JP2012085893A

JP2012085893A - Ultrasonic diagnostic apparatus

Info

Publication number: JP2012085893A
Application number: JP2010236191A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Nagai; 岳年永井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of setting an amplification factor for received signals in a well balanced manner.SOLUTION: The ultrasonic diagnostic apparatus includes a transmission/reception means, a gain processing means, and an image generation means. The transmission/reception means transmits ultrasonic waves to a subject, scans the ultrasonic waves in the scanning direction, and receives reception signals. The gain processing means amplifies the reception signals according to gain conditions which are symmetrical to the scanning direction and set for each reception signal, or gain conditions which are symmetrical to the time direction of a period of periodic movement of the subject and set for each reception signal. The image generation means generates ultrasonic image data on the basis of the amplified reception signals.

Description

この発明の実施形態は超音波診断装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus.

超音波診断装置は超音波の送受信によって受信信号を取得し、その受信信号を増幅して超音波画像データを生成する。受信信号を増幅する方法には、例えば、体表からの深さに応じて増幅率（ゲイン）を変えて受信信号を増幅する方法（ＴｉｍｅＧａｉｎＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ：ＴＧＣ）や、方位方向（ラテラル方向）の増幅率を変えて受信信号を増幅する方法がある。例えば深さ方向の増幅率を変更したり、方位方向の増幅率を変更したりすることにより、超音波画像の輝度を調整することが可能となっている。このようなゲイン処理においては、操作者が手動でＴＧＣの増幅率と方位方向の増幅率とを設定していた。 The ultrasonic diagnostic apparatus acquires a reception signal by transmitting and receiving ultrasonic waves, amplifies the reception signal, and generates ultrasonic image data. Examples of the method of amplifying the received signal include a method of amplifying the received signal by changing an amplification factor (gain) according to the depth from the body surface (Time Gain Compensation (TGC)), and a direction direction (lateral direction). There is a method of amplifying the received signal by changing the amplification factor. For example, the luminance of the ultrasonic image can be adjusted by changing the amplification factor in the depth direction or changing the amplification factor in the azimuth direction. In such gain processing, the operator manually sets the TGC gain and the azimuth gain.

特開２０１０−２０１１１０号公報JP 2010-201110 A

以上のように操作者が手動で増幅率を設定するため、その設定に時間を要していた。例えば、深さ方向の増幅率と方位方向の増幅率とを設定する場合には増幅率の設定数が増えるため、その分、設定時間が長くなってしまう。また、増幅率の設定数が増えるほど、操作者の作業が煩雑になる。例えば３次元領域を超音波で走査する超音波診断装置においては、ゲイン調整を行う範囲が３次元空間であるため、深さ方向及び方位方向に対して増幅率を設定すると設定時間がより長くなってしまい、また、操作者の作業がより煩雑になる。 As described above, since the operator manually sets the amplification factor, the setting takes time. For example, when the amplification factor in the depth direction and the amplification factor in the azimuth direction are set, the set number of amplification factors increases, and accordingly, the setting time becomes longer. In addition, as the set number of amplification factors increases, the operator's work becomes more complicated. For example, in an ultrasonic diagnostic apparatus that scans a three-dimensional region with ultrasonic waves, the gain adjustment range is a three-dimensional space, so setting the amplification factor in the depth direction and the azimuth direction makes the setting time longer. In addition, the operator's work becomes more complicated.

一方で、深さ方向の輝度調整を重視する場合には、方位方向の増幅率を変えずに深さ方向の増幅率を細かく設定することも考えられるが、方位方向の輝度調整が犠牲になってしまう。また、方位方向の輝度調整を重視し、深さ方向の輝度調整を犠牲にする場合には、超音波画像の画質が劣化してしまう問題がある。 On the other hand, when emphasizing the brightness adjustment in the depth direction, it may be possible to finely set the gain in the depth direction without changing the gain in the azimuth direction, but at the expense of the brightness adjustment in the azimuth direction. End up. In addition, when the luminance adjustment in the azimuth direction is emphasized and the luminance adjustment in the depth direction is sacrificed, there is a problem that the image quality of the ultrasonic image is deteriorated.

この実施形態は、受信信号に対する増幅率をバランス良く設定することが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。 An object of this embodiment is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of setting the amplification factor for a received signal with a good balance.

この実施形態に係る超音波診断装置は、送受信手段と、ゲイン処理手段と、画像生成手段とを有する。送受信手段は、被検体に超音波を送信し、走査方向に超音波を走査して受信信号を受信する。ゲイン処理手段は、走査方向に対称であり受信信号ごとに設定されたゲイン条件、又は、被検体の周期的な動きの周期の時間方向に対称であり受信信号ごとに設定されたゲイン条件に従って、受信信号を増幅する。画像生成手段は、増幅された受信信号に基づいて超音波画像データを生成する。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment includes transmission / reception means, gain processing means, and image generation means. The transmission / reception means transmits an ultrasonic wave to the subject, scans the ultrasonic wave in the scanning direction, and receives a reception signal. The gain processing means is symmetric in the scanning direction and set for each received signal, or according to the gain condition set for each received signal that is symmetric in the time direction of the periodic movement cycle of the subject. Amplifies the received signal. The image generation means generates ultrasonic image data based on the amplified received signal.

この実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the ultrasonic diagnosing device which concerns on this embodiment. パターン情報のアドレスマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the address map of pattern information. ゲインカーブの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a gain curve. 方位方向に対するゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the gain pattern with respect to an azimuth | direction direction. 揺動方向に対するゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the gain pattern with respect to a rocking | fluctuation direction. 時間方向に対するゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the gain pattern with respect to a time direction. ゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of a gain pattern. ゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of a gain pattern. ゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of a gain pattern. ゲインパターンの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of a gain pattern. 変形例に係る超音波診断装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the ultrasonic diagnosing device which concerns on a modification. ゲインパターンを自動的に決定するため処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process for determining a gain pattern automatically. この実施形態に係る超音波診断装置による効果を説明するための表である。It is a table | surface for demonstrating the effect by the ultrasound diagnosing device which concerns on this embodiment.

図１を参照して、この実施形態に係る超音波診断装置について説明する。この実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、送信部２と、受信部３と、ゲイン処理部４と、信号処理部５と、画像生成部６と、表示制御部７と、表示部８と、制御部９と、入力部１０とを有する。 With reference to FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described. The ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment includes an ultrasonic probe 1, a transmission unit 2, a reception unit 3, a gain processing unit 4, a signal processing unit 5, an image generation unit 6, and a display control unit 7. , A display unit 8, a control unit 9, and an input unit 10.

（超音波プローブ１）
超音波プローブ１には、複数の超音波振動子が走査方向に１列に配置された１次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブが用いられる。または、走査方向に１列に配置された複数の超音波振動子を、走査方向に直交する揺動方向に揺動させる機械式１次元アレイプローブを用いてもよい。超音波プローブ１は被検体に超音波を送信し、被検体からの反射波をエコー信号として受信する。 (Ultrasonic probe 1)
The ultrasonic probe 1 uses a one-dimensional array probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged in a line in the scanning direction, or a two-dimensional array probe in which a plurality of ultrasonic transducers are two-dimensionally arranged. It is done. Alternatively, a mechanical one-dimensional array probe that swings a plurality of ultrasonic transducers arranged in a line in the scanning direction in a swinging direction orthogonal to the scanning direction may be used. The ultrasonic probe 1 transmits an ultrasonic wave to the subject and receives a reflected wave from the subject as an echo signal.

（送信部２）
送信部２は、超音波プローブ１に電気信号を供給して所定の焦点にビームフォームした（送信ビームフォームした）超音波を送信させる。 (Transmitter 2)
The transmission unit 2 supplies an electrical signal to the ultrasonic probe 1 to transmit ultrasonic waves beam-formed (transmission beam-formed) to a predetermined focal point.

