JP2008167876A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimally generate a wave transmission beam shape by changing the weighting in the time axis direction of the drive signals of a plurality of vibrators constituting an aperture. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a plurality of drive signal generation parts respectively corresponding to the plurality of vibrators constituting the aperture of an ultrasonic probe for transmitting ultrasonic waves to an object. Each drive signal generation part comprises: a delay part 11 operated in response to transmission start signals; a waveform generation part 12 for generating the drive signals of a variably set waveform in response to the drive start signals outputted from the delay part; and a weighting part 13 for weighting the amplitude of the drive signals outputted from the waveform generation part and outputting them to the corresponding vibrator. The weighting part is formed so as to variably set the weighting of the amplitude of the drive signals differently in the time axis direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に係り、特に、断層像撮像モードや血流計測モードなどの計測モードに対応した解像度の画像を生成するのに適した超音波の送波ビームを生成する技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for generating an ultrasonic transmission beam suitable for generating an image having a resolution corresponding to a measurement mode such as a tomographic imaging mode or a blood flow measurement mode. .

超音波診断装置は、複数の超音波振動子を配列した探触子を用いて被検体内に超音波を送受信し、複数の超音波振動子で受信した被検体内からの反射エコー信号を信号処理し、断層像や血流情報などの画像情報を生成して診断に資するものである。画像情報としては、反射エコー信号に所定の信号処理を施してドプラ信号を抽出して血流の速度と方向など求めて画像化することも行われている。一般に、血流計測モードの場合、断層像を見ながら血管の観察部位を位置決めして血流情報を計測していることから、断層像撮像モードと血流計測モードで同一の探触子を用いている。   An ultrasonic diagnostic apparatus transmits and receives ultrasonic waves into a subject using a probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged, and signals reflected echo signals received from the plurality of ultrasonic transducers from within the subject. The image is processed to generate image information such as tomographic images and blood flow information, which contributes to diagnosis. As the image information, the reflected echo signal is subjected to predetermined signal processing to extract a Doppler signal, and a blood flow velocity and direction are obtained and imaged. Generally, in the blood flow measurement mode, blood flow information is measured by locating the blood vessel observation site while viewing the tomographic image, so the same probe is used in the tomographic imaging mode and the blood flow measurement mode. ing.

また、断層像撮像モードでは画像の分解能を上げて観察しやすくするために、超音波の送波ビームをできるだけ細くすることが要求される。しかし、送波ビームを細くするとサイドローブが発生し、アーチファクトを発生させたり、断層像のS/Nを低下させて画質劣化の原因となる。一方、血流計測モードではドプラ信号を得る血球からの反射エコー信号の強度が極めて弱いため、アーチファクトが血球からの反射エコー信号に混入するとドプラ信号を得ることが困難となるため、血管壁や心臓壁のアーチファクトを低減する必要がある。   Further, in the tomographic imaging mode, it is required to make the ultrasonic transmission beam as thin as possible in order to increase the resolution of the image for easy observation. However, if the transmitted beam is made narrower, side lobes are generated, causing artifacts and reducing the S / N of tomographic images, leading to image quality degradation. On the other hand, in the blood flow measurement mode, the intensity of the reflected echo signal from the blood cell that obtains the Doppler signal is extremely weak, and it becomes difficult to obtain the Doppler signal if artifacts are mixed in the reflected echo signal from the blood cell. There is a need to reduce wall artifacts.

