JP2005110934A - Ultrasonic diagnosis apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複合モードにおける診断画像の感度を改善した超音波診断装置に関するものである。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that improves the sensitivity of a diagnostic image in a combined mode.
超音波診断装置では、Bモード、Mモード、ドプラモード(以下、Dモードと称する)、2次元ドプラモードと呼ばれるモードを組み合わせて用いることが多い。このとき、超音波発生手段が生体に接する部分の表面温度や生体に対して所定の音響レベルを超えることが無いよう、送信出力は制御される。また、モードごとに決められた駆動波形の周波数と振幅と波数を用いて送信が行われる。したがって、モードごとやその他必要に応じて異なる駆動波形に対して所定の送信出力を過不足なく適切に制御している。 Ultrasonic diagnostic apparatuses often use a combination of B mode, M mode, Doppler mode (hereinafter referred to as D mode), and two-dimensional Doppler mode. At this time, the transmission output is controlled so that the ultrasonic wave generation means does not exceed a predetermined acoustic level with respect to the surface temperature of the part in contact with the living body or the living body. Transmission is performed using the frequency, amplitude, and wave number of the drive waveform determined for each mode. Therefore, the predetermined transmission output is appropriately controlled without excess or deficiency with respect to the drive waveforms that differ depending on the mode or other necessity.
図4は、従来の超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図4において、超音波発生部1は、複数個の超音波送受信素子(振動子)からなり被検体への超音波信号を送受信する。素子選択部2は、超音波発生部1の複数個の超音波送受信素子のうち送受信する開口のチャンネルを選択する。素子選択部2は、スイッチ制御部8により制御され、スイッチ制御部8は、走査制御部7が発生する音響走査線番号(SLN)と、リニア走査やコンベックス走査、セクタ走査などを表す走査方法選択情報(SSEL)とに基づいて、素子選択部2を介して、超音波発生部1の複数個の超音波送受信素子を選択し開口位置を決定する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. In FIG. 4, the
遅延パルス発生部9は、走査制御部7が発生するトリガパルス(TR)に同期して、走査制御部7が発生する音響走査線番号(SLN)と、走査方法選択情報SSELと、発生する送信信号のモードを表すモード情報(MODE)とに基づいて、送信信号のフォーカス距離、偏向角により遅延時間を与え、モード毎に異なる周波数や波数の送信波形を発生する。駆動部3は、遅延パルス発生部9からの波形を増幅して超音波発生部1を駆動する。送信電源部6は、走査制御部7が発生するモード情報MODEに基づいて、駆動部3が発生する駆動波形の振幅を決定する。超音波発生部1から送信されて被検体内で反射し超音波発生部1で受信された超音波信号は、プリアンプ10で増幅され以降の処理で診断画像となる。
The
遅延パルス発生部9は、モード毎に異なる周波数や波数の送信波形を発生するが、分解能を重視するBモードなどでは少ない波数で振幅のピークが高い波形が使われ、反対に感度を重視するDモードや2次元ドプラモードでは波数を多くして振幅を抑えるため、送信電源6はそれぞれのモードに対応する電圧を発生する。
The
しかし、複合モードでは送信ごとにモードを切り換えるため、例えばBモードとDモードの組み合わせでは、送信出力を規定内に抑える必要があり、送信電圧の高いモードと低いモードを瞬時に切り換えるのは難しい。従って、簡易的な方法では、送信パワーを規定内に抑えるためには、送信電源6の電圧は送信振幅の低いDモードの電圧に固定され、この電圧でBモードの送信も行われることになる。
しかしながら、上記従来の超音波診断装置においては、複合モードのうちモードの低い送信電圧に合わせて送信電圧の高いモードの送信も行われるので、Dドプラモードや2次元ドプラモードとBモードとが複合するモードでは、Bモードの送信が不十分となり感度が低下する。また、送信電圧を高速に切り換えることにより上記問題は解決できるが、送信電源部6が大型化し、高価なるという問題を有していた。
However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, transmission in a mode with a high transmission voltage is performed in accordance with a transmission voltage with a low mode among the composite modes, so that the D Doppler mode or the two-dimensional Doppler mode and the B mode are combined. In the mode, the B mode transmission is insufficient and the sensitivity is lowered. Moreover, although the said problem can be solved by switching transmission voltage at high speed, there existed a problem that the transmission
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、モードごとに異なる駆動波形に対して所定の送信電圧を過不足なく適切に制御し、送信電圧の高いモードの感度低下を簡易に回避できる、小型で安価な超音波診断装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and appropriately controls a predetermined transmission voltage without excess or deficiency with respect to a drive waveform different for each mode, and can easily avoid a decrease in sensitivity in a mode with a high transmission voltage. An object is to provide a small and inexpensive ultrasonic diagnostic apparatus.
