JP2005095576A - 超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】まず、異なる周波数をもち異なる焦点位置をもつ複素送信信号を形成する(S30,S32,S34)。実数成分を加算して得た実数部送信信号を送受信部に供給し、送受信部から生体内へ対応する実数部超音波を送波させる(S36)。対応する反射波の受波により受信信号を得て、実数部受信ビーム信号を求める(S38)。同様にして、虚数部送信信号に基づき、虚数部受信ビーム信号を得る(S40,S42)。そして、実数部受信ビーム信号と虚数部受信ビーム信号とをセットにして解析する(S44)。
【選択図】図12
Description
図4は、アレイ探触子14を模式的に表した図である。アレイ探触子14は、圧電素子40,42,44,...を備えている。そして、ここでは、図中に数字で示した0,1,2,...,M−2,M−1の計M個の圧電素子を送信アパーチャ(開口部)として用いている。このM個の圧電素子の送信タイミングは波形発生器30によって制御されており、番号が小さな素子ほど大きな遅延時間を取られている。この結果送信アパーチャから送波される超音波ビーム50は、垂直方向から角度αだけ傾いた方向を向き、また位置52にその焦点を有している。超音波ビーム50の反射波は、やはりアレイ探触子14によって検出される。これにより、超音波ビーム50上、特に位置52付近の構造を測定することが可能となる。
図9は、別の態様に関し、アレイ探触子14を模式的に表した図である。ここでは、M個の圧電素子を送信アパーチャとし、送信焦点数N=3の送受信を行っている。すなわち、M個の圧電素子は、それぞれが異なる3つの周波数の超音波を発することで超音波ビーム100を送波している。超音波ビーム100上に示した位置102,104,106は、周波数毎に異なる焦点位置が設定されていることを表している。
図13は、さらに別の態様に関し、アレイ探触子14を模式的に表した図である。ここでは、M個の圧電素子を送信アパーチャとし、送信焦点数N=3、送信ビーム方向D=2の送受信を行っている。すなわち、M個の圧電素子は、それぞれが異なる3つの周波数の超音波を発することで、超音波ビーム160,170を送波している。両超音波ビームは角度θだけ方向が異なっている。そして、超音波ビーム160に対しては、3つの周波数に対応して3つの焦点位置が位置162,164,166に設定されており、超音波ビーム170に対しては、位置172,174,176に3つの周波数に対応した焦点位置が設定されている。
第4の態様は、第1の態様にパルス圧縮の手法を取り入れたものである。すなわち、アレイ探触子14からは、一方向を進行方向とし、その途上に一つの焦点を有する超音波が送波される。
第5の態様は、第4の態様を変形し、各送信信号の送信方向の間において、両側の送信信号を利用して受信処理を行うようにしたものである。すなわち、第4の態様と同様に、アレイ探触子14からは、一方向を進行方向とし、その途上に一つの焦点を有する超音波が送波される。しかし、同一方向には実数部または虚数部のいずれか一つの超音波しか送波されない。その代わりに、ここでは、近傍方向についての実数部と虚数部のセットを用いて、それらの方向付近における受信処理を行っている。
第6の態様は、第4の態様を変形し、各送信超音波において二つの焦点を設定したものである。すなわち、アレイ探触子14からは、進行方向は一方向であり、その途上に第2の態様と同様に複数の焦点を有する超音波が送波される。各方向について、実数部と虚数部の二つの送信がなされる点は、第1の態様と同様である。
第7の態様は、第5の態様と第6の態様を組み合わせたものである。すなわち、第5の態様と同様に、実数部送信と虚数部送信を次々と異なる方向に向けて行い、受信処理はその間の方向について、両側の実数部送信及び虚数部送信に基づいて行う。また、各送信は、第5の態様と同様に一方向に向けて二つの焦点をもつ超音波を送波することで行う。
Claims (12)
- 超音波の送受信部と、
前記送受信部に対して、互いに直交関係にある第1送信信号及び第2送信信号を異なる送信タイミングで供給し、前記送受信部から生体内へ前記第1送信信号に対応した第1超音波を送波させ、かつ、その送波方向と同一方向または近傍方向に前記第2送信信号に対応した第2超音波を送波させる送信信号供給部と、
前記送受信部で前記第1超音波に対応する第1反射波が受波されることにより出力される第1受信信号を処理し、かつ、前記送受信部で前記第2超音波に対応する第2反射波が受波されることにより出力される第2受信信号を処理する受信信号処理部と、
前記受信信号処理部から出力される処理後の第1受信信号と、前記受信信号処理部から出力される処理後の第2受信信号とからなる直交関係受信信号セットを、同一時刻に生体の同一部位から得られた受信信号のセットとして解析する解析手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、互いに同じ周波数をもつ前記第1送信信号と前記第2送信信号を前記送受信部に供給し、
前記解析手段は、前記直交関係受信信号セットを実数部と虚数部とからなる複素信号として解析する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、複数の周波数成分が合成され、周波数成分毎に互いに直交関係にある前記第1送信信号と前記第2送信信号とを前記送受信部に供給し、
前記受信信号処理部は、前記第1受信信号と前記第2受信信号をそれぞれ各周波数成分毎に分離処理し、
前記解析手段は、前記受信信号処理部によって分離された周波数成分毎に、前記直交関係受信信号セットを解析する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項3に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、前記周波数成分毎に異なる焦点距離または異なる送波方向をもつ前記第1超音波を送波させる前記第1送信信号と、前記周波数成分毎の焦点距離または送波方向が前記第1送信信号と対応した前記第2送信信号とを前記送受信部に供給する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項3に記載の超音波診断装置において、
前記受信手段は、前記複数の周波数成分を分離するバンドパスフィルタを備え、
前記バンドパスフィルタの中心周波数または通過帯域は、前記第1受信信号の処理時と前記第2受信信号の処理時に共通の所定条件に従って時間変化する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記第1送信信号と前記第2送信信号は、焦点距離または送波方向が異なる複数の超音波成分が合成され、前記焦点距離または前記送波方向毎に互いに同じ周波数をもち互いに直交関係にある信号であり、
前記受信信号処理部は、受信信号を所定の焦点距離または所定の送波方向毎に、前記第1受信信号と前記第2受信信号をそれぞれ処理し、
前記解析手段は、前記受信信号処理部によって処理された前記所定の焦点距離または前記所定の送波方向毎に、前記直交関係受信信号セットを解析する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記受信信号処理部は、前記第1受信信号をベースバンド信号に変換する変換処理を行い、かつ、第2受信信号を前記第1受信信号と同じベースバンド信号に変換する変換処理を行い、
前記解析手段は、前記変換処理後の第1受信信号と第2受信信号とからなる前記直交関係受信信号セットを解析する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、前記第1送信信号と前記第2送信信号を同一方向に送波させる、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、前記第1送信信号と前記第2送信信号を近傍方向に送波させる、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項9に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、送波方向を漸次変えながら前記第1送信信号と前記第2送信信号を交互に送波させ、
前記直交関係受信信号セットは、送波方向が隣接する前記第1受信信号と前記第2受信信号の各組合せについて構成される、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記第1送信信号及び前記第2送信信号は、時間的に局在する同形状の重み関数によって重み付けがなされている、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記送信信号供給部は、前記第1送信信号及び前記第2送信信号に対し、パルス圧縮に対応する変調を行って前記第1超音波及び前記第2超音波を送波させ、
前記受信信号処理部は、前記第1受信信号及び前記第2受信信号に対しパルス圧縮処理を行う、ことを特徴とする超音波診断装置。
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