（受信部３）
受信部３は、超音波プローブ１が受信したエコー信号を受信する。受信部３は超音波プローブ１が受信したエコー信号を受信し、そのエコー信号に対して遅延処理を行うことにより、アナログのエコー信号を整相された（受信ビームフォームされた）デジタルのデータに変換する。受信部３は、例えば図示しないプリアンプ回路と、Ａ／Ｄ変換器と、受信遅延回路と、加算器とを有する。プリアンプ回路は、超音波プローブ１の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたエコー信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に変換されたエコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。その加算によって、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。受信部３から出力される受信信号は、ゲイン処理部４に出力される。 (Receiver 3)
The receiving unit 3 receives an echo signal received by the ultrasonic probe 1. The receiving unit 3 receives the echo signal received by the ultrasonic probe 1 and performs delay processing on the echo signal, thereby converting the analog echo signal into digital data that has been phased (received beam-formed). Convert. The receiving unit 3 includes, for example, a preamplifier circuit (not shown), an A / D converter, a reception delay circuit, and an adder. The preamplifier circuit amplifies the echo signal output from each ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 1 for each reception channel. The A / D converter converts the amplified echo signal into a digital signal. The reception delay circuit gives a delay time necessary for determining the reception directivity to the echo signal converted into the digital signal. The adder adds echo signals given delay times. By the addition, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity is emphasized. The reception signal output from the reception unit 3 is output to the gain processing unit 4.

なお、超音波プローブ１と送信部２と受信部３とによって、「送受信手段」の一例を構成する。 The ultrasonic probe 1, the transmission unit 2, and the reception unit 3 constitute an example of “transmission / reception means”.

（心電計１１）
心電計１１は被検体の心電波形を測定し、ＥＣＧ信号を超音波診断装置に出力する。心電計１１は、この実施形態に係る超音波診断装置に含まれていてもよいし、超音波診断装置の外部に設置されていてもよい。 (Electrocardiograph 11)
The electrocardiograph 11 measures the electrocardiographic waveform of the subject and outputs an ECG signal to the ultrasonic diagnostic apparatus. The electrocardiograph 11 may be included in the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment, or may be installed outside the ultrasonic diagnostic apparatus.

（ゲイン処理部４）
ゲイン処理部４は、設定部４１と増幅部４２とを有する。ゲイン処理部４は、受信信号（受信ビーム）ごとに設定されたゲイン条件に従って増幅率（ゲイン）を変えて受信信号を増幅する。 (Gain processing unit 4)
The gain processing unit 4 includes a setting unit 41 and an amplification unit 42. The gain processing unit 4 amplifies the reception signal by changing the amplification factor (gain) according to the gain condition set for each reception signal (reception beam).

（設定部４１）
設定部４１は、受信信号（受信ビーム）ごとにゲイン条件を設定する。この実施形態では、ゲイン処理のためのパターン情報を受信信号ごとに予め定義しておく。このパターン情報には、体表からの深さ方向（超音波の送受信の方向）におけるサンプル数、超音波の送受信モード、フレーム数（時間）、及び方位方向（アジマス方向とエレベーション方向）が含まれる。送受信モードとしては、例えば、通常のＢモード、コントラストハーモニックモード、又はティッシュハーモニックモードなどの撮影モードが該当する。また、この実施形態では、パターン情報とゲイン条件とを対応付けたゲインテーブルを予め定義しておく。設定部４１が図示しない記憶部を有してゲインテーブルを記憶していてもよいし、制御部９が図示しない記憶部を有してゲインテーブルを記憶しておき、設定部４１はゲインテーブルを示す情報を制御部９から受けてもよい。体表からの深さ方向に対するゲイン（増幅率）の変化を表すカーブを、「ゲインカーブ」と称することとする。また、ゲインカーブにおいて傾き（スロープ）が一定となる箇所を、「インターバル」と称することとする。インターバルの数は、傾き（スロープ）の数に相当する。ゲイン条件には、デフォルトのゲインカーブに対するゲインの加算値又は減算値、ゲインの乗算値又は除算値、ゲインカーブのインターバル数、及び、各インターバルのスロープの値（傾きの値）が含まれる。すなわち、ゲインテーブルは、基準となるゲインカーブに対するゲインの加算値又は減算値、ゲインの乗算値又は除算値、インターバル数、及び各インターバルのスロープの値（傾きの値）を、パターン情報ごとに配列として有する。デフォルトのゲインカーブは予め決定されており、デフォルトのゲインカーブを示す情報は例えば設定部４１に記憶されている。設定部４１は、受信信号を受信部３から受けて、受信信号のパターン情報に対応するゲイン条件をゲインテーブルから特定し、ゲイン条件を示すゲイン情報を増幅部４２に出力する。 (Setting unit 41)
The setting unit 41 sets a gain condition for each received signal (received beam). In this embodiment, pattern information for gain processing is defined in advance for each received signal. This pattern information includes the number of samples in the depth direction from the body surface (the direction of ultrasonic transmission / reception), the ultrasonic transmission / reception mode, the number of frames (time), and the azimuth direction (azimuth direction and elevation direction). It is. As the transmission / reception mode, for example, an imaging mode such as a normal B mode, a contrast harmonic mode, or a tissue harmonic mode is applicable. In this embodiment, a gain table in which pattern information and gain conditions are associated with each other is defined in advance. The setting unit 41 may have a storage unit (not shown) to store the gain table, or the control unit 9 may have a storage unit (not shown) to store the gain table, and the setting unit 41 may store the gain table. Information to be shown may be received from the control unit 9. A curve representing a change in gain (amplification factor) with respect to the depth direction from the body surface is referred to as a “gain curve”. Further, a portion where the slope (slope) is constant in the gain curve is referred to as “interval”. The number of intervals corresponds to the number of slopes. The gain condition includes a gain addition value or subtraction value with respect to a default gain curve, a gain multiplication value or division value, a gain curve interval number, and a slope value (slope value) of each interval. That is, the gain table arranges gain addition or subtraction values, gain multiplication or division values, the number of intervals, and the slope value (slope value) of each interval for each pattern information. Have as. The default gain curve is determined in advance, and information indicating the default gain curve is stored in the setting unit 41, for example. The setting unit 41 receives a reception signal from the reception unit 3, specifies a gain condition corresponding to the pattern information of the reception signal from the gain table, and outputs gain information indicating the gain condition to the amplification unit 42.

図２に、パターン情報のアドレスマップのアルゴリズムの一例を示す。上位（Ｕ）から下位（Ｌ）の階層に向けて、送受信モード、時間方向（フレーム数）、方位方向（アジマス方向とエレベーション方向）、深さ方向の順番でそれぞれが定義されている。 FIG. 2 shows an example of an address map algorithm for pattern information. From the upper layer (U) to the lower layer (L), transmission / reception mode, time direction (number of frames), azimuth direction (azimuth direction and elevation direction), and depth direction are respectively defined.

図３に、ゲインカーブの一例を示す。図３のグラフにおいて、横軸が時間ｔ（体表からの深さ）を示し、縦軸が増幅率（ゲイン）を示す。ゲインカーブ１００は、デフォルトのゲインカーブである。ゲインカーブ１００は、３つのインターバル（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を有する。すなわち、インターバルの数が３つである。各インターバルにおけるスロープ（傾き）はそれぞれ異なる。ゲインカーブ１１０は、インターバルの数とスロープ（傾き）とがデフォルトのゲインカーブ１００と共通で、ゲインカーブ１００を基準にして増幅率（ゲイン）が減算されたカーブである。ゲインカーブ１２０は、インターバルの数とスロープ（傾き）とがデフォルトのゲインカーブ１００と共通で、ゲインカーブ１００を基準にして増幅率（ゲイン）が除算されたカーブである。ゲイン条件によってゲインカーブが定義される。従って、設定部４１は、受信信号ごとにゲインカーブを設定することとなる。なお、各ゲインカーブにおいて、インターバル数と各インターバルのスロープとを共通にし、ゲインの加算又は減算、及び、ゲインの乗算又は除算のみを変えてもよい。 FIG. 3 shows an example of the gain curve. In the graph of FIG. 3, the horizontal axis indicates time t (depth from the body surface), and the vertical axis indicates amplification factor (gain). The gain curve 100 is a default gain curve. The gain curve 100 has three intervals (S1, S2, S3). That is, the number of intervals is three. The slope (slope) in each interval is different. The gain curve 110 is a curve in which the number of intervals and the slope (slope) are the same as the default gain curve 100 and the gain (gain) is subtracted with the gain curve 100 as a reference. The gain curve 120 is a curve in which the number of intervals and the slope (slope) are the same as the default gain curve 100, and the amplification factor (gain) is divided on the basis of the gain curve 100. The gain curve is defined by the gain condition. Therefore, the setting unit 41 sets a gain curve for each received signal. In each gain curve, the number of intervals and the slope of each interval may be made common, and only gain addition or subtraction and gain multiplication or division may be changed.

