JP2001286466A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- phasing addition
- addition circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２次高調波成分を利用する超音波診断装置に
おける画像の感度向上を図る。 【解決手段】 振動子アレイ６０の各チャネルから出力
された受信信号をインピーダンス変換を担うプリアンプ
部４０に通したのち、高調波成分選択フィルタ部４２に
入力する。高調波成分選択フィルタ部４２の２ｆ0通過
フィルタ回路６４は、基本波成分を除去し、受信信号に
含まれる２次高調波成分を通過させる。抽出された２次
高調波成分は受信増幅部４４によって、Ａ／Ｄ変換部４
６及び整相加算回路４８のダイナミックレンジを超えな
い範囲で増幅される。整相加算回路４８は各チャネルの
受信信号の位相を調節して互いに加算し、１つの受信信
号を生成する。受信信号処理部５０は整相加算回路４８
から出力される増幅された２次高調波成分を用いて画像
を生成する。
おける画像の感度向上を図る。 【解決手段】 振動子アレイ６０の各チャネルから出力
された受信信号をインピーダンス変換を担うプリアンプ
部４０に通したのち、高調波成分選択フィルタ部４２に
入力する。高調波成分選択フィルタ部４２の２ｆ0通過
フィルタ回路６４は、基本波成分を除去し、受信信号に
含まれる２次高調波成分を通過させる。抽出された２次
高調波成分は受信増幅部４４によって、Ａ／Ｄ変換部４
６及び整相加算回路４８のダイナミックレンジを超えな
い範囲で増幅される。整相加算回路４８は各チャネルの
受信信号の位相を調節して互いに加算し、１つの受信信
号を生成する。受信信号処理部５０は整相加算回路４８
から出力される増幅された２次高調波成分を用いて画像
を生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波エコーに含
まれる高調波成分を診断に利用する超音波診断装置に関
し、特に高調波成分に対する感度の向上に関する。
まれる高調波成分を診断に利用する超音波診断装置に関
し、特に高調波成分に対する感度の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体内部へ基本周波数の超音波を送信す
ると、生体組織の音響的非線形性に起因して、基本周波
数の整数倍の周波数を有する高調波成分が発生する。近
年、このエコー中に含まれる高調波成分を利用する超音
波診断装置が開発されている。例えば、高調波成分に基
づいて、Ｂモード画像を生成すると、音響雑音の少ない
画像が得られる。
ると、生体組織の音響的非線形性に起因して、基本周波
数の整数倍の周波数を有する高調波成分が発生する。近
年、このエコー中に含まれる高調波成分を利用する超音
波診断装置が開発されている。例えば、高調波成分に基
づいて、Ｂモード画像を生成すると、音響雑音の少ない
画像が得られる。
【０００３】図４は、エコーから２次高調波成分を取り
出して信号処理する従来の超音波診断装置の概略のブロ
ック図である。この従来の装置では、複数個の振動子２
から構成される振動子アレイ４を有し、各振動子に対応
して複数チャネルの受信信号が得られる。各チャネルの
受信信号はそれぞれアンプ６にてインピーダンス変換さ
れたのち、さらにアンプ８にて増幅され、Ａ／Ｄ変換器
（ＡＤＣ：analog-to-digital converter）１０によっ
てアナログ信号からデジタル信号へ変換される。
出して信号処理する従来の超音波診断装置の概略のブロ
ック図である。この従来の装置では、複数個の振動子２
から構成される振動子アレイ４を有し、各振動子に対応
して複数チャネルの受信信号が得られる。各チャネルの
受信信号はそれぞれアンプ６にてインピーダンス変換さ
れたのち、さらにアンプ８にて増幅され、Ａ／Ｄ変換器
（ＡＤＣ：analog-to-digital converter）１０によっ
てアナログ信号からデジタル信号へ変換される。
【０００４】デジタル信号に変換された各チャネルの受
信信号は整相加算回路１２に入力される。整相加算回路
１２は、遅延器を用いて各チャネル間の位相を調節した
後、加算器により各チャネルの受信信号を互いに加算
し、受信フォーカスを実現する。
信信号は整相加算回路１２に入力される。整相加算回路
１２は、遅延器を用いて各チャネル間の位相を調節した
後、加算器により各チャネルの受信信号を互いに加算