前記の目的を達成するため、本発明に係る第1の超音波診断装置は、複数(N)個の超音波送受信素子からなる超音波発生手段と、超音波発生手段を駆動する複数個の駆動手段と、複数個の駆動手段からの駆動波形を停止させるための複数個の送信停止手段と、複数個の送信停止手段を個別またはグループ毎に停止制御する間引き制御手段とを備えた構成を有している。 In order to achieve the above object, a first ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an ultrasonic wave generation unit including a plurality (N) of ultrasonic transmission / reception elements, and a plurality of drives for driving the ultrasonic wave generation unit. And a plurality of transmission stop means for stopping drive waveforms from the plurality of drive means, and a thinning control means for controlling stop of the plurality of transmission stop means individually or for each group. doing.
この構成により、モードごとに異なる駆動波形に対して、送信電圧の低いモードの送信チャンネルを間引いて停止し送信電圧を上げることにより、感度低下を簡易に回避できる。 With this configuration, it is possible to easily avoid a decrease in sensitivity by thinning and stopping a transmission channel in a mode having a low transmission voltage and increasing the transmission voltage with respect to a drive waveform that differs for each mode.
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第2の超音波診断装置は、複数(N)個の超音波送受信素子からなる超音波発生手段と、超音波発生手段を駆動する複数個の駆動手段と、複数個の駆動手段からの駆動波形を停止させるための複数個の送信停止手段と、Bモード、Dモードや2次元ドプラモードなどの各種モードを組み合わせる複合モードの動作時において、複数個の送信停止手段に対して、送信レベルが相対的に高いモードの送信時には送信停止は行わず、送信レベルが低いモードでは個別またはグループ毎に停止制御する間引き制御手段とを備えた構成を有している。 In order to achieve the above-mentioned object, a second ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an ultrasonic wave generating means comprising a plurality (N) of ultrasonic transmitting / receiving elements, and a plurality of driving ultrasonic wave generating means. In the operation of the combined mode combining the driving means, the plurality of transmission stopping means for stopping the drive waveforms from the plurality of driving means, and various modes such as the B mode, the D mode, and the two-dimensional Doppler mode, A configuration comprising a plurality of transmission stop means, with a thinning control means that does not stop transmission when transmitting in a mode with a relatively high transmission level, and performs stop control individually or for each group in a mode with a low transmission level. Have.
この構成により、複合モードでリアルタイムに、異なる駆動波形に対して、送信電圧の低いモードの送信チャンネルを間引いて停止し送信電圧を上げることにより、電圧の高いモードの感度低下を簡易に回避できる。 With this configuration, it is possible to easily avoid a decrease in sensitivity in the high voltage mode by thinning out and stopping the transmission channels in the low transmission voltage mode in real time in the composite mode for different drive waveforms.
また、上記第1および第2の超音波診断装置において、間引き制御手段は、送信停止手段に対して、順次並んだN個の超音波送受信素子のうちn個間隔の素子への駆動波形を一括して停止制御する構成を有している。 Further, in the first and second ultrasonic diagnostic apparatuses, the thinning control unit collectively outputs drive waveforms to the elements at n intervals among the N ultrasonic transmission / reception elements sequentially arranged with respect to the transmission stop unit. Thus, the stop control is performed.
