JP2013000351A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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圭祐 藤原
Kazunori Itani
和徳 射谷
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竹内  秀樹
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect apparatus-derived harmonic components caused by a signal waveform distortion and to prevent or reduce the generation of the apparatus-derived harmonic components in an ultrasonic diagnostic apparatus that displays harmonic images.SOLUTION: A harmonic extracting section 36 extracts a third-order harmonic component (3fO) as a specific harmonic component and also extracts a reference component (a fundamental wave component (fO) or a second-order harmonic component (2fO)). A state signal generating section 44 generates a state signal by comparing the specific harmonic component with the reference component. When a waveform is distorted due to amplitude becoming excessive in analog receive signal processing, an odd-order harmonic component (particularly the third-order harmonic component) relatively appears strong. The state signal shows the presence/absence and degree of the apparatus-derived harmonic component. Based on the state signal, a predetermined display is made on a display screen, or a gain in the analog receive signal processing is adjusted.

Description

本発明は超音波診断装置に関し、特に、高調波画像等の超音波画像を表示する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an ultrasonic image such as a harmonic image.

超音波診断装置は、生体に対する超音波の送受波により超音波画像を形成する装置である。高調波成分表示機能を備えた超音波診断装置において、生体からの反射波は複数の振動素子にて受波され、これにより複数の受信信号が生じる。複数の受信信号に対する整相加算処理によりビームデータが構成される。そのビームデータ内に含まれる高調波成分が抽出され、それによって高調波画像が生成される。生体組織での反射時に生成された高調波成分が画像化される場合と、生体内に注入された造影剤での反射や造影剤の破壊で生じた高調波成分が画像化される場合と、がある。前者はティッシュ―ハーモニックイメージングであり、後者はコントラストハーモニックイメージングである。高調波成分を抽出するための方式として、フィルタ法、パルスモジュレーション法、パルスインバージョン法、等が知られている。   An ultrasonic diagnostic apparatus is an apparatus that forms an ultrasonic image by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body. In an ultrasonic diagnostic apparatus having a harmonic component display function, reflected waves from a living body are received by a plurality of vibration elements, thereby generating a plurality of received signals. Beam data is formed by phasing addition processing for a plurality of received signals. Harmonic components included in the beam data are extracted, thereby generating a harmonic image. When the harmonic component generated at the time of reflection in the living tissue is imaged, and when the harmonic component generated by reflection or destruction of the contrast agent injected into the living body is imaged, There is. The former is tissue-harmonic imaging and the latter is contrast harmonic imaging. As a method for extracting harmonic components, a filter method, a pulse modulation method, a pulse inversion method, and the like are known.

受信信号に含まれる高調波成分のレベルは、一般に、基本波成分のレベルに対して数十dB程度小さいので、高調波画像を形成するためには、受信信号全体の利得を大幅に上げる必要がある。しかし、生体内における臓器表面等の強反射体からの反射波が受信されると、受信信号の振幅が局所的に過大となって受信信号の振幅が飽和しつまり受信信号が歪むことになる。例えば、増幅後の受信信号の振幅がA/D変換器の入力レンジを超えると、あるいは、増幅器の線形動作域を超えると、そこで受信信号が歪み、装置内において高調波成分が生じてしまう。かかる高調波成分は、生体内の組織又は造影剤で生じた生体由来高調波成分とは区別されるべき余計な高調波成分であって、装置由来高調波成分と言い得る。   Since the level of the harmonic component contained in the received signal is generally about several tens of dB lower than the level of the fundamental component, it is necessary to significantly increase the gain of the entire received signal in order to form a harmonic image. is there. However, when a reflected wave from a strong reflector such as an organ surface in a living body is received, the amplitude of the received signal is locally excessive and the amplitude of the received signal is saturated, that is, the received signal is distorted. For example, if the amplitude of the amplified received signal exceeds the input range of the A / D converter or exceeds the linear operating range of the amplifier, the received signal is distorted there, and a harmonic component is generated in the apparatus. Such a harmonic component is an extra harmonic component that should be distinguished from a biologically derived harmonic component generated in a tissue in a living body or a contrast medium, and can be referred to as a device-derived harmonic component.

装置由来高調波成分が生じると、高調波画像上に生体由来高調波成分と一緒に装置由来高調波成分も反映されてしまい、誤認等を生じさせる。例えば、造影剤の画像化に際しては、生体組織が画像化されないことあるいは強調表示されないことが望まれるが、組織境界等の強反射部位が存在すると、それが高調波画像上に現れることになり、あるいは、それが強調表示されてしまうという問題がある。その結果、そこに造影剤が存在すると誤認するおそれがある。受信部においては、複数の受信信号が整相加算されるので、個々のチャンネルで生じた不要な高調波成分も加算されて、高調波画像上においてそれがアーチファクトとして現れるのである。これを防止するために個々のチャンネルでの利得を一律に低く抑えると、生体由来高調波成分を十分に画像化できなくなる。   When the device-derived harmonic component is generated, the device-derived harmonic component is also reflected on the harmonic image together with the living body-derived harmonic component, thereby causing misidentification and the like. For example, when imaging a contrast agent, it is desirable that the biological tissue is not imaged or highlighted, but if there is a strong reflection site such as a tissue boundary, it will appear on the harmonic image, Or there is a problem that it is highlighted. As a result, there is a possibility that a contrast agent is present there. In the receiving unit, since a plurality of received signals are phased and added, unnecessary harmonic components generated in individual channels are also added and appear as artifacts on the harmonic image. In order to prevent this, if the gain in each channel is kept low uniformly, the biologically derived harmonic component cannot be imaged sufficiently.