し、受信フォーカスを実現する。
【０００５】整相加算回路１２からは加算された１つの
受信信号が出力され、これが２ｆ0通過フィルタ１４に
入力される。受信信号には、生体へ送信された送信波の
周波数に応じた帯域を有する基本波成分（中心周波数ｆ
0）と、生体組織と基本波との非線形相互作用に起因す
る２次高調波成分（中心周波数２ｆ0）とが含まれてい
る。２ｆ0通過フィルタ１４は、受信信号中の基本波成
分を除去し、２次高調波成分を通過させる帯域通過フィ
ルタであり、当該フィルタにより取り出された２次高調
波成分が受信信号処理部１６に入力される。受信信号処
理部１６では、例えば断層画像の生成といった処理が行
われ、画像が表示器１８に表示される。
受信信号が出力され、これが２ｆ0通過フィルタ１４に
入力される。受信信号には、生体へ送信された送信波の
周波数に応じた帯域を有する基本波成分（中心周波数ｆ
0）と、生体組織と基本波との非線形相互作用に起因す
る２次高調波成分（中心周波数２ｆ0）とが含まれてい
る。２ｆ0通過フィルタ１４は、受信信号中の基本波成
分を除去し、２次高調波成分を通過させる帯域通過フィ
ルタであり、当該フィルタにより取り出された２次高調
波成分が受信信号処理部１６に入力される。受信信号処
理部１６では、例えば断層画像の生成といった処理が行
われ、画像が表示器１８に表示される。
【０００６】この回路構成において、アンプ６，８は、
それらにより増幅された受信信号が後段に設けられる回
路、例えば整相加算回路１２のダイナミックレンジを超
えないようにゲインを設定される。
それらにより増幅された受信信号が後段に設けられる回
路、例えば整相加算回路１２のダイナミックレンジを超
えないようにゲインを設定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】受信信号中における２
次高調波成分の強度は基本波成分に比べて一般に−２０
〜−４０ｄＢ程度と極めて小さい。２次高調波成分はア
ンプによって増幅されるが、その増幅は基本波成分を含
んだ受信信号に対して行われる。そのため、増幅ゲイン
はもっぱら基本波成分が後段回路のダイナミックレンジ
を超えないという条件により制限される。よって、後段
回路のダイナミックレンジを一定に保つならば、２次高
調波成分を十分に増幅することができない。一方、必要
な２次高調波成分が得られるように後段回路のダイナミ
ックレンジを大きく構成する場合には、そのダイナミッ
クレンジは、必要な２次高調波成分より遙かに大きな基
本波成分に合わせる必要があり、回路構成上の無駄が大
きくなる。このように従来、整相加算回路の出力に設け
た２ｆ0通過フィルタの出力端には十分な大きさの２次
高調波成分を得ることが困難であり、Ｓ／Ｎ比が低いと
いう問題や、２次高調波成分を用いて生成される画像の
感度が低いという問題があった。
次高調波成分の強度は基本波成分に比べて一般に−２０
〜−４０ｄＢ程度と極めて小さい。２次高調波成分はア
ンプによって増幅されるが、その増幅は基本波成分を含
んだ受信信号に対して行われる。そのため、増幅ゲイン
はもっぱら基本波成分が後段回路のダイナミックレンジ
を超えないという条件により制限される。よって、後段
回路のダイナミックレンジを一定に保つならば、２次高
調波成分を十分に増幅することができない。一方、必要
な２次高調波成分が得られるように後段回路のダイナミ
ックレンジを大きく構成する場合には、そのダイナミッ
クレンジは、必要な２次高調波成分より遙かに大きな基
本波成分に合わせる必要があり、回路構成上の無駄が大
きくなる。このように従来、整相加算回路の出力に設け
た２ｆ0通過フィルタの出力端には十分な大きさの２次
高調波成分を得ることが困難であり、Ｓ／Ｎ比が低いと
いう問題や、２次高調波成分を用いて生成される画像の
感度が低いという問題があった。
【０００８】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、２次高調波成分を用いる超音波診断装置に
おいて、Ｓ／Ｎ比の改善、及び画像の感度の向上を図る
ことを目的とする。
れたもので、２次高調波成分を用いる超音波診断装置に
おいて、Ｓ／Ｎ比の改善、及び画像の感度の向上を図る
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、超音波エコーを受信する複数の振動子からなる
振動子アレイと、前記各振動子から出力されるチャネル
毎の受信信号を互いに整相加算する整相加算回路と、前
