JP2005111131A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Katsunori Asafusa
勝徳 浅房
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve convenience in an ultrasonic diagnostic apparatus by changing-over an imaging method in response to a situation. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes: a probe 10, a transmitting part 12, a receiving part 14; an image constituting part 16, and a display part 18. The transmitting part 12 comprises a modulation code changeover part 13 for code-modulating a fundamental waveform and generating a driving signal to drive the probe 10. The receiving part 14 comprises a demodulation code changeover part 15 for code-demodulating a reflection echo signal which the probe 10 receives. The modulation code changeover part 13 and the demodulation code changeover part 15 have a plurality of different modulation/demodulation codes, so as to perform code-modulation/code-demodulation through the use of one selected modulation/demodulation code. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

符号化送受信を行う超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that performs coded transmission / reception.

超音波診断装置は、探触子を介して被検体に超音波を照射すると共に被検体から発生する反射エコー信号を受信し、受信した反射エコー信号に基づいて超音波像(例えば、断層像、ドプラ像)を再構成して表示するものである。   The ultrasonic diagnostic apparatus irradiates a subject with ultrasonic waves via a probe and receives a reflected echo signal generated from the subject. Based on the received reflected echo signal, an ultrasonic image (for example, a tomographic image, Doppler image) is reconstructed and displayed.

このような超音波診断装置では、超音波像の分解能を向上させる技術の1つとして超音波パルス信号の符号化送受信技術が採用される。符号化送受信技術とは、変復調符号に基づいて、超音波エネルギーを拡散させるように基本波形を変調して探触子の駆動信号を生成すると共に、超音波エネルギーを収束させるように探触子により受波された反射エコー信号を復調することにより、超音波エネルギーの効率化を図るものである。   In such an ultrasonic diagnostic apparatus, an encoded transmission / reception technique of an ultrasonic pulse signal is employed as one technique for improving the resolution of an ultrasonic image. Based on the modulation / demodulation code, the encoding transmission / reception technology generates a probe drive signal by modulating the basic waveform so that the ultrasonic energy is diffused, and by the probe to converge the ultrasonic energy. By demodulating the received reflected echo signal, the efficiency of ultrasonic energy is improved.

この符号化送受信技術の変復調符号には複数種類のものがある。例えば、1回の符号化送受信により一つの反射エコー群を取得するBarker符号やChirp符号(例えば、特許文献1)や、相補的直交符号対により2回の符号化送受信することで一つの反射エコー群を取得するGolay符号(例えば、特許文献2)などが提案されている。   There are a plurality of types of modulation / demodulation codes of this coding transmission / reception technique. For example, one reflected echo can be obtained by performing two encoded transmissions / receptions using a Barker code or Chirp code (for example, Patent Document 1) that acquires one reflected echo group by one encoded transmission / reception or a complementary orthogonal code pair. A Golay code (for example, Patent Document 2) for acquiring a group has been proposed.

これら特許文献1、2に記載の各変復調符号は、それぞれ異なる特徴を有する。例えば、特許文献1の変復調符号は、送受信回数が1回であるため撮像時間が短いという利点があるが、特許文献2の技術に比べてサイドローブが残り、画質が若干劣化する。一方、特許文献2の変復調符号は、相補的直交符号対により残存エネルギーを相殺してサイドローブを除去できるという利点があるが、体動を伴う診断部位(例えば、心臓)を撮像する場合は、サイドローブが相殺されず画質が劣化する。   Each of the modulation / demodulation codes described in Patent Documents 1 and 2 has different characteristics. For example, although the modulation / demodulation code of Patent Document 1 has an advantage that the imaging time is short because the number of transmission / reception times is one, the side lobe remains and the image quality is slightly deteriorated as compared with the technique of Patent Document 2. On the other hand, the modulation / demodulation code of Patent Document 2 has an advantage that the side lobe can be removed by canceling the residual energy by a complementary orthogonal code pair, but when imaging a diagnostic site (for example, heart) with body motion, The side lobes are not offset and the image quality deteriorates.

米国特許第5014712号明細書US Pat. No. 5,147,712 米国特許第4127034号明細書U.S. Pat. No. 4,127,034

ところで、超音波診断を行うとき、操作者は被検体の体表面に当てた探触子を移動させて超音波像を撮像し、その部位の超音波像を表示画面に表示させて診断を行う。その際、観察したい診断部位が画像に表れるまでは探触子を比較的早く移動させ、関心部位に近づいたら探触子の移動を停止させて関心部位の画像を注意深く観察する。このような過程で、探触子を移動させて診断部位を探索する際は、画像の分解能は多少悪くてもよいが撮像時間を短くし、診断部位を検索した際には、画像分解能を高くすることが望まれる。   By the way, when performing an ultrasonic diagnosis, the operator moves the probe applied to the body surface of the subject, picks up an ultrasonic image, and displays the ultrasonic image of the part on the display screen to perform the diagnosis. . At this time, the probe is moved relatively quickly until the diagnostic site to be observed appears in the image, and when the probe approaches the site of interest, the probe is stopped to carefully observe the image of the site of interest. In such a process, when searching for a diagnostic site by moving the probe, the resolution of the image may be somewhat worse, but when the imaging time is shortened and the diagnostic site is searched, the image resolution is increased. It is desirable to do.

そこで、探触子を移動させているときには、その探触子の比較的早い動きに対応した撮像を行ったり、探触子を停止させたときには、画像分解能が高くなる撮像を行ったり、また、体動を伴う生体組織を撮像するときはその動きに適した撮像を行ったりするなど、操作者の意思により撮像方法を切り換えて使い勝手を一層向上させることが要望されている。   Therefore, when the probe is moved, imaging corresponding to the relatively fast movement of the probe is performed, or when the probe is stopped, imaging with high image resolution is performed, When imaging a biological tissue accompanied by body movement, it is desired to further improve the usability by switching the imaging method according to the operator's intention, such as performing imaging suitable for the movement.

