JP2012254216A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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重光 中屋
Masao Takimoto
雅夫 滝本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily set the optimum gain adjustment in harmonic imaging.SOLUTION: This ultrasonic diagnostic equipment includes a transmission part 11, a receiving part 12, an image forming part 16, a determination part 19a and a setting part 19b. The transmission part 11 transmits ultrasonic waves of respective scanning lines a plurality of times by a scanning sequence for harmonic imaging. The receiving part 12 has a preamplifier 12a comprising a sensitivity correction part for performing weighting corresponding to a first coefficient with respect to the respective reflected waves of the ultrasonic waves transmitted a plurality of times by the same scanning lines and a scanning sequence weighting part for performing weighting by a second coefficient. The determination part 19a determines a combination of the values of the first and second coefficients used in the formation of the ultrasonic image becoming minimum in brightness value in a plurality of the ultrasonic images altered in the values of the first and second coefficients formed in the image forming part 16 as a setting coefficient and the setting part 19b sets the setting coefficient to the preamplifier 12a.

Description

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

従来、超音波造影による映像法(CHI:Contrast Harmonic Imaging)として、振幅変調(AM:Amplitude Modulation)や位相変調(PM:Phase Modulation)が知られている。AMやPMでは、同一の走査線に対して振幅や位相が異なる複数の超音波送信を複数回行なうことで、組織由来の基本波成分を抑制して造影剤(微小気泡、バブル)由来の高調波成分を強調した造影画像を生成する。   Conventionally, amplitude modulation (AM) and phase modulation (PM) are known as imaging methods (CHI: Contrast Harmonic Imaging) by ultrasonic contrast. In AM and PM, a plurality of ultrasonic transmissions having different amplitudes and phases are performed on the same scanning line a plurality of times, thereby suppressing the fundamental wave component derived from the tissue and the higher harmonics derived from the contrast agent (microbubble, bubble). A contrast image in which the wave component is emphasized is generated.

例えば、AMでは、(0.5,1.0)といったように、同じ位相で振幅の比率が「1:2」となる超音波を2回送信する。そして、AMでは、例えば、1回目の受信で得られたデータを回路的に2倍したデータと2回目の受信で得られたデータとを差分することで高調波成分が強調された差分データを生成し、差分データから造影画像が生成される。   For example, in AM, an ultrasonic wave having the same phase and an amplitude ratio of “1: 2” is transmitted twice, such as (0.5, 1.0). In AM, for example, difference data in which harmonic components are emphasized by subtracting data obtained by circuit-doubling data obtained by the first reception from data obtained by the second reception is obtained. And a contrast image is generated from the difference data.

また「Pulse Subtraction法」や「Pulse Inversion法」と呼ばれるPMでは、例えば、(1.0,−1.0)といったように、同じ振幅で位相が180度異なる波形となる超音波を2回送信する。そして、PMでは、例えば、1回目の受信で得られたデータと2回目の受信で得られたデータと加算することで高調波成分が強調された加算データを生成し、加算データから造影画像が生成される。   Further, in PM called “Pulse Subtraction method” or “Pulse Inversion method”, for example, (1.0, −1.0), an ultrasonic wave having the same amplitude and a phase different by 180 degrees is transmitted twice. To do. Then, in PM, for example, by adding the data obtained by the first reception and the data obtained by the second reception, the addition data in which the harmonic component is emphasized is generated, and the contrast image is generated from the addition data. Generated.

また、AMとPMとを組み合わせることで、AM及びPM双方の効果が得られるAMPMも知られている。AMPMでは、(−0.5,1.0,−0.5)といったように、振幅と位相とが異なる波形となる超音波を3回送信することで、造影バブルからの信号を主に映像化する。   In addition, AMPM is also known in which effects of both AM and PM can be obtained by combining AM and PM. In AMPM, an ultrasonic wave having a waveform having a different amplitude and phase, such as (−0.5, 1.0, −0.5), is transmitted three times, so that a signal from a contrast bubble is mainly imaged. Turn into.

超音波造影では、「バブル」対「組織」の比で造影感度が決まるため、バブルの信号が一定ならば、組織の信号は小さい程よい。上記のAMやPM、AMPMでは、通常は、音圧を下げることにより、組織の信号を下げて造影感度を上げている。なお、高調波成分を映像化することで、サイドローブ等によるアーチファクトを軽減してBモード画像の画質が向上するため、AMやPM、AMPMは、Bモード画像の撮像でもTHI(Tissue Harmonic Imaging)として用いられている。   In ultrasound contrast, the contrast sensitivity is determined by the ratio of “bubble” to “tissue”. Therefore, if the bubble signal is constant, the smaller the tissue signal, the better. In the above-described AM, PM, and AMPM, the contrast sensitivity is usually increased by lowering the sound pressure to lower the tissue signal. By imaging the harmonic components, artifacts due to side lobes and the like are reduced and the image quality of the B-mode image is improved. Therefore, AM, PM, and AMPM can also be used for B-mode image imaging. It is used as.

ここで、CHIやTHIのハーモニックイメージングでは、AMやPM、AMPMを実行するに際し、超音波の送信処理や受信した反射波に対する処理において、アナログ回路によるゲイン調整が行なわれている。しかし、アナログ回路の特性にはばらつきがあり、これにより、基本波成分が充分に抑制されない場合があった。   Here, in CHI and THI harmonic imaging, when AM, PM, and AMPM are executed, gain adjustment is performed by an analog circuit in ultrasonic transmission processing and processing for received reflected waves. However, there are variations in the characteristics of the analog circuit, which may prevent the fundamental wave component from being sufficiently suppressed.

特開2009−18161号公報JP 2009-18161 A

本発明が解決しようとする課題は、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を簡易に設定することができる超音波診断装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of easily setting optimum gain adjustment in harmonic imaging.

実施形態の超音波診断装置は、送信部と、受信部と、画像生成部と、決定部と、設定部とを備える。送信部は、ハーモニックイメージングを行なうための所定のスキャンシーケンスにより各走査線で超音波を複数回送信させる。受信部は、同一走査線で複数回送信された超音波の各反射波それぞれに対して、重み付け係数である第1係数に応じて重み付けを行う感度補正部と、前記各反射波それぞれに対して、スキャンシーケンスに応じて異なる第2係数に応じて重み付けを行うスキャンシーケンス重み付け部とからなるアナログ回路を有する。画像生成部は、第1係数及び第2係数により重み付けされた走査線ごとの各反射波を合成した合成データを用いた超音波画像として、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像を生成する。決定部は、前記第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像の中で、輝度値が最小となる超音波画像の生成に用いられた反射波に対して前記アナログ回路が重み付けに用いた第1係数及び第2係数の値の組み合わせを設定係数として決定する。設定部は、ハーモニックイメージングを実行する際の重み付け係数として前記設定係数を前記アナログ回路に設定する。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment includes a transmission unit, a reception unit, an image generation unit, a determination unit, and a setting unit. The transmission unit transmits an ultrasonic wave a plurality of times on each scanning line according to a predetermined scanning sequence for performing harmonic imaging. The receiving unit weights each reflected wave of the ultrasonic wave transmitted a plurality of times on the same scanning line according to a first coefficient that is a weighting coefficient, and each reflected wave And an analog circuit including a scan sequence weighting unit that performs weighting according to the second coefficient that differs depending on the scan sequence. The image generation unit changes the value of the first coefficient and the value of the second coefficient as an ultrasonic image using synthesized data obtained by combining the reflected waves for each scanning line weighted by the first coefficient and the second coefficient. A plurality of ultrasonic images are generated. The determination unit is configured to detect a reflected wave used for generating an ultrasonic image having a minimum luminance value among a plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed. A combination of values of the first coefficient and the second coefficient used for weighting by the analog circuit is determined as a setting coefficient. The setting unit sets the setting coefficient in the analog circuit as a weighting coefficient when performing harmonic imaging.

図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図2は、AMPMを説明するための図(1)である。FIG. 2 is a diagram (1) for explaining AMPM. 図3は、AMPMを説明するための図(2)である。FIG. 3 is a diagram (2) for explaining AMPM. 図4は、受信感度補正用のアナログゲイン調整の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of analog gain adjustment for reception sensitivity correction. 図5は、アナログ回路の入出力特性の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of input / output characteristics of an analog circuit. 図6は、従来の重み付け係数の最適化処理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional weighting coefficient optimization process. 図7は、第1の実施形態に係るAMPMゲイン及びアナログゲインの変更設定の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of AMPM gain and analog gain change settings according to the first embodiment. 図8は、図7に例示するAMPMゲイン及びアナログゲインの変更設定により生成される超音波画像を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an ultrasonic image generated by the change setting of the AMPM gain and the analog gain illustrated in FIG. 図9は、決定部による最適ゲイン決定処理を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining optimum gain determination processing by the determination unit. 図10は、補間処理を用いた最適ゲイン決定処理を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the optimum gain determination process using the interpolation process. 図11は、ノイズフレームを用いた判定処理を説明するための図(1)である。FIG. 11 is a diagram (1) for explaining a determination process using a noise frame. 図12は、ノイズフレームを用いた判定処理を説明するための図(2)である。FIG. 12 is a diagram (2) for explaining the determination process using the noise frame. 図13は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart for explaining processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図14は、第1の実施形態の変形例を説明するための図(1)である。FIG. 14 is a diagram (1) for explaining a modification of the first embodiment. 図15は、第1の実施形態の変形例を説明するための図(2)である。FIG. 15 is a diagram (2) for explaining a modification of the first embodiment. 図16は、第2の実施形態を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining the second embodiment.

以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an ultrasonic diagnostic apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。図1に示すように、第1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、モニタ2と、入力装置3と、装置本体10とを有する。
(First embodiment)
First, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment includes an ultrasonic probe 1, a monitor 2, an input device 3, and an apparatus main body 10.

超音波プローブ1は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体10が有する送信部11から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ1は、被検体Pからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ1は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ1は、装置本体10と着脱自在に接続される。   The ultrasonic probe 1 has a plurality of piezoelectric vibrators, and the plurality of piezoelectric vibrators generate ultrasonic waves based on a drive signal supplied from a transmission unit 11 included in the apparatus main body 10 to be described later. The ultrasonic probe 1 receives a reflected wave from the subject P and converts it into an electrical signal. The ultrasonic probe 1 includes a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like. The ultrasonic probe 1 is detachably connected to the apparatus main body 10.

超音波プローブ1から被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ1が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。   When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 1 to the subject P, the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject P, and the ultrasonic probe is used as a reflected wave signal. 1 is received by a plurality of piezoelectric vibrators. The amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected. Note that the reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving object in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. And undergoes a frequency shift.

例えば、第1の実施形態に係る超音波プローブ1は、複数の圧電振動子が一列に配列された超音波プローブであり、これら一列に配列された複数の圧電振動子は、後述する送信部11から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。これにより、超音波プローブ1は、超音波により被検体Pを2次元で走査する。   For example, the ultrasonic probe 1 according to the first embodiment is an ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a line, and the plurality of piezoelectric vibrators arranged in a line is a transmission unit 11 described later. An ultrasonic wave is generated based on the drive signal supplied from the. Thereby, the ultrasonic probe 1 scans the subject P two-dimensionally with ultrasonic waves.

入力装置3は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体10に対して受け付けた各種設定要求を転送する。例えば、第1の実施形態に係る入力装置3は、後述するゲイン最適化処理の開始を操作者から受け付けるための「ゲイン最適化スイッチ」を有する。また、例えば、第1の実施形態に係る入力装置3は、後述するゲイン最適化処理に用いられる各種設定情報を操作者から受け付ける。   The input device 3 includes a mouse, a keyboard, a button, a panel switch, a touch command screen, a foot switch, a trackball, a joystick, etc., receives various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus, The various setting requests received are transferred. For example, the input device 3 according to the first embodiment includes a “gain optimization switch” for receiving a start of a gain optimization process described later from an operator. Further, for example, the input device 3 according to the first embodiment receives various setting information used for a gain optimization process described later from the operator.

モニタ2は、超音波診断装置の操作者が入力装置3を用いて各種設定要求を入力するためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、装置本体10において生成された超音波画像等を表示したりする。   The monitor 2 displays a GUI (Graphical User Interface) for an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus to input various setting requests using the input device 3, and displays an ultrasonic image generated in the apparatus main body 10. To do.