記整相加算回路と前記振動子アレイとの間に設けられ、
前記振動子アレイの各チャネルからの受信信号に含まれ
る前記高調波成分を選択的に通過させる高調波成分選択
フィルタ部とを有するものである。
装置は、超音波エコーを受信する複数の振動子からなる
振動子アレイと、前記各振動子から出力されるチャネル
毎の受信信号を互いに整相加算する整相加算回路と、前
記整相加算回路と前記振動子アレイとの間に設けられ、
前記振動子アレイの各チャネルからの受信信号に含まれ
る前記高調波成分を選択的に通過させる高調波成分選択
フィルタ部とを有するものである。
【００１０】本発明によれば、高調波成分選択フィルタ
部が整相加算回路より前段に配置される。高調波成分選
択フィルタ部は基本波成分を除去し、整相加算回路には
高調波成分のみが入力される。すなわち、本発明では、
基本波成分が整相加算回路のダイナミックレンジ内でな
ければならないという制約は受けず、高調波成分が整相
加算回路のダイナミックレンジ内であればよい。このた
め、高調波成分を整相加算回路のダイナミックレンジに
合わせて増幅することができ、整相加算回路の出力側に
十分な大きさの高調波成分を与えることができる。
部が整相加算回路より前段に配置される。高調波成分選
択フィルタ部は基本波成分を除去し、整相加算回路には
高調波成分のみが入力される。すなわち、本発明では、
基本波成分が整相加算回路のダイナミックレンジ内でな
ければならないという制約は受けず、高調波成分が整相
加算回路のダイナミックレンジ内であればよい。このた
め、高調波成分を整相加算回路のダイナミックレンジに
合わせて増幅することができ、整相加算回路の出力側に
十分な大きさの高調波成分を与えることができる。
【００１１】他の本発明に係る超音波診断装置は、前記
高調波成分選択フィルタ部と前記整相加算回路との間に
前記各チャネル毎に配置される複数の増幅器を有するも
のである。
高調波成分選択フィルタ部と前記整相加算回路との間に
前記各チャネル毎に配置される複数の増幅器を有するも
のである。
【００１２】本発明によれば、基本波成分が増幅器の前
段で除去されるため、増幅器には比較的小さい高調波成
分が入力される。よって増幅器の小型化、低消費電力化
が図れる。
段で除去されるため、増幅器には比較的小さい高調波成
分が入力される。よって増幅器の小型化、低消費電力化
が図れる。
【００１３】別の本発明に係る超音波診断装置は、前記
各チャネルの受信信号に対し前記高調波成分選択フィル
タ部によるフィルタリングを行うか否かを制御し、前記
整相加算回路へ入力される前記受信信号の帯域を切り換
える帯域切り換え手段と、前記整相加算回路と前記振動
子アレイとの間に前記各チャネル毎に配置される複数の
増幅器とを有し、前記増幅器のゲインが、前記整相加算
回路へ入力される前記受信信号の帯域に応じて可変に構
成されることを特徴とする。
各チャネルの受信信号に対し前記高調波成分選択フィル
タ部によるフィルタリングを行うか否かを制御し、前記
整相加算回路へ入力される前記受信信号の帯域を切り換
える帯域切り換え手段と、前記整相加算回路と前記振動
子アレイとの間に前記各チャネル毎に配置される複数の
増幅器とを有し、前記増幅器のゲインが、前記整相加算
回路へ入力される前記受信信号の帯域に応じて可変に構
成されることを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、帯域切り換え手段により
基本波成分と高調波成分とのいずれかを選択して整相加
算回路から出力させることができ、基本波成分を用いる
診断と高調波成分を用いる診断とのいずれにも供するこ
とができる。基本波成分を用いる診断を行う場合には、
高調波成分選択フィルタ部によるフィルタリングが行わ
れないように帯域切り換え手段が回路を制御する。この
場合には増幅器のゲインは、基本波成分が整相加算回路
のダイナミックレンジを超えないように比較的小さく設
定される。一方、高調波成分を用いる診断を行う場合に
は、高調波成分選択フィルタ部によるフィルタリングを
行うように帯域切り換え手段が回路を制御する。この場
合には増幅器のゲインは、高調波成分が整相加算回路の
ダイナミックレンジを有効に利用できるように比較的大
きく設定される。
基本波成分と高調波成分とのいずれかを選択して整相加
算回路から出力させることができ、基本波成分を用いる
診断と高調波成分を用いる診断とのいずれにも供するこ
とができる。基本波成分を用いる診断を行う場合には、
高調波成分選択フィルタ部によるフィルタリングが行わ