本発明の課題は、状況に応じて撮像方法を切り替えて超音波診断装置の使い勝手を向上させることにある。   The subject of this invention is changing the imaging method according to a condition and improving the usability of an ultrasonic diagnosing device.

上記課題を解決するため、本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受波する探触子と、探触子を駆動する駆動信号を生成すると共に探触子により受波された反射エコー信号を受信する送受信部と、受信された反射エコー信号に基づいて超音波像を再構成する画像構成部と、再構成された超音波像を表示する表示部とを備え、送受信部は、基本波形を符号変調して駆動信号を生成すると共に、探触子により受波された反射エコー信号を符号復調する符号変復調手段を有してなり、符号変復調手段は、異なる複数の変復調符号を有し、選択された一の変復調符号により符号変調と符号復調を行うことを特徴とする。   In order to solve the above problems, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention generates a probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, a drive signal that drives the probe, and receives the probe by the probe. A transmission / reception unit that receives the reflected echo signal that is waved, an image configuration unit that reconstructs an ultrasound image based on the received reflection echo signal, and a display unit that displays the reconstructed ultrasound image, The transmission / reception unit code-modulates the basic waveform to generate a drive signal, and includes code modulation / demodulation means for code-demodulating the reflected echo signal received by the probe. A modulation / demodulation code is provided, and code modulation and code demodulation are performed using one selected modulation / demodulation code.

これによれば、複数の変復調符号の中から1つを選択して符号変調することができる。つまり、1つの変復調符号を選択すれば、選択した変復調符号により基本波形が符号変調され、その符号変調に対応させて反射エコー信号が符号復調される。これにより、状況に応じて撮像方法に切り換えることができ、超音波診断装置の使い勝手が向上する。   According to this, one of a plurality of modulation / demodulation codes can be selected and code-modulated. That is, if one modulation / demodulation code is selected, the basic waveform is code-modulated by the selected modulation / demodulation code, and the reflected echo signal is code-demodulated in accordance with the code modulation. Thereby, it can switch to the imaging method according to a condition, and the usability of an ultrasound diagnosing device improves.

この場合において、変復調符号を切り換えるスイッチ(例えば、押しボタン式スイッチ)を探触子の把持部に設けることが望ましい。つまり、スイッチを押しているときにいずれかの変復調符号を選択し、離しているときに他の変復調符号に切り換えて選択する。これにより、操作者は単にスイッチを操作するだけで変復調符号を容易に切り換えることができ、使い勝手が一層向上する。   In this case, it is desirable to provide a switch for switching the modulation / demodulation code (for example, a push button switch) on the probe grip. That is, one of the modulation / demodulation codes is selected when the switch is pressed, and the other modulation / demodulation codes are switched to and selected when the switch is released. As a result, the operator can easily switch the modulation / demodulation code by simply operating the switch, and the usability is further improved.

また、操作者が手動で変復調符号を切り換えることに代えて、送受信部から時間的にずれて出力される各反射エコー信号の相互相関を解析して診断部位の動きを検出し、検出結果に基づいて、選択された一の変復調符号から他の変復調符号に自動的に切り換える構成にすることもできる。これにより、撮像対象の診断部位の特性に応じて変復調符号を自動的に切り換えることができる。   Also, instead of manually switching the modulation / demodulation code by the operator, the cross-correlation of each reflected echo signal output with a time lag from the transmission / reception unit is analyzed to detect the movement of the diagnostic part, and based on the detection result Thus, it is possible to automatically switch from one selected modulation / demodulation code to another modulation / demodulation code. Thereby, the modulation / demodulation code can be automatically switched according to the characteristics of the diagnostic region to be imaged.

例えば、時間的にずれて出力された各反射エコー信号からタイムサイドローブの音圧の時間変化や、超音波像の輝度の時間変化などを検出し、その検出結果が設定値を超えたことを判断する。そして、設定値を超えているときには、撮像対象の診断部位は体動を伴うものであると判定し、判定結果に基づいて、体動を伴う診断部位を撮像するのに適した変復調符号に自動的に切り換える。   For example, a time change in the sound pressure of the time sidelobe or a time change in the brightness of the ultrasonic image is detected from each reflected echo signal output with a time shift, and the detection result exceeds the set value. to decide. When the set value is exceeded, it is determined that the diagnostic region to be imaged is accompanied by body movement, and based on the determination result, the modulation / demodulation code suitable for imaging the diagnostic region with body movement is automatically set. Switch automatically.

また、複数の変復調符号に新たな変復調符号を追加する機能、又は複数の変復調符号から特定の変復調符号を削除する機能の少なくとも一方を有する手段を備える。これにより、符号変復調手段に複数保持させる変復調符号の追加や除去を必要に応じて適宜行うことができるから、超音波診断装置の保守や点検が容易になる。   In addition, there is provided means having at least one of a function of adding a new modulation / demodulation code to a plurality of modulation / demodulation codes and a function of deleting a specific modulation / demodulation code from the plurality of modulation / demodulation codes. This makes it possible to add or remove a plurality of modulation / demodulation codes held in the code modulation / demodulation means as needed, so that maintenance and inspection of the ultrasonic diagnostic apparatus is facilitated.

さらに、選択された一の変復調符号を表すメッセージを表示部に表示するようにする。これにより、現在選択されている変復調符号を視覚的に把握することができる。   Further, a message representing the selected modulation / demodulation code is displayed on the display unit. Thereby, it is possible to visually grasp the currently selected modulation / demodulation code.

本発明によれば、状況に応じて撮像方法を切り替えて超音波診断装置の使い勝手を向上させることができる。   According to the present invention, the usability of the ultrasonic diagnostic apparatus can be improved by switching the imaging method according to the situation.