（増幅部４２）
増幅部４２は、受信信号を受信部３から受けて、ゲイン情報が示すゲイン条件に従って受信信号を増幅する。増幅部４２は、ゲイン処理後の受信信号を信号処理部５に出力する。 (Amplifier 42)
The amplifying unit 42 receives the received signal from the receiving unit 3 and amplifies the received signal according to the gain condition indicated by the gain information. The amplification unit 42 outputs the received signal after gain processing to the signal processing unit 5.

（信号処理部５）
信号処理部５はＢモード処理部を有する。Ｂモード処理部は受信信号をゲイン処理部４から受けて、受信信号の振幅情報の映像化を行う。具体的には、Ｂモード処理部は、受信信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。また、信号処理部５はＣＦＭ（ＣｏｌｏｒＦｌｏｗＭａｐｐｉｎｇ）処理部を有していてもよい。ＣＦＭ処理部は血流情報の映像化を行う。血流情報には、速度、分布、又はパワーなどの情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。また、信号処理部５はドプラ処理部を有していてもよい。ドプラ処理部は受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、ＦＦＴ処理を施すことにより血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。信号処理部５は、信号処理が施された受信信号（超音波ラスタデータ）を画像生成部６に出力する。 (Signal processing unit 5)
The signal processing unit 5 has a B-mode processing unit. The B mode processing unit receives the received signal from the gain processing unit 4 and visualizes the amplitude information of the received signal. Specifically, the B-mode processing unit performs band-pass filter processing on the received signal, then detects the envelope of the output signal, and performs compression processing by logarithmic conversion on the detected data. Further, the signal processing unit 5 may include a CFM (Color Flow Mapping) processing unit. The CFM processing unit visualizes blood flow information. Blood flow information includes information such as speed, distribution, or power, and blood flow information is obtained as binarized information. Further, the signal processing unit 5 may include a Doppler processing unit. The Doppler processing unit extracts a Doppler shift frequency component by performing phase detection on the received signal, and generates a Doppler frequency distribution representing the blood flow velocity by performing FFT processing. The signal processing unit 5 outputs the received signal (ultrasonic raster data) subjected to the signal processing to the image generation unit 6.

（画像生成部６）
画像生成部６は、信号処理部５から出力された信号処理後の受信信号（超音波ラスタデータ）に基づいて超音波画像データを生成する。画像生成部６は、例えばＤＳＣ（ＤｉｇｉｔａｌＳｃａｎＣｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルスキャンコンバータ）を有する。画像生成部６は、走査線の信号列で表される信号処理後の受信信号を、直交座標系で表される画像データに変換する（スキャンコンバージョン処理）。例えば、画像生成部６は、Ｂモード処理部によって信号処理が施された受信信号にスキャンコンバージョン処理を施すことにより、被検体の組織の形態を表すＢモード画像データを生成する。画像生成部６は、超音波画像データを表示制御部７に出力する。 (Image generation unit 6)
The image generation unit 6 generates ultrasonic image data based on the received signal (ultrasonic raster data) after the signal processing output from the signal processing unit 5. The image generation unit 6 includes, for example, a DSC (Digital Scan Converter). The image generation unit 6 converts the received signal after the signal processing represented by the signal line of the scanning line into image data represented by an orthogonal coordinate system (scan conversion processing). For example, the image generation unit 6 generates B-mode image data representing the form of the tissue of the subject by performing a scan conversion process on the reception signal subjected to the signal processing by the B-mode processing unit. The image generation unit 6 outputs the ultrasonic image data to the display control unit 7.

（表示制御部７）
表示制御部７は、超音波画像データを画像生成部６から受けて、超音波画像データに基づく超音波画像を表示部８に表示させる。 (Display control unit 7)
The display control unit 7 receives the ultrasonic image data from the image generation unit 6 and causes the display unit 8 to display an ultrasonic image based on the ultrasonic image data.

（表示部８）
表示部８は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されている。表示部８は、超音波画像を表示する。 (Display unit 8)
The display unit 8 includes a monitor such as a CRT or a liquid crystal display. The display unit 8 displays an ultrasonic image.

（制御部９）
制御部９は、超音波診断装置の各部の動作を制御する。例えば、制御部９は、送信部２及び受信部３による超音波の送受信を制御する。 (Control unit 9)
The control unit 9 controls the operation of each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus. For example, the control unit 9 controls transmission / reception of ultrasonic waves by the transmission unit 2 and the reception unit 3.

（ゲイン条件の設定例）
次に、ゲイン条件の設定例について説明する。この実施形態では、設定部４１は、ゲイン条件が方位方向（走査方向）に対称となるゲインパターンを設定する。または、設定部４１は、ゲイン条件が、被検体の周期的な動きの周期の時間方向に対称となるゲインパターンを設定する。例えば心臓の動きが、被検体の周期的な動きの一例に該当する。増幅部４２は、設定部４１によって設定されたゲインパターンに従って受信信号を増幅する。 (Gain condition setting example)
Next, an example of setting gain conditions will be described. In this embodiment, the setting unit 41 sets a gain pattern in which the gain condition is symmetric in the azimuth direction (scanning direction). Alternatively, the setting unit 41 sets a gain pattern in which the gain condition is symmetric in the time direction of the periodic movement cycle of the subject. For example, the movement of the heart corresponds to an example of the periodic movement of the subject. The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern set by the setting unit 41.

（ゲイン条件の設定例１）
次に、ゲイン条件の設定例１について説明する。図４を参照して、方位方向（ラテラル方向）の輝度調整を重視する場合のゲイン条件の設定例について説明する。すなわち、方位方向の増幅率を細かく設定する場合について説明する。超音波を走査方向（方位方向）に走査することにより、２次元の断面を超音波で走査して２次元の断層像データを生成する場合について説明する。例えば表示制御部７が断層像を表示部８に表示させる。操作者は入力部１０を用いて、断層像上において関心領域を指定する。関心領域の位置を示す座標情報が、入力部１０から設定部４１に出力される。設定部４１は関心領域の座標情報を受けて、関心領域を中心にしてゲイン条件が方位方向に対称となるゲインパターン２００を設定する。すなわち、指定された関心領域を中心にしてゲイン条件が方位方向に対称となるように、パターン情報とゲイン条件とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。設定部４１は、そのゲインテーブルに従ったゲインパターン２００を設定する。図４に示すゲインパターン２００は、関心領域を中心にしてゲイン条件が方位方向に対称となっている。例えば、関心領域に含まれる受信信号にはゲイン条件Ａが割り当てられており、方位方向にゲイン条件が対称となるように、各受信信号にゲイン条件Ｂ、ゲイン条件Ｃ、及びゲイン条件Ｄが割り当てられている。設定部４１は、ゲインパターン２００に従って、関心領域に含まれる受信信号にはゲイン条件Ａを割り当て、方位方向にゲイン条件が対称となるように、各受信信号にゲイン条件Ｂ、ゲイン条件Ｃ、ゲイン条件Ｄを割り当てる。 (Gain condition setting example 1)
Next, setting example 1 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 4, an example of setting gain conditions when importance is attached to luminance adjustment in the azimuth direction (lateral direction) will be described. That is, a case where the gain in the azimuth direction is set finely will be described. A case will be described in which two-dimensional tomographic image data is generated by scanning a two-dimensional section with ultrasonic waves by scanning ultrasonic waves in the scanning direction (azimuth direction). For example, the display control unit 7 displays the tomographic image on the display unit 8. The operator uses the input unit 10 to specify a region of interest on the tomographic image. Coordinate information indicating the position of the region of interest is output from the input unit 10 to the setting unit 41. The setting unit 41 receives the coordinate information of the region of interest and sets a gain pattern 200 in which the gain condition is symmetric in the azimuth direction with the region of interest as the center. That is, a gain table in which pattern information and gain conditions are associated with each other is defined so that the gain conditions are symmetric in the azimuth direction around the designated region of interest. The setting unit 41 sets a gain pattern 200 according to the gain table. In the gain pattern 200 shown in FIG. 4, the gain condition is symmetrical in the azimuth direction with the region of interest as the center. For example, a gain condition A is assigned to a received signal included in the region of interest, and a gain condition B, a gain condition C, and a gain condition D are assigned to each received signal so that the gain condition is symmetric in the azimuth direction. It has been. The setting unit 41 assigns the gain condition A to the received signal included in the region of interest according to the gain pattern 200, and sets the gain condition B, the gain condition C, and the gain for each received signal so that the gain condition is symmetric in the azimuth direction. Assign condition D.

