibrator. At this time, the transducer pitch x (n) is converted to a function f (x
(N)).

【0055】なお、本実施の形態においては、音響レン
ズ並びに第一及び第二の音響整合層による超音波の屈折
及び音速変化を考慮した場合であって、各フォーカス位
置毎の各振動子位置と該各振動子に与える遅延時間Tn
の関数gnにおけるフォーカス位置に相当する変数とし
て、探触子の物理パラメータである振動子ピッチを用い
ることとしたが、近似式における関数gnのフォーカス
位置に相当する変数として、例えば、リニア走査型の探
触子では振動子ピッチやラインアドレス等であり、コン
ベックス走査型の探触子では、振動子ピッチや送波面の
曲率半径等でもよいことはいうまでもない。さらには、
図2及び式1から明らかなように、計測時に使用する音
速を近似式における関数gnのフォーカス位置に相当す
る変数としてもよいことはいうまでもない。
In the present embodiment, the case where the refraction of ultrasonic waves and the change in sound speed due to the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers are considered is considered, and the position of each transducer at each focus position is determined. Delay time Tn given to each oscillator
As a variable corresponding to the focus position of the function g n, as a variable has been decided to use a vibrator pitch which is a physical parameter of the probe, which corresponds to the focus position of the function g n in the approximation formula, for example, a linear scan Needless to say, the pitch may be the transducer pitch or the line address in the case of the probe of the type, and the pitch of the transducer or the radius of curvature of the wave transmitting surface may be in the case of the probe of the convex scanning type. Moreover,
As is clear from FIG. 2 and Expression 1, it goes without saying that the sound speed used at the time of measurement may be a variable corresponding to the focus position of the function g n in the approximate expression.

【0056】(フォーカス計算手段)図4は本実施の形
態のフォーカス計算手段の概略構成を説明するための図
であり、以下、図4に基づいて、本実施の形態のフォー
カス計算手段8における遅延時間情報の導出手順を説明
する。図4において、ROM41は、例えば、入力され
た送受波時のフォーカス位置毎に探触子の物理的なパラ
メータを最適化した遅延時間の関数における各フォーカ
ス位置に対応する振動子ピッチx(n)を記憶したテー
ブルデータを格納する周知の記憶手段であり、例えば、
磁気ディスク装置や光ディスク装置、あるいは半導体を
用いた不揮発性メモリ等の外部記憶装置等を用いること
によって、実現可能である。ただし、ROM41に格納
される各フォーカス位置に対応する振動子ピッチx
(n)は、探触子種別によって異なるものであり、当該
超音波装置で使用可能な探触子について、各フォーカス
位置に対応する振動子ピッチx(n)を記憶したテーブ
ルデータを格納される。ただし、ROM41は当該超音
波装置を構成する情報処理装置に常時接続される外部記
憶装置に限定されることはなく、例えば、当該超音波装
置で使用される探触子に配置した半導体を用いた不揮発
性メモリ等を用いた記憶手段にテーブルデータとして格
納しておいてもよいことはいうまでもない。
(Focus Calculation Means) FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration of the focus calculation means of the present embodiment. Hereinafter, the delay in the focus calculation means 8 of the present embodiment will be described based on FIG. The procedure for deriving time information will be described. In FIG. 4, a ROM 41 stores, for example, a transducer pitch x (n) corresponding to each focus position in a function of a delay time in which a physical parameter of the probe is optimized for each focus position at the time of input / output waves. Is a well-known storage unit that stores table data that stores
This can be realized by using an external storage device such as a magnetic disk device, an optical disk device, or a nonvolatile memory using a semiconductor. However, the transducer pitch x corresponding to each focus position stored in the ROM 41
(N) differs depending on the probe type, and stores table data storing transducer pitches x (n) corresponding to respective focus positions for probes usable in the ultrasonic device. . However, the ROM 41 is not limited to an external storage device that is always connected to the information processing device that configures the ultrasonic device. For example, the ROM 41 uses a semiconductor arranged in a probe used in the ultrasonic device. Needless to say, the data may be stored as table data in a storage unit using a nonvolatile memory or the like.

