JP2006271791A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an S/N ratio of an image imaged using a contrast medium. <P>SOLUTION: This equipment is provided with a measuring means of a 3-pulse method and a measuring means of a 2-pulse method. The 3-pulse method forms N-number of (N is an integer of ≥3) transmission pulses by rotating the phase of a carrier wave of ultrasonic waves amplitude-modulated with a common envelope signal by 360°/N each time, sends N-number of transmission pulses from an ultrasonic probe to a subject in order, and reconstitutes one image based on a signal obtained by adding N-number of echo signals received by the ultrasonic probe. The 2-pulse method sends two transmission pulses formed by rotating the phase of the carrier wave of the ultrasonic waves by 180° from the ultrasonic probe to the subject in order, and reconstitutes one image based on a signal obtained by adding two echo signals received by the ultrasonic probe. The 3-pulse method where the S/N ratio of an imaged echo image is high and the 2-pulse method where a frame rate is high are switched optionally to obtain an image suitable for use. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、マイクロバブル系の造影剤を利用して撮像する超音波装置に関する。   The present invention relates to an ultrasound diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasound apparatus that performs imaging using a microbubble-based contrast agent.

超音波診断装置は、超音波を被検体である生体に送信し、その生体から発生する超音波のエコー信号を受信して、生体内部を画像化することにより、医療診断に供するものである。   The ultrasonic diagnostic apparatus is used for medical diagnosis by transmitting ultrasonic waves to a living body as a subject, receiving ultrasonic echo signals generated from the living body, and imaging the inside of the living body.

ところで、画像診断モダリティのなかでもX線撮像装置や磁気共鳴撮像装置(MRI装置)を用いた画像診断の分野では、血管系の撮像などに造影剤が以前から用いられている。つまり、造影剤を血中に投与することによって血管系の構造や分布のコントラストを高めた画像を得ることができ、これによって悪性腫瘍や梗塞のような血管系に反映される疾患を高い確度で診断することができる。   By the way, in the field of image diagnosis using an X-ray imaging apparatus or a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) among image diagnostic modalities, contrast agents have been used for vascular system imaging. In other words, by administering a contrast medium into the blood, it is possible to obtain an image with enhanced contrast of the structure and distribution of the vascular system. Can be diagnosed.

これに対し、超音波診断の分野では、これまで造影剤が広く用いられることはなかった。ところが、ここ数年、ミクロンオーダーのサイズをもつ微小気泡(マイクロバブル)を安定化できる造影剤が出現したことから、広く用いられはじめている。超音波診断に用いる造影剤の原理は、直径1ミクロン程度のマイクロバブルが超音波診断に用いられる数MHzの超音波に共振して大振幅で振動し、その結果として、その周波数域の超音波をよく散乱し、造影能が生ずることを利用するものである。   In contrast, contrast agents have not been widely used in the field of ultrasonic diagnosis. However, in recent years, contrast agents capable of stabilizing microbubbles having a size on the order of microns have emerged, and are beginning to be widely used. The principle of a contrast agent used for ultrasonic diagnosis is that a microbubble having a diameter of about 1 micron resonates with an ultrasonic wave of several MHz used for ultrasonic diagnosis and vibrates with a large amplitude. Is used to take advantage of the fact that contrast is generated.

マイクロバブル系超音波造影剤(以下、適宜、造影剤と省略する。)の特徴は、強い非線形性の超音波散乱特性を有する点にある。この非線形特性は、負圧を受けたときのマイク口バブルの体積増加が、同振幅の正圧を受けたときのマイク口バブルの体積減少よりも遥かに大きいという性質に起因する。この特性のために、マイクロハブルにより散乱されたエコー信号は、送信した超音波の2倍の周波数をもつ第2高調波成分が多く含まれる。この第2高調波成分をもとに、生体の軟部組織に対して強調された血流ドツプラ信号を得る方式が1992年に初めて報告された(非特許文献1)。ただし、第2高調波成分をエコー信号から抽出するのに、帯域通過フィルタのみを用いたことから、出力信号として得られる第2高調波エコー信号のパルスが長くなってしまうという問題を残した。その原因は、エコー信号に含まれる基本波成分の振幅が第2高調波成分よりも少なくとも1桁以上大きいので、鋭い帯域遮断特性または狭い帯域通過特性をもつフィルタを用いねばならないためである。この問題は、血流を2次元画像表示しようとするとき、その距離方向の分解能を劣化させてしまうので、特に重大であった。   A feature of the microbubble-based ultrasonic contrast agent (hereinafter, appropriately abbreviated as contrast agent) is that it has a strong nonlinear ultrasonic scattering characteristic. This non-linear characteristic is attributed to the property that the volume increase of the microphone mouth bubble when receiving a negative pressure is much larger than the volume reduction of the microphone mouth bubble when receiving a positive pressure of the same amplitude. Because of this characteristic, the echo signal scattered by the micro-habble contains many second harmonic components having a frequency twice that of the transmitted ultrasonic wave. A method of obtaining a blood flow Doppler signal emphasized for a soft tissue of a living body based on the second harmonic component was first reported in 1992 (Non-patent Document 1). However, since only the bandpass filter is used to extract the second harmonic component from the echo signal, there remains a problem that the pulse of the second harmonic echo signal obtained as the output signal becomes long. This is because the amplitude of the fundamental wave component included in the echo signal is at least one digit greater than that of the second harmonic component, so that a filter having a sharp band cutoff characteristic or a narrow band pass characteristic must be used. This problem is particularly serious when the blood flow is displayed in a two-dimensional image because the resolution in the distance direction is deteriorated.

このような帯域通過フィルタに起因する問題を解決するため、正負を反転させた送信パルス波形を用いて2回の送受信を行い、得られた2つのエコー信号を加算するパルスインバージョン(PI:Pulse Inversion)法が提案されている。このPI法によれば、動きの無視できる軟部組織からの2つのエコー信号の基本波成分の一方の位相が、他方の位相に対して180゜回転した関係になるから、加算によって打ち消される。これに対して、2つのエコー信号に含まれる第2高調波成分は、一方の位相が他方の位相に対して360゜回転した関係になるから、それらを加算することにより振幅が2倍に増大する。このPI法によれば、送信回数が2倍に増えるものの、原理的に帯域通過フィルタを用いずに、軟部組織からの基本波成分を除くことができるので、距離分解能に優れた第2高調波工コー信号を得ることができる。また、PI法によれば、血流中のマイクロバブル系の造影剤のように、2回の送受信の間に生ずる形態変化が無視できない散乱体については、基本波エコー信号は完全には打ち消されないから、軟部組織に対して造影剤を強調したエコー像を得るという目的に合致している。このPI法については、特許文献1などに詳しく述べられている。   In order to solve the problem caused by such a band-pass filter, a pulse inversion (PI: Pulse) is performed in which transmission / reception is performed twice using a transmission pulse waveform in which positive and negative are inverted, and two obtained echo signals are added. Inversion) has been proposed. According to this PI method, one phase of the fundamental wave components of the two echo signals from the soft tissue where the motion can be ignored is rotated by 180 ° with respect to the other phase, so that it is canceled by addition. On the other hand, the second harmonic component contained in the two echo signals has a relationship in which one phase is rotated by 360 ° with respect to the other phase, so that adding them increases the amplitude twice. To do. According to this PI method, although the number of transmissions is doubled, the fundamental wave component from the soft tissue can be removed without using a band-pass filter in principle, so that the second harmonic having excellent distance resolution. An engineering signal can be obtained. In addition, according to the PI method, the fundamental wave echo signal is completely canceled for a scatterer in which the morphological change that occurs between two transmissions and receptions cannot be ignored, such as a microbubble-based contrast agent in the bloodstream. Therefore, it meets the purpose of obtaining an echo image in which the contrast medium is enhanced with respect to the soft tissue. The PI method is described in detail in Patent Document 1 and the like.

他方、生体の軟部組織など多くの物質中の音速は、高い圧力の下では、低い圧力の下よりも大きい。そのため、超音波の送信パルスが軟部組織中を伝播するとき、音圧の高い部分が低い部分よりも速く伝播する。これにより、元々正弦波状であった送信波形は、伝播するうちに、急峻に立ち上がった後、なだらかに低下するN波状に変化し、第2高調波などの高調波成分を持つようになる。これが軟部組織中で散乱されると、造影剤が存在しなくても、高調波成分を有するエコー信号が軟部組織から戻ってくることになる。この高調波成分をもとにエコー像を形成する方法は、組織高調波イメージング(THI:Tissue Harmonic Imaging)法と呼ばれ、基本波成分によるエコー像よりも音響S/N比が高いことが好まれて、最近では、一般に用いられるようになった。しかし、組織高調波のために、PI法を用いても、造影剤の非線形散乱により生ずる高調波成分と、軟部組織中の非線形伝播により生ずる高調波成分とが混在したエコー信号になるので、造影剤と軟部組織とを峻別するイメージングが困難である。   On the other hand, the speed of sound in many substances such as soft tissue of a living body is higher under high pressure than under low pressure. Therefore, when an ultrasonic transmission pulse propagates through a soft tissue, a portion with a high sound pressure propagates faster than a portion with a low sound pressure. As a result, the transmission waveform that originally has a sine wave shape, while propagating, changes to an N wave shape that gradually decreases and then has a harmonic component such as a second harmonic wave. If this is scattered in the soft tissue, an echo signal having a harmonic component returns from the soft tissue even if no contrast agent is present. The method of forming an echo image based on this harmonic component is called a tissue harmonic imaging (THI) method, and preferably has a higher acoustic S / N ratio than the echo image of the fundamental component. Rarely, it has recently become popular. However, because of the tissue harmonics, even if the PI method is used, an echo signal in which a harmonic component generated by nonlinear scattering of the contrast agent and a harmonic component generated by nonlinear propagation in the soft tissue are mixed is used. Imaging that distinguishes the agent from soft tissue is difficult.

ところで、造影剤による非線形散乱は、軟部組織中の非線形伝播と比較すると、一般に低い音圧でも観測される傾向にある。そこで、送信音圧を低く抑えたPI法により、非線形伝播により生ずる組織高調波成分の生成を抑えて、主に造影剤からの高調波成分によりエコー像を形成することが広く行われている。しかし、これによれば、信号振幅が充分に得られないため、造影診断に期待される確定診断を行うに足るS/N比の高いエコー像を得にくいのが現状である。   By the way, non-linear scattering by a contrast agent generally tends to be observed even at a low sound pressure as compared with non-linear propagation in soft tissue. Therefore, it is widely performed that the generation of tissue harmonic components caused by nonlinear propagation is suppressed by the PI method in which the transmission sound pressure is kept low, and an echo image is formed mainly by the harmonic components from the contrast agent. However, according to this, since the signal amplitude cannot be obtained sufficiently, it is difficult to obtain an echo image having a high S / N ratio that is sufficient for performing a definitive diagnosis expected for contrast diagnosis.

この問題をある程度解決する方法として、送信パルス波形の正負を反転させると同時に振幅を変化させて3回の送受信を行う方法が提案されている(非特許文献2)。これは、振幅を0.5、−1、0.5に順次変調した3つの送信パルスを用いて3回の送受信を行い、これにより得られる3つのエコー信号を加算する方法である。すなわち、第1回目と第3回目の送信には同じパルス波形を用いるのに対し、第2回目にはそれらの位相を反転し、かつ振幅が2倍のパルス波形を用いる方法である。この方法によれば、変化の遅い線形散乱体からのエコー信号成分が打ち消され、非線形散乱や非線形伝播により生じたエコー信号の偶数倍の高調波成分が強調される。この点は、通常のPI法と同様であるが、本方法によれば、非線形散乱や非線形伝播により生じたエコー信号成分のうち、基本波を含むすべての成分が、振幅変調により抽出される特徴がある。したがって、その分だけ、通常のPI法よりも非線形散乱や非線形伝播によるエコー信号に対する高い感度が期待される。つまり、非特許文献2に記載された方法は、入射音圧の振幅に対する造影剤による非線形散乱の依存性が、非線形伝播の依存性よりも遥かに大きいことを利用したものである。この高感度化により、非線形伝播の効果が比較的小さい送信音圧においても、非線形散乱の効果を検出できるので、通常のPI法と比較すれば、造影剤の軟部組織に対する峻別が容易である。   As a method for solving this problem to some extent, a method of performing transmission / reception three times by reversing the positive / negative of the transmission pulse waveform and simultaneously changing the amplitude has been proposed (Non-Patent Document 2). This is a method of performing transmission and reception three times using three transmission pulses whose amplitudes are sequentially modulated to 0.5, -1, and 0.5, and adding three echo signals obtained thereby. That is, while the same pulse waveform is used for the first transmission and the third transmission, the second waveform uses a pulse waveform that is inverted in phase and doubled in amplitude. According to this method, the echo signal component from the linear scatterer that changes slowly is canceled, and the even harmonic component of the echo signal generated by nonlinear scattering or nonlinear propagation is emphasized. This point is the same as the normal PI method, but according to this method, all components including the fundamental wave are extracted by amplitude modulation among echo signal components generated by nonlinear scattering and nonlinear propagation. There is. Therefore, higher sensitivity to echo signals due to nonlinear scattering and nonlinear propagation is expected than that of the normal PI method. That is, the method described in Non-Patent Document 2 utilizes the fact that the dependence of the nonlinear scattering by the contrast agent on the amplitude of the incident sound pressure is much larger than the dependence of the nonlinear propagation. Due to this increase in sensitivity, the effect of nonlinear scattering can be detected even at transmission sound pressures where the effect of nonlinear propagation is relatively small. Therefore, it is easy to distinguish the contrast medium from soft tissue as compared with the normal PI method.