増幅部４２は、ゲインパターン２００に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、関心領域に含まれる受信信号をゲイン条件Ａに従って増幅し、方位方向に対称となるゲイン条件Ｂ、Ｃ、Ｄに従って各受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern 200. That is, the amplification unit 42 amplifies the reception signal included in the region of interest according to the gain condition A, and amplifies each reception signal according to the gain conditions B, C, and D that are symmetric in the azimuth direction.

以上のように、関心領域を中心にして方位方向に対称となるようにゲイン条件を設定することにより、超音波画像の画質をある程度のレベルに維持しつつ、すべての受信信号に異なるゲイン条件を割り当てる場合と比べて、ゲイン条件の設定数を半分以下に減らすことが可能となる。そのことにより、ゲイン条件の設定時間を削減することができる。 As described above, by setting the gain condition so as to be symmetric in the azimuth direction around the region of interest, different gain conditions are set for all received signals while maintaining the image quality of the ultrasonic image at a certain level. Compared with the case of assignment, the number of gain conditions set can be reduced to half or less. As a result, the gain condition setting time can be reduced.

（ゲイン条件の設定例２）
次に、ゲイン条件の設定例２について説明する。図５を参照して、揺動方向の輝度調整を重視する場合のゲイン条件の設定例について説明する。すなわち、揺動方向の増幅率を細かく設定する場合について説明する。機械式１次元アレイプローブを用いて、走査方向に１列に配置された複数の超音波振動子を揺動方向に揺動させることにより、３次元領域を超音波で走査してボリュームデータを生成する場合について説明する。設定部４１は関心領域の座標情報を入力部１０から受けて、関心領域を中心にしてゲイン条件が揺動方向に対称となるゲインパターン２１０を設定する。すなわち、指定された関心領域を中心にしてゲイン条件が揺動方向に対称となるように、パターン情報とゲイン条件とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。設定部４１は、そのゲインテーブルに従ったゲインパターン２１０を設定する。図５に示すゲインパターン２１０は、関心領域を中心にしてゲイン条件が揺動方向に対称となっている。一例として、同じフレームの受信信号には同じゲイン条件を割り当てて、フレームごとにゲイン条件を変える。例えば、関心領域に含まれるフレームの受信信号にはゲイン条件Ａが割り当てられており、揺動方向にゲイン条件が対称となるように各フレームの受信信号にゲイン条件Ｂ、ゲイン条件Ｃ、及びゲイン条件Ｄが割り当てられている。設定部４１は、ゲインパターン２１０に従って、関心領域に含まれるフレームの受信信号にはゲイン条件Ａを割り当て、揺動方向にゲイン条件が対称となるように、各フレームの受信信号にゲイン条件Ｂ、ゲイン条件Ｃ、ゲイン条件Ｄを割り当てる。 (Gain condition setting example 2)
Next, setting example 2 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 5, an example of setting the gain condition when importance is attached to the luminance adjustment in the swing direction will be described. That is, a case where the amplification factor in the swing direction is set finely will be described. Using a mechanical one-dimensional array probe, a plurality of ultrasonic transducers arranged in a row in the scanning direction are swung in the swing direction, and volume data is generated by scanning a three-dimensional region with ultrasonic waves. The case where it does is demonstrated. The setting unit 41 receives the coordinate information of the region of interest from the input unit 10 and sets a gain pattern 210 in which the gain condition is symmetric in the swing direction with the region of interest as the center. That is, a gain table in which pattern information and gain conditions are associated with each other is defined so that the gain conditions are symmetric in the swing direction with the designated region of interest as the center. The setting unit 41 sets a gain pattern 210 according to the gain table. In the gain pattern 210 shown in FIG. 5, the gain condition is symmetric in the swing direction around the region of interest. As an example, the same gain condition is assigned to received signals in the same frame, and the gain condition is changed for each frame. For example, the gain condition A is assigned to the received signal of the frame included in the region of interest, and the gain condition B, the gain condition C, and the gain are applied to the received signal of each frame so that the gain condition is symmetric in the swing direction. Condition D is assigned. The setting unit 41 assigns the gain condition A to the received signal of the frame included in the region of interest according to the gain pattern 210, and sets the gain condition B to the received signal of each frame so that the gain condition is symmetric in the swing direction. Gain condition C and gain condition D are assigned.

増幅部４２は、ゲインパターン２１０に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、関心領域に含まれるフレームの受信信号をゲイン条件Ａに従って増幅し、揺動方向に対称となるゲイン条件Ｂ、Ｃ、Ｄに従って各フレームの受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern 210. That is, the amplifying unit 42 amplifies the received signal of the frame included in the region of interest according to the gain condition A, and amplifies the received signal of each frame according to the gain conditions B, C, and D that are symmetric in the swing direction.

以上のように、関心領域を中心にして揺動方向に対称となるようにゲイン条件を設定することにより、超音波画像の画質をある程度のレベルに維持しつつ、すべてのフレームに異なるゲイン条件を割り当てる場合と比べて、ゲイン条件の設定数を半分以下に減らすことが可能となる。そのことにより、ゲイン条件の設定時間を削減することが可能となる。 As described above, by setting the gain condition so that the region of interest is symmetric with respect to the swinging direction, different gain conditions are set for all frames while maintaining the image quality of the ultrasonic image at a certain level. Compared with the case of assignment, the number of gain conditions set can be reduced to half or less. As a result, it is possible to reduce the time for setting the gain condition.

（ゲイン条件の設定例３）
次に、ゲイン条件の設定例３について説明する。図６を参照して、時間方向の輝度調整を重視する場合のゲイン条件の設定例について説明する。すなわち、時間方向の増幅率を細かく設定する場合について説明する。設定部４１は、心電計１１からＥＣＧ信号を受けて、そのＥＣＧ信号に基づいてゲインパターンを設定する。心臓の収縮期では部位の移動速度が比較的速く、心臓の拡張期では部位の移動速度が比較的遅いことが知られている。この実施形態では、収縮期ではゲイン条件が時間方向に対称となるゲインパターン２２０を設定し、拡張期ではゲイン条件を一定のゲイン条件とする。例えば、ＥＣＧ信号のＲ波が検出された時相から所定時間後までの期間を収縮期と定義する。一例として、設定部４１がＥＣＧ信号からＲ波を検出して収縮期を求め、収縮期の中心の時相を求める。設定部４１はＥＣＧ信号を心電計１１から受けて、収縮期に得られる受信信号に対しては、収縮期の中心の時相を中心にしてゲイン条件が時間方向に対称となるゲインパターン２２１を設定する。また、設定部４１は、拡張期に得られる受信信号に対しては、一定のゲイン条件Ｃを有するゲインパターン２２２を設定する。すなわち、収縮期においては収縮期の中心の時相を中心にしてゲイン条件が時間方向に対称となるように、パターン情報とゲイン条件とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。また、拡張期においては同じゲイン条件とパターン情報とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。設定部４１は、そのゲインテーブルに従ったゲインパターンを設定する。図６に示すゲインパターン２２１は、収縮期の中心の時相を中心にしてゲイン条件が時間方向に対称となっている。一例として、同じフレームの受信信号には同じゲイン条件を割り当てて、フレームごとにゲイン条件を変える。また、３次元領域を走査してボリュームデータを生成する場合には、同じボリュームの受信信号には同じゲイン条件を割り当てて、ボリュームごとにゲイン条件を変えてもよい。例えば、収縮期の中心の時相に取得されるフレーム又はボリュームの受信信号にはゲイン条件Ａが割り当てられており、時間方向にゲイン条件が対称となるように各フレーム又は各ボリュームの受信信号にゲイン条件Ｂが割り当てられている。設定部４１は、ゲインパターン２２１に従って、収縮期の中心の時相に取得される各フレーム又は各ボリュームの受信信号にはゲイン条件Ａを割り当て、時間方向にゲイン条件が対称となるように、各フレーム又は各ボリュームの受信信号にゲイン条件Ｂを割り当てる。また、設定部４１は、ゲインパターン２２２に従って、拡張期に取得される受信信号にはゲイン条件Ｃを割り当てる。 (Gain condition setting example 3)
Next, setting example 3 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 6, a setting example of the gain condition when importance is attached to luminance adjustment in the time direction will be described. That is, a case where the amplification factor in the time direction is set finely will be described. The setting unit 41 receives an ECG signal from the electrocardiograph 11 and sets a gain pattern based on the ECG signal. It is known that the moving speed of the site is relatively fast during the systole of the heart, and the moving speed of the site is relatively slow during the diastole of the heart. In this embodiment, a gain pattern 220 in which the gain condition is symmetrical in the time direction is set in the systole, and the gain condition is set to a constant gain condition in the diastole. For example, a period from a time phase when the R wave of the ECG signal is detected to a predetermined time later is defined as a systole. As an example, the setting unit 41 detects an R wave from the ECG signal to obtain a systole, and obtains a time phase at the center of the systole. The setting unit 41 receives the ECG signal from the electrocardiograph 11, and for a received signal obtained in the systole, the gain pattern 221 in which the gain condition is symmetric in the time direction around the time phase at the center of the systole. Set. The setting unit 41 sets a gain pattern 222 having a certain gain condition C for a reception signal obtained in the expansion period. That is, in the systole, a gain table in which the pattern information and the gain condition are associated with each other is defined so that the gain condition is symmetric in the time direction around the time phase at the center of the systole. In the expansion period, a gain table in which the same gain condition and pattern information are associated is defined. The setting unit 41 sets a gain pattern according to the gain table. In the gain pattern 221 shown in FIG. 6, the gain condition is symmetric in the time direction around the time phase at the center of the systole. As an example, the same gain condition is assigned to received signals in the same frame, and the gain condition is changed for each frame. When volume data is generated by scanning a three-dimensional area, the same gain condition may be assigned to the reception signals of the same volume, and the gain condition may be changed for each volume. For example, the gain condition A is assigned to the received signal of the frame or volume acquired in the central time phase of the systole, and the received signal of each frame or volume is symmetric so that the gain condition is symmetric in the time direction. Gain condition B is assigned. In accordance with the gain pattern 221, the setting unit 41 assigns a gain condition A to the received signal of each frame or each volume acquired in the central phase of the systole, and each gain condition is symmetric in the time direction. A gain condition B is assigned to the received signal of the frame or each volume. Further, the setting unit 41 assigns a gain condition C to the received signal acquired in the diastole according to the gain pattern 222.