上記の問題は高調波画像の表示時において特に問題となるが、通常の超音波画像(基本波成分画像)を表示する場合においても装置内での受信信号の飽和は回避すべき問題である。なお、受信信号が飽和した場合には個々の山状波形がクリップされて、受信信号が矩形波に近づくことになる。これを周波数軸上で見るならば奇数次高調波成分の増加として捉えられる。   The above problem is particularly problematic when displaying a harmonic image. However, even when displaying a normal ultrasonic image (fundamental wave component image), saturation of the received signal in the apparatus should be avoided. When the received signal is saturated, each mountain waveform is clipped, and the received signal approaches a rectangular wave. If this is seen on the frequency axis, it can be regarded as an increase in odd harmonic components.

特開2004−135705号公報JP 2004-135705 A 特許第4557579号公報Japanese Patent No. 4557579 特開2010−274111号公報JP 2010-274111 A 特開2008−188266号公報JP 2008-188266 A 特許第4597491号公報Japanese Patent No. 4597491

特許文献1には、受信信号に含まれる基本波成分と高調波成分の比を演算し、その比に基づいて利得を調整する超音波診断装置が開示されている。この装置は高調波画像の生成を行うものではなく、基本波成分と高調波成分の比を利用するのはサイドローブ低減のためである。特許文献2には、超音波診断装置において、増幅器の前段に低域周波数成分を低減するフィルタ(HPF)を設けることにより、基本波成分を減衰させて受信信号の歪みを防止する技術が開示されている。特許文献1,2には、装置内高調波成分の発生の可能性を表す情報を検出してそれを活用するような考え方は記載されていない。特許文献3−5にもそのような考え方は記載されていない。   Patent Document 1 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that calculates a ratio between a fundamental wave component and a harmonic component included in a received signal and adjusts a gain based on the ratio. This apparatus does not generate a harmonic image, and the ratio between the fundamental wave component and the harmonic component is used to reduce side lobes. Patent Document 2 discloses a technique for attenuating a received signal by attenuating a fundamental wave component by providing a filter (HPF) for reducing a low frequency component in an upstream stage of an amplifier in an ultrasonic diagnostic apparatus. ing. Patent Documents 1 and 2 do not describe the concept of detecting information that indicates the possibility of the occurrence of in-device harmonic components and utilizing it. Patent Literature 3-5 does not describe such a concept.

本発明の目的は、生体で生じた高調波成分以外の高調波成分が生じていることを的確に検知できるようにすることにある。あるいは、そのような不要な高調波成分が抑圧されるようにすることにある。   An object of the present invention is to enable accurate detection of the occurrence of harmonic components other than the harmonic components generated in a living body. Alternatively, such an unnecessary harmonic component is suppressed.

望ましくは、超音波診断装置が、超音波の送受波により得られた受信データに基づいて超音波画像を形成する超音波画像形成部と、前記受信データに含まれる特定高調波成分を抽出する第1抽出手段と、前記受信データに含まれる参照成分を抽出する第2抽出手段と、前記特定高調波成分と前記参照成分とを比較することによって、前記受信データに装置由来高調波成分が含まれている可能性の有無又はその程度を示す状態信号を生成する比較手段と、を含む。   Preferably, the ultrasonic diagnostic apparatus extracts an ultrasonic image forming unit that forms an ultrasonic image based on reception data obtained by transmission and reception of ultrasonic waves, and a specific harmonic component included in the reception data. 1 extraction means, second extraction means for extracting a reference component included in the received data, and comparing the specific harmonic component with the reference component, thereby including a device-derived harmonic component in the received data. Comparing means for generating a status signal indicating whether or not there is a possibility of being present.

上記構成によれば、受信データに含まれる特定高調波成分と参照成分との比較から、受信データに装置由来高調波成分が含まれている可能性又はその程度を示す状態信号が生成され、その状態信号を動作制御や表示処理に利用することが可能となる。すなわち、装置由来高調波成分が有する固有の特質に着目し、生体由来高調波成分の存在下にあっても、装置由来高調波成分の存在を的確に特定できるように、抽出条件が定められ、また比較対象としての参照信号が定められ、更に比較処理が遂行される。生成された状態信号は、動作制御及び表示処理の少なくとも一方に利用されるのが望ましい。   According to the above configuration, from the comparison between the specific harmonic component included in the received data and the reference component, a state signal indicating the possibility or the extent of the apparatus-derived harmonic component being included in the received data is generated, The status signal can be used for operation control and display processing. That is, focusing on the unique characteristics of the device-derived harmonic component, the extraction conditions are determined so that the presence of the device-derived harmonic component can be accurately identified even in the presence of the biological-derived harmonic component, Also, a reference signal as a comparison target is determined, and further comparison processing is performed. The generated state signal is preferably used for at least one of operation control and display processing.