1992 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings,pp. 1175-11771992 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings, pp. 1175-1177 米国特許公報 USP No.6,095,980US Patent Publication USP No. 6,095,980 2001 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings,pp, 1739-17452001 IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings, pp, 1739-1745

しかしながら、非特許文献2に記載された方法は、軟部組織中を送波パルスが非線形伝播することにより生ずるエコー信号の組織高調波成分が残るから、造影剤由来のエコー信号の高調波成分のみを峻別することができない。したがって、造影剤と軟部組織とを峻別して画像化することができない。その結果、確定診断を行うに足るS/N比の高い造影エコー像を得ることはできない。   However, in the method described in Non-Patent Document 2, since the tissue harmonic component of the echo signal generated by the nonlinear propagation of the transmission pulse in the soft tissue remains, only the harmonic component of the echo signal derived from the contrast agent remains. Cannot be discriminated. Therefore, the contrast agent and the soft tissue cannot be distinguished and imaged. As a result, it is not possible to obtain a contrast echo image with a high S / N ratio sufficient to perform a definitive diagnosis.

本発明は、上述のような現状に鑑み、マイクロバブル系造影剤を用いた造影エコー像のS/N比をさらに高めることを課題とする。   In view of the present situation as described above, an object of the present invention is to further increase the S / N ratio of a contrast echo image using a microbubble-based contrast agent.

上記の課題を解決する本発明の原理は、N個(但し、Nは3以上の整数)の送信パルスを共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を360゜/Nずつ回転させて形成し、前記N個の送信パルスを超音波探触子から被検体に順次送波し、前記超音波探触子により受波されるN個のエコー信号を加算した信号に基づいて一つの画像を再構成して表示することを特徴とする。   The principle of the present invention for solving the above-described problem is that the phase of an ultrasonic carrier wave whose amplitude is modulated by a common envelope signal for N transmission pulses (where N is an integer of 3 or more) is 360 ° / N. Based on a signal formed by rotating and transmitting the N transmission pulses sequentially from the ultrasonic probe to the subject and adding the N echo signals received by the ultrasonic probe. One image is reconstructed and displayed.

本発明の原理によれば、N個のエコー信号を加算することにより、変化の無視できる線形散乱体により散乱されたエコー信号の基本波成分と第2高調波成分とが、同時に打ち消される。つまり、線形散乱体によるN個のエコー信号の位相に着目すると、基本波成分の位相は360゜/Nずつ回転するから、それらのN個の基本波成分を合成すると、つまり加算すると、互いに打ち消し合うことになる。また、N個のエコー信号の第2高調波成分の位相は2×(360゜/N)ずつ回転するから、それらの第2高調波成分を加算すると互いに打ち消し合う。同様に、第(N−1)次高調波までの成分が同時に打ち消されることになる。   According to the principle of the present invention, by adding N echo signals, the fundamental wave component and the second harmonic component of the echo signal scattered by the linear scatterer whose change can be ignored are simultaneously canceled. In other words, focusing on the phase of N echo signals from the linear scatterer, the phase of the fundamental wave component is rotated by 360 ° / N. Therefore, when these N fundamental wave components are combined, that is, added, they cancel each other. Will fit. Further, since the phase of the second harmonic component of the N echo signals rotates by 2 × (360 ° / N), the addition of these second harmonic components cancels each other. Similarly, components up to the (N-1) th harmonic are canceled simultaneously.

これに対し、マイクロバブル系造影剤により散乱されて生ずるエコー信号の位相は、造影剤の強い非線形共振特性のために包絡線信号の振幅(音圧)の影響を受け、送信パルスの搬送波の位相に対しては一定の関係にない。そのため、送信パルスの搬送波の位相を360°/Nずつ回転させてN回の送受信を行って得られるN個のエコー信号を加算しても、造影剤により散乱されて生じたエコー信号には打ち消されない成分が残る。この残ったエコー信号成分は造影剤に由来する成分であるから、これを用いて画像化することにより、造影剤を軟部組織と明確に峻別した超音波イメージングが可能となる。   On the other hand, the phase of the echo signal generated by being scattered by the microbubble contrast agent is affected by the amplitude (sound pressure) of the envelope signal due to the strong nonlinear resonance characteristic of the contrast agent, and the phase of the carrier wave of the transmission pulse There is no fixed relationship with. Therefore, even if N echo signals obtained by transmitting and receiving N times by rotating the phase of the carrier wave of the transmission pulse by 360 ° / N are added, the echo signals generated by scattering by the contrast agent are canceled out. Ingredients remain. Since the remaining echo signal component is a component derived from the contrast agent, imaging using this makes it possible to perform ultrasonic imaging in which the contrast agent is clearly distinct from the soft tissue.

ところで、上述した本発明の原理によれば、造影剤に由来する高調波成分のみを峻別することができるので、造影剤を用いた造影エコー像のS/N比を向上させることができる。しかし、1枚の2次元画像を得るためにN回の送受信を行わなければならないから、フレームレートが低下することになる。一方、診断対象の部位によって、得られるエコー信号の強度が微弱な場合は、本発明の原理(以下、便宜的に、3パルス法と略称する。)により得られる画像の分解能と、従来のPI法(以下、便宜的に、2パルス法と略称する。)とにより得られる画像の分解能とに差異が生じない場合が考えられる。このように、画像の分解能に差がないならば、フレームレートを高くした方が診断効率が優れる。   By the way, according to the principle of the present invention described above, only the harmonic components derived from the contrast agent can be distinguished, so that the S / N ratio of the contrast echo image using the contrast agent can be improved. However, since the transmission / reception must be performed N times in order to obtain one two-dimensional image, the frame rate is lowered. On the other hand, when the intensity of the echo signal obtained is weak depending on the region to be diagnosed, the resolution of the image obtained by the principle of the present invention (hereinafter, abbreviated as the three-pulse method for convenience) and the conventional PI It is conceivable that there is no difference between the resolution of the image obtained by the method (hereinafter, abbreviated as the two-pulse method for convenience). Thus, if there is no difference in the resolution of the image, the diagnostic efficiency is better when the frame rate is increased.

そこで、上記の本発明の原理において、Nを6として、6個の送信パルスを繰り返し送波し、各送信パルスに対応する6個のエコー信号をメモリに繰り返し格納し、このメモリに格納された6個のエコー信号のうち搬送波の位相が互いに120°離れた3個のエコー信号を加算した信号に基づいて一の画像を再構成することにより、3パルス法のフレームレートを高くすることができる。   Therefore, in the above principle of the present invention, N is 6 and 6 transmission pulses are repeatedly transmitted, and 6 echo signals corresponding to each transmission pulse are repeatedly stored in the memory and stored in this memory. The frame rate of the 3-pulse method can be increased by reconstructing one image based on a signal obtained by adding three echo signals whose carrier phases are 120 ° apart from each other among the six echo signals. .

すなわち、6個の送信パルスを繰り返し送波することにより、メモリには常に6個の位相が異なるエコー信号が格納されるから、送波タイミングごとに互いに120°離れた3個のエコー信号に基づいた画像が得られる。したがって、3パルス法を適用しても、通常のBモード像と同じフレームレートで造影画像を取得することができる。なお、本発明において、N個の送信パルスの搬送波の位相は、±10°の許容誤差があってもよい。   That is, by repeatedly transmitting six transmission pulses, six echo signals having different phases are always stored in the memory. Therefore, based on three echo signals that are 120 ° apart from each other at each transmission timing. Images are obtained. Therefore, even if the 3-pulse method is applied, a contrast image can be acquired at the same frame rate as that of a normal B-mode image. In the present invention, the carrier phases of N transmission pulses may have a tolerance of ± 10 °.

また、本発明の超音波診断装置は、上記に代えて、N個(但し、Nは3以上の整数)の送信パルスを共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を360゜/Nずつ回転させて形成し、前記N個の送信パルスを超音波探触子から被検体に順次送波し、前記超音波探触子により受波されるN個のエコー信号を加算した信号に基づいて一の画像を再構成する第1の計測手段と、超音波の搬送波の位相を180゜回転させて形成された2個の送信パルスを前記超音波探触子から前記被検体に順次送波し、前記超音波探触子により受波される2個のエコー信号を加算した信号に基づいて一の画像を再構成する第2の計測手段とを備えて構成することができる。つまり、本発明による3パルス法の計測機能と、従来のPI法(2パルス法)の計測機能の両方を備えて構成することができる。   The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, instead of the above, changes the phase of an ultrasonic carrier wave obtained by amplitude-modulating N transmission pulses (where N is an integer of 3 or more) with a common envelope signal. The N transmission pulses are sequentially transmitted from the ultrasonic probe to the subject, and the N echo signals received by the ultrasonic probe are added. First measurement means for reconstructing one image based on the signal, and two transmission pulses formed by rotating the phase of the ultrasonic carrier wave by 180 ° from the ultrasonic probe to the subject And a second measuring unit configured to reconstruct one image based on a signal obtained by sequentially transmitting and adding two echo signals received by the ultrasonic probe. That is, it can be configured to have both the measurement function of the three-pulse method according to the present invention and the measurement function of the conventional PI method (two-pulse method).

これによれば、切換手段により、第1の計測手段と第2の計測手段を切り換えて、画質に優れた3パルス法により計測するか、あるいはフレームレートが高いPI法により計測するかを自由に切り換えることができる。   According to this, it is possible to switch between the first measuring means and the second measuring means by the switching means and freely measure by the three-pulse method with excellent image quality or by the PI method with a high frame rate. Can be switched.

この切換は、第1の計測手段と第2の計測手段の加算信号を比較して、例えば、振幅が大きいほうの加算信号の計測手段により画像を生成するようにすることができる。   In this switching, the addition signal of the first measurement unit and the second measurement unit are compared, and for example, an image can be generated by the measurement unit of the addition signal having a larger amplitude.

さらに、本発明の他の超音波診断装置は、6個の送信パルスを共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を60゜ずつ回転させて形成する送信パルス形成手段と、該6個の送信パルスを時間をずらして超音波探触子から被検体に繰り返し送波する送波制御手段と、前記超音波探触子により受波される6個のエコー信号をそれぞれ格納するメモリと、該メモリに格納された6個の前記エコー信号のうち前記搬送波の位相が互いに120°離れた3個の前記エコー信号を選択して加算する第1の処理手段と、前記メモリに格納された6個の前記エコー信号のうち前記搬送波の位相が互いに180°離れた2個の前記エコー信号を選択して加算する第2の処理手段と、前記第1と第2の処理手段により加算された信号に基づいて少なくとも一の画像を再構成する画像生成手段と、該再構成された画像を表示する表示手段とを備えて構成することができる。   Furthermore, another ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes transmission pulse forming means for forming six transmission pulses by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave whose amplitude is modulated by a common envelope signal by 60 °, and A transmission control means for repeatedly transmitting the six transmission pulses from the ultrasonic probe to the subject while shifting the time, and six echo signals received by the ultrasonic probe are stored. A memory, first processing means for selecting and adding three echo signals whose phases of the carrier wave are 120 ° apart from each other among the six echo signals stored in the memory, and storing in the memory Second processing means for selecting and adding two echo signals whose carrier phases are 180 ° apart from each other among the six echo signals that have been added, and adding by the first and second processing means Less based on the received signal Both can be configured to include image generating means for reconstructing one image and display means for displaying the reconstructed image.

これによれば、3パルス法と2パルス法の計測データを同一時に収集することができる。したがって、第1の処理手段により加算された信号に基づいて第1の画像を生成する第1の手段と、前記第2の処理手段により加算された信号に基づいて第2の画像を生成する第2の手段とを設け、第1と第2の画像を表示手段に並べて表示することができる。さらに、表示手段は、第1と第2の画像の少なくとも一部を組み合わせて一の画像に合成して表示することができる。   According to this, measurement data of the 3-pulse method and the 2-pulse method can be collected at the same time. Accordingly, the first means for generating the first image based on the signal added by the first processing means, and the second means for generating the second image based on the signal added by the second processing means. 2 means, and the first and second images can be displayed side by side on the display means. Further, the display unit can combine and display at least a part of the first and second images into one image.

以上説明したように、本発明によれば、マイクロバブル系造影剤を用いた造影エコー像のS/N比をさらに高めることができる。   As described above, according to the present invention, the S / N ratio of a contrast echo image using a microbubble contrast agent can be further increased.

