JP2010172551A - Ultrasonic diagnostic equipment, and control program for the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide ultrasonic diagnostic equipment for collecting ultrasonic images with higher quality by exchanging ultrasonic waves through the use of appropriate ultrasonic vibrators when determining the ultrasonic vibrators for transmission and the ultrasonic vibrators for reception respectively so as to exchange the ultrasonic waves, and also to provide a control program for the ultrasonic diagnostic equipment. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic equipment includes: an image data collecting means for exchanging the ultrasonic waves with a subject through the use of the ultrasonic vibrators for transmission and the ultrasonic vibrators for reception, so as to collect ultrasonic echo signals from the subject, and generating ultrasonic image data, based on the collected ultrasonic echo signals; and an exchange channel control means for determining the ultrasonic vibrators not to exchange the ultrasonic waves in response to the levels of the ultrasonic wave echo signals. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波ビームを走査してリアルタイムに被検体内の超音波画像を得る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムに係り、特に、超音波プローブに備えられる複数の超音波振動子を送信領域と受信領域とに分割して使用する超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that scans an ultrasonic beam and obtains an ultrasonic image in a subject in real time and a control program for the ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a plurality of ultrasonic vibrations provided in an ultrasonic probe. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that uses a child divided into a transmission area and a reception area and a control program for the ultrasonic diagnostic apparatus.

画像診断装置の1つとして超音波診断装置がある。超音波診断装置では、リアルタイムに被検体の超音波断層像(Bモード像)や血流動態情報を示す超音波ドプラ像等の超音波画像を収集することができる。   One of diagnostic imaging apparatuses is an ultrasonic diagnostic apparatus. In the ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image such as an ultrasonic tomographic image (B mode image) of the subject or an ultrasonic Doppler image indicating blood flow dynamics information can be collected in real time.

図1は従来のリアルタイム超音波診断装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional real-time ultrasonic diagnostic apparatus.

超音波診断装置1は、超音波プローブ2を装置本体3と接続した構成である。超音波プローブ2には、アレイ状に配列された超音波振動子群4をプローブヘッド5に内蔵して構成される。   The ultrasonic diagnostic apparatus 1 has a configuration in which an ultrasonic probe 2 is connected to an apparatus main body 3. The ultrasonic probe 2 is configured by incorporating ultrasonic transducer groups 4 arranged in an array in a probe head 5.

そして、超音波振動子群4に対応する装置本体3の送信遅延回路6にて送信超音波ビームを偏向するための遅延時間を表すタイミング信号が設定され、設定されたタイミング信号がパルサ群7において増幅されてパルス電圧として超音波振動子群4に印加される。これにより超音波振動子群4から超音波が送信され、被検体の心臓等の被観測体内における構造物の境界で反射された微弱な超音波エコー信号が超音波振動子群4に受信される。受信された超音波エコー信号は電気信号として装置本体2のプリアンプ群8に出力され、プリアンプ群8にて増幅された超音波エコー信号が受信遅延加算回路9における整相加算処理によってタイミング調整された1つの超音波エコー信号となる。   A timing signal indicating a delay time for deflecting the transmission ultrasonic beam is set in the transmission delay circuit 6 of the apparatus main body 3 corresponding to the ultrasonic transducer group 4, and the set timing signal is set in the pulser group 7. Amplified and applied to the ultrasonic transducer group 4 as a pulse voltage. As a result, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transducer group 4, and a weak ultrasonic echo signal reflected at the boundary of the structure in the observed body such as the heart of the subject is received by the ultrasonic transducer group 4. . The received ultrasonic echo signal is output as an electrical signal to the preamplifier group 8 of the apparatus body 2, and the timing of the ultrasonic echo signal amplified by the preamplifier group 8 is adjusted by the phasing addition processing in the reception delay adding circuit 9. One ultrasonic echo signal is obtained.

尚、近年では、2次元アレイトランスデューサとともに電子回路を内蔵して送信パルスの発生および超音波エコー信号の増幅を行うことが可能な3次元超音波プローブも開発されている。   In recent years, a three-dimensional ultrasonic probe capable of generating a transmission pulse and amplifying an ultrasonic echo signal by incorporating an electronic circuit together with a two-dimensional array transducer has been developed.

Bモード像を表示する場合には、超音波エコー信号のエンベロープの検波を含む信号処理が信号処理部10において行われることによってBモード画像データが生成され、生成されたBモード画像データは画像処理部11における座標変換によって被検体の撮影断面に適した座標系のBモード画像データに変換される。また、画像処理部11では、Bモード画像データを画像表示に適した階調で表示させるための諧調処理等の画像処理が実行され、画像処理後のBモード画像データが表示部12に表示される。そして、このような超音波エコー信号の収集および信号処理が順次行われることによって表示部12にリアルタイムで心臓等の撮像対象の形状情報をBモード像として表示させることができる。   When displaying a B-mode image, signal processing including detection of an envelope of an ultrasonic echo signal is performed in the signal processing unit 10 to generate B-mode image data, and the generated B-mode image data is processed by image processing. Coordinate conversion in the unit 11 is converted into B-mode image data in a coordinate system suitable for the imaging section of the subject. Further, the image processing unit 11 performs image processing such as gradation processing for displaying the B-mode image data at a gradation suitable for image display, and the B-mode image data after the image processing is displayed on the display unit 12. The Then, by sequentially collecting such ultrasonic echo signals and performing signal processing, the shape information of the imaging target such as the heart can be displayed on the display unit 12 in real time as a B-mode image.

また、超音波ドプラ像を表示する場合には、血流からの超音波エコー信号として超音波ドプラ信号が収集され、超音波ドプラ信号に対する信号処理が信号処理部10において行われることによって血流の速度、パワー、分散等の血流動態情報を表す超音波ドプラ像データが生成される。そして、生成された超音波ドプラ像データに対する必要な画像処理が画像処理部11において行われて表示部12にリアルタイム表示される。   In addition, when displaying an ultrasonic Doppler image, an ultrasonic Doppler signal is collected as an ultrasonic echo signal from the blood flow, and signal processing on the ultrasonic Doppler signal is performed in the signal processing unit 10, whereby blood flow. Ultrasonic Doppler image data representing blood flow dynamic information such as speed, power, and dispersion is generated. Then, necessary image processing for the generated ultrasonic Doppler image data is performed in the image processing unit 11 and displayed on the display unit 12 in real time.

超音波ドプラ像の収集法としては、パルスドプラ(PW: pulsed wave Doppler)法および連続波ドプラ(CW: continuous wave Doppler)法がある。PW法では超音波パルスが送信され、パルス波として超音波ドプラ信号が収集される。CW法では、連続波が送信され、連続波として超音波ドプラ信号が収集される(例えば特許文献1参照)。特に、電子制御により超音波ビームの偏向が可能なCW法は、SCW (steerable continuous wave Doppler)法と呼ばれる。   Ultrasonic Doppler image collection methods include a pulsed Doppler (PW) method and a continuous wave Doppler (CW) method. In the PW method, ultrasonic pulses are transmitted, and ultrasonic Doppler signals are collected as pulse waves. In the CW method, a continuous wave is transmitted, and an ultrasonic Doppler signal is collected as the continuous wave (see, for example, Patent Document 1). In particular, the CW method capable of deflecting an ultrasonic beam by electronic control is called an SCW (steerable continuous wave Doppler) method.

PW法ではサンプリング定理により検出可能な血流の速度の上限がパルス繰り返し周波数(PRF: pulse repetition frequency)の1/2となり、PRFの1/2以上の速度を有する血流が存在するとエイリアシングが発生して観測が不可能となる。このため、弁逆流などの非常に速度の速い異常な血流を観測する場合には、原理的にエイリアシングの生じないCW法によるCWモードでのスキャンが実行される。   In the PW method, the upper limit of the blood flow velocity that can be detected by the sampling theorem is 1/2 of the pulse repetition frequency (PRF), and aliasing occurs if there is a blood flow that has a velocity more than 1/2 the PRF. Observation becomes impossible. For this reason, when an abnormal blood flow such as a valve regurgitation is observed at a very high speed, scanning in the CW mode by the CW method in which aliasing does not occur in principle is executed.

CWモードでは連続波が送受信されるため同一の超音波振動子を用いた超音波の送受信は困難となる。そこで、図1に示すように超音波振動子群4が連続波の送信のみを行う送信領域と、連続波の受信のみを行う受信領域に分割される。この場合、送信領域と受信領域の境界付近に位置する送信領域の超音波振動子4Tから送信される振幅が大きい連続波が送信領域と受信領域の境界付近に位置する受信領域の超音波振動子4Rにより受信されてしまうという問題がある。また、血流以外の動きを有する心臓壁等の組織からの振幅が大きいクラッタ信号が送信領域と受信領域の境界付近に位置する受信領域の超音波振動子4Rにより受信される場合もある。そして、振幅が大きい信号が受信領域の超音波振動子4Rにより受信されると、受信チャネルのプリアンプが飽和してノイズが発生する。このため、CWモードにより収集される超音波ドプラ像のデータ劣化に繋がる。   In the CW mode, since continuous waves are transmitted and received, it is difficult to transmit and receive ultrasonic waves using the same ultrasonic transducer. Therefore, as shown in FIG. 1, the ultrasonic transducer group 4 is divided into a transmission region in which only continuous wave transmission is performed and a reception region in which only continuous wave reception is performed. In this case, a continuous wave with a large amplitude transmitted from the ultrasonic transducer 4T in the transmission region located near the boundary between the transmission region and the reception region is an ultrasonic transducer in the reception region located near the boundary between the transmission region and the reception region. There is a problem of being received by 4R. In addition, a clutter signal having a large amplitude from a tissue such as a heart wall having a motion other than the blood flow may be received by the ultrasonic transducer 4R in the reception region located near the boundary between the transmission region and the reception region. When a signal having a large amplitude is received by the ultrasonic transducer 4R in the reception area, the preamplifier of the reception channel is saturated and noise is generated. For this reason, it leads to the data degradation of the ultrasonic Doppler image collected by CW mode.

図1の信号強度分布に示すように一般にクラッタ信号のレベルは、超音波振動子群4の中心位置付近において大きく、中心から離れるにつれて次第に低下する。そこで、図1に示すように送信領域と受信領域の境界付近に位置する網掛けされた2〜3受信チャネル程度分の送信領域および受信領域の超音波振動子4Dの動作がOFF状態とされる。つまり、送信領域と受信領域の境界付近に超音波の送受信を禁止する領域が固定的に設定される。   As shown in the signal intensity distribution of FIG. 1, the level of the clutter signal is generally large in the vicinity of the center position of the ultrasonic transducer group 4, and gradually decreases as the distance from the center increases. Therefore, as shown in FIG. 1, the operations of the ultrasonic transducers 4D in the transmission region and the reception region corresponding to about two to three shaded reception channels located near the boundary between the transmission region and the reception region are turned off. . That is, an area for prohibiting transmission / reception of ultrasonic waves is fixedly set near the boundary between the transmission area and the reception area.

そのために、送信チャネル制御回路13からの制御信号によってパルサ群7のON/OFFが制御され、受信領域および送受信禁止領域の超音波振動子4R、4Dに対応する網掛け表示されたパルサがOFF(disable)状態に切換えられる一方、送受信禁止領域外の送信領域における超音波振動子4Tに対応するパルサがON(enable)状態に切換えられる。一方、受信チャネル制御回路14からの制御信号によってプリアンプ群8のON/OFFが制御され、送受信禁止領域外の受信領域における超音波振動子4Rに対応するプリアンプがON(enable)状態に切換えられる一方、送信領域および送受信禁止領域の超音波振動子4T、4Dに対応する網掛け表示されたプリアンプがOFF(disable)状態に切換えられる。   For this purpose, ON / OFF of the pulsar group 7 is controlled by a control signal from the transmission channel control circuit 13, and the shaded pulsars corresponding to the ultrasonic transducers 4R, 4D in the reception area and the transmission / reception prohibited area are OFF ( On the other hand, the pulser corresponding to the ultrasonic transducer 4T in the transmission region outside the transmission / reception prohibited region is switched to the ON (enable) state. On the other hand, ON / OFF of the preamplifier group 8 is controlled by a control signal from the reception channel control circuit 14, and the preamplifier corresponding to the ultrasonic transducer 4R in the reception area outside the transmission / reception prohibited area is switched to the ON (enable) state. The shaded preamplifiers corresponding to the ultrasonic transducers 4T and 4D in the transmission area and the transmission / reception prohibited area are switched to the OFF (disable) state.

また、送信電源15からは、ON状態に切換えられたパルサにのみ電力が供給され、ゲイン設定電圧生成回路16からは、ON状態に切換えられたプリアンプにのみ所定の設定電圧に増幅するための受信ゲインが出力される。また、送受信切替スイッチ群17の切換動作によって送受信禁止領域外の送信領域における超音波振動子4Tがパルサと電気的に接続される一方、送受信禁止領域外の受信領域における超音波振動子4Rがプリアンプと電気的に接続される。   Further, power is supplied only from the transmission power supply 15 to the pulser switched to the ON state, and from the gain setting voltage generation circuit 16, reception for amplifying to a predetermined setting voltage only to the preamplifier switched to the ON state. Gain is output. In addition, the ultrasonic transducer 4T in the transmission region outside the transmission / reception prohibited region is electrically connected to the pulser by the switching operation of the transmission / reception changeover switch group 17, while the ultrasonic transducer 4R in the reception region outside the transmission / reception prohibited region is the preamplifier. And electrically connected.