この構成により、簡単な構成と制御により、リニア走査やコンベックス走査時において、間引きの位置を走査に同調させることができる。 With this configuration, it is possible to synchronize the thinning position with scanning during linear scanning or convex scanning with a simple configuration and control.
また、上記第1および第2の超音波診断装置において、間引き制御手段は、送信停止手段に対して、順次並んだN個の超音波送受信素子の前半のN/2個のうちn個間隔の素子への駆動波形を一括して停止制御し、N個の超音波送受信素子の後半のN/2個のうちn個間隔の素子への駆動波形を一括して停止制御する構成を有している。 Further, in the first and second ultrasonic diagnostic apparatuses, the thinning-out control unit is arranged at an interval of n of the first half N / 2 of the N ultrasonic transmission / reception elements sequentially arranged with respect to the transmission stop unit. The drive waveforms to the elements are collectively controlled to stop, and the drive waveforms to the elements at n intervals among the N / 2 latter half of the N ultrasonic transmitting / receiving elements are collectively controlled to stop. Yes.
この構成により、簡単な構成と制御により、リニア走査やコンベックス走査時においては、間引きの位置を走査に同調させることができ、さらに電子セクタ走査時においても、複数個の超音波送受信素子のうち、送信を間引くチャンネルを開口中心に対して対称に配置できる。 With this configuration, it is possible to synchronize the thinning position with scanning during linear scanning or convex scanning with a simple configuration and control, and even during electronic sector scanning, among a plurality of ultrasonic transmission / reception elements, Channels that decimate transmissions can be arranged symmetrically with respect to the center of the aperture.
本発明によれば、モードごとに異なる駆動波形に対して所定の送信電圧を過不足なく適切に制御することで、送信電圧の高いモードの感度低下を簡易に回避できる、小型で安価な超音波診断装置を提供することが可能になる、という格別な効果を奏する。 According to the present invention, a small and inexpensive ultrasonic wave that can easily avoid a decrease in sensitivity in a mode with a high transmission voltage by appropriately controlling a predetermined transmission voltage with respect to a drive waveform that differs for each mode without excess or deficiency. There is an extraordinary effect that a diagnostic device can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図1において、従来例の説明で参照した図4と構成および機能が同じ部分については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, parts having the same configuration and function as those of FIG. 4 referred to in the description of the conventional example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施の形態が従来例と異なるのは、図1に示すように、遅延パルス発生部9が駆動部3に与える波形を遮断する送信停止部4(複数の送信停止手段)と、チャンネルをグループ化して送信停止部4を制御する間引制御部5(間引き制御手段)とを追加し、送信電源部6にはモード情報MODEが入力されず、単一の電圧が送信電源部6から駆動部3に供給される点にある。
As shown in FIG. 1, the present embodiment is different from the conventional example in that a transmission stop unit 4 (a plurality of transmission stop units) that blocks a waveform applied to the
次に、以上のように構成された超音波診断装置の動作について、図2A、図2Bおよび図2Cを参照して説明する。 Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 2A, 2B, and 2C.
図2A、図2Bおよび図2Cは、図1の構成によりリニアやコンベックス等の電子直線走査の場合で、図2Aから図2Cにかけて順次音響走査線が移動して行く動作を例示した要部構成図である。なお、図示しない構成は図1と同一であり動作の説明上重要でない構成は省略している。 2A, 2B, and 2C are main part configuration diagrams illustrating an operation in which the acoustic scanning lines sequentially move from FIG. 2A to FIG. 2C in the case of electronic linear scanning such as linear or convex with the configuration of FIG. It is. The configuration not shown is the same as that shown in FIG. 1, and the configuration that is not important for the explanation of the operation is omitted.