以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。
(基本形態1)
図1に、本発明の基本形態の超音波診断装置の一例のブロック構成図を示す。図示のように、超音波探触子(探触子)1を構成する各振動素子は、切替スイッチ2を介して、送波ビームフォーマ(送波BF)3と受波ビームフォーマ(受波BF)10に接続されている。送波ビームフォーマ3は、送受信シークエンス制御部6による制御に従って、送信波形選択部4により選択されて送信波形メモリ5から読み出された波形を用い、各振動素子を通じて送信されたときに指向性を持つ超音波パルスとなるような信号が生成される。この信号が、超音波探触子1の各振動素子により超音波パルスに変換され、図示していない被検体の生体に送信される。生体中で反射あるいは散乱されて超音波探触子1に戻ってきた超音波エコー信号は、各振動素子に受信されて電気信号に変換され、受波信号として切替スイッチ2を介して受波ビームフォーマ10に入力される。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments.
(Basic form 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the basic form of the present invention. As shown in the figure, each vibration element constituting the ultrasonic probe (probe) 1 is connected to a transmission beam former (transmission BF) 3 and a reception beam former (reception BF) via a changeover switch 2. ) 10. The transmission beamformer 3 uses the waveform selected by the transmission waveform selection unit 4 and read from the transmission waveform memory 5 according to the control by the transmission / reception sequence control unit 6, and has directivity when transmitted through each vibration element. A signal that is an ultrasonic pulse is generated. This signal is converted into an ultrasonic pulse by each vibration element of the ultrasonic probe 1 and transmitted to a living body of a subject (not shown). The ultrasonic echo signal reflected or scattered in the living body and returned to the ultrasonic probe 1 is received by each vibration element and converted into an electric signal, and is received as a received signal via the changeover switch 2 as a received signal. Input to the former 10.

受波ビームフォーマ10は、送受信シークエンス制御部6による制御に従って、指向性を持つ受信感度を生成すべく、各受波信号に遅延時間を与えて互いに加算する。この遅延加算により得られた時系列信号のエコー信号は、やはり送受信シークエンス制御部6による制御に従って、受波メモリ選択部11により選択された受信波形メモリ12中の1つのバンクに一旦書き込まれる。受信波形メモリ12内に、互いに加算すべきエコー信号がそろった後、加算器13により読み出されて、互いに加算される。加算器13の出力信号は、雑音成分を除去する帯域通過フィルタ14を通過した後、包絡線検出器16において包絡線信号に変換され、スキャンコンバータ18に入力される。   The reception beamformer 10 gives a delay time to each reception signal and adds them to each other in order to generate reception sensitivity having directivity according to control by the transmission / reception sequence control unit 6. The echo signal of the time series signal obtained by this delay addition is once written in one bank in the reception waveform memory 12 selected by the reception memory selection unit 11 according to the control by the transmission / reception sequence control unit 6. After echo signals to be added to each other are prepared in the reception waveform memory 12, they are read out by the adder 13 and added together. The output signal of the adder 13 passes through a band-pass filter 14 that removes noise components, is converted into an envelope signal by an envelope detector 16, and is input to a scan converter 18.

一方、受信波形メモリ12に書き込まれたエコー信号の一部は、読み出されたまま、互いに加算されることなく、雑音成分を除去する帯域通過フィルタ15を通過し、包絡線検出器17にて包絡線信号に変換され、スキャンコンバータ18に入力される。スキャンコンバータ18では、入力された複数の信号を適宜重畳して表示部19にて2次元ないし3次元表示すべく、信号の生成および制御を行う。   On the other hand, a part of the echo signal written in the reception waveform memory 12 passes through the band-pass filter 15 that removes noise components without being added to each other while being read, and is detected by the envelope detector 17. It is converted into an envelope signal and input to the scan converter 18. The scan converter 18 generates and controls signals so that a plurality of input signals are appropriately superimposed and displayed on the display unit 19 in two or three dimensions.

ここで、送信波形メモリ5には、共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を120゜ずつ回転させてなる位相が異なる3つの送信パルスの波形が書き込まれている。送信波形選択部4は、そのうち1つを選択して送信するというシークエンスを、波形を変えて3回実行する。これにより、受信波形メモリ12内の各バンクに書き込まれる3つのエコー信号の一例を、図2(a)、(b)、(c)に示す。図2では、簡単のために、送信パルスが生体軟部組織中を伝播した後、1つの点状の反射体により反射されて生ずるエコー信号を、数値計算シミュレーションにより求めて示している。ここで、送信パルスの搬送波周波数は2MHzとした。同図の(d)は、(a)、(b)、(c)に示した3つのエコー信号を加算器13で加算して得られる出力信号である。送信パルスが生体軟部組織中を非線形伝播するため、図2(a)、(b)、(c)には基本波成分だけでなく第2高調波成分も含まれている。しかし、加算器13の出力である図2(d)においては、本発明の原理から予測されるように、基本波成分同士が打ち消し合うだけでなく、第2高調波成分同士も打ち消し合い、信号振幅がほぼゼロとなっている。   Here, in the transmission waveform memory 5, waveforms of three transmission pulses having different phases obtained by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave amplitude-modulated by a common envelope signal by 120 ° are written. The transmission waveform selection unit 4 executes the sequence of selecting and transmitting one of them three times while changing the waveform. Thus, an example of three echo signals written to each bank in the reception waveform memory 12 is shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c). In FIG. 2, for the sake of simplicity, an echo signal that is reflected by one point-like reflector after the transmission pulse has propagated through the soft tissue of the living body is obtained by numerical simulation. Here, the carrier frequency of the transmission pulse was 2 MHz. (D) of the figure is an output signal obtained by adding the three echo signals shown in (a), (b), and (c) by the adder 13. Since the transmission pulse propagates nonlinearly in the soft tissue of the living body, FIGS. 2A, 2B, and 2C include not only the fundamental wave component but also the second harmonic component. However, in FIG. 2D, which is the output of the adder 13, as predicted from the principle of the present invention, not only the fundamental wave components cancel each other, but also the second harmonic components cancel each other, and the signal The amplitude is almost zero.

ここで、本発明の基本形態1により、基本波成分および非線形伝播に起因する高調波を加算器13の加算によって打ち消される原理について説明する。この原理は、レシプロ4ストローク直列エンジンの振動問題を考えると理解しやすい。クランクシャフトが一定の角速度で回転しているとき、レシプロエンジンを構成する各ピストンが振動する線速度は、この角速度の基本波成分だけでなく、無視できない振幅の高調波成分を含む。4ストローク直列4気筒エンジンは、通常、対称配置された2つの同位相ピストンからなる2つの組が180゜のクランク角をなすように構成される。図3に示すように、4ストローク直列4気筒エンジンは、それぞれの組のピストンが発生する基本波成分は打ち消されるが、第2高調波成分は2倍に成長することになり、結果として、クランクシャフト回転数の2倍の周波数をもつ振動が問題となる。図中実線は、第1のピストンの組による振動の位相を、点線は、第2のピストンの組による振動の位相を示す。クランクシャフトの2倍の角速度で回転するバランサーを装備する4気筒エンジンがあるのは、この振動を打ち消すためである。   Here, the principle by which the fundamental wave component and the harmonics caused by nonlinear propagation are canceled by the addition of the adder 13 according to the basic form 1 of the present invention will be described. This principle is easy to understand when considering the vibration problem of a reciprocating 4-stroke inline engine. When the crankshaft is rotating at a constant angular velocity, the linear velocity at which each piston constituting the reciprocating engine vibrates includes not only a fundamental wave component of this angular velocity but also a harmonic component having a non-negligible amplitude. A four-stroke in-line four-cylinder engine is usually configured such that two sets of two in-phase pistons arranged symmetrically form a crank angle of 180 °. As shown in FIG. 3, the four-stroke in-line four-cylinder engine cancels out the fundamental wave component generated by each pair of pistons, but the second harmonic component grows twice as a result. Vibration with a frequency twice as high as the shaft rotation speed becomes a problem. In the figure, the solid line indicates the phase of vibration due to the first piston set, and the dotted line indicates the phase of vibration due to the second piston set. The reason why there is a 4-cylinder engine equipped with a balancer that rotates at an angular velocity twice that of the crankshaft is to counteract this vibration.

これに対して、4ストローク直列6気筒エンジンは、通常、対称配置された2つの同位相ピストンからなる3つの組が120゜のクランク角をなすように構成される。図4に示すように、4ストローク直列6気筒エンジンは、それぞれの組のピストンが発生する基本波成分が、クランク角で数えて120゜をなすよう発生して互いに打ち消しあうのは当然として、第2高調波成分も、クランク角で数えて120°×2=240゜、すなわち逆から数えて120゜をなす位相をもって発生するため、互いに打ち消される。これが、直列6気筒エンジンが振動の少ない所以である。図中一点鎖線は、第3のピストンの組による振動の位相を示す。   In contrast, a 4-stroke in-line 6-cylinder engine is usually configured such that three sets of two in-phase pistons arranged symmetrically form a crank angle of 120 °. As shown in FIG. 4, in a 4-stroke in-line 6-cylinder engine, the fundamental wave components generated by each pair of pistons are generated so as to form 120 ° in the crank angle and cancel each other. The second harmonic components are also generated with a phase of 120 ° × 2 = 240 ° counted from the crank angle, that is, 120 ° counted from the reverse, and thus cancel each other. This is why the in-line 6-cylinder engine has less vibration. In the figure, the alternate long and short dash line indicates the phase of vibration caused by the third set of pistons.

つまり、図3の第2高調波振動が原理的に強調される直列4気筒エンジンの構成が、PI法に相当する。そして、図4の基本波だけでなく第2高調波の振動も原理的に打ち消される直列6気筒エンジンの構成が、本発明の原理方法に相当する。ここで、一般的に、Nを3以上の整数とするとき、直列2N気筒エンジンの振動について述べれば、基本波すなわち第1次高調波から第(N−1)次高調波までの振動が原理的に打ち消される。これを本発明の超音波イメージングの場合に置き換えれば、送信パルス波形の包絡線信号を共通とし、搬送波の位相を360゜/Nずつ回転させて、N回の送受信を行って得られるN個のエコー信号を加算することにより、変化の無視できる線形散乱体により散乱されたエコー信号の基本波から第(N−1)次高調波までの成分が同時に打ち消されることになる。   That is, the configuration of the in-line four-cylinder engine in which the second harmonic vibration in FIG. 3 is emphasized in principle corresponds to the PI method. The configuration of the in-line 6-cylinder engine in which not only the fundamental wave of FIG. 4 but also the vibration of the second harmonic is canceled in principle corresponds to the principle method of the present invention. Here, in general, when N is an integer of 3 or more, the vibration of the in-line 2N cylinder engine will be described. The fundamental wave, that is, the vibration from the first harmonic to the (N-1) th harmonic is the principle. Will be countered. If this is replaced with the case of the ultrasonic imaging of the present invention, the envelope signal of the transmission pulse waveform is made common, the carrier wave phase is rotated by 360 ° / N, and N transmission / reception N times obtained are performed. By adding the echo signals, the components from the fundamental wave to the (N-1) th harmonic of the echo signal scattered by the linear scatterer whose change can be ignored are simultaneously canceled.

次に、本発明の原理方法と比較するために、図5に、従来のPI法により得られるエコー信号のシミュレーション結果を示す。従来のPI法を実現するには、送信波形メモリ5に、共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を180゜ずつ回転させてなる位相が異なる2つの送信パルスの波形を書き込む。そして、送信波形選択部4により、それらを交互に選択して送信する。これにより、受信波形メモリ12内の各バンクに書き込まれる2つのエコー信号の一例を、図5(a)、(b)に示す。同図(c)は、そのとき得られる加算器13の出力信号である。図示のように、基本波成分同士は打ち消し合っているが、第2高調波成分同士はむしろ強調し合った結果の信号となっている。この信号は、組織高調波(TH)信号と呼ばれるもので、生体軟部組織を描出するときは、高い音響S/N比が得られるという利点があるが、造影剤の分布や動態だけを軟部組織と峻別して描出したい場合には、それを妨害する最大要因となってしまう。   Next, for comparison with the principle method of the present invention, FIG. 5 shows a simulation result of an echo signal obtained by the conventional PI method. In order to realize the conventional PI method, the waveforms of two transmission pulses having different phases obtained by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave amplitude-modulated by a common envelope signal by 180 ° are transmitted to the transmission waveform memory 5. Write. Then, the transmission waveform selection unit 4 alternately selects and transmits them. Thus, an example of two echo signals written to each bank in the reception waveform memory 12 is shown in FIGS. FIG. 4C shows the output signal of the adder 13 obtained at that time. As illustrated, the fundamental wave components cancel each other, but the second harmonic components are signals that are rather emphasized. This signal is called a tissue harmonic (TH) signal, and has an advantage that a high acoustic S / N ratio can be obtained when rendering a living soft tissue, but only the distribution and dynamics of a contrast agent are affected by the soft tissue. If you want to draw it distinctly, it will be the biggest factor that hinders it.