装置本体10は、超音波プローブ1が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、図1に示すように、送信部11と、受信部12と、バッファ13と、Bモード処理部14と、ドプラ処理部15と、画像生成部16と、画像メモリ17と、画像処理部18と、制御部19と、内部記憶部20とを有する。   The apparatus main body 10 is an apparatus that generates ultrasonic image data based on the reflected wave received by the ultrasonic probe 1, and as shown in FIG. 1, a transmission unit 11, a reception unit 12, a buffer 13, and B A mode processing unit 14, a Doppler processing unit 15, an image generation unit 16, an image memory 17, an image processing unit 18, a control unit 19, and an internal storage unit 20 are included.

送信部11は、図1に示すように、レートパルサ発生器11aと、送信遅延回路11bと、送信パルサ11cとを有し、超音波プローブ1に駆動信号を供給する。レートパルサ発生器11aは、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスは、送信遅延回路11bを通ることで異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサ11cへ電圧を印加する。すなわち、送信遅延回路11bは、超音波プローブ1から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生器11aが発生する各レートパルスに対し与える。送信パルサ11cは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ1に駆動信号(駆動パルス)を印加する。   As shown in FIG. 1, the transmission unit 11 includes a rate pulse generator 11 a, a transmission delay circuit 11 b, and a transmission pulser 11 c, and supplies a drive signal to the ultrasonic probe 1. The rate pulser generator 11a repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency. The rate pulse applies a voltage to the transmission pulser 11c while having different transmission delay times by passing through the transmission delay circuit 11b. That is, in the transmission delay circuit 11b, the rate pulsar generator 11a determines the transmission delay time for each piezoelectric vibrator necessary to determine the transmission directivity by focusing the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe 1 into a beam shape. For each rate pulse that occurs. The transmission pulser 11c applies a drive signal (drive pulse) to the ultrasonic probe 1 at a timing based on the rate pulse.

駆動パルスは、送信パルサ11cからケーブルを介して超音波プローブ1内の圧電振動子まで伝達した後に、圧電振動子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動は、生体内部で超音波として送信される。ここで、圧電振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、収束されて、所定方向に伝搬していく。すなわち、送信遅延回路11bは、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。   The drive pulse is transmitted from the transmission pulser 11c via the cable to the piezoelectric vibrator in the ultrasonic probe 1, and then converted from an electrical signal to mechanical vibration in the piezoelectric vibrator. This mechanical vibration is transmitted as an ultrasonic wave inside the living body. Here, the ultrasonic waves having different transmission delay times for each piezoelectric vibrator are converged and propagated in a predetermined direction. That is, the transmission delay circuit 11b arbitrarily adjusts the transmission direction from the piezoelectric vibrator surface by changing the transmission delay time given to each rate pulse.

なお、送信部11は、後述する制御部19の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。   The transmission unit 11 has a function capable of instantaneously changing a transmission frequency, a transmission drive voltage, and the like in order to execute a predetermined scan sequence based on an instruction from the control unit 19 described later. In particular, the change of the transmission drive voltage is realized by a linear amplifier type transmission circuit capable of instantaneously switching its value or a mechanism for electrically switching a plurality of power supply units.

超音波プローブ1が送信した超音波の反射波は、超音波プローブ1内部の圧電振動子まで到達した後、圧電振動子において、機械的振動から電気的信号(反射波信号)に変換され、受信部12に入力される。受信部12は、図1に示すように、プリアンプ12aと、A/D変換器12bと、受信遅延加算回路12cとを有し、超音波プローブ1が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。   The reflected ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 1 reaches the piezoelectric vibrator inside the ultrasonic probe 1 and is then converted from a mechanical vibration to an electrical signal (reflected wave signal) by the piezoelectric vibrator. Input to the unit 12. As shown in FIG. 1, the receiving unit 12 includes a preamplifier 12a, an A / D converter 12b, and a reception delay adding circuit 12c, and performs various processes on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1. To generate reflected wave data.

プリアンプ12aは、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン調整を行なう。A/D変換器12bは、ゲイン補正された反射波信号をA/D変換することでゲイン補正された反射波信号をデジタルデータに変換する。受信遅延加算回路12cは、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。また、受信遅延加算回路12cは、受信遅延時間が与えられたデジタルデータの加算処理を行なって反射波データを生成する。受信遅延加算回路12cの加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。   The preamplifier 12a performs gain adjustment by amplifying the reflected wave signal for each channel. The A / D converter 12 b converts the gain-corrected reflected wave signal into digital data by A / D converting the gain-corrected reflected wave signal. The reception delay adding circuit 12c gives the reception delay time necessary for determining the reception directivity to the digital data. The reception delay adding circuit 12c performs addition processing of digital data given the reception delay time to generate reflected wave data. By the addition processing of the reception delay adding circuit 12c, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is enhanced.

このように、送信部11及び受信部12は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。   As described above, the transmission unit 11 and the reception unit 12 control transmission directivity and reception directivity in transmission / reception of ultrasonic waves.

バッファ13は、受信部12から出力された反射波データを一時的に記憶するバッファである。例えば、バッファ13は、数フレーム分の反射波データを記憶するFIFO(First-In/First-Out)メモリであり、所定フレーム分の反射波データを記憶し、新たに1フレーム分の反射波データが出力された場合、生成時間が最も古い1フレーム分の反射波データを破棄して、新たに出力された1フレーム分の反射波データを記憶する。   The buffer 13 is a buffer that temporarily stores the reflected wave data output from the receiving unit 12. For example, the buffer 13 is a first-in / first-out (FIFO) memory that stores reflected wave data for several frames, stores reflected wave data for a predetermined frame, and newly reflects reflected data for one frame. Is output, the reflected wave data for one frame with the oldest generation time is discarded, and the newly output reflected wave data for one frame is stored.

なお、1フレーム分の反射波データとは、1枚の超音波画像を生成するための反射波データのことであり、送信部11は、複数の走査線(スキャンライン)で形成される走査範囲にて超音波送受信を超音波プローブ1に行なわせることで、受信部12から1フレーム分の反射波データを出力する。   The reflected wave data for one frame is reflected wave data for generating one ultrasonic image, and the transmission unit 11 has a scanning range formed by a plurality of scanning lines (scan lines). By allowing the ultrasonic probe 1 to perform ultrasonic transmission / reception, the reception unit 12 outputs reflected wave data for one frame.

Bモード処理部14は、バッファ13から受信部12が生成した反射波データを読み出し、読み出した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理、対数圧縮などを行なって、信号強度(振幅強度)が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。   The B-mode processing unit 14 reads the reflected wave data generated by the receiving unit 12 from the buffer 13, performs logarithmic amplification, envelope detection processing, logarithmic compression, and the like on the read reflected wave data to obtain signal strength (amplitude). Data (B mode data) whose intensity is expressed by brightness is generated.

ドプラ処理部15は、バッファ13から受信部12が生成した反射波データを読み出し、読み出した反射波データを周波数解析することで、走査範囲内にある移動体のドプラ効果に基づく運動情報を抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。具体的には、ドプラ処理部15は、移動体の運動情報として、平均速度、分散値、パワー値などを多点に渡り抽出したドプラデータを生成する。より具体的には、ドプラ処理部15は、血流の動態を示すカラードプラ画像を生成するためのカラードプラデータや、組織の動態を示す組織ドプラ画像を生成するための組織ドプラデータを生成する。   The Doppler processing unit 15 reads the reflected wave data generated by the receiving unit 12 from the buffer 13, and extracts the motion information based on the Doppler effect of the moving body within the scanning range by performing frequency analysis of the read reflected wave data. Data (Doppler data) is generated. Specifically, the Doppler processing unit 15 generates Doppler data obtained by extracting an average speed, a variance value, a power value, and the like over multiple points as movement information of the moving body. More specifically, the Doppler processing unit 15 generates color Doppler data for generating a color Doppler image indicating the dynamics of blood flow, or tissue Doppler data for generating a tissue Doppler image indicating the dynamics of the tissue. .

画像生成部16は、Bモード処理部14及びドプラ処理部15が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部16は、Bモード処理部14が生成したBモードデータから反射波の強度を輝度にて表したBモード画像データを生成する。また、画像生成部16は、ドプラ処理部15が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。   The image generation unit 16 generates ultrasonic image data from the data generated by the B mode processing unit 14 and the Doppler processing unit 15. That is, the image generation unit 16 generates B-mode image data in which the intensity of the reflected wave is expressed by luminance from the B-mode data generated by the B-mode processing unit 14. In addition, the image generation unit 16 generates color Doppler image data as an average speed image, a dispersed image, a power image, or a combination image representing moving body information from the Doppler data generated by the Doppler processing unit 15.

ここで、画像生成部16は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部16は、超音波プローブ1による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部16は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。   Here, the image generation unit 16 generally converts (scan converts) a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a video format typified by a television or the like, and displays ultrasonic waves for display. Generate image data. Specifically, the image generation unit 16 generates ultrasonic image data for display by performing coordinate conversion in accordance with the ultrasonic scanning mode of the ultrasonic probe 1. In addition, the image generation unit 16 synthesizes character information, scales, body marks, and the like of various parameters with the ultrasonic image data.

画像メモリ17は、画像生成部16が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ17は、Bモード処理部14やドプラ処理部15が生成したデータを記憶することも可能である。   The image memory 17 is a memory that stores the image data generated by the image generation unit 16. The image memory 17 can also store data generated by the B-mode processing unit 14 and the Doppler processing unit 15.

画像処理部18は、画像生成部16が生成した超音波画像データを用いて画像処理を行なう処理部である。第1の実施形態に係る画像処理部18は、図1に示すように、平均輝度値算出部18aと、S/N測定部18bと、補間処理部18cとを有する。平均輝度値算出部18aは、超音波画像内の輝度値から、所定領域の平均輝度値を算出する処理部である。S/N測定部18bは、超音波画像の信号雑音比(S/N、signal-to-noise ratio)を測定する処理部である。補間処理部18cは、近似計算等の補間処理により、推定値を算出する処理部である。なお、平均輝度値算出部18aと、S/N測定部18bと、補間処理部18cとについては、後に詳述する。   The image processing unit 18 is a processing unit that performs image processing using the ultrasonic image data generated by the image generation unit 16. As shown in FIG. 1, the image processing unit 18 according to the first embodiment includes an average luminance value calculation unit 18a, an S / N measurement unit 18b, and an interpolation processing unit 18c. The average luminance value calculation unit 18a is a processing unit that calculates the average luminance value of a predetermined region from the luminance values in the ultrasonic image. The S / N measurement unit 18b is a processing unit that measures a signal-to-noise ratio (S / N) of an ultrasonic image. The interpolation processing unit 18c is a processing unit that calculates an estimated value by interpolation processing such as approximate calculation. The average luminance value calculation unit 18a, the S / N measurement unit 18b, and the interpolation processing unit 18c will be described in detail later.

内部記憶部20は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報(例えば、患者ID、医師の所見等)や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。例えば、内部記憶部20は、ハーモニックイメージングを行なうためのスキャンシーケンス等を記憶する。また、内部記憶部20は、必要に応じて、画像メモリ17が記憶する画像データの保管等にも使用される。   The internal storage unit 20 stores a control program for performing ultrasound transmission / reception, image processing, and display processing, diagnostic information (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), various data such as a diagnostic protocol and various body marks. To do. For example, the internal storage unit 20 stores a scan sequence for performing harmonic imaging. The internal storage unit 20 is also used for storing image data stored in the image memory 17 as necessary.

制御部19は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部19は、入力装置3を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部20から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部11、受信部12、Bモード処理部14、ドプラ処理部15、画像生成部16及び画像処理部18の処理を制御する。   The control unit 19 controls the entire processing of the ultrasonic diagnostic apparatus. Specifically, the control unit 19 includes a transmission unit 11, a reception unit based on various setting requests input from the operator via the input device 3 and various control programs and various data read from the internal storage unit 20. 12. Control processing of the B-mode processing unit 14, the Doppler processing unit 15, the image generation unit 16, and the image processing unit 18.

また、制御部19は、画像メモリ17が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ2にて表示するように制御する。   Further, the control unit 19 controls the display 2 to display the ultrasonic image data for display stored in the image memory 17.

ここで、第1の実施形態に係る制御部19は、図1に示すように、決定部19aと、設定部19bとを有する。決定部19aは、アナログ回路であるプリアンプ12aがゲイン調整に際し、反射波信号に対して重み付けを行なうための重み付け係数を決定する。また、設定部19bは、プリアンプ12aに対して、操作者が指定した重み付け係数を設定したり、決定部19aが決定した重み付け係数を設定したりすることで、受信部12を制御する。なお、決定部19aと、設定部19bとについては、後に詳述する。   Here, as shown in FIG. 1, the control unit 19 according to the first embodiment includes a determination unit 19a and a setting unit 19b. The determination unit 19a determines a weighting coefficient for weighting the reflected wave signal when the preamplifier 12a, which is an analog circuit, adjusts the gain. The setting unit 19b controls the receiving unit 12 by setting the weighting coefficient designated by the operator or the weighting coefficient determined by the determination unit 19a for the preamplifier 12a. The determination unit 19a and the setting unit 19b will be described in detail later.