(実施形態1)本発明を適用してなる超音波診断装置の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、種類が異なる変復調符号を切り換えて超音波診断を行うようにした一例である。図1は、本発明の一実施形態における超音波診断装置のブロック図を示している。図1に示すように、超音波診断装置1は、探触子10、送信部12、受信部14、画像処理部16、表示部18、各部を制御する制御部20、入力部21などから構成されている。   (Embodiment 1) A first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which ultrasonic diagnosis is performed by switching between different types of modulation / demodulation codes. FIG. 1 shows a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasound diagnostic apparatus 1 includes a probe 10, a transmission unit 12, a reception unit 14, an image processing unit 16, a display unit 18, a control unit 20 that controls each unit, an input unit 21, and the like. Has been.

探触子10は、電気信号を変換して被検体に超音波を送波すると共に、被検体からの超音波を受波する複数の振動子が配列されたものである。送信部12は、探触子10の振動子を駆動する駆動信号を生成するものであり、変調符号切換部13を備えている。変調符号切換部13は、種類が異なる変調符号を複数有し、その複数種類の変調符号の中から一つの変調符号を選択して切り換えるものである。受信部14は、探触子10の振動子により受波された反射エコー信号に対して受信処理するものであり、復調符号切換部15を備えている。復調符号切換部15は、複数種類の変調符号を有し、その複数種類の復調符号の中から一つの復調符号を選択して切り換えるものである。画像処理部16は、反射エコー信号に基づいて超音波像(例えば、Bモード像、ドプラ像など)を再構成する。表示部18は、超音波像をモニタの表示画面に表示する。入力部21は、キーボードやマウスなどの入力インターフェースから形成されている。   The probe 10 is an array of a plurality of transducers that convert electrical signals and transmit ultrasonic waves to the subject, and receive ultrasonic waves from the subject. The transmission unit 12 generates a drive signal for driving the transducer of the probe 10 and includes a modulation code switching unit 13. The modulation code switching unit 13 has a plurality of different types of modulation codes, and selects and switches one modulation code from the plurality of types of modulation codes. The reception unit 14 performs reception processing on the reflected echo signal received by the transducer of the probe 10 and includes a demodulation code switching unit 15. The demodulation code switching unit 15 has a plurality of types of modulation codes, and selects and switches one demodulation code from the plurality of types of demodulation codes. The image processing unit 16 reconstructs an ultrasonic image (for example, a B-mode image, a Doppler image, etc.) based on the reflected echo signal. The display unit 18 displays the ultrasonic image on the display screen of the monitor. The input unit 21 is formed from an input interface such as a keyboard or a mouse.

このように構成される超音波診断装置1の動作を説明する。まず、被検体の体表に探触子10を接触させる。そして、探触子10に駆動信号が送信部12から供給されることにより、探触子10から超音波が被検体の照射部位に射出される。照射部位から発生した反射エコー信号は、被検体を伝播して探触子10により受波される。受波された反射エコー信号は、受信部14により増幅、アナログディジタル変換、整相加算などの受信処理が施される。受信処理が施された反射エコー信号は、画像処理部16により対数圧縮、信号変換などの画像処理が施されて超音波像に再構成される。再構成された超音波像は、表示部18のモニタの表示画面に表示される。   The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 configured as described above will be described. First, the probe 10 is brought into contact with the body surface of the subject. Then, when a driving signal is supplied to the probe 10 from the transmission unit 12, an ultrasonic wave is emitted from the probe 10 to the irradiation site of the subject. The reflected echo signal generated from the irradiated part propagates through the subject and is received by the probe 10. The received reflected echo signal is subjected to reception processing such as amplification, analog-digital conversion, and phasing addition by the receiving unit 14. The reflected echo signal subjected to the reception processing is subjected to image processing such as logarithmic compression and signal conversion by the image processing unit 16 to be reconstructed into an ultrasonic image. The reconstructed ultrasonic image is displayed on the display screen of the monitor of the display unit 18.

このような超音波診断装置1では、超音波像の分解能を向上させる一つの技術として超音波送受ビームの符号化送受信技術が採用されている。例えば、送信部12は、変調符号に基づいて、時間軸や周波数軸に超音波エネルギーを拡散させるように基本波形を符号変調して探触子10の駆動信号を生成する。また、受信部14は、復調符号に基づいて、時間軸や周波数軸に超音波エネルギーを収束させるように探触子10により受波された反射エコー信号を復調するようになっている。   In such an ultrasonic diagnostic apparatus 1, an encoding transmission / reception technique of an ultrasonic transmission / reception beam is adopted as one technique for improving the resolution of an ultrasonic image. For example, based on the modulation code, the transmission unit 12 generates a drive signal for the probe 10 by code-modulating the basic waveform so that ultrasonic energy is diffused along the time axis and the frequency axis. Further, the receiving unit 14 demodulates the reflected echo signal received by the probe 10 so as to converge the ultrasonic energy on the time axis and the frequency axis based on the demodulation code.

本実施形態では、種類が異なる変復調符号を使い分けて符号化送受信が行われる。例えば、1回の符号化送受信を行うことにより反射エコー群を取得するものや、相補的直交符号対により2回以上の符号化送受信を行うことにより反射エコー群を取得するものなどの変復調符号が利用可能である。   In the present embodiment, coded transmission / reception is performed using different modulation / demodulation codes of different types. For example, modulation / demodulation codes such as one that obtains a reflected echo group by performing one encoded transmission / reception, and one that obtains a reflected echo group by performing two or more encoded transmission / receptions by a complementary orthogonal code pair are provided. Is available.

ここで、本発明の変復調符号の切換処理について説明する。図2は、本発明の送信部12の構成図、図3は、本発明の受信部14の構成図である。図2に示すように、送信部12は、送信タイミング生成手段40、変調符号切換部13、パワーアンプ42などから構成されている。また、変調符号切換部13は、複数の符号変調送信手段44a〜44m(m:自然数)、符号変調送信選択手段46などを備えている。各符号変調送信手段44a〜44mには、種類が異なる変調符号がそれぞれ格納されている。   Here, the modulation / demodulation code switching processing of the present invention will be described. FIG. 2 is a configuration diagram of the transmission unit 12 of the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram of the reception unit 14 of the present invention. As shown in FIG. 2, the transmission unit 12 includes transmission timing generation means 40, a modulation code switching unit 13, a power amplifier 42, and the like. The modulation code switching unit 13 includes a plurality of code modulation transmission units 44a to 44m (m: natural number), a code modulation transmission selection unit 46, and the like. Each code modulation transmission means 44a to 44m stores different types of modulation codes.

