JP2006192031A - Ultrasonic image diagnostic device - Google Patents

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玄 長野
Masao Takimoto
雅夫 滝本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic image diagnostic device capable of detecting signals from a weak blood flow in a continuous wave Doppler mode. <P>SOLUTION: In the ultrasonic diagnostic device 1 capable of an operation in the continuous wave Doppler mode, a switching part 13 for switching a plurality of ultrasonic vibration elements arranged in parallel to the electronic scanning direction of an ultrasonic probe 50 to the ultrasonic vibration elements Tx for transmission and the ultrasonic vibration elements Rx for reception and operating them is provided, and a control part 11 for controlling the switching part can change the number and/or position of the ultrasonic vibration elements to be allocated to the ultrasonic vibration elements for the transmission and the ultrasonic vibration elements for the reception. Thus, the saturation of a reception circuit by unrequired signals from parts other than the vicinity of a focus is reduced and a weaker blood flow is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被検体内を超音波で走査し、得られるエコー信号に基づいて断層像や血流情報を得て表示する超音波画像診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasound diagnostic imaging apparatus that scans a subject with ultrasound and obtains and displays a tomographic image and blood flow information based on an obtained echo signal.

超音波画像診断装置は、複数の超音波振動素子から成るアレイ振動素子から、被検体に対して超音波を送波しその反射波を受信する。一般に用いられるこのアレイ振動素子は、複数の超音波振動素子が1列に配列されており、個々の超音波振動素子に対して送受信制御が電子的に行われる。これによって、超音波ビームが形成され、超音波振動素子の配列方向に超音波ビームが電子走査される。   The ultrasonic diagnostic imaging apparatus transmits ultrasonic waves to a subject and receives reflected waves from an array vibration element including a plurality of ultrasonic vibration elements. In this array vibration element generally used, a plurality of ultrasonic vibration elements are arranged in a line, and transmission / reception control is electronically performed on each ultrasonic vibration element. Thereby, an ultrasonic beam is formed, and the ultrasonic beam is electronically scanned in the arrangement direction of the ultrasonic vibration elements.

なお、超音波画像診断装置には、生体の軟部組織の断層像を観察するBモード、その1ラインの組織像を時間軸に沿って平行に配列することにより心臓や血管などの経時的な形態変化を詳細に観察するMモード、ドプラ効果を利用して血流のスペクトラムや空間的な広がりを取得するドップラモードなど種々の動作モードがある。そして、ドプラモードには、連続波(CW)ドプラモードとパルス(PW)ドプラモードとがある。ドプラモードのうち連続波ドプラモードは、比較的早い血流の速度データを正確に検出するのに有用であり、パルスドプラモードは、2次元の血流像をカラーで表示するカラーフローイメージを形成するための速度データを得るのに有用であることが知られている。   The ultrasonic diagnostic imaging apparatus includes a B mode for observing a tomographic image of a soft tissue of a living body, and a temporal structure of a heart, a blood vessel, or the like by arranging the one-line tissue images in parallel along the time axis. There are various operation modes such as an M mode for observing changes in detail and a Doppler mode for acquiring a blood flow spectrum and a spatial spread using the Doppler effect. The Doppler mode includes a continuous wave (CW) Doppler mode and a pulse (PW) Doppler mode. Of the Doppler modes, the continuous wave Doppler mode is useful for accurately detecting relatively fast blood flow velocity data, and the pulse Doppler mode forms a color flow image that displays a two-dimensional blood flow image in color. It is known to be useful for obtaining velocity data for

ところで、例えば128個の超音波振動素子が配列されたアレイ振動素子を用いてBモード画像またはパルスドプラーモードの血流像を得るためには、或る領域を超音波ビームで走査する送信と受信とを交互に繰り返し、得られるエコー信号を処理することによって断層画像としている。このとき、128個のほぼ全ての超音波振動素子が、送信用と受信用に交互に駆動されることになる。一方、同じ128個の超音波振動素子が配列されたアレイ振動素子を連続波ドプラモード用として使用する場合には、超音波の送受信を連続的に同時に行う必要があるので、アレイ振動素子を左右に2等分にして、64個の超音波振動素子を送信用として用い、他の64個の超音波振動素子を受信用として使用することになる(例えば、特許文献1参照。)。
特開平8−52134号公報
By the way, for example, in order to obtain a B-mode image or a pulsed Doppler mode blood flow image using an array vibration element in which 128 ultrasonic vibration elements are arranged, transmission and reception are performed by scanning a certain region with an ultrasonic beam. And tomographic images by processing the obtained echo signals alternately. At this time, almost all 128 ultrasonic transducer elements are driven alternately for transmission and reception. On the other hand, when an array vibration element in which the same 128 ultrasonic vibration elements are arrayed is used for the continuous wave Doppler mode, it is necessary to continuously transmit and receive ultrasonic waves. In other words, 64 ultrasonic vibration elements are used for transmission, and the other 64 ultrasonic vibration elements are used for reception (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-8-52134