望ましくは、前記超音波画像は前記受信データに含まれる生体由来高調波成分を反映した高調波画像であり、前記特定高調波成分は奇数次高調波成分であり、前記参照成分は基本波成分及び偶数次高調波成分の少なくとも一方である。望ましくは、前記特定高調波成分は三次高調波成分である。アナログ信号処理において受信信号波形が歪んだ場合、生体由来高調波成分とは異なり、奇数次高調波成分が強く出ることが判明しており、そのような現象を利用すれば、装置由来高調波成分の存在割合、つまり信号歪みの程度を評価することが可能となる。奇数次高調波成分として、三次高調波成分、五次高調波成分、七次高調波成分、等をあげることができるが、通常その中で三次高調波成分のパワーがもっとも大きいことからそれを観測対象とするのが望ましい。参照成分としては二次高調波成分であるのが望ましいが、基本波成分であってもよい。それらのミックスでもよい。比較に先立って必要に応じて両成分又は一方成分に対して係数乗算等の規格化処理を適用してもよい。例えば、そのような前処理を経た三次高調波成分及び二次高調波成分を比較し、両者の差分や比率が所定値を上回った回数をカウントし、そのカウント値がフレーム等の所定単位で一定数以上となった場合に表示処理や動作条件の変更を行うようにしてもよい。なお、特定高調波成分だけを単独で評価することも可能であるが、その場合には特定高調波成分として観測されているものが装置由来高調波成分なのか生体由来高調波成分なのかを判別困難となるから、同じ受信信号から比較対象が抽出されるのが望ましい。フレームの全体にわたって比較を行うのではなく一部についてそのような比較を行うようにしてもよい。   Preferably, the ultrasonic image is a harmonic image reflecting a biologically derived harmonic component included in the reception data, the specific harmonic component is an odd-order harmonic component, and the reference component is a fundamental wave component and At least one of even harmonic components. Preferably, the specific harmonic component is a third harmonic component. When the received signal waveform is distorted in analog signal processing, it has been found that odd harmonic components are strongly generated, unlike biologically derived harmonic components. Can be evaluated, that is, the degree of signal distortion. As the odd harmonic components, the third harmonic component, the fifth harmonic component, the seventh harmonic component, etc. can be raised, but usually the third harmonic component has the highest power and is observed. Desirable. The reference component is preferably a second harmonic component, but may be a fundamental component. You can mix them. Prior to the comparison, normalization processing such as coefficient multiplication may be applied to both components or one component as necessary. For example, the third harmonic component and the second harmonic component that have undergone such pre-processing are compared, the number of times the difference or ratio of both exceeds a predetermined value, and the count value is constant in a predetermined unit such as a frame When the number becomes more than the number, the display process and the operation condition may be changed. In addition, it is possible to evaluate only the specific harmonic component alone, but in that case, it is determined whether the observed specific harmonic component is a device-derived harmonic component or a biological-derived harmonic component. Since it becomes difficult, it is desirable to extract a comparison object from the same received signal. Such a comparison may be performed on a part of the frame instead of the comparison.

望ましくは、前記状態信号に基づいて前記装置高調波成分が含まれている可能性の有無又はその程度を視覚的に表すインジケータを表示する表示処理手段を含む。この構成によれば、画像観察上の便宜を図ることができ、また、ユーザーに対して利得調整、ビーム偏向角度調整、等を促すことができる。   Preferably, display processing means for displaying an indicator visually indicating whether or not there is a possibility that the apparatus harmonic component is included based on the state signal. According to this configuration, convenience in image observation can be achieved, and gain adjustment, beam deflection angle adjustment, and the like can be urged to the user.

望ましくは、前記状態信号に基づいて前記受信データの元になるアナログ受信信号の利得を制御する利得制御手段を含む。振幅の飽和つまり信号波形歪みの可能性がある場合に利得を自動的に下げるようにするのが望ましい。勿論、特定高調波成分の出方に応じて利得を上げる制御を行うようにしてもよい。従来のAGC(自動利得調整機能)は基本的に信号振幅それ自体に基づく利得調整であるが、上記構成は特定高調波成分の大きさに応じた利得調整であって、装置内で発生する不要高調波の低減を目的とする点で従来技術とは相違するものである。   Preferably, gain control means for controlling a gain of an analog reception signal that is a source of the reception data based on the state signal is included. It is desirable to reduce the gain automatically when there is a possibility of amplitude saturation, that is, signal waveform distortion. Of course, control for increasing the gain may be performed in accordance with how the specific harmonic component is generated. The conventional AGC (automatic gain adjustment function) is basically a gain adjustment based on the signal amplitude itself, but the above configuration is a gain adjustment according to the magnitude of a specific harmonic component, and is unnecessary in the apparatus. This is different from the prior art in that it aims to reduce harmonics.

望ましくは、前記利得制御手段は更に受信点の深さに応じて前記アナログ受信信号の利得を制御する。これによれば深さに応じて且つ歪みの発生に応じて利得調整を行える。TGC制御あるいはSTC制御に上記状態信号を利用するものである。   Preferably, the gain control means further controls the gain of the analog reception signal in accordance with the depth of the reception point. According to this, gain adjustment can be performed according to the depth and according to the occurrence of distortion. The status signal is used for TGC control or STC control.