このように構成される送信部12では、まず、送信タイミング生成手段40によりタイミング信号が生成される。タイミング信号は、探触子10の口径を構成する所定数の振動子を駆動する基本波形から形成されたものである。そのタイミング信号は、変調符号切換部13の符号変調送信手段44a〜44mと符号変調送信選択手段46に入力される。符号変調送信選択手段46にタイミング信号が入力されたとき、設定値(α)に基づいて、符号変調送信選択手段46により符号変調送信手段44a〜44mの中から一つの符号変調送信手段44aが選択される。なお、設定値(α)は、入力部21のキーボードやマウスなどから予め入力されるものであり、適宜変更される。   In the transmission unit 12 configured as described above, first, a timing signal is generated by the transmission timing generation unit 40. The timing signal is formed from a basic waveform for driving a predetermined number of transducers constituting the aperture of the probe 10. The timing signal is input to the code modulation transmission units 44 a to 44 m and the code modulation transmission selection unit 46 of the modulation code switching unit 13. When a timing signal is input to the code modulation transmission selection means 46, one code modulation transmission means 44a is selected from the code modulation transmission means 44a to 44m by the code modulation transmission selection means 46 based on the set value (α). Is done. The set value (α) is input in advance from the keyboard or mouse of the input unit 21 and is appropriately changed.

そして、選択された符号変調送信手段44aの変調符号に基づいて、タイミング信号の基本波形が符号変調される。符号変調された信号は、パワーアンプ12により増幅された後、探触子10に送信される。   The basic waveform of the timing signal is code-modulated based on the modulation code of the selected code modulation transmission means 44a. The code-modulated signal is amplified by the power amplifier 12 and then transmitted to the probe 10.

次に、図3に示すように、受信部14は、プリアンプ50、利得制御アンプ52、ディジタルアナログ変換部54(以下、AD変換部54)、整相加算部56、復調符号切換部15、帯域フィルタ58などから構成されている。また、復調符号切換部15は、複数の符号復調受信手段60a〜60m、復調符号選択手段62などを備えている。各符号復調受信手段60a〜60mには、異なる復調符号がそれぞれ格納されている。   Next, as shown in FIG. 3, the reception unit 14 includes a preamplifier 50, a gain control amplifier 52, a digital / analog conversion unit 54 (hereinafter referred to as an AD conversion unit 54), a phasing addition unit 56, a demodulation code switching unit 15, a band It comprises a filter 58 and the like. The demodulated code switching unit 15 includes a plurality of code demodulation receiving means 60a to 60m, a demodulation code selecting means 62, and the like. Each code demodulation receiving means 60a-60m stores a different demodulated code.

まず、探触子10により受波された反射エコー信号は、プリアンプ50により増幅される。増幅された反射エコー信号は、伝播時に生じた減衰や可変口径制御により生じた減衰が利得制御アンプ14により補正される。補正された反射エコー信号は、AD変換部54により離散値に量子化されてディジタル信号に変換される。ディジタル化された反射エコー信号は、整相加算部56により受信時の探触子10の口径に対して遅延処理が施されて整相加算される。整相加算された反射エコー信号は、復調符号切換部15の符号復調受信手段60a〜60mと復調符号選択手段62に入力される。復調符号選択手段62に反射エコー信号が入力されたとき、入力部21のキーボードなどから予め設定された値(α)に基づいて、復調符号選択手段62により符号復調受信手段60a〜60mの中から一つの符号復調受信手段60aが選択される。なお、選択される符号復調受信手段60aは、図2の符号変調送信選択手段46により選択された符号変調送信手段44aに対応したものである。そして、選択された符号復調受信手段60aの復調符号に基づいて、反射エコー信号の波形が符号復調される。符号復調された反射エコー信号は、帯域フィルタ15により設定周波数成分が抽出されて画像処理部16に出力される。   First, the reflected echo signal received by the probe 10 is amplified by the preamplifier 50. The amplified reflected echo signal is corrected by the gain control amplifier 14 for attenuation caused by propagation and attenuation caused by variable aperture control. The corrected reflected echo signal is quantized to a discrete value by the AD converter 54 and converted into a digital signal. The digitized reflected echo signal is subjected to delay processing on the aperture of the probe 10 at the time of reception by the phasing addition unit 56 and subjected to phasing addition. The reflected echo signal subjected to the phasing addition is input to the code demodulation receiving means 60 a to 60 m and the demodulation code selecting means 62 of the demodulation code switching unit 15. When a reflected echo signal is input to the demodulated code selecting means 62, the demodulated code selecting means 62 selects from the code demodulated receiving means 60a to 60m based on a value (α) preset from the keyboard of the input unit 21 or the like. One code demodulation receiving means 60a is selected. The selected code demodulation receiving means 60a corresponds to the code modulation transmitting means 44a selected by the code modulation transmission selecting means 46 in FIG. Based on the demodulated code of the selected code demodulation receiving means 60a, the waveform of the reflected echo signal is code demodulated. A set frequency component is extracted from the code-demodulated reflected echo signal by the band filter 15 and output to the image processing unit 16.

本実施形態によれば、操作者により入力部21から入力された設定値(α)に基づいて、変調符号切換部13及び復調符号切換部15が、診断部位の特性(例えば心臓の動的特性、腹部の静的特性など)や計測種類(例えば断層像計測、血流像計測など)に適した変復調符号を複数(m個)の変復調符号の中から選択して使用するようになるから、超音波診断装置の使い勝手が向上する。   According to the present embodiment, based on the set value (α) input from the input unit 21 by the operator, the modulation code switching unit 13 and the demodulation code switching unit 15 perform characteristics of the diagnostic region (for example, dynamic characteristics of the heart). Since the modulation / demodulation code suitable for the measurement type (for example, tomographic image measurement, blood flow image measurement, etc.) is selected from a plurality (m) of modulation / demodulation codes, Usability of ultrasonic diagnostic equipment is improved.