そして、装置本体3の送信遅延回路6、受信遅延加算回路9、送信電源15、送信チャネル制御回路13、受信チャネル制御回路14およびゲイン設定電圧生成回路16は、操作パネル17の操作によって入力された制御情報に従って制御回路18から出力される制御信号により統括制御される。   The transmission delay circuit 6, the reception delay addition circuit 9, the transmission power supply 15, the transmission channel control circuit 13, the reception channel control circuit 14, and the gain setting voltage generation circuit 16 of the apparatus body 3 are input by operating the operation panel 17. Overall control is performed by a control signal output from the control circuit 18 in accordance with the control information.

特開2008−18087号公報JP 2008-18087 A

しかしながら、クラッタ信号の発生領域や振幅は被検体ごとに異なり、さらに被検体の組織性状によっても異なる。このため、被検体や撮像部位によっては固定的に設定された送受信禁止領域外の受信領域における超音波振動子により受信されるクラッタ信号のレベルが依然として大きいことから受信チャネルが飽和したり、逆に、送受信禁止領域が不必要に広く設定されることにより利用可能な受信チャネルを使用せずに超音波の送受信が行われる場合がある。つまり、単に一定数の受信チャネル分の超音波振動子をOFFにするのみでは、クラッタ信号の影響を十分に回避することができず、SCWモードで収集された超音波ドプラ像の品質劣化に繋がる。   However, the generation area and amplitude of the clutter signal differ from subject to subject, and also vary depending on the tissue properties of the subject. For this reason, depending on the subject and the imaging part, the level of the clutter signal received by the ultrasonic transducer in the reception area outside the fixed transmission / reception prohibited area is still high, so that the reception channel is saturated or conversely In some cases, the transmission / reception prohibited area is set unnecessarily wide, so that ultrasonic transmission / reception may be performed without using an available reception channel. In other words, simply turning off the ultrasonic transducers for a certain number of reception channels cannot sufficiently avoid the influence of clutter signals, leading to quality degradation of ultrasonic Doppler images collected in SCW mode. .

特に、2次元(2D: two-dimensional)アレイ超音波プローブにはハンドル部に超音波の送受信用の電子回路が内蔵されており、この電子回路では微細な超音波振動子からの信号が処理される。このため、2Dアレイ超音波プローブに内蔵される電子回路の発熱等の制約により、電子回路に供給可能な電力が制限される。このためプリアンプのダイナミックレンジに余裕がなく、被検体や撮像部位の差に起因する受信チャネルの飽和が発生する可能性が高い。一方で、送受信禁止領域が不必要に広く設定されることにより送信される連続波のエネルギが低下し、受信信号のレベルが低下する恐れもある。そして、受信信号のレベル低下によって超音波ドプラ像の品質が劣化し、診断を行うために十分な精度で超音波ドプラ像が得られなくなる恐れがある。   In particular, a two-dimensional (2D) array ultrasonic probe has an electronic circuit for transmitting and receiving ultrasonic waves in the handle portion, and this electronic circuit processes a signal from a fine ultrasonic transducer. The For this reason, the power that can be supplied to the electronic circuit is limited due to restrictions such as heat generation of the electronic circuit built in the 2D array ultrasonic probe. For this reason, there is no room in the dynamic range of the preamplifier, and there is a high possibility that the reception channel will be saturated due to the difference between the subject and the imaging region. On the other hand, if the transmission / reception prohibited area is set unnecessarily wide, the energy of the continuous wave transmitted may be reduced, and the level of the received signal may be reduced. Then, the quality of the ultrasonic Doppler image is deteriorated due to a decrease in the level of the received signal, and there is a possibility that the ultrasonic Doppler image cannot be obtained with sufficient accuracy for diagnosis.

つまり、SCWモードによるスキャンでは、送信用の超音波振動子と受信用の超音波振動子とを別々に設定して連続超音波の送受信が同時に行われるが、固定的に設定された受信用の超音波振動子で受信される受信信号のレベルが撮像ごとに変動することからプリアンプが飽和したり、逆に受信信号のレベルが低下する恐れがあるという問題がある。そして、このような問題は、SCWモードによるスキャンに限らず、送信用の超音波振動子と受信用の超音波振動子とを予め別々に設定して超音波を送受信する場合に共通の問題である。   In other words, in scanning using the SCW mode, the ultrasonic transducer for transmission and the ultrasonic transducer for reception are set separately, and continuous ultrasonic waves are transmitted and received simultaneously. There is a problem that the level of the received signal received by the ultrasonic transducer varies with each imaging, so that the preamplifier may be saturated or the level of the received signal may be lowered. Such a problem is not limited to scanning in the SCW mode, but is a common problem when transmitting and receiving ultrasonic waves by setting the ultrasonic transducer for transmission and the ultrasonic transducer for reception separately in advance. is there.

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、送信用の超音波振動子と受信用の超音波振動子をそれぞれ決定して超音波の送受信を場合に、より適切な超音波振動子を用いて超音波の送受信を行うことによって、より高品質な超音波画像を収集することが可能な超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to cope with such a conventional situation. In the case of transmitting and receiving ultrasonic waves by respectively determining an ultrasonic transducer for transmission and an ultrasonic transducer for reception, the present invention is more suitable. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a control program for the ultrasonic diagnostic apparatus that can collect higher-quality ultrasonic images by performing transmission and reception of ultrasonic waves using an ultrasonic transducer.

本発明に係る超音波診断装置は、上述の目的を達成するために、送信用の超音波振動子および受信用の超音波振動子を用いて被検体に超音波を送受信することによって前記被検体から超音波エコー信号を収集し、収集した超音波エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ収集手段と、前記超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定する送受信チャネル制御手段とを備えるものである。   In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject using a transmission ultrasonic transducer and a reception ultrasonic transducer. Ultrasonic data that collects ultrasonic echo signals from the image and generates ultrasonic image data based on the collected ultrasonic echo signals, and ultrasonic waves that do not transmit / receive ultrasonic waves according to the level of the ultrasonic echo signals And a transmission / reception channel control means for determining a vibrator.

また、本発明に係る超音波診断装置の制御プログラムは、上述の目的を達成するために、超音波診断装置を、送信用の超音波振動子および受信用の超音波振動子を用いて被検体に超音波を送受信することによって前記被検体から超音波エコー信号を収集し、収集した超音波エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ収集手段および前記超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定する送受信チャネル制御手段として機能させるものである。   In order to achieve the above-described object, the control program for the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention uses an ultrasonic diagnostic apparatus as a subject using an ultrasonic transducer for transmission and an ultrasonic transducer for reception. An ultrasonic echo signal is collected from the subject by transmitting / receiving ultrasonic waves to the subject, and image data collecting means for generating ultrasonic image data based on the collected ultrasonic echo signal and the level of the ultrasonic echo signal Thus, it functions as a transmission / reception channel control means for determining an ultrasonic transducer that does not transmit / receive ultrasonic waves.

本発明によれば、送信用の超音波振動子と受信用の超音波振動子をそれぞれ決定して超音波の送受信を行う場合に、より適切な超音波振動子を用いて超音波の送受信を行うことによって、より高品質な超音波画像を収集することができる。   According to the present invention, when transmitting and receiving ultrasonic transducers by respectively determining a transmitting ultrasonic transducer and a receiving ultrasonic transducer, transmitting and receiving ultrasonic waves using a more appropriate ultrasonic transducer. By doing so, higher quality ultrasound images can be collected.

従来のリアルタイム超音波診断装置の構成図。The block diagram of the conventional real-time ultrasonic diagnostic apparatus. 本発明に係る超音波診断装置の第1の実施形態を示す構成図。1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. FIG. 図2に示す超音波診断装置によるSCWモードにおける連続波の送受信の様子の一例を示す図。The figure which shows an example of the mode of the transmission / reception of the continuous wave in SCW mode by the ultrasonic diagnosing device shown in FIG. 図2に示す超音波診断装置によりSCWモードで収集される超音波ドプラ像の一例を示す図。The figure which shows an example of the ultrasonic Doppler image acquired by SCW mode by the ultrasonic diagnosing device shown in FIG. 本発明に係る超音波診断装置の第2の実施形態を示す構成図。The block diagram which shows 2nd Embodiment of the ultrasonic diagnosing device which concerns on this invention.

本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムの実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic apparatus control program according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

1.第1の実施形態
(構成および機能)
図2は本発明に係る超音波診断装置の第1の実施形態を示す構成図である。
1. First Embodiment (Configuration and Function)
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

超音波診断装置20は、装置本体21に超音波プローブ22を接続して構成される。超音波プローブ22は、プローブヘッド23とプローブコネクタ24とをプローブケーブル25により接続した構成である。プローブコネクタ24は、超音波プローブ22を装置本体21に接続するための部材である。プローブヘッド23には、超音波振動子群26が内蔵される。超音波振動子群26は、複数の超音波振動子をアレイ状に配置して構成される。   The ultrasonic diagnostic apparatus 20 is configured by connecting an ultrasonic probe 22 to an apparatus main body 21. The ultrasonic probe 22 has a configuration in which a probe head 23 and a probe connector 24 are connected by a probe cable 25. The probe connector 24 is a member for connecting the ultrasonic probe 22 to the apparatus main body 21. An ultrasonic transducer group 26 is built in the probe head 23. The ultrasonic transducer group 26 is configured by arranging a plurality of ultrasonic transducers in an array.

装置本体21には、本体側コネクタ27、送信遅延回路28、パルサ群29、送受信切換スイッチ群30、プリアンプ群31、受信遅延加算回路32、信号処理部33、画像処理部34、表示部35、制御回路36、操作パネル37、送信電源38、送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40、ゲイン設定電圧生成回路41、レベル検出回路42および禁止チャネル制御回路43が備えられる。そして、本体側コネクタ27にプローブコネクタ24が接続される。   The apparatus main body 21 includes a main body side connector 27, a transmission delay circuit 28, a pulser group 29, a transmission / reception selector switch group 30, a preamplifier group 31, a reception delay addition circuit 32, a signal processing unit 33, an image processing unit 34, a display unit 35, A control circuit 36, an operation panel 37, a transmission power source 38, a transmission channel control circuit 39, a reception channel control circuit 40, a gain setting voltage generation circuit 41, a level detection circuit 42, and a prohibited channel control circuit 43 are provided. Then, the probe connector 24 is connected to the main body side connector 27.

尚、デジタル信号の処理や情報処理を行う構成要素の一部または全部を、プログラムを読み込ませたコンピュータにより構成することもできる。この場合のプログラム群は、超音波診断装置20の制御プログラムに相当する。   It should be noted that some or all of the components that perform digital signal processing and information processing may be configured by a computer having a program read therein. The program group in this case corresponds to a control program for the ultrasonic diagnostic apparatus 20.

送信遅延回路28は、超音波振動子群26から送信される複数の超音波によって形成され、所定の指向性を持つ送信超音波ビームを形成および偏向するための遅延時間を表すタイミング信号を制御回路36からの制御信号に従って超音波振動子ごとに設定する機能と、設定したタイミング信号を対応するパルサに与える機能とを有する。特に、送信遅延回路28は、超音波振動子群26から連続波またはパルス波として超音波が送信されるようにタイミング信号を設定できるように構成される。換言すれば、送信遅延回路28は、SCWモードやPWモード等の様々なモードによるスキャン用にタイミング信号を生成する機能を有する。   The transmission delay circuit 28 is formed by a plurality of ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer group 26, and controls a timing signal representing a delay time for forming and deflecting a transmission ultrasonic beam having a predetermined directivity. 36 has a function of setting each ultrasonic transducer in accordance with a control signal from 36 and a function of giving the set timing signal to the corresponding pulser. In particular, the transmission delay circuit 28 is configured so that a timing signal can be set so that an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transducer group 26 as a continuous wave or a pulse wave. In other words, the transmission delay circuit 28 has a function of generating a timing signal for scanning in various modes such as the SCW mode and the PW mode.

パルサ群29は、複数の超音波振動子にそれぞれ対応する複数のパルサ(ドライバ)で構成される。各パルサは、送信遅延回路28から取得したタイミング信号を増幅し、タイミング信号に従うタイミングで対応する超音波振動子にプローブケーブル25内の信号線を介して所定の送信電圧の送信信号を駆動信号として印加する機能を有する。   The pulsar group 29 includes a plurality of pulsars (drivers) respectively corresponding to a plurality of ultrasonic transducers. Each pulser amplifies the timing signal acquired from the transmission delay circuit 28, and transmits a transmission signal having a predetermined transmission voltage as a drive signal to the corresponding ultrasonic transducer at a timing according to the timing signal via a signal line in the probe cable 25. It has a function to apply.

超音波振動子は、パルサから印加された送信信号を超音波送信信号として被検体内に送信する機能と、被検体内の心臓等の被観測体内における構造物の境界で反射された微弱な超音波エコー信号を受信して電気信号として対応するプリアンプに出力する機能とを有する。   The ultrasonic transducer has a function of transmitting a transmission signal applied from the pulser into the subject as an ultrasonic transmission signal, and a weak ultrasonic wave reflected at the boundary of the structure in the subject such as the heart in the subject. A function of receiving a sound wave echo signal and outputting it as an electrical signal to a corresponding preamplifier.

