JP2005204808A - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnosis apparatus - Google Patents

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Eiichi Okawa
栄一 大川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove an effect of vibration of an ultrasonic probe and, in particular, precisely measure flood flow information related to a low speed blood flow largely affected by the vibration of the ultrasonic probe, when displaying the state of the interior of a living body using a Doppler effect in the transmission/receiving wave of the ultrasonic wave. <P>SOLUTION: This ultrasonic probe 1 is fixedly installed in a housing 3 served as a casing and the housing is installed with a vibration detecting part 4 for detecting the vibration of an acoustic element 2 as a transmission/receiving wave of the ultrasonic wave. The vibration of the acoustic element is detected by the vibration detecting part as the vibration of the housing vibrating with the acoustic element and supplied to the ultrasonic diagnosis apparatus via a cable 5 and a connector part 6. The ultrasonic diagnosis apparatus removes the vibration component detected by the vibration detecting part from the ultrasonic receiving signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超音波の送受波におけるドプラ効果を利用して、生体内の状態を観察・診断するための超音波探触子及び超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus for observing and diagnosing an in-vivo state using the Doppler effect in ultrasonic transmission / reception.

従来の超音波診断装置は、送受波した超音波のドプラ効果を利用して生体内の血流情報の画像表示を行うものであり、特に、体動成分との選別が難しい低速の血流に係る血流情報の測定を可能とするものとして、例えば、下記の特許文献1に開示されている超音波診断装置が知られている。   A conventional ultrasonic diagnostic apparatus displays an image of blood flow information in a living body by utilizing the Doppler effect of transmitted / received ultrasonic waves, particularly for low-speed blood flow that is difficult to sort out from body motion components. As an apparatus that enables measurement of blood flow information, for example, an ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1 below is known.

下記の特許文献1に開示されている超音波診断装置は、超音波の送受波を繰り返し所定の周波数で行なう超音波探触子と、この所定の送受波の繰り返し周波数を制御する制御手段と、得られた受波信号からドプラシフト信号を検波するドプラ偏移検波手段と、当該検波後のドプラシフト信号から低域成分を減衰させるMTI(Moving Target Indicator)フィルタ部と、低域減衰後のドプラシフト信号から測定対象の体動にかかわる位相シフト成分を除去する手段と、前記受波信号から得られた超音波像に反射体の移動画像を表示する手段とを有し、送受波の繰り返し周波数の制御と、体動除去のパラメータの設定とが連動して行われるよう構成されており、これによって、低速の血流に係る表示能力を改善させることが可能となる。   The ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in the following Patent Document 1 includes an ultrasonic probe that repeatedly performs transmission and reception of ultrasonic waves at a predetermined frequency, and a control unit that controls the repetition frequency of the predetermined transmission and reception waves; From the Doppler shift detection means for detecting the Doppler shift signal from the obtained received signal, the MTI (Moving Target Indicator) filter section for attenuating the low frequency component from the detected Doppler shift signal, and the Doppler shift signal after the low frequency attenuation Means for removing a phase shift component related to the body movement of the measurement object, and means for displaying a moving image of the reflector in the ultrasonic image obtained from the received signal, and controlling the repetition frequency of the transmitted and received waves; The body movement removal parameter setting is performed in conjunction with this, and this makes it possible to improve the display capability related to low-speed blood flow.

また、下記の特許文献2には、移動角度を検出する角度センサや移動距離を検出する距離センサを内蔵する超音波探触子が開示されている。この超音波探触子は、手動操作により被検体表面に沿って移動した場合の移動角度や移動距離を検出することが可能であり、この検出結果に基づいて超音波の送受信位置や方向のデータが得られ、これらのデータに基づく画像表示を行うことが可能となる。
特開2001−299751号公報(段落0045、図1) 特開平5−23332号公報(段落0015〜0025、図1)
Patent Document 2 below discloses an ultrasonic probe that includes an angle sensor that detects a moving angle and a distance sensor that detects a moving distance. This ultrasonic probe can detect the movement angle and movement distance when moving along the surface of the subject by manual operation. Based on the detection result, the ultrasonic transmission / reception position and direction data are detected. Can be obtained, and image display based on these data can be performed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-299751 (paragraph 0045, FIG. 1) Japanese Patent Laid-Open No. 5-23332 (paragraphs 0015 to 0025, FIG. 1)