【0057】演算手段42は、ROM41より与えられ
た振動子ピッチx(n)に基づいて、各振動子に与える
遅延時間を計算する周知の演算手段であり、例えば、当
該超音波装置を構成する情報処理装置上で動作するプロ
グラムによって実現可能である。
The calculating means 42 is a well-known calculating means for calculating the delay time given to each transducer based on the transducer pitch x (n) given from the ROM 41, and constitutes, for example, the ultrasonic apparatus. This can be realized by a program that operates on the information processing device.

【0058】次に、図5に本実施の形態のフォーカス計
算手段における近似式の特定手順を説明するための動作
フローを示し、以下、図5に基づいて、本実施の形態の
フォーカス計算手段8の動作を説明する。
Next, FIG. 5 shows an operation flow for explaining the procedure for specifying the approximate expression in the focus calculating means of the present embodiment. Hereinafter, based on FIG. 5, the focus calculating means 8 of the present embodiment will be described. Will be described.

【0059】本フローの開始すなわちフォーカス計算手
段8の動作開始は、制御手段6からのフォーカス位置情
報(フォーカス点数情報)である。
The start of this flow, that is, the start of the operation of the focus calculation means 8 is the focus position information (focus point number information) from the control means 6.

【0060】まず、制御手段6から入力されたフォーカ
ス位置情報に基づいて検索し、ROM41は第0番目の
フォーカス位置n=0に相当する振動子ピッチx(0)
を特定する。次に、演算手段42は、式2で示す式にこ
の振動子ピッチx(0)を適用し、第0番目の受波フォ
ーカス位置に対応する近似式f(x(0))を得る。次
に、この近似式f(x(0))を遅延時間情報としてフ
ォーカスデータ記憶手段9に出力し、該フォーカスデー
タ記憶手段9に記憶させる。
First, a search is made based on the focus position information input from the control means 6, and the ROM 41 reads the transducer pitch x (0) corresponding to the 0th focus position n = 0.
To identify. Next, the calculating means 42 applies the vibrator pitch x (0) to the expression shown in Expression 2 to obtain an approximate expression f (x (0)) corresponding to the 0th reception focus position. Next, the approximate expression f (x (0)) is output to the focus data storage unit 9 as delay time information, and stored in the focus data storage unit 9.

【0061】第0番目のフォーカス位置に対応する近似
式f(x(0))を演算手段42に出力したROM41
は、次に、フォーカス位置であるn=0に1を加算し、
その結果すなわちn+1の演算結果がNと等しいか否か
を判定する(ステップ52)。
The ROM 41 which outputs the approximate expression f (x (0)) corresponding to the 0th focus position to the arithmetic means 42
Then adds 1 to the focus position n = 0,
It is determined whether the result, that is, the operation result of (n + 1) is equal to N (step 52).

【0062】ステップ52の判定において、0+1(n
=n+1)がNと等しい場合には、処理を終了する。
In the determination at step 52, 0 + 1 (n
= N + 1) is equal to N, the process ends.

【0063】一方、ステップ52の判定において、0+
1がNと等しくない場合には、ROM41は1を加算し
て得られた0+1=1(n=n+1)をフォーカス位置
とし、ステップ51に戻り、第1番目のフォーカス位置
n=1に相当する振動子ピッチx(1)を特定する。次
に、演算手段42は、式2で示す式にこの振動子ピッチ
x(1)を適用し、第1番目の受波フォーカス位置に対
応する近似式f(x(1))を得る。次に、この近似式
f(x(1))を遅延時間情報として出力する(ステッ
プ51)。
On the other hand, in the determination at step 52, 0+
If 1 is not equal to N, the ROM 41 sets 0 + 1 = 1 (n = n + 1) obtained by adding 1 as the focus position, returns to step 51, and corresponds to the first focus position n = 1. The oscillator pitch x (1) is specified. Next, the calculating means 42 applies the transducer pitch x (1) to the expression shown in Expression 2 to obtain an approximate expression f (x (1)) corresponding to the first reception focus position. Next, the approximate expression f (x (1)) is output as delay time information (step 51).