ところで、アレイ振動素子を中央から左右に2等分にして固定化した場合、送受信における超音波ビーム形成の自由度が少ないという問題があった。一方、臨床的には、CWドプラモードで、より弱い血流を検出したいというニーズがある。しかし、CWドプラモードは、距離に関する情報を持たないため、受信用の超音波振動素子が受信ビーム上にある全ての信号を取り込んでしまうことになる。殊に被検体の体表近くの固定体からの強い不要な反射信号(クラッタ)を受けて受信回路が飽和してしまうので、弱い血流からの信号を検出できないという問題があった。   By the way, when the array resonator element is fixed by being divided into two equal parts from the center to the left and right, there is a problem that the degree of freedom of ultrasonic beam formation in transmission and reception is small. On the other hand, clinically, there is a need to detect weaker blood flow in CW Doppler mode. However, since the CW Doppler mode does not have information regarding the distance, the reception ultrasonic vibration element captures all signals on the reception beam. In particular, the receiving circuit is saturated by receiving a strong unnecessary reflected signal (clutter) from a stationary body near the body surface of the subject, and thus there is a problem that a signal from a weak blood flow cannot be detected.

本発明はこのような問題を解決するためになされたものである。   The present invention has been made to solve such problems.

上述の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、被検体へ連続的に送波した超音波に基づく反射波を受波して血流情報を得る連続波ドップラモードでの動作が可能な超音波画像診断装置において、電子走査方向に複数の超音波振動素子が並列に配置されたアレイ振動素子を、送信用超音波振動素子と受信用超音波振動素子とに切替えて動作させる制御手段を備え、この制御手段は、送信用超音波振動素子と受信用超音波振動素子とに割り当てる前記超音波振動素子の数および/または位置を変更可能であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 1 is configured to operate in a continuous wave Doppler mode that receives a reflected wave based on an ultrasonic wave continuously transmitted to a subject and obtains blood flow information. In a possible ultrasonic diagnostic imaging apparatus, control is performed by switching an array vibration element in which a plurality of ultrasonic vibration elements are arranged in parallel in the electronic scanning direction to a transmission ultrasonic vibration element and a reception ultrasonic vibration element. The control means is capable of changing the number and / or position of the ultrasonic vibration elements assigned to the transmission ultrasonic vibration element and the reception ultrasonic vibration element.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波画像診断装置において、前記制御手段は、前記アレイ振動素子の中央部を送信用超音波振動素子とし、この送信用超音波振動素子の両端部を受信用超音波振動素子として割り当てることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the first aspect, the control means uses a central portion of the array vibration element as a transmission ultrasonic vibration element, and transmits the transmission ultrasonic wave. Both ends of the vibration element are assigned as receiving ultrasonic vibration elements.

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の超音波画像診断装置において、前記送信用超音波振動素子の両端部に割り当てられる前記受信用超音波振動素子の数は、前記送信用超音波振動素子の数よりもそれぞれ多いことを特徴とする。   Further, the invention according to claim 3 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 2, wherein the number of the reception ultrasonic vibration elements allocated to both ends of the transmission ultrasonic vibration element is the transmission frequency. More than the number of trusted ultrasonic vibration elements, respectively.

また請求項4に記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の超音波画像診断装置において、前記送信用超音波振動素子および前記受信用超音波振動素子には、それぞれの中央部に対して端部の感度を低下させるような重み付けを施すことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, the transmission ultrasonic vibration element and the reception ultrasonic vibration element include: Weighting is performed to reduce the sensitivity of the end portion of each central portion.

上記課題を解決するための手段の項にも示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する各請求項の発明によれば、次のような効果を奏する。   As shown in the section of the means for solving the above problems, according to the invention of each claim described in the claims of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1に記載の発明によれば、連続波ドプラモードでのビーム形成の自由度を上げることができ、目的に応じ最適化できる。   According to the first aspect of the present invention, the degree of freedom of beam formation in the continuous wave Doppler mode can be increased, and optimization can be performed according to the purpose.