そこで、特許文献1には、複数の超音波振動子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号の振幅を変える重み付け関数を、撮像モードや計測モード毎に設定しておき、それぞれの計測モードに適した送波ビームを生成することが提案されている。つまり、口径と称される複数の超音波振動子を同一時に駆動し、それらの超音波振動子から放射される超音波を合成して1つの送波ビームを生成する。このとき、超音波振動子を駆動する駆動信号に時間差(遅延時間)を持たせて、送波ビームの焦点位置を制御するとともに、各駆動信号の振幅を重み付け関数で制御することを提案している。これによれば、重み付け関数を切り換えることにより、各計測モードに適した超音波の送波ビーム形状が得られ、各モードにおける画質を向上することができるとしている。   Therefore, in Patent Document 1, a weighting function for changing the amplitudes of a plurality of drive signals that respectively drive a plurality of ultrasonic transducers is set for each imaging mode and measurement mode, and transmission suitable for each measurement mode is set. It has been proposed to generate a wave beam. That is, a plurality of ultrasonic transducers called apertures are driven at the same time, and a single transmission beam is generated by synthesizing the ultrasonic waves radiated from these ultrasonic transducers. At this time, it is proposed that the drive signal for driving the ultrasonic transducer has a time difference (delay time) to control the focal position of the transmitted beam and to control the amplitude of each drive signal with a weighting function. Yes. According to this, by switching the weighting function, an ultrasonic transmission beam shape suitable for each measurement mode can be obtained, and the image quality in each mode can be improved.

特開平10−155794号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-155794

しかし、特許文献1に記載の従来技術は、いわゆる口径を構成する複数の超音波振動子の配列方向に沿って、各超音波振動子の駆動信号ごとに振幅の重み付けを変えることにより、各計測モードに適した超音波の送波ビーム形状を得ているが、深度に応じた送波ビーム形状の調整については配慮されていない。   However, the conventional technique described in Patent Document 1 uses a measurement method by changing the weighting of the amplitude for each drive signal of each ultrasonic transducer along the arrangement direction of a plurality of ultrasonic transducers constituting a so-called aperture. Although an ultrasonic transmission beam shape suitable for the mode is obtained, adjustment of the transmission beam shape according to the depth is not considered.

本発明が解決しようとする課題は、深度に応じて送波ビーム形状の最適な生成を可能とすることにある。   The problem to be solved by the present invention is to enable optimal generation of a transmission beam shape according to the depth.

上記課題を解決するため、本発明は、被検体に超音波を送波する超音波探触子の駆動信号を生成する送信手段を備え、該送信手段は口径を構成する複数の振動子にそれぞれ対応する複数の駆動信号生成部を有し、前記各駆動信号生成部は、送信開始信号に応答して動作する遅延部と、該遅延部から出力される駆動開始信号に応答して、可変設定される波形の駆動信号を生成する波形生成部と、該波形生成部から出力される駆動信号の振幅に重み付けをして対応する振動子に出力する重み付け部とを有してなる超音波診断装置において、前記重み付け部は、前記駆動信号の振幅の重み付けが、時間軸方向に異ならせて可変設定可能に形成されてなることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention includes a transmission unit that generates a drive signal of an ultrasonic probe that transmits an ultrasonic wave to a subject, and the transmission unit is provided for each of a plurality of transducers that form a bore A plurality of corresponding drive signal generators, each of the drive signal generators being variably set in response to a delay unit that operates in response to a transmission start signal and a drive start signal output from the delay unit Apparatus for generating a waveform drive signal, and a weighting unit for weighting the amplitude of the drive signal output from the waveform generation unit and outputting the weight to a corresponding transducer The weighting unit is formed so that the weighting of the amplitude of the drive signal can be variably set in the time axis direction.

本発明によれば、駆動信号に乗算する重み係数を時間軸方向に変えて、口径を構成する振動子の駆動信号に乗算する重み係数を、口径の中心部で大きく、中心部から離れるに従って小さくなる分布を持たせることができる。また、焦点が浅部のときは重み係数の分布を急峻にし、焦点が深部のときは重み係数の分布を平坦に近づけることができる。これにより、焦点深度応じて、送波ビーム形状を自由に生成できることから、計測モードに合わせて最適な送波ビーム形状を生成することができる。   According to the present invention, the weighting coefficient to be multiplied to the drive signal is changed in the time axis direction, and the weighting coefficient to be multiplied to the drive signal of the vibrator constituting the aperture is increased at the center of the aperture and decreased with increasing distance from the center. Distribution can be given. Further, when the focus is shallow, the distribution of the weighting factor can be made steep, and when the focus is deep, the distribution of the weighting factor can be made flat. As a result, the transmitted beam shape can be freely generated according to the depth of focus, so that the optimum transmitted beam shape can be generated in accordance with the measurement mode.