プリアンプ群31は、複数の超音波振動子にそれぞれ対応する複数のプリアンプで構成される。各プリアンプは、対応する超音波振動子から超音波エコー信号を所定の受信ゲインで増幅し、増幅した超音波エコー信号を受信遅延加算回路32に出力する機能を有する。プリアンプでは、超音波エコー信号を良好に伝送するための低雑音増幅やバッファリングが行われる場合もある。   The preamplifier group 31 includes a plurality of preamplifiers respectively corresponding to a plurality of ultrasonic transducers. Each preamplifier has a function of amplifying an ultrasonic echo signal from a corresponding ultrasonic transducer with a predetermined reception gain and outputting the amplified ultrasonic echo signal to the reception delay adding circuit 32. In the preamplifier, there are cases where low noise amplification or buffering is performed to satisfactorily transmit an ultrasonic echo signal.

送受信切換スイッチ群30は、複数の超音波振動子にそれぞれ対応する複数の送受信切換スイッチで構成される。各送受信切換スイッチは、対応する超音波振動子に送信電圧を印加する場合には超音波振動子とパルサとを電気的に接続させる一方、対応する超音波振動子において超音波エコー信号が受信される場合には超音波振動子とプリアンプとを電気的に接続させる切換動作を行う機能を有する。   The transmission / reception changeover switch group 30 includes a plurality of transmission / reception changeover switches respectively corresponding to the plurality of ultrasonic transducers. Each transmission / reception selector switch electrically connects the ultrasonic transducer and the pulsar when a transmission voltage is applied to the corresponding ultrasonic transducer, while an ultrasonic echo signal is received by the corresponding ultrasonic transducer. In this case, it has a function of performing a switching operation for electrically connecting the ultrasonic transducer and the preamplifier.

受信遅延加算回路32は、制御回路36からの制御信号に従って複数のプリアンプから出力された超音波エコー信号の整相加算処理を行うことによりタイミングが合わせられた1つの超音波エコー信号を生成する機能と、生成した超音波エコー信号を信号処理部33に与える機能とを有する。   The reception delay adding circuit 32 has a function of generating one ultrasonic echo signal whose timing is adjusted by performing phasing addition processing of ultrasonic echo signals output from a plurality of preamplifiers in accordance with a control signal from the control circuit 36. And a function of supplying the generated ultrasonic echo signal to the signal processing unit 33.

信号処理部33は、超音波エコー信号の包絡線(エンベロープ)を検出する検波処理、Bモード像生成処理、超音波ドプラ像生成処理等の信号処理を行うことによってBモード像データや超音波ドプラ像データ等の超音波画像データを生成する機能を有する。Bモード像データは、被検体内の心臓等の構造物の形態情報を表す超音波断層画像データである。また、超音波ドプラ像データは血液の速度、パワー、分散等の血流情報を表す超音波画像データである。   The signal processing unit 33 performs signal processing such as detection processing for detecting an envelope of an ultrasonic echo signal, B-mode image generation processing, and ultrasonic Doppler image generation processing, thereby performing B-mode image data and ultrasonic Doppler processing. A function of generating ultrasonic image data such as image data; The B-mode image data is ultrasonic tomographic image data representing morphological information of a structure such as a heart in the subject. The ultrasonic Doppler image data is ultrasonic image data representing blood flow information such as blood velocity, power, and dispersion.

画像処理部34は、信号処理部33において生成されたBモード像データや超音波ドプラ像データ等の超音波画像データに対して必要な画像処理を施して表示部35に表示させる機能を有する。画像処理としては、被検体の撮像断面に座標系を合わせる座標変換処理や画像表示に適した諧調を設定する諧調処理がある。特に、画像処理後の時系列の超音波画像データは、リアルタイムに動画として表示部35に表示させることができる。   The image processing unit 34 has a function of performing necessary image processing on ultrasonic image data such as B-mode image data and ultrasonic Doppler image data generated by the signal processing unit 33 and causing the display unit 35 to display them. Image processing includes coordinate conversion processing for aligning the coordinate system with the imaging section of the subject and gradation processing for setting gradation suitable for image display. In particular, time-series ultrasonic image data after image processing can be displayed on the display unit 35 as a moving image in real time.

表示部35は、画像処理部34における画像処理後の超音波画像データを超音波画像として表示させる表示装置である。   The display unit 35 is a display device that displays the ultrasonic image data after the image processing in the image processing unit 34 as an ultrasonic image.

操作パネル37は、ハードキー、ソフトキー、マウス等の入力装置を備える。操作パネル37は動作モード等の撮像条件や画像処理条件等の超音波画像データの収集に必要な制御指示情報を制御回路36に入力する機能を有する。動作モードとしては、PWモードや上述したSCWモードがあり、操作パネル37の操作によって任意に選択することができる。   The operation panel 37 includes input devices such as hard keys, soft keys, and a mouse. The operation panel 37 has a function of inputting control instruction information necessary for collecting ultrasonic image data such as imaging conditions such as operation modes and image processing conditions to the control circuit 36. The operation mode includes a PW mode and the SCW mode described above, and can be arbitrarily selected by operating the operation panel 37.

送信電源38は、禁止チャネル制御回路43からの制御信号に従って送信チャネルに電力を供給し、送信チャネルに設定されたチャネルのパルサの送信電圧を調整する機能を有する。特に、送信電源38は、禁止チャネル制御回路43からの制御信号に従って、ある送信チャネルが超音波の送受信を行わない禁止チャネルまたは超音波の受信のみを行う受信チャネルに切換えられた場合に電力の供給先を別の送信チャネルに切換える機能を備えている。   The transmission power supply 38 has a function of supplying power to the transmission channel according to the control signal from the prohibited channel control circuit 43 and adjusting the transmission voltage of the pulser of the channel set as the transmission channel. In particular, the transmission power supply 38 supplies power when a certain transmission channel is switched to a prohibited channel that does not transmit / receive ultrasonic waves or a reception channel that only receives ultrasonic waves according to a control signal from the prohibited channel control circuit 43. It has a function to switch the destination to another transmission channel.

送信チャネル制御回路39は、禁止チャネル制御回路43からの制御信号に従ってパルサ群29に制御信号を与えることによって送信チャネルに設定されたチャネルのパルサを動作状態に切換える機能を有する。   The transmission channel control circuit 39 has a function of switching a pulser of a channel set as a transmission channel to an operating state by giving a control signal to the pulser group 29 in accordance with a control signal from the prohibited channel control circuit 43.

受信チャネル制御回路40は、禁止チャネル制御回路43からの制御信号に従ってプリアンプ群31に制御信号を与えることによって受信チャネルに設定されたチャネルのプリアンプを動作状態に切換える機能を有する。   The reception channel control circuit 40 has a function of switching a preamplifier of a channel set as a reception channel to an operating state by giving a control signal to the preamplifier group 31 in accordance with a control signal from the prohibited channel control circuit 43.

ゲイン設定電圧生成回路41は、禁止チャネル制御回路43からの制御信号に従って受信チャネルに設定されたチャネルのプリアンプのゲインの制御電圧を調整することによってバイアス電流等の各プリアンプの動作条件をそれぞれ設定し、所望の受信ゲインを得る機能を有する。   The gain setting voltage generation circuit 41 sets the operating conditions of each preamplifier such as a bias current by adjusting the control voltage of the gain of the preamplifier of the channel set as the reception channel according to the control signal from the prohibition channel control circuit 43. And a function of obtaining a desired reception gain.

レベル検出回路42は、受信チャネルに設定されたチャネルのプリアンプから出力された超音波エコー信号の信号レベルを検出し、検出した超音波エコー信号の信号レベル情報を禁止チャネル制御回路43に与える機能を有する。   The level detection circuit 42 has a function of detecting the signal level of the ultrasonic echo signal output from the preamplifier of the channel set as the reception channel, and providing the signal level information of the detected ultrasonic echo signal to the prohibited channel control circuit 43. Have.

禁止チャネル制御回路43は、レベル検出回路42から取得した超音波エコー信号の信号レベル情報および超音波エコー信号の信号レベルに関して設定された条件に基づいて、超音波の送受信を行わない禁止チャネル、超音波の送信のみを行う送信チャネルおよび超音波の受信のみを行う受信チャネルを設定する機能、設定した禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルをそれぞれ表すチャネル情報を制御信号として送信電源38、送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40およびゲイン設定電圧生成回路41を制御する機能および超音波エコー信号の信号レベル情報を制御情報として送信電源38およびゲイン設定電圧生成回路41に与える機能を有する。   The prohibited channel control circuit 43 is based on the conditions set for the signal level information of the ultrasonic echo signal acquired from the level detection circuit 42 and the signal level of the ultrasonic echo signal. A function for setting a transmission channel that performs only transmission of sound waves and a reception channel that performs only reception of ultrasonic waves, a transmission power supply 38, and a transmission channel control circuit using channel information representing the set prohibited channels, reception channels, and transmission channels as control signals 39, a function of controlling the reception channel control circuit 40 and the gain setting voltage generation circuit 41, and a function of giving the signal level information of the ultrasonic echo signal to the transmission power supply 38 and the gain setting voltage generation circuit 41 as control information.

禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定は、超音波エコー信号の信号レベルに応じて予め任意に設定された条件に従って禁止チャネル制御回路43により自動的に行うことができる。逆に、操作パネル37から禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定指示情報が制御回路36を通じて禁止チャネル制御回路43に入力された場合に、すなわち操作パネル37の操作によって手動で禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定を行うようにすることもできる。また、超音波エコー信号の信号レベルに応じた禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定条件は、操作パネル37の操作によって条件情報を制御回路36を通じて禁止チャネル制御回路43に入力することによって可変設定できるように構成されている。   The prohibition channel, the reception channel, and the transmission channel can be automatically set by the prohibition channel control circuit 43 according to a condition that is arbitrarily set in advance according to the signal level of the ultrasonic echo signal. Conversely, when the setting instruction information for the prohibited channel, the receiving channel, and the transmitting channel is input from the operation panel 37 to the prohibited channel control circuit 43 through the control circuit 36, that is, by manually operating the operation panel 37, the prohibited channel and the receiving channel are manually input. It is also possible to set the transmission channel. The setting conditions of the prohibited channel, the receiving channel, and the transmitting channel according to the signal level of the ultrasonic echo signal are variably set by inputting condition information to the prohibited channel control circuit 43 through the control circuit 36 by operating the operation panel 37. It is configured to be able to.

さらに、禁止チャネル制御回路43は、禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定条件を保存するデータベースとしての機能を備えている。このため、超音波エコー信号のレベルに関する複数の条件を禁止チャネル制御回路43に保存し、操作パネル37の操作によって選択情報を制御回路36を通じて禁止チャネル制御回路43に入力して任意の条件を選択することによって簡易に禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定を行うことができる。   Further, the prohibited channel control circuit 43 has a function as a database for storing setting conditions of the prohibited channel, the reception channel, and the transmission channel. Therefore, a plurality of conditions relating to the level of the ultrasonic echo signal are stored in the prohibition channel control circuit 43, and selection information is input to the prohibition channel control circuit 43 through the control circuit 36 by operation of the operation panel 37, and an arbitrary condition is selected. By doing so, the prohibited channel, the reception channel, and the transmission channel can be easily set.

加えて、禁止チャネル制御回路43は、ある送信チャネルが禁止チャネルまたは受信チャネルに切換えられた場合に電力の供給先を別の送信チャネルに切換えるよう制御信号を与えることによって送信電源38を制御する機能を有する。   In addition, the prohibited channel control circuit 43 controls the transmission power supply 38 by giving a control signal to switch the power supply destination to another transmission channel when a certain transmission channel is switched to the prohibited channel or the reception channel. Have

制御回路36は、操作パネル37の操作によって入力された制御情報に従って送信遅延回路28、受信遅延加算回路32および禁止チャネル制御回路43を統括制御する機能を有する。   The control circuit 36 has a function of performing overall control of the transmission delay circuit 28, the reception delay adding circuit 32, and the prohibited channel control circuit 43 in accordance with control information input by operating the operation panel 37.

そして、このように構成された超音波診断装置20は、送信用の超音波振動子26Tおよび受信用の超音波振動子26Rを用いて被検体に超音波を送受信することによって前記被検体から超音波エコー信号を収集し、収集した超音波エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する機能と、超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子26Dを決定する機能とを有する。   The ultrasonic diagnostic apparatus 20 configured as described above transmits and receives an ultrasonic wave to and from the subject by using the transmitting ultrasonic transducer 26T and the receiving ultrasonic transducer 26R. A function of generating ultrasonic image data based on the collected ultrasonic echo signals and an ultrasonic transducer 26D that does not transmit / receive ultrasonic waves are determined according to the level of the ultrasonic echo signals. With functions.

(動作および作用)
次に超音波診断装置20の動作および作用について説明する。ここでは、SCWモードによるスキャンについて説明する。SCWモードによるスキャンでは、例えば送信チャネル、受信チャネルおよび送受信を行わない禁止チャネルの決定のための超音波エコー信号を収集するプレスキャンに続いて超音波ドプラ像データのリアルタイム収集のための本スキャンが実施される。ただし、プレスキャンと本スキャンとに分けずに超音波エコー信号に基づいて禁止チャネルをダイナミックに設定しつつ超音波ドプラ像データをリアルタイム収集してもよい。
(Operation and action)
Next, the operation and action of the ultrasonic diagnostic apparatus 20 will be described. Here, scanning in the SCW mode will be described. In the scan in the SCW mode, for example, a main scan for real-time acquisition of ultrasonic Doppler image data is performed following a pre-scan for acquiring an ultrasonic echo signal for determining a transmission channel, a reception channel, and a prohibited channel that does not perform transmission / reception. To be implemented. However, the ultrasonic Doppler image data may be collected in real time while the prohibited channel is dynamically set based on the ultrasonic echo signal without being divided into the pre-scan and the main scan.