しかしながら、特許文献1に開示されている超音波診断装置は、体動の影響を除去することは可能であるが、超音波探触子自体の振動によって誤検出されたドプラシフト信号を除去することは不可能であり、低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことができないという問題がある。また、特許文献2に開示されている超音波探触子は、オペレータの超音波探触子の操作に伴う移動角度や移動距離は検出可能であるが、超音波探触子の振動を検出することは不可能であり、低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことができないという問題がある。   However, although the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1 can remove the influence of body movement, it does not remove the Doppler shift signal erroneously detected by the vibration of the ultrasonic probe itself. This is impossible, and there is a problem that blood flow information relating to low-speed blood flow cannot be accurately measured. In addition, the ultrasonic probe disclosed in Patent Document 2 can detect the movement angle and movement distance accompanying the operation of the ultrasonic probe by the operator, but detects the vibration of the ultrasonic probe. This is impossible, and there is a problem that blood flow information relating to low-speed blood flow cannot be accurately measured.

本発明は、上記問題に鑑み、超音波の送受波におけるドプラ効果を利用して生体内の状態を画像表示する際、超音波探触子の振動の影響を除去できるようにし、特に、超音波探触子の振動の影響を大きく受ける低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことを可能とする超音波探触子及び超音波診断装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention makes it possible to remove the influence of vibration of an ultrasonic probe when displaying an in-vivo state image using the Doppler effect in transmission and reception of ultrasonic waves. An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of accurately measuring blood flow information relating to a low-speed blood flow that is greatly affected by the vibration of the probe.

上記目的を達成するため、本発明の超音波探触子は、供給される電気信号に応じて超音波の送波を行うとともに、受波した超音波を電気信号に変換して出力する音響素子と、
前記音響素子を相対的に固定して保持するハウジングと、
前記音響素子と共に振動する前記ハウジングの振動を検出する振動検出手段とを有している。
上記構成により、超音波によって生体内の状態を観察・診断する際に、音響素子の振動に起因して発生する超音波探触子の振動を直接測定することが可能となる。
In order to achieve the above object, an ultrasonic probe according to the present invention transmits an ultrasonic wave in accordance with a supplied electric signal, and converts the received ultrasonic wave into an electric signal and outputs it. When,
A housing for relatively fixing and holding the acoustic element;
Vibration detecting means for detecting vibration of the housing that vibrates together with the acoustic element.
With the above configuration, it is possible to directly measure the vibration of the ultrasonic probe caused by the vibration of the acoustic element when observing and diagnosing the state in the living body using ultrasonic waves.

また、上記目的を達成するため、本発明の超音波診断装置は、供給される電気信号に応じて超音波の送波を行うとともに、受波した超音波を電気信号に変換して出力する音響素子と、前記音響素子を相対的に固定して保持するハウジングと、前記音響素子と共に振動する前記ハウジングの振動を検出する振動検出手段とを有する超音波探触子との間で、前記電気信号の送受信を行う送受信手段と、
前記振動検出手段による前記振動の検出結果に基づいて、前記超音波に係る受波信号を補正する振動フィルタ手段と、
前記振動フィルタ手段による処理後の受波信号からドプラシフト信号を検出するドプラシフト信号検出手段と、
前記ドプラシフト信号を超音波ドプラ画像として表示するための画像信号を生成する画像信号処理手段とを有している。
上記構成により、超音波の受信信号(受波信号)から、音響素子の振動に起因して発生する超音波探触子の振動の影響を除去することが可能となり、特に、当該振動の影響を受ける低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことが可能となる。
In order to achieve the above object, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention transmits an ultrasonic wave according to a supplied electric signal, and converts the received ultrasonic wave into an electric signal and outputs the electric signal. The electrical signal between an ultrasonic probe having an element, a housing for relatively fixing and holding the acoustic element, and a vibration detecting means for detecting vibration of the housing that vibrates together with the acoustic element. Transmitting and receiving means for transmitting and receiving,
Vibration filter means for correcting a received signal related to the ultrasonic wave based on a detection result of the vibration by the vibration detection means;
Doppler shift signal detection means for detecting a Doppler shift signal from the received signal after processing by the vibration filter means;
Image signal processing means for generating an image signal for displaying the Doppler shift signal as an ultrasonic Doppler image.
With the above configuration, it is possible to remove the influence of the vibration of the ultrasonic probe caused by the vibration of the acoustic element from the ultrasonic reception signal (received signal). It becomes possible to accurately measure blood flow information relating to the low-speed blood flow received.