望ましくは、前記アナログ受信信号の変換により求められる前記受信データとしてのデジタル受信信号に対して前記アナログ受信信号の利得の抑制分を補償する利得補償を行う補償制御手段を含む。この構成によればアナログ処理という上流側で利得を下げた場合にその下げ分を下流側で補うことができるから、画像の明るさの変動を抑制できる。   Desirably, a compensation control means is provided for performing gain compensation for compensating for the suppression of the gain of the analog reception signal with respect to the digital reception signal as the reception data obtained by conversion of the analog reception signal. According to this configuration, when the gain is reduced on the upstream side, which is analog processing, the reduction can be compensated for on the downstream side, so that fluctuations in image brightness can be suppressed.

望ましくは、前記状態信号に基づいてビーム偏向角度を制御する手段を含む。この構成によっても歪みの発生を抑制することが可能である。特に境界上で生じる歪みの抑制に効果がある。なお、超音波画像と共に表示するインジケータが、文字等の表示、グラフ表示、等であってもよい。   Preferably, means for controlling a beam deflection angle based on the status signal is included. Also with this configuration, it is possible to suppress the occurrence of distortion. In particular, it is effective in suppressing distortion occurring on the boundary. The indicator displayed together with the ultrasonic image may be a character display, a graph display, or the like.

本発明によれば、受信信号中に生体で生じた高調波成分以外の高調波成分が生じていることを的確に検知できる。あるいは、そのような不要な高調波成分を抑圧できる。   According to the present invention, it is possible to accurately detect that a harmonic component other than the harmonic component generated in the living body is generated in the received signal. Alternatively, such unnecessary harmonic components can be suppressed.

本発明に係る実施形態の原理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the principle of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 実施形態における表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display in embodiment. 幾つかの走査方式を示す図である。It is a figure which shows some scanning systems. 状態信号の生成とその利用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation of a status signal, and its utilization. 深さに応じて変化する利得カーブを示す図である。It is a figure which shows the gain curve which changes according to depth. 関心領域の設定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of a region of interest. 関心領域に応じた利得カーブを示す図である。It is a figure which shows the gain curve according to the region of interest. 複数の偏向走査の組み合わせを示す図である。It is a figure which shows the combination of several deflection | deviation scanning. 関心領域に対する複数の偏向走査を示す図である。It is a figure which shows several deflection | deviation scanning with respect to the region of interest.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本発明に係る実施形態の原理が概念的に示されている。図1において、符号10は受信信号を表している。この受信信号は生体に対して超音波を送波し、生体内からの反射波を受波することによって得られたものである。受信信号には高調波成分(生体由来高調波成分)が含まれている。その高調波成分は、具体的には、生体組織での超音波の反射時に生じたものであり、あるいは、生体内に入れられた超音波造影剤での反射時あるいはその破壊時に生じたものである。この受信信号に対しては、符号12で示されるように、アナログ信号処理が適用される。この場合において、受信信号の振幅が過大となって、それが信号処理レンジあるいは各回路の入力レンジを超えた場合、各回路上において信号が歪み、すなわち装置由来の高調波成分が発生してしまう。したがって、アナログ信号処理を経た受信信号には、生体由来高調波成分に加えて、装置由来高調波成分が含まれる可能性がある。そのような受信信号に対してはデジタル変換処理が適用された上で、各種のデジタル信号処理が適用される。   FIG. 1 conceptually shows the principle of an embodiment according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 represents a received signal. This received signal is obtained by transmitting an ultrasonic wave to the living body and receiving a reflected wave from within the living body. The received signal contains harmonic components (biologically derived harmonic components). Specifically, the harmonic component is generated at the time of reflection of the ultrasonic wave in the living tissue, or is generated at the time of reflection by the ultrasonic contrast agent placed in the living body or at the time of destruction. is there. Analog signal processing is applied to the received signal as indicated by reference numeral 12. In this case, when the amplitude of the received signal becomes excessive and exceeds the signal processing range or the input range of each circuit, the signal is distorted on each circuit, that is, a harmonic component derived from the device is generated. . Therefore, the received signal that has undergone the analog signal processing may include a device-derived harmonic component in addition to the biological-derived harmonic component. A digital conversion process is applied to such a received signal, and various digital signal processes are applied.

以上のような信号処理を経たデジタル受信信号から、符号14で示されるように、高調波成分が抽出される。符号16で示すように、抽出された高調波成分に基づいて高調波画像が形成され、それが表示される。基本波成分に基づく通常の超音波画像(Bモード断層画像)が表示されてもよい。   A harmonic component is extracted from the digital received signal that has undergone the signal processing as described above, as indicated by reference numeral 14. As indicated by reference numeral 16, a harmonic image is formed on the basis of the extracted harmonic component and displayed. A normal ultrasonic image (B-mode tomographic image) based on the fundamental wave component may be displayed.