まず、プレスキャンを実行するために操作者が装置本体21の操作パネル37を操作して撮像条件としてSCWモードを選択する。そうすると、操作パネル37からSCWモードの選択情報が制御回路36に入力される。制御回路36は超音波診断装置20の動作をSCWモードに設定し、SCWモードよるスキャンが実行されるように送信遅延回路28、受信遅延加算回路32および禁止チャネル制御回路43に制御情報を与えることによって統括制御する。   First, in order to execute the pre-scan, the operator operates the operation panel 37 of the apparatus main body 21 to select the SCW mode as the imaging condition. Then, SCW mode selection information is input to the control circuit 36 from the operation panel 37. The control circuit 36 sets the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 20 to the SCW mode, and gives control information to the transmission delay circuit 28, the reception delay addition circuit 32, and the prohibited channel control circuit 43 so that the scan by the SCW mode is executed. Control over by.

すなわち、制御回路36からの制御情報に従って禁止チャネル制御回路43において禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルがそれぞれデフォルトに設定される。SCWモードでは上述したように連続波が送受信されるため、送信用の超音波振動子26Tと受信用の超音波振動子26Rとがそれぞれ別々に設定される。例えば、禁止チャネルがなく、超音波振動子群26の中心位置で分割した一方の領域に含まれる超音波振動子が送信チャネル用の超音波振動子26Tに設定され、他方の領域に含まれる超音波振動子が受信チャネル用の超音波振動子26Rに設定される。ただし、超音波振動子群26の中心位置を挟んで両側にそれぞれ近接する2〜3つの超音波振動子26Dを禁止チャネルに設定してもよい。   That is, according to the control information from the control circuit 36, the prohibited channel control circuit 43 sets the prohibited channel, the reception channel, and the transmission channel as defaults. Since the continuous wave is transmitted and received in the SCW mode as described above, the ultrasonic transducer for transmission 26T and the ultrasonic transducer for reception 26R are set separately. For example, the ultrasonic transducer included in one region divided by the center position of the ultrasonic transducer group 26 without the prohibited channel is set as the ultrasonic transducer 26T for the transmission channel, and the ultrasonic transducer included in the other region is included. The ultrasonic transducer is set to the ultrasonic transducer 26R for the reception channel. However, two to three ultrasonic transducers 26D that are close to both sides of the center position of the ultrasonic transducer group 26 may be set as prohibited channels.

図2の例では、超音波振動子群26の右側が受信チャネル用の超音波振動子26Rに設定され、左側が送信チャネル用の超音波振動子26Tに設定されている。このため送信チャネル用の超音波振動子26Tと受信用の超音波振動子26Rとの境界位置は、超音波振動子群26の中央となる。   In the example of FIG. 2, the right side of the ultrasonic transducer group 26 is set to the ultrasonic transducer 26R for the reception channel, and the left side is set to the ultrasonic transducer 26T for the transmission channel. Therefore, the boundary position between the ultrasonic transducer for transmission channel 26T and the ultrasonic transducer for reception 26R is the center of the ultrasonic transducer group 26.

次に、禁止チャネル制御回路43は、受信チャネルおよび送信チャネルをそれぞれ表すチャネル情報を送信電源38、送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40およびゲイン設定電圧生成回路41に制御信号として与える。   Next, the prohibited channel control circuit 43 provides channel information representing the reception channel and the transmission channel to the transmission power source 38, the transmission channel control circuit 39, the reception channel control circuit 40, and the gain setting voltage generation circuit 41 as control signals.

このため、送信チャネル制御回路39は、チャネル情報を参照し、送信チャネル用の超音波振動子26Tに対応するパルサに制御信号を与えることによって動作状態に切換える。また、送信電源38は、チャネル情報を参照し、送信チャネル用の超音波振動子26Tに対応するパルサの送信電圧をデフォルト値に設定する。パルサの送信電圧のデフォルト値は、プリアンプでの飽和を回避するために、受信される超音波エコー信号の信号強度分解能が十分得られる最小の値、プリアンプにおいて明らかに飽和がおきないような最大の値またはこれらの間における任意の値とされる。このため、送信電圧のデフォルト値は最小値や経験的に得られる値とされる。さらに、送信チャネル用の超音波振動子26Tに対応する送受信切換スイッチの切換動作により送信チャネル用の超音波振動子26Tがそれぞれ対応するパルサと電気的に接続される。   For this reason, the transmission channel control circuit 39 refers to the channel information and switches to the operation state by giving a control signal to the pulser corresponding to the ultrasonic transducer 26T for the transmission channel. Further, the transmission power source 38 refers to the channel information and sets the transmission voltage of the pulser corresponding to the ultrasonic transducer 26T for the transmission channel to a default value. The default value of the pulsar transmission voltage is the minimum value at which the signal strength resolution of the received ultrasonic echo signal can be sufficiently obtained to avoid saturation at the preamplifier, and the maximum value at which no saturation occurs clearly in the preamplifier. A value or any value between them. For this reason, the default value of the transmission voltage is a minimum value or a value obtained empirically. Further, the transmission channel ultrasonic transducer 26T is electrically connected to the corresponding pulser by the switching operation of the transmission / reception selector switch corresponding to the transmission channel ultrasonic transducer 26T.

一方、受信チャネル制御回路40は、チャネル情報を参照し、受信チャネル用の超音波振動子26Rに対応するプリアンプに制御信号を与えることによって動作状態に切換える。また、ゲイン設定電圧生成回路41は、受信チャネル用の超音波振動子26Rに対応するプリアンプの制御電圧を調整することによって受信ゲインをデフォルト値に設定する。受信ゲインのデフォルト値は、プリアンプでの飽和を回避するために、受信される超音波エコー信号の信号強度分解能が十分得られる最小の値、プリアンプにおいて明らかに飽和がおきないような最大の値またはこれらの間における任意の値とされる。このため、受信ゲインのデフォルト値は最小値や経験的に得られる値とされる。さらに、受信チャネル用の超音波振動子26Rに対応する送受信切換スイッチの切換動作により受信チャネル用の超音波振動子26Rがそれぞれ対応するプリアンプと電気的に接続される。   On the other hand, the reception channel control circuit 40 refers to the channel information and switches the operation state by giving a control signal to the preamplifier corresponding to the ultrasonic transducer 26R for the reception channel. The gain setting voltage generation circuit 41 sets the reception gain to a default value by adjusting the control voltage of the preamplifier corresponding to the ultrasonic transducer 26R for the reception channel. The default value of the receive gain is the minimum value at which the signal strength resolution of the received ultrasonic echo signal is sufficiently obtained in order to avoid saturation at the preamplifier, the maximum value at which saturation is not apparent at the preamplifier, or It is an arbitrary value between these. For this reason, the default value of the reception gain is a minimum value or an empirically obtained value. Furthermore, the reception channel ultrasonic transducer 26R is electrically connected to the corresponding preamplifier by the switching operation of the transmission / reception changeover switch corresponding to the reception channel ultrasonic transducer 26R.

次に、送信遅延回路28は、制御回路36からの制御情報に従って送信チャネル用の超音波振動子26Tから送信される連続波によって形成される送信超音波ビームが所望の方向に偏向するように送信チャネル用の各超音波振動子26Tごとのタイミング信号を設定し、設定したタイミング信号を対応するパルサに与える。そうすると、送信チャネルのパルサは、タイミング信号をデフォルト値に設定された送信電圧に増幅して対応する超音波振動子26Tに駆動信号として印加する。   Next, the transmission delay circuit 28 transmits the transmission ultrasonic beam formed by the continuous wave transmitted from the ultrasonic transducer for transmission channel 26T according to the control information from the control circuit 36 so as to be deflected in a desired direction. A timing signal is set for each ultrasonic transducer 26T for the channel, and the set timing signal is given to the corresponding pulser. Then, the pulser of the transmission channel amplifies the timing signal to the transmission voltage set to the default value and applies it as a drive signal to the corresponding ultrasonic transducer 26T.

これにより送信チャネルに設定された複数の超音波振動子26Tから連続波が被検体内における心臓等の被観測体に送信される。そして、被検体内の被観測体内にて送信連続波が反射することによって生じた微弱な超音波エコー信号が受信チャネルに設定された複数の超音波振動子26Rにおいて受信される。   As a result, continuous waves are transmitted from a plurality of ultrasonic transducers 26T set in the transmission channel to an observation object such as a heart in the subject. Then, the weak ultrasonic echo signals generated by the transmission continuous wave reflected in the observation object in the subject are received by the plurality of ultrasonic transducers 26R set in the reception channel.

図3は図2に示す超音波診断装置20によるSCWモードにおける連続波の送受信の様子の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of a state of continuous wave transmission / reception in the SCW mode by the ultrasonic diagnostic apparatus 20 shown in FIG.

図3に示すように送信チャネルに設定された複数の超音波振動子26Tから連続波が送信されることによって被検体内における心臓等の被観測体に設定されたフォーカス位置Fに超音波送信ビームが送信される。そして、被観測体内における構造物の境界等の音響インピーダンスの異なる界面に超音波ビームが反射することによって生じた超音波受信ビームが複数の微弱な連続波の超音波エコー信号として受信チャネルに設定された複数の超音波振動子26Rにおいて受信される。従って、受信された超音波エコー信号は、被観測体内における構造物の形態や動きの情報を含んでいる。   As shown in FIG. 3, by transmitting continuous waves from a plurality of ultrasonic transducers 26T set in the transmission channel, an ultrasonic transmission beam is set at a focus position F set in an object to be observed such as a heart in the subject. Is sent. Then, the ultrasonic reception beam generated by the reflection of the ultrasonic beam on the interface with different acoustic impedance such as the boundary of the structure in the object to be observed is set in the reception channel as a plurality of weak continuous wave ultrasonic echo signals. Received by the plurality of ultrasonic transducers 26R. Therefore, the received ultrasonic echo signal includes information on the form and movement of the structure in the observed body.

超音波エコー信号が受信チャネルの超音波振動子26Rにおいて受信されると、電気信号として対応するプリアンプに出力される。各プリアンプでは、超音波エコー信号がデフォルト値に設定された受信ゲインで増幅され、増幅された超音波エコー信号がレベル検出回路42に出力される。レベル検出回路42は、受信チャネルの各プリアンプから出力された超音波エコー信号の信号レベルを検出する。   When the ultrasonic echo signal is received by the ultrasonic transducer 26R of the reception channel, it is output as an electric signal to the corresponding preamplifier. In each preamplifier, the ultrasonic echo signal is amplified with a reception gain set to a default value, and the amplified ultrasonic echo signal is output to the level detection circuit 42. The level detection circuit 42 detects the signal level of the ultrasonic echo signal output from each preamplifier of the reception channel.

超音波エコー信号には、通常、心臓壁等の動きを有する組織からの反射成分である振幅の大きいクラッタ信号が重畳している。一方、超音波ドプラ信号の強度は、クラッタ信号の強度に対して極めて微弱である。クラッタ信号の強度は、図2に示すような横軸を受信用の超音波振動子26Rの位置とし、縦軸をクラッタ信号の強度とするプロットデータのようになる。すなわち、クラッタ信号のレベルは、送信チャネル用の超音波振動子26Tと受信用の超音波振動子26Rとの境界位置において相対的に大きく、境界位置から離れるにつれて次第に低下する傾向を示す。   Usually, a clutter signal having a large amplitude, which is a reflection component from tissue having a motion such as a heart wall, is superimposed on the ultrasonic echo signal. On the other hand, the intensity of the ultrasonic Doppler signal is extremely weak with respect to the intensity of the clutter signal. The intensity of the clutter signal is as shown in plot data in which the horizontal axis is the position of the receiving ultrasonic transducer 26R and the vertical axis is the intensity of the clutter signal as shown in FIG. That is, the level of the clutter signal is relatively large at the boundary position between the ultrasonic transducer for transmission channel 26T and the ultrasonic transducer for reception 26R, and tends to gradually decrease as the distance from the boundary position increases.

そして、このように信号強度分布として検出された超音波エコー信号の信号レベル情報は、禁止チャネル制御回路43に出力される。禁止チャネル制御回路43は、超音波エコー信号の信号レベル情報および超音波エコー信号の信号レベルに関して設定された条件に基づいて、超音波の送受信を行わない禁止チャネル、超音波の送信のみを行う送信チャネルおよび超音波の受信のみを行う受信チャネルを設定する。   The signal level information of the ultrasonic echo signal detected as the signal intensity distribution in this way is output to the prohibited channel control circuit 43. The prohibited channel control circuit 43 is a prohibited channel that does not perform transmission / reception of ultrasonic waves, based on the conditions set for the signal level information of the ultrasonic echo signal and the signal level of the ultrasonic echo signal, and transmission that only transmits ultrasonic waves. A reception channel that only receives a channel and an ultrasonic wave is set.

SCWモードでは、超音波ドプラ信号を十分な信号強度で受信する一方、クラッタ信号や送信用の超音波振動子26Tから送信された連続波が受信用の超音波振動子26Rにおいて受信されてプリアンプに出力されることによるプリアンプの飽和を回避することが重要である。そこで、超音波エコー信号の信号レベル情報に基づいて、強度が相対的に大きいクラッタ信号や送信連続波が受信される恐れのある超音波振動子群26の中心位置付近、つまり現在の送信チャネル用の超音波振動子26Tと受信用の超音波振動子26Rとの境界位置付近における超音波振動子26Dに接続されるチャネルが禁止チャネルに設定される。   In the SCW mode, an ultrasonic Doppler signal is received with sufficient signal strength, while a clutter signal or a continuous wave transmitted from the transmitting ultrasonic transducer 26T is received by the receiving ultrasonic transducer 26R and received by the preamplifier. It is important to avoid saturation of the preamplifier due to output. Therefore, based on the signal level information of the ultrasonic echo signal, the vicinity of the center position of the ultrasonic transducer group 26 in which a clutter signal or a transmission continuous wave having a relatively high intensity may be received, that is, for the current transmission channel. A channel connected to the ultrasonic transducer 26D near the boundary position between the ultrasonic transducer 26T and the receiving ultrasonic transducer 26R is set as a prohibited channel.