次に、造影剤を用いて、図2の本発明の原理方法を3パルスで実施した受信エコー信号と、図5の従来のPI法の2パルスで実施した受信エコー信号を、それぞれ図6と図8に示す。それらの図は、一例として、半径1.5μmのマイクロハブルにより散乱されて生ずる受信エコー信号を、数値計算シミュレーションにより求めた結果である。また、図7と図9に、そのときの帯域通過フィルタ14の入出力信号を示す。なお、図6〜図9を通じ、縦軸は音圧に比例する信号振幅を表し尺度は共通であり、横軸は時間(μs)を示している。   Next, using the contrast agent, the received echo signal obtained by implementing the principle method of the present invention in FIG. 2 with 3 pulses and the received echo signal implemented by 2 pulses of the conventional PI method in FIG. As shown in FIG. These figures show, as an example, a result of obtaining a received echo signal generated by being scattered by a micro hubble having a radius of 1.5 μm by numerical simulation. 7 and 9 show input / output signals of the band pass filter 14 at that time. 6 to 9, the vertical axis represents the signal amplitude proportional to the sound pressure, the scale is common, and the horizontal axis represents time (μs).

図2の3パルス法で実施すると、受信波形メモリ12中の各バンクに書き込まれる信号は、図6(a)、(b)、(c)に示すようになる。このときの加算器13の出力信号、すなわち帯城通過フィルタ14の入力信号は、図6(d)および図7(a)である。図7(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、帯城通過フィルタ14の通過帯域中心周波数を、それぞれ搬送波の基本波周波数(2MHz)、1.5倍高調波周波数(3MHz)、第2高調波周波数(4MHz)、2.5倍高調波周波数(5MHz)、第3高調波周波数(6MHz)に設定したときの出力信号である。   When the three-pulse method shown in FIG. 2 is used, the signals written in the banks in the reception waveform memory 12 are as shown in FIGS. 6 (a), (b), and (c). The output signal of the adder 13 at this time, that is, the input signal of the Obihiro filter 14 is shown in FIGS. 6 (d) and 7 (a). 7 (b), (c), (d), (e), and (f) show the passband center frequency of the bandpass filter 14 as the fundamental frequency (2 MHz) and 1.5 times higher harmonics of the carrier wave, respectively. This is an output signal when the wave frequency (3 MHz), the second harmonic frequency (4 MHz), the 2.5-fold harmonic frequency (5 MHz), and the third harmonic frequency (6 MHz) are set.

一方、図5のPI法による2パルス法で実施したとき、受信波形メモリ12中の各バンクに書き込まれる信号は、図8(a)、(b)であり、そのとき得られる加算器13の出力信号、すなわち帯域通過フィルタ14の入力信号は、図8(c)および図9(a)である。図9(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、帯域通過フィルタ14の通過帯域中心周波数を、図7と同様に設定したときの帯域通過フィルタ14の出力信号である。   On the other hand, when implemented by the two-pulse method based on the PI method of FIG. 5, the signals written to the respective banks in the reception waveform memory 12 are FIGS. 8 (a) and 8 (b). The output signal, that is, the input signal of the band pass filter 14 is shown in FIG. 8 (c) and FIG. 9 (a). 9 (b), (c), (d), (e), and (f) are output signals of the band pass filter 14 when the pass band center frequency of the band pass filter 14 is set in the same manner as in FIG. It is.

それらの図から明らかなように、元々、エコー信号中の第2高調波成分を強調すべく考案された2パルスのPI法によれば、図9(c)、(d)に示すように、1.5倍高調波から第2高調波成分を多く含む造影剤由来の信号が得られるのは当然である。一方、エコー信号中の第2高調波成分のうち非線形伝播などにより生ずる成分を打ち消すべく考案された本発明に係る3パルス法によれば、図7(d)、(e)、(f)に示すように、第2〜第3高調波成分を多く含む造影剤由来の充分な振幅を有するエコー信号が得られている。これは、注目すべき現象であり、この特異かつ有用な現象は、造影剤のマイクロハブルが強い非線形性を有する共振体であるこに起因するのである。より一般化して言いえば、遅延時間が振幅に依存する応答特性をもつことにある。すなわち、入出力音圧の間に、非線形性があっても遅延応答時間に振幅依存性がなければ、図2(d)に示したように、出力信号中の第2高調波成分は打ち消されてしまう。一方、単なる線形共振体では、第2高調波成分そのものが発生しないので論外である。
(基本形態2)
As is clear from these figures, according to the two-pulse PI method originally designed to emphasize the second harmonic component in the echo signal, as shown in FIGS. 9 (c) and 9 (d), It is natural that a signal derived from a contrast medium containing a large amount of the second harmonic component from the 1.5-fold harmonic can be obtained. On the other hand, according to the three-pulse method according to the present invention devised to cancel out the component caused by nonlinear propagation among the second harmonic components in the echo signal, FIGS. 7 (d), (e) and (f) As shown, an echo signal having a sufficient amplitude derived from a contrast agent containing a lot of second to third harmonic components is obtained. This is a remarkable phenomenon, and this peculiar and useful phenomenon is due to the fact that the contrast agent microhubble is a resonator having strong nonlinearity. More generally speaking, the delay time has a response characteristic depending on the amplitude. That is, even if there is nonlinearity between the input and output sound pressures, if the delay response time does not depend on the amplitude, the second harmonic component in the output signal is canceled as shown in FIG. End up. On the other hand, a simple linear resonator is out of the question because the second harmonic component itself does not occur.
(Basic form 2)

上述した基本形態1によれば、送信パルスに第2高調波成分を意図的に重畳しても、それを打ち消しながら、造影剤由来の充分な振幅を有するエコー信号が得られるという特長もある。すなわち、文献(IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Contro1,vo1 43,no.6,pp.1054-1062)に記載されているように、超音波の送信パルス波形に第2高調波成分を意図的に重畳することにより、生体中または液体中におけるマイクロハブルの振動、成長、圧壊を強調したり、その反対に抑圧したりすることができる。この文献に記載された第2高調波を送信パルスに重畳する技術は、マイクロハブル系の造影剤を用いた超音波イメージングの場合にも有用と考えられる。   According to the basic mode 1 described above, even if the second harmonic component is intentionally superimposed on the transmission pulse, an echo signal having a sufficient amplitude derived from the contrast agent can be obtained while canceling it. That is, as described in the literature (IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Contro1, vo1 43, no. 6, pp. 1054-1062), the second harmonic component is intended for the ultrasonic transmission pulse waveform. By superimposing them, it is possible to emphasize the vibration, growth, and collapse of the micro hubble in the living body or in the liquid, or to suppress the opposite. The technique of superimposing the second harmonic described in this document on the transmission pulse is considered to be useful in the case of ultrasonic imaging using a micro-habble contrast agent.

本基本形態2は、図1の送信波形メモリ5に格納する送信パルスの波形に第2高調波成分を意図的に重畳した場合の例である。図10〜図12に、第2高調波成分を意図的に重畳した送信パルス波形を用いて、3パルス法により計測されたエコー信号の例を示す。送信波形メモリ5には、共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波である基本波と第2高調波の位相を120゜ずつ回転させてなる位相が異なる3つの送信パルスの波形が書き込まれている。送信波形選択部4は、そのうち1つを選択して送信するというシークエンスを、波形を代えて3回実行する。これにより、受信波形メモリ12内の各バンクに書き込まれる3つの受信エコー信号の一例を、図2の場合と同様に求めて、図10(a)、(b)、(c)に示す。また、そのとき得られる加算器13の出力信号を図10(d)に示す。また、造影剤により散乱されて生ずる受信エコー信号を、図6の場合と同様に求めて、受信波形メモリ12中の各バンクに書き込まれる信号を図11(a)、(b)、(c)に示す。さらに、そのとき得られる加算器13の出力信号、すなわち帯域通過フィルタ14の入力信号を、図11(d)および図12(a)に示す。図12(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は、帯域通過フィルタ14の通過帯域中心周波数を図8の場合と同様に設定したときの出力信号である。   This basic mode 2 is an example in which the second harmonic component is intentionally superimposed on the waveform of the transmission pulse stored in the transmission waveform memory 5 of FIG. 10 to 12 show examples of echo signals measured by the three-pulse method using a transmission pulse waveform that intentionally superimposes the second harmonic component. In the transmission waveform memory 5, the waveforms of three transmission pulses having different phases obtained by rotating the phases of the fundamental wave and the second harmonic wave, which are amplitude-modulated by a common envelope signal, by 120 °, are provided. Has been written. The transmission waveform selection unit 4 executes a sequence of selecting and transmitting one of them three times, changing the waveform. Thus, an example of three received echo signals written to each bank in the received waveform memory 12 is obtained in the same manner as in FIG. 2 and shown in FIGS. 10 (a), 10 (b), and 10 (c). The output signal of the adder 13 obtained at that time is shown in FIG. Further, the reception echo signal generated by being scattered by the contrast agent is obtained in the same manner as in FIG. 6, and the signals written in the respective banks in the reception waveform memory 12 are shown in FIGS. 11 (a), 11 (b) and 11 (c). Shown in Furthermore, the output signal of the adder 13 obtained at that time, that is, the input signal of the bandpass filter 14 is shown in FIGS. 11 (d) and 12 (a). 12B, 12C, 12D, 12E, and 12F are output signals when the passband center frequency of the bandpass filter 14 is set in the same manner as in FIG.

図10(d)より明らかなように、送信パルス波形に第2高調波成分を意図的に重畳した場合でも、点反射体により散乱されて生ずる受信エコー信号については、加算器13の入力信号の第2高調波成分同士が、図2の場合の非線形伝播により生ずる第2高調波成分と同様に打ち消し合い、加算器13の出力信号の振幅がほぼゼロとなっている。一方、造影剤により散乱されて生ずる受信エコー信号については、図6の場合と同様に、加算器13による加算によって打ち消されることなく、第2〜第3高調波成分を多く含む充分な振幅を有するエコー信号が得られている。   As is clear from FIG. 10D, even when the second harmonic component is intentionally superimposed on the transmission pulse waveform, the received echo signal generated by being scattered by the point reflector is not the same as the input signal of the adder 13. The second harmonic components cancel each other in the same manner as the second harmonic component generated by nonlinear propagation in the case of FIG. 2, and the amplitude of the output signal of the adder 13 is almost zero. On the other hand, the received echo signal generated by being scattered by the contrast agent has a sufficient amplitude containing a large amount of the second to third harmonic components without being canceled by the addition by the adder 13 as in the case of FIG. An echo signal is obtained.

さらに、送信パルスの位相について、本発明の3パルス法の効果を得るために必要な誤差範囲について検討した結果について説明する。第2回目の送信パルスの位相が20゜ずれた場合について、加算器13の出力信号すなわち帯域通過フィルタ14の入力信号と、通過帯域中心周波数を基本波と第2高調波に合わせた場合のフィルタ出力信号を、図2の場合と同様に求めて、図13(b)、(c)に示す。同図(a)には、比較のために、図5の場合、すなわちPI法を位相誤差なしで実施できた場合の信号を示す。図13(c)は、第2回目の送信パルスの位相ずれ20゜に対応させて、第3回目の送信パルスの位相を10゜ずらして、3つの送信パルスの和信号がゼロになるように調整した場合である。   Further, the results of examining the error range necessary for obtaining the effect of the three-pulse method of the present invention for the phase of the transmission pulse will be described. When the phase of the second transmission pulse is shifted by 20 °, the output signal of the adder 13, that is, the input signal of the bandpass filter 14, and the filter when the passband center frequency is matched with the fundamental wave and the second harmonic wave The output signal is obtained in the same manner as in FIG. 2 and shown in FIGS. 13 (b) and 13 (c). For comparison, FIG. 5A shows signals in the case of FIG. 5, that is, when the PI method can be performed without phase error. In FIG. 13C, the phase of the third transmission pulse is shifted by 10 ° in correspondence with the phase shift of 20 ° of the second transmission pulse so that the sum signal of the three transmission pulses becomes zero. This is a case of adjustment.

送信パルスの包絡線信号を時間tの関数としてA(t)とすると、本発明に係る第1回目〜第3回目の送波パルスP1(t)、P2(t)、P3(t)は、位相誤差のないとき、
P1(t)=A(t)sinωt (1)
P2(t)=A(t)sin(ωt+2π/3) (2)
P3(t)=A(t)sin(ωt―2π/3) (3)
と書くことができる。このとき、
P1(t)+P2(t)+P3(t)=0 (4)
の関係が成り立っている。第2回目の送信パルスに位相誤差φを生じたとき、第2回目の送信パルスは、
P2(t)=A(t)sin(ωt+2π/3+φ) (5)
と書くことができる。このとき、第3回目の送信パルスを、
P3(t)=A3(t)sin(ωt―2π/3+φ/2) (6)
A3(t)=2A(t)cos(π/3+φ/2) (7)
と書けるよう調整すれば、位相誤差φにかかわらず、(4)式を成り立たせることができる。図13(c)は、そのような第3回目の送信パルスの補正を行った結果であり、第2回目の送信パルスの位相誤差にもかかわらず、加算器13の出力信号中の基本波成分を打ち消すことができている。(4)式が成立していることにより、一般的には、送信に用いるN個の送信パルス波形の和信号が実質的にゼロであることにより、N個の受信エコー信号を加算して得られる信号中の基本波成分が打ち消される。
Assuming that the envelope signal of the transmission pulse is A (t) as a function of time t, the first to third transmission pulses P1 (t), P2 (t), and P3 (t) according to the present invention are: When there is no phase error
P1 (t) = A (t) sinωt (1)
P2 (t) = A (t) sin (ωt + 2π / 3) (2)
P3 (t) = A (t) sin (ωt−2π / 3) (3)
Can be written. At this time,
P1 (t) + P2 (t) + P3 (t) = 0 (4)
The relationship is established. When a phase error φ occurs in the second transmission pulse, the second transmission pulse is
P2 (t) = A (t) sin (ωt + 2π / 3 + φ) (5)
Can be written. At this time, the third transmission pulse is
P3 (t) = A3 (t) sin (ωt−2π / 3 + φ / 2) (6)
A3 (t) = 2A (t) cos (π / 3 + φ / 2) (7)
(4) can be satisfied regardless of the phase error φ. FIG. 13C shows the result of performing such correction of the third transmission pulse, and the fundamental wave component in the output signal of the adder 13 despite the phase error of the second transmission pulse. Can be counteracted. Since the expression (4) holds, generally, the sum signal of N transmission pulse waveforms used for transmission is substantially zero, so that N reception echo signals are added. The fundamental wave component in the generated signal is canceled.