【0064】このように、ROM41は、フォーカス位
置nがフォーカス点数Nに達するまで、順次フォーカス
位置nに1を加算し、全てのフォーカス位置の近似式を
求め、フォーカスデータ記憶手段9に出力する。
As described above, the ROM 41 sequentially adds 1 to the focus position n until the focus position n reaches the number N of focus points, obtains approximate expressions for all focus positions, and outputs the approximate expressions to the focus data storage means 9.

【0065】操作者が装置を用いて超音波走査を行う場
合に、前述する手順で演算されフォーカスデータ記憶手
段9に格納されたフォーカス情報(近似式)が読み込ま
れ、対応するフォーカス点に応じた遅延時間が計算さ
れ、該フォーカス点に応じた適切なフォーカスが結ばれ
ることとなる。
When the operator performs ultrasonic scanning using the apparatus, the focus information (approximate expression) calculated in the above-described procedure and stored in the focus data storage means 9 is read, and the focus information corresponding to the corresponding focus point is read. The delay time is calculated, and an appropriate focus corresponding to the focus point is formed.

【0066】以上説明したように、本実施の形態の超音
波装置では、音響レンズ並びに第一及び第二の音響整合
層による影響を、スネルの法則に基づく厳密な遅延時間
を、高元高次の方程式を解くことなく、各振動子とフォ
ーカス位置との間での超音波の伝搬時間及び伝搬経路に
直接関わる音速や探触子の物理的パラメータである振動
子ピッチで最適化した関数を用いたことによって、音響
レンズ並びに第一及び第二の音響整合層による影響を補
正することができるので、遅延時間の計算負荷を大きく
低減することができる。従って、各振動子に与える遅延
時間の計算にかかる時間を短縮することが可能となるの
で、探触子種別や計測条件の変更を行った場合でもリア
ルタイム計測が可能となる。その結果、全ての探触子種
別及び計測条件に対応した遅延データを保持する必要が
なくなるので、遅延データ量の増大化を伴うフォーカス
位置の増加を容易に行うことができ、超音波像の高画質
化を達成することができる。
As described above, in the ultrasonic device according to the present embodiment, the influence of the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers is reduced by the strict delay time based on Snell's law, by the higher and higher order. Using a function optimized with the sound velocity directly related to the propagation time and propagation path of the ultrasonic wave between each transducer and the focus position and the transducer pitch, which is a physical parameter of the probe, without solving the equation This makes it possible to correct the effects of the acoustic lens and the first and second acoustic matching layers, so that the calculation load of the delay time can be greatly reduced. Therefore, it is possible to reduce the time required to calculate the delay time given to each transducer, and thus it is possible to perform real-time measurement even when the probe type or the measurement condition is changed. As a result, it is not necessary to hold the delay data corresponding to all the probe types and the measurement conditions, so that it is possible to easily increase the focus position with an increase in the amount of delay data, and to increase the height of the ultrasonic image. Image quality can be improved.

【0067】ただし、本実施の形態の超音波装置は、受
波信号に与える遅延時間を各振動子から信号線に接続さ
れる図示しない遅延線の切り換えによって行う、アナロ
グ整相方式の超音波装置について説明したが、これに限
定されることはなく、探触子1から出力された受波信号
をデジタル信号に変換し、この変換後の受波信号を一時
的に格納するメモリ等からなる画像情報格納手段からの
読み出し時間差とその補間処理とによって遅延処理を行
うデジタル整相方式の超音波装置にも適用可能なことは
いうまでもない。
However, the ultrasonic apparatus according to the present embodiment employs an analog phasing type ultrasonic apparatus in which a delay time given to a received signal is switched by switching a delay line (not shown) connected from each transducer to a signal line. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to convert a received signal output from the probe 1 into a digital signal and store the converted received signal temporarily in a memory or the like. It is needless to say that the present invention can be applied to a digital phasing type ultrasonic apparatus that performs a delay process based on a read time difference from the information storage unit and the interpolation process.

【0068】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

【0069】[0069]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0070】(1)超音波画像の画質を向上することが
できる。
(1) The image quality of an ultrasonic image can be improved.