請求項2に記載の発明によれば、クラッタなど血流以外の不要な強い信号による受信回路の飽和を回避することができ、血流検出感度を向上することができる。   According to the second aspect of the present invention, saturation of the receiving circuit due to unnecessary strong signals other than blood flow such as clutter can be avoided, and blood flow detection sensitivity can be improved.

請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明に比べ、さらに焦点よりも近距離の受信ビームを弱くして、被検体の体表付近からの強いクラッタを避けることができ、焦点付近以外からの不要な信号による受信回路の飽和を低減し、より弱い血流を検出することができる。   According to the third aspect of the invention, compared to the second aspect of the invention, the reception beam at a shorter distance than the focal point can be weakened to avoid strong clutter from the vicinity of the body surface of the subject. It is possible to reduce the saturation of the receiving circuit due to unnecessary signals from other than the vicinity of the focal point, and to detect weaker blood flow.

請求項4に記載の発明によれば、サイドローブを下げることができ、受信ビームの方向以外からの不要な受信信号による受信回路の飽和を回避し、さらに血流検出感度を向上することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, side lobes can be lowered, saturation of the receiving circuit due to unnecessary received signals from other than the direction of the received beam can be avoided, and blood flow detection sensitivity can be further improved. .

以下、本発明に係る超音波画像診断装置の一実施の形態について、図1ないし図4を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of an ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図1は、本発明に係る超音波画像診断装置の一実施の形態を示した系統図である。   FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present invention.

図1に示すように、超音波画像診断装置1は、超音波画像診断装置本体10と、通常この超音波画像診断装置本体10上に載置され、超音波画像などを表示するモニタ30と、ユーザが超音波画像診断装置本体10に対して必要なデータを入力したり各種機能の選択をしたりするための操作部40と、被検体に超音波を送波しかつその反射波を受波するための、複数の超音波振動素子を並列に配置したアレイ振動素子から成る超音波プローブ50とで構成され、超音波プローブ50は通常、超音波画像診断装置本体10に対して着脱自在となっている。   As shown in FIG. 1, an ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 includes an ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 10 and a monitor 30 that is usually placed on the ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 10 and displays an ultrasonic image and the like. An operation unit 40 for a user to input necessary data and select various functions to the ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 10, and an ultrasonic wave is transmitted to the subject and a reflected wave is received. And an ultrasonic probe 50 composed of an array vibration element in which a plurality of ultrasonic vibration elements are arranged in parallel. The ultrasonic probe 50 is normally detachable from the ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 10. ing.

超音波画像診断装置本体10は、制御部11、送受信部12、スイッチング部13、信号処理部14、表示処理部15を有しており、制御部11は操作部40からの指示あるいは予めプログラムされた手順に応じて、送受信部12、スイッチング部13、信号処理部14、表示処理部15などの各構成機器を有機的に制御する。例えば、送受信部12は制御部11からの基本クロックに基づいて動作が制御される。また、送受信部12は送信回路16と受信回路17とを備え、信号処理部14は例えばドプラ信号処理回路18とBモード信号処理回路19を備えている。さらに、受信回路17は図2に示すように、前置増幅器21、直交検波器22、参照信号発生器23を備えている。   The ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 10 includes a control unit 11, a transmission / reception unit 12, a switching unit 13, a signal processing unit 14, and a display processing unit 15. The control unit 11 is instructed from the operation unit 40 or programmed in advance. Each component device such as the transmission / reception unit 12, the switching unit 13, the signal processing unit 14, and the display processing unit 15 is organically controlled according to the procedure. For example, the operation of the transmission / reception unit 12 is controlled based on the basic clock from the control unit 11. The transmission / reception unit 12 includes a transmission circuit 16 and a reception circuit 17, and the signal processing unit 14 includes, for example, a Doppler signal processing circuit 18 and a B-mode signal processing circuit 19. Furthermore, the receiving circuit 17 includes a preamplifier 21, a quadrature detector 22, and a reference signal generator 23 as shown in FIG.

なお操作部40は制御部11に接続され、ユーザが必要なデータを入力したり各種機能の選択をしたりするために、キーボード、トラックボール、スイッチなどを備えている。   The operation unit 40 is connected to the control unit 11 and includes a keyboard, a trackball, a switch, and the like so that the user can input necessary data and select various functions.