増幅部４２は、ゲインパターン２２１、２２２に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、収縮期においては、収縮期の中心の時相に取得される各フレーム又は各ボリュームの受信信号をゲイン条件Ａに従って増幅し、時間方向に対称となるゲイン条件Ｂに従って各フレーム又は各ボリュームの受信信号を増幅する。また、増幅部４２は、拡張期においては、一定のゲイン条件Ｃに従って各フレーム又は各ボリュームの受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain patterns 221 and 222. That is, in the systole, the amplifying unit 42 amplifies the reception signal of each frame or each volume acquired in the time phase at the center of the systole according to the gain condition A, and each according to the gain condition B that is symmetric in the time direction. Amplifies the received signal of the frame or each volume. In the expansion period, the amplification unit 42 amplifies the reception signal of each frame or each volume according to a certain gain condition C.

以上のように、収縮期の中心の時相を中心にして時間方向に対称となるようにゲイン条件を設定することにより、超音波画像の画質をある程度のレベルに維持しつつ、ゲイン条件の設定数を減らすことができる。そのことにより、ゲイン条件の設定時間を削減することが可能となる。 As described above, setting the gain condition while maintaining the image quality of the ultrasonic image at a certain level by setting the gain condition so that it is symmetrical in the time direction around the time phase at the center of the systole. The number can be reduced. As a result, it is possible to reduce the time for setting the gain condition.

なお、上記の設定例１〜３を組み合わせた処理を行ってもよい。すなわち、設定部４１は、ゲイン条件が方位方向と揺動方向とにそれぞれ対称となるゲインパターンを設定してもよいし、ゲイン条件が方位方向と揺動方向と時間方向とにそれぞれ対称となるゲインパターンを設定してもよい。 In addition, you may perform the process which combined said setting examples 1-3. That is, the setting unit 41 may set a gain pattern in which the gain condition is symmetric in the azimuth direction and the swing direction, or the gain condition is symmetric in the azimuth direction, the swing direction, and the time direction. A gain pattern may be set.

（ゲイン条件の設定例４〜７）
次に、ゲイン設定の総数を一定にした場合に、深さ方向の増幅率と方位方向の増幅率とをバランス良く設定する場合のゲイン条件の設定例について説明する。以下に説明する設定例４〜６では、ゲイン設定の総数をいずれも９６個とし、設定例７では、ゲイン設定の総数を３２個とした。また、設定例４〜７では、２次元アレイプローブを用いて３次元領域を超音波で走査してボリュームデータを生成する場合について説明する。すなわち、アジマス方向とエレベーション方向とに超音波を走査する。 (Gain condition setting examples 4 to 7)
Next, an example of setting the gain condition when setting the gain in the depth direction and the gain in the azimuth direction in a well-balanced manner when the total number of gain settings is constant will be described. In setting examples 4 to 6 described below, the total number of gain settings is 96, and in setting example 7, the total number of gain settings is 32. In setting examples 4 to 7, a case in which volume data is generated by scanning a three-dimensional region with ultrasonic waves using a two-dimensional array probe will be described. That is, ultrasonic waves are scanned in the azimuth direction and the elevation direction.

（ゲイン条件の設定例４）
ゲイン条件の設定例４について説明する。図７を参照して、深さ方向の輝度調整を重視する場合のゲイン条件の設定例について説明する。図７に示すゲインパターン２３０は、深さ方向（時間ｔ方向）に対するゲインカーブのインターバル数（スロープの数）が９６個に設定されたゲインパターンである。一例として、すべての受信信号に対して同じゲインパターン２３０に従ったゲイン処理を行う。すなわち、すべての受信信号のパターン情報とゲインパターン２３０を示すゲイン条件とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。設定部４１は、ゲインパターン２３０に従って、各受信信号に同じゲイン条件を割り当てる。 (Gain condition setting example 4)
A setting example 4 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 7, an example of setting the gain condition when emphasizing brightness adjustment in the depth direction will be described. The gain pattern 230 shown in FIG. 7 is a gain pattern in which the number of gain curve intervals (the number of slopes) with respect to the depth direction (time t direction) is set to 96. As an example, gain processing according to the same gain pattern 230 is performed on all received signals. That is, a gain table in which pattern information of all received signals and gain conditions indicating the gain pattern 230 are associated is defined. The setting unit 41 assigns the same gain condition to each received signal according to the gain pattern 230.

増幅部４２は、ゲインパターン２３０に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、インターバル数（スロープの数）が９６個の同じゲインカーブに従って受信信号を増幅する。なお、インターバル数は９６個に限らず、任意の数であってもよい。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern 230. That is, the amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the same gain curve having 96 intervals (the number of slopes). The number of intervals is not limited to 96, and may be an arbitrary number.

以上のように、ゲインカーブのインターバル数を９６個とし、方位方向（アジマス方向及びエレベーション方向）にはゲイン条件を変えないことで、ゲイン設定の総数は９６個となる。 As described above, the total number of gain settings is 96 by setting the gain curve interval to 96 and not changing the gain condition in the azimuth direction (azimuth direction and elevation direction).

（ゲイン条件の設定例５）
次に、ゲイン条件の設定例５について説明する。図８を参照して、方位方向の輝度調整を重視する場合のゲイン条件の設定例について説明する。図８に示すゲインパターン２４０は、方位方向の中心（アジマス方向及びエレベーション方向の中心）を基準にして、１２個のゲイン条件（Ａ〜Ｌ）が方位方向に対称となっている。すなわち、方位方向の中心を基準にして１２個のゲイン条件（Ａ〜Ｌ）が方位方向に対称となるように、パターン情報とゲイン条件（Ａ〜Ｌ）とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。また、各ゲイン条件（Ａ〜Ｌ）のゲインカーブのインターバル数（スロープ数）を８個とする。設定部４１は、ゲインパターン２４０に従って、各受信信号に対してそれぞれ対応するゲイン条件を割り当てる。 (Gain condition setting example 5)
Next, setting example 5 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 8, a setting example of gain conditions when importance is attached to luminance adjustment in the azimuth direction will be described. In the gain pattern 240 shown in FIG. 8, twelve gain conditions (A to L) are symmetric in the azimuth direction with reference to the center in the azimuth direction (center in the azimuth direction and the elevation direction). That is, a gain table in which pattern information and gain conditions (A to L) are associated with each other is defined so that twelve gain conditions (A to L) are symmetrical with respect to the center in the azimuth direction. Keep it. Further, the number of gain curve intervals (the number of slopes) for each gain condition (A to L) is eight. The setting unit 41 assigns a corresponding gain condition to each received signal according to the gain pattern 240.