また、口径を構成する振動子の駆動信号の周波数を、口径の中心部で高く、中心部から離れるに従って低く設定することと組み合わせれば、各振動子から放射される超音波の送信波面の位置ごとに、深度に応じて精度良く周波数成分を調整できる。例えば、探触子1の近傍の浅部の撮像にはあまり寄与しない波面中心の振動子よりも遠い振動子では、時間とともに低周波成分を増加させる重み係数にすると、深度部分の感度改善に貢献する。一方、口径中心近くの振動子は、低周波成分を逆の配分にすることで、合成された送波ビームの周波数帯域を一定に保つことができ、深度が深くなると画質が劣化することを防止できる。   In addition, combining the setting of the frequency of the drive signal of the transducer constituting the aperture with a high value at the center of the aperture and a lower setting as the distance from the center increases, the position of the transmission wavefront of the ultrasonic wave radiated from each transducer Every time, the frequency component can be accurately adjusted according to the depth. For example, in a transducer farther than the transducer at the center of the wavefront that does not contribute much to the imaging of the shallow area near the probe 1, a weighting factor that increases the low frequency component over time contributes to improved sensitivity in the depth portion. To do. On the other hand, the vibrator near the center of the aperture can keep the frequency band of the synthesized transmission beam constant by allocating the low frequency components in the reverse direction, preventing the image quality from deteriorating as the depth increases. it can.

例えば、ある特定の深度に強い反射体が存在する場合、従来技術では、その反射体より深い位置に送波ビームを透過させる工夫はされていないため、深部がうまく描出されないという不具合がある。この点、本実施形態によれば、口径の内側振動子の低周波成分比を深度に対応して減らし、外側振動子の低周波成分比を深度に対応して増やす処理が可能になる。そのため、反射体よりも深い位置に超音波送信信号を到達させることが可能となり、画質、感度の改善を図ることができる。   For example, when there is a strong reflector at a specific depth, the conventional technique has no ingenuity to transmit the transmission beam deeper than the reflector, and thus there is a problem that the deep portion cannot be drawn well. In this regard, according to the present embodiment, it is possible to reduce the low-frequency component ratio of the inner vibrator having the aperture corresponding to the depth and increase the low-frequency component ratio of the outer vibrator corresponding to the depth. Therefore, the ultrasonic transmission signal can reach a position deeper than the reflector, and the image quality and sensitivity can be improved.

本発明によれば、口径を構成する複数の振動子の駆動信号の時間軸方向の重み付けを変えることにより、深度に応じて送波ビーム形状を最適に生成を可能とすることができる。   According to the present invention, the transmission beam shape can be optimally generated according to the depth by changing the weighting in the time axis direction of the drive signals of the plurality of transducers constituting the aperture.