以上、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、ハーモニックイメージングを行なう。   The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment has been described above. With this configuration, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment performs harmonic imaging.

上述したBモード処理部14は、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。また、Bモード処理部14は、1つの反射波データに対して、2つの検波周波数による検波処理を並列して行うことができる。   The B-mode processing unit 14 described above can change the frequency band to be imaged by changing the detection frequency. Further, the B-mode processing unit 14 can perform detection processing using two detection frequencies in parallel on one reflected wave data.

このBモード処理部14の機能を用いることにより、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、高調波成分を映像化するハーモニックイメージングを行なう。ハーモニックイメージングとしては、コントラストハーモニックイメージング(CHI:Contrast Harmonic Imaging)やティッシュハーモニックイメージング(THI:Tissue Harmonic Imaging)が知られている。以下、CHIを例として、ハーモニックイメージングについて簡単に説明する。   By using the function of the B-mode processing unit 14, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment performs harmonic imaging that visualizes harmonic components. As harmonic imaging, contrast harmonic imaging (CHI: Contrast Harmonic Imaging) and tissue harmonic imaging (THI: Tissue Harmonic Imaging) are known. Hereinafter, harmonic imaging will be briefly described with CHI as an example.

Bモード処理部14は、上記の機能により、超音波造影剤が注入された被検体Pの撮像部位における反射波データから、撮像部位を流動する超音波造影剤(微小気泡、バブル)を反射源とする反射波データと、撮像部位に存在する組織を反射源とする反射波データとを分離する。これにより、画像生成部16は、流動するバブルを高感度に映像化した造影画像や、形態を観察するために組織を映像化した組織画像を生成することができる。   With the above function, the B-mode processing unit 14 uses the reflected wave data at the imaging region of the subject P into which the ultrasound contrast agent has been injected as a reflection source for the ultrasound contrast agent (microbubbles, bubbles) flowing through the imaging region. And the reflected wave data using the tissue existing in the imaging region as a reflection source are separated. Thereby, the image generation part 16 can generate | occur | produce the tissue image which visualized the contrast image which visualized the flowing bubble with high sensitivity, and the structure | tissue in order to observe a form.

微小気泡からの反射波信号には、多くの非線形信号である高調波成分が含まれる。造影画像は、主に、セカンドハーモニック(2次高調波)成分を元に生成されることが多い。一方、形態観察用の組織画像は、主に、基本波成分を元に生成される。   The reflected wave signal from the microbubbles includes many harmonic components that are nonlinear signals. A contrast image is often generated mainly based on a second harmonic (second harmonic) component. On the other hand, the tissue image for morphological observation is mainly generated based on the fundamental wave component.

例えば、Bモード処理部14は、反射波データから高調波成分と基本波成分とをフィルタ処理により分離する。しかし、フィルタ処理では、基本波成分の除去が充分に行なわれず、基本波成分が抑制され高調波成分が強調された造影画像が生成されない場合がある。   For example, the B mode processing unit 14 separates the harmonic component and the fundamental component from the reflected wave data by filtering. However, in the filtering process, the fundamental wave component is not sufficiently removed, and a contrast image in which the fundamental wave component is suppressed and the harmonic component is emphasized may not be generated.

そこで、近年、CHIにおいて、振幅変調(AM:Amplitude Modulation)や位相変調(PM:Phase Modulation)が行なわれている。AMやPMでは、同一の走査線に対して振幅や位相が異なる複数の超音波送信を複数回行なうことで、組織由来の基本波成分を抑制して造影剤(微小気泡、バブル)由来の高調波成分を強調した造影画像を生成する。   Therefore, in recent years, amplitude modulation (AM) and phase modulation (PM) have been performed in CHI. In AM and PM, a plurality of ultrasonic transmissions having different amplitudes and phases are performed on the same scanning line a plurality of times, thereby suppressing the fundamental wave component derived from the tissue and the higher harmonics derived from the contrast agent (microbubble, bubble). A contrast image in which the wave component is emphasized is generated.

AMでは、制御部19が設定したハーモニックイメージング用のスキャンシーケンスにより、送信部11は、例えば、(0.5,1.0)といった同じ位相で振幅の比率が「1:2」となる超音波を各走査線で2回送信させる。   In AM, according to the harmonic imaging scan sequence set by the control unit 19, the transmission unit 11 uses the same phase, for example (0.5, 1.0), and an ultrasonic wave whose amplitude ratio is “1: 2”. Are transmitted twice on each scan line.

そして、AMでは、制御部19の制御により、受信部12は、例えば、1回目の受信で得られた反射波信号をプリアンプ12aで振幅を2倍した反射波データ(パワーとしては4倍した反射波データ)と、2回目の受信で得られた反射波信号の反射波データとを生成して、バッファ13に格納する。Bモード処理部14は、バッファ13に格納された各走査線の2つの反射波データを合成する。具体的には、Bモード処理部14は、各走査線の2つの反射波データを差分して高調波成分を分離することで1フレーム分の差分データを生成する。画像生成部16は、1フレーム分の差分データを用いて超音波画像を生成する。かかる超音波画像は、高調波成分が強調された造影画像、すなわち、組織由来の信号が抑制され、超音波造影剤からの信号が主に映像化された造影画像となる。特にAMでは、造影画像の深さ方向における画質を向上させることができる。   In AM, under the control of the control unit 19, the receiving unit 12, for example, reflects the reflected wave signal obtained by the first reception by the preamplifier 12 a with the reflected wave data (the reflected power is multiplied by 4). Wave data) and reflected wave data of the reflected wave signal obtained by the second reception are generated and stored in the buffer 13. The B-mode processing unit 14 combines the two reflected wave data of each scanning line stored in the buffer 13. Specifically, the B-mode processing unit 14 generates difference data for one frame by subtracting two reflected wave data of each scanning line and separating harmonic components. The image generation unit 16 generates an ultrasonic image using the difference data for one frame. Such an ultrasound image is a contrast image in which harmonic components are emphasized, that is, a contrast image in which a signal derived from a tissue is suppressed and a signal from an ultrasound contrast agent is mainly imaged. In particular, in AM, the image quality in the depth direction of a contrast image can be improved.

また「Pulse Subtraction法」や「Pulse Inversion法」と呼ばれるPMでは、制御部19が設定したハーモニックイメージング用のスキャンシーケンスにより、送信部11は、例えば、(1.0,−1.0)といった同じ振幅で位相が180度異なる波形となる超音波を各走査線で2回送信させる。   Further, in PM called “Pulse Subtraction method” or “Pulse Inversion method”, the transmission unit 11 uses the same harmonic scanning scan sequence set by the control unit 19, for example, (1.0, −1.0). An ultrasonic wave having a waveform whose amplitude is 180 degrees different in amplitude is transmitted twice on each scanning line.

そして、PMでは、制御部19の制御により、受信部12は、1回目の受信で得られた反射波信号の反射波データと2回目の受信で得られた反射波信号の反射波データとを生成し、バッファ13に格納する。Bモード処理部14は、バッファ13に格納された各走査線の2つの反射波データを合成する。具体的には、Bモード処理部14は、1フレーム分の各走査線の2つの反射波データを加算して高調波成分を分離することで1フレーム分の加算データを生成する。画像生成部16は、1フレーム分の加算データを用いて超音波画像を生成する。かかる超音波画像も、生体由来の信号が抑制され、超音波造影剤からの信号が主に映像化された造影画像となる。特にPMでは、造影画像の分解能を向上させることができる。   In the PM, the control unit 19 controls the receiving unit 12 to obtain the reflected wave data of the reflected wave signal obtained by the first reception and the reflected wave data of the reflected wave signal obtained by the second reception. It is generated and stored in the buffer 13. The B-mode processing unit 14 combines the two reflected wave data of each scanning line stored in the buffer 13. Specifically, the B-mode processing unit 14 adds two reflected wave data of each scanning line for one frame and separates harmonic components to generate added data for one frame. The image generation unit 16 generates an ultrasonic image using the addition data for one frame. Such an ultrasound image is also a contrast image in which a signal derived from a living body is suppressed and a signal from an ultrasound contrast agent is mainly imaged. In particular, in PM, the resolution of contrast images can be improved.

また、AMとPMとを組み合わせることで、AMの効果及びPMの効果の双方が得られるAMPMも知られている。図2及び図3は、AMPMを説明するための図である。例えば、AMPMでは、制御部19が設定したハーモニックイメージング用のスキャンシーケンスにより、送信部11は、図2の(A)に示すように、(−0.5,1.0,−0.5)といった振幅と位相とが異なる波形となる超音波を各走査線で3回送信させる。   Further, AMPM is also known in which both AM effect and PM effect can be obtained by combining AM and PM. 2 and 3 are diagrams for explaining AMPM. For example, in the AMPM, the transmission unit 11 performs (−0.5, 1.0, −0.5) as shown in FIG. 2A by the harmonic imaging scan sequence set by the control unit 19. The ultrasonic waves having waveforms with different amplitudes and phases are transmitted three times on each scanning line.

そして、AMPMでは、制御部19の制御により、受信部12は、1回目〜3回目の受信で得られた反射波信号それぞれから3つの反射波データを生成し、バッファ13に格納する。Bモード処理部14は、バッファ13に格納された各走査線の3つの反射波データを合成する。具体的には、Bモード処理部14は、1フレーム分の各走査線の3つの反射波データを加算して高調波成分を分離することで1フレーム分の加算データを生成する。これにより、画像生成部16は、図2の(B)に示すように、1フレーム分の加算データを用いて造影画像を生成する。   In AMPM, the control unit 19 controls the reception unit 12 to generate three reflected wave data from each of the reflected wave signals obtained by the first to third receptions, and store them in the buffer 13. The B mode processing unit 14 combines the three reflected wave data of each scanning line stored in the buffer 13. Specifically, the B-mode processing unit 14 generates added data for one frame by adding three reflected wave data of each scanning line for one frame and separating harmonic components. Thereby, the image generation part 16 produces | generates a contrast image using the addition data for 1 frame, as shown to (B) of FIG.

AMPMにおいて実行される具体的な処理について、図3を用いて説明する。まず、図3に示すように、送信部11は、AMPM用のスキャンシーケンスにより、1回目と3回目の送信超音波の振幅と3回目の送信超音波の振幅との比が「1:2」となり、かつ、1回目と3回目の送信超音波の位相と3回目の送信超音波の位相との正負が異なるように、3回超音波を送信させる。図3に示す送信パルスの波形は、アナログ回路である送信パルサ11cにより調整される。   Specific processing executed in the AMPM will be described with reference to FIG. First, as illustrated in FIG. 3, the transmission unit 11 uses the AMPM scan sequence so that the ratio between the amplitudes of the first and third transmission ultrasonic waves and the amplitude of the third transmission ultrasonic wave is “1: 2”. In addition, the ultrasonic waves are transmitted three times so that the phases of the first and third transmission ultrasonic waves are different from the positive and negative phases. The waveform of the transmission pulse shown in FIG. 3 is adjusted by the transmission pulser 11c which is an analog circuit.

また、AMPMでは、信号の飽和を回避するために、受信部12は、図3に示すような処理を行なう。図3では、1回目の送信超音波の反射波を「rate1」とし、2回目の送信超音波の反射波を「rate2」とし、3回目の送信超音波の反射波を「rate3」として示す。   In AMPM, in order to avoid signal saturation, the receiving unit 12 performs processing as shown in FIG. In FIG. 3, the reflected wave of the first transmission ultrasonic wave is shown as “rate 1”, the reflected wave of the second transmission ultrasonic wave is shown as “rate 2”, and the reflected wave of the third transmission ultrasonic wave is shown as “rate 3”.

まず、AMPMでは、アナログ回路であるプリアンプ12aにおいて、AMPMのパルスシーケンスに応じた重み付け係数である「AMPMゲイン」によるアナログゲイン調整が行なわれる。具体的には、プリアンプ12aは、「rate1」及び「rate3」に対しては「0dB」のゲイン調整を行ない、「rate2」に対しては「α倍」のゲイン調整を行なう。「α」は、理論上では振幅を2倍(パワーを4倍)する「−6.0dB」である。すなわち、「rate2」は、図3に示すように、プリアンプ12aで「α*rate2」とされる。   First, in the AMPM, the analog amplifier is adjusted by an “AMPM gain” that is a weighting coefficient corresponding to the pulse sequence of the AMPM in the preamplifier 12a that is an analog circuit. Specifically, the preamplifier 12a performs gain adjustment of “0 dB” for “rate1” and “rate3”, and performs gain adjustment of “α times” for “rate2”. “Α” is “−6.0 dB” which theoretically doubles the amplitude (4 times the power). That is, “rate2” is set to “α * rate2” by the preamplifier 12a as shown in FIG.