れないように帯域切り換え手段が回路を制御する。この
場合には増幅器のゲインは、基本波成分が整相加算回路
のダイナミックレンジを超えないように比較的小さく設
定される。一方、高調波成分を用いる診断を行う場合に
は、高調波成分選択フィルタ部によるフィルタリングを
行うように帯域切り換え手段が回路を制御する。この場
合には増幅器のゲインは、高調波成分が整相加算回路の
ダイナミックレンジを有効に利用できるように比較的大
きく設定される。
【００１５】さらに別の本発明に係る超音波診断装置
は、前記整相加算回路の前段に設けられ、前記各振動子
から出力されるチャネル毎の受信信号をアナログ形式か
らデジタル形式に変換するＡ／Ｄ変換回路を有し、前記
高調波成分選択フィルタ部が前記Ａ／Ｄ変換回路より前
段に設けられるものである。
は、前記整相加算回路の前段に設けられ、前記各振動子
から出力されるチャネル毎の受信信号をアナログ形式か
らデジタル形式に変換するＡ／Ｄ変換回路を有し、前記
高調波成分選択フィルタ部が前記Ａ／Ｄ変換回路より前
段に設けられるものである。
【００１６】本発明によれば、高調波成分をＡ／Ｄ変換
回路と整相加算回路との両者のダイナミックレンジに合
わせて増幅することができ、それらのダイナミックレン
ジを有効に利用することができる。
回路と整相加算回路との両者のダイナミックレンジに合
わせて増幅することができ、それらのダイナミックレン
ジを有効に利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態であ
る超音波診断装置の概略のブロック図である。生体との
間での超音波の送受信は、探触子３０を用いて行われ
る。例えば、探触子３０はビームフォーミング可能なよ
うに振動子アレイにて構成される。
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態であ
る超音波診断装置の概略のブロック図である。生体との
間での超音波の送受信は、探触子３０を用いて行われ
る。例えば、探触子３０はビームフォーミング可能なよ
うに振動子アレイにて構成される。
【００１８】送信系は送信パルス発生回路３２、送信遅
延回路３４、送波ドライバ３６を含んで構成される。制
御回路３８によるタイミング制御の下で、送信パルス発
生回路３２にて発生され出力された送信パルスは、送信
遅延回路３４にて振動子アレイの各チャネルごとに遅延
される。この遅延量は、送波される超音波がビームを形
成するように、制御回路３８によって定められる。また
制御回路３８は各チャネルの遅延量を調整することによ
り、送波ビームの方向を変えて、生体を走査する制御を
行う。
延回路３４、送波ドライバ３６を含んで構成される。制
御回路３８によるタイミング制御の下で、送信パルス発
生回路３２にて発生され出力された送信パルスは、送信
遅延回路３４にて振動子アレイの各チャネルごとに遅延
される。この遅延量は、送波される超音波がビームを形
成するように、制御回路３８によって定められる。また
制御回路３８は各チャネルの遅延量を調整することによ
り、送波ビームの方向を変えて、生体を走査する制御を
行う。
【００１９】送波ドライバ３６は、各チャネルごとに遅
延された送信パルスを送信遅延回路３４から受けて、探
触子３０の各チャネルの振動子へパルスを出力する。探
触子３０の各振動子は、そのパルスにより励振され、中
心周波数ｆ0の超音波を送信する。
延された送信パルスを送信遅延回路３４から受けて、探
触子３０の各チャネルの振動子へパルスを出力する。探
触子３０の各振動子は、そのパルスにより励振され、中
心周波数ｆ0の超音波を送信する。
【００２０】一方、受信系は、プリアンプ４０、高調波
成分選択フィルタ部４２、受信増幅部４４、Ａ／Ｄ変換
部４６、整相加算回路４８、受信信号処理部５０、表示
器５２を含んで構成される。図２は、本装置の受信系を
より詳細に示したブロック図である。この図では探触子
３０に内蔵される振動子アレイ６０が示され、また振動
子アレイ６０を構成する振動子６２ごとの複数のチャネ
ルが明示的に示されている。
成分選択フィルタ部４２、受信増幅部４４、Ａ／Ｄ変換
部４６、整相加算回路４８、受信信号処理部５０、表示
器５２を含んで構成される。図２は、本装置の受信系を
より詳細に示したブロック図である。この図では探触子
３０に内蔵される振動子アレイ６０が示され、また振動
子アレイ６０を構成する振動子６２ごとの複数のチャネ
ルが明示的に示されている。
【００２１】振動子アレイ６０から出力された各振動子