また、本発明の超音波診断装置は、上記構成に加えて、前記振動フィルタ手段が、前記振動検出手段から検出された前記超音波探触子の振動信号を積分して前記超音波探触子の移動量を検出する積分器と、前記積分器によって検出された前記超音波探触子の移動量に基づいて、前記超音波に係る受波信号を補正する補正器とにより構成されていることが好適である。   Further, in the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, the vibration filter means integrates a vibration signal of the ultrasonic probe detected from the vibration detection means, and the ultrasonic probe. And a corrector for correcting the received signal related to the ultrasonic wave based on the moving amount of the ultrasonic probe detected by the integrator. Is preferred.

本発明は、上記構成の超音波探触子及び超音波診断装置を提供するものであり、超音波によって生体内の状態を観察・診断する際に、音響素子の振動に起因して発生する超音波探触子の振動を直接測定し、超音波の受信信号から、超音波探触子で測定された振動の影響を除去することが可能であり、特に、当該振動の影響を受ける低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことが可能となる。   The present invention provides an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus having the above-described configuration. When an in-vivo state is observed and diagnosed by ultrasonic waves, an ultrasonic wave generated due to vibration of an acoustic element is provided. It is possible to directly measure the vibration of the acoustic probe and remove the influence of the vibration measured by the ultrasonic probe from the received ultrasonic signal. It is possible to accurately measure blood flow information related to the flow.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態における超音波探触子の内部構造を示す模式的な断面図である。図1に示す超音波探触子(超音波プローブ)1は、超音波の送受信を行なう音響素子(超音波振動子)2と、音響素子2を保持するハウジング3と、ハウジング3の振動を検出する振動検出部4と、ケーブル5と、超音波診断装置10(図2を参照)と接続するコネクタ部6とによって構成されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of an ultrasonic probe according to an embodiment of the present invention. An ultrasonic probe (ultrasonic probe) 1 shown in FIG. 1 detects an acoustic element (ultrasonic transducer) 2 that transmits and receives ultrasonic waves, a housing 3 that holds the acoustic element 2, and vibrations of the housing 3. The vibration detecting unit 4, the cable 5, and the connector unit 6 connected to the ultrasonic diagnostic apparatus 10 (see FIG. 2).

音響素子2は、ハウジング3に固定的に保持されている。したがって、図1に示す構成により、振動検出部4がハウジング3の振動を検出することによって、ハウジング3に固定的に保持されており、ハウジング3の振動の原因となる音響素子2の振動を検出することが可能となる。なお、振動検出部4は、音響素子2の振動を原因としたハウジング3の振動を検出する以外に、音響素子2以外の何らかの振動の影響によるハウジング3の振動を検出することも可能である。   The acoustic element 2 is fixedly held by the housing 3. Therefore, with the configuration shown in FIG. 1, the vibration detection unit 4 detects the vibration of the housing 3 to detect the vibration of the acoustic element 2 that is fixedly held by the housing 3 and causes the vibration of the housing 3. It becomes possible to do. The vibration detection unit 4 can also detect vibration of the housing 3 due to the influence of some vibration other than the acoustic element 2 in addition to detecting the vibration of the housing 3 caused by the vibration of the acoustic element 2.

振動検出部4によって検出されたハウジング3の振動の検出信号、及び、音響素子2からの電気信号は、ケーブル5及びコネクタ部6を介して、図2に示す超音波診断装置10に供給される。また、音響素子2への電気信号も、コネクタ部6及びケーブル5を介して、図2に示す超音波診断装置10から供給される。   The detection signal of the vibration of the housing 3 detected by the vibration detection unit 4 and the electrical signal from the acoustic element 2 are supplied to the ultrasonic diagnostic apparatus 10 shown in FIG. 2 via the cable 5 and the connector unit 6. . In addition, an electrical signal to the acoustic element 2 is also supplied from the ultrasonic diagnostic apparatus 10 shown in FIG. 2 via the connector unit 6 and the cable 5.