そして、「rate1」及び「rate3」は、図3に示すように、A/D変換器12bのデジタル化処理において、デジタルゲインで「0.5倍」されることで、「0.5*rate1」及び「0.5*rate3」となる。   Then, “rate1” and “rate3” are “0.5 * rate1” by being “0.5 times” by the digital gain in the digitization processing of the A / D converter 12b, as shown in FIG. And “0.5 * rate3”.

かかる処理により生成された反射波データは、合成(加算)されて、図3に示すように、「0.5*rate1+α*rate2+0.5*rate3」となり、基本波成分が抑制された加算データとなる。すなわち、受信部12は、信号の飽和を回避するために、振幅が2分の1(パワーが4分の1)となるように、アナログゲイン調整及びデジタルゲイン調整を行なう。   The reflected wave data generated by such processing is combined (added) to become “0.5 * rate1 + α * rate2 + 0.5 * rate3” as shown in FIG. 3, and the added data in which the fundamental wave component is suppressed and Become. That is, the receiving unit 12 performs analog gain adjustment and digital gain adjustment so that the amplitude is ½ (power is ¼) in order to avoid signal saturation.

ここで、プリアンプ12aは、上述した「AMPMゲイン」によるアナログゲイン調整以外にも、通常、受信感度補正用のアナログゲイン調整を行なっている。以下では、受信感度補正用の重み付けに用いられる重み付け係数を「アナログゲイン」と記載する。図4は、受信感度補正用のアナログゲイン調整の一例を説明するための図である。   Here, the preamplifier 12a normally performs analog gain adjustment for correction of reception sensitivity in addition to the above-described analog gain adjustment by the “AMPM gain”. Hereinafter, a weighting coefficient used for weighting for correction of reception sensitivity is referred to as “analog gain”. FIG. 4 is a diagram for explaining an example of analog gain adjustment for reception sensitivity correction.

例えば、プリアンプ12aの増幅処理が『「最小値:0dB」〜「最大値:50dB」』の範囲であるとする。かかる場合、アナログゲインは、図4に示すように、深さ(depth)に応じて「0dB〜50dB」の範囲で設定される。具体的には、アナログゲインは、反射波信号の超音波送信から受信までの時間に応じて設定される。すなわち、上記の「rate1〜rate3」は、深さ方向に応じて受信感度補正用のアナログゲイン調整が行なわれた1走査線上の反射波信号である。   For example, it is assumed that the amplification processing of the preamplifier 12a is in the range of ““ minimum value: 0 dB ”to“ maximum value: 50 dB ””. In this case, the analog gain is set in the range of “0 dB to 50 dB” according to the depth as shown in FIG. Specifically, the analog gain is set according to the time from ultrasonic transmission to reception of the reflected wave signal. That is, the above-mentioned “rate1 to rate3” are reflected wave signals on one scanning line on which analog gain adjustment for reception sensitivity correction is performed according to the depth direction.

1回目及び3回目の反射波信号は、「第1係数」であるアナログゲインによりアナログゲイン調整された後に、デジタルゲイン調整されることでデジタル信号となる。また、2回目の反射波信号は、「第1係数」であるアナログゲインによる調整と「第2係数」であるAMPMゲインによるアナログゲイン調整が行なわれた後、デジタル化されることでデジタル信号となる。   The first and third reflected wave signals are converted into digital signals by adjusting the analog gain with the analog gain that is the “first coefficient” and then adjusting the digital gain. The second reflected wave signal is digitized after being adjusted by an analog gain that is a “first coefficient” and an analog gain adjustment by an AMPM gain that is a “second coefficient”. Become.

しかし、上述したゲイン調整は、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整とは必ずしもならない。   However, the gain adjustment described above is not necessarily the optimum gain adjustment in harmonic imaging.

すなわち、上述したように、送信部11は、信号振幅を電圧で制御するが、駆動パルスを超音波プローブ1に印加する送信パルサ11cは、アナログ回路である。このため、超音波の振幅は、アナログ回路である送信パルサ11cの特性のばらつきにより、1回目と3回目の振幅と3回目の振幅との比が正確に「1:2」とならない場合がある。   That is, as described above, the transmission unit 11 controls the signal amplitude with voltage, but the transmission pulser 11c that applies the drive pulse to the ultrasonic probe 1 is an analog circuit. For this reason, the ratio of the first and third amplitudes to the third amplitude may not be accurately “1: 2” due to variations in the characteristics of the transmission pulser 11c that is an analog circuit. .

また、1回目及び3回目の反射波信号に対する「0.5倍」のゲイン調整は、デジタル処理であるので略正確に行なわれるが、2回目の反射波信号に対する「α倍」のゲイン調整は、プリアンプ12aによるアナログ処理である。更に、各反射波信号に対する受信感度補正用のゲイン調整も、プリアンプ12aによるアナログ処理である。図5は、アナログ回路の入出力特性の一例を説明するための図である。   The gain adjustment of “0.5 times” for the first and third reflected wave signals is performed almost accurately because it is digital processing, but the gain adjustment of “α times” for the second reflected wave signal is performed. Analog processing by the preamplifier 12a. Furthermore, gain adjustment for receiving sensitivity correction for each reflected wave signal is also analog processing by the preamplifier 12a. FIG. 5 is a diagram for explaining an example of input / output characteristics of an analog circuit.

アナログ回路であるプリアンプ12aの入出力特性は、図5で例示するように、非線形である場合がある。従って、上述したように、理論上、「α」を「−6.0dB」と設定することで、組織由来の信号が最も小さくなる造影画像を生成することが出来るはずであるが、実際には、最適なAMPMゲイン(α)は、「−6.0dB」からずれが生じることとなる。また、図5で例示した入出力特性により、アナログゲインごとの最適なAMPMゲインも異なる場合がある。   The input / output characteristics of the preamplifier 12a, which is an analog circuit, may be non-linear as illustrated in FIG. Therefore, as described above, theoretically, by setting “α” to “−6.0 dB”, it should be possible to generate a contrast image in which the signal derived from the tissue is the smallest. The optimum AMPM gain (α) is deviated from “−6.0 dB”. In addition, the optimum AMPM gain for each analog gain may differ depending on the input / output characteristics illustrated in FIG.

更には、超音波診断装置のロットや、撮像時の温度、経時的変化によっても、アナログ回路であるプリアンプ12aの入出力特性は変化する。また、被検体Pごとに送信条件や送信電圧を変更した場合もアナログ回路であるプリアンプ12aの入出力特性は変化する。このため、検査を行なうたびに、毎回、アナログゲインごとの最適なAMPMゲインを求める必要がある。   Furthermore, the input / output characteristics of the preamplifier 12a, which is an analog circuit, also change depending on the lot of the ultrasonic diagnostic apparatus, the temperature at the time of imaging, and changes with time. Further, the input / output characteristics of the preamplifier 12a, which is an analog circuit, also change when the transmission condition and the transmission voltage are changed for each subject P. For this reason, it is necessary to obtain an optimum AMPM gain for each analog gain every time inspection is performed.

そこで、従来では、アナログゲインごとの最適なAMPMゲインを求めるために、図6に示すような処理が操作者により行なわれている。図6は、従来の重み付け係数の最適化処理を説明するための図である。例えば、操作者は、「アナログゲイン:40dB」における最適なAMPMゲインを求めるために、アナログゲインを一律に「40dB」と設定し、更に、AMPMゲインを「−5.4dB、−5.6dB、−5.8dB、−6.0dB、−6.2dB、−6.4dB」に変更した6つの超音波画像を、造影なしの状態で生成する旨の指示を、入力装置3を介して行なう。   Therefore, conventionally, in order to obtain the optimum AMPM gain for each analog gain, processing as shown in FIG. 6 is performed by the operator. FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional weighting coefficient optimization process. For example, in order to obtain the optimum AMPM gain at “analog gain: 40 dB”, the operator uniformly sets the analog gain to “40 dB”, and further sets the AMPM gain to “−5.4 dB, −5.6 dB, An instruction to generate six ultrasonic images changed to “−5.8 dB, −6.0 dB, −6.2 dB, −6.4 dB” without contrast is given via the input device 3.

これにより、画像生成部16は、図6に示すように、6つの超音波画像を生成し、これら超音波画像は、制御部19の表示制御処理により、モニタ2に表示される。操作者は、図6に例示した超音波画像を参照して、輝度が最も小さくなった超音波画像のαを特定する。例えば、図6の例では、操作者は、「アナログゲイン:40dB」における最適なAMPMゲイン(α)が「−6.0dB」であると特定する。従来では、かかる処理をアナログゲインごとに行なうことで、アナログゲインごとの最適なAMPMゲインを求めていた。すなわち、従来、第1係数と第2係数との最適な組み合わせとなる値(重み付け係数)を設定することは、操作者にとって煩雑な処理であった。   As a result, the image generation unit 16 generates six ultrasonic images as shown in FIG. 6, and these ultrasonic images are displayed on the monitor 2 by the display control process of the control unit 19. The operator refers to the ultrasonic image illustrated in FIG. 6 and specifies α of the ultrasonic image having the lowest luminance. For example, in the example of FIG. 6, the operator specifies that the optimum AMPM gain (α) at “analog gain: 40 dB” is “−6.0 dB”. Conventionally, an optimal AMPM gain for each analog gain has been obtained by performing such processing for each analog gain. That is, conventionally, setting a value (weighting coefficient) that is an optimal combination of the first coefficient and the second coefficient has been a complicated process for the operator.

なお、アナログゲインの入出力特性に起因する重み付け係数の設定に要する煩雑性は、AMPMだけでなく、AMやPMを行なう場合であっても同様に発生する。また、CHIだけでなく、THIにおいても、アナログゲインの入出力特性に起因する重み付け係数の設定に要する煩雑性は発生する。   Note that the complexity required for setting the weighting coefficient due to the input / output characteristics of the analog gain occurs not only in AMPM but also in the case of performing AM or PM. Further, not only in CHI but also in THI, the complexity required for setting the weighting coefficient due to the input / output characteristics of the analog gain occurs.

そこで、第1の実施形態では、図1に示すように、決定部19a及び設定部19bが設置される。決定部19a及び設定部19bは、画像生成部16及び画像処理部18と協同して、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を自動的に設定する。   Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, a determination unit 19a and a setting unit 19b are installed. The determination unit 19a and the setting unit 19b automatically set the optimum gain adjustment in harmonic imaging in cooperation with the image generation unit 16 and the image processing unit 18.

まず、ハーモニックイメージングにおける送信部11、受信部12及び画像生成部16の処理を、上記の説明に基づいてまとめると、送信部11は、ハーモニックイメージングを行なうための所定のスキャンシーケンスにより各走査線で超音波を複数回送信させる。例えば、送信部11は、AMPM用のスキャンシーケンスにより、1回目と3回目の送信超音波の振幅と3回目の送信超音波の振幅との比が「1:2」となり、かつ、1回目と3回目の送信超音波の位相と3回目の送信超音波の位相との正負が異なるように、各走査線で超音波を3回送信させる。   First, when the processing of the transmission unit 11, the reception unit 12, and the image generation unit 16 in harmonic imaging is summarized based on the above description, the transmission unit 11 performs each scanning line according to a predetermined scan sequence for performing harmonic imaging. Send ultrasonic waves multiple times. For example, in the AMPM scan sequence, the transmission unit 11 has a ratio of the amplitude of the first and third transmission ultrasonic waves to the amplitude of the third transmission ultrasonic wave of “1: 2”, and The ultrasonic waves are transmitted three times on each scanning line so that the phase of the third transmitted ultrasonic wave and the phase of the third transmitted ultrasonic wave are different.