６２ごと（チャネルごと）の受信信号は、プリアンプ部
４０にて増幅された後、高調波成分選択フィルタ部４２
に入力される。ここでプリアンプ部４０は振動子６２と
それが接続される回路とのインピーダンス変換の役割を
担う。
６２ごと（チャネルごと）の受信信号は、プリアンプ部
４０にて増幅された後、高調波成分選択フィルタ部４２
に入力される。ここでプリアンプ部４０は振動子６２と
それが接続される回路とのインピーダンス変換の役割を
担う。
【００２２】高調波成分選択フィルタ部４２の動作には
フィルタモードとスルーモードとの２つがある。フィル
タモードでは、プリアンプ部４０から出力される各チャ
ネルごとの受信信号から基本波成分の帯域（中心周波数
ｆ0）が除去され、２次高調波成分の帯域（中心周波数
２ｆ0）が通過される。一方、スルーモードでは、基本
波成分は除去されずに２次高調波とともに透過される。
これら２つのモードは制御回路３８からの制御により切
り換えられる。例えば、高調波成分選択フィルタ部４２
は、各チャネルごとに２ｆ0通過フィルタ回路６４とバ
イパス信号線６６とを備え、さらにこれらの何れかを選
択するスイッチ６８を備えて構成される。スイッチ６８
は制御回路３８により切り換えられる。具体的にはスイ
ッチ６８が２ｆ0通過フィルタ回路６４をチャネルに接
続すれば、高調波成分選択フィルタ部４２はフィルタモ
ードで動作し、一方、スイッチ６８がバイパス信号線６
６をチャネルに接続すれば、高調波成分選択フィルタ部
４２はスルーモードで動作する。これら２つのモードの
意義については後述する。
フィルタモードとスルーモードとの２つがある。フィル
タモードでは、プリアンプ部４０から出力される各チャ
ネルごとの受信信号から基本波成分の帯域（中心周波数
ｆ0）が除去され、２次高調波成分の帯域（中心周波数
２ｆ0）が通過される。一方、スルーモードでは、基本
波成分は除去されずに２次高調波とともに透過される。
これら２つのモードは制御回路３８からの制御により切
り換えられる。例えば、高調波成分選択フィルタ部４２
は、各チャネルごとに２ｆ0通過フィルタ回路６４とバ
イパス信号線６６とを備え、さらにこれらの何れかを選
択するスイッチ６８を備えて構成される。スイッチ６８
は制御回路３８により切り換えられる。具体的にはスイ
ッチ６８が２ｆ0通過フィルタ回路６４をチャネルに接
続すれば、高調波成分選択フィルタ部４２はフィルタモ
ードで動作し、一方、スイッチ６８がバイパス信号線６
６をチャネルに接続すれば、高調波成分選択フィルタ部
４２はスルーモードで動作する。これら２つのモードの
意義については後述する。
【００２３】受信増幅部４４は、各チャネルごとの受信
信号を増幅する。受信増幅部４４の増幅ゲインは可変に
構成され、制御回路３８の制御を受けて変更される。具
体的には、ゲインは上記高調波成分選択フィルタ部４２
の２つの動作モードに連動して切り換えられる。
信号を増幅する。受信増幅部４４の増幅ゲインは可変に
構成され、制御回路３８の制御を受けて変更される。具
体的には、ゲインは上記高調波成分選択フィルタ部４２
の２つの動作モードに連動して切り換えられる。
【００２４】Ａ／Ｄ変換部４６は、受信増幅部４４から
出力されるアナログの受信信号をデジタル信号に変換す
る。
出力されるアナログの受信信号をデジタル信号に変換す
る。
【００２５】整相加算回路４８は、デジタル遅延器を用
いて各チャネル間の位相を調節した後、加算器により各
チャネルの受信信号を互いに加算し、受信フォーカスを
実現する。ここで制御回路３８がデジタル遅延器の遅延
量を各チャネルごとに調節・制御する。整相加算回路４
８は加算により複数チャネルの受信信号を１つにまと
め、これを受信信号処理部５０へ出力する。
いて各チャネル間の位相を調節した後、加算器により各
チャネルの受信信号を互いに加算し、受信フォーカスを
実現する。ここで制御回路３８がデジタル遅延器の遅延
量を各チャネルごとに調節・制御する。整相加算回路４
８は加算により複数チャネルの受信信号を１つにまと
め、これを受信信号処理部５０へ出力する。
【００２６】受信信号処理部５０は、整相加算回路４８
からの受信信号を用いて、例えば、Ｂモード断層像等を
生成し、表示器５２に表示させるといった信号処理を行
う。
からの受信信号を用いて、例えば、Ｂモード断層像等を
生成し、表示器５２に表示させるといった信号処理を行
う。
【００２７】次に本装置のフィルタモード、スルーモー
ドについて説明する。本装置は、基本波成分を用いた診
断を行う場合にはスルーモードで動作される。スルーモ