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は、一実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、超音波の探触子1は、送受分離部2を介してディジタルアナログ(D/A)変換部3とアナログディジタル(A/D)変換部4に接続されている。D/A変換部3は送信回路5から出力される探触子1の口径を構成する複数の振動子に対するディジタルの駆動信号をアナログに変換し、送受分離部2を介して対応する複数の振動子に出力するようになっている。A/D変換部4は、探触子1の口径を構成する複数の振動子で受信した反射エコー信号をディジタル信号に変換し、受信回路6に出力するようになっている。受信回路6は、入力される複数の振動子からの反射エコー信号を予め設定された時間の遅延処理をして整相して加算することにより受波ビームを生成する。生成された受波ビームの反射エコー信号は信号処理部7に入力され、ここにおいて断層像や血流情報の演算処理により画像情報が生成される。信号処理部7で生成された画像情報は、ディジタルスキャンコンバータ(DSC)8において画像データに変換されて表示部9に画像を表示するようになっている。メモリ10には、駆動信号の波数、サンプリング点数等に応じた様々な波形データ、及び遅延時間などのデータが格納されている。
つまり、計測モードなどの計測条件に対応して、口径(駆動する振動子の数)、駆動信号の周波数、波形及び波数、各振動子の駆動開始時間を遅延させる遅延時間を変えて、送信ビームを最適な形状に制御する送波データを設定するようにしている。したがって、メモリ10には、例えば、断層像撮像モードあるいは血流計測モードなどの計測モードごとに、口径、駆動信号の最適な周波数、波形及び波数が定められ、さらに口径を構成する各振動子の遅延時間などの送波データが定められて格納されている。なお、各振動子の遅延時間は、口径を構成する各振動子から放射される超音波の波面を焦点位置に収束させるように、各振動子の駆動タイミングに時間差を与えるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 1, an ultrasonic probe 1 is connected to a digital / analog (D / A) conversion unit 3 and an analog / digital (A / D) conversion unit 4 via a transmission / reception separating unit 2. The D / A conversion unit 3 converts digital drive signals output from the transmission circuit 5 to a plurality of transducers constituting the aperture of the probe 1 to analog, and a plurality of corresponding vibrations via the transmission / reception separating unit 2. Output to the child. The A / D converter 4 converts reflected echo signals received by a plurality of transducers constituting the aperture of the probe 1 into digital signals and outputs them to the receiving circuit 6. The receiving circuit 6 generates a received beam by delaying a preset time, phasing and adding the reflected echo signals from a plurality of input transducers. The generated reflected echo signal of the received beam is input to the signal processing unit 7 where image information is generated by processing of tomographic images and blood flow information. Image information generated by the signal processing unit 7 is converted into image data by a digital scan converter (DSC) 8 and an image is displayed on the display unit 9. The memory 10 stores various waveform data corresponding to the wave number of the drive signal, the number of sampling points, and data such as delay time.
That is, according to the measurement conditions such as the measurement mode, the transmission beam is changed by changing the aperture (number of transducers to be driven), the frequency, waveform and wave number of the drive signal, and the delay time for delaying the drive start time of each transducer. Is set to transmit data to control to the optimal shape. Therefore, in the memory 10, for example, the aperture, the optimal frequency, waveform, and wave number of the drive signal are determined for each measurement mode such as the tomographic imaging mode or the blood flow measurement mode, and each transducer constituting the aperture is further configured. Transmission data such as delay time is defined and stored. The delay time of each transducer gives a time difference to the drive timing of each transducer so that the wavefront of the ultrasonic wave radiated from each transducer constituting the aperture is converged to the focal position.

送信回路5は、メモリ10に格納された計測モードごとの送波データを読み出し、口径を構成する振動子ごとに異なる駆動信号を生成し、D/A変換部3でアナログ信号に変換し、送波分離部2を介して駆動信号を出力して口径を構成する各振動子を駆動するようになっている。各振動子からそれぞれ異なる送波データの超音波が被検体内に放射され、それらの超音波が合成されて所望形状の送波ビームが生成されるようになっている。すなわち、送信回路5は、口径を構成する複数の振動子にそれぞれ対応する複数の駆動信号生成部を有して構成されている。各駆動信号生成部は、周知のように、送信開始信号に応答して動作する遅延部と、この遅延部から出力される駆動開始信号に応答して、可変設定される波形の駆動信号を生成する波形生成部とを有して構成されている。また、駆動信号生成部は、本実施形態の特徴である重み付け部を有し、この重み付け部は、波形生成部から出力される駆動信号の振幅に重み付けをして対応する振動子に出力するようになっている
図2は、図1の送信回路5の本実施形態の特徴構成に係る口径重み付けの機能を実現する詳細構成を示す。図示のように、口径重み係数発生回路18は、口径を構成する複数の振動子1〜nに対応させて設けられた重み係数発生部20−1〜nを有して形成されている。各重み係数発生部20−1〜nは同一のハードウエア構成であり、制御部21と、アドレス発生回路22と、データバッファ23と、重みメモリ24と、アドレス切換器25と、アドレスバッファ26と、アドレスカウンタ27と、制御信号・クロック発生回路28を備えて形成されている。各重み係数発生部20−1〜nは口径重み係数A1〜Anを生成し、振動子1〜nを駆動する駆動信号に乗算する図示していない乗算器に出力するようになっている。
The transmission circuit 5 reads the transmission data for each measurement mode stored in the memory 10, generates a different drive signal for each transducer constituting the aperture, converts it to an analog signal by the D / A converter 3, and transmits it. A drive signal is output via the wave separation unit 2 to drive each vibrator constituting the aperture. Ultrasonic waves having different transmission data are radiated from the respective transducers into the subject, and the ultrasonic waves are synthesized to generate a transmission beam having a desired shape. In other words, the transmission circuit 5 includes a plurality of drive signal generation units respectively corresponding to the plurality of vibrators constituting the aperture. As is well known, each drive signal generation unit generates a delay unit that operates in response to a transmission start signal, and a drive signal having a waveform that is variably set in response to the drive start signal output from the delay unit. And a waveform generation unit that performs the configuration. The drive signal generation unit includes a weighting unit that is a feature of the present embodiment, and the weighting unit weights the amplitude of the drive signal output from the waveform generation unit and outputs the weight to the corresponding transducer. FIG. 2 shows a detailed configuration for realizing the aperture weighting function according to the characteristic configuration of the present embodiment of the transmission circuit 5 of FIG. As illustrated, the aperture weight coefficient generation circuit 18 includes weight coefficient generators 20-1 to 20-n provided corresponding to the plurality of vibrators 1 to n constituting the aperture. Each of the weight coefficient generation units 20-1 to 20-n has the same hardware configuration, and includes a control unit 21, an address generation circuit 22, a data buffer 23, a weight memory 24, an address switch 25, and an address buffer 26. The address counter 27 and the control signal / clock generation circuit 28 are provided. Each of the weighting factor generators 20-1 to 20-n generates aperture weighting factors A1 to An and outputs them to multipliers (not shown) that multiply the drive signals for driving the vibrators 1 to n.