さて、超音波プローブ50は被検体に接触させて使用するものであって、例えば128個の超音波振動素子を横1列に配置したアレイ振動素子から成り、電子リニア走査方式或いは電子セクタ走査方式などの走査方式によって形成した超音波ビームを、被検体の所望診断部位へ走査させる。   The ultrasonic probe 50 is used while being in contact with a subject. For example, the ultrasonic probe 50 includes an array vibration element in which 128 ultrasonic vibration elements are arranged in a horizontal row, and is composed of an electronic linear scanning method or an electronic sector scanning method. The desired diagnostic region of the subject is scanned with an ultrasonic beam formed by a scanning method such as the above.

この超音波プローブ50は、超音波画像診断装置本体10に図示しないコネクタによって結合されており、その送受信部12にスイッチング部13を介して電気的に接続される。スイッチング部13は、制御部11の制御下で、超音波プローブ50の各超音波振動素子と、送受信部12の送信回路16または受信回路17との接続関係を動作モードに応じて切替えるものであり、この接続関係の切替えは、例えばBモードとCWドプラモードとの切替えに応じて行われる。すなわち、操作部40によってBモードまたはCWドプラモードのどちらかが選択された場合、選択されたモードに応じてスイッチング部13による超音波プローブ50の送受の切替えや、超音波プローブ50の各超音波振動素子と、送信回路16および受信回路17との接続関係の切替えなどを制御する。   The ultrasonic probe 50 is coupled to the ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 10 by a connector (not shown), and is electrically connected to the transmission / reception unit 12 via the switching unit 13. Under the control of the control unit 11, the switching unit 13 switches the connection relationship between each ultrasonic vibration element of the ultrasonic probe 50 and the transmission circuit 16 or the reception circuit 17 of the transmission / reception unit 12 according to the operation mode. The connection relationship is switched according to, for example, switching between the B mode and the CW Doppler mode. That is, when either the B mode or the CW Doppler mode is selected by the operation unit 40, switching of transmission / reception of the ultrasonic probe 50 by the switching unit 13 or each ultrasonic wave of the ultrasonic probe 50 is selected according to the selected mode. The switching of the connection relationship between the vibration element and the transmission circuit 16 and the reception circuit 17 is controlled.

次に、上記のように構成された超音波画像診断装置1を、CWドプラモードで動作させる場合について説明する。   Next, a case where the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 configured as described above is operated in the CW Doppler mode will be described.

図3は、CWドプラモードの場合における超音波プローブ50の各超音波振動素子と、送信回路16および受信回路17との接続関係を示したものである。なお超音波プローブ50は、本発明のために特別に設計されたものではなく、一般の超音波画像診断装置において通常使用されるものであってよい。   FIG. 3 shows a connection relationship between each ultrasonic transducer element of the ultrasonic probe 50 and the transmission circuit 16 and the reception circuit 17 in the case of the CW Doppler mode. The ultrasonic probe 50 is not specially designed for the present invention, and may be one normally used in a general ultrasonic diagnostic imaging apparatus.

すなわち、超音波画像診断装置1をCWドプラモードで動作させる場合には、本発明では例えば128個の超音波振動素子から成る超音波プローブ50を、見かけ上3つに区分し、中央部の超音波振動素子群を送信用振動素子Txし、その両側の超音波振動素子群を受信用振動素子Rx1、Rx2とする。ここで、受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子の数は同じ(Rx1=Rx2)とし、受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子の数は、送信用振動素子Txを構成する超音波振動素子の数よりも多くしてある(Tx<Rx1=Rx2)。   That is, when the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 is operated in the CW Doppler mode, in the present invention, for example, the ultrasonic probe 50 composed of 128 ultrasonic vibration elements is apparently divided into three, and the ultrasonic probe in the central portion is divided. The ultrasonic vibration element group is a transmission vibration element Tx, and the ultrasonic vibration element groups on both sides thereof are reception vibration elements Rx1 and Rx2. Here, the number of ultrasonic vibration elements constituting the reception vibration elements Rx1 and Rx2 is the same (Rx1 = Rx2), and the number of ultrasonic vibration elements constituting the reception vibration elements Rx1 and Rx2 is the transmission vibration element. The number is larger than the number of ultrasonic vibration elements constituting Tx (Tx <Rx1 = Rx2).