ードでは、高調波成分選択フィルタ部４２においてスイ
ッチ６８がバイパス信号線６６側に切り換えられ、基本
波成分が高調波成分とともに受信増幅部４４に入力され
る。
ドについて説明する。本装置は、基本波成分を用いた診
断を行う場合にはスルーモードで動作される。スルーモ
ードでは、高調波成分選択フィルタ部４２においてスイ
ッチ６８がバイパス信号線６６側に切り換えられ、基本
波成分が高調波成分とともに受信増幅部４４に入力され
る。
【００２８】受信信号に含まれる基本波成分と高調波成
分とは大きく強度を異にし、例えば高調波成分は基本波
成分に対し−２０〜−４０ｄＢといった信号レベルしか
有さない。よって、スルーモードでは受信増幅部４４に
入力される受信信号のレベルは、もっぱら基本波成分に
よって定まる。制御回路３８は、Ａ／Ｄ変換部４６より
後段の各回路のダイナミックレンジをできるだけ有効に
利用するように受信増幅部４４のゲインを制御する。具
体的にはスルーモードでのゲインＧTは、増幅後の基本
波成分がＡ／Ｄ変換部４６及び整相加算回路４８のダイ
ナミックレンジを超えないように設定されることが必要
であり、かつ基本波成分ができるだけ大きく増幅される
ように設定されることが好ましい。
分とは大きく強度を異にし、例えば高調波成分は基本波
成分に対し−２０〜−４０ｄＢといった信号レベルしか
有さない。よって、スルーモードでは受信増幅部４４に
入力される受信信号のレベルは、もっぱら基本波成分に
よって定まる。制御回路３８は、Ａ／Ｄ変換部４６より
後段の各回路のダイナミックレンジをできるだけ有効に
利用するように受信増幅部４４のゲインを制御する。具
体的にはスルーモードでのゲインＧTは、増幅後の基本
波成分がＡ／Ｄ変換部４６及び整相加算回路４８のダイ
ナミックレンジを超えないように設定されることが必要
であり、かつ基本波成分ができるだけ大きく増幅される
ように設定されることが好ましい。
【００２９】一方、本装置は、高調波成分を用いた診断
を行う場合にはフィルタモードで動作される。フィルタ
モードでは、高調波成分選択フィルタ部４２においてス
イッチ６８が２ｆ0通過フィルタ回路６４側に切り換え
られ、基本波成分が除去され高調波成分のみを含む受信
信号が受信増幅部４４に入力される。制御回路３８はフ
ィルタモードにおいてもスルーモードの場合と同じく、
Ａ／Ｄ変換部４６より後段の各回路のダイナミックレン
ジをできるだけ有効に利用するように受信増幅部４４の
ゲインを制御する。具体的にはフィルタモードでのゲイ
ンＧFは、増幅後の高調波成分がＡ／Ｄ変換部４６及び
整相加算回路４８のダイナミックレンジを超えないよう
に設定されることが必要であり、かつ基本波成分ができ
るだけ大きく増幅されるように設定されることが好まし
い。
を行う場合にはフィルタモードで動作される。フィルタ
モードでは、高調波成分選択フィルタ部４２においてス
イッチ６８が２ｆ0通過フィルタ回路６４側に切り換え
られ、基本波成分が除去され高調波成分のみを含む受信
信号が受信増幅部４４に入力される。制御回路３８はフ
ィルタモードにおいてもスルーモードの場合と同じく、
Ａ／Ｄ変換部４６より後段の各回路のダイナミックレン
ジをできるだけ有効に利用するように受信増幅部４４の
ゲインを制御する。具体的にはフィルタモードでのゲイ
ンＧFは、増幅後の高調波成分がＡ／Ｄ変換部４６及び
整相加算回路４８のダイナミックレンジを超えないよう
に設定されることが必要であり、かつ基本波成分ができ
るだけ大きく増幅されるように設定されることが好まし
い。
【００３０】上述したように高調波成分は基本波成分に
比べて小さいため、それに応じてゲインＧFはゲインＧT
より大きく設定される。これにより受信信号処理部５０
に十分に大きい高調波成分を供給することができる。ま
た２ｆ0通過フィルタ回路６４によって帯域が制限され
ることに起因して、受信増幅部４４における入力換算ノ
イズ値がスルーモードに比べて低減される。よって、本
装置ではフィルタモードの動作によって、高調波成分か
らなる受信信号のＳ／Ｎ比を確保することができる。受
信信号処理部５０は良好なＳ／Ｎ比を有する受信信号を
入力され、これにより受信信号処理部５０にて生成され
る画像の感度が向上する。
比べて小さいため、それに応じてゲインＧFはゲインＧT
より大きく設定される。これにより受信信号処理部５０
に十分に大きい高調波成分を供給することができる。ま
た２ｆ0通過フィルタ回路６４によって帯域が制限され
ることに起因して、受信増幅部４４における入力換算ノ