各重み係数発生部20−1〜nは、駆動信号生成制御部14から出力される重み制御クロック信号29に基づいて動作するようになっている。重み制御クロック信号29は、波形生成部から出力される駆動信号の振幅に重み係数A1〜Anを乗算して、時間軸方向(経時的)に重み係数を変化させて各振動子に加えるようになっている。   Each of the weight coefficient generation units 20-1 to 20-n operates based on the weight control clock signal 29 output from the drive signal generation control unit 14. The weight control clock signal 29 is applied to each transducer by multiplying the amplitude of the drive signal output from the waveform generation unit by the weighting factors A1 to An and changing the weighting factor in the time axis direction (temporally). It has become.

すなわち、重みメモリ24には、データバッファ23を介して重み係数データが格納される。重み係数データが格納されるアドレスは、アドレス発生回路22で発生され、アドレスバッファ26を介してアドレス切換器25に与えられる。アドレス切換え器25は、書き込み及び読み出しアドレスを切り換えるものであり、重みメモリ24に重み係数データを書き込むときは、書き込みアドレスに切り換えられる。また、制御信号・クロック発生回路28によって書き込み制御が行われる。重みメモリ24に重み係数データを書き込む動作は、駆動信号の送信毎に行うようにする。また、これに代えて、計測モードに対応させて、予め複数の重み係数データを格納しておき、実行する計測モードに対応する重み係数データを重みメモリ24から読み出して、駆動信号に乗算する乗算器に出力するようにすることができる。また、重みメモリ24は一般的な単一のデータ入出端子を有するメモリであるが、これに代えて、FIFOメモリなどを用いることも可能である。   In other words, the weight coefficient data is stored in the weight memory 24 via the data buffer 23. The address where the weight coefficient data is stored is generated by the address generation circuit 22 and is given to the address switch 25 via the address buffer 26. The address switch 25 switches the write and read addresses. When writing the weight coefficient data into the weight memory 24, the address switch 25 is switched to the write address. Further, write control is performed by the control signal / clock generation circuit 28. The operation of writing the weight coefficient data in the weight memory 24 is performed every time the drive signal is transmitted. Alternatively, a plurality of weight coefficient data is stored in advance corresponding to the measurement mode, and the weight coefficient data corresponding to the measurement mode to be executed is read from the weight memory 24 and multiplied by the drive signal. Can be output to the instrument. The weight memory 24 is a memory having a general single data input / output terminal, but a FIFO memory or the like can be used instead.