また、選択された変復調符号を表すメッセージが、制御部20からの指令に基づいて画像処理部16により生成され、生成されたメッセージが表示部18の表示画面に表示されるようにしてもよい。これにより、現在選択されている変復調符号を視覚的に把握することができる。   In addition, a message representing the selected modulation / demodulation code may be generated by the image processing unit 16 based on a command from the control unit 20, and the generated message may be displayed on the display screen of the display unit 18. Thereby, it is possible to visually grasp the currently selected modulation / demodulation code.

なお、送信部12と受信部14を別々に設けず、それらを共通化した送受信部を設けるようにしてもよい。その場合、送受信部に符号変復調部が備えられ、符号変復調部は、変調符号切換部13、復調符号切換部15を有して構成される。   In addition, you may make it provide the transmission / reception part which shared them, without providing the transmission part 12 and the receiving part 14 separately. In this case, the transmission / reception unit includes a code modulation / demodulation unit, and the code modulation / demodulation unit includes a modulation code switching unit 13 and a demodulation code switching unit 15.

ここで、図4及び図5を参照して、複数の変復調符号の特徴について2種類のものを一例として説明する。図4は、静的部位を撮像する際の変復調符号の説明図、図5は、動的部位を撮像する際の変復調符号の説明図である。図4、図5の上段には、Golay符号に代表される相補的符号(以下、A符号)の符号変調送信波形と符号復調受信波形が、また下段には、Barker符号やChirp符号に代表される1回の送受信で符号化送受信する符号(以下、B符号)のものが示されている。なお、説明の便宜のため2種類の変復調符号について説明するが、これらに限られるものではない。   Here, with reference to FIGS. 4 and 5, two types of characteristics of the plurality of modulation / demodulation codes will be described as an example. FIG. 4 is an explanatory diagram of a modulation / demodulation code when imaging a static part, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a modulation / demodulation code when imaging a dynamic part. 4 and 5, the code modulation transmission waveform and code demodulation reception waveform of a complementary code represented by Golay code (hereinafter referred to as A code) are shown in the upper part, and the Barker code and Chirp code are shown in the lower part. A code (hereinafter referred to as a B code) that is encoded and transmitted in one transmission / reception is shown. For convenience of explanation, two types of modulation / demodulation codes will be described, but the present invention is not limited to these.

図4に示すように、体動をほとんど伴わない部位(例えば腹部)を撮像する場合、A符号では、相補的直交符号対を用いて例えば2回の超音波の符号化送信が行われる(図4a)。そして、受信した各反射エコー信号を加算することにより、拡散領域に残存するエネルギーが相殺される(図4b)。したがって、タイムサイドローブ70が比較的少ない。一方、B符号では、超音波の符号化送信が1回行われる(図4c)。したがって、撮像時間が比較的短い。しかし、受信した反射エコー信号の拡散領域にエネルギーが残存し、残存したエネルギーがタイムサイドローブ72になる(図4d)。なお、タイムサイドローブ72を軽減し、効率よく拡散したエネルギーを収束するためには比較的高次のフィルタが必要になり回路規模が大きくなる。   As shown in FIG. 4, when imaging a site (eg, abdomen) that hardly accompanies body movement, the A code performs, for example, two encoded transmissions of ultrasonic waves using complementary orthogonal code pairs (FIG. 4). 4a). Then, by adding the received reflected echo signals, the energy remaining in the diffusion region is canceled (FIG. 4b). Therefore, the time side lobe 70 is relatively small. On the other hand, with the B code, encoded transmission of ultrasonic waves is performed once (FIG. 4c). Therefore, the imaging time is relatively short. However, energy remains in the diffusion region of the received reflected echo signal, and the remaining energy becomes the time side lobe 72 (FIG. 4d). In order to reduce the time side lobe 72 and converge the diffused energy efficiently, a relatively high-order filter is required, and the circuit scale increases.

すなわち、B符号によれば、送受回数が1回であるため撮像時間が短いという利点があるが、サイドローブがA符号に比べて残存するから画質が劣化する。したがって、腹部などの静的部位を撮像する場合、符号変調送信選択手段13により変調符号切換部44a〜44mの中から一つの変調符号切換部44aが選択されてA符号に切り替えられる。復調符号選択手段15でも同様にA符号に切り替えられるようになっている。これにより、A符号で超音波パルスの符号変復調を行えば、B符号の場合に比べて超音波像の分解能を高くすることができる。   That is, according to the B code, since the number of times of transmission / reception is one, there is an advantage that the imaging time is short. However, since the side lobe remains as compared with the A code, the image quality deteriorates. Therefore, when imaging a static part such as the abdomen, the code modulation transmission selection means 13 selects one modulation code switching unit 44a from the modulation code switching units 44a to 44m and switches to the A code. Similarly, the demodulation code selection means 15 can be switched to the A code. Thereby, if the code modulation / demodulation of the ultrasonic pulse is performed with the A code, the resolution of the ultrasonic image can be increased as compared with the case of the B code.

また、図5に示すように、体動を伴う部位(例えば心臓)を撮像する場合、A符号では、各超音波パルスの符号化送信の間に心臓の体動に起因して時間的なズレが生じる(図5a)。したがって、反射エコー信号に含まれるタイムサイドローブを相殺することができなくなり(図5b)、タイムサイドローブ74が残存することになる(図5c)。また、2回の符号化送受信を行うため撮像時間が長くなる一方、B符号では、符号化送信が1回であるため心臓の体動の影響を受けにくいことから、タイムサイドローブ76がA符号の場合より小さくなる。   In addition, as shown in FIG. 5, when imaging a site (for example, a heart) that accompanies body movement, the A code causes a temporal shift due to the body movement of the heart during the encoded transmission of each ultrasonic pulse. Occurs (FIG. 5a). Therefore, the time side lobe included in the reflected echo signal cannot be canceled (FIG. 5b), and the time side lobe 74 remains (FIG. 5c). In addition, while the encoded transmission / reception is performed twice, the imaging time becomes long. On the other hand, in the B code, since the encoded transmission is performed once, the time side lobe 76 is not affected by the body movement of the heart. It becomes smaller than the case of.