次に、図2を参照しながら、超音波探触子1と接続する超音波診断装置について説明する。図2は、本発明の実施の形態における超音波探触子と接続する超音波診断装置のブロック図である。図2に示す超音波診断装置10は、超音波送受信部101と、Bモード処理部102と、振動フィルタ部104と、ドプラシフト検波部103と、MTIフィルタ部105と、速度演算部106と、DSC(Digital Scan Converter)部107と、制御部108と、モニタ部109とによって構成されている。また、超音波診断装置10は、ケーブル5及びコネクタ部6を介して、音響素子2及び振動検出部4を有する超音波探触子1に接続されている。   Next, an ultrasonic diagnostic apparatus connected to the ultrasonic probe 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus connected to the ultrasonic probe in the embodiment of the present invention. 2 includes an ultrasonic transmission / reception unit 101, a B-mode processing unit 102, a vibration filter unit 104, a Doppler shift detection unit 103, an MTI filter unit 105, a velocity calculation unit 106, a DSC. A (Digital Scan Converter) unit 107, a control unit 108, and a monitor unit 109 are included. The ultrasonic diagnostic apparatus 10 is connected to the ultrasonic probe 1 having the acoustic element 2 and the vibration detection unit 4 via the cable 5 and the connector unit 6.

超音波送受信部101は、超音波探触子1の音響素子2との間で、超音波探触子1において送受信される超音波信号のための電気信号のやり取りを行う一方、超音波の受波に係る電気信号(以下、受信信号と呼ぶ)が、Bモード処理部102及び振動フィルタ部104のそれぞれに供給される。Bモード処理部102では、断層像(Bモード画像)が生成されて、DSC部107に供給される。   The ultrasonic transmission / reception unit 101 exchanges electrical signals for ultrasonic signals transmitted and received in the ultrasonic probe 1 with the acoustic element 2 of the ultrasonic probe 1 while receiving and receiving ultrasonic waves. An electrical signal related to a wave (hereinafter referred to as a received signal) is supplied to each of the B-mode processing unit 102 and the vibration filter unit 104. In the B mode processing unit 102, a tomographic image (B mode image) is generated and supplied to the DSC unit 107.

一方、振動フィルタ部104は、超音波探触子1の振動検出部4による振動の検出結果に係る信号も供給される。そして、振動フィルタ部104は、超音波探触子1の振動検出部4による振動の検出結果に基づいて、受信信号から、振動検出部4で検出された振動(すなわち、音響素子2による振動)の当該受信信号を補正し、補正後の受信信号をドプラシフト検波部103に供給する。なお、振動フィルタ部104は、例えば、振動検出部4によって検出された超音波探触子1の振動信号を積分して超音波探触子の移動量を検出する積分器と、この積分器によって検出された超音波探触子1の移動量に基づいて、受信信号を補正する補正器とにより構成することが可能である。そして、ドプラシフト検波部103は、振動フィルタ部104で補正された受信信号からドプラシフト信号を検出して、このドプラシフト信号をMTIフィルタ部105に供給する。   On the other hand, the vibration filter unit 104 is also supplied with a signal related to the vibration detection result by the vibration detection unit 4 of the ultrasonic probe 1. And the vibration filter part 104 is based on the detection result of the vibration by the vibration detection part 4 of the ultrasonic probe 1, and the vibration detected by the vibration detection part 4 from the received signal (that is, vibration by the acoustic element 2). The received signal is corrected and the corrected received signal is supplied to the Doppler shift detector 103. The vibration filter unit 104 includes, for example, an integrator that integrates the vibration signal of the ultrasonic probe 1 detected by the vibration detection unit 4 to detect the movement amount of the ultrasonic probe, and the integrator. Based on the detected amount of movement of the ultrasound probe 1, it can be configured with a corrector that corrects the received signal. Then, the Doppler shift detection unit 103 detects the Doppler shift signal from the reception signal corrected by the vibration filter unit 104 and supplies the Doppler shift signal to the MTI filter unit 105.