図14には、加算器13の出力信号の振幅のピーク・ツウ・ピーク(pp)値を、第2回目の送信パルスに与えた位相誤差の関数として示す。PI法を位相誤差なしで実施できた場合の値で規格化した信号振幅を、第3回目の送信パルスの補正なしの場合を実線(a)で、補正を行った場合を点線(b)で示している。位相誤差が20゜に達すると、第3回目の送信パルスの補正を行っても、軟部組織中の非線形伝播に由来し、造影剤に由来しない信号振幅が、従来のPI法の半分以上となり、本発明の効果が充分に発揮されないことになってしまう。この結果から、本発明の効果を充分に得るには、送信パルスの位相誤差を10゜程度以下とすることが望ましいと結論される。   FIG. 14 shows the peak-to-peak (pp) value of the amplitude of the output signal of the adder 13 as a function of the phase error given to the second transmission pulse. The signal amplitude normalized with the value when the PI method can be performed without phase error is indicated by a solid line (a) when the third transmission pulse is not corrected, and the dotted line (b) when the correction is performed. Show. When the phase error reaches 20 °, even if the third transmission pulse is corrected, the signal amplitude derived from non-linear propagation in the soft tissue and not derived from the contrast agent becomes more than half that of the conventional PI method. The effect of the present invention will not be exhibited sufficiently. From this result, it is concluded that the phase error of the transmission pulse is preferably about 10 ° or less in order to sufficiently obtain the effects of the present invention.

以上説明したように、本発明の基本形態1、2により、エコー信号の中から、軟部組織中の非線形伝播などに由来する信号成分を含まず、造影用マイクロハブルにのみ由来する信号を抽出することができる。さらに、帯域通過フィルタ14によりノイズが除去されて、S/N比が向上され、包絡線検出器16によりその包絡線信号が得られ、これがマイクロハブル系の造影剤の空間分布を表す信号としてスキャンコンバータ18に入力される。   As described above, according to the basic modes 1 and 2 of the present invention, the signal derived only from the contrast microhables is extracted from the echo signal without including the signal component derived from the non-linear propagation in the soft tissue. be able to. Further, the noise is removed by the band-pass filter 14, the S / N ratio is improved, and the envelope signal is obtained by the envelope detector 16, which is scanned as a signal representing the spatial distribution of the micro-havable contrast agent. Input to the converter 18.

一方、受信波形メモリ12中の1つのバンクに書き込まれた信号を帯域通過フィルタ15に通してS/N比を向上させた信号から、包絡線検出器17により包絡線信号を得て、これが軟部組織の位置と形態を表す信号としてスキャンコンバータ18に入力される。スキャンコンバータ18では、包絡線検出器17の出力信号を背景とし、これと識別するのに便利なように、異なる色調によって包絡線検出器16の出力信号が重畳されて表示部19に表示される。このようにして、検査対象である患者の体の中における造影剤の分布を、2次元または3次元画像によりわかりやすく表示できる。   On the other hand, an envelope signal is obtained by an envelope detector 17 from a signal whose S / N ratio is improved by passing a signal written in one bank in the reception waveform memory 12 through a band-pass filter 15, and this is a soft part. A signal representing the position and morphology of the tissue is input to the scan converter 18. In the scan converter 18, the output signal of the envelope detector 17 is used as a background, and the output signal of the envelope detector 16 is superimposed and displayed on the display unit 19 in different colors so that it can be easily distinguished from the background. . In this way, the distribution of the contrast medium in the body of the patient to be examined can be displayed in a clear manner by a two-dimensional or three-dimensional image.

上記の基本形態1、2では、軟部組織の位置と形態を表す信号として、受信波形メモリ12中の1つのバンクに書き込まれた信号をそのまま用いる場合について説明したが、一般的には、受信波形メモリ12中の3つのバンクに書き込まれた信号に適切な重みをつけた加算信号を用いることができる。   In the basic forms 1 and 2 described above, the case where a signal written in one bank in the reception waveform memory 12 is used as it is as a signal representing the position and form of the soft tissue has been described. An addition signal obtained by appropriately weighting the signals written in the three banks in the memory 12 can be used.

以上述べたように、本発明によれば、エコー信号の中から、軟部組織中の非線形伝播などに由来する信号成分を含まず、造影用マイクロハブルにのみ由来する信号を抽出し、これを造影用マイクロハブルの空間分布を表す信号として、軟部組織の位置と形態を表す背景上に、識別可能な色調で重畳して、2次元または3次元画像によりわかりやすく表示することができる。これにより、造影エコー像を基に確定診断を行うに足るS/N比の高い診断用画像を提供することが可能となる。このように、本発明を実施した装置の医用診断上の有用性はきわめて大きく、したがって、医用診断を支える工業における本発明の意義も、また、大きい。
(実施形態1)
As described above, according to the present invention, a signal derived only from a contrast-enhanced microhabble is extracted from an echo signal without including a signal component derived from non-linear propagation or the like in soft tissue. As a signal representing the spatial distribution of the microhabul for use, it can be displayed in an easily understandable manner in a two-dimensional or three-dimensional image by superimposing it in an identifiable color tone on the background representing the position and form of the soft tissue. As a result, it is possible to provide a diagnostic image having a high S / N ratio sufficient for performing a definitive diagnosis based on the contrast echo image. Thus, the medical diagnostic utility of the apparatus embodying the present invention is extremely great, and therefore, the significance of the present invention in the industry supporting medical diagnosis is also great.
(Embodiment 1)

次に、本発明の原理を利用した本発明の一実施形態について説明する。上述した本発明の基本形態1、2によれば、1枚の2次元画像を得るためにN回の送受信を行わなければならないのでフレームレートが低下する。一方、診断対象の部位によっては、得られるエコー信号の強度が微弱な場合、本発明の原理方法(以下、便宜的に、3パルス法と略称する。)により得られる画像の分解能と、従来のPI法(以下、便宜的に、2パルス法と略称する。)とにより得られる画像の分解能とに差異が生じない場合がある。このような場合は、フレームレートを高くした方が診断効率が優れる。そこで、3パルス法と2パルス法の2種の計測を行う機能を設け、それらの2つの機能を切換えて、いずれか一方の機能により計測可能にする本発明の超音波診断装置の一実施形態を図15に示す。   Next, an embodiment of the present invention using the principle of the present invention will be described. According to the basic aspects 1 and 2 of the present invention described above, the frame rate is lowered because N times of transmission / reception must be performed to obtain one two-dimensional image. On the other hand, depending on the region to be diagnosed, when the intensity of the obtained echo signal is weak, the resolution of the image obtained by the principle method of the present invention (hereinafter, abbreviated as the three-pulse method for convenience) In some cases, there is no difference in the resolution of an image obtained by the PI method (hereinafter, abbreviated as a two-pulse method for convenience). In such a case, a higher frame rate provides better diagnostic efficiency. Therefore, an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is provided that has a function of performing two types of measurement of a three-pulse method and a two-pulse method, and switches between these two functions to enable measurement by either one of the functions. Is shown in FIG.

図15に示すように、本実施形態は、図1に示した基本形態1に係る超音波診断装置に、2パルス法の計測を行う機能を付加するとともに、3パルス法と2パルス法の機能を切換えて、分解能優先またはフレームレート優先を選択できるようにしたことを特徴とする。したがって、送信波形メモリ5には、3パルス法用として共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を120゜ずつ回転させてなる位相が異なる3つの送信パルスの波形と、2パルス法用として共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を180゜ずつ回転させてなる位相が異なる2つの送信パルスの波形とが書き込まれている。そして、送信波形選択部4は、送受信シークエンス制御部6の指令に基づいて、3パルス法または2パルス法の送信パルスの波形を選択して送波ビームフォーマ3に出力するようになっている。   As shown in FIG. 15, the present embodiment adds a function of performing the measurement of the two-pulse method to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the basic form 1 shown in FIG. 1 and functions of the three-pulse method and the two-pulse method. , And the resolution priority or the frame rate priority can be selected. Therefore, the transmission waveform memory 5 includes three transmission pulse waveforms having different phases obtained by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave amplitude-modulated by a common envelope signal for each of the three-pulse methods by 120 °, and 2 For the pulse method, two transmission pulse waveforms with different phases are written by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave amplitude-modulated with a common envelope signal by 180 °. The transmission waveform selection unit 4 selects a transmission pulse waveform of the three-pulse method or the two-pulse method based on a command from the transmission / reception sequence control unit 6 and outputs it to the transmission beamformer 3.

また、3パルス法で得られた加算器13の出力は、帯域通過フィルタ14に送る前に、フレームメモリ20に一旦格納されるようになっている。このフレームメモリ20に記録されるデータは、例えば、走査変換して表示画像形式にしたもの、あるいは所謂RF信号を受信ビームに従い一旦記録した後にそれぞれのシーケンスで加算処理した結果を採用できる。RF信号の場合は、実部と虚部を有する複素信号で記録することもできる。   Further, the output of the adder 13 obtained by the three-pulse method is temporarily stored in the frame memory 20 before being sent to the band pass filter 14. The data recorded in the frame memory 20 may be, for example, data obtained by scanning conversion into a display image format, or a result obtained by temporarily recording a so-called RF signal according to a received beam and then performing addition processing in each sequence. In the case of an RF signal, it can be recorded as a complex signal having a real part and an imaginary part.

一方、送受信シークエンス制御部6による制御に従って、2パルス法による撮像シーケンスが実行されて得られる2つのエコー信号からなる時系列信号は、受波ビームフォーマ10により処理され、受波メモリ選択部11により選択された受信波形メモリ21中のバンクヘ一旦書き込まれる。受信波形メモリ21に、互いに加算すべき時系列信号がそろった後、加算器22により読み出されて互いに加算される。加算器22により加算された2つのエコー信号は、フレームメモリ23に格納される。このフレームメモリ23に格納されるデータは、フレームメモリ20と同様に構成することができる。   On the other hand, a time series signal composed of two echo signals obtained by executing an imaging sequence by the two-pulse method in accordance with control by the transmission / reception sequence control unit 6 is processed by the reception beamformer 10 and is received by the reception memory selection unit 11. The data is once written in the selected bank in the received waveform memory 21. After the time series signals to be added together are prepared in the reception waveform memory 21, they are read out by the adder 22 and added to each other. The two echo signals added by the adder 22 are stored in the frame memory 23. Data stored in the frame memory 23 can be configured in the same manner as the frame memory 20.

切換器24は、フレームメモリ20とフレームメモリ23に記録された加算器13と加算器22の出力のいずれか一方を、帯域通過フィルタ14に出力するようになっている。比較器25は、フレームメモリ20とフレームメモリ23に記録された加算器13と加算器22の出力を取り込み、3パルス法と2パルス法で得られたエコー信号を比較する。すなわち、フレームメモリ20とフレームメモリ23に記録されたエコー信号の画素ごとにデータ(例えば、輝度)の差を求めて、または比を求めて比較する。この比較結果は、比較結果メモリ26に画素ごとに格納するようになっている。なお、フレームメモリ20、フレームメモリ23および比較結果メモリ26は、同じ番地構成を有し、同じアドレス制御信号を使用することが可能である。判定部27は、比較結果メモリ26の全ての番地もしくは特定の番地に格納されている比較結果を、総合的に判定するようになっている。例えば、特定の番地の比較結果に差があっても、他の大部分の比較結果に差がなければ、全体としては差がないと判断するようになっている。この判定基準の詳細については、後述する。   The switch 24 outputs one of the outputs of the adder 13 and the adder 22 recorded in the frame memory 20 and the frame memory 23 to the band pass filter 14. The comparator 25 takes in the outputs of the adder 13 and the adder 22 recorded in the frame memory 20 and the frame memory 23 and compares the echo signals obtained by the 3-pulse method and the 2-pulse method. That is, a difference in data (for example, luminance) is obtained for each pixel of echo signals recorded in the frame memory 20 and the frame memory 23, or a ratio is obtained and compared. This comparison result is stored in the comparison result memory 26 for each pixel. The frame memory 20, the frame memory 23, and the comparison result memory 26 have the same address configuration and can use the same address control signal. The determination unit 27 comprehensively determines the comparison results stored in all addresses or specific addresses in the comparison result memory 26. For example, even if there is a difference in the comparison result of a specific address, if there is no difference in most other comparison results, it is determined that there is no difference as a whole. Details of this criterion will be described later.