本実施形態では、符号14で示す高調波成分の抽出に際して、二次高調波成分、三次高調波が抽出されている。三次高調波成分は特定高調波成分15Aとして利用され、二次高調波成分は特定高調波成分15Aとの比較対象である参照成分15Bとして利用される。参照成分として基本波成分を利用することも可能である。装置内で信号波形が歪んだ場合においては、偶数次の高調波成分ではなく奇数次の高調波成分が増加することが判明しており、そのような現象を上手く使って、画像化に当たって不要な装置由来高調波成分を特定するものである。よって、奇数次の高調波成分であれば三次以外の他の次数の高調波成分を利用することができる。但し、一般に次数が大きくなればなるほどパワーが下がるので、通常は三次高調波成分が利用される。複数の奇数次高調波成分を利用してもよい。同様に、参照成分として、基本波成分と二次高調波成分を組み合わせたもの、それに更に別の偶数次成分を加えたもの、等を利用することができる。例えばバンドパスフィルタを利用して所定次数の高調波成分が個別的に抽出される。パルスモジュレーション法やパルスインバージョン法によって高調波成分(特に二次高調波成分等)が抽出されており、そのような技術をもちろん適用可能である。   In the present embodiment, when the harmonic component indicated by reference numeral 14 is extracted, the second harmonic component and the third harmonic are extracted. The third harmonic component is used as a specific harmonic component 15A, and the second harmonic component is used as a reference component 15B that is a comparison target with the specific harmonic component 15A. It is also possible to use a fundamental wave component as a reference component. When the signal waveform is distorted in the device, it has been found that the odd-order harmonic components increase instead of the even-order harmonic components. It specifies the device-derived harmonic components. Therefore, in the case of odd-order harmonic components, harmonic components of orders other than the third order can be used. However, since the power generally decreases as the order increases, the third harmonic component is usually used. A plurality of odd-order harmonic components may be used. Similarly, as a reference component, a combination of a fundamental wave component and a second harmonic component, a combination of another even-order component, and the like can be used. For example, harmonic components of a predetermined order are individually extracted using a band pass filter. Harmonic components (especially second harmonic components) are extracted by the pulse modulation method and the pulse inversion method, and such a technique can be applied.

特定高調波成分と参照成分は符号15Cで示されるように相互に比較される。それに先立って、それぞれの成分(あるいは一方の成分)には必要に応じて前処理が適用される。例えば、生体由来成分だけが生じている場合に観測される二次高調波ピークと三次高調波のピークの差に相応する係数が三次高調波成分(あるいは二次高調波成分)に乗算される。もっとも、両者の比率を演算し、その比率の大小から装置由来高調波成分の有無及び程度を特定することもできる。いずれにしても、装置内で生じた高調波だけを精度よく検出できるように比較演算が実行される。なお、三次高調波成分の絶対量だけに基づいて制御を行うことも可能であるが、生体由来高調波成分も三次高調波成分を含んでいるので、装置由来高調波成分の特定精度を高めるには、三次高調波成分を他の成分と比較するのが望ましい。   The specific harmonic component and the reference component are compared with each other as indicated by reference numeral 15C. Prior to that, pretreatment is applied to each component (or one component) as necessary. For example, the third harmonic component (or second harmonic component) is multiplied by a coefficient corresponding to the difference between the second harmonic peak and the third harmonic peak observed when only the biological component is generated. However, the ratio between the two can be calculated, and the presence and extent of the apparatus-derived harmonic component can be specified from the magnitude of the ratio. In any case, the comparison operation is performed so that only the harmonics generated in the apparatus can be detected with high accuracy. Although it is possible to perform control based only on the absolute amount of the third harmonic component, the biological harmonic component also includes the third harmonic component, so that the identification accuracy of the device-derived harmonic component is increased. It is desirable to compare the third harmonic component with other components.

表示される高調波画像には、生体由来高調波成分の他に装置由来高調波成分が含まれる可能性があり、それが画像診断上の障害となったり誤認の原因となったりする可能性がある。そこで、本実施形態においては、アナログ信号処理回路に過大振幅をもった信号が生じていることを検知し、装置由来高調波成分の発生可能性の事実及びその程度を表す信号を生成するようにしている。それを以下においては状態信号と称している。   The displayed harmonic image may contain device-derived harmonic components in addition to living body-derived harmonic components, which may be an obstacle to diagnostic imaging or cause misidentification. is there. Therefore, in the present embodiment, it is detected that a signal having an excessive amplitude is generated in the analog signal processing circuit, and a signal indicating the fact of the possibility of occurrence of the apparatus-derived harmonic component and the degree thereof is generated. ing. Hereinafter, this is referred to as a status signal.