MTIフィルタ部105では、音響素子2による振動成分が除去されたドプラシフト信号の低域成分の減衰処理が行われて、体動成分が除去される。そして、速度演算部106において、MTIフィルタ部105で体動成分が除去されたドプラシフト信号が速度信号に変換されて、DSC部107に供給される。   In the MTI filter unit 105, the low frequency component attenuation processing of the Doppler shift signal from which the vibration component by the acoustic element 2 is removed is performed, and the body motion component is removed. Then, in the speed calculation unit 106, the Doppler shift signal from which the body motion component has been removed by the MTI filter unit 105 is converted into a speed signal and supplied to the DSC unit 107.

DSC部107では、例えば、制御部108による超音波送受信部101との同期付けなどが行われて、Bモード処理部102から受けたBモード画像に、音響素子2の影響による振動成分と、体動成分とを除去したドプラシフト信号が変換された速度信号をカラー表示の画像信号として重ね合わせ、モニタ部109において表示可能となるよう画像信号の出力を行う。   In the DSC unit 107, for example, synchronization with the ultrasonic transmission / reception unit 101 is performed by the control unit 108, and vibration components due to the influence of the acoustic element 2 and body The speed signal converted from the Doppler shift signal from which the dynamic component is removed is superimposed as an image signal for color display, and the image signal is output so that it can be displayed on the monitor unit 109.

以上の構成及び動作により、振動検出部4によって音響素子2の影響による振動が検出され、その検出結果に基づいて、ドプラシフト信号から音響素子2の影響による振動成分を除去することが可能となる。   With the above configuration and operation, vibration due to the influence of the acoustic element 2 is detected by the vibration detection unit 4, and based on the detection result, the vibration component due to the influence of the acoustic element 2 can be removed from the Doppler shift signal.

次に、図3に示すドプラシフト検波部103で検波される受信信号の波形図と、図4に示す振動検出部4で検出される振動波形図、及び、図5に示す超音波探触子1の移動量とを参照しながら、図2に示す超音波診断装置10の動作について説明する。図3は、本発明の実施の形態における超音波診断装置内のドプラシフト検波部で検波される受信信号と、従来の技術によって検波される受信信号とを比較するための模式的な波形図である。なお、図3に示すグラフの水平軸は測定対象物内(例えば、生体内)の深さを示しており、各波形210〜214において共通である。一方、図3に示すグラフの垂直軸は受信信号の強度を示すものであり、各波形210〜214のそれぞれにおいて独立した軸が設定されている。すなわち、各波形210〜214は、独立した基準強度を有している。また、図4は、本発明の実施の形態における超音波探触子内の振動検出部で検出される振動の波形図であり、波形301は振動波形である。なお、図4に示すグラフの縦軸は強度であり、横軸は時間である。また、図5は、前記振動波形を積分したグラフであり、波形302は、超音波探触子1の移動量(超音波探触子移動量)を表している。なお、図5に示すグラフの縦軸は移動量であり、横軸は時間である。時間303では、図3における受信波形212が取得されており、時間304では、受信波形214が取得されている。   Next, a waveform diagram of a received signal detected by the Doppler shift detection unit 103 shown in FIG. 3, a vibration waveform diagram detected by the vibration detection unit 4 shown in FIG. 4, and the ultrasonic probe 1 shown in FIG. The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 shown in FIG. 2 will be described with reference to the amount of movement. FIG. 3 is a schematic waveform diagram for comparing the received signal detected by the Doppler shift detector in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention with the received signal detected by the conventional technique. . Note that the horizontal axis of the graph shown in FIG. 3 indicates the depth in the measurement object (for example, in a living body), and is common to the waveforms 210 to 214. On the other hand, the vertical axis of the graph shown in FIG. 3 indicates the intensity of the received signal, and an independent axis is set for each of the waveforms 210 to 214. That is, each waveform 210-214 has an independent reference intensity. FIG. 4 is a waveform diagram of vibration detected by the vibration detection unit in the ultrasonic probe according to the embodiment of the present invention, and a waveform 301 is a vibration waveform. In addition, the vertical axis | shaft of the graph shown in FIG. 4 is intensity | strength, and a horizontal axis is time. FIG. 5 is a graph obtained by integrating the vibration waveform, and a waveform 302 represents the movement amount of the ultrasonic probe 1 (ultrasonic probe movement amount). In addition, the vertical axis | shaft of the graph shown in FIG. 5 is a movement amount, and a horizontal axis is time. At time 303, the reception waveform 212 in FIG. 3 is acquired, and at time 304, the reception waveform 214 is acquired.