図2Aは、開口の中心を振動子Y23に設定した場合を例示している。図2Aにおいて、間引き制御部5は、遅延パルス発生部9からの送信波形のうち駆動部3の偶数番目のチャンネルにのみ送信波形が供給されるよう、送信停止部4のスイッチS0、S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14をオンに制御し、送信停止部4のスイッチS1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15をオフに制御する。また、素子選択部2は、振動子Y16からY30までを選択する。
FIG. 2A illustrates a case where the center of the opening is set to the vibrator Y23. In FIG. 2A, the thinning-out
図2Bは、走査線が図2Aの状態から一つ進んで振動子Y24が開口中心となった場合を例示している。図2Bにおいて、間引き制御部5は、図2Aの状態とは逆に、遅延パルス発生部9からの送信波形のうち駆動部3の奇数番目のチャンネルにのみ送信波形が供給されるよう、送信停止部4のスイッチS1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15をオンに制御し、送信停止部4のスイッチS0、S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14をオフに制御する。また、素子選択部2は、振動子Y17からY31までを選択する。
FIG. 2B illustrates a case where the scanning line advances one from the state of FIG. 2A and the vibrator Y24 becomes the center of the opening. In FIG. 2B, the thinning
図2Cは、走査線が図2Bの状態から一つ進んで振動子Y25が開口中心となった場合を例示している。図2Cにおいて、間引き制御部5は、図2Aの状態と同様に、遅延パルス発生部9からの送信波形のうち駆動部3の偶数番目のチャンネルにのみ送信波形が供給されるよう、送信停止部4のスイッチS0、S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14をオンに制御し、送信停止部4のスイッチS1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15をオフに制御する。また、素子選択部2は、振動子Y18からY32までを選択する。
FIG. 2C illustrates a case where the scanning line advances from the state of FIG. 2B and the vibrator Y25 becomes the center of the opening. In FIG. 2C, the thinning-
以上のように、本実施の形態によれば、送信電源部6により送信振幅を可変することなく、超音波発生部1から送出される超音波の音響出力を制御でき、かつ、方位分解能の大きな劣化もない。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to control the acoustic output of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic
また、間引き制御部5は、送信停止部4に対して、順次並んだN個(図2A〜図2CではN=15個)の超音波送受信素子のうちn個(図2A〜図2Cではn=2個)間隔の素子への駆動波形を一括して停止制御する構成を有している。この構成によれば、簡単な構成と制御で、リニア走査やコンベックス走査時において、間引きの位置を走査に同調させることができる。
Further, the thinning
図3Aおよび図3Bは、図1の構成によりセクタ電子走査を行う場合の動作を例示した要部構成図である。なお、図示しない構成は図1と同一であり動作の説明上重要でない構成は省略している。セクタ走査方式でも図1と構成は同一であるが、間引き制御部5による制御パターンが図2A、図2Bおよび図2Cの場合と異なる。
3A and 3B are main part configuration diagrams illustrating operations when sector electronic scanning is performed with the configuration of FIG. 1. The configuration not shown in the figure is the same as that in FIG. Even in the sector scanning method, the configuration is the same as in FIG. 1, but the control pattern by the thinning
セクタ走査方式では開口を移動させないため、素子選択部2が選択する振動子は固定される。そして、図示するような開口中心対称に斜線で示したチャンネルから送信するため、間引き制御部5は、素子選択部2のスイッチを開口中心(振動子Y23とY24の間)から前半と後半に分けて、それぞれの偶数チャンネルと奇数チャンネルを組にして制御する。これにより、間引かれるチャンネルは開口中心から対称となる。
Since the aperture is not moved in the sector scanning method, the transducer selected by the
間引かれるチャンネルは、図3Aに示すように、前半の偶数チャンネルの振動子Y16、Y18、Y20、Y22、後半の奇数チャンネルのY25、Y27、Y29、Y31、または図3Bに示すように、前半の奇数チャンネルの振動子Y17、Y19、Y21、Y23、後半の偶数チャンネルのY24、Y26、Y28、Y30のどちらでもよい。 As shown in FIG. 3A, the thinned-out channels are the first half even-channel transducers Y16, Y18, Y20, Y22, the second odd-numbered channels Y25, Y27, Y29, Y31, or the first half as shown in FIG. 3B. Any of the vibrators Y17, Y19, Y21, Y23 of the odd-numbered channels and Y24, Y26, Y28, Y30 of the latter-numbered even-numbered channels may be used.