状態信号は、表示処理(状態表示18)に利用される他、動作制御(条件変更20)において利用される。つまり、画像を観察したユーザーにおいて装置由来高調波成分が生じている状況を認識できるようにするためにそのような状況を示す表示がユーザーに提供される。装置由来高調波成分の発生、つまり信号波形の歪みそれ自体を防止又は軽減するために、ユーザーにおいて利得の調整やリニア走査されるビームの偏向角度の可変等が行われる。一方、そのような制御の自動化に当たっては、状態信号に基づいて自動的に送受信条件や信号処理条件が変更される。例えば、深さに応じて利得の可変を行う場合(TGC技術、STC技術)、装置内で三次高調波成分が生じないように各深さでの利得が調整される。あるいは、フレーム全体にわたって三次高調波成分が相対的に少なくなるようにビーム偏向角度が調整される。その他、諸条件を変更することによって信号歪みを防止又は改善することが可能である。   The status signal is used for display processing (status display 18) and also for operation control (condition change 20). That is, a display showing such a situation is provided to the user so that the user who has observed the image can recognize the situation where the apparatus-derived harmonic component is generated. In order to prevent or reduce the generation of device-derived harmonic components, that is, the distortion of the signal waveform itself, the user adjusts the gain and changes the deflection angle of the linearly scanned beam. On the other hand, in automating such control, transmission / reception conditions and signal processing conditions are automatically changed based on the state signal. For example, when the gain is varied according to the depth (TGC technique, STC technique), the gain at each depth is adjusted so that the third harmonic component does not occur in the apparatus. Alternatively, the beam deflection angle is adjusted so that the third harmonic component is relatively reduced over the entire frame. In addition, signal distortion can be prevented or improved by changing various conditions.

なお、通常、生体組織境界面に対して超音波ビームが直角に設定された場合にそこでの反射強度が最大となり、そこで信号波形の歪みが生じやすい。逆に言えば、生体組織境界面に対する超音波ビームの入射角度を変更すればそこでの反射強度を弱めることができ、信号波形歪みを改善することが可能である。そのような観点からビーム偏向角度が可変される。   Normally, when an ultrasonic beam is set at a right angle with respect to the living tissue boundary surface, the reflection intensity at that point becomes maximum, and distortion of the signal waveform tends to occur there. In other words, if the incident angle of the ultrasonic beam with respect to the living tissue boundary surface is changed, the reflection intensity can be weakened and the signal waveform distortion can be improved. From such a viewpoint, the beam deflection angle is varied.

図2には、実施形態に係る超音波診断装置がブロック図として示されている。この超音波診断装置は生体の超音波診断を行うものであって、病院等の医療機関に設置される。本実施形態においては、上述したように生体組織あるいは生体内コントラスト剤を表す高調波画像が表示される。   FIG. 2 shows a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the embodiment. This ultrasonic diagnostic apparatus performs ultrasonic diagnosis of a living body and is installed in a medical institution such as a hospital. In the present embodiment, as described above, a harmonic image representing a biological tissue or an in-vivo contrast agent is displayed.

アレイ振動子22は、図示されていない超音波プローブ内に配置されている。このアレイ振動子22は、本実施形態において直線的に配列された複数の振動素子24によって構成されている。本実施形態においては、電子リニア走査が適用され、アレイ振動子22により形成された超音波ビームが電子的に直線走査される。これにより2次元のデータ取込領域(ビーム走査面)が形成される。もちろん、本実施形態において3次元空間内において超音波ビームが走査されてもよい。また、他の電子走査方式が適用されてもよい。   The array transducer 22 is disposed in an ultrasonic probe (not shown). The array transducer 22 includes a plurality of vibration elements 24 arranged linearly in the present embodiment. In the present embodiment, electronic linear scanning is applied, and the ultrasonic beam formed by the array transducer 22 is electronically linearly scanned. Thereby, a two-dimensional data capturing area (beam scanning surface) is formed. Of course, in this embodiment, an ultrasonic beam may be scanned in a three-dimensional space. Also, other electronic scanning methods may be applied.

送信部26は送信ビームフォーマーであり、複数の振動素子24に対して遅延処理された複数の送信信号を供給する。これによって送信ビームが形成され、生体内の各深さから反射信号(エコー)が生じてそれが再び複数の振動素子24によって受波される。これによって複数の受信信号(アナログ受信信号)が生成される。   The transmission unit 26 is a transmission beam former, and supplies a plurality of transmission signals subjected to delay processing to the plurality of vibration elements 24. As a result, a transmission beam is formed, a reflection signal (echo) is generated from each depth in the living body, and is received by the plurality of vibration elements 24 again. Thereby, a plurality of reception signals (analog reception signals) are generated.