すなわち、A符号によれば、腹部などの静的部位を撮像するとき残存エネルギーを相殺してサイドローブを除去できるという利点があるが、心臓などの動的部位を撮像したときは、B符号に比べてタイムサイドローブが大きくなり、画質が劣化する。したがって、心臓などを撮像する場合や血流動態の計測を行う場合には、符号変調送信選択手段13により変調符号切換部44a〜44mの中から一つの変調符号切換部44bが選択されてB符号に切り替えられる。復調符号選択手段15でも同様にB符号に切り替えられるようになっている。これにより、B符号で超音波パルスを符号変復調すれば、A符号の場合に比べて撮像時間を短くできると共に、心臓などの動的変化の影響を受けにくいため安定な情報を得ることができ、超音波像の分解能が高くなる。   That is, according to the A code, there is an advantage that when the static part such as the abdomen is imaged, the residual energy can be canceled and the side lobe can be removed. However, when the dynamic part such as the heart is imaged, the B code is used. Compared to this, the time side lobe becomes larger and the image quality deteriorates. Therefore, when imaging the heart or the like or measuring blood flow dynamics, one modulation code switching unit 44b is selected from the modulation code switching units 44a to 44m by the code modulation transmission selection means 13, and the B code is selected. Can be switched to. Similarly, the demodulation code selection means 15 can be switched to the B code. Thus, if the ultrasonic pulse is code-modulated and demodulated with the B code, the imaging time can be shortened compared to the case of the A code, and stable information can be obtained because it is less affected by dynamic changes such as the heart. The resolution of the ultrasonic image is increased.

(実施形態2)本発明を適用した第2の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なる点は、入力部21のキーボードやマウスなどから切り替え指令を入力することに代えて、探触子10の把持部に設けたスイッチから入力するようにしたことにある。   (Embodiment 2) A second embodiment to which the present invention is applied will be described. The difference from the first embodiment is that instead of inputting a switching command from the keyboard or mouse of the input unit 21, the switching command is input from a switch provided on the grip unit of the probe 10.

探触子10には、超音波の射出面の反対側に操作者が手で掴む把持部が設けられている。その把持部に例えば押ボタン式のスイッチが設けられる。そして、スイッチを押しているとき、例えばA符号の変復調符号が選択されるようにする。また、スイッチを離したとき、例えばB符号の変復調符号が選択されるようにする。これにより、キーボードやマウスなどから切換指令を入力する場合に比べて、操作者は変復調符号を簡単かつ迅速に切り換えることができるようになるから、超音波診断装置の使い勝手が向上する。   The probe 10 is provided with a gripping portion that is gripped by an operator by hand on the side opposite to the ultrasonic wave emission surface. For example, a push button type switch is provided in the grip portion. When the switch is pressed, for example, a modulation / demodulation code of A code is selected. Further, when the switch is released, for example, a modulation / demodulation code of B code is selected. As a result, the operator can easily and quickly switch the modulation / demodulation code as compared with the case where a switching command is input from a keyboard, a mouse, or the like, thereby improving the usability of the ultrasonic diagnostic apparatus.

(実施形態3)本発明を適用した第3の実施形態について説明する。第1の実施形態と異なる点は、診断部位が体動を伴うものか否かを判断することで変復調符号を自動的に切り換えるようにしたことにある。   (Embodiment 3) A third embodiment to which the present invention is applied will be described. The difference from the first embodiment is that the modulation / demodulation code is automatically switched by determining whether or not the diagnosis part is accompanied by body movement.

受信部14の後段に解析部が設けられる。解析部は、受信部14から時間的にずれて出力される各反射エコー信号の相互相関を解析するものである。例えば、解析部より各反射エコー信号からタイムサイドローブの音圧の時間変化や、表示超音波像の輝度の時間変化などが演算される。演算値が設定値(β)を超えているとき、撮像対象の診断部位が体動を伴う動的部位であると判定される。動的部位であると判定されると、体動を伴う診断部位に適した変調符号、例えばB符号が自動的に選択されて切り換えられる。これにより、撮像対象の診断部位の特性に応じて変調符号が自動的に切り換えることができるようになるから、超音波診断装置の使い勝手が向上する。なお、解析部は必要に応じて所定の位置に設置される。すなわち、解析部により各反射エコー信号を相互相関解析できるようにすればよい。また、設定値(β)は入力部21により適宜変更される。   An analysis unit is provided after the reception unit 14. The analysis unit analyzes the cross-correlation of each reflected echo signal output from the reception unit 14 with a time shift. For example, the time change of the sound pressure of the time side lobe, the time change of the luminance of the display ultrasonic image, and the like are calculated from each reflected echo signal by the analysis unit. When the calculated value exceeds the set value (β), it is determined that the diagnostic region to be imaged is a dynamic region with body movement. If it is determined that it is a dynamic part, a modulation code suitable for a diagnostic part accompanied by body movement, for example, a B code is automatically selected and switched. As a result, the modulation code can be automatically switched according to the characteristics of the diagnostic region to be imaged, so that the usability of the ultrasonic diagnostic apparatus is improved. The analysis unit is installed at a predetermined position as necessary. That is, it is only necessary that the analysis unit can perform cross-correlation analysis on each reflected echo signal. Further, the set value (β) is appropriately changed by the input unit 21.

(実施形態4)本発明を適用した第4の実施形態について図6及び図7を参照して説明する。第1の実施形態と異なる点は、変調符号切換部13及び復調符号切換部15がソフトウェアで書き換え可能な構成部などから構成されたことにある。図6は、本実施形態における変調符号切換部13の構成図、図7は、本実施形態における復調符号切換部15の構成図である。   (Embodiment 4) A fourth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. The difference from the first embodiment is that the modulation code switching unit 13 and the demodulation code switching unit 15 are configured by software-rewritable components. FIG. 6 is a configuration diagram of the modulation code switching unit 13 in the present embodiment, and FIG. 7 is a configuration diagram of the demodulation code switching unit 15 in the present embodiment.