イズ値がスルーモードに比べて低減される。よって、本
装置ではフィルタモードの動作によって、高調波成分か
らなる受信信号のＳ／Ｎ比を確保することができる。受
信信号処理部５０は良好なＳ／Ｎ比を有する受信信号を
入力され、これにより受信信号処理部５０にて生成され
る画像の感度が向上する。
【００３１】図３は２ｆ0通過フィルタ回路６４の構成
例を示す回路図である。図３（ａ）はプリアンプ部４０
の出力が低インピーダンスである場合の構成例であり、
プリアンプ８０の出力にＬＣＲ直列共振回路とトランジ
スタのベース接地回路とからなるフィルタが設けられ
る。また図３（ｂ）はプリアンプ部４０の出力が高イン
ピーダンスである場合の構成例である。
例を示す回路図である。図３（ａ）はプリアンプ部４０
の出力が低インピーダンスである場合の構成例であり、
プリアンプ８０の出力にＬＣＲ直列共振回路とトランジ
スタのベース接地回路とからなるフィルタが設けられ
る。また図３（ｂ）はプリアンプ部４０の出力が高イン
ピーダンスである場合の構成例である。
【００３２】なお、上述の構成では、Ａ／Ｄ変換部４６
にて受信信号がデジタル信号に変換される場合を示した
が、本発明はデジタル信号に変換しない場合にも有効で
ある。具体的には、その場合には整相加算回路４８は遅
延線と加算器とを用いたアナログ回路として構成され、
受信増幅部４４のゲインはこの整相加算回路４８のダイ
ナミックレンジを有効に利用するように、フィルタモー
ド、スルーモードに対し別個に設定される。
にて受信信号がデジタル信号に変換される場合を示した
が、本発明はデジタル信号に変換しない場合にも有効で
ある。具体的には、その場合には整相加算回路４８は遅
延線と加算器とを用いたアナログ回路として構成され、
受信増幅部４４のゲインはこの整相加算回路４８のダイ
ナミックレンジを有効に利用するように、フィルタモー
ド、スルーモードに対し別個に設定される。
【００３３】
【発明の効果】本発明の超音波診断装置によれば、高調
波成分選択フィルタ部を整相加算回路、Ａ／Ｄ変換回路
等よりも前段に配置することにより、後段での信号処理
の対象とされる微小な高調波成分を整相加算回路、Ａ／
Ｄ変換回路等のダイナミックレンジを超えることなく十
分に増幅することが可能となり、Ｓ／Ｎ比の改善、画像
の感度向上が図られる。
波成分選択フィルタ部を整相加算回路、Ａ／Ｄ変換回路
等よりも前段に配置することにより、後段での信号処理
の対象とされる微小な高調波成分を整相加算回路、Ａ／
Ｄ変換回路等のダイナミックレンジを超えることなく十
分に増幅することが可能となり、Ｓ／Ｎ比の改善、画像
の感度向上が図られる。
【図１】 本発明の実施形態である超音波診断装置の概
略のブロック図である。
略のブロック図である。
【図２】 本装置の受信系をより詳細に示したブロック
図である。
図である。
【図３】 ２ｆ0通過フィルタ回路の構成例を示す回路
図である。
図である。
【図４】 エコーから２次高調波成分を取り出して信号
処理する従来の超音波診断装置の概略のブロック図であ
る。
処理する従来の超音波診断装置の概略のブロック図であ
る。
３０ 探触子、３２ 送信パルス発生回路、３４ 送信
遅延回路、３６ 送波ドライバ、３８ 制御回路、４０
プリアンプ部、４２ 高調波成分選択フィルタ部、４
４ 受信増幅部、４６ Ａ／Ｄ変換部、４８ 整相加算
回路、５０ 受信信号処理部、５２ 表示器、６０ 振
動子アレイ、６２ 振動子、６４ ２ｆ 0通過フィルタ
回路、６６ バイパス信号線。
遅延回路、３６ 送波ドライバ、３８ 制御回路、４０
プリアンプ部、４２ 高調波成分選択フィルタ部、４
４ 受信増幅部、４６ Ａ／Ｄ変換部、４８ 整相加算
回路、５０ 受信信号処理部、５２ 表示器、６０ 振
動子アレイ、６２ 振動子、６４ ２ｆ 0通過フィルタ
回路、６６ バイパス信号線。
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波エコーに含まれる高調波成分を診
断に利用する超音波診断装置において、 前記超音波エコーを受信する複数の振動子からなる振動
子アレイと、 前記各振動子から出力されるチャネル毎の受信信号を互
いに整相加算する整相加算回路と、 前記整相加算回路と前記振動子アレイとの間に設けら
れ、前記振動子アレイの各チャネルからの受信信号に含
まれる前記高調波成分を選択的に通過させる高調波成分
選択フィルタ部と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波診断装置におい