そして、送信用振動素子Txは送信回路16に、受信用振動素子Rx1、Rx2は受信回路17に接続されるように、スイッチング部13によって切替えられる。この切替えを行うスイッチング部13は、図が煩雑になるのを避けるために図3には省略してある。なお、送信用振動素子Txとその両側の受信用振動素子Rx1、Rx2との境界部には、送信にも受信にも使われない数個のダミー振動素子が介在していることもある。   The transmission vibration element Tx is switched by the switching unit 13 such that the transmission vibration element Tx is connected to the transmission circuit 16 and the reception vibration elements Rx1 and Rx2 are connected to the reception circuit 17. The switching unit 13 that performs this switching is omitted in FIG. 3 in order to avoid the complexity of the figure. There may be several dummy vibrating elements that are not used for transmission or reception at the boundary between the transmitting vibrating element Tx and the receiving vibrating elements Rx1 and Rx2 on both sides thereof.

さて、ユーザが操作部40から超音波画像診断装置1をCWドプラモードで動作させる旨の指示を入力すると、制御部11はその指示を受けて各構成機器をCWドプラモードでの動作体制となるように設定する。すなわち、送信回路16は、制御部11の制御下でスイッチング部13により送信用として割り当てられた送信用振動素子Txに対し、送信用振動素子Txを構成する超音波振動素子ごとに所定の遅延が施された送信信号を供給し、送信用振動素子Txから被検体へ向けて収束された超音波ビームが送波される。同時に、送波された超音波ビームによる反射波が、同じくスイッチング部13により受信用として割り当てられた受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子で受波され、受信エコー信号として受信回路17に供給される。   When the user inputs an instruction to operate the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 in the CW Doppler mode from the operation unit 40, the control unit 11 receives the instruction and sets each component device in the CW Doppler mode. Set as follows. That is, the transmission circuit 16 has a predetermined delay for each ultrasonic vibration element constituting the transmission vibration element Tx with respect to the transmission vibration element Tx assigned for transmission by the switching unit 13 under the control of the control unit 11. The applied transmission signal is supplied, and the ultrasonic beam converged toward the subject is transmitted from the transmitting vibration element Tx. At the same time, the reflected wave by the transmitted ultrasonic beam is received by the ultrasonic vibration elements constituting the reception vibration elements Rx1 and Rx2 that are also assigned for reception by the switching unit 13, and is received as a reception echo signal. 17 is supplied.

受信回路17は図2に示したように構成されており、よって、受信エコー信号は前置増幅器21で増幅され、直交検波器22において参照信号発生器23からの参照信号を用いて、受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する各超音波振動素子間の信号の位相差を調整する処理を行った後、受信信号として信号処理部14のドプラ信号処理回路18へ出力される。   The reception circuit 17 is configured as shown in FIG. 2, so that the received echo signal is amplified by the preamplifier 21, and the quadrature detector 22 uses the reference signal from the reference signal generator 23 for reception. After performing the process of adjusting the phase difference of the signals between the ultrasonic vibration elements constituting the vibration elements Rx1 and Rx2, the signal is output to the Doppler signal processing circuit 18 of the signal processing unit 14 as a reception signal.

ドプラ信号処理回路18は、A/D変換器や高速フーリエ変換器などで構成されており、ドプラ計測用の超音波ビームの受信信号に含まれているドプラ情報の周波数スペクトラムを解析し、その結果を表示処理部15へ出力する。さらに、表示処理部15はドプラ信号処理回路18から供給された信号に対して必要な処理を施してドプラ波形画像や信号音を生成し、ドプラ波形画像をモニタ30へ供給して表示させる。また、信号音は図示しないオーディオスピーカへ供給される。   The Doppler signal processing circuit 18 is composed of an A / D converter, a fast Fourier transformer, and the like, and analyzes the frequency spectrum of Doppler information included in the received signal of the ultrasonic beam for Doppler measurement. Is output to the display processing unit 15. Further, the display processing unit 15 performs necessary processing on the signal supplied from the Doppler signal processing circuit 18 to generate a Doppler waveform image and signal sound, and supplies the Doppler waveform image to the monitor 30 for display. The signal sound is supplied to an audio speaker (not shown).

ここで本発明の効果を、図4を参照して説明する。なお図4は、超音波プローブ50による被検体への超音波ビームの送波と受波の模様を模式的に示したものである。   The effect of the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 4 schematically shows the pattern of transmission and reception of an ultrasonic beam to the subject by the ultrasonic probe 50.