また、受信部12は、同一走査線で複数回送信された超音波の各反射波それぞれに対して、重み付け係数である第1係数に応じて重み付けを行う感度補正部と、各反射波それぞれに対して、スキャンシーケンスに応じて異なる第2係数に応じて重み付けを行うスキャンシーケンス重み付け部とからなるアナログ回路であるプリアンプ12aを有する。すなわち、第1係数は、受信感度補正用に重み付けを行なうために設定される重み付け係数であり、第2係数は、スキャンシーケンスに応じた重み付けを行なうために設定される重み付け係数である。例えば、プリアンプ12aは、同一走査線で3回送信された超音波の各反射波を、第1係数としてのアナログゲインにより重み付けを行なう感度補正部と、第2係数であるAMPMゲイン(α)により重み付けを行なうスキャンシーケンス重み付け部との機能を有する。   In addition, the reception unit 12 weights each reflected wave of the ultrasonic wave transmitted a plurality of times on the same scanning line according to the first coefficient that is a weighting coefficient, and each reflected wave. On the other hand, a preamplifier 12a that is an analog circuit including a scan sequence weighting unit that performs weighting according to a second coefficient that differs according to a scan sequence is provided. That is, the first coefficient is a weighting coefficient set for weighting for reception sensitivity correction, and the second coefficient is a weighting coefficient set for weighting according to the scan sequence. For example, the preamplifier 12a uses a sensitivity correction unit that weights each reflected wave of ultrasonic waves transmitted three times on the same scanning line with an analog gain as a first coefficient, and an AMPM gain (α) as a second coefficient. It has a function with a scan sequence weighting unit that performs weighting.

また、画像生成部16は、第1係数及び第2係数により重み付けされた走査線ごとの各反射波を合成した合成データを用いて超音波画像を生成する。例えば、Bモード処理部14は、1フレーム分の各走査線の3つの反射波データを加算した「0.5*rate1+α*rate2+0.5*rate3」から高調波成分を分離することで1フレーム分の加算データを生成する。そして、画像生成部16は、加算データを用いて超音波画像を生成する。   In addition, the image generation unit 16 generates an ultrasound image using synthesized data obtained by combining the reflected waves for each scanning line weighted by the first coefficient and the second coefficient. For example, the B-mode processing unit 14 separates the harmonic component from “0.5 * rate1 + α * rate2 + 0.5 * rate3” obtained by adding the three reflected wave data of each scanning line for one frame, thereby obtaining one frame. Is generated. Then, the image generation unit 16 generates an ultrasonic image using the addition data.

そして、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を自動設定するために、第1の実施形態に係る画像生成部16は、例えば、プリアンプ12aに対する設定部19bの重み付け係数の設定処理により、以下で説明する超音波画像を造影剤注入前に生成する。   In order to automatically set the optimum gain adjustment in harmonic imaging, the image generation unit 16 according to the first embodiment performs, for example, a superimposition described below by setting a weighting coefficient of the setting unit 19b for the preamplifier 12a. A sound image is generated prior to contrast agent injection.

すなわち、第1の実施形態に係る画像生成部16は、第1係数及び第2係数により重み付けされた走査線ごとの各反射波を合成した合成データを用いた超音波画像として、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部16は、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像として、第1係数及び第2係数の値の組み合わせが同一の超音波画像の複数の領域それぞれにおいて異なる超音波画像を生成する。   That is, the image generation unit 16 according to the first embodiment uses the first coefficient as an ultrasonic image using synthesized data obtained by combining the reflected waves for each scanning line weighted by the first coefficient and the second coefficient. A plurality of ultrasonic images in which the value and the value of the second coefficient are changed are generated. Specifically, the image generation unit 16 uses the same combination of the first coefficient and the second coefficient as the plurality of ultrasonic images in which the first coefficient value and the second coefficient value are changed. Different ultrasonic images are generated in each of a plurality of regions of the image.

より具体的には、画像生成部16は、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像として、同一の値となる第2係数に対して第1の係数の値が同一の超音波画像の複数の領域それぞれにおいて異なる超音波画像を生成する。   More specifically, the image generation unit 16 uses the first coefficient for the second coefficient having the same value as a plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed. Different ultrasonic images are generated in a plurality of regions of the ultrasonic image having the same value of.

例えば、画像生成部16が、アナログゲインの値とAMPMゲインの値とが変更された複数の超音波画像として、同一の値となるAMPMゲインに対してアナログゲインの値が同一の超音波画像の複数の領域それぞれにおいて異なる超音波画像を生成する。図7は、第1の実施形態に係るAMPMゲイン及びアナログゲインの変更設定の一例を説明するための図である。   For example, when the image generation unit 16 has a plurality of ultrasonic images in which the analog gain value and the AMPM gain value are changed, an ultrasonic image having the same analog gain value with respect to the same AMPM gain is used. Different ultrasonic images are generated in each of the plurality of regions. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of AMPM gain and analog gain change settings according to the first embodiment.

例えば、図7に例示する変更設定は、操作者により設定される。或いは、図7に例示する変更設定は、予め、超音波診断装置の出荷時に製造者により設定される。図7の(A)に例示する変更設定では、AMPMゲイン(α)として「−5.8dB、−6.0dB、−6.2dB、−6.4dB」の4つの値が、プリアンプ12aに順次変更設定される。   For example, the change setting illustrated in FIG. 7 is set by the operator. Alternatively, the change setting illustrated in FIG. 7 is set in advance by the manufacturer when the ultrasonic diagnostic apparatus is shipped. In the change setting illustrated in FIG. 7A, four values of “−5.8 dB, −6.0 dB, −6.2 dB, and −6.4 dB” are sequentially supplied to the preamplifier 12a as the AMPM gain (α). It is changed and set.

また、図7の(B)に例示する変更設定では、アナログゲインの値が、深さ(単位:cm)に応じた11の領域(区間1〜11)に分割して設定されている。区間1〜区間11は、図7の(B)に示すように、深さ方向に沿って1cmおきに設定される11個の領域である。また、各区間のアナログゲインは、図7の(B)に示すように、区間1では「最小値:0dB」と設定され、深さ方向に沿って「5dB」ずつ増加して、区間11では「最大値:50dB」となるように設定されている。すなわち、図7の(B)に例示する変更設定では、「深さ:0cm〜1cm」である「区間1」のアナログゲインを「0dB」とし、「深さ:1cm〜2cm」である「区間2」のアナログゲインを「5dB」と変更すると設定される。また、図7の(B)に例示する変更設定では、「深さ:9cm〜10cm」である「区間10」のアナログゲインを「45dB」とし、「深さ:10cm〜11cm」である「区間11」のアナログゲインを「50dB」と変更すると設定される。   In the change setting illustrated in FIG. 7B, the analog gain value is set by being divided into 11 regions (sections 1 to 11) corresponding to the depth (unit: cm). Sections 1 to 11 are eleven areas set every 1 cm along the depth direction, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 7B, the analog gain of each section is set to “minimum value: 0 dB” in the section 1 and increases by “5 dB” along the depth direction. “Maximum value: 50 dB” is set. That is, in the change setting illustrated in FIG. 7B, the analog gain of “section 1” that is “depth: 0 cm to 1 cm” is set to “0 dB”, and “section that is“ depth: 1 cm to 2 cm ”. It is set when the analog gain of “2” is changed to “5 dB”. Further, in the change setting illustrated in FIG. 7B, the analog gain of “section 10” having “depth: 9 cm to 10 cm” is set to “45 dB”, and the “section” having “depth: 10 cm to 11 cm” is set. 11 ”is set when the analog gain is changed to“ 50 dB ”.

図7の変更設定が設定部19bにより行なわれると、受信部12のプリアンプ12aは、「α=−5.8dB」と固定したうえで、反射波信号を受信した時間に応じて、アナログゲインを変更する。また、受信部12のプリアンプ12aは、「α=−6.0dB」と固定したうえで、反射波信号を受信した時間に応じて、アナログゲインを変更する。また、受信部12のプリアンプ12aは、「α=−6.2dB」と固定したうえで、反射波信号を受信した時間に応じて、アナログゲインを変更する。また、受信部12のプリアンプ12aは、「α=−6.4dB」と固定したうえで、反射波信号を受信した時間に応じて、アナログゲインを変更する。図8は、図7に例示するAMPMゲイン及びアナログゲインの変更設定により生成される超音波画像を説明するための図である。   When the change setting of FIG. 7 is performed by the setting unit 19b, the preamplifier 12a of the receiving unit 12 fixes the analog gain according to the time when the reflected wave signal is received after fixing “α = −5.8 dB”. change. Further, the preamplifier 12a of the receiving unit 12 fixes “α = −6.0 dB” and changes the analog gain according to the time when the reflected wave signal is received. Further, the preamplifier 12a of the receiving unit 12 fixes “α = −6.2 dB” and changes the analog gain according to the time when the reflected wave signal is received. Further, the preamplifier 12a of the receiving unit 12 fixes “α = −6.4 dB” and changes the analog gain according to the time when the reflected wave signal is received. FIG. 8 is a diagram for explaining an ultrasonic image generated by the change setting of the AMPM gain and the analog gain illustrated in FIG.

これにより、画像生成部16は、図8に示すように、「α=−5.8dB」であり、かつ、アナログゲインの値が区間1〜11において11種類の値となる1つの超音波画像を生成する。また、画像生成部16は、図8に示すように、「α=−6.0dB」であり、かつ、アナログゲインの値が区間1〜11において11種類の値となる1つの超音波画像を生成する。画像生成部16は、図8に示すように、「α=−6.2dB」であり、かつ、アナログゲインの値が区間1〜11において11種類の値となる1つの超音波画像を生成する。また、画像生成部16は、図8に示すように、「α=−6.4dB」であり、かつ、アナログゲインの値が区間1〜11において11種類の値となる1つの超音波画像を生成する。   Thereby, as shown in FIG. 8, the image generation unit 16 has “α = −5.8 dB” and one ultrasonic image in which the value of the analog gain is 11 types in the sections 1 to 11. Is generated. Further, as illustrated in FIG. 8, the image generation unit 16 generates one ultrasonic image in which “α = −6.0 dB” and the analog gain value is 11 kinds of values in the sections 1 to 11. Generate. As illustrated in FIG. 8, the image generation unit 16 generates one ultrasonic image in which “α = −6.2 dB” and the analog gain value is 11 types in the sections 1 to 11. . Further, as illustrated in FIG. 8, the image generation unit 16 generates one ultrasonic image in which “α = −6.4 dB” and the analog gain value is 11 types of values in the sections 1 to 11. Generate.

なお、画像生成部16の処理は、操作者が「ゲイン最適化スイッチ」をONとすることが開始される。   The processing of the image generation unit 16 starts when the operator turns on the “gain optimization switch”.

そして、図1に示す決定部19aは、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像の中で、輝度値が最小となる超音波画像の生成に用いられた反射波に対してプリアンプ12aが重み付けに用いた第1係数及び第2係数の値の組み合わせを設定係数として決定する。具体的には、決定部19aは、複数の超音波画像それぞれの複数の領域において、同じ値の第1係数となる領域間で輝度値が最小となる第2係数の値を抽出することで、設定係数を決定する。そして、設定部19bは、ハーモニックイメージングを実行する際の重み付け係数として、決定部19aが決定した設定係数をプリアンプ12aに設定する。以下では、「設定係数」を「最適ゲイン」と記載する場合がある。   The determination unit 19a illustrated in FIG. 1 is used to generate an ultrasonic image having a minimum luminance value among a plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed. The combination of the first coefficient and the second coefficient used by the preamplifier 12a for weighting the reflected wave is determined as a setting coefficient. Specifically, the determination unit 19a extracts the value of the second coefficient that minimizes the luminance value between the regions that are the first coefficient having the same value in each of the plurality of regions of the plurality of ultrasonic images. Determine the setting factor. Then, the setting unit 19b sets the setting coefficient determined by the determination unit 19a in the preamplifier 12a as a weighting coefficient when executing harmonic imaging. Hereinafter, the “setting coefficient” may be described as “optimum gain”.

より具体的には、決定部19aは、図1に示す平均輝度値算出部18aに画像内の平均輝度値を算出させる。そして、決定部19aは、平均輝度値算出部18aが算出した平均輝度値を用いて、上記の抽出処理を行なう。図9は、決定部による最適ゲイン決定処理を説明するための図である。   More specifically, the determination unit 19a causes the average luminance value calculation unit 18a illustrated in FIG. 1 to calculate the average luminance value in the image. And the determination part 19a performs said extraction process using the average luminance value which the average luminance value calculation part 18a calculated. FIG. 9 is a diagram for explaining optimum gain determination processing by the determination unit.