判定部27は、その判定結果を送波選択制御部28に出力するとともに、切換器24を判定結果に基づいて切り換えるようになっている。送波選択制御部28は、判定部27から出力される判定結果に基づいて、3パルス法または2パルス法を選択して、送受信シークエンス制御部6に指令を送り、選択したシークエンスにより超音波診断装置を動作させるようになっている。また、その選択に合わせて、受信波形メモリ12、加算器13、フレームメモリ20、受信波形メモリ21、加算器22、フレームメモリ23、比較器25、比較結果メモリ26、および判定部27を制御するようになっている。   The determination unit 27 outputs the determination result to the transmission selection control unit 28 and switches the switch 24 based on the determination result. The transmission selection control unit 28 selects a 3-pulse method or a 2-pulse method based on the determination result output from the determination unit 27, sends a command to the transmission / reception sequence control unit 6, and performs ultrasonic diagnosis based on the selected sequence. The device is to be operated. Further, the reception waveform memory 12, the adder 13, the frame memory 20, the reception waveform memory 21, the adder 22, the frame memory 23, the comparator 25, the comparison result memory 26, and the determination unit 27 are controlled according to the selection. It is like that.

このように構成される実施形態の動作について、図16〜図18に示したフローチャートを参照して説明する。まず、送波選択制御部28は、送受信シークエンス制御部6に、3パルス法による計測を行って画像を得る指令を出力する(S1)。送受信シークエンス制御部6は、送信波形選択部4に対し送信波形メモリ5から3パルス用の送信パルスの波形を選択して出力するように指令する(S2)。送信ビームフォーマ3は、送受信シークエンス制御部6の指令に従い、送信波形選択部4から出力される3つの送信パルスを120°位相差で、切替スイッチ2を介して探触子1に順次送信する(S3)。受信ビームフォーマ10は、送受信シークエンス制御部6の指令に従い、切替スイッチ2を介して探触子1から入力されるエコー信号を取り込んで、周知の受信処理および整相加算処理を行って受波メモリ選択部11に出力する(S4)。受波メモリ選択部11は、3パルスに対応する3つのエコー信号を選択して、それぞれ受信波形メモリ12の対応するバンクに記録する(S5)。加算器13は、受信波形メモリ12に記録されている3パルスに対応した3つのエコー信号を加算し、その加算結果をフレームメモリ20に格納する(S6)。   The operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. First, the transmission selection control unit 28 outputs a command to obtain an image by performing measurement by the three-pulse method to the transmission / reception sequence control unit 6 (S1). The transmission / reception sequence control unit 6 instructs the transmission waveform selection unit 4 to select and output the waveform of the transmission pulse for 3 pulses from the transmission waveform memory 5 (S2). The transmission beamformer 3 sequentially transmits the three transmission pulses output from the transmission waveform selection unit 4 to the probe 1 via the changeover switch 2 with a 120 ° phase difference in accordance with a command from the transmission / reception sequence control unit 6 ( S3). The reception beamformer 10 takes in an echo signal input from the probe 1 via the changeover switch 2 in accordance with a command from the transmission / reception sequence control unit 6, performs a known reception process and phasing addition process, and performs a reception memory. It outputs to the selection part 11 (S4). The reception memory selection unit 11 selects three echo signals corresponding to the three pulses and records them in the corresponding banks of the reception waveform memory 12 (S5). The adder 13 adds three echo signals corresponding to the three pulses recorded in the reception waveform memory 12, and stores the addition result in the frame memory 20 (S6).

次に、図17に示すように、送波選択制御部28は、送受信シークエンス制御部6に、2パルス法による計測を行って画像を得る指令を出力する(S11)。送受信シークエンス制御部6は、送信波形選択部4に対し送信波形メモリ5から2パルス用の送信パルスの波形を選択して出力するように指令する(S12)。送信ビームフォーマ3は、送受信シークエンス制御部6の指令に従い、送信波形選択部4から出力される2つの送信パルスを180°位相差で、切替スイッチ2を介して探触子1に順次送信する(S13)。受信ビームフォーマ10は、送受信シークエンス制御部6の指令に従い、切替スイッチ2を介して探触子1から入力されるエコー信号を取り込んで、周知の受信処理および整相加算処理を行って受波メモリ選択部11に出力する(S14)。受波メモリ選択部11は、2パルスに対応する2つのエコー信号を選択して、それぞれ受信波形メモリ21の対応するバンクに記録する(S15)。加算器22は、受信波形メモリ21に記録されている2パルスに対応した2つのエコー信号を加算し、その加算結果をフレームメモリ23に格納する(S16)。   Next, as shown in FIG. 17, the transmission selection control unit 28 outputs a command for obtaining an image by performing measurement by the two-pulse method to the transmission / reception sequence control unit 6 (S11). The transmission / reception sequence control unit 6 instructs the transmission waveform selection unit 4 to select and output the waveform of the transmission pulse for two pulses from the transmission waveform memory 5 (S12). The transmission beamformer 3 sequentially transmits the two transmission pulses output from the transmission waveform selection unit 4 to the probe 1 via the changeover switch 2 with a 180 ° phase difference in accordance with a command from the transmission / reception sequence control unit 6 ( S13). The reception beamformer 10 takes in an echo signal input from the probe 1 via the changeover switch 2 in accordance with a command from the transmission / reception sequence control unit 6, performs a known reception process and phasing addition process, and performs a reception memory. It outputs to the selection part 11 (S14). The reception memory selection unit 11 selects two echo signals corresponding to two pulses and records them in the corresponding banks of the reception waveform memory 21 (S15). The adder 22 adds two echo signals corresponding to the two pulses recorded in the reception waveform memory 21 and stores the addition result in the frame memory 23 (S16).

比較器25は、フレームメモリ20とフレームメモリ23にそれぞれ格納されたエコー信号の加算結果を比較して、その結果を比較結果メモリ26に格納する(S21)。例えば、比較器25は、画像の輝度に相関する3パルス法と2パルス法のエコー信号の振幅を比較することができる。また、その比較結果は、それらの振幅の差、または振幅の比とすることができる。判定部27は、比較結果メモリ26に格納された比較結果に基づいて、総合的に判定して、判定結果を切換器24と送波選択制御部28に出力する(S22)。ここで、判定部27は、比較結果メモリ26のメモリ番地に格納された比較結果の全ての結果に基づいて、あるいは特定の番地に格納された比較結果を、総合的に判断して、3パルス法のエコー信号の振幅が2パルス法のエコー信号の振幅よりも振幅の差が設定値より大きいか否か判断する。この設定値は、キーボード等の操作卓から入力設定可能である。そして、3パルス法により得られるエコー信号が、2パルス法により得られるエコー信号の振幅よりも十分に大きいと認められる場合は、3パルス法による計測が有効であることから、その旨の判定結果を出力する。これに対して、3パルス法と2パルス法で差がないと認められる場合は、フレームレートを高くすることが好ましいことから、2パルス法による計測をすべきである旨の判定結果を出力する。切換器24は、判定結果に従って、フレームメモリ20またはフレームメモリ23の格納されているエコー信号を帯域通過フィルタ14に転送する(S23)。帯域通過フィルタ14は、入力されるエコー信号をフィルタ処理して包絡線検出器16に出力する(S24)。包絡線検出器16は、入力されるエコー信号の包絡線信号を検出し、検出した包絡線信号をスキャンコンバータ18に出力する(S25)。スキャンコンバータ18は、入力される包絡線信号を一旦記録した後、画像データに変換して表示部19に出力する(S26)。表示部19は、入力される画像データを表示画面に表示する。   The comparator 25 compares the addition results of the echo signals respectively stored in the frame memory 20 and the frame memory 23, and stores the result in the comparison result memory 26 (S21). For example, the comparator 25 can compare the amplitudes of the echo signals of the 3-pulse method and the 2-pulse method that correlate with the luminance of the image. The comparison result can be a difference in amplitude or a ratio of amplitudes. The determination unit 27 makes a comprehensive determination based on the comparison result stored in the comparison result memory 26, and outputs the determination result to the switch 24 and the transmission selection control unit 28 (S22). Here, the determination unit 27 comprehensively determines the comparison result stored on the memory address of the comparison result memory 26 or the comparison result stored on the specific address based on all the results of the comparison. It is determined whether the amplitude difference of the echo signal of the method is larger than the set value than the amplitude of the echo signal of the two-pulse method. This setting value can be input and set from a console such as a keyboard. If the echo signal obtained by the three-pulse method is recognized to be sufficiently larger than the amplitude of the echo signal obtained by the two-pulse method, the measurement result by the three-pulse method is effective. Is output. On the other hand, if it is recognized that there is no difference between the 3-pulse method and the 2-pulse method, it is preferable to increase the frame rate, so that a determination result indicating that measurement by the 2-pulse method should be output. . The switch 24 transfers the echo signal stored in the frame memory 20 or the frame memory 23 to the band pass filter 14 according to the determination result (S23). The band pass filter 14 filters the input echo signal and outputs it to the envelope detector 16 (S24). The envelope detector 16 detects the envelope signal of the input echo signal, and outputs the detected envelope signal to the scan converter 18 (S25). The scan converter 18 once records the input envelope signal, converts it into image data, and outputs it to the display unit 19 (S26). The display unit 19 displays input image data on a display screen.

なお、本実施形態においても、基本形態1、2で説明したように、3パルス法または2パルス法による計測以外に、通常のBモード像計測を行い、そのエコー信号を帯域通過フィルタ15および包絡線検出器17によって処理し、これにより得られる画像データに、スキャンコンバータ18において3パルス法または2パルス法によって計測された造影画像データを組み合わせて、表示器19に表示させるようにすることができる。   Also in this embodiment, as described in the basic modes 1 and 2, in addition to the measurement by the 3-pulse method or the 2-pulse method, normal B-mode image measurement is performed, and the echo signal is transmitted to the band-pass filter 15 and the envelope. The image data processed by the line detector 17 and the image data obtained thereby can be combined with the contrast image data measured by the scan converter 18 by the three-pulse method or the two-pulse method and displayed on the display 19. .

また、本実施形態では、3パルス法と2パルス法の切り換えを、比較器25と判定部27により自動的に行うようにしたが、本発明はこれに限らず、次に述べるように種々変形することができる。例えば、診断部位、診断深度、使用周波数等の条件に応じ、用手法により検査者の意思に基づいて切り替えることができる。また、それらの条件に応じて、予め設定した手順により切り替えるようにすることもできる。   In the present embodiment, the switching between the three-pulse method and the two-pulse method is automatically performed by the comparator 25 and the determination unit 27. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made as described below. can do. For example, according to conditions such as a diagnostic part, a diagnostic depth, a use frequency, and the like, switching can be performed based on an examiner's intention by using a technique. Moreover, it can also be made to switch by a preset procedure according to those conditions.

また、上記の判定部27における判断において、深度方向あるいはビーム走査方向などの条件に応じて、比較対象の物理量に重みをつけて総合判定することもできる。さらに、経時的な複数の画像に基づいて評価を行うことも加えることができる。   Further, in the determination by the determination unit 27 described above, it is possible to make a comprehensive determination by weighting the physical quantity to be compared in accordance with conditions such as the depth direction or the beam scanning direction. Furthermore, it is possible to add an evaluation based on a plurality of images over time.

さらに、3パルス法と2パルス法の計測結果に基づいて切り替える方法に代えて、送波パルスの音圧に応じて3パルス法と2パルス法を切り替えるようにすることができる。つまり、図2で説明したように、音圧に比例した振幅信号が十分に大きい場合は、3パルス法による3つのエコー信号を加算すると、基本波成分が消滅してノイズの少ない造影画像が得られる。この造影画像は、図5で説明した2パルス法の造影画像よりもノイズが少ない。しかし、音圧が低い場合は、両者の造影画像の分解能に差がなくなることが考えられる。造影画像の画質に差がなければ、フレームレートの高い2パルス法が診断効率に優れる。そこで、エコー信号の強度を監視して、強度が設定値より大きいときには3パルス法に切り替え、強度が設定値より低下した場合は2パルス法に切り替えるようにすることができる。この設定値も、操作卓から入力可能である。   Furthermore, instead of the method of switching based on the measurement results of the 3-pulse method and 2-pulse method, the 3-pulse method and 2-pulse method can be switched according to the sound pressure of the transmitted pulse. That is, as described with reference to FIG. 2, when the amplitude signal proportional to the sound pressure is sufficiently large, the addition of three echo signals by the three-pulse method eliminates the fundamental wave component and obtains a contrast image with less noise. It is done. This contrast image has less noise than the two-pulse contrast image described in FIG. However, when the sound pressure is low, it is conceivable that there is no difference in the resolution between the contrast images. If there is no difference in the image quality of the contrast image, the two-pulse method with a high frame rate is excellent in diagnostic efficiency. Therefore, the intensity of the echo signal can be monitored and switched to the 3-pulse method when the intensity is greater than the set value, and switched to the 2-pulse method when the intensity falls below the set value. This set value can also be input from the console.