受信部28は受信ビームフォーマーであり、複数の受信信号に対して整相加算処理を実行する。具体的には、受信部28は、複数の受信チャンネル処理回路30を備えている。各受信チャンネル処理回路30は、上流から下流にかけて設けられた、プリアンプ(初段アンプ)30A、可変利得アンプ(TGCアンプ)30B、フィルタ(ハイカットフィルタ)30C、A/D変換器30D、遅延器30E等を備えている。ここで、フィルタ30Cは必要に応じて設けられるものであり、また他の回路が設けられることもある。例えば基本波成分を抑圧するフィルタが設けられてもよい。A/D変換器30Dは、アナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する回路であり、それがフィルタ30Cの前段に設けられてもよい。遅延器30Eは、FIFOメモリにより構成されている。そのような受信チャンネル回路の構成は一般的なものである。加算器32は、遅延処理後の複数のデジタル受信信号を加算する回路であり、これによりデジタル信号としてのビームデータが得られる。そのビームデータは信号処理部34へ出力されている。可変利得アンプ30Bは受信点深さによって利得を可変可能なアンプである。本実施形態では、深さ方向における三次高調波成分の発生度合いに応じて深さ方向の関数をなす利得カーブが可変設定されている。これについては後に説明する。   The reception unit 28 is a reception beam former, and performs phasing addition processing on a plurality of reception signals. Specifically, the reception unit 28 includes a plurality of reception channel processing circuits 30. Each reception channel processing circuit 30 includes a preamplifier (first stage amplifier) 30A, a variable gain amplifier (TGC amplifier) 30B, a filter (high cut filter) 30C, an A / D converter 30D, a delay unit 30E, and the like provided from upstream to downstream. It has. Here, the filter 30C is provided as necessary, and other circuits may be provided. For example, a filter that suppresses the fundamental wave component may be provided. The A / D converter 30D is a circuit that converts an analog reception signal into a digital reception signal, which may be provided in front of the filter 30C. The delay device 30E is configured by a FIFO memory. The configuration of such a reception channel circuit is general. The adder 32 is a circuit that adds a plurality of digital reception signals after delay processing, and thereby obtains beam data as digital signals. The beam data is output to the signal processing unit 34. The variable gain amplifier 30B is an amplifier whose gain can be varied according to the reception point depth. In the present embodiment, the gain curve forming a function in the depth direction is variably set according to the degree of generation of the third harmonic component in the depth direction. This will be described later.

信号処理部34は、検波器、利得調整器、対数変換器等の各種の信号処理回路により構成される。信号処理後のビームデータは抽出部36へ出力される。この抽出部36は図示の例において三次高調波成分を抽出するバンドパスフィルタ(BPF)36A及び二次高調波成分を抽出するバンドパスフィルタ(BPF)36Bを備える。すなわち、図示の例では、特定高調波成分として三次高調波成分が利用されており、参照成分として二次高調波成分が利用されている。参照成分として基本波成分を利用することも可能である。高調波成分の抽出に際しては、パルスモジュレーション法やパルスインバージョン法が適用されてもよい。その場合には時分割で取得された複数のビームデータ間において所定の演算が実行され、これによって高調波成分が抽出される。   The signal processing unit 34 includes various signal processing circuits such as a detector, a gain adjuster, and a logarithmic converter. The beam data after the signal processing is output to the extraction unit 36. In the illustrated example, the extraction unit 36 includes a band pass filter (BPF) 36A that extracts a third harmonic component and a band pass filter (BPF) 36B that extracts a second harmonic component. That is, in the illustrated example, the third harmonic component is used as the specific harmonic component, and the second harmonic component is used as the reference component. It is also possible to use a fundamental wave component as a reference component. When extracting the harmonic component, a pulse modulation method or a pulse inversion method may be applied. In that case, a predetermined calculation is executed between the plurality of beam data acquired in time division, and thereby harmonic components are extracted.

画像形成部38は、デジタルスキャンコンバータ(DSC)によって構成され、複数のビームデータから超音波画像を形成する。入力される情報が高調波成分であればそれを画像化した高調波画像が形成される。その場合、二次高調波成分を表した画像が形成されてもよいし、三次高調波成分を表した画像が形成されてもよいし、それらの両成分を表した画像が形成されてもよい。基本波成分を表した通常の超音波画像が形成されてもよい。形成された画像のデータが表示処理部40を介して表示部42へ送られ、表示部42において超音波画像が表示される。表示処理部40はグラフィックイメージを合成する機能等を備えており、超音波画像と一緒にグラフィックイメージ(特に後述するインジケータ)も表示される。   The image forming unit 38 includes a digital scan converter (DSC), and forms an ultrasonic image from a plurality of beam data. If the input information is a harmonic component, a harmonic image obtained by imaging it is formed. In that case, an image representing the second harmonic component may be formed, an image representing the third harmonic component may be formed, or an image representing both of these components may be formed. . A normal ultrasonic image representing the fundamental wave component may be formed. Data of the formed image is sent to the display unit 42 via the display processing unit 40, and an ultrasonic image is displayed on the display unit 42. The display processing unit 40 has a function of combining graphic images and the like, and displays a graphic image (particularly, an indicator described later) together with the ultrasonic image.