また、制御信号・クロック発生回路28は、制御部21の指令に応じて、アドレス切換器25をアドエスカウンタ27に接続して読み出しに切り換え、重みメモリ24に格納された重み係数データを読み出して、クロック毎に異なる重み係数を出力して駆動信号に乗算する。   Further, the control signal / clock generation circuit 28 connects the address switch 25 to the address counter 27 and switches to read in response to a command from the control unit 21, reads the weight coefficient data stored in the weight memory 24, and A different weighting factor is output for each clock to multiply the drive signal.

これにより、重み係数発生部20−1〜nからは、図3に示すように、時間軸方向(経時的)に変化する重み係数A1〜An(図示例は、n=5)が出力される。そして、乗算器13−1〜nにおいて駆動信号に経時的に変化する重み係数A1〜Anが乗算されて各振動子に出力される。図3に示すグラフは、縦軸が重み係数の値、横軸が送波開始からの時間を示す。また、重み係数A1は口径中心の振動子の重み係数であり、重み係数Anは口径の両端の振動子の重み係数であり、口径中心を基準に対称な重み係数に設定されている。   As a result, as shown in FIG. 3, the weighting factor generators 20-1 to 20-n output weighting factors A1 to An (n = 5 in the illustrated example) that change in the time axis direction (temporal). . Then, the multipliers 13-1 to 13-n multiply the drive signals by weighting factors A1 to An that change with time, and output the result to each transducer. In the graph shown in FIG. 3, the vertical axis represents the value of the weighting coefficient, and the horizontal axis represents the time from the start of transmission. The weighting factor A1 is a weighting factor of the vibrator at the center of the aperture, and the weighting factor An is a weighting factor of the transducers at both ends of the aperture, and is set to a symmetric weighting factor with respect to the center of the aperture.

また、重みメモリ24は、送信時間幅に対応したアドレスを有するものであるが、波形生成部のデータ変更時間幅よりも短い時間で重みの値を変えることも可能である。これにより、送信周波数の帯域幅を制御することも可能である。つまり、波形生成部において各振動子1〜nごとに異なる周波数成分f1〜fnが記録され、かつ重み係数A1〜Anがそれぞれ異なる関数形の場合、口径を構成する複数の振動子から放射される周波数成分f1〜fnの超音波を合成して送波ビームを形成することにより、合成された送波ビームの周波数成分の比率を微妙に変えることができる。   The weight memory 24 has an address corresponding to the transmission time width, but it is also possible to change the weight value in a time shorter than the data change time width of the waveform generation unit. Thereby, it is also possible to control the bandwidth of the transmission frequency. That is, when different frequency components f1 to fn are recorded for each transducer 1 to n in the waveform generation unit and the weighting factors A1 to An have different function forms, the waveform generation unit radiates from a plurality of transducers constituting the aperture. By synthesizing the ultrasonic waves of the frequency components f1 to fn to form a transmission beam, the ratio of the frequency components of the synthesized transmission beam can be slightly changed.

このように、本実施形態によれば、振動子ごとに、駆動信号の振幅に加える重み係数A1〜Anを経時的に変化させていることから、次に述べるような効果が得られる。   As described above, according to the present embodiment, since the weighting factors A1 to An added to the amplitude of the drive signal are changed with time for each vibrator, the following effects can be obtained.