増幅部４２は、ゲインパターン２４０に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、方位方向に対称となる１２個のゲイン条件（Ａ〜Ｌ）に従って各受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern 240. That is, the amplifying unit 42 amplifies each received signal in accordance with 12 gain conditions (A to L) that are symmetrical in the azimuth direction.

以上のように、ゲインカーブのインターバル数を８個とし、方位方向（アジマス方向及びエレベーション方向）には１２種類のゲイン条件（Ａ〜Ｌ）を設定することにより、ゲイン設定の総数は９６個（８×１２）となる。 As described above, the total number of gain settings is 96 by setting the gain curve interval to 8 and setting 12 types of gain conditions (A to L) in the azimuth direction (azimuth direction and elevation direction). (8 × 12).

（ゲイン条件の設定例６）
次に、ゲイン条件の設定例６について説明する。図９を参照して、深さ方向の増幅率と方位方向の増幅率とをバランス良く設定する場合について説明する。図９に示すゲインパターン２５０は、方位方向の中心（アジマス方向及びエレベーション方向の中心）を基準にして、６個のゲイン条件（Ａ〜Ｆ）が方位方向に対称となっている。すなわち、方位方向の中心を基準にして６個のゲイン条件（Ａ〜Ｆ）が方位方向に対称となるように、パターン情報とゲイン条件（Ａ〜Ｆ）とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。また、各ゲイン条件（Ａ〜Ｆ）のゲインカーブのインターバル数を１６個とする。設定部４１は、ゲインパターン２５０に従って、各受信信号に対してそれぞれ対応するゲイン条件を割り当てる。 (Gain condition setting example 6)
Next, setting example 6 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 9, the case where the amplification factor in the depth direction and the amplification factor in the azimuth direction are set with good balance will be described. In the gain pattern 250 shown in FIG. 9, six gain conditions (A to F) are symmetrical in the azimuth direction with reference to the center in the azimuth direction (center in the azimuth direction and the elevation direction). That is, a gain table in which pattern information and gain conditions (A to F) are associated with each other is defined so that the six gain conditions (A to F) are symmetric in the azimuth direction with respect to the center of the azimuth direction. Keep it. The number of gain curve intervals for each gain condition (A to F) is 16. The setting unit 41 assigns a corresponding gain condition to each received signal according to the gain pattern 250.

増幅部４２は、ゲインパターン２５０に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、方位方向に対称となる６個のゲイン条件（Ａ〜Ｆ）に従って各受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern 250. That is, the amplifying unit 42 amplifies each received signal in accordance with six gain conditions (A to F) that are symmetric in the azimuth direction.

以上のように、ゲインカーブのインターバル数を１６個とし、方位方向（アジマス方向及びエレベーション方向）には６種類のゲイン条件（Ａ〜Ｆ）を設定することにより、ゲイン設定の総数は９６個（１６×６）となる。 As described above, the total number of gain settings is 96 by setting 16 gain curve intervals and setting six types of gain conditions (A to F) in the azimuth direction (azimuth direction and elevation direction). (16 × 6).

上述した設定例４〜６においては、ゲイン設定の総数はいずれも９６個である。そして、深さ方向の輝度調整を重視する場合には、設定例４のゲインパターン２３０に従って受信信号を増幅すればよい。また、方位方向の輝度調整を重視する場合には、設定例５のゲインパターン２４０に従って受信信号を増幅すればよい。また、深さ方向の増幅率と方位方向の増幅率とのバランスを重視する場合には、設定例６のゲインパターン２５０に従って受信信号を増幅すればよい。例えば操作者が入力部１０を用いて、撮影の状況に応じて所望のゲインパターンを指定するようにしてもよい。 In the setting examples 4 to 6 described above, the total number of gain settings is 96. When importance is attached to brightness adjustment in the depth direction, the received signal may be amplified in accordance with the gain pattern 230 of setting example 4. When importance is attached to luminance adjustment in the azimuth direction, the received signal may be amplified in accordance with the gain pattern 240 of setting example 5. In addition, when the balance between the amplification factor in the depth direction and the amplification factor in the azimuth direction is emphasized, the received signal may be amplified according to the gain pattern 250 of setting example 6. For example, the operator may use the input unit 10 to specify a desired gain pattern according to the shooting situation.

（ゲイン条件の設定例７）
次に、ゲイン条件の設定例７について説明する。図１０を参照して、設定時間を重視する場合の設定例について説明する。図１０に示すゲインパターン２６０は、方位方向の中心（アジマス方向及びエレベーション方向の中心）を基準にして、４個のゲイン条件（Ａ〜Ｄ）が方位方向に対称となっている。すなわち、方位方向の中心を基準にして４個のゲイン条件（Ａ〜Ｄ）が方位方向に対称となるように、パターン情報とゲイン条件（Ａ〜Ｄ）とが対応付けられたゲインテーブルを定義しておく。また、各ゲイン条件（Ａ〜Ｄ）のゲインカーブのインターバル数を８個とする。設定部４１は、ゲインパターン２６０に従って、各受信信号に対してそれぞれ対応するゲイン条件を割り当てる。 (Gain condition setting example 7)
Next, setting example 7 of the gain condition will be described. With reference to FIG. 10, a setting example in the case where the setting time is emphasized will be described. In the gain pattern 260 shown in FIG. 10, four gain conditions (A to D) are symmetric in the azimuth direction with reference to the center in the azimuth direction (center in the azimuth direction and the elevation direction). That is, a gain table in which pattern information and gain conditions (A to D) are associated with each other is defined so that the four gain conditions (A to D) are symmetrical in the azimuth direction with reference to the center of the azimuth direction. Keep it. The number of gain curve intervals for each gain condition (A to D) is eight. The setting unit 41 assigns a corresponding gain condition to each received signal according to the gain pattern 260.

増幅部４２は、ゲインパターン２６０に従って受信信号を増幅する。すなわち、増幅部４２は、方位方向に対称となる４個のゲイン条件（Ａ〜Ｄ）に従って各受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies the received signal according to the gain pattern 260. That is, the amplifying unit 42 amplifies each received signal in accordance with four gain conditions (A to D) that are symmetrical in the azimuth direction.

以上のように、ゲインカーブのインターバル数を８個とし、方位方向（アジマス方向及びエレベーション方向）には４種類のゲイン条件（Ａ〜Ｄ）を設定することにより、ゲイン設定数の総数は３２個（８×４）となる。 As described above, by setting the number of gain curve intervals to 8 and setting four types of gain conditions (A to D) in the azimuth direction (azimuth direction and elevation direction), the total number of gain settings is 32. (8 × 4).

設定例７のようにゲイン設定の総数を減らすことにより、ゲイン条件の設定時間を短縮させることが可能となる。 By reducing the total number of gain settings as in setting example 7, it is possible to shorten the gain condition setting time.

上述した設定例４〜７のように、撮影の状況に応じてゲイン条件を設定できるようにしておくことにより、ゲイン条件の設定の自由度を増やすことが可能となる。また、設定例５〜７のように、方位方向に対称となるようにゲイン条件を設定することにより、超音波画像の画質をある程度のレベルに維持しつつ、ゲイン条件の設定数を減らすことが可能となる。 As in the setting examples 4 to 7 described above, it is possible to increase the degree of freedom in setting the gain condition by allowing the gain condition to be set according to the shooting situation. Also, as in setting examples 5 to 7, by setting the gain condition so as to be symmetric in the azimuth direction, the number of gain conditions set can be reduced while maintaining the image quality of the ultrasonic image at a certain level. It becomes possible.

（変形例）
図１１及び図１２を参照して、この実施形態に係る超音波診断装置の変形例について説明する。変形例に係る超音波診断装置は、受信信号に基づいてゲインパターンを自動的に決定する。例えば、実際の撮影を行う前段階において、被検体に超音波を送信して得られる受信信号、又は超音波を送信せずに超音波プローブ１が受信するノイズに基づいて、ゲインパターンを自動的に決定する。そして、自動的に決定されたゲインパターンを用いてゲイン処理を行う。変形例に係る超音波診断装置は、ゲイン処理部４の代わりにゲイン処理部４Ａを有する。ゲイン処理部４Ａは、設定部４１と増幅部４２と演算部４３とを有する。 (Modification)
With reference to FIG.11 and FIG.12, the modification of the ultrasonic diagnosing device based on this embodiment is demonstrated. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the modification automatically determines the gain pattern based on the received signal. For example, the gain pattern is automatically set based on the reception signal obtained by transmitting the ultrasonic wave to the subject or the noise received by the ultrasonic probe 1 without transmitting the ultrasonic wave before the actual imaging. To decide. Then, gain processing is performed using the automatically determined gain pattern. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the modification includes a gain processing unit 4 </ b> A instead of the gain processing unit 4. The gain processing unit 4A includes a setting unit 41, an amplification unit 42, and a calculation unit 43.