図6に示すように、変調符号切換部13は、符号変調送信手段80、符号種類ロード手段82、符号種類記憶手段84などを備えている。符号変調送信手段80は、SRAM(Static Random Access Memory)やFLASHメモリなどのプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、CPUやDSP(Digital Signal Processor)などの演算エンジン(Processor Engine:PE)などから構成されている。符号種類ロード手段82は、PROM(Programmable Read-Only Memory)、CPLDなどを有して構成されている。また、符号種類記憶手段84は、SRAMやDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの記憶素子などから構成されたものである。そして、符号種類記憶手段84の記憶素子に複数種類の変調符号が配列された符号種類テーブルが格納されている。   As shown in FIG. 6, the modulation code switching unit 13 includes a code modulation transmission unit 80, a code type loading unit 82, a code type storage unit 84, and the like. The code modulation transmission means 80 is from a programmable logic device (PLD) such as SRAM (Static Random Access Memory) or FLASH memory, or a calculation engine (Processor Engine: PE) such as a CPU or DSP (Digital Signal Processor). It is configured. The code type loading means 82 includes a PROM (Programmable Read-Only Memory), a CPLD, and the like. The code type storage means 84 is composed of a storage element such as SRAM or DRAM (Dynamic Random Access Memory). A code type table in which a plurality of types of modulation codes are arranged is stored in the storage element of the code type storage unit 84.

このように構成される変調符号切換部13では、まず、制御部20からの指令に基づいて、符号種類ロード手段82により読み出し指令が生成される。生成された読み出し指令に基づいて符号種類記憶手段84により符号種類テーブルの中から一つの変調符号が読み出される。読み出された変調符号は、符号変調送信手段80に書き込まれる。書き込まれた変調符号に基づいて、送信タイミング生成手段40から出力される基本波形が符号変調される。符号変調された送信信号は、パワーアンプ42に出力される。すなわち、診断部位や計測種類などの目的に応じて、符号種類記憶手段84の符号種類テーブルから選択された一つの変調符号を符号変調送信手段80に書き込むことにより、適切な変調符号を状況に応じて切り換えられるようにしている。これにより、変調符号切換部13を簡素化して回路規模を小さくすることができる。   In the modulation code switching unit 13 configured as described above, first, a read command is generated by the code type loading unit 82 based on a command from the control unit 20. One modulation code is read out from the code type table by the code type storage means 84 based on the generated read command. The read modulation code is written in the code modulation transmission means 80. Based on the written modulation code, the basic waveform output from the transmission timing generation means 40 is code-modulated. The code-modulated transmission signal is output to the power amplifier 42. That is, by writing one modulation code selected from the code type table of the code type storage unit 84 in the code modulation transmission unit 80 according to the purpose such as the diagnostic part and the measurement type, an appropriate modulation code is set according to the situation. To be switched. Thereby, the modulation code switching unit 13 can be simplified and the circuit scale can be reduced.

また、図7に示すように、復調符号切換部15は、符号復調受信手段86、符号種類ロード手段88、符号種類記憶手段90などを備えている。符号復調受信手段86は、SRAM(Static Random Access Memory)やFLASHメモリなどのプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、CPUやDSP(Digital Signal Processor)などの演算エンジン(Processor Engine:PE)などから構成されている。符号種類ロード手段88は、PROM(Programmable Read-Only Memory)、CPLDなどを有して構成されている。また、符号種類記憶手段90は、SRAMやDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの記憶素子などから構成されたものである。そして、符号種類記憶手段90の記憶素子に複数種類の変調符号が配列された符号種類テーブルが格納されている。   As shown in FIG. 7, the demodulated code switching unit 15 includes a code demodulation receiving unit 86, a code type loading unit 88, a code type storage unit 90, and the like. The code demodulation receiving means 86 is from a programmable logic device (PLD) such as SRAM (Static Random Access Memory) or FLASH memory, or a calculation engine (Processor Engine: PE) such as CPU or DSP (Digital Signal Processor). It is configured. The code type loading means 88 includes a PROM (Programmable Read-Only Memory), a CPLD, and the like. The code type storage means 90 is composed of a storage element such as SRAM or DRAM (Dynamic Random Access Memory). A code type table in which a plurality of types of modulation codes are arranged is stored in the storage element of the code type storage unit 90.

このように構成される復調符号切換部15は、変調符号切換部13と同様に、符号種類記憶手段90の符号種類テーブルから選択された一つの復調符号を符号復調受信手段86に書き込むことにより、適切な復調符号を状況に応じて切り換えられるようにしている。なお、符号種類ロード手段88と符号種類記憶手段90を共有化させて一つのデバイスとして構成してもよい。符号種類ロード手段82と符号種類記憶手段84についても同様である。   Similarly to the modulation code switching unit 13, the demodulation code switching unit 15 configured as described above writes one demodulated code selected from the code type table of the code type storage unit 90 in the code demodulation reception unit 86, An appropriate demodulation code can be switched according to the situation. The code type loading unit 88 and the code type storage unit 90 may be shared and configured as one device. The same applies to the code type loading unit 82 and the code type storage unit 84.