そのために、例えば超音波エコー信号のレベルが予め決定された閾値を超えたか否かが判定される。そして、閾値を超えたレベルの超音波エコー信号を受信した受信チャネルの超音波振動子26Rおよび超音波振動子群26の中心位置に線対称または面対称な送信チャネルの超音波振動子26Tが接続されるチャネルを禁止チャネルに設定することができる。或いは、閾値を超えたレベルの超音波エコー信号を同一の超音波振動子26Rで受信した頻度(回/時間)を計数し、計数された頻度が頻度に対して予め決定された閾値を超える受信チャネルの超音波振動子26Rおよび超音波振動子群26の中心位置に線対称または面対称な送信チャネルの超音波振動子26Tが接続されるチャネルを禁止チャネルに設定することもできる。   For this purpose, for example, it is determined whether or not the level of the ultrasonic echo signal exceeds a predetermined threshold value. Then, the ultrasonic transducer 26T of the transmission channel that is line-symmetric or plane-symmetric is connected to the center position of the ultrasonic transducer 26R of the reception channel and the ultrasonic transducer group 26 that has received the ultrasonic echo signal of the level exceeding the threshold. Can be set as a prohibited channel. Alternatively, the frequency (times / time) at which an ultrasonic echo signal at a level exceeding the threshold is received by the same ultrasonic transducer 26R is counted, and the counted frequency exceeds the threshold predetermined for the frequency. A channel in which the ultrasonic transducer 26T of the transmission channel that is line-symmetric or plane-symmetric is connected to the center position of the ultrasonic transducer 26R of the channel and the ultrasonic transducer group 26 can be set as a prohibited channel.

このため、送信チャネルの超音波振動子26Tと受信チャネルの超音波振動子26Rとの境界に位置する超音波振動子を開始位置として境界から離れる方向に向かって各位置における超音波振動子26Rにより受信された超音波エコー信号のレベルの閾値処理や頻度に対する閾値処理を順次行うことにより禁止チャネルの範囲を決定することができる。すなわち、送信チャネルの超音波振動子26Tと受信チャネルの超音波振動子26Rとの境界から離れる方向に超音波振動子26Rの位置ごとの超音波エコー信号のレベルを分析し、信号レベルまたは頻度が閾値を超えない最初のチャネルを検出して検出されたチャネルよりも境界側のチャネルおよび境界位置に関して対称なチャネルを禁止チャネルとして決定することができる。   For this reason, the ultrasonic transducer 26R at each position in the direction away from the boundary starts from the ultrasonic transducer positioned at the boundary between the ultrasonic transducer 26T of the transmission channel and the ultrasonic transducer 26R of the reception channel. The range of the forbidden channel can be determined by sequentially performing threshold processing on the level of the received ultrasonic echo signal and threshold processing on the frequency. That is, the level of the ultrasonic echo signal for each position of the ultrasonic transducer 26R is analyzed in a direction away from the boundary between the ultrasonic transducer 26T of the transmission channel and the ultrasonic transducer 26R of the reception channel, and the signal level or frequency is determined. The first channel that does not exceed the threshold value is detected, and the channel that is symmetric with respect to the boundary side and the boundary position with respect to the detected channel can be determined as the prohibited channel.

より具体的には、超音波エコー信号のレベルが閾値を超える頻度を禁止チャネルの設定条件とする場合には、次のような制御アルゴリズムに従って禁止チャネルを設定することができる。まず、超音波振動子群26の中心位置に最も近い1番目の受信チャネルの超音波振動子26Rで受信された超音波エコー信号のレベルを閾値と比較する。そして、超音波エコー信号のレベルが閾値を超える頻度が一定回数以上となる場合には、1番目の受信チャネルおよび1番目の受信チャネルに対称な送信チャネルを禁止チャネルに設定する。次に、超音波振動子群26の中心位置に2番目に近い受信チャネルの超音波振動子26Rで受信された超音波エコー信号のレベルを閾値と比較する。そして、超音波エコー信号のレベルが閾値を超える頻度が一定回数以上となる場合には、2番目の受信チャネルおよび2番目の受信チャネルに対称な送信チャネルを禁止チャネルに設定する。さらに、同様な信号レベルおよび頻度の閾値処理を超音波振動子群26の中心位置から離れる方向に頻度が一定回数未満となるまで行うことにより禁止チャネルの範囲を決定することができる。   More specifically, when the frequency at which the level of the ultrasonic echo signal exceeds the threshold is set as the prohibited channel setting condition, the prohibited channel can be set according to the following control algorithm. First, the level of the ultrasonic echo signal received by the ultrasonic transducer 26R of the first reception channel closest to the center position of the ultrasonic transducer group 26 is compared with a threshold value. When the frequency at which the level of the ultrasonic echo signal exceeds the threshold value is equal to or greater than a certain number of times, a transmission channel symmetrical to the first reception channel and the first reception channel is set as a prohibited channel. Next, the level of the ultrasonic echo signal received by the ultrasonic transducer 26R of the reception channel closest to the center position of the ultrasonic transducer group 26 is compared with a threshold value. When the frequency at which the level of the ultrasonic echo signal exceeds the threshold is equal to or greater than a certain number of times, a transmission channel that is symmetric to the second reception channel and the second reception channel is set as a prohibited channel. Further, the range of the prohibited channel can be determined by performing similar signal level and frequency threshold processing in a direction away from the center position of the ultrasonic transducer group 26 until the frequency becomes less than a certain number of times.

このように超音波振動子群26の中心位置から離れる方向に禁止チャネルの範囲を決定する場合、禁止チャネルに設定するか否かの判定対象とするチャネルを一定の範囲、例えば超音波振動子群26の中心位置の片側に存在するチャネルのうちの1/2個のチャネル(全てのチャネルの1/4のチャネル)に限定することもできる。さらに、参照用に禁止チャネルに設定されたチャネル数の全チャネル数に対する割合を計算して表示部35に表示させることもできる。これにより、不適切に禁止チャネルが広く設定されないようにすることができる。また、操作者は設定されている禁止チャネルの範囲を把握することができる。   Thus, when determining the range of the prohibited channel in the direction away from the center position of the ultrasonic transducer group 26, the channel to be determined as to whether or not to set the prohibited channel is a certain range, for example, the ultrasonic transducer group It is also possible to limit the number of channels to one-half of the channels existing on one side of the center position of 26 (one-fourth of all channels). Furthermore, the ratio of the number of channels set as prohibited channels for reference to the total number of channels can be calculated and displayed on the display unit 35. As a result, it is possible to prevent the prohibited channel from being set inappropriately. Further, the operator can grasp the set prohibited channel range.

尚、禁止チャネルの設定条件となる信号レベルに対する閾値、頻度、頻度に対する閾値等のパラメータは、操作パネル37の操作によって条件情報を制御回路36を通じて禁止チャネル制御回路43に数値を入力することによって可変設定できる。さらに、禁止チャネル制御回路43に予め保存された撮像部位や撮像モード等の異なる撮像条件に関連付けられた信号レベルに対する閾値、頻度、頻度に対する閾値等の複数のパラメータから操作パネル37の操作によって適切なパラメータを選択することもできる。これにより撮像条件に応じた適切な禁止チャネルの設定条件の決定を簡易に行うことができる。   The parameters such as the threshold for the signal level, the frequency, and the threshold for the frequency, which are the setting conditions for the prohibited channel, can be changed by inputting the condition information to the prohibited channel control circuit 43 through the control circuit 36 by operating the operation panel 37. Can be set. Further, the operation is appropriately performed by operating the operation panel 37 from a plurality of parameters such as a threshold for a signal level associated with different imaging conditions such as an imaging part and an imaging mode stored in advance in the prohibited channel control circuit 43, a frequency, and a threshold for frequency. Parameters can also be selected. Accordingly, it is possible to easily determine an appropriate prohibited channel setting condition according to the imaging condition.

また、禁止チャネル制御回路43による禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルの設定は、自動的にまたは操作パネル37の操作によって手動で行うことができる。手動で禁止チャネルの設定を行う場合には、超音波エコー信号の信号レベル情報を表示部35に参照情報を表示させ、操作パネル37から禁止チャネルの設定情報を入力できるようにすることが有効である。一方、自動で禁止チャネルの設定を行う場合には、操作パネル37の操作によって自動設定機能のON/OFFを切換られるようにすればよい。そして、自動で禁止チャネルの設定を行うようにすれば、クラッタ信号のレベルが時間的に変化してもクラッタ信号のレベルに追従してダイナミックに禁止チャネルを設定することができる。   The setting of the prohibited channel, the reception channel, and the transmission channel by the prohibited channel control circuit 43 can be performed automatically or manually by operating the operation panel 37. When manually setting the prohibited channel, it is effective to display the reference level information on the signal level information of the ultrasonic echo signal on the display unit 35 so that the prohibited channel setting information can be input from the operation panel 37. is there. On the other hand, when the prohibited channel is automatically set, the automatic setting function can be switched ON / OFF by operating the operation panel 37. If the prohibited channel is automatically set, the prohibited channel can be set dynamically following the level of the clutter signal even if the level of the clutter signal changes with time.

尚、禁止チャネルをダイナミックに自動設定し、自動設定される禁止チャネルが安定的となった時点で、手動設定に切換えて本スキャン用に禁止チャネルを固定すれば、本スキャンにおける禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルが一定となる。このため、本スキャンにおける情報処理および制御が低減され、リアルタイム性を向上させることができる。逆に、禁止チャネルをダイナミックに自動設定した状態で上述したようにプリスキャンと本スキャンとを区別せずに超音波ドプラ像データのリアルタイム収集を行うこともできる。   If the prohibited channel is automatically set dynamically, and when the automatically set prohibited channel becomes stable, switching to manual setting and fixing the prohibited channel for the main scan, the prohibited channel and the reception channel in the main scan And the transmission channel becomes constant. For this reason, information processing and control in the main scan are reduced, and real-time performance can be improved. On the contrary, in the state where the prohibition channel is dynamically set automatically, the ultrasonic Doppler image data can be collected in real time without distinguishing between the pre-scan and the main scan as described above.

禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルが設定されると、禁止チャネル制御回路43は、設定した禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルをチャネル情報として送信電源38、送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40およびゲイン設定電圧生成回路41に与える。そうすると、送信電源38、送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40およびゲイン設定電圧生成回路41は、新たなチャネル情報に従って上述したような動作を行う。このため、受信チャネルおよび送信チャネルから禁止チャネルに変更されたチャネルのパルサおよびプリアンプがOFF状態に切換えられる。   When the prohibited channel, the reception channel, and the transmission channel are set, the prohibited channel control circuit 43 uses the set prohibited channel, reception channel, and transmission channel as channel information to transmit power 38, transmission channel control circuit 39, and reception channel control circuit 40. And applied to the gain setting voltage generation circuit 41. Then, the transmission power supply 38, the transmission channel control circuit 39, the reception channel control circuit 40, and the gain setting voltage generation circuit 41 perform the operation as described above according to the new channel information. For this reason, the pulser and preamplifier of the channel changed from the reception channel and the transmission channel to the prohibited channel are switched to the OFF state.

尚、図2において網掛け表示された超音波振動子26D、パルサおよびプリアンプはOFF (disabled)状態であることを示している。また、網掛け表示されていない超音波振動子26T、26R、パルサおよびプリアンプはON (enabled)状態であることを示している。   In FIG. 2, the shaded ultrasonic transducers 26D, pulsars, and preamplifiers are in an OFF (disabled) state. In addition, the ultrasonic transducers 26T and 26R, the pulser, and the preamplifier that are not shaded are in an ON (enabled) state.

さらに、禁止チャネル制御回路43は、超音波エコー信号の信号レベル情報を制御情報として送信電源38およびゲイン設定電圧生成回路41に与える。そうすると、送信電源38は、超音波エコー信号の信号レベル情報を参照し、新たに設定された受信チャネルにおいて収集された超音波エコー信号が再び同一の受信チャネルに受信されたとしてもプリアンプが飽和せず、かつより大きい信号レベルで受信されるような送信パワーで連続波が送信されるように、新たに設定された送信チャネルのパルサの送信電圧を制御する。これにより、禁止チャネルの設定による送信連続波のパワーの低下を軽減することができる。このとき、送信電源38は、禁止チャネルに設定された送信チャネルに供給されていた電力を禁止チャネルに設定されていない送信チャネルに振り分けることができる。これにより、チャネル全体における消費電力を変えることなく受信感度の低下を防止することができる。   Further, the prohibited channel control circuit 43 gives the signal level information of the ultrasonic echo signal to the transmission power supply 38 and the gain setting voltage generation circuit 41 as control information. Then, the transmission power source 38 refers to the signal level information of the ultrasonic echo signal, and even if the ultrasonic echo signal collected in the newly set reception channel is received again in the same reception channel, the preamplifier is saturated. In addition, the transmission voltage of the pulser of the newly set transmission channel is controlled so that the continuous wave is transmitted with transmission power that is received at a higher signal level. Thereby, it is possible to reduce a decrease in power of the transmission continuous wave due to the setting of the prohibited channel. At this time, the transmission power source 38 can distribute the power supplied to the transmission channel set as the prohibited channel to the transmission channel not set as the prohibited channel. As a result, it is possible to prevent a decrease in reception sensitivity without changing the power consumption in the entire channel.