超音波診断装置10によって血液などの流れを検出する場合には、同一箇所に対して複数回の超音波の送受信が行われる。超音波探触子1から得られた超音波信号は、上述のように、ドプラシフト検波部103に受信信号として供給される。ドプラシフト検波部103では連続的に得られた複数の音線の相関からドプラシフトを検波している。   When the flow of blood or the like is detected by the ultrasonic diagnostic apparatus 10, ultrasonic waves are transmitted and received multiple times for the same location. The ultrasonic signal obtained from the ultrasonic probe 1 is supplied as a reception signal to the Doppler shift detection unit 103 as described above. The Doppler shift detection unit 103 detects a Doppler shift from the correlation of a plurality of sound rays obtained continuously.

波形210は、ある時刻における受信信号の波形であり、最初のピーク(以下、流動部分ピークと呼ぶ)201は流れが存在する部分、次のピーク(以下、固定部分ピークと呼ぶ)202は固定部分によるものである。一方、波形211は、波形210の時刻から微小時間経過後に取得された同一部位の受信信号であり、波形212は、さらに波形211の時刻から微小時間経過後に取得された同一部位の受信信号である。   A waveform 210 is a waveform of a received signal at a certain time, a first peak (hereinafter referred to as a flow portion peak) 201 is a portion where a flow exists, and a next peak (hereinafter referred to as a fixed portion peak) 202 is a fixed portion. Is due to. On the other hand, the waveform 211 is a reception signal of the same part acquired after a lapse of a minute time from the time of the waveform 210, and the waveform 212 is a reception signal of the same part acquired after a lapse of a minute time from the time of the waveform 211. .

波形211、212から分かるように、流動部分ピーク201は時間の経過と共に移動しており、これによって、流れがあることが検出される。また、固定部分ピーク202の位置は移動しておらず、これによって、固定部分ピーク202は、同一時間の経過に依存しない固定部分によるピークであることが分かる。   As can be seen from the waveforms 211 and 212, the flow portion peak 201 moves with the passage of time, and it is detected that there is a flow. Further, the position of the fixed portion peak 202 is not moved, and it can be seen that the fixed portion peak 202 is a peak due to the fixed portion that does not depend on the passage of the same time.

また、波形213は、超音波探触子1のハウジング3に何らかの振動(例えば、音響素子2の影響による振動)が加わったときに、従来の技術を用いて検波した場合の受信信号の波形である。波形213では、本来は波形210〜212と同一部分において検出されるべき固定部分ピーク202がずれて検出されてしまっている。したがって、流動部分ピーク201の位置も、正確な位置で検出されているか否かは疑わしい。   A waveform 213 is a waveform of a received signal when detection is performed using a conventional technique when some vibration is applied to the housing 3 of the ultrasonic probe 1 (for example, vibration due to the influence of the acoustic element 2). is there. In the waveform 213, the fixed portion peak 202 that should be detected in the same portion as the waveforms 210 to 212 is detected in a shifted manner. Therefore, it is doubtful whether the position of the flow portion peak 201 is also detected at an accurate position.