【0071】(2)超音波画像の分解能を向上させるこ
とができる。
(2) The resolution of an ultrasonic image can be improved.

【0072】(3)全ての受波フォーカス点に対応する
振動子毎の遅延時間を高速に計算することができる。
(3) The delay time for each transducer corresponding to all the reception focus points can be calculated at high speed.

【0073】(4)診断効率を向上させるすることがで
きる。
(4) The diagnostic efficiency can be improved.

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

【図1】本発明の一実施の形態である超音波装置の概略
構成を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an ultrasonic apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】超音波装置でのフォーカス位置と各振動子位置
との関係を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between a focus position and each transducer position in the ultrasonic apparatus.

【図3】本実施の形態の超音波装置における受波フォー
カス点毎の振動子位置と各振動子に与える遅延時間との
関係を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between a transducer position at each reception focus point and a delay time given to each transducer in the ultrasonic apparatus according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態のフォーカス計算手段の概略構成
を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration of a focus calculation unit according to the present embodiment.

【図5】本実施の形態のフォーカス計算手段における近
似式の特定手順を説明するための動作フローである。
FIG. 5 is an operation flow for describing a procedure for specifying an approximate expression in a focus calculation unit according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…探触子、2…超音波送受信部、3…画像処理回路、
4…デジタルスキャンコンバータ(DSC)、5…画像
表示部、6…制御回路、7…操作入力部、8…フォーカ
ス計算回路、9…フォーカスデータ記憶回路、10…送
波フォーカス回路、11…送波回路、12…受波フォー
カス回路、13…初段増幅回路、31…振動子、32…
ラスタ、41…ROM、42…演算手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe, 2 ... Ultrasonic transmission / reception part, 3 ... Image processing circuit,
4 Digital scan converter (DSC), 5 Image display unit, 6 Control circuit, 7 Operation input unit, 8 Focus calculation circuit, 9 Focus data storage circuit, 10 Transmission focus circuit, 11 Transmission wave Circuit 12, receiving wave focus circuit 13, initial stage amplifier circuit 31, oscillator 32,
Raster, 41 ROM, 42 arithmetic means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G047 AC13 BA03 BC13 DA02 DB04 DB05 EA01 EA07 EA09 EA12 GB02 GB16 GB17 GB25 GB29 GF18 GF19 GF22 GG09 GG16 GG21 GG39 GG41 GH01 GH04 GH07 GH17 GJ00 4C301 AA01 AA02 BB01 BB02 CC02 EE01 EE07 EE10 EE13 GB04 GB05 GB22 GB24 GB27 HH24 HH25 HH37 JB03 JB13 JB17 JC08 JC16 KK03 KK31 LL04 LL05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 2G047 AC13 BA03 BC13 DA02 DB04 DB05 EA01 EA07 EA09 EA12 GB02 GB16 GB17 GB25 GB29 GF18 GF19 GF22 GG09 GG16 GG21 GG39 GG41 GH01 GH04 GH07 GH17 GJ00 EE01 BB01 EE13 GB04 GB05 GB22 GB24 GB27 HH24 HH25 HH37 JB03 JB13 JB17 JC08 JC16 KK03 KK31 LL04 LL05

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動子を複数並設した探触子と、各振動
子に印加するあるいは各振動子が受波した信号にフォー
カス位置に応じた遅延時間を設定する遅延設定手段とを
備え、該遅延時間を設定した受波信号から測定対象の超
音波像を形成する超音波装置において、 前記遅延設定手段は、前記振動子の位置に基づいて各振
動子に設定する遅延時間を計算する遅延演算手段を具備
することを特徴とする超音波装置。
A probe having a plurality of transducers arranged in parallel, and delay setting means for setting a delay time according to a focus position for a signal applied to each transducer or received by each transducer, An ultrasonic apparatus for forming an ultrasonic image of a measurement target from a received signal in which the delay time is set, wherein the delay setting means calculates a delay time to be set for each transducer based on a position of the transducer. An ultrasonic apparatus comprising a calculating means.
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