設定部４１は、上述した実施形態のように、関心領域を中心にしてゲイン条件が方位方向に対称となるゲインパターンを設定する。一例として図１２に示すように、設定部４１は、上述した設定例１のように、関心領域を中心にしてゲイン条件が方位方向に対称となるゲインパターン２００を設定する。増幅部４２は、設定部４１によって設定されたゲインパターン２００に従って各受信信号を増幅し、ゲイン処理後の受信信号を信号処理部５に出力する。信号処理部５は、信号処理が施された受信信号を演算部４３に出力する。 The setting unit 41 sets a gain pattern in which the gain condition is symmetric in the azimuth direction around the region of interest as in the above-described embodiment. As an example, as illustrated in FIG. 12, the setting unit 41 sets a gain pattern 200 in which the gain condition is symmetric in the azimuth direction with the region of interest as the center, as in the setting example 1 described above. The amplifying unit 42 amplifies each received signal according to the gain pattern 200 set by the setting unit 41, and outputs the received signal after gain processing to the signal processing unit 5. The signal processing unit 5 outputs the received signal subjected to the signal processing to the calculation unit 43.

（演算部４３）
演算部４３は、受信信号を信号処理部５から受けて、対称中心のゲイン条件Ａでゲイン処理された受信信号Ａについて、深さ方向に互いに隣り合うサンプリング点のデータの差分を求め、その差分の自乗の和を求める。すなわち、演算部４３は、第１の自乗誤差和Σ（Ａ_ｉ−Ａ_ｉ＋１）^２（「第１の自乗誤差和Ａ」と称する場合がある）を求める。ｉ＝１、２、３、・・・である。または、演算部４３は、第１の差分絶対値和Σ（ａｂｓ（Ａ_ｉ−Ａ_ｉ＋１））（「第１の差分誤差和Ａ」と称する場合がある）を求めてもよい。また、演算部４３は、対称中心の受信信号Ａと方位方向に離れた受信信号（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）との差分を求め、その差分の自乗誤差和又は差分絶対値和を求める。例えば、演算部４３は、対称中心Ａの受信信号Ａと方位方向に隣の受信信号Ｂとの間で、サンプリング点のデータの差分を求める。具体的には、演算部４３は、データＡ１とデータＢ１との差分、データＡ３とデータＢ３との差分、データＡ５とデータＢ５との差分、・・・を求め、それら差分の第２の自乗誤差和Ｂ又は第２の差分絶対値和Ｂを求める。同様に、演算部４３は、対称中心Ａの受信信号Ａと方位方向に離れた受信信号Ｃとの間で、サンプリング点のデータの差分を求める。具体的には、演算部４３は、データＡ１とデータＣ１との差分、データＡ３とデータＣ３との差分、データＡ５とデータＣ５との差分、・・・を求め、それら差分の第２の自乗誤差和Ｃ又は第２の差分絶対値和Ｃを求める。同様に、演算部４３は、対称中心Ａの受信信号Ａと方位方向に離れた受信信号Ｄとの間で、サンプリング点のデータの差分を求める。具体的には、演算部４３は、データＡ１とデータＤ１との差分、データＡ３とデータＤ３との差分、データＡ５とデータＤ５との差分、・・・を求め、それら差分の第２の自乗誤差和Ｄ又は第２の差分絶対値和Ｄを求める。演算部４３は、第１の自乗誤差和Ａ及び第２の自乗誤差和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）を設定部４１に出力する。または、演算部４３は、第１の差分絶対値和Ａ及び第２の差分絶対値和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）を設定部４１に出力してもよい。 (Calculation unit 43)
The calculation unit 43 receives the reception signal from the signal processing unit 5 and obtains a difference between sampling point data adjacent to each other in the depth direction with respect to the reception signal A gain-processed under the symmetrical gain condition A. Find the sum of the squares of. That is, the calculation unit 43 obtains a first square error sum Σ (A _i −A _{i + 1} ) ² (may be referred to as “first square error sum A”). i = 1, 2, 3,... Alternatively, the calculation unit 43 may obtain a first difference absolute value sum Σ (abs (A _i −A _{i + 1} )) (may be referred to as “first difference error sum A”). Further, the calculation unit 43 obtains a difference between the reception signal A at the center of symmetry and the reception signals (B, C, D,...) Separated in the azimuth direction, and calculates a square error sum or a difference absolute value sum of the difference. Ask. For example, the calculation unit 43 obtains a difference in sampling point data between the reception signal A at the symmetry center A and the reception signal B adjacent in the azimuth direction. Specifically, the calculation unit 43 obtains a difference between the data A1 and the data B1, a difference between the data A3 and the data B3, a difference between the data A5 and the data B5,. The error sum B or the second difference absolute value sum B is obtained. Similarly, the calculation unit 43 obtains a difference in sampling point data between the reception signal A at the symmetry center A and the reception signal C separated in the azimuth direction. Specifically, the calculation unit 43 obtains a difference between the data A1 and the data C1, a difference between the data A3 and the data C3, a difference between the data A5 and the data C5,. An error sum C or a second difference absolute value sum C is obtained. Similarly, the calculation unit 43 obtains a difference in sampling point data between the reception signal A at the symmetry center A and the reception signal D separated in the azimuth direction. Specifically, the calculation unit 43 obtains a difference between the data A1 and the data D1, a difference between the data A3 and the data D3, a difference between the data A5 and the data D5,... An error sum D or a second difference absolute value sum D is obtained. The computing unit 43 outputs the first square error sum A and the second square error sum (B, C, D,...) To the setting unit 41. Alternatively, the calculation unit 43 may output the first difference absolute value sum A and the second difference absolute value sum (B, C, D,...) To the setting unit 41.

設定部４１は、演算部４３によって求められた差分に応じてゲインパターンを設定する。設定部４１は、差分が大きくなる方向（深さ方向及び方位方向）ほど、ゲイン条件を細かく設定する。例えば、設定部４１は、第１の自乗誤差和Ａ又は第１の差分絶対値和Ａが大きくなるほど、深さ方向の増幅率を示すゲインカーブのインターバル数（スロープ数）を多くする。また、設定部４１は、第２の自乗誤差和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）又は第２の差分絶対値和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）が大きくなるほど、その方位方向におけるゲイン条件を細かく設定する。このように、設定部４１は、演算部４３によって求められた自乗誤差和又は差分絶対値和の大きさに応じて、ゲインパターンにおけるゲイン条件の数を変える。また、設定部４１は、演算部４３により求められた方位方向の各ゲインパターンの類似性から、一部方位方向の設定を同じ設定に集約し、設定数をさらに減らすことも可能である。 The setting unit 41 sets a gain pattern according to the difference obtained by the calculation unit 43. The setting unit 41 sets the gain condition more finely in the direction in which the difference increases (depth direction and azimuth direction). For example, the setting unit 41 increases the number of gain curve intervals (slope number) indicating the amplification factor in the depth direction as the first square error sum A or the first difference absolute value sum A increases. Further, the setting unit 41 increases the azimuth direction as the second square error sum (B, C, D,...) Or the second difference absolute value sum (B, C, D,...) Increases. Set the gain condition at. As described above, the setting unit 41 changes the number of gain conditions in the gain pattern according to the magnitude of the square error sum or the difference absolute value sum obtained by the calculation unit 43. Also, the setting unit 41 can consolidate the settings of some azimuth directions into the same setting from the similarity of the gain patterns in the azimuth direction obtained by the calculation unit 43, and can further reduce the number of settings.