図4に示すように、超音波プローブ50は被検体Pの体表に接触させて診断に供せられる。その超音波プローブ50の送信用振動素子Txから、送信遅延制御によって被検体Pの関心領域ROIへ焦点を結ぶように収束された超音波ビームが送波されている。そして、関心領域ROIからの反射波を主として受波するように受信遅延制御のされた受信用振動素子Rx1、Rx2によって、エコー信号が受波される。   As shown in FIG. 4, the ultrasonic probe 50 is brought into contact with the body surface of the subject P for diagnosis. From the transmitting vibration element Tx of the ultrasonic probe 50, an ultrasonic beam converged so as to be focused on the region of interest ROI of the subject P by transmission delay control is transmitted. Then, the echo signal is received by the receiving vibration elements Rx1 and Rx2 whose reception delay is controlled so as to mainly receive the reflected wave from the region of interest ROI.

ところで、エコー信号は、関心領域ROIのみから生ずるものではなく、送信用振動素子Txから送波された超音波ビームの全ての経路から生ずるものである。特に送信用振動素子Txの接している被検体Pの体表近くからは強いクラッタが生じる。従来の技術であれは、この強いクラッタが受信用振動素子Rxで受信され、受信回路へ供給されると、信号レベルが大きいために前置増幅器が飽和してしまい、弱い信号を抽出することができなくなってしまう。   By the way, the echo signal is not generated only from the region of interest ROI but generated from all paths of the ultrasonic beam transmitted from the transmitting vibration element Tx. In particular, strong clutter occurs near the body surface of the subject P in contact with the transmitting vibration element Tx. In the conventional technique, when this strong clutter is received by the receiving vibration element Rx and supplied to the receiving circuit, the preamplifier is saturated because the signal level is large, and a weak signal is extracted. It becomes impossible.

しかし、本発明のように、超音波プローブ50の中心部に送信用振動素子Txを設け、その両側に受信用振動素子Rx1、Rx2を設けたことによって、中心部の送信用振動素子Txから関心領域ROIへ収束した超音波ビームを送波し、送信用振動素子Txの両側に配置されている受信用振動素子Rx1、Rx2で、関心領域ROIに指向性をもたせてエコー信号を受波するようにすることができる。そのため、関心領域ROIすなわち焦点よりも近い距離から、換言すれば被検体の体表近くからのエコー信号の、受信用振動素子Rx1、Rx2における受信強度を弱くすることができる。よって、関心領域ROIすなわち焦点付近以外からの不要な信号を受信することによる前置増幅器21の飽和を低減できるので、より弱い血流を検出することができる。   However, as in the present invention, the transmitting vibration element Tx is provided at the center of the ultrasonic probe 50, and the receiving vibration elements Rx1 and Rx2 are provided on both sides thereof. An ultrasonic beam converged on the region ROI is transmitted, and echo signals are received with directivity in the region of interest ROI by the receiving vibrating elements Rx1 and Rx2 arranged on both sides of the transmitting vibrating element Tx. Can be. Therefore, it is possible to weaken the reception intensity at the receiving vibration elements Rx1 and Rx2 of the echo signal from the region of interest ROI, that is, the distance closer to the focal point, in other words, near the body surface of the subject. Therefore, since saturation of the preamplifier 21 due to reception of unnecessary signals from the region of interest ROI, that is, other than the vicinity of the focus, can be reduced, weaker blood flow can be detected.

なお、図4において符号51は超音波ビームの送出方向を示し、符号52は特にクラッタの強い領域を示したものであり、本発明では、この領域52からのクラッタの受信を低減することができる。   In FIG. 4, reference numeral 51 indicates the transmission direction of the ultrasonic beam, and reference numeral 52 indicates a particularly cluttered region. In the present invention, reception of clutter from this region 52 can be reduced. .

次に、超音波画像診断装置1を、Bモードで動作させる場合について説明する。なお、Bモードでの動作は、一般的な超音波画像診断装置の動作と同じなので簡単に説明する。   Next, the case where the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 1 is operated in the B mode will be described. The operation in the B mode is the same as that of a general ultrasonic diagnostic imaging apparatus, and will be described briefly.

ユーザが操作部40によってBモードでの動作に切替える操作を行うと、制御部11の制御下によるスイッチング部13の動作によって、超音波プローブ50の全ての超音波振動素子(例えば128個)が、送信時には送信回路16に、受信時には受信回路17に接続される。すなわち、超音波プローブ50の超音波振動素子として、送信用振動素子Txや受信用振動素子Rx1、Rx2の区分はなくなる。   When the user performs an operation of switching to the operation in the B mode by the operation unit 40, all the ultrasonic vibration elements (for example, 128) of the ultrasonic probe 50 are operated by the operation of the switching unit 13 under the control of the control unit 11. It is connected to the transmission circuit 16 at the time of transmission and to the reception circuit 17 at the time of reception. That is, as the ultrasonic vibration element of the ultrasonic probe 50, the transmission vibration element Tx and the reception vibration elements Rx1 and Rx2 are not classified.