以上説明したように、本実施形態によれば、造影剤を用いて画質に優れた造影画像を得ることができる3パルス法と、フレームレートが高い2パルス法の両方の計測機能を備えていることから、診断の狙いに応じてそれらを使い分けることができ、使い勝手に優れた超音波診断装置を実現できる。
(実施形態2)
As described above, according to the present embodiment, the measurement function of both the three-pulse method capable of obtaining a contrast image with excellent image quality using a contrast agent and the two-pulse method having a high frame rate is provided. Therefore, they can be used properly according to the purpose of diagnosis, and an ultrasonic diagnostic apparatus excellent in usability can be realized.
(Embodiment 2)

実施形態1の3パルス法のフレームレートを改善する一実施形態の超音波診断装置の構成を図19および図20に示す。本実施形態の特徴は、共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を60゜ずつ回転させてなる位相が異なる6種類の送信パルスを繰り返し送信する。そして、送信パルスに合わせて6種類のエコー信号を受信波形メモリに保持するとともに、次に同一位相のエコー信号を受信したときに上書きするようにする。その結果、受信波形メモリには、常に、位相が60゜ずつ異なる6種類のエコー信号が保持されることになる。   FIGS. 19 and 20 show the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment that improves the frame rate of the three-pulse method according to the first embodiment. A feature of the present embodiment is that six types of transmission pulses having different phases obtained by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave amplitude-modulated by a common envelope signal by 60 ° are repeatedly transmitted. Then, six types of echo signals are held in the reception waveform memory in accordance with the transmission pulse, and are overwritten when the next echo signal having the same phase is received. As a result, the received waveform memory always holds six types of echo signals whose phases are different by 60 °.

そこで、受信波形メモリから位相が120°ずつ異なる3種類のエコー信号を読み出して加算処理することにより、3パルス法の造影画像が得られる。この読み出す3種類のエコー信号の組を、送信パルスの間隔ごとに、位相を60°ずつずらしながら実行すると、送信パルスの送信間隔と同じ間隔で、3パルス法による1フレームの造影画像が得られる。したがって、フレームレートを下げることなく、通常のBモード像のフレームレートにより3パルス法の造影画像を得ることができる。   Therefore, a three-pulse contrast image is obtained by reading out and adding three types of echo signals whose phases are different by 120 ° from the received waveform memory. When this set of three kinds of echo signals to be read is executed while shifting the phase by 60 ° for each transmission pulse interval, a one-frame contrast image by the three-pulse method is obtained at the same interval as the transmission pulse transmission interval. . Therefore, a three-pulse contrast image can be obtained at a normal B-mode image frame rate without reducing the frame rate.

以下、図を用いて、詳細に説明する。図19に示すように、本実施形態は、図1の実施形態の受波メモリ選択部11と帯域通過フィルタ14、15との間に、画像データ収集部30を設け、この画像データ収集部30を図20に示すように構成したことを特徴とする。また、送信波形選択部4、送信波形メモリ5および送受信シークエンス制御部6の機能構成が相違する。すなわち、送信波形メモリ5には、共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相が60゜ずつ異なる6種類(0°、60°、120°、180°、240°、300°)の送信パルスが格納されている。送信波形選択部4は、送受信シークエンス制御部6の指令に基づいて、6種類の送信パルスを繰り返し選択して送信するように構成されている。   Hereinafter, it demonstrates in detail using figures. As shown in FIG. 19, in the present embodiment, an image data collection unit 30 is provided between the reception memory selection unit 11 and the bandpass filters 14 and 15 of the embodiment of FIG. 20 is configured as shown in FIG. Further, the functional configurations of the transmission waveform selection unit 4, the transmission waveform memory 5, and the transmission / reception sequence control unit 6 are different. That is, in the transmission waveform memory 5, there are six types (0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 °, 300 °) in which the phase of the ultrasonic carrier wave modulated by the common envelope signal is different by 60 °. ) Is stored. The transmission waveform selection unit 4 is configured to repeatedly select and transmit six types of transmission pulses based on a command from the transmission / reception sequence control unit 6.

一方、画像データ収集部30は、図20に示すように、6種類の送信パルスに対応するエコー信号をそれぞれ記憶する6つの受信波形メモリ31a〜31fを備えて構成されている。これらの受信波形メモリ31a〜31fに格納されているエコー信号a〜fは、エコー信号選択部32により読み出し可能に形成されている。エコー信号選択部32は、6種類のエコー信号a〜fを取り込み、位相が120°ずつ異なる3つのエコー信号を選択するように構成されている。これにより選択されたれた3つのエコー信号は加算器33において加算される。なお、受信波形メモリ31a〜31f、エコー信号選択部32および加算器33は、エコー信号選択制御部34により制御されるようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 20, the image data collection unit 30 includes six reception waveform memories 31 a to 31 f that respectively store echo signals corresponding to six types of transmission pulses. The echo signals a to f stored in the reception waveform memories 31 a to 31 f are formed so as to be readable by the echo signal selection unit 32. The echo signal selection unit 32 is configured to take in six types of echo signals a to f and select three echo signals having phases different by 120 °. The three echo signals thus selected are added by the adder 33. The reception waveform memories 31a to 31f, the echo signal selection unit 32, and the adder 33 are controlled by an echo signal selection control unit 34.

まず、エコー信号選択制御部34は、送受信シークエンス制御部6の指令に基づいて、超音波の送受信タイミングに合わせて、受波メモリ選択部11から出力されるエコー信号を格納する受信波形メモリ31a〜31fを順次切り替える。また、その切り替えに合わせて、エコー信号選択制御部34は、エコー信号選択部32に6種類のエコー信号a〜fを取り込ませるとともに、位相が120°ずつ異なる3種類のエコー信号を選択させる。つまり、エコー信号選択部32は、6種類のエコー信号a〜fから組合せが異なる3種類のエコー信号を選択する機能を有する。例えば、ある送受信タイミングにて、エコー信号(a、c、e)を選択する。次の送受信タイミングにて、エコー信号(b、d、f)を選択する。さらに次の送受信タイミングにて、エコー信号(c、e、a)を選択する。   First, the echo signal selection control unit 34 stores the echo signal output from the reception memory selection unit 11 in accordance with the transmission / reception timing of the ultrasonic wave based on the command of the transmission / reception sequence control unit 6. 31f is sequentially switched. In accordance with the switching, the echo signal selection control unit 34 causes the echo signal selection unit 32 to capture the six types of echo signals a to f and to select three types of echo signals having phases different by 120 °. That is, the echo signal selection unit 32 has a function of selecting three types of echo signals having different combinations from the six types of echo signals a to f. For example, an echo signal (a, c, e) is selected at a certain transmission / reception timing. The echo signal (b, d, f) is selected at the next transmission / reception timing. Further, the echo signal (c, e, a) is selected at the next transmission / reception timing.

エコー信号選択部32により選択された120°ずつ位相が異なるエコー信号は、加算器33にて加算されて、図2で説明したように基本波成分等が打ち消されたエコー信号が得られる。この加算器33の出力を、図19の帯域通過フィルタ14に出力することにより、3パルス法の造影画像を得ることができる。   The echo signals selected by the echo signal selection unit 32 and having different phases by 120 ° are added by the adder 33 to obtain an echo signal in which the fundamental wave component is canceled as described with reference to FIG. By outputting the output of the adder 33 to the band-pass filter 14 of FIG. 19, a contrast image of the three-pulse method can be obtained.

以上説明したように、本実施形態によれば、通常のBモード像のフレームレートにより、画質に優れた3パルス法の造影画像を得ることができる。
(実施形態3)
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a three-pulse contrast image with excellent image quality at the frame rate of a normal B-mode image.
(Embodiment 3)

図21に、画像データ収集部30の他の実施形態の構成図を示す。本実施形態は、3パルス法と2パルス法の造影画像データを同時に収集することができる実施形態である。本実施形態が図19および図20に示した実施形態2と異なる点は、画像データ収集部30の構成にある。つまり、図21に示すように、3パルス法用のエコー信号選択部32に並列に2パルス法用のエコー信号選択部35が設けられ、これに合わせて加算器36が設けられ、さらに加算器33と加算器36の出力を取り込み、相関処理を行って造影画像データを生成する相関処理部37が設けられていることにある。   In FIG. 21, the block diagram of other embodiment of the image data collection part 30 is shown. In this embodiment, contrast image data of the 3-pulse method and 2-pulse method can be collected simultaneously. The difference between the present embodiment and the second embodiment shown in FIGS. 19 and 20 is the configuration of the image data collection unit 30. That is, as shown in FIG. 21, an echo signal selection unit 35 for the two-pulse method is provided in parallel with the echo signal selection unit 32 for the three-pulse method, and an adder 36 is provided in accordance with this, and further an adder 33 is provided with a correlation processing unit 37 that takes in the outputs of 33 and the adder 36 and performs correlation processing to generate contrast image data.

ここで、3パルス法用のエコー信号選択部32と加算器33の構成および動作は図20によって説明したのと同様である。エコー信号選択部35は、6種類のエコー信号a〜fを取り込み、位相が180°ずつ異なる2つのエコー信号を選択するように構成されている。これにより選択された2つのエコー信号は加算器36において加算される。また、エコー信号選択部35および加算器36は、エコー信号選択制御部34により制御されるようになっている。   Here, the configurations and operations of the echo signal selection unit 32 and the adder 33 for the three-pulse method are the same as described with reference to FIG. The echo signal selection unit 35 is configured to take in six types of echo signals a to f and select two echo signals whose phases are different by 180 °. The two echo signals thus selected are added by the adder 36. The echo signal selection unit 35 and the adder 36 are controlled by the echo signal selection control unit 34.

本実施形態の動作を説明する。まず、エコー信号選択制御部34は、送受信シークエンス制御部6の指令に基づいて、超音波の送受信タイミングに合わせて、受波メモリ選択部11から出力されるエコー信号を格納する受信波形メモリ31a〜31fを順次切り替える。エコー信号選択部32は、実施形態2で説明したと同様に、エコー信号選択制御部34の指令に従って、超音波の送受信タイミングに合わせて、6種類のエコー信号a〜fから位相が120°ずつ異なる3種類のエコー信号を選択する。一方、エコー信号選択部35は、エコー信号選択制御部34の指令に従って、6種類のエコー信号a〜fから位相が180°異なる2種類のエコー信号を選択する機能を有する。例えば、ある送受信タイミングにて、エコー信号(a、d)を選択する。次の送受信タイミングにて、エコー信号(b、e)を選択する。さらに次の送受信タイミングにて、エコー信号(c、f)を選択する。そして、この選択動作を繰り返す。エコー信号選択部35により選択された180°ずつ位相が異なるエコー信号は、加算器36にて加算されて、図5で説明したように、基本波成分同士は打ち消し合い、第2高調波成分同士が強調し合ったエコー信号が得られる。   The operation of this embodiment will be described. First, the echo signal selection control unit 34 stores the echo signal output from the reception memory selection unit 11 in accordance with the transmission / reception timing of the ultrasonic wave based on the command of the transmission / reception sequence control unit 6. 31f is sequentially switched. In the same manner as described in the second embodiment, the echo signal selection unit 32 has a phase of 120 degrees from the six types of echo signals a to f in accordance with the transmission / reception timing of the ultrasonic wave according to the command of the echo signal selection control unit 34. Three different types of echo signals are selected. On the other hand, the echo signal selection unit 35 has a function of selecting two types of echo signals whose phases are different from each other by 180 ° from the six types of echo signals a to f in accordance with an instruction from the echo signal selection control unit 34. For example, the echo signal (a, d) is selected at a certain transmission / reception timing. The echo signal (b, e) is selected at the next transmission / reception timing. Further, the echo signal (c, f) is selected at the next transmission / reception timing. Then, this selection operation is repeated. The echo signals selected by the echo signal selection unit 35 and having phases different by 180 ° are added by the adder 36, so that the fundamental components cancel each other and the second harmonic components cancel each other as described in FIG. Echo signals emphasized by each other are obtained.