本実施形態においては状態信号生成部44が設けられている。その状態信号生成部44は特定高調波成分(例えば三次高調波成分)と参照成分(例えば二次高調波成分)との比較に基づいて状態信号を生成するモジュールである。状態信号は、過剰振幅等を原因として装置内において信号波形歪みが発生している可能性の有無及びその程度を示す信号である。特定高調波成分と参照成分をそのまま直接比較することも可能であるが、それら両方又は一方にレベル調整用の係数を乗算する等の前処理を施した上でそれらを比較することも可能である。また、特定高調波成分を参照成分で除算して比率を求め、その比率の大小によって状態を評価することも可能である。望ましくは、二成分の比率や差分が所定値を超える場合に歪み発生を認定し、その所定値を超えた度合いから歪みの程度を認定するようにしてもよい。例えば、フレーム単位、ビーム単位、深さ区分単位又は関心領域単位で比率が所定値を超えた回数(頻度)を計数し、そのカウント値が一定値を超えた場合に看過できない歪みの発生を認定するようにしてもよいし、カウント値そのものを状態信号として利用することもできる。カウント値を利用すれば瞬時過大振幅を無視して画像上ある程度広がった(ある程度の面積をもって表示される)過大振幅を捉えることが可能である。比率と比較される所定値、及び、カウント値と比較される一定値(閾値)を深さ区分ごとに個別的に設定するのが望ましい。   In the present embodiment, a state signal generation unit 44 is provided. The state signal generation unit 44 is a module that generates a state signal based on a comparison between a specific harmonic component (for example, third harmonic component) and a reference component (for example, second harmonic component). The status signal is a signal indicating whether or not there is a possibility that signal waveform distortion has occurred in the apparatus due to excessive amplitude or the like, and the degree thereof. Although it is possible to directly compare the specific harmonic component and the reference component as they are, it is also possible to compare them after preprocessing such as multiplying both or one of them by a coefficient for level adjustment. . It is also possible to determine the ratio by dividing the specific harmonic component by the reference component and evaluate the state based on the ratio. Desirably, the occurrence of distortion may be recognized when the ratio or difference between the two components exceeds a predetermined value, and the degree of distortion may be recognized from the degree of exceeding the predetermined value. For example, by counting the number of times (frequency) that the ratio exceeds a predetermined value in frame units, beam units, depth division units or region of interest, and certifying the occurrence of distortion that cannot be overlooked when the count value exceeds a certain value Alternatively, the count value itself can be used as a status signal. If the count value is used, it is possible to catch the excessive amplitude that is spread to some extent on the image (displayed with a certain area) ignoring the instantaneous excessive amplitude. It is desirable to individually set a predetermined value to be compared with the ratio and a constant value (threshold value) to be compared with the count value for each depth division.

上記のように生成される状態信号は、符号48で示されるように表示処理部40へ出力され、表示処理部40では状態信号に基づいてグラフィックイメージを生成し、それと超音波画像とを合成した合成画像を生成する。グラフィックイメージは後に図3に示すインジケータを含む。また、上記のように生成される状態信号は、符号46で示されるように、制御部50へ送られ、制御における動作制御(特に過大振幅を緩和解消する利得可変)に利用されている。   The state signal generated as described above is output to the display processing unit 40 as indicated by reference numeral 48, and the display processing unit 40 generates a graphic image based on the state signal and synthesizes it with the ultrasonic image. Generate a composite image. The graphic image includes an indicator shown later in FIG. Further, the state signal generated as described above is sent to the control unit 50 as indicated by reference numeral 46, and is used for operation control in control (particularly, variable gain for relaxing and eliminating excessive amplitude).

制御部50は図2に示される各構成の動作制御を行う制御部であり、それはCPUと動作プログラムにより構成されている。制御部50には操作パネル等によって構成される入力部52が接続されている。ユーザーはその入力部52を利用して、インジケータを見ながらビーム偏向角度を調整することにより、つまりインジケータ上において過大振幅が最低になるようにあるいは消失するようにビーム偏向角度を調整することが可能である。また他のパラメータを操作するようにしてもよい。超音波プローブの当接位置や当接角度を可変することにより過大振幅が発生している状態を解消あるいは軽減することも可能である。   The control unit 50 is a control unit that performs operation control of each configuration illustrated in FIG. 2, and is configured by a CPU and an operation program. An input unit 52 configured by an operation panel or the like is connected to the control unit 50. The user can adjust the beam deflection angle by adjusting the beam deflection angle while observing the indicator, that is, the over-amplitude on the indicator is minimized or disappears by using the input unit 52. It is. Further, other parameters may be operated. By changing the contact position and the contact angle of the ultrasonic probe, it is possible to eliminate or reduce the state in which the excessive amplitude is generated.

制御部50は、状態信号に基づいて受信チャンネルごとに受信信号の利得を制御する機能を備えている。具体的には、TGC用のアンプ30Bに対して深さに応じた且つ状態信号に応じたゲイン値を与えている。複数のアンプ30Bに対して共通のゲイン値が設定されているが、開口内の位置等に応じてゲイン値を変更することも可能である。このような利得可変制御により、アナログ信号処理系での過大振幅の発生、特に、高調波画像観察上において誤認を生じる不要高調波成分の発生を解消又は軽減することが可能となる。受信チャンネルごとに振幅抑制を行った上で、例えば、整相加算後のデジタル受信信号(ビームデータ)を処理する段階で利得補償を行うようにしてもよい。信号処理部34には制御部50からの利得補償用の制御信号が入力されている。かかる構成によれば入力段で絞った分を後段で補えるから画像全体の輝度が不必要に変動してしまう問題を解消又は軽減できる。   The control unit 50 has a function of controlling the gain of the reception signal for each reception channel based on the status signal. Specifically, a gain value corresponding to the depth and corresponding to the state signal is given to the TGC amplifier 30B. Although a common gain value is set for the plurality of amplifiers 30B, it is also possible to change the gain value according to the position in the opening or the like. By such variable gain control, it is possible to eliminate or reduce the occurrence of excessive amplitude in the analog signal processing system, in particular, the generation of unnecessary harmonic components that cause misperception in harmonic image observation. After performing amplitude suppression for each reception channel, for example, gain compensation may be performed at the stage of processing a digital reception signal (beam data) after phasing addition. A control signal for