そして、送受信部12は、送信遅延制御、受信遅延制御を行って断層画像用の超音波ビームを形成し、受信信号は信号処理部14のBモード信号処理回路19へ出力される。Bモード信号処理回路19は、入力された受信信号の包絡線検波、対数圧縮などの処理を行い、その出力は表示処理部15において座標変換やデータ補間などの処理を受けることによりBモードの断層画像として形成され、その断層画像はモニタ30に表示される。   The transmission / reception unit 12 performs transmission delay control and reception delay control to form an ultrasonic beam for tomographic images, and the reception signal is output to the B-mode signal processing circuit 19 of the signal processing unit 14. The B-mode signal processing circuit 19 performs processing such as envelope detection and logarithmic compression of the input received signal, and its output is subjected to processing such as coordinate conversion and data interpolation in the display processing unit 15 to thereby generate a B-mode tomogram. The tomographic image is formed on the monitor 30 and displayed on the monitor 30.

本発明は、上述の実施例に限らず要旨を逸脱しない範囲において種々の態様での実施が可能である。例えば、CWドプラモードにおける送信用振動素子Txを構成する超音波振動素子の数と受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子の数について、受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子の数は、送信用振動素子Txを構成する超音波振動素子の数よりも多くしてある(Tx<Rx1=Rx2)と説明した。しかしこれは、焦点付近以外からのクラッタの受信をより低減できるという実施上有利な条件ではあるものの、必ずしもこの通りでなくても良く、送信用振動素子Txと受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子の数がほぼ同じであっても良い。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. For example, in the CW Doppler mode, with respect to the number of ultrasonic vibration elements constituting the transmission vibration element Tx and the number of ultrasonic vibration elements constituting the reception vibration elements Rx1 and Rx2, the superstructures constituting the reception vibration elements Rx1 and Rx2 It has been described that the number of the ultrasonic vibration elements is larger than the number of ultrasonic vibration elements constituting the transmission vibration element Tx (Tx <Rx1 = Rx2). However, this is an advantageous condition in practice that the reception of clutter from other than the vicinity of the focal point can be further reduced. However, this is not necessarily the case, and the transmission vibration element Tx and the reception vibration elements Rx1 and Rx2 are configured. The number of ultrasonic vibration elements to be performed may be substantially the same.

さらに、超音波ビームの方向や焦点の位置に応じて、送信用振動素子と受信用振動素子とを構成する超音波振動素子の数の割合や送受信に割り当てる超音波振動素子の位置を適宜変えられるようにしても良い。   Furthermore, according to the direction of the ultrasonic beam and the position of the focal point, the ratio of the number of ultrasonic vibration elements constituting the transmission vibration element and the reception vibration element and the position of the ultrasonic vibration element assigned to transmission / reception can be changed as appropriate. You may do it.

また、CWドプラモードでの動作時に、超音波プローブ50を形成する超音波振動素子に割り当てられ、送信用振動素子Txを構成する超音波振動素子の両端部、および受信用振動素子Rx1、Rx2を構成する超音波振動素子の両端部の感度をそれぞれの中央部の感度よりも低下させるように重み付けを施すようにしても良い。このようにするとサイドローブを低減することができ、送受信方向以外からの不要な信号を受信することによって受信回路が飽和してしまうことを回避して、関心領域からの微弱なドプラ信号をよりよく収集するための血流検出感度を向上することができる。   Further, at the time of operation in the CW Doppler mode, both ends of the ultrasonic vibration elements that constitute the transmission vibration element Tx and the reception vibration elements Rx1 and Rx2 are assigned to the ultrasonic vibration elements that form the ultrasonic probe 50. You may make it weight so that the sensitivity of the both ends of the ultrasonic vibration element to comprise may be made lower than the sensitivity of each center part. In this way, the side lobes can be reduced, avoiding saturation of the receiving circuit due to reception of unnecessary signals from other than the transmission / reception direction, and weak doppler signals from the region of interest better. Blood flow detection sensitivity for collecting can be improved.