まず、決定部19aは、図8に示す4つの超音波画像それぞれで、区間1〜11の平均輝度値を平均輝度値算出部18aに算出させる。かかる算出結果は、例えば、図9に示すような一覧表として決定部19aに通知される。決定部19aは、図9に例示する一覧表を参照し、アナログゲインが「30dB」の区間7において、「α:−5.8dB」の平均輝度値が「16.32」であり、「α:−6.0dB」の平均輝度値が「13.86」であり、「α:−6.2dB」の平均輝度値が「16.33」であり、「α:−6.4dB」の平均輝度値が「19.59」であることから、平均輝度値が最小となる「α:−6.0dB」を抽出する。そして、「アナログゲイン:30dB、AMPMゲイン:−6.0dB」の組み合わせが最適ゲインであると決定する。   First, the determination unit 19a causes the average luminance value calculation unit 18a to calculate the average luminance value of the sections 1 to 11 in each of the four ultrasonic images illustrated in FIG. The calculation result is notified to the determination unit 19a as a list as shown in FIG. 9, for example. The determining unit 19a refers to the list illustrated in FIG. 9, and in the section 7 in which the analog gain is “30 dB”, the average luminance value of “α: −5.8 dB” is “16.32”, and “α : -6.0 dB "average luminance value is" 13.86 "," α: -6.2 dB "average luminance value is" 16.33 ", and" α: -6.4 dB "average Since the luminance value is “19.59”, “α: −6.0 dB” having the minimum average luminance value is extracted. Then, it is determined that the combination of “analog gain: 30 dB, AMPM gain: −6.0 dB” is the optimum gain.

同様に、決定部19aは、図9に例示する一覧表を参照して、アナログゲインが「35dB」の区間8において、「α:−5.8dB」の平均輝度値が「22.22」であり、「α:−6.0dB」の平均輝度値が「19.74」であり、「α:−6.2dB」の平均輝度値が「17.94」であり、「α:−6.4dB」の平均輝度値が「21.11」であることから、平均輝度値が最小となる「α:−6.2dB」を抽出する。そして、「アナログゲイン:35dB、AMPMゲイン:−6.2dB」の組み合わせが最適ゲインであると決定する。   Similarly, the determination unit 19a refers to the list illustrated in FIG. 9 and the average luminance value of “α: −5.8 dB” is “22.22” in the section 8 where the analog gain is “35 dB”. Yes, the average luminance value of “α: −6.0 dB” is “19.74”, the average luminance value of “α: −6.2 dB” is “17.94”, and “α: −6. Since the average luminance value of “4 dB” is “21.11”, “α: −6.2 dB” that minimizes the average luminance value is extracted. Then, it is determined that the combination of “analog gain: 35 dB, AMPM gain: −6.2 dB” is the optimum gain.

ここで、反射波信号は、生体内の様々な部位から反射された信号として受信されるために、上記の領域(区間1〜11)によっては、平均輝度値が最小となる第2係数(AMPMゲイン)が抽出されない場合がある。そこで、決定部19aは、同じ値の第1係数となる領域間で輝度値が最小となる第2係数が抽出されない場合、当該第1係数の値に近接した値となる他の第1係数の領域にて抽出された第2係数の値を用いて、当該第1係数の値に組み合わせる第2係数の値を推定する。   Here, since the reflected wave signal is received as a signal reflected from various parts in the living body, the second coefficient (AMPM) having the minimum average luminance value depending on the region (sections 1 to 11). (Gain) may not be extracted. Therefore, when the second coefficient that minimizes the luminance value is not extracted between the regions that are the first coefficient having the same value, the determination unit 19a determines other first coefficients that are close to the value of the first coefficient. Using the value of the second coefficient extracted in the region, the value of the second coefficient combined with the value of the first coefficient is estimated.

具体的には、決定部19aは、図1に示す補間処理部18cと協同して上記の処理を行なう。図10は、補間処理を用いた最適ゲイン決定処理を説明するための図である。   Specifically, the determination unit 19a performs the above processing in cooperation with the interpolation processing unit 18c shown in FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the optimum gain determination process using the interpolation process.

例えば、決定部19aの指示により、補間処理部18cは、図10に示すように、横軸がアナログゲインであり、縦軸がアナログゲインに対して輝度値(平均輝度値)が最小となったAMPMゲイン(α)をプロットしたグラフを作図する(図中の実線を参照)。そして、「アナログゲイン:20dB」で輝度値(平均輝度値)が最小となるAMPMゲインが求められなかった場合、補間処理部18cは、「アナログゲイン:15dB」の「最適AMPMゲイン:−5.8dB」と、「アナログゲイン:25dB」の「最適AMPMゲイン:−6.0dB」とから、「アナログゲイン:20dB」の最適AMPMゲインを「−5.9dB」と推定する(図中の点線を参照)。   For example, according to an instruction from the determination unit 19a, the interpolation processing unit 18c has an analog gain on the horizontal axis and a luminance value (average luminance value) on the vertical axis that is minimum with respect to the analog gain, as shown in FIG. A graph in which the AMPM gain (α) is plotted is drawn (see the solid line in the figure). Then, when the AMPM gain that minimizes the luminance value (average luminance value) at “analog gain: 20 dB” is not obtained, the interpolation processing unit 18 c selects “optimal AMPM gain: −5. The optimum AMPM gain of “analog gain: 20 dB” is estimated to be “−5.9 dB” from “8 dB” and “optimum AMPM gain: −6.0 dB” of “analog gain: 25 dB” (the dotted line in the figure is reference).

同様に、「アナログゲイン:35dB」で輝度値(平均輝度値)が最小となるAMPMゲインが求められなかった場合、補間処理部18cは、「アナログゲイン:30dB」の「最適AMPMゲイン:−6.0dB」と、「アナログゲイン:40dB」の「最適AMPMゲイン:−6.2dB」とから、「アナログゲイン:35dB」の最適AMPMゲインを「−6.1dB」と推定する(図中の点線を参照)。   Similarly, when the AMPM gain that minimizes the luminance value (average luminance value) at “analog gain: 35 dB” has not been obtained, the interpolation processing unit 18 c selects “optimal AMPM gain: −6” of “analog gain: 30 dB”. 0.0 dB ”and“ optimal AMPM gain: −6.2 dB ”of“ analog gain: 40 dB ”, the optimal AMPM gain of“ analog gain: 35 dB ”is estimated as“ −6.1 dB ”(dotted line in the figure) See).

上記の補間処理により、決定部19aは、変更設定された全てのアナログゲインに対して、最適となるAMPMゲインを決定することができ、かかる最適ゲインが、設定部19bにより、プリアンプ12aに設定される。   By the above interpolation processing, the determination unit 19a can determine the optimum AMPM gain for all the analog gains that have been changed and set, and the optimum gain is set in the preamplifier 12a by the setting unit 19b. The

更に、第1の実施形態では、決定部19aにより、設定係数(最適ゲイン)の決定処理を行なうか否かの判定処理が行なわれる。超音波の信号は深部にいくほど減衰するため、深部では生体組織由来の信号が受信できない場合がある。生体からの信号を受信できない場合は、アナログゲインごとの最適なAMPMゲイン(設定係数、最適ゲイン)を求めることができない。また、アナログゲインごとの最適なAMPMゲインを求めるには、ファントムや生体など組織の信号を評価できる対象に超音波プローブ1を当てたときのみ可能であり、超音波プローブ1が空中放置されている場合では求められない。   Furthermore, in the first embodiment, the determination unit 19a performs a determination process as to whether or not to perform a setting coefficient (optimum gain) determination process. Since an ultrasonic signal attenuates as it goes deeper, a signal derived from a living tissue may not be received in the deeper part. When a signal from a living body cannot be received, an optimum AMPM gain (setting coefficient, optimum gain) for each analog gain cannot be obtained. Further, the optimum AMPM gain for each analog gain can be obtained only when the ultrasonic probe 1 is applied to an object that can evaluate a tissue signal such as a phantom or a living body, and the ultrasonic probe 1 is left in the air. Not required in some cases.

そこで、第1の実施形態では、図9及び図10を用いて説明した最適ゲイン決定処理の前に、以下の判定処理が行なわれる。図11及び図12は、ノイズフレームを用いた判定処理を説明するための図である。   Therefore, in the first embodiment, the following determination process is performed before the optimum gain determination process described with reference to FIGS. 9 and 10. 11 and 12 are diagrams for explaining determination processing using a noise frame.

まず、第1の実施形態に係る画像生成部16は、図11に示すように、更に、超音波送信を停止した状態で受信した反射波に基づく超音波画像である雑音画像(ノイズフレーム)を生成する。具体的には、決定部19aの制御処理により、受信部12は、送信部11から駆動パルスを印加しない状態で超音波プローブ1が受信した反射波信号の反射波データを生成し、Bモード処理部14は、この反射波データからBモードデータを生成する。これにより、画像生成部16は、ノイズフレームを生成する。   First, as illustrated in FIG. 11, the image generation unit 16 according to the first embodiment further generates a noise image (noise frame) that is an ultrasonic image based on a reflected wave received in a state where ultrasonic transmission is stopped. Generate. Specifically, the receiving unit 12 generates reflected wave data of the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 1 without applying a driving pulse from the transmitting unit 11 by the control processing of the determining unit 19a, and performs B-mode processing. The unit 14 generates B mode data from the reflected wave data. Thereby, the image generation unit 16 generates a noise frame.

そして、第1の実施形態に係る決定部19aは、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像と、雑音画像(ノイズフレーム)との信号雑音比(S/N)に基づいて、設定係数を決定するか否かを判定する。   Then, the determination unit 19a according to the first embodiment has a signal-to-noise ratio (S) between a plurality of ultrasonic images in which the first coefficient value and the second coefficient value are changed, and a noise image (noise frame). / N), it is determined whether or not to determine the setting coefficient.

例えば、決定部19aは、S/N測定部18bに区間1〜11ごとにノイズフレームとのS/Nを測定させる。そして、決定部19aは、区間1〜11それぞれのS/Nと予め設定された閾値「TH」との比較処理を行なう。   For example, the determination unit 19a causes the S / N measurement unit 18b to measure the S / N with the noise frame for each of the sections 1 to 11. Then, the determination unit 19a performs a comparison process between the S / N of each of the sections 1 to 11 and a preset threshold “TH”.

ここで、例えば、図12の(A)に示すように、「AMPMゲイン:−5.8dB」の超音波画像にて区間11(アナログゲイン:50dB)のノイズフレームに対するS/Nである「S/N(区間11)」がTHより小さい場合、決定部19aは、「AMPMゲイン:−6.0dB」の超音波画像における区間11を処理対象から除外する。すなわち、決定部19aは、「AMPMゲイン:−6.0dB」の超音波画像における区間11を用いた設定係数(最適ゲイン)の決定処理を行なわないと判定する。   Here, for example, as shown in FIG. 12A, “S / N that is the S / N for the noise frame of the section 11 (analog gain: 50 dB) in the ultrasonic image of“ AMPM gain: −5.8 dB ”. When “/ N (section 11)” is smaller than TH, the determination unit 19a excludes the section 11 in the ultrasonic image of “AMPM gain: −6.0 dB” from the processing target. That is, the determination unit 19a determines not to perform the setting coefficient (optimum gain) determination process using the section 11 in the ultrasonic image of “AMPM gain: −6.0 dB”.

或いは、例えば、図12の(B)に示すように、「AMPMゲイン:−5.8dB」の超音波画像にて全区間のS/NがTHより小さい場合、決定部19aは、設定係数(最適ゲイン)の決定処理を停止すると判定する。すなわち、決定部19aは、全区間のS/NがTHより小さい場合、超音波プローブ1が空中放置されていると判定して、最適ゲインの決定処理を終了する。なお、かかる場合、決定部19aは、モニタ2に「生体にプローブを当てて下さい」というようなメッセージを表示させてもよい。   Alternatively, for example, as illustrated in FIG. 12B, when the S / N of all sections is smaller than TH in the ultrasonic image of “AMPM gain: −5.8 dB”, the determination unit 19 a It is determined that the determination process of (optimum gain) is to be stopped. That is, when the S / N of all sections is smaller than TH, the determination unit 19a determines that the ultrasonic probe 1 is left in the air and ends the optimum gain determination process. In such a case, the determination unit 19a may display a message such as “Please apply the probe to the living body” on the monitor 2.

なお、上記実施形態において説明した平均輝度値算出部18a、S/N測定部18b及び補間処理部18cの機能は、決定部19aが有する場合であっても良い。   Note that the functions of the average luminance value calculation unit 18a, the S / N measurement unit 18b, and the interpolation processing unit 18c described in the above embodiment may be included in the determination unit 19a.

次に、図13を用いて、第1の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図13は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、図7に例示したようなAMPMゲイン及びアナログゲインの変更設定が初期設定されている場合について説明する。   Next, processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a flowchart for explaining processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. In the following, a case where the AMPM gain and analog gain change settings illustrated in FIG. 7 are initially set will be described.