また、設定部４１は、演算部４３によって求められた差分が予め設定された閾値以上となる方向（深さ方向及び方位方向）のゲイン条件をより細かく設定するようにしてもよい。例えば、設定部４１は、第１の自乗誤差和Ａ又は第１の差分絶対値和Ａが予め設定された閾値以上となる場合には、深さ方向のゲインカーブのインターバル数（スロープ数）を予め設定された第１の設定数に設定する。一方、設定部４１は、第１の自乗誤差和Ａ又は第１の差分絶対値和Ａが閾値未満となる場合には、深さ方向のゲインカーブのインターバル数（スロープ数）を第１の設定数よりも少ない第２の設定数に設定する。このように、設定部４１は、第１の自乗誤差和Ａ又は第１の差分絶対値和Ａが閾値以上となる場合には、インターバル数（スロープ数）をより多く設定する。また、設定部４１は、第２の自乗誤差和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）又は第２の差分絶対値和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）が予め設定された閾値以上となる場合には、閾値以上となる方位方向のゲイン条件をより細かく設定する。すなわち、設定部４１は、第２の自乗誤差和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）又は第２の差分絶対値和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）が閾値以上となる場合には、閾値以上となる方位方向のゲイン条件を予め設定された第３の設定数に設定する。また、設定部４１は、第２の自乗誤差和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）又は第２の差分絶対値和（Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・）が閾値未満となる場合には、閾値未満となる方位方向のゲイン条件を第３の設定数よりも少ない第４の設定数に設定する。また、設定部４１は、演算部４３により求められた方位方向の各ゲインパターンの類似性から、一部方位方向の設定を同じ設定に集約し、設定数をさらに減らすことも可能である。 The setting unit 41 may set the gain condition in a direction (depth direction and azimuth direction) in which the difference obtained by the calculation unit 43 is equal to or greater than a preset threshold value in more detail. For example, when the first square error sum A or the first difference absolute value sum A is equal to or greater than a preset threshold value, the setting unit 41 sets the number of gain curve intervals (the number of slopes) in the depth direction. The first set number is set in advance. On the other hand, when the first square error sum A or the first difference absolute value sum A is less than the threshold value, the setting unit 41 sets the gain curve interval number (slope number) in the depth direction to the first setting. A second set number smaller than the number is set. Thus, the setting unit 41 sets more intervals (slopes) when the first square error sum A or the first difference absolute value sum A is equal to or greater than the threshold value. In addition, the setting unit 41 has a second sum of square errors (B, C, D,...) Or a second sum of absolute differences (B, C, D,...) Greater than or equal to a preset threshold value. In such a case, the gain condition in the azimuth direction that is equal to or greater than the threshold value is set more finely. That is, the setting unit 41 determines that the second sum of square errors (B, C, D,...) Or the second difference absolute value sum (B, C, D,. Sets the gain condition in the azimuth direction that is equal to or greater than the threshold value to a third preset number. The setting unit 41 also determines that the second square error sum (B, C, D,...) Or the second difference absolute value sum (B, C, D,...) Is less than the threshold value. Sets the gain condition in the azimuth direction that is less than the threshold value to a fourth set number that is smaller than the third set number. Also, the setting unit 41 can consolidate the settings of some azimuth directions into the same setting from the similarity of the gain patterns in the azimuth direction obtained by the calculation unit 43, and can further reduce the number of settings.

そして、増幅部４２は、設定部４１によって設定されたゲインパターンに従って各受信信号を増幅する。 The amplifying unit 42 amplifies each received signal according to the gain pattern set by the setting unit 41.

自乗誤差和又は差分絶対値和が大きいということは、各位置のデータの差（輝度値の差）が大きいことを意味する。そのため、自乗誤差和又は差分絶対値和が大きくなる深さ方向又は方位方向においては、ゲイン条件をより細かく設定することにより、各位置の受信信号に適した輝度調整を行うことが可能となる。 A large sum of square errors or a sum of absolute differences means that a difference in data at each position (difference in luminance value) is large. Therefore, in the depth direction or the azimuth direction where the sum of square errors or the sum of absolute differences becomes large, it is possible to perform brightness adjustment suitable for the received signal at each position by setting the gain condition more finely.

（定性的な評価）
次に、図１３の表を参照して、深さ方向の輝度調整、方位方向の輝度調整、時間方向の輝度調整、及び設定時間の定性的な関係について説明する。例えば従来１のように、深さ方向の輝度調整を重視してゲイン条件を細かく設定し、方位方向のゲイン条件と時間方向のゲイン条件とを粗く設定した場合には、ゲインの設定時間は短くなる。しかしながら、深さ方向の輝度調整だけを重視しているため、方位方向における画質が劣化する。また、従来２のように、深さ方向の輝度調整と方位方向の輝度調整とを重視する場合には、深さ方向のゲイン条件と方位方向のゲイン条件とをそれぞれ細かく設定することになるため、設定時間が最も長くなってしまう。また、従来３のように、方位方向の輝度調整を最も重視し、深さ方向の輝度調整も重視する場合には、方位方向のゲイン条件と深さ方向のゲイン条件とをそれぞれ細かく設定することになるため、設定時間が長くなってしまう。これに対して実施例１のように、深さ方向のゲイン条件と方位方向のゲイン条件とをバランス良く設定すると、設定時間が短くなる。すなわち、超音波画像の画質を一定以上に保ちつつ、ゲインの設定時間を短縮することが可能となる。また、実施例２のように、深さ方向のゲイン条件、方位方向のゲイン条件、及び時間方向のゲイン条件のバランスを良く設定すると、設定時間も比較的短くなる。すなわち、超音波画像の画質を一定以上に保ちつつ、ゲインの設定時間を短縮することが可能となる。 (Qualitative evaluation)
Next, with reference to the table of FIG. 13, a qualitative relationship between brightness adjustment in the depth direction, brightness adjustment in the azimuth direction, brightness adjustment in the time direction, and set time will be described. For example, when the gain condition is set finely with emphasis on brightness adjustment in the depth direction and the gain condition in the azimuth direction and the gain condition in the time direction are set coarsely as in the conventional case 1, the gain setting time is short. Become. However, since only the luminance adjustment in the depth direction is emphasized, the image quality in the azimuth direction is deteriorated. In addition, when importance is attached to the brightness adjustment in the depth direction and the brightness adjustment in the azimuth direction as in the prior art 2, the gain condition in the depth direction and the gain condition in the azimuth direction are set in detail. , Setting time will be the longest. In addition, when the luminance adjustment in the azimuth direction is most important and the luminance adjustment in the depth direction is also emphasized as in the conventional method 3, the gain condition in the azimuth direction and the gain condition in the depth direction are set in detail. Therefore, the setting time becomes long. On the other hand, when the gain condition in the depth direction and the gain condition in the azimuth direction are set with good balance as in the first embodiment, the setting time is shortened. That is, the gain setting time can be shortened while maintaining the image quality of the ultrasonic image at a certain level or higher. In addition, as in the second embodiment, if the balance between the gain condition in the depth direction, the gain condition in the azimuth direction, and the gain condition in the time direction is well set, the set time is also relatively short. That is, the gain setting time can be shortened while maintaining the image quality of the ultrasonic image at a certain level or higher.

この発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, the above-described embodiment has been presented as an example, and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１超音波プローブ
２送信部
３受信部
４ゲイン処理部
５信号処理部
６画像生成部
７表示制御部
８表示部
９制御部
１０入力部
１１心電計
４１設定部
４２増幅部
４３演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Transmission part 3 Reception part 4 Gain processing part 5 Signal processing part 6 Image generation part 7 Display control part 8 Display part 9 Control part 10 Input part 11 Electrocardiograph 41 Setting part 42 Amplification part 43 Calculation part

Claims

Transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave to the subject, scanning the ultrasonic wave in a scanning direction and receiving a reception signal;
According to the gain condition set for each received signal that is symmetric in the scanning direction, or according to the gain condition set for each received signal that is symmetric in the time direction of the periodic movement period of the subject. Gain processing means for amplifying the received signal;
Image generating means for generating ultrasonic image data based on the amplified received signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus.

The gain processing means receives the designation of the region of interest, and amplifies the received signal according to the gain condition set symmetrically in the scanning direction around the region of interest.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.

The transmission / reception means transmits the ultrasonic waves while swinging a plurality of ultrasonic transducers arranged in a line in a predetermined direction in a swing direction orthogonal to the predetermined direction,
The gain processing means receives the designation of the region of interest and amplifies the received signal according to the gain condition set symmetrically with respect to the region of interest with the region of interest as the scanning direction. ,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.

The gain processing means receives an ECG signal of the subject, obtains a systole of the heart based on the ECG signal, and is set symmetrically in the time direction with respect to a central time phase of the systole. Amplifying the received signal according to a gain condition;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.

The gain processing means obtains a difference between the reception signals in the depth direction for transmitting and receiving the ultrasonic waves and a difference between the reception signals separated in the scanning direction, and gain for each reception signal based on the difference. A new condition is obtained, and the received signal is amplified according to the new gain condition.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.