本実施形態により形成された駆動信号によってn個の振動子を駆動すると、各振動子から放射される超音波の送信波面の位置ごとに、深度に応じて精度良く周波数成分を調整できる。例えば、探触子1の近傍の浅部の撮像にはあまり寄与しない波面中心の振動子よりも遠い振動子では、時間とともに低周波成分を増加させる重み係数にすると、深度部分の感度改善に貢献する。一方、口径中心近くの振動子は、低周波成分を逆の配分にすることで、合成された送波ビームの周波数帯域を一定に保つことができる。送波ビームの周波数帯域を一定に保つことで、深度が深くなることにより画質が劣化することを防止できる。   When n transducers are driven by the drive signal formed according to this embodiment, the frequency component can be accurately adjusted according to the depth for each position of the transmission wavefront of the ultrasonic wave radiated from each transducer. For example, in a transducer farther than the transducer at the center of the wavefront that does not contribute much to the imaging of the shallow area near the probe 1, a weighting factor that increases the low frequency component over time contributes to improved sensitivity in the depth portion. To do. On the other hand, the vibrator near the center of the aperture can keep the frequency band of the synthesized transmission beam constant by allocating the low frequency component in the reverse direction. By keeping the frequency band of the transmission beam constant, it is possible to prevent the image quality from deteriorating due to the deep depth.

例えば、ある特定の深度に強い反射体が存在する場合、従来技術では、その反射体より深い位置に送波ビームを透過させる工夫はされていないため、深部がうまく描出されないという不具合がある。この点、本実施形態によれば、口径の内側振動子の低周波成分比を深度に対応して減らし、外側振動子の低周波成分比を深度に対応して増やす処理が可能になる。そのため、反射体よりも深い位置に超音波送信信号を到達させることが可能となり、画質、感度の改善を図ることができる。   For example, when there is a strong reflector at a specific depth, the conventional technique has no ingenuity to transmit the transmission beam deeper than the reflector, and thus there is a problem that the deep portion cannot be drawn well. In this regard, according to the present embodiment, it is possible to reduce the low-frequency component ratio of the inner vibrator having the aperture corresponding to the depth and increase the low-frequency component ratio of the outer vibrator corresponding to the depth. Therefore, the ultrasonic transmission signal can reach a position deeper than the reflector, and the image quality and sensitivity can be improved.

また、振動子ごとに、深度に対する周波数成分の混合比を変えると、画質向上に有効であるが、周波数成分の混合比を診断部位に応じて予めプログラミングされたデータを使用して、図4に示した重み係数の配分を調整することが好ましい。重み係数の配分の方法として、撮像した画像を最適化するように、リアルタイムで変更することも可能である。この場合は、口径対、周波数混合比を深度毎に変えたデータ群を複数準備しておき、画像を観察しながらそのデータ群を切り換えて、最も観察に適した画像を得ることができる。このデータ群の切り替えは、パネルなどに設置したダイアルやキースイッチ、その他の用手的入力手段で連続的に可変できるように仕組むことができる。これにより、簡便に再試行が可能となり、最適な重みデータが、ダイアルの送り、戻しで非常に効率よく選定可能となる。ひいては、診断効率の向上につながり診断コストの削減に供するものである。   In addition, changing the frequency component mixing ratio with respect to the depth for each transducer is effective in improving the image quality. However, the frequency component mixing ratio is changed to that shown in FIG. It is preferable to adjust the distribution of the weighting factors shown. It is also possible to change the weighting coefficient in real time so as to optimize the captured image. In this case, it is possible to prepare a plurality of data groups in which the aperture pair and the frequency mixing ratio are changed for each depth, and to switch the data groups while observing the images to obtain an image most suitable for observation. The switching of the data group can be structured such that it can be continuously changed by a dial, a key switch, or other manual input means installed on a panel or the like. As a result, the retry can be easily performed, and the optimum weight data can be selected very efficiently by sending and returning the dial. As a result, the diagnostic efficiency is improved and the diagnostic cost is reduced.

さらに、これを自動化し最適画像を自動的に判定する手法も可能である。この場合は各データで得られた画像を、予め記憶してある教師画像と比較し、もっとも診断に適した組み合わせを判定する手法などが可能である。   Furthermore, a method of automatically determining the optimum image by automating this is also possible. In this case, a method of comparing an image obtained from each data with a teacher image stored in advance and determining a combination most suitable for diagnosis is possible.

このように、本実施形態によれば、1回の送信に対する全ての焦点に対して、高精度、高S/Nの送信ビームを生成することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to generate a highly accurate and high S / N transmission beam for all the focal points for one transmission.