一方、波形214は、超音波探触子1のハウジング3に何らかの振動(例えば、音響素子2の影響による振動)が加わったときに、図2に示す超音波診断装置を用いて補正を行った後の受信信号の波形である。超音波探触子1に設けられた振動検出部4からの信号に基づき、振動フィルタ部104において、振動信号の波形(振動波形301)を積分して超音波探触子1の移動量(超音波探触子移動量の波形302)が検出される。受信信号の波形に係る受信信号212を取得した時間303から受信信号の波形214に係る受信信号を取得した時間304の間に、超音波探触子1は移動量305を移動しているため、振動フィルタ部104では、受信波形を深さ方向に移動させることにより、補正した受信信号の波形214を得ることができる。このように、受信信号から超音波探触子1の振動成分が除去された結果、受信信号の波形214では移動した固定部分ピーク202が正常な位置で検出されるとともに、流動部分ピーク201も同様に、正常な位置で検出されていると推測できる。   On the other hand, the waveform 214 was corrected using the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 2 when some vibration (for example, vibration due to the influence of the acoustic element 2) was applied to the housing 3 of the ultrasonic probe 1. It is a waveform of a later received signal. Based on the signal from the vibration detection unit 4 provided in the ultrasonic probe 1, the vibration filter unit 104 integrates the waveform of the vibration signal (vibration waveform 301) to move the amount of movement of the ultrasonic probe 1 (super A waveform 302) of the acoustic probe movement amount is detected. Since the ultrasonic probe 1 moves the movement amount 305 during the time 304 when the reception signal related to the waveform 214 of the reception signal is acquired from the time 303 when the reception signal 212 related to the waveform of the reception signal is acquired, The vibration filter unit 104 can obtain a corrected waveform 214 of the received signal by moving the received waveform in the depth direction. As described above, as a result of removing the vibration component of the ultrasonic probe 1 from the reception signal, the fixed portion peak 202 that has moved is detected at a normal position in the waveform 214 of the reception signal, and the flow portion peak 201 is also the same. In addition, it can be estimated that it is detected at a normal position.

以上、説明したように、本発明によれば、振動検出部4によって超音波探触子1の振動を検出し、その検出結果に基づいて、振動フィルタ部104によって超音波受信信号から超音波探触子1の振動成分を除去することにより、超音波の送受波におけるドプラ効果を利用して生体内の状態を画像表示する際、超音波探触子の振動の影響を除去できるようになり、特に、超音波探触子の振動の影響を大きく受ける低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことが可能となる。   As described above, according to the present invention, the vibration detection unit 4 detects the vibration of the ultrasonic probe 1, and based on the detection result, the vibration filter unit 104 detects the ultrasonic probe from the ultrasonic reception signal. By removing the vibration component of the probe 1, it becomes possible to remove the influence of the vibration of the ultrasonic probe when displaying an image of the in-vivo state using the Doppler effect in the transmission and reception of ultrasonic waves. In particular, it is possible to accurately measure blood flow information relating to a low-speed blood flow that is greatly affected by the vibration of the ultrasonic probe.

本発明に係る超音波探触子及び超音波診断装置は、超音波の送受信におけるドプラ効果を利用して生体内の状態を画像表示する際、超音波探触子の振動の影響を除去できるようにし、特に、超音波探触子の振動の影響を大きく受ける低速の血流に係る血流情報の測定を正確に行うことを可能とする効果を有し、医用分野で使われている超音波の送受信におけるドプラ効果を利用して、生体内の状態を観察・診断するための超音波探触子及び超音波診断装置として有用である。   The ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention can remove the influence of the vibration of the ultrasonic probe when displaying an image of the in-vivo state using the Doppler effect in transmission / reception of ultrasonic waves. In particular, it has the effect of making it possible to accurately measure blood flow information related to low-speed blood flow that is greatly affected by the vibration of an ultrasonic probe, and is used in the medical field. It is useful as an ultrasonic probe and an ultrasonic diagnostic apparatus for observing and diagnosing a state in a living body by utilizing the Doppler effect in transmission / reception of.