このようにして、超音波の送受信タイミングのたびに、加算器33と加算器36から、3パルス法および2パルス法のエコー信号(造影画像データ)が同時に得られる。これらの3パルス法および2パルス法の造影画像データは、相関処理部37に入力される。相関処理部37は、3パルス法と2パルス法のどちらの造影画像を表示部に表示させるかを判定する。この判定基準は、実施形態1で説明した判定部27の判定基準を適用することができる。この場合に、両者の造影画像の画素ごとに判定し、画素ごとに切換えて3パルス法と2パルス法の造影画像が混在した1フレームの造影画像を生成することもできる。このようにして相関処理部37から出力される造影画像データは帯域通過フィルタ14に入力され、包絡線検出器16とスキャンコンバータ18にて処理された後、表示部19にて画像表示される。   In this way, echo signals (contrast image data) of the 3-pulse method and the 2-pulse method are obtained simultaneously from the adder 33 and the adder 36 at every ultrasonic transmission / reception timing. The contrast image data of the three-pulse method and the two-pulse method are input to the correlation processing unit 37. The correlation processing unit 37 determines which one of the three-pulse method and the two-pulse method is displayed on the display unit. As this determination criterion, the determination criterion of the determination unit 27 described in the first embodiment can be applied. In this case, it is possible to determine for each pixel of both contrast images, and switch to each pixel to generate a one-frame contrast image in which contrast images of the three-pulse method and the two-pulse method are mixed. The contrast image data output from the correlation processing unit 37 in this way is input to the band pass filter 14, processed by the envelope detector 16 and the scan converter 18, and then displayed on the display unit 19.

なお、相関処理部37に代えて、単なる切換器とし、用手法的にいずれかの造影画像を選択して切り替えることも可能である。また、実施形態1で説明したように、診断部位、診断深度、使用周波数等の条件に応じて切り替えることができる。さらに、それらの条件に応じて、予め設定した手順により切り替えるようにすることもできる。また、相関処理部37は、深度方向あるいはビーム走査方向などの条件に応じて、比較対象の物理量に重みをつけて総合判定することもできる。さらに、経時的な複数の画像に基づいて評価を行うことも加えることができる。   It should be noted that instead of the correlation processing unit 37, it is possible to use a simple switch and select and switch any contrast image in a practical manner. Further, as described in the first embodiment, switching can be performed according to conditions such as a diagnostic part, a diagnostic depth, and a use frequency. Further, switching can be performed according to a preset procedure in accordance with these conditions. Further, the correlation processing unit 37 can also make a comprehensive determination by assigning a weight to the physical quantity to be compared in accordance with conditions such as the depth direction or the beam scanning direction. Furthermore, it is possible to add an evaluation based on a plurality of images over time.

また、相関処理部37を省略し、帯域通過フィルタと包絡線検出器を1系列増やして、表示部19に3パルス法と2パルス法の造影画像を個別に表示することもできる。   Further, the correlation processing unit 37 can be omitted, and the band-pass filter and the envelope detector can be increased by one series, and the contrast image of the 3-pulse method and the 2-pulse method can be individually displayed on the display unit 19.

本発明の基本形態の超音波診断装置の全体構成図を示す。1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a basic form of the present invention. 本発明の3パルス法により得られる非線形伝播特性をもつ生体軟部組織中の点反射体からのエコー信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the echo signal from the point reflector in the biological soft tissue which has the nonlinear propagation characteristic obtained by the 3 pulse method of this invention. PI法の原理を、直列4気筒4ストロークエンジンの振動の原理に基づいて説明する図である。It is a figure explaining the principle of PI method based on the principle of vibration of an in-line 4 cylinder 4 stroke engine. 本発明の3パルス法の原理を、直列6気筒4ストロークエンジンの振動の原理に基づいて説明する図である。It is a figure explaining the principle of the 3 pulse method of this invention based on the principle of a vibration of an inline 6 cylinder 4 stroke engine. PI法により得られる非線形伝播特性をもつ生体軟部組織中の点反射体からのエコー信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the echo signal from the point reflector in the biological soft tissue which has the nonlinear propagation characteristic obtained by PI method. 本発明の3パルス法により得られるマイクロハブル系の造影剤による散乱エコー信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the scattering echo signal by the micro-habble type contrast agent obtained by the 3 pulse method of this invention. 本発明の3パルス法により得られるマイクロハブル系の造影剤による散乱エコー信号の帯域通過フィルタ通過後の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform after the band-pass filter of the scattered echo signal by the micro-habble type contrast agent obtained by the 3 pulse method of this invention. PI法により得られるマイクロハブル系の造影剤による散乱エコー信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the scattering echo signal by the micro-habble type contrast agent obtained by PI method. PI法により得られるマイクロハブル系の造影剤による散乱エコー信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the scattering echo signal by the micro-habble type contrast agent obtained by PI method. 本発明の3パルス法において、送信パルスに第2高調波を意図的に重畳した場合に得られる生体軟部組織中の点反射体からのエコー信号の一例を示す図である。In the 3-pulse method of this invention, it is a figure which shows an example of the echo signal from the point reflector in the biological soft tissue obtained when a 2nd harmonic is intentionally superimposed on a transmission pulse. 本発明の3パルス法において、送信パルスに第2高調波を意図的に重畳した場合に得られるマイクロハブル系の造影剤による散乱エコー信号の一例を示す図である。In the three-pulse method of this invention, it is a figure which shows an example of the scattering echo signal by the contrast agent of a microhavable system obtained when a 2nd harmonic is intentionally superimposed on a transmission pulse. 本発明の3パルス法において、送信パルス波に第2高調波を意図的に重畳した場合に得られるマイクロハブル系の造影剤による散乱エコー信号の帯域通過フィルタ通過後の波形の一例を示す図である。In the three-pulse method of this invention, it is a figure which shows an example of the waveform after a band-pass filter of the scattered echo signal by the micro-habble type contrast agent obtained when a 2nd harmonic is intentionally superimposed on a transmission pulse wave. is there. 本発明の3パルス法において、送波パルスの位相に誤差があった場合に得られる生体軟部組織中の点反射体からのエコー信号の加算器出力信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the adder output signal of the echo signal from the point reflector in the biological soft tissue obtained when there is an error in the phase of the transmitted pulse in the three-pulse method of the present invention. 本発明の3パルス法において、送波パルスの位相に誤差があった場合に得られる生体軟部組織中の点反射体からのエコー信号の加算器出力信号の振幅の位相誤差依存性を示す図である。In the three-pulse method of the present invention, it is a diagram showing the phase error dependence of the amplitude of the adder output signal of the echo signal from the point reflector in the living soft tissue obtained when there is an error in the phase of the transmitted pulse is there. 本発明の一実施の形態の超音波診断装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 図15実施形態の3パルス法の処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the 3 pulse method of FIG. 15 embodiment. 図15実施形態の2パルス法の処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation of the 2 pulse method of FIG. 15 embodiment. 図15実施形態の3パルス法と2パルス法により得られたエコー信号に基づいて表示させる画像を自動的に判断する処理動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the processing operation | movement which determines automatically the image displayed based on the echo signal obtained by the 3 pulse method and 2 pulse method of FIG. 15 embodiment. 本発明の他の実施形態の超音波診断装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the ultrasound diagnosing device of other embodiment of this invention. 図19の一実施形態の要部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the principal part of one Embodiment of FIG. 図19の一実施の形態の要部の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of a structure of the principal part of one Embodiment of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波探触子
2 切替スイッチ
3 送波ビームフォーマ
4 送信波形選択部
5 送信波形メモリ
6 送受信シークエンス制御部
10 受波ビームフォーマ
11 受波メモリ選択部
12、21 受信波形メモリ
13、22 加算器
14、15 帯域通過フィルタ
16、17 包絡線検出器
18 スキャンコンバータ
19 表示部
20、23 フレームメモリ
24 切換器
25 比較器
26 比較結果メモリ
27 判定部
28 送波選択制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Changeover switch 3 Transmission beam former 4 Transmission waveform selection part 5 Transmission waveform memory 6 Transmission / reception sequence control part 10 Reception beam former 11 Reception memory selection part 12, 21 Reception waveform memory 13, 22 Adder 14, 15 Bandpass filter 16, 17 Envelope detector 18 Scan converter 19 Display unit 20, 23 Frame memory 24 Switcher 25 Comparator 26 Comparison result memory 27 Judgment unit 28 Transmission selection control unit

Claims (9)

N個(但し、Nは3以上の整数)の送信パルスを共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を360゜/Nずつ回転させて形成し、前記N個の送信パルスを超音波探触子から被検体に順次送波し、前記超音波探触子により受波されるN個のエコー信号を加算した信号に基づいて一つの画像を再構成して表示する超音波診断装置。   N transmission pulses (where N is an integer greater than or equal to 3) are formed by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave whose amplitude is modulated by a common envelope signal by 360 ° / N. The N transmission pulses Is sequentially transmitted from the ultrasonic probe to the subject, and one image is reconstructed and displayed based on a signal obtained by adding N echo signals received by the ultrasonic probe. Diagnostic device. 前記Nが6であり、6個の前記送信パルスを繰り返し送波し、前記各送信パルスに対応する6個の前記エコー信号をメモリに繰り返し格納し、該メモリに格納された6個の前記エコー信号のうち前記搬送波の位相が互いに120°離れた3個の前記エコー信号を加算した信号に基づいて前記一の画像を再構成することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。   The N is 6, the six transmission pulses are repeatedly transmitted, the six echo signals corresponding to the transmission pulses are repeatedly stored in a memory, and the six echoes stored in the memory are stored. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the one image is reconstructed based on a signal obtained by adding three echo signals whose phases of the carrier wave are 120 ° apart from each other. 前記N個の送信パルスの前記搬送波の位相は、±10°の許容誤差を有することを特徴とする請求項1または2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the phase of the carrier wave of the N transmission pulses has an allowable error of ± 10 °. N個(但し、Nは3以上の整数)の送信パルスを共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を360゜/Nずつ回転させて形成し、前記N個の送信パルスを超音波探触子から被検体に順次送波し、前記超音波探触子により受波されるN個のエコー信号を加算した信号に基づいて一の画像を再構成する第1の計測手段と、
超音波の搬送波の位相を180゜回転させて形成された2個の送信パルスを前記超音波探触子から前記被検体に順次送波し、前記超音波探触子により受波される2個のエコー信号を加算した信号に基づいて一の画像を再構成する第2の計測手段とを備えてなる超音波診断装置。
N transmission pulses (where N is an integer greater than or equal to 3) are formed by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave whose amplitude is modulated by a common envelope signal by 360 ° / N. The N transmission pulses Are sequentially transmitted from the ultrasonic probe to the subject, and a first measuring means for reconstructing one image based on a signal obtained by adding N echo signals received by the ultrasonic probe. When,
Two transmission pulses formed by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave by 180 ° are sequentially transmitted from the ultrasonic probe to the subject and received by the ultrasonic probe. And a second measuring means for reconstructing one image based on a signal obtained by adding the echo signals.
前記第1の計測手段と前記第2の計測手段を切り換える切換手段を有することを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, further comprising a switching unit that switches between the first measuring unit and the second measuring unit. 前記切換手段は、前記第1の計測手段と前記第2の計測手段の前記加算信号を比較して、前記第1の計測手段と前記第2の計測手段を切り換えることを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。   6. The switching means switches the first measuring means and the second measuring means by comparing the addition signals of the first measuring means and the second measuring means. An ultrasonic diagnostic apparatus according to 1. 6個の送信パルスを共通の包絡線信号で振幅変調された超音波の搬送波の位相を60゜ずつ回転させて形成する送信パルス形成手段と、該6個の送信パルスを時間をずらして超音波探触子から被検体に繰り返し送波する送波制御手段と、前記超音波探触子により受波される6個のエコー信号をそれぞれ格納するメモリと、該メモリに格納された6個の前記エコー信号のうち前記搬送波の位相が互いに120°離れた3個の前記エコー信号を選択して加算する第1の処理手段と、前記メモリに格納された6個の前記エコー信号のうち前記搬送波の位相が互いに180°離れた2個の前記エコー信号を選択して加算する第2の処理手段と、前記第1と第2の処理手段により加算された信号に基づいて少なくとも一の画像を再構成する画像生成手段と、該再構成された画像を表示する表示手段とを備えてなる超音波診断装置。   Transmission pulse forming means for forming six transmission pulses by rotating the phase of an ultrasonic carrier wave whose amplitude is modulated by a common envelope signal by 60 °, and ultrasonic waves by shifting the six transmission pulses by shifting the time Transmission control means for repeatedly transmitting from the probe to the subject, a memory for storing each of the six echo signals received by the ultrasonic probe, and the six of the above-mentioned stored in the memory First processing means for selecting and adding three echo signals whose phases of the carrier wave are 120 ° apart from each other among the echo signals, and among the six echo signals stored in the memory, A second processing means for selecting and adding two echo signals whose phases are 180 ° apart from each other; and at least one image is reconstructed based on the signals added by the first and second processing means Image generation means to And an ultrasonic diagnostic apparatus comprising display means for displaying the reconstructed image. 前記画像生成手段は、前記第1の処理手段により加算された信号に基づいて第1の画像を生成する第1の手段と、前記第2の処理手段により加算された信号に基づいて第2の画像を生成する第2の手段とを有し、
前記表示手段は、前記第1と第2の画像を並べて表示することを特徴とする請求項7に記載の超音波診断装置。
The image generation means includes a first means for generating a first image based on the signal added by the first processing means, and a second based on the signal added by the second processing means. A second means for generating an image;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7, wherein the display unit displays the first and second images side by side.
前記表示手段は、前記第1と第2の画像の少なくとも一部を組み合わせて一の画像に合成して表示することを特徴とする請求項8に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8, wherein the display unit combines and displays at least a part of the first and second images into one image.
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