一方、ゲイン設定電圧生成回路41は、超音波エコー信号の信号レベル情報を参照し、新たに設定された受信チャネルにおいて収集された超音波エコー信号が再び同一の受信チャネルに受信されたとしてもプリアンプが飽和せず、かつより大きい信号レベルで受信されるように、新たに設定された受信チャネルのプリアンプの受信ゲインを補正する。これにより、禁止チャネルの設定による受信感度の低下を軽減することができる。   On the other hand, the gain setting voltage generation circuit 41 refers to the signal level information of the ultrasonic echo signal, and even if the ultrasonic echo signal collected in the newly set reception channel is received again in the same reception channel, the preamplifier Is corrected and the reception gain of the preamplifier of the newly set reception channel is corrected so that the signal is received at a higher signal level. Thereby, it is possible to reduce a decrease in reception sensitivity due to the setting of the prohibited channel.

つまり、超音波エコー信号の信号強度に応じてプリアンプのダイナミックレンジ内で、超音波エコー信号の信号強度がより大きくなるような適切な受信ゲインおよび連続波の送信電圧が設定される。これにより禁止チャネルの増加による受信感度および送信連続波のパワーの低下を防止することができる。   That is, an appropriate reception gain and continuous wave transmission voltage are set within the dynamic range of the preamplifier in accordance with the signal strength of the ultrasonic echo signal so that the signal strength of the ultrasonic echo signal becomes larger. As a result, it is possible to prevent a decrease in reception sensitivity and transmission continuous wave power due to an increase in forbidden channels.

次に、禁止チャネルが設定された状態で再び送信遅延回路28において新たな送信チャネルに対応するタイミング信号が設定され、上述した流れと同様な流れで新たな送信チャネルの超音波振動子26Tから新たな送信電圧で連続波が送信される。そして、新たな受信チャネルの超音波振動子26Rにおいて超音波エコー信号が受信され、新たな受信ゲインにて増幅された超音波エコー信号の信号レベルに応じた禁止チャネルの再設定が禁止チャネル制御回路43において行われる。   Next, the timing signal corresponding to the new transmission channel is set again in the transmission delay circuit 28 in the state where the prohibited channel is set, and a new signal is transmitted from the ultrasonic transducer 26T of the new transmission channel in the same flow as described above. A continuous wave is transmitted with a high transmission voltage. Then, an ultrasonic echo signal is received by the ultrasonic transducer 26R of the new reception channel, and the prohibition channel is reset according to the signal level of the ultrasonic echo signal amplified by the new reception gain. At 43.

そして、このような禁止チャネルのダイナミックな自動設定がプリスキャンによって行われ、禁止チャネルの範囲が安定したところで操作者は操作パネル37を操作して禁止チャネルの設定方法を手動に切換えることにより禁止チャネルを適切な範囲に固定することができる。   Such dynamic automatic setting of the prohibited channel is performed by pre-scanning, and when the range of the prohibited channel is stabilized, the operator operates the operation panel 37 to switch the prohibited channel setting method to manual. Can be fixed within an appropriate range.

次に、固定された禁止チャネル、受信チャネルおよび送信チャネルを用いて超音波ドプラ像データを収集するための本スキャンがプリスキャンと同様な流れで実行される。すなわち、送信チャネルの超音波振動子26Tから被観測体内の血流に対して中心周波数f0の超音波ビームの照射が行われると、流動する血球により血流速度に比例する量のドプラ偏移fdを受けた周波数f0+fdの微弱な超音波ドプラ信号が発生する。この周波数f0+fdの超音波ドプラ信号は、心臓や血管壁等の非常に遅い動きを有するクラッタからの振幅の大きいクラッタ信号に重畳した状態で超音波エコー信号として受信チャネルの超音波振動子26Rにより受信される。そして、受信ゲインにて増幅された超音波エコー信号が受信チャネルのプリアンプから出力される。   Next, the main scan for collecting the ultrasonic Doppler image data using the fixed prohibition channel, the reception channel, and the transmission channel is executed in the same flow as the pre-scan. That is, when an ultrasonic beam having a center frequency f0 is irradiated from the ultrasonic transducer 26T of the transmission channel to the blood flow in the observed body, the Doppler shift fd is proportional to the blood flow velocity by the flowing blood cells. A weak ultrasonic Doppler signal having a frequency f0 + fd is generated. The ultrasonic Doppler signal having the frequency f0 + fd is superposed on a clutter signal having a large amplitude from a clutter having a very slow motion such as a heart or a blood vessel wall, and the ultrasonic transducer 26R of the reception channel as an ultrasonic echo signal. Is received. Then, the ultrasonic echo signal amplified by the reception gain is output from the preamplifier of the reception channel.

ここで、被検体ごとに異なる振幅を有するクラッタ信号や送信連続波が受信される恐れのあるチャネルは禁止チャネルに設定されている。このため、許容値を超えるレベルを有するクラッタ信号がプリアンプに入力することがない。これによりプリアンプにおける飽和が回避され、ダイナミックレンジを有効活用することができる。また、連続波の送信電圧および受信ゲインは、それぞれ禁止チャネルの設定による送信パワーおよび感度の低下が補償されるように設定されているため、振幅の大きいクラッタ信号に重畳する微弱な超音波エコー信号を増幅して信号処理に十分な強度の信号として得ることができる。   Here, a channel that may receive a clutter signal or a transmission continuous wave having a different amplitude for each subject is set as a prohibited channel. For this reason, a clutter signal having a level exceeding the allowable value is not input to the preamplifier. As a result, saturation in the preamplifier is avoided, and the dynamic range can be used effectively. In addition, the continuous wave transmission voltage and reception gain are set so as to compensate for the decrease in transmission power and sensitivity due to the setting of the prohibited channel, respectively, so a weak ultrasonic echo signal superimposed on a clutter signal having a large amplitude Can be obtained as a signal of sufficient strength for signal processing.

次に、プリアンプから出力された超音波エコー信号は、受信遅延加算回路32に与えられる。受信遅延加算回路32は、受信チャネルの複数のプリアンプから出力された超音波エコー信号の整相加算処理を行って得られる超音波エコー信号を信号処理部33に与える。そうすると、信号処理部33では、SCWモードの超音波エコー信号に対する信号処理によって超音波ドプラ像データが生成され、生成された超音波ドプラ像データは画像処理部34に出力される。次に、画像処理部34は、超音波ドプラ像データに対して必要な画像処理を施して表示部35に超音波ドプラ像を表示させる。   Next, the ultrasonic echo signal output from the preamplifier is given to the reception delay adding circuit 32. The reception delay adding circuit 32 gives an ultrasonic echo signal obtained by performing phasing addition processing of the ultrasonic echo signals output from the plurality of preamplifiers of the reception channel to the signal processing unit 33. Then, in the signal processing unit 33, ultrasonic Doppler image data is generated by signal processing on the ultrasonic echo signal in the SCW mode, and the generated ultrasonic Doppler image data is output to the image processing unit 34. Next, the image processing unit 34 performs necessary image processing on the ultrasonic Doppler image data and causes the display unit 35 to display the ultrasonic Doppler image.

図4は図2に示す超音波診断装置20によりSCWモードで収集される超音波ドプラ像の一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of an ultrasonic Doppler image collected in the SCW mode by the ultrasonic diagnostic apparatus 20 shown in FIG.

図4において横軸は時間を示し、縦軸は血流の速度を表す周波数を示す。図4に示すように周波数f0+fdの超音波ドプラ信号からドプラ偏移周波数fdが信号処理部33において検出され、検出されたドプラ偏移周波数fdの時間的な変化が超音波ドプラ像としてダイナミックに表示される。この超音波ドプラ像は、SCWモードによるスキャンによって収集されているため、血流速度が速い場合であってもエイリアシングが発生しない。さらに、プリアンプが飽和しないように禁止チャネル、受信ゲインおよび連続波の送信電圧が設定されているため、プリアンプの飽和に起因するデータの歪みやノイズの発生が抑制されている。   In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the frequency representing the blood flow velocity. As shown in FIG. 4, the Doppler shift frequency fd is detected from the ultrasonic Doppler signal having the frequency f0 + fd by the signal processing unit 33, and the temporal change of the detected Doppler shift frequency fd is dynamic as an ultrasonic Doppler image. Is displayed. Since this ultrasonic Doppler image is acquired by scanning in the SCW mode, aliasing does not occur even when the blood flow velocity is high. Furthermore, since the prohibited channel, the reception gain, and the continuous wave transmission voltage are set so that the preamplifier is not saturated, the occurrence of data distortion and noise due to the saturation of the preamplifier is suppressed.

尚、ここまでは、SCWモードによるスキャンを行う例について説明したが、超音波振動子群26を目的の異なる動作領域に分けて使用するモードによりスキャンを行う場合には、同様な超音波エコー信号のレベルに応じた禁止チャネルの設定を行うことができる。例えば、送信用の超音波振動子26Tと受信用の超音波振動子26Rとに分けてPWモードによるスキャンを行う場合にも上述したような超音波エコー信号のレベルに応じた禁止チャネルの設定を行うことができる。   In the above, the example of performing the scan in the SCW mode has been described. However, in the case of performing the scan in the mode in which the ultrasonic transducer group 26 is divided into different target operation areas, the same ultrasonic echo signal is used. Forbidden channels can be set according to the level of each. For example, even when scanning in the PW mode is performed separately for the transmitting ultrasonic transducer 26T and the receiving ultrasonic transducer 26R, the prohibited channel is set according to the level of the ultrasonic echo signal as described above. It can be carried out.

PWモードでは、周波数f0+fdの超音波ドプラ信号からドプラ偏移周波数fdが信号処理部33において検出され、検出されたドプラ偏移周波数fdを2次元にマッピングすることができる。さらに、PWモードでは、マッピングしたドプラ偏移周波数fdに対して適切なカラー変換を行って別途収集したBモード像に重畳表示させることができる。すなわち、血流速度情報を含む被観測体内の画像をリアルタイムでカラードプラ画像として表示することができる。   In the PW mode, the Doppler shift frequency fd is detected by the signal processing unit 33 from the ultrasonic Doppler signal having the frequency f0 + fd, and the detected Doppler shift frequency fd can be mapped two-dimensionally. Furthermore, in the PW mode, appropriate color conversion can be performed on the mapped Doppler shift frequency fd to be superimposed and displayed on a separately collected B mode image. That is, an image in the observed body including blood flow velocity information can be displayed as a color Doppler image in real time.

つまり以上のような超音波診断装置20は、異なる超音波振動子を用いて超音波を送受信する場合に、超音波エコー信号のレベルを検出し、検出した超音波エコー信号のレベルに基づいて超音波の送受信を行わない禁止チャネルを可変設定できるようにしたものである。さらに、超音波診断装置20は禁止チャネル数が増加することによる送信超音波や受信感度の低下を補償するために、超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送信電圧やプリアンプの受信ゲインを制御するように構成したものである。   That is, the ultrasonic diagnostic apparatus 20 as described above detects the level of the ultrasonic echo signal when transmitting and receiving ultrasonic waves using different ultrasonic transducers, and performs ultrasonic processing based on the detected level of the ultrasonic echo signal. The prohibited channel that does not transmit / receive sound waves can be variably set. Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus 20 sets the ultrasonic transmission voltage and the reception gain of the preamplifier according to the level of the ultrasonic echo signal in order to compensate for a decrease in transmission ultrasonic wave and reception sensitivity due to an increase in the number of prohibited channels. It is configured to control.

(効果)
このため、超音波診断装置20によれば、被検体、撮像部位あるいは被検体の状態が変わったとしても、より適切な送信用および受信用の超音波振動子を設定して超音波の送受信を行うことができる。例えば、超音波プローブ22を送信領域と受信流域とに分割して用いるSCWモードにおいて、被検体ごとに異なるレベルを有するクラッタ信号が発生しても、ノイズの差異が少なく良好な品質の超音波ドプラ像を得ることができる。このため、質の高い診断情報を提供することが可能である。
(effect)
For this reason, according to the ultrasonic diagnostic apparatus 20, even when the state of the subject, the imaging region, or the subject changes, more appropriate transmission and reception ultrasonic transducers are set to transmit and receive ultrasonic waves. It can be carried out. For example, in the SCW mode in which the ultrasonic probe 22 is divided into a transmission area and a reception flow area, even if a clutter signal having a different level is generated for each subject, an ultrasonic Doppler having a good quality with little noise difference. An image can be obtained. For this reason, it is possible to provide high quality diagnostic information.

また、1次元状に配列された超音波振動子を有する1Dアレイ超音波プローブのみならず、2Dアレイ状に配列された超音波振動子を有する2Dアレイ超音波プローブや複数の不規則に配置された超音波振動子を備える超音波プローブのような他のタイプの超音波プローブであっても上述した処理を行うことができる。特に、2Dアレイ超音波プローブを使用する場合には、プリアンプのダイナミックレンジに余裕がないと考えられるため、特に有効である。   In addition to 1D array ultrasonic probes having ultrasonic transducers arranged one-dimensionally, 2D array ultrasonic probes having ultrasonic transducers arranged in a 2D array and a plurality of irregularly arranged probes The above-described processing can be performed even with other types of ultrasonic probes such as an ultrasonic probe having an ultrasonic transducer. In particular, when a 2D array ultrasonic probe is used, it is particularly effective because it is considered that there is no room in the dynamic range of the preamplifier.