図13に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者によってゲイン最適化スイッチがONとなったか否かを判定する(ステップS101)。ここで、ゲイン最適化スイッチがOFFである場合(ステップS101否定)、第1の実施形態に係る超音波診断装置は、最適化スイッチがONとなるまで待機する。   As shown in FIG. 13, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment determines whether or not the gain optimization switch has been turned ON by the operator (step S101). Here, when the gain optimization switch is OFF (No in step S101), the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment waits until the optimization switch is turned ON.

一方、ゲイン最適化スイッチがONとなった場合(ステップS101肯定)、設定部19bは、アナログゲイン及びAMPMゲインの設定を順次変更する(ステップS102)。これにより、画像生成部16は、アナログゲインの値とAMPMゲインとの値が変更された複数の超音波画像として、同一の値となるAMPMゲインに対してアナログゲインの値が複数の区間それぞれにおいて異なる超音波画像を生成する(ステップS103)。   On the other hand, when the gain optimization switch is turned on (Yes at Step S101), the setting unit 19b sequentially changes the settings of the analog gain and the AMPM gain (Step S102). As a result, the image generation unit 16 makes the analog gain value equal to the AMPM gain having the same value as the plurality of ultrasonic images in which the analog gain value and the AMPM gain value are changed in each of the plurality of sections. Different ultrasonic images are generated (step S103).

そして、画像生成部16は、ノイズフレームを生成し(ステップS104)、決定部19aの指示により、S/N測定部18bは、ノイズフレームを用いて、ステップS103で生成された超音波画像のS/Nを区間ごとに測定する(ステップS105)。   Then, the image generation unit 16 generates a noise frame (step S104), and the S / N measurement unit 18b uses the noise frame in response to an instruction from the determination unit 19a to perform S of the ultrasonic image generated in step S103. / N is measured for each section (step S105).

そして、決定部19aは、S/Nの測定値を参照して、生体スキャンでない区間があるか否かを判定する(ステップS106)。ここで、生体スキャンでない区間がない場合(ステップS106否定)、決定部19aの指示により、平均輝度値算出部18aは、区間ごとに平均輝度値を算出する(ステップS109)。   Then, the determination unit 19a refers to the measured value of S / N and determines whether there is a section that is not a biological scan (step S106). Here, when there is no section that is not a biological scan (No at Step S106), the average brightness value calculation unit 18a calculates an average brightness value for each section according to an instruction from the determination unit 19a (Step S109).

一方、生体スキャンでない区間がある場合(ステップS106肯定)、決定部19aは、更に、生体スキャンでない区間が全区間であるか否かを判定する(ステップS107)。ここで、生体スキャンでない区間が全区間である場合(ステップS107肯定)、決定部19aは、処理を終了する。例えば、決定部19aは、モニタ2に「生体にプローブを当てて下さい」というようなメッセージを表示させた後に、処理を終了する。   On the other hand, when there is a section that is not the biological scan (Yes at Step S106), the determination unit 19a further determines whether or not the section that is not the biological scan is the entire section (Step S107). Here, when the section that is not the biological scan is the entire section (Yes at Step S107), the determination unit 19a ends the process. For example, the determination unit 19a displays a message such as “Please apply the probe to the living body” on the monitor 2, and then ends the processing.

一方、生体スキャンでない区間が全区間でない場合(ステップS107否定)、決定部19aは、生体スキャンでない区間を処理対象から除外し(ステップS108)、決定部19aの指示により、平均輝度値算出部18aは、処理対象の区間ごとに平均輝度値を算出する(ステップS109)。   On the other hand, when the section that is not the biological scan is not the entire section (No at Step S107), the determination unit 19a excludes the section that is not the biological scan from the processing target (Step S108), and the average luminance value calculation unit 18a is instructed by the determination unit 19a. Calculates an average luminance value for each section to be processed (step S109).

そして、決定部19aは、区間ごとに平均輝度値が最小となるAMPMゲイン(超音波画像)を抽出する(ステップS110)。そして、決定部19aは、全区間で平均輝度値が最小となるAMPMゲインが抽出されたか否かを判定する(ステップS111)。   Then, the determination unit 19a extracts an AMPM gain (ultrasound image) that minimizes the average luminance value for each section (step S110). Then, the determination unit 19a determines whether or not the AMPM gain that minimizes the average luminance value in all the sections has been extracted (step S111).

ここで、全区間で平均輝度値が最小となるAMPMゲインが抽出されていない場合(ステップS111否定)、決定部19aの指示により、補間処理部18cは、補間処理により該当区間のAMPMゲインを推定し(ステップS112)、決定部19aは、最適ゲイン(アナログゲインごとの最適AMPMゲイン)を決定し、設定部19bは、プリアンプ12aの最適ゲインを設置し、処理を終了する。   Here, when the AMPM gain that minimizes the average luminance value in all the sections has not been extracted (No in step S111), the interpolation processing unit 18c estimates the AMPM gain of the corresponding section by the interpolation process according to the instruction of the determination unit 19a. Then, the determination unit 19a determines the optimum gain (optimum AMPM gain for each analog gain), the setting unit 19b installs the optimum gain of the preamplifier 12a, and ends the process.

一方、全区間で平均輝度値が最小となるAMPMゲインが抽出された場合(ステップS111肯定)、決定部19aは、最適ゲインを決定し、設定部19bは、プリアンプ12aの最適ゲインを設置し(ステップS113)、処理を終了する。   On the other hand, when the AMPM gain that minimizes the average luminance value in all the sections is extracted (Yes in step S111), the determination unit 19a determines the optimum gain, and the setting unit 19b installs the optimum gain of the preamplifier 12a ( Step S113) and the process is terminated.

従来では、操作者は、第1係数(アナログゲイン)を変更しながら、輝度が最小になる第2係数(AMPMゲイン)の超音波画像を選んで、これらの値の組み合わせをプリアンプ12aに設定していた。しかし、上述してきたように、第1の実施形態では、第1係数(アナログゲイン)及び第2係数(AMPMゲイン)の変更設定のパターンを設定しておくだけで、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像が生成される。そして、第1の実施形態では、複数の超音波画像から輝度値が最小となる領域(区間)を抽出することで、第1係数の値ごとに最適となる第2係数の値を自動的に決定し、これらの値の組み合わせをプリアンプ12aに自動的に設定することができる。   Conventionally, the operator selects the ultrasonic image of the second coefficient (AMPM gain) that minimizes the luminance while changing the first coefficient (analog gain), and sets a combination of these values in the preamplifier 12a. It was. However, as described above, in the first embodiment, the first coefficient value and the first coefficient can be changed by simply setting a pattern for changing the first coefficient (analog gain) and the second coefficient (AMPM gain). A plurality of ultrasonic images in which the value of the two coefficients is changed are generated. In the first embodiment, by extracting an area (section) in which the luminance value is minimum from a plurality of ultrasonic images, the second coefficient value that is optimal for each value of the first coefficient is automatically set. The combination of these values can be automatically set in the preamplifier 12a.

従って、第1の実施形態では、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を簡易に設定することができる。また、第1の実施形態では、簡易にハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を行なえるので、操作者がゲイン調整を行なう手間が減り、その結果、検査時間が短縮され、更に、被検体P及び術者への負担も軽減することが可能となる。   Therefore, in the first embodiment, optimal gain adjustment in harmonic imaging can be easily set. Further, in the first embodiment, the optimum gain adjustment in harmonic imaging can be easily performed, so that the operator's trouble of performing gain adjustment is reduced. As a result, the examination time is shortened. The burden on the person can be reduced.

更に、第1の実施形態では、図7や図8に例示する変更パターンを設定することで、44種類の第1係数と第2係数との組み合わせを4つの超音波画像を収集するのみで行なうことができる。従って、第1の実施形態では、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を簡易かつ迅速に設定することができる。   Furthermore, in the first embodiment, by setting the change pattern illustrated in FIGS. 7 and 8, 44 types of combinations of the first coefficient and the second coefficient are performed only by collecting four ultrasonic images. be able to. Therefore, in the first embodiment, optimal gain adjustment in harmonic imaging can be set simply and quickly.

また、第1の実施形態では、輝度値として、画像内(区間内)の平均輝度値を用いて抽出処理を行なうので、抽出処理に用いる指標の算出処理を簡易に行なうことができる。また、第1の実施形態では、輝度値が最小となる第2係数が抽出されない場合、近似計算等の補間処理により、輝度値が最小となる第2係数を推定するので、全ての第1係数の値ごとに最適となる第2係数の値を決定することができる。   In the first embodiment, since the extraction process is performed using the average luminance value in the image (within the section) as the luminance value, the calculation process of the index used for the extraction process can be easily performed. In the first embodiment, when the second coefficient that minimizes the luminance value is not extracted, the second coefficient that minimizes the luminance value is estimated by interpolation processing such as approximate calculation. The optimal value of the second coefficient can be determined for each value.

また、第1の実施形態では、ノイズフレームによりS/Nを測定することで、処理対象から除外すべき区間であるか否かを判定するので、最適ゲインの決定を精度よく行なうことができる。また、第1の実施形態では、ノイズフレームによりS/Nを測定することで、超音波プローブ1が空中放置であるか否かを判定するので、不適切な最適ゲインが設定されることを回避できる。   Further, in the first embodiment, it is determined whether or not the section is to be excluded from the processing target by measuring the S / N using the noise frame, so that the optimum gain can be determined with high accuracy. Further, in the first embodiment, it is determined whether or not the ultrasonic probe 1 is left in the air by measuring the S / N using a noise frame, so that an inappropriate optimum gain is prevented from being set. it can.

なお、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像は、図7及び図8に例示した場合に限定されるものではない。以下、図14及び図15を用いて、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像の変形例について説明する。図14及び図15は、第1の実施形態の変形例を説明するための図である。   Note that the plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed are not limited to the case illustrated in FIGS. 7 and 8. Hereinafter, a modified example of a plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed will be described with reference to FIGS. 14 and 15. 14 and 15 are diagrams for explaining a modification of the first embodiment.

各区間に設定される第1係数(アナログゲイン)の値は、図7及び図8に例示するように、深さ方向に沿って大きくなるように設定される場合に限定されるものではない。例えば、各区間に設定されるアナログゲインの値は、図14の(A)に示すように、深さ方向に沿って「50dB」から「0dB」へと順に小さくなるように設定される場合であっても良い。   The value of the first coefficient (analog gain) set in each section is not limited to the case where the value is set to increase along the depth direction as illustrated in FIGS. 7 and 8. For example, as shown in FIG. 14A, the analog gain value set in each section is set so as to decrease sequentially from “50 dB” to “0 dB” along the depth direction. There may be.

また、各区間に設定されるアナログゲインの値は、図7及び図8に例示するように、深さ方向に沿って変化するように設定される場合に限定されるものではない。例えば、各区間に設定されるアナログゲインの値は、図14の(B)に示すように、深さ方向とともに、方位方向に沿って変更するように設定される場合であっても良い。図14の(B)に示す一例では、区間1〜10を更に方位方向に2分割し、「0dB」から「47.5dB」まで「2.5dB」ずつアナログゲインを増加させ、区間11を「50dB」とする変更パターンとなっている。図14の(B)に例示する変更パターンを用いることで、決定部19aは、最適ゲインの組み合わせを、より多く決定することができる。   Further, the analog gain value set in each section is not limited to the case where the analog gain value is set to change along the depth direction as illustrated in FIGS. 7 and 8. For example, the value of the analog gain set in each section may be set so as to change along the azimuth direction as well as the depth direction, as shown in FIG. In the example shown in FIG. 14B, the sections 1 to 10 are further divided into two in the azimuth direction, the analog gain is increased by “2.5 dB” from “0 dB” to “47.5 dB”, and the section 11 is changed to “ The change pattern is “50 dB”. By using the change pattern illustrated in FIG. 14B, the determination unit 19a can determine more combinations of optimum gains.