て、 前記高調波成分選択フィルタ部と前記整相加算回路との
間に前記各チャネル毎に配置される複数の増幅器を有す
ることを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の超音波診断装置におい
て、 前記各チャネルの受信信号に対し前記高調波成分選択フ
ィルタ部によるフィルタリングを行うか否かを制御し、
前記整相加算回路へ入力される前記受信信号の帯域を切
り換える帯域切り換え手段と、 前記整相加算回路と前記振動子アレイとの間に前記各チ
ャネル毎に配置される複数の増幅器と、 を有し、 前記増幅器のゲインは、前記整相加算回路へ入力される
前記受信信号の帯域に応じて可変に構成されること、 を特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の超音波診断装置において、 前記整相加算回路の前段に設けられ、前記各振動子から
出力されるチャネル毎の受信信号をアナログ形式からデ
ジタル形式に変換するＡ／Ｄ変換回路を有し、 前記高調波成分選択フィルタ部は、前記Ａ／Ｄ変換回路
より前段に設けられること、 を特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106277A JP2001286466A (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000106277A JP2001286466A (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001286466A true JP2001286466A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=18619480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000106277A Pending JP2001286466A (ja) | 2000-04-07 | 2000-04-07 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001286466A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013000351A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Hitachi Aloka Medical Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2013000352A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Hitachi Aloka Medical Ltd | 超音波診断装置 |
| WO2014119746A1 (ja) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波撮像装置および超音波撮像方法 |
-
2000
- 2000-04-07 JP JP2000106277A patent/JP2001286466A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013000351A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Hitachi Aloka Medical Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2013000352A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Hitachi Aloka Medical Ltd | 超音波診断装置 |
| WO2014119746A1 (ja) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波撮像装置および超音波撮像方法 |
| CN104955400A (zh) * | 2013-02-04 | 2015-09-30 | 日立阿洛卡医疗株式会社 | 超声波拍摄装置以及超声波拍摄方法 |
| US10617392B2 (en) | 2013-02-04 | 2020-04-14 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040309 |