2.第2の実施形態
(構成および機能)
図5は本発明に係る超音波診断装置の第2の実施形態を示す構成図である。
2. Second Embodiment (Configuration and Function)
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

図5に示された超音波診断装置20Aでは、超音波プローブ22を電子回路内蔵プローブ22Aとした構成が図2に示す超音波診断装置20と相違する。他の構成および作用については図2に示す超音波診断装置20と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。   The ultrasonic diagnostic apparatus 20A shown in FIG. 5 is different from the ultrasonic diagnostic apparatus 20 shown in FIG. 2 in that the ultrasonic probe 22 is an electronic circuit built-in probe 22A. Since other configurations and operations are not substantially different from those of the ultrasonic diagnostic apparatus 20 shown in FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

超音波診断装置20Aの電子回路内蔵プローブ22Aは、プローブハンドル50とプローブコネクタ24とをプローブケーブル25により接続した構成である。プローブハンドル50には、超音波振動子群26、プローブ側パルサ群51、プローブ側プリアンプ群52、プローブ側送受信切換スイッチ群53、サブアレイビームフォーマ群54、プローブハンドル内制御回路55が内蔵される。また、プローブコネクタ24には、それぞれプリアンプ56を有する電子回路群57およびプローブコネクタ内制御回路58が内蔵される。   The probe 22A with a built-in electronic circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus 20A has a configuration in which a probe handle 50 and a probe connector 24 are connected by a probe cable 25. The probe handle 50 includes an ultrasonic transducer group 26, a probe side pulser group 51, a probe side preamplifier group 52, a probe side transmission / reception changeover switch group 53, a subarray beamformer group 54, and a probe handle control circuit 55. The probe connector 24 incorporates an electronic circuit group 57 having a preamplifier 56 and a probe connector control circuit 58.

プローブハンドル内制御回路55は、装置本体21側の送信遅延回路28、送信電源38、送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40およびゲイン設定電圧生成回路41が有する機能と同等な機能を有する。つまり、プローブハンドル内制御回路55は、装置本体21側の禁止チャネル制御回路43から出力されたチャネル情報および超音波エコー信号の信号レベル情報を装置本体21側の制御回路36およびプローブコネクタ内制御回路58を介して取得し、取得したチャネル情報および超音波エコー信号の信号レベル情報に基づいてプローブ側パルサ群51、プローブ側プリアンプ群52およびサブアレイビームフォーマ群54を制御する機能を備えている。   The probe handle control circuit 55 has a function equivalent to the functions of the transmission delay circuit 28, the transmission power supply 38, the transmission channel control circuit 39, the reception channel control circuit 40, and the gain setting voltage generation circuit 41 on the apparatus main body 21 side. That is, the in-probe handle control circuit 55 uses the channel information output from the prohibited channel control circuit 43 on the apparatus main body 21 side and the signal level information of the ultrasonic echo signal to the control circuit 36 on the apparatus main body 21 and the control circuit in the probe connector. And a function of controlling the probe-side pulsar group 51, the probe-side preamplifier group 52, and the sub-array beamformer group 54 based on the acquired channel information and signal level information of the ultrasonic echo signal.

プローブ側パルサ群51はプローブハンドル内制御回路55においてパルサごとに生成されたタイミング信号およびプローブハンドル内制御回路55から制御信号として与えられたON/OFF動作切換信号および送信電圧調整情報に従って制御され、装置本体21のパルサ群29と同様の機能を有する。   The probe side pulser group 51 is controlled in accordance with the timing signal generated for each pulser in the probe handle control circuit 55 and the ON / OFF operation switching signal and the transmission voltage adjustment information given as the control signal from the probe handle control circuit 55. It has the same function as the pulsar group 29 of the apparatus main body 21.

プローブ側プリアンプ群52は、プローブハンドル内制御回路55から制御信号として与えられたON/OFF動作切換信号および受信ゲインの設定情報に従って制御され、装置本体21のプローブ側プリアンプ群52と同様の機能を有する。また、プローブ側プリアンプ群52は、増幅された超音波エコー信号をサブアレイビームフォーマ群54に出力するように構成されている。   The probe-side preamplifier group 52 is controlled according to the ON / OFF operation switching signal and reception gain setting information given as control signals from the probe handle control circuit 55, and has the same function as the probe-side preamplifier group 52 of the apparatus main body 21. Have. The probe-side preamplifier group 52 is configured to output the amplified ultrasonic echo signal to the subarray beamformer group 54.

プローブ側送受信切換スイッチ群53は、装置本体21の送受信切換スイッチ群30と同様の機能を備えている。   The probe-side transmission / reception changeover switch group 53 has the same function as the transmission / reception changeover switch group 30 of the apparatus main body 21.

サブアレイビームフォーマ群54は、複数のサブアレイビームフォーマで構成される。各サブアレイビームフォーマはそれぞれ所定数のプリアンプの出力側と接続される。そして、サブアレイビームフォーマは、所定数チャネル分のプリアンプから出力された超音波エコー信号に受信遅延時間を与えて整相加算し、1つの超音波エコー信号を生成し、生成した超音波エコー信号を出力する機能を備えている。このため、サブアレイビームフォーマ群54によって超音波振動子の数に相当する出力信号線数がサブアレイビームフォーマの数の出力信号線数に減少される。   The subarray beamformer group 54 includes a plurality of subarray beamformers. Each subarray beamformer is connected to the output side of a predetermined number of preamplifiers. Then, the sub-array beamformer adds a reception delay time to the ultrasonic echo signals output from the preamplifiers for a predetermined number of channels and performs phasing addition to generate one ultrasonic echo signal, and the generated ultrasonic echo signal is It has a function to output. Therefore, the number of output signal lines corresponding to the number of ultrasonic transducers is reduced to the number of output signal lines corresponding to the number of subarray beamformers by the subarray beamformer group 54.

プローブコネクタ24内の電子回路群57は、複数の電子回路で構成される。各電子回路は、それぞれ対応するサブアレイビームフォーマの出力側と接続される。各電子回路には、それぞれプリアンプ56が備えられ、各電子回路は、必要に応じてサブアレイビームフォーマから出力された超音波エコー信号の増幅、バッファリング、帯域調整等の超音波エコー信号に対する信号処理を行う機能と、信号処理後の超音波エコー信号を装置本体21のプリアンプに出力する機能を備えている。   The electronic circuit group 57 in the probe connector 24 includes a plurality of electronic circuits. Each electronic circuit is connected to the output side of the corresponding subarray beamformer. Each electronic circuit is provided with a preamplifier 56, and each electronic circuit performs signal processing on the ultrasonic echo signal such as amplification, buffering, and band adjustment of the ultrasonic echo signal output from the subarray beamformer as necessary. And a function of outputting the ultrasonic echo signal after the signal processing to the preamplifier of the apparatus main body 21.

プローブコネクタ内制御回路58は、装置本体21の制御回路36から出力されたチャネル情報および超音波エコー信号の信号レベル情報をプローブハンドル内制御回路55に出力する機能と、装置本体21の制御回路36から出力された制御信号に従って電子回路群57にON/OFF動作切換信号等の制御信号を出力することによって電子回路群57を制御する機能を有する。   The probe connector internal control circuit 58 outputs the channel information and the signal level information of the ultrasonic echo signal output from the control circuit 36 of the apparatus main body 21 to the probe handle internal control circuit 55, and the control circuit 36 of the apparatus main body 21. The electronic circuit group 57 is controlled by outputting a control signal such as an ON / OFF operation switching signal to the electronic circuit group 57 in accordance with the control signal output from the electronic circuit group 57.

つまり、電子回路内蔵プローブ22Aは、パルサやプリアンプ等の電子回路とともに超音波エコー信号の出力信号線数を減少させるサブアレイビームフォーマを超音波プローブに内蔵することによって、装置本体21に備えられるチャネル数よりも多くの超音波振動子を配置できるようにしたものである。特に、装置本体21に備えられるチャネルを全て受信チャネルとして使用することができる。このため、特に超音波振動子が多数配列された2Dアレイ超音波プローブは電子回路内蔵プローブ22Aであることが多い。尚、図5には、プリアンプ等の電子回路をプローブハンドル50に内蔵した例を示したが、プローブコネクタ24に内蔵される場合もある。   That is, the electronic circuit built-in probe 22A incorporates a sub-array beamformer that reduces the number of output signal lines of the ultrasonic echo signal together with an electronic circuit such as a pulser or a preamplifier into the ultrasonic probe, so that the number of channels provided in the apparatus main body 21 is increased. More ultrasonic transducers can be arranged. In particular, all channels provided in the apparatus main body 21 can be used as reception channels. For this reason, in particular, a 2D array ultrasonic probe in which a large number of ultrasonic transducers are arranged is often the electronic circuit built-in probe 22A. FIG. 5 shows an example in which an electronic circuit such as a preamplifier is built in the probe handle 50, but it may be built in the probe connector 24.

一方、装置本体21の制御回路36には、禁止チャネル制御回路43から取得したチャネル情報および超音波エコー信号の信号レベル情報を含む制御情報をプローブコネクタ内制御回路58に伝送する機能が備えられる。   On the other hand, the control circuit 36 of the apparatus main body 21 has a function of transmitting control information including channel information acquired from the prohibited channel control circuit 43 and signal level information of the ultrasonic echo signal to the control circuit 58 within the probe connector.

そして上述したように構成により、超音波診断装置20Aには、送信用の超音波振動子26Tおよび受信用の超音波振動子26Rを用いて被検体に超音波を送受信することによって被検体から超音波エコー信号を収集し、収集した超音波エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する機能と、超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子26Dを決定する機能とが備えられる。   With the configuration as described above, the ultrasonic diagnostic apparatus 20A transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject using the transmitting ultrasonic transducer 26T and the receiving ultrasonic transducer 26R. A function of generating ultrasonic image data based on the collected ultrasonic echo signals and an ultrasonic transducer 26D that does not transmit / receive ultrasonic waves are determined according to the level of the ultrasonic echo signals. With features.

(動作および作用)
図5に示す電子回路内蔵プローブ22Aを備えた超音波診断装置20Aにおいても図2に示す超音波診断装置20と同様なSCWモードによりスキャンを行うことができる。
(Operation and action)
The ultrasonic diagnostic apparatus 20A including the electronic circuit built-in probe 22A shown in FIG. 5 can also perform scanning in the same SCW mode as the ultrasonic diagnostic apparatus 20 shown in FIG.

ただし、超音波診断装置20Aを用いたSCWモードによるスキャンでは、装置本体21側のチャネルが禁止チャネルの設定用の超音波エコー信号を収集するためのプリスキャンにおいて全て受信チャネルとして使用される。このため、装置本体21側のパルサ群29は全てOFF状態とされる。また、送信遅延回路28は、電子回路を内蔵しない超音波プローブに備えられる超音波振動子群26を駆動させるための回路であるから電子回路内蔵プローブ22Aを用いたスキャンには使用されない。   However, in the scan in the SCW mode using the ultrasonic diagnostic apparatus 20A, all the channels on the apparatus main body 21 side are used as reception channels in the pre-scan for collecting ultrasonic echo signals for setting prohibited channels. For this reason, all the pulsar groups 29 on the apparatus main body 21 side are turned off. Further, since the transmission delay circuit 28 is a circuit for driving the ultrasonic transducer group 26 provided in the ultrasonic probe that does not incorporate the electronic circuit, it is not used for the scan using the electronic circuit built-in probe 22A.

そして、送信チャネルの設定は、電子回路内蔵プローブ22Aに内蔵されたプローブハンドル内制御回路55からの制御によるプローブ側パルサ群51のON/OFF状態の切換によって行われる。従って、送信チャネルのプローブ側パルサがON状態に切換えられている。   The transmission channel is set by switching the ON / OFF state of the probe side pulser group 51 under the control of the probe handle control circuit 55 built in the electronic circuit built-in probe 22A. Therefore, the probe-side pulsar of the transmission channel is switched to the ON state.

一方、受信チャネルおよび禁止チャネルの設定は、電子回路内蔵プローブ22Aに内蔵されたプローブハンドル内制御回路55からの制御によるプローブ側パルサ群51およびプローブ側プリアンプ群52のON/OFF状態の切換、プローブコネクタ内制御回路58からの制御による電子回路群57内のプリアンプ56のON/OFF状態の切換および装置本体21におけるプリアンプ群31のON/OFF状態の切換によって行われる。従って、受信チャネル上のプリアンプは全てON状態に切換えられている。逆に、送信チャネルおよび禁止チャネルのプリアンプは全てOFF状態に切換えられている。   On the other hand, the setting of the reception channel and the prohibition channel is performed by switching the ON / OFF state of the probe side pulser group 51 and the probe side preamplifier group 52 under the control from the probe handle control circuit 55 incorporated in the electronic circuit built-in probe 22A, This is performed by switching the ON / OFF state of the preamplifier 56 in the electronic circuit group 57 and the ON / OFF state of the preamplifier group 31 in the apparatus main body 21 under the control of the control circuit 58 in the connector. Accordingly, all the preamplifiers on the reception channel are switched to the ON state. Conversely, the preamplifiers for the transmission channel and the prohibition channel are all switched to the OFF state.