また、図7及び図8に示す一例では、同一の超音波画像に用いられるAMPMゲインの値が同じである場合について説明した。しかし、第1の実施形態は、同一の超音波画像に用いられるAMPMゲインの値が複数である場合であっても良い。例えば、区間1〜11を方位方向に2分割する。そして、図14の(C)に示すように、左側の領域を「α:−5.8dB」と設定し、「α:−5.8dB」の領域の区間1〜11のアナログゲインを「0dB」から「50dB」まで「5dB」ずつアナログゲインを増加させると設定する。また、図14の(C)に示すように、右側の領域を「α:−6・0dB」と設定し、「α:−6・0dB」の領域の区間1〜11のアナログゲインを「0dB」から「50dB」まで「5dB」ずつアナログゲインを増加させると設定する。図14の(C)に例示する変更パターンを用いることで、設定係数(最適ゲイン)の決定に用いる超音波画像の画像数を更に少なくすることができる。   In the example shown in FIGS. 7 and 8, the case where the value of the AMPM gain used for the same ultrasonic image is the same has been described. However, the first embodiment may be a case where there are a plurality of AMPM gain values used for the same ultrasonic image. For example, the sections 1 to 11 are divided into two in the azimuth direction. Then, as shown in FIG. 14C, the left region is set to “α: −5.8 dB”, and the analog gain of the sections 1 to 11 in the region “α: −5.8 dB” is set to “0 dB”. ”To“ 50 dB ”is set to increase the analog gain by“ 5 dB ”. Further, as shown in FIG. 14C, the right region is set to “α: −6 · 0 dB”, and the analog gain of the sections 1 to 11 in the region “α: −6 · 0 dB” is set to “0 dB”. ”To“ 50 dB ”is set to increase the analog gain by“ 5 dB ”. By using the change pattern illustrated in FIG. 14C, the number of ultrasonic images used for determining the setting coefficient (optimum gain) can be further reduced.

或いは、第1の実施形態は、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像として、第1の係数及び第2の係数の値の組み合わせが同一の超音波画像において同一となる超音波画像を生成する場合であっても良い。例えば、設定部19bが行なった最適ゲイン決定用の設定により、画像生成部16は、図15に示すように、「AMPMゲイン:−5.8dB」の超音波画像として、アナログゲインを「0dB」から「50dB」まで「5dB」ずつ変更した11枚の画像を生成する。同様に、画像生成部16は、図15に示すように、「AMPMゲイン:−6.0dB」の超音波画像、「AMPMゲイン:−6.2dB」の超音波画像及び「AMPMゲイン:−6.4dB」の超音波画像それぞれについても、アナログゲインを変更した11枚の画像を生成する。   Alternatively, in the first embodiment, as a plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed, an ultrasonic wave having the same combination of the first coefficient and the second coefficient value is used. It may be a case where the same ultrasonic image is generated in the image. For example, according to the setting for determining the optimum gain performed by the setting unit 19b, the image generation unit 16 sets the analog gain to “0 dB” as an ultrasonic image of “AMPM gain: −5.8 dB” as illustrated in FIG. 11 images that are changed by “5 dB” from “50 dB” to “50 dB” are generated. Similarly, as illustrated in FIG. 15, the image generation unit 16 includes an ultrasonic image of “AMPM gain: −6.0 dB”, an ultrasonic image of “AMPM gain: −6.2 dB”, and “AMPM gain: −6”. For each of the “.4 dB” ultrasonic images, 11 images with different analog gains are generated.

そして、決定部19aは、同じ値の第1係数となる超音波画像間で輝度値が最小となる超音波画像を抽出し、当該抽出した超音波画像で用いられた第2係数の値を抽出することで、設定係数(アナログゲインとAMPMゲインとの組み合わせ)を決定する。なお、かかる場合に用いられる輝度値は、画像全体の平均輝度値である場合であっても、画像内で予め設定された関心領域の平均輝度値である場合であっても良い。   Then, the determination unit 19a extracts an ultrasound image having a minimum luminance value between the ultrasound images having the same first coefficient, and extracts the value of the second coefficient used in the extracted ultrasound image. Thus, the setting coefficient (combination of analog gain and AMPM gain) is determined. Note that the luminance value used in such a case may be the average luminance value of the entire image or the average luminance value of the region of interest set in advance in the image.

ただし、図15に示す変形例では、最適ゲイン決定処理に際して44枚の超音波画像を生成する必要がある。従って、上記で説明した最適ゲインの決定を行なう場合、図8や図14で例示したように、決定処理に用いる画像数を減少させることができる変更パターンを用いることが望ましい。   However, in the modification shown in FIG. 15, it is necessary to generate 44 ultrasonic images in the optimum gain determination process. Therefore, when determining the optimum gain described above, it is desirable to use a change pattern that can reduce the number of images used in the determination process, as illustrated in FIGS.

(第2の実施形態)
第2の実施形態では、最適ゲインの設定処理が自動で開始される場合について、図16を用いて説明する。図16は、第2の実施形態を説明するための図である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a case where the optimum gain setting process is automatically started will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram for explaining the second embodiment.

第2の実施形態では、画像生成部16、決定部19a及び設定部19bは、所定の外部装置からの信号に応じて、最適ゲインの設定に関する処理を開始する。第1の実施形態では、操作者がゲイン最適化スイッチをONとすることで、最適ゲインの設定に関する処理を開始していた。   In the second embodiment, the image generation unit 16, the determination unit 19a, and the setting unit 19b start processing related to the setting of the optimum gain according to a signal from a predetermined external device. In the first embodiment, when the operator turns on the gain optimization switch, the processing related to the setting of the optimum gain is started.

通常、超音波造影の開始時には、操作者は、経過時間を計測するためにインジェクションタイマーをONとする。そこで、第2の実施形態では、制御部19は、図16に示すように、外部装置であるインジェクションタイマーONをトリガーとして、画像生成部16、決定部19a及び設定部19bによるゲイン最適化処理を自動的に開始させる。   Normally, at the start of ultrasound contrast, the operator turns on an injection timer to measure the elapsed time. Therefore, in the second embodiment, as illustrated in FIG. 16, the control unit 19 performs gain optimization processing by the image generation unit 16, the determination unit 19 a, and the setting unit 19 b using an injection timer ON as an external device as a trigger. Let it start automatically.

このように、第2の実施形態では、ゲイン最適化処理を自動的に開始させることができる。   Thus, in the second embodiment, the gain optimization process can be automatically started.

なお、上記した第1の実施形態及び第2の実施形態の説明した図面にて図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。   In addition, each component of each apparatus illustrated in the drawings described in the first embodiment and the second embodiment described above is functionally conceptual, and is not necessarily physically configured as illustrated. Is not required. In other words, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed or arbitrarily distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. Further, all or any part of each processing function performed in each device may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.

以上、説明したとおり、第1の実施形態及び第2の実施形態によれは、ハーモニックイメージングにおける最適なゲイン調整を簡易に設定することができる。   As described above, according to the first embodiment and the second embodiment, the optimum gain adjustment in harmonic imaging can be easily set.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら実施形態は、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同様に、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ものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 超音波プローブ
2 モニタ
3 入力装置
10 装置本体
11 送信部
11a レートパルサ発生器
11b 送信遅延回路
11c 送信パルサ
12 受信部
12a プリアンプ
12b A/D変換器
12c 受信遅延加算回路
13 バッファ
14 Bモード処理部
15 ドプラ処理部
16 画像生成部
17 画像メモリ
18 画像処理部
18a 平均輝度値算出部
18b S/N測定部
18c 補間処理部
19 制御部
19a 決定部
19b 設定部
20 内部記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Monitor 3 Input apparatus 10 Apparatus main body 11 Transmission part 11a Rate pulse generator 11b Transmission delay circuit 11c Transmission pulser 12 Reception part 12a Preamplifier 12b A / D converter 12c Reception delay addition circuit 13 Buffer 14 B mode processing part 15 Doppler processing unit 16 image generation unit 17 image memory 18 image processing unit 18a average luminance value calculation unit 18b S / N measurement unit 18c interpolation processing unit 19 control unit 19a determination unit 19b setting unit 20 internal storage unit

Claims (7)

ハーモニックイメージングを行なうための所定のスキャンシーケンスにより各走査線で超音波を複数回送信させる送信部と、
同一走査線で複数回送信された超音波の各反射波それぞれに対して、重み付け係数である第1係数に応じて重み付けを行う感度補正部と、前記各反射波それぞれに対して、スキャンシーケンスに応じて異なる第2係数に応じて重み付けを行うスキャンシーケンス重み付け部とからなるアナログ回路を有する受信部と、
第1係数及び第2係数により重み付けされた走査線ごとの各反射波を合成した合成データを用いた超音波画像として、第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像を生成する画像生成部と、
前記第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像の中で、輝度値が最小となる超音波画像の生成に用いられた反射波に対して前記アナログ回路が重み付けに用いた第1係数及び第2係数の値の組み合わせを設定係数として決定する決定部と、
ハーモニックイメージングを実行する際の重み付け係数として前記設定係数を前記アナログ回路に設定する設定部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
A transmitter that transmits ultrasonic waves multiple times on each scanning line according to a predetermined scanning sequence for performing harmonic imaging;
A sensitivity correction unit that weights each reflected wave of ultrasonic waves transmitted multiple times on the same scanning line according to a first coefficient that is a weighting coefficient, and a scan sequence for each reflected wave A receiving unit having an analog circuit including a scan sequence weighting unit that performs weighting according to different second coefficients,
As an ultrasonic image using synthesized data obtained by synthesizing the reflected waves for each scanning line weighted by the first coefficient and the second coefficient, a plurality of super images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed are used. An image generator for generating a sound wave image;
Among the plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed, the analog circuit performs the reflected wave used for generating the ultrasonic image having the minimum luminance value. A determination unit that determines a combination of values of the first coefficient and the second coefficient used for weighting as a setting coefficient;
A setting unit that sets the setting coefficient in the analog circuit as a weighting coefficient when performing harmonic imaging;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記画像生成部は、前記第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像として、第1の係数及び第2の係数の値の組み合わせが同一の超音波画像において同一となる超音波画像を生成し、
前記決定部は、同じ値の第1係数となる超音波画像間で輝度値が最小となる超音波画像を抽出し、当該抽出した超音波画像で用いられた第2係数の値を抽出することで、前記設定係数を決定することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
In the ultrasonic image in which the combination of the first coefficient and the second coefficient is the same as the plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed, Generate the same ultrasound image,
The determination unit extracts an ultrasound image having a minimum luminance value between ultrasound images having the same first coefficient, and extracts a value of a second coefficient used in the extracted ultrasound image. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the setting coefficient is determined.
前記画像生成部は、前記第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像として、第1係数及び第2係数の値の組み合わせが同一の超音波画像の複数の領域それぞれにおいて異なる超音波画像を生成し、
前記決定部は、前記複数の超音波画像それぞれの複数の領域において、同じ値の第1係数となる領域間で輝度値が最小となる第2係数の値を抽出することで、前記設定係数を決定することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The image generation unit includes a plurality of ultrasonic images in which the combination of the first coefficient and the second coefficient is the same as the plurality of ultrasonic images in which the value of the first coefficient and the value of the second coefficient are changed. Generate different ultrasound images in each region,
The determining unit extracts the value of the setting coefficient by extracting a value of a second coefficient that minimizes a luminance value between areas that have the same first coefficient in a plurality of areas of each of the plurality of ultrasonic images. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is determined.
前記決定部は、画像内の平均輝度値を用いて抽出処理を行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the determination unit performs an extraction process using an average luminance value in the image. 前記決定部は、同じ値の第1係数となる領域間で輝度値が最小となる第2係数が抽出されない場合、当該第1係数の値に近接した値となる他の第1係数の領域にて抽出された第2係数の値を用いて、当該第1係数の値に組み合わせる第2係数の値を推定することを特徴とする請求項3又は4に記載の超音波診断装置。   When the second coefficient having the minimum luminance value is not extracted between the areas having the same value as the first coefficient, the determining unit determines that the first coefficient area has a value close to the value of the first coefficient. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 or 4, wherein the value of the second coefficient combined with the value of the first coefficient is estimated using the value of the second coefficient extracted in this way. 前記画像生成部は、更に、超音波送信を停止した状態で受信した反射波に基づく超音波画像である雑音画像を生成し、
前記決定部は、前記第1係数の値と第2係数の値とが変更された複数の超音波画像と、前記雑音画像との信号雑音比に基づいて、前記設定係数を決定するか否かを判定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
The image generation unit further generates a noise image that is an ultrasonic image based on a reflected wave received in a state where ultrasonic transmission is stopped,
Whether the determination unit determines the setting coefficient based on a signal-to-noise ratio between the plurality of ultrasonic images in which the first coefficient value and the second coefficient value are changed, and the noise image. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記画像生成部、前記決定部及び前記設定部は、所定の外部装置からの信号に応じて、前記設定係数の設定に関する処理を開始することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の超音波診断装置。   The said image generation part, the said determination part, and the said setting part start the process regarding the setting of the said setting coefficient according to the signal from a predetermined | prescribed external device, The any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. An ultrasonic diagnostic apparatus according to 1.
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