本発明の実施の形態における超音波探触子の内部構造を示す模式的な断面図Typical sectional drawing which shows the internal structure of the ultrasonic probe in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における超音波診断装置のブロック図Block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus in an embodiment of the present invention 本発明の実施の形態における超音波診断装置内のドプラシフト検波部で検波される受信信号と、従来の技術によって検波される受信信号とを比較するための模式的な波形図Schematic waveform diagram for comparing the received signal detected by the Doppler shift detector in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention and the received signal detected by the conventional technique 本発明の実施の形態における振動検出部で検出される振動波形の模式図The schematic diagram of the vibration waveform detected by the vibration detection part in embodiment of this invention 本発明の実施の形態における振動波形を積分して得られる超音波探触子移動量の波形の模式図The schematic diagram of the waveform of the ultrasonic probe movement amount obtained by integrating the vibration waveform in the embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波探触子(超音波プローブ)
2 音響素子(超音波振動子)
3 ハウジング
4 振動検出部
5 ケーブル
6 コネクタ部
10 超音波診断装置
101 超音波送受信部
102 Bモード処理部
103 ドプラシフト検波部
104 振動フィルタ部
105 MTIフィルタ部
106 速度演算部
107 DSC部
108 制御部
109 モニタ部
201 流動部分ピーク
202 固定部分ピーク
210、211、212、213、214 受信信号の波形
301 振動波形
302 超音波探触子移動量の波形
303 波形212を取得した時間
304 波形214を取得した時間
305 時間303〜時間304の間に超音波探触子が移動した移動量
1 Ultrasonic probe (ultrasonic probe)
2 Acoustic elements (ultrasonic transducers)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Housing 4 Vibration detection part 5 Cable 6 Connector part 10 Ultrasonic diagnostic apparatus 101 Ultrasonic transmission / reception part 102 B mode processing part 103 Doppler shift detection part 104 Vibration filter part 105 MTI filter part 106 Speed calculation part 107 DSC part 108 Control part 109 Monitor Part 201 Flowing partial peak 202 Fixed partial peak 210, 211, 212, 213, 214 Received signal waveform 301 Vibration waveform 302 Ultrasonic probe movement amount waveform 303 Time when waveform 212 was acquired 304 Time when waveform 214 was acquired 305 The amount of movement of the ultrasonic probe during time 303 to time 304

Claims (3)

供給される電気信号に応じて超音波の送波を行うとともに、受波した超音波を電気信号に変換して出力する音響素子と、
前記音響素子を相対的に固定して保持するハウジングと、
前記音響素子と共に振動する前記ハウジングの振動を検出する振動検出手段とを、
有する超音波探触子。
An acoustic element that transmits ultrasonic waves according to the supplied electric signals, converts the received ultrasonic waves into electric signals, and outputs them,
A housing for relatively fixing and holding the acoustic element;
Vibration detecting means for detecting vibration of the housing that vibrates with the acoustic element;
An ultrasonic probe having.
供給される電気信号に応じて超音波の送波を行うとともに、受波した超音波を電気信号に変換して出力する音響素子と、前記音響素子を相対的に固定して保持するハウジングと、前記音響素子と共に振動する前記ハウジングの振動を検出する振動検出手段とを有する超音波探触子との間で、前記電気信号の送受信を行う送受信手段と、
前記振動検出手段による前記振動の検出結果に基づいて、前記超音波に係る受波信号を補正する振動フィルタ手段と、
前記振動フィルタ手段による処理後の受波信号からドプラシフト信号を検出するドプラシフト信号検出手段と、
前記ドプラシフト信号を超音波ドプラ画像として表示するための画像信号を生成する画像信号処理手段とを、
有する超音波診断装置。
An acoustic element that transmits ultrasonic waves according to the supplied electrical signal, converts the received ultrasonic wave into an electrical signal and outputs the acoustic element, and a housing that holds the acoustic element relatively fixed; Transmission / reception means for transmitting / receiving the electrical signal to / from an ultrasonic probe having vibration detection means for detecting vibration of the housing that vibrates together with the acoustic element;
Vibration filter means for correcting a received signal related to the ultrasonic wave based on a detection result of the vibration by the vibration detection means;
Doppler shift signal detection means for detecting a Doppler shift signal from the received signal after processing by the vibration filter means;
Image signal processing means for generating an image signal for displaying the Doppler shift signal as an ultrasonic Doppler image;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記振動フィルタ手段が、前記振動検出手段から検出された前記超音波探触子の振動信号を積分して前記超音波探触子の移動量を検出する積分器と、前記積分器によって検出された前記超音波探触子の移動量に基づいて、前記超音波に係る受波信号を補正する補正器とにより構成されている請求項2に記載の超音波診断装置。
The vibration filter means integrates the vibration signal of the ultrasonic probe detected from the vibration detection means to detect the movement amount of the ultrasonic probe, and is detected by the integrator. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, comprising: a corrector that corrects a received signal related to the ultrasonic wave based on a movement amount of the ultrasonic probe.
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