(実施形態5)本発明を適用した第5の実施形態について図8を参照して説明する。第1の実施形態と異なる点は、第4の実施形態の符号種類テーブルに種類が異なる変調符号や復調符号を追加したり、削除したりする符号種類設定手段を設けた点にある。図8は、本発明の一実施形態における超音波診断装置のブロック図を示している。   (Embodiment 5) A fifth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that a code type setting means for adding or deleting different types of modulation codes and demodulation codes to the code type table of the fourth embodiment is provided. FIG. 8 shows a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

図8に示すように、符号種類設定手段92は、制御部20からの指令に基づいて送信部12、受信部14にデータや信号を出力するように設けられている。すなわち、入力部22から入力された変調符号は、符号種類設定手段92により符号種類記憶手段84の符号種類テーブルに追加される。また、符号種類記憶手段84の変調符号は、入力部22から制御部20を介して出力される指令に基づいて、符号種類設定手段92により符号種類テーブルから削除される。同様に、復調符号についても、符号種類記憶手段90の符号種類テーブルに復調符号を追加したり、削除したりするようになっている。これにより、符号種類テーブルを状況に応じて変更することができるから、超音波診断装置の保守・点検を容易に行うことができる。   As shown in FIG. 8, the code type setting unit 92 is provided to output data and signals to the transmission unit 12 and the reception unit 14 based on a command from the control unit 20. That is, the modulation code input from the input unit 22 is added to the code type table of the code type storage unit 84 by the code type setting unit 92. The modulation code stored in the code type storage unit 84 is deleted from the code type table by the code type setting unit 92 based on a command output from the input unit 22 via the control unit 20. Similarly, demodulated codes are added to or deleted from the code type table of the code type storage means 90. Thereby, since the code type table can be changed according to the situation, maintenance and inspection of the ultrasonic diagnostic apparatus can be easily performed.

また、符号種類設定手段92にSCSIインターフェースやTCP/IPに対応したネットワークインターフェースを備えるようにしてもよい。これにより、変調符号や復調符号がHDDなどの外部メディアやネットワーク端末に保存されているときでも、SCSIインターフェースやネットワークインターフェースを介して符号種類記憶手段84、90の符号種類テーブルに変調符号、復調符号を追加することができる。   The code type setting unit 92 may be provided with a SCSI interface or a network interface corresponding to TCP / IP. Thereby, even when the modulation code and the demodulation code are stored in an external medium such as an HDD or a network terminal, the modulation code and the demodulation code are stored in the code type table of the code type storage means 84 and 90 via the SCSI interface or the network interface. Can be added.

以上、実施形態1乃至5に基づいて本発明を説明したが、本発明によれば、診断部位を探索する場合、探触子を移動させているときは撮像時間が短くなる変復調符号(例えば、B符号)を選択し、診断部位を探索したときには、画像分解能が高くなる変復調符号(例えば、A符号)に切り換えることができる。したがって、診断すべき部位の探索時間を短縮できると共に、探索中の画像及び診断部位の画像の双方の分解能を比較的高くすることができる。その結果、診断すべき部位の同定が容易になるという効果もある。   As described above, the present invention has been described based on the first to fifth embodiments. However, according to the present invention, when searching for a diagnostic region, a modulation / demodulation code (for example, an imaging time is shortened when the probe is moved) (for example, When (B code) is selected and a diagnostic part is searched, it is possible to switch to a modulation / demodulation code (for example, A code) that increases the image resolution. Therefore, the search time for the site to be diagnosed can be shortened, and the resolution of both the image being searched and the image of the diagnostic site can be made relatively high. As a result, there is an effect that it becomes easy to identify a site to be diagnosed.

本発明の第1の実施形態の超音波診断装置のブロック図である。1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、第1の実施形態の送信部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the transmission unit according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態の受信部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of the receiving unit according to the first embodiment. 静的部位を撮像する際の変復調符号の説明図である。It is explanatory drawing of the modulation / demodulation code at the time of imaging a static site | part. 動的部位を撮像する際の変復調符号の説明図である。It is explanatory drawing of the modulation / demodulation code at the time of imaging a dynamic region. 本発明の第4の実施形態の超音波診断装置における変調符号切換部の構成図である。It is a block diagram of the modulation code switching part in the ultrasonic diagnosing device of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の超音波診断装置における復調符号切換部の構成図である。It is a block diagram of the demodulation code switching part in the ultrasonic diagnosing device of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における超音波診断装置のブロック図である。It is a block diagram of the ultrasonic diagnosing device in the 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波診断装置
10 探触子
12 送信部
13 変調符号切換部
14 受信部
15 復調符号切換部
16 画像処理部
18 表示部
20 制御部
21 入力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 10 Probe 12 Transmission part 13 Modulation code switching part 14 Reception part 15 Demodulation code switching part 16 Image processing part 18 Display part 20 Control part 21 Input part

Claims (2)

被検体との間で超音波を送受波する探触子と、該探触子を駆動する駆動信号を生成すると共に前記探触子により受波された反射エコー信号を受信する送受信部と、該受信された反射エコー信号に基づいて超音波像を再構成する画像構成部と、再構成された超音波像を表示する表示部とを備え、
前記送受信部は、基本波形を符号変調して前記駆動信号を生成すると共に、前記探触子により受波された反射エコー信号を符号復調する符号変復調手段を有してなり、
前記符号変復調手段は、異なる複数の変復調符号を有し、選択された一の変復調符号により前記符号変調と前記符号復調を行うことを特徴とする超音波診断装置。
A probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject, a transmission / reception unit for generating a drive signal for driving the probe and receiving a reflected echo signal received by the probe; An image construction unit that reconstructs an ultrasound image based on the received reflected echo signal, and a display unit that displays the reconstructed ultrasound image,
The transmission / reception unit code-modulates a basic waveform to generate the drive signal, and includes code modulation / demodulation means for code-demodulating a reflected echo signal received by the probe,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the code modulation / demodulation means has a plurality of different modulation / demodulation codes, and performs the code modulation and the code demodulation using a selected modulation / demodulation code.
前記送受信部から時間的にずれて出力される各反射エコー信号を相互相関解析して診断部位の動きを検出し、該検出結果に基づいて、前記選択された一の変復調符号から他の前記変復調符号に切り換えることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
Cross-correlation analysis is performed on each reflected echo signal output with a time lag from the transmission / reception unit to detect the movement of the diagnostic part, and based on the detection result, the selected modulation / demodulation code is used to generate another modulation / demodulation code. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is switched to a code.
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