以上のように、本実施の形態では、間引き制御部5は、送信停止部4に対して、順次並んだN個(図3Aおよび図3BではN=16個)の超音波送受信素子の前半のN/2個(=8個)のうちn個(図3Aおよび図3Bではn=2個)間隔の素子への駆動波形を一括して停止制御し、後半のN/2個のうちn個(図3Aおよび図3Bではn=2個)間隔の素子への駆動波形を一括して停止制御する構成を有している。
As described above, in the present embodiment, the thinning
この構成によれば、簡単な構成と制御で、リニア走査やコンベックス走査時においては間引きの位置を走査に同調させることができ、さらに電子セクタ走査時においても複数個の超音波送受信素子のうち、送信を間引くチャンネルを開口中心に対して対称に配置できる。 According to this configuration, it is possible to synchronize the thinning position with scanning during linear scanning or convex scanning with a simple configuration and control, and among the plurality of ultrasonic transmission / reception elements also during electronic sector scanning, Channels that decimate transmissions can be arranged symmetrically with respect to the center of the aperture.
なお、本実施の形態では、モード情報MODEを使用して間引き制御部5の制御を行うが、送信電圧が高いBモードでは送信停止は行わず、全チャンネルから送信させ、送信電圧が低いDモードや2次元ドプラモードでは図2A、図2Bおよび図2Cや、図3Aおよび図3Bに示す制御を行うことにより、後者のモードでの送信電圧を高めても送信パワーが抑えられるようになり、Bモードの送信電圧も高められ感度劣化が抑えられる。
In this embodiment, the thinning
1 超音波発生部(超音波発生手段)
2 素子選択部
3 駆動部(複数個の駆動手段)
4 送信停止部(複数個の送信停止手段)
5 間引き制御部(間引き制御手段)
6 送信電源部
7 走査制御部
8 スイッチ制御部
9 遅延パルス発生部
10 プリアンプ
1 Ultrasonic generator (Ultrasonic generator)
2
4 Transmission stop unit (multiple transmission stop means)
5 Thinning control unit (thinning control means)
6 Transmission
Claims (4)
前記超音波発生手段を駆動する複数個の駆動手段と、
前記複数個の駆動手段からの駆動波形を停止させるための複数個の送信停止手段と、
前記複数個の送信停止手段を個別またはグループ毎に停止制御する間引き制御手段とを備えた超音波診断装置。 An ultrasonic generation means comprising a plurality of ultrasonic transmission / reception elements;
A plurality of driving means for driving the ultrasonic wave generating means;
A plurality of transmission stop means for stopping drive waveforms from the plurality of drive means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a thinning control unit that controls the plurality of transmission stop units individually or for each group.
前記超音波発生手段を駆動する複数個の駆動手段と、
前記複数個の駆動手段からの駆動波形を停止させるための複数個の送信停止手段と、
各種モードを組み合わせる複合モードの動作時において、前記複数個の送信停止手段に対して、送信レベルが相対的に高いモードの送信時には送信停止は行わず、送信レベルが低いモードでは個別またはグループ毎に停止制御する間引き制御手段とを備えた超音波診断装置。 An ultrasonic generation means comprising a plurality of ultrasonic transmission / reception elements;
A plurality of driving means for driving the ultrasonic wave generating means;
A plurality of transmission stop means for stopping drive waveforms from the plurality of drive means;
When operating in a combined mode that combines various modes, the transmission is not stopped when transmitting in a mode with a relatively high transmission level for the plurality of transmission stop means, and individually or for each group in a mode with a low transmission level. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising thinning control means for performing stop control.
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