以上詳述したように本発明によれば、クラッタなど血流以外の不要な強い信号による受信回路の飽和を回避することができ、CWドプラモードでの血流検出感度を向上することができる。   As described above in detail, according to the present invention, saturation of the receiving circuit due to unnecessary strong signals other than blood flow such as clutter can be avoided, and blood flow detection sensitivity in the CW Doppler mode can be improved.

本発明に係る超音波画像診断装置の一実施の形態を示した系統図である。1 is a system diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the present invention. 図1に示した受信回路の構成を説明した系統図である。FIG. 2 is a system diagram illustrating a configuration of a receiving circuit illustrated in FIG. 1. CWドプラモードの場合における超音波プローブの各超音波振動素子と、送信回路および受信回路との接続関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the connection relationship between each ultrasonic transducer | vibrator of an ultrasonic probe in the case of CW Doppler mode, a transmission circuit, and a receiving circuit. CWドプラモードの場合における超音波ビームの送波と受波の模様を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the pattern of the transmission and reception of an ultrasonic beam in the case of CW Doppler mode.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波画像診断装置
10 超音波画像診断装置本体
11 制御部
12 送受信部
13 スイッチング部
14 信号処理部
15 表示処理部
16 送信回路
17 受信回路
18 ドプラ信号処理回路
19 Bモード信号処理回路
30 モニタ
40 操作部
50 超音波プローブ
P 被検体
Rx1、Rx2 受信用振動素子
ROI 関心領域(焦点)
Tx 送信用振動素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic imaging apparatus 10 Ultrasonic diagnostic imaging apparatus main body 11 Control part 12 Transmission / reception part 13 Switching part 14 Signal processing part 15 Display processing part 16 Transmission circuit 17 Reception circuit 18 Doppler signal processing circuit 19 B mode signal processing circuit 30 Monitor 40 Operation unit 50 Ultrasonic probe P Subject Rx1, Rx2 Receiving vibration element ROI Region of interest (focus)
Tx transmission vibration element

Claims (4)

被検体へ連続的に送波した超音波に基づく反射波を受波して血流情報を得る連続波ドップラモードでの動作が可能な超音波画像診断装置において、
電子走査方向に複数の超音波振動素子が並列に配置されたアレイ振動素子を、送信用超音波振動素子と受信用超音波振動素子とに切替えて動作させる制御手段を備え、この制御手段は、送信用超音波振動素子と受信用超音波振動素子とに割り当てる前記超音波振動素子の数および/または位置を変更可能であることを特徴とする超音波画像診断装置。
In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus capable of operating in continuous wave Doppler mode to receive blood flow information by receiving a reflected wave based on an ultrasonic wave continuously transmitted to a subject,
The control means comprises a control means for switching and operating an array vibration element in which a plurality of ultrasonic vibration elements are arranged in parallel in the electronic scanning direction between a transmission ultrasonic vibration element and a reception ultrasonic vibration element. An ultrasonic diagnostic imaging apparatus characterized in that the number and / or position of the ultrasonic vibration elements assigned to the transmission ultrasonic vibration element and the reception ultrasonic vibration element can be changed.
前記制御手段は、前記アレイ振動素子の中央部を送信用超音波振動素子とし、この送信用超音波振動素子の両端部を受信用超音波振動素子として割り当てることを特徴とする請求項1に記載の超音波画像診断装置。 2. The control unit according to claim 1, wherein a central portion of the array vibration element is assigned as a transmission ultrasonic vibration element, and both end portions of the transmission ultrasonic vibration element are assigned as reception ultrasonic vibration elements. Ultrasonic diagnostic imaging equipment. 前記送信用超音波振動素子の両端部に割り当てられる前記受信用超音波振動素子の数は、前記送信用超音波振動素子の数よりもそれぞれ多いことを特徴とする請求項2に記載の超音波画像診断装置。 3. The ultrasonic wave according to claim 2, wherein the number of the reception ultrasonic vibration elements allocated to both ends of the transmission ultrasonic vibration element is greater than the number of the transmission ultrasonic vibration elements. Diagnostic imaging device. 前記送信用超音波振動素子および前記受信用超音波振動素子には、それぞれの中央部に対して端部の感度を低下させるような重み付けを施すことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の超音波画像診断装置。 4. The transmission ultrasonic vibration element and the reception ultrasonic vibration element are each weighted so as to reduce the sensitivity of the end portion with respect to the central portion thereof. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010172551A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic equipment, and control program for the same
JP2010284304A (en) * 2009-06-11 2010-12-24 Tohoku Univ Ischemia monitor for internal organ
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