尚、図5において網掛け表示された超音波振動子26D、パルサおよびプリアンプはOFF (disabled)状態であることを示している。また、網掛け表示されていない超音波振動子26T、26R、パルサおよびプリアンプはON (enabled)状態であることを示している。   In FIG. 5, the shaded ultrasonic transducers 26D, pulsars, and preamplifiers are in an OFF (disabled) state. In addition, the ultrasonic transducers 26T and 26R, the pulser, and the preamplifier that are not shaded are in an ON (enabled) state.

そして、超音波診断装置20Aでは、受信チャネルの超音波振動子26Rで受信された超音波エコー信号が電子回路内蔵プローブ22A内のプリアンプに出力され、電子回路内蔵プローブ22A内のプリアンプにおいて心臓壁等の構造物からの反射成分である振幅の大きいクラッタ信号に重畳する極めて微弱な超音波ドプラ信号が増幅される。次に、波面の位相がほぼ等しい数チャネル分のサブアレイからの超音波エコー信号は、共通のサブアレイビームフォーマに出力される。各サブアレイビームフォーマでは、受信フォーカスを行うとともに信号線の数を減らすための受信遅延加算処理によってそれぞれ1つの超音波エコー信号が生成される。   In the ultrasonic diagnostic apparatus 20A, the ultrasonic echo signal received by the ultrasonic transducer 26R of the reception channel is output to the preamplifier in the electronic circuit built-in probe 22A, and the heart wall or the like is output from the preamplifier in the electronic circuit built-in probe 22A. An extremely weak ultrasonic Doppler signal that is superimposed on a clutter signal having a large amplitude, which is a reflection component from the structure, is amplified. Next, ultrasonic echo signals from several sub-arrays corresponding to several channels having substantially equal wavefront phases are output to a common sub-array beamformer. In each subarray beamformer, one ultrasonic echo signal is generated by reception delay addition processing for performing reception focusing and reducing the number of signal lines.

次に、受信チャネルの各サブアレイビームフォーマから出力された数チャネル分の超音波エコー信号は、対応する電子回路内のプリアンプ56および装置本体21の対応するプリアンプにて増幅される。そして、装置本体21のプリアンプから出力される超音波エコー信号のレベルに基づいて禁止チャネル制御回路43において禁止チャネルが設定される。   Next, the ultrasonic echo signals for several channels output from each sub-array beamformer of the reception channel are amplified by the preamplifier 56 in the corresponding electronic circuit and the corresponding preamplifier of the apparatus main body 21. The prohibited channel control circuit 43 sets a prohibited channel based on the level of the ultrasonic echo signal output from the preamplifier of the apparatus main body 21.

また、超音波診断装置20Aでは、電子回路内蔵プローブ22A内の送信チャネルにおけるパルサの送信電圧がプローブハンドル内制御回路55からの制御によって超音波エコー信号のレベルに応じて最適化される。一方、電子回路内蔵プローブ22A内の受信チャネル上のプリアンプ、プローブコネクタ24内の受信チャネル上の電子回路内におけるプリアンプおよび装置本体21内の受信チャネル上のプリアンプの受信ゲインが、それぞれプローブハンドル内制御回路55、プローブコネクタ内制御回路58および禁止チャネル制御回路43からの制御によって超音波エコー信号のレベルに応じて最適化される。   In the ultrasonic diagnostic apparatus 20A, the transmission voltage of the pulser in the transmission channel in the electronic circuit built-in probe 22A is optimized according to the level of the ultrasonic echo signal by the control from the probe handle control circuit 55. On the other hand, the reception gains of the preamplifier on the reception channel in the probe 22A with built-in electronic circuit, the preamplifier in the electronic circuit on the reception channel in the probe connector 24, and the preamplifier on the reception channel in the apparatus main body 21 are respectively controlled within the probe handle. It is optimized according to the level of the ultrasonic echo signal by the control from the circuit 55, the probe connector internal control circuit 58 and the prohibited channel control circuit 43.

つまり以上のような超音波診断装置20Aは、プローブ側パルサ群51やプローブ側プリアンプ群52等の電子回路を内蔵した電子回路内蔵プローブ22A内に、第1の実施形態における超音波診断装置20に備えられる送信チャネル制御回路39、受信チャネル制御回路40およびゲイン設定電圧生成回路41が有する機能と同等な機能を設ける一方、装置本体21から禁止チャネルの設定範囲を含むチャネル情報および超音波エコー信号のレベル情報をプローブハンドル内制御回路55に伝送できるように構成し、プローブハンドル内制御回路55の制御により超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子26Dを決定できるようにしたものである。   That is, the ultrasonic diagnostic apparatus 20A as described above is included in the ultrasonic diagnostic apparatus 20 according to the first embodiment in the electronic circuit built-in probe 22A in which electronic circuits such as the probe side pulser group 51 and the probe side preamplifier group 52 are built. While providing functions equivalent to the functions of the transmission channel control circuit 39, the reception channel control circuit 40, and the gain setting voltage generation circuit 41 provided, the channel information including the setting range of the prohibited channel from the apparatus main body 21 and the ultrasonic echo signal are provided. The level information can be transmitted to the control circuit 55 in the probe handle, and the ultrasonic transducer 26D that does not transmit / receive ultrasonic waves can be determined according to the level of the ultrasonic echo signal under the control of the control circuit 55 in the probe handle. It is what I did.

(効果)
このため、超音波診断装置20Aによればプローブ側パルサ群51やプローブ側プリアンプ群52等の電子回路を内蔵し、多数の超音波振動子を備えた電子回路内蔵プローブ22Aを使用する場合であっても図2に示す第1の実施形態における超音波診断装置20と同様な効果を得ることができる。
(effect)
For this reason, according to the ultrasonic diagnostic apparatus 20A, there are cases in which electronic circuits such as the probe-side pulser group 51 and the probe-side preamplifier group 52 are incorporated, and the electronic circuit-incorporated probe 22A including a large number of ultrasonic transducers is used. However, the same effect as the ultrasonic diagnostic apparatus 20 in the first embodiment shown in FIG. 2 can be obtained.

20、20A 超音波診断装置
21 装置本体
22 超音波プローブ
22A 電子回路内蔵プローブ
23 プローブヘッド
24 プローブコネクタ
25 プローブケーブル
26 超音波振動子群
27 本体側コネクタ
28 送信遅延回路
29 パルサ群
30 送受信切換スイッチ群
31 プリアンプ群
32 受信遅延加算回路
33 信号処理部
34 画像処理部
35 表示部
36 制御回路
37 操作パネル
38 送信電源
39 送信チャネル制御回路
40 受信チャネル制御回路
41 ゲイン設定電圧生成回路
42 レベル検出回路
43 禁止チャネル制御回路
50 プローブハンドル
51 プローブ側パルサ群
52 プローブ側プリアンプ群
53 プローブ側送受信切換スイッチ群
54 サブアレイビームフォーマ群
55 プローブハンドル内制御回路
56 プリアンプ
57 電子回路群
58 プローブコネクタ内制御回路
20, 20A Ultrasonic diagnostic device 21 Device main body 22 Ultrasonic probe 22A Probe with built-in electronic circuit 23 Probe head 24 Probe connector 25 Probe cable 26 Ultrasonic transducer group 27 Main body side connector 28 Transmission delay circuit 29 Pulser group 30 Transmission / reception changeover switch group 31 Preamplifier Group 32 Reception Delay Addition Circuit 33 Signal Processing Unit 34 Image Processing Unit 35 Display Unit 36 Control Circuit 37 Operation Panel 38 Transmission Power Supply 39 Transmission Channel Control Circuit 40 Reception Channel Control Circuit 41 Gain Setting Voltage Generation Circuit 42 Level Detection Circuit 43 Prohibited Channel control circuit 50 Probe handle 51 Probe side pulser group 52 Probe side preamplifier group 53 Probe side transmission / reception selector switch group 54 Subarray beamformer group 55 Probe handle control circuit 56 Preamplifier 57 Electronic circuit 58 probe connector in the control circuit

Claims (14)

送信用の超音波振動子および受信用の超音波振動子を用いて被検体に超音波を送受信することによって前記被検体から超音波エコー信号を収集し、収集した超音波エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ収集手段と、
前記超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定する送受信チャネル制御手段と、
を備える超音波診断装置。
An ultrasonic echo signal is collected from the subject by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject using an ultrasonic transducer for transmission and an ultrasonic transducer for reception, and based on the collected ultrasonic echo signal Image data collection means for generating sonic image data;
A transmission / reception channel control means for determining an ultrasonic transducer that does not transmit / receive ultrasonic waves according to the level of the ultrasonic echo signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記送受信チャネル制御手段は、前記送信用の超音波振動子と前記受信用の超音波振動子の境界に位置する超音波振動子を前記超音波の送受信を行わない超音波振動子に決定するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The transmission / reception channel control means determines an ultrasonic transducer positioned at a boundary between the ultrasonic transducer for transmission and the ultrasonic transducer for reception as an ultrasonic transducer that does not transmit / receive the ultrasonic wave. The ultrasonic diagnostic apparatus of Claim 1 comprised by these. 前記画像データ収集手段は、超音波ビームの偏向を伴う連続波を前記被検体に送受信するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the image data collection unit is configured to transmit and receive a continuous wave accompanied by a deflection of an ultrasonic beam to the subject. 前記送受信チャネル制御手段は、前記超音波の送受信を行わない超音波振動子に供給される電力の供給先を前記超音波の送受信を行うチャネルに切換えるように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control means is configured to switch a supply destination of power supplied to an ultrasonic transducer that does not transmit / receive the ultrasonic wave to a channel that transmits / receives the ultrasonic wave. Diagnostic device. 前記送受信チャネル制御手段は、前記受信用の超音波振動子に接続されるプリアンプのゲインを前記超音波エコー信号のレベルに応じて決定するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control means is configured to determine a gain of a preamplifier connected to the reception ultrasonic transducer according to a level of the ultrasonic echo signal. 前記送受信チャネル制御手段は、前記送信用の超音波振動子に接続されるパルサに印加される送信電圧を前記超音波エコー信号のレベルに応じて決定するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control means is configured to determine a transmission voltage applied to a pulser connected to the ultrasonic transducer for transmission according to a level of the ultrasonic echo signal. Ultrasonic diagnostic equipment. 前記送受信チャネル制御手段は、前記超音波エコー信号のレベルが閾値を超えたか否かに基づいて前記超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 2. The ultrasound according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control means is configured to determine an ultrasound transducer that does not transmit / receive the ultrasound based on whether a level of the ultrasound echo signal exceeds a threshold value. Ultrasonic diagnostic equipment. 前記送受信チャネル制御手段は、前記超音波エコー信号のレベルが閾値を超える頻度に基づいて前記超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnosis according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control means is configured to determine an ultrasonic transducer that does not transmit / receive the ultrasonic wave based on a frequency at which a level of the ultrasonic echo signal exceeds a threshold value. apparatus. 前記送受信チャネル制御手段は、前記送信用の超音波振動子と前記受信用の超音波振動子の境界に位置する超音波振動子を開始位置として前記境界から離れる方向に向かう領域内の超音波振動子を前記超音波の送受信を行わない超音波振動子として決定するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The transmission / reception channel control means starts the ultrasonic transducer located at the boundary between the ultrasonic transducer for transmission and the ultrasonic transducer for reception, and starts ultrasonic vibration in a region moving away from the boundary. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a child is determined as an ultrasonic transducer that does not transmit and receive the ultrasonic waves. 画像データ収集手段は、2次元アレイ状に配列された超音波振動子を有する超音波プローブを用いて前記超音波を送受信するように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the image data collection unit is configured to transmit and receive the ultrasonic waves using an ultrasonic probe having ultrasonic transducers arranged in a two-dimensional array. 前記送受信チャネル制御手段は、前記超音波エコー信号のレベルに関して予め設定された条件に従って超音波の送受信を行わない超音波振動子を自動的に決定できるように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control means is configured to automatically determine an ultrasonic transducer that does not transmit / receive ultrasonic waves in accordance with a preset condition with respect to a level of the ultrasonic echo signal. Diagnostic device. 前記送受信チャネル制御手段は、入力装置からの指示情報に従って超音波の送受信を行わない超音波振動子を手動で決定できるように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reception channel control unit is configured to be able to manually determine an ultrasonic transducer that does not transmit / receive ultrasonic waves according to instruction information from an input device. 前記送受信チャネル制御手段は、前記超音波エコー信号のレベルに関する複数の条件を保存し、入力装置からの選択情報に従って選択された条件に従って超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定できるように構成される請求項1記載の超音波診断装置。 The transmission / reception channel control means stores a plurality of conditions relating to the level of the ultrasonic echo signal so that an ultrasonic transducer that does not transmit / receive ultrasonic waves can be determined according to the conditions selected according to the selection information from the input device. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 configured. 超音波診断装置を、
送信用の超音波振動子および受信用の超音波振動子を用いて被検体に超音波を送受信することによって前記被検体から超音波エコー信号を収集し、収集した超音波エコー信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ収集手段、および
前記超音波エコー信号のレベルに応じて超音波の送受信を行わない超音波振動子を決定する送受信チャネル制御手段、
として機能させる超音波診断装置の制御プログラム。
Ultrasound diagnostic equipment,
An ultrasonic echo signal is collected from the subject by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject using an ultrasonic transducer for transmission and an ultrasonic transducer for reception, and based on the collected ultrasonic echo signal Image data collection means for generating acoustic image data, and transmission / reception channel control means for determining an ultrasonic transducer that does not transmit / receive ultrasonic waves according to the level of the ultrasonic echo signal,
A control program for an ultrasonic diagnostic apparatus that functions as a computer program.
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