図2の実施形態において、制御信号・クロック発生回路28は、送波波形メモリ12−1〜nと異なるクロックで、重みメモリ24のアドレスを切り換えるようにすることができる。さらに、駆動信号の送信状況に応じてクロック周波数を可変にすることもできる。また、例えば、重みメモリ24の書き込みアドレスを共用し、書き込み制御を同一タイミングで実施することも可能である。さらに、アドレスは各メモリ共通の例を説明したが、個別に制御し、またクロック速度を変えることも可能である。この場合は、より詳細な重み制御が可能になる。また、重みメモリ24に記録する重み関数は送信毎に書き換えることも、また予め複数の係数を記憶し、メモリの上位アドレスを制御する等の方式で送信毎に切り替えて出力することも可能である。   In the embodiment of FIG. 2, the control signal / clock generation circuit 28 can switch the address of the weight memory 24 with a clock different from the transmission waveform memories 12-1 to 12-n. Furthermore, the clock frequency can be made variable according to the transmission state of the drive signal. Further, for example, it is possible to share the write address of the weight memory 24 and perform the write control at the same timing. Furthermore, although an example in which addresses are common to each memory has been described, it is also possible to individually control addresses and change clock speeds. In this case, more detailed weight control is possible. In addition, the weight function recorded in the weight memory 24 can be rewritten for each transmission, or a plurality of coefficients can be stored in advance and can be switched and output for each transmission by a method such as controlling the upper address of the memory. .

本発明の一実施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1の送信回路の口径重み係数発生回路の詳細構成図である。FIG. 2 is a detailed configuration diagram of an aperture weight coefficient generation circuit of the transmission circuit of FIG. 1. 口径重み係数の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of an aperture weighting coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

1 探触子
5 送信回路
6 受信回路
14 駆動信号生成制御部
18 口径重み係数発生回路
20 重み係数発生部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 5 Transmission circuit 6 Reception circuit 14 Drive signal generation control part 18 Aperture weight coefficient generation circuit 20 Weight coefficient generation part

Claims (2)

被検体に超音波を送波する超音波探触子の駆動信号を生成する送信手段を備え、該送信手段は口径を構成する複数の振動子にそれぞれ対応する複数の駆動信号生成部を有し、前記各駆動信号生成部は、送信開始信号に応答して動作する遅延部と、該遅延部から出力される駆動開始信号に応答して、可変設定される波形の駆動信号を生成する波形生成部と、該波形生成部から出力される駆動信号の振幅に重み付けをして対応する振動子に出力する重み付け部とを有してなる超音波診断装置において、
前記重み付け部は、前記駆動信号の振幅の重み付けが、時間軸方向に異ならせて可変設定可能に形成されてなることを特徴とする超音波診断装置。
A transmission unit that generates a drive signal for an ultrasound probe that transmits an ultrasonic wave to a subject is included, and the transmission unit includes a plurality of drive signal generation units respectively corresponding to a plurality of transducers that form the aperture. Each of the drive signal generation units generates a delay unit that operates in response to a transmission start signal, and generates a drive signal having a waveform that is variably set in response to the drive start signal output from the delay unit. And a weighting unit that weights the amplitude of the drive signal output from the waveform generation unit and outputs the weight to the corresponding transducer.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the weighting unit is formed so that the weighting of the amplitude of the drive signal can be variably set in the time axis direction.
請求項1において、
前記送信手段は、前記複数の駆動信号生成部の前記各遅延部と前記各波形生成部と前記各重み付け部とを制御する駆動信号生成制御部を備え、該駆動信号生成制御部は、各駆動信号生成部の各駆動信号の遅延時間と、波形の波数及び周波数成分と、時間軸方向に異ならせて可変設定される振幅の重み係数とをそれぞれ個別に制御することを特徴とする超音波診断装置。
In claim 1,
The transmission unit includes a drive signal generation control unit that controls the delay units, the waveform generation units, and the weighting units of the plurality of drive signal generation units, and the drive signal generation control unit An ultrasonic diagnosis characterized by individually controlling the delay time of each drive signal of the signal generation unit, the wave number and frequency components of the waveform, and the weighting coefficient of the amplitude variably set in the time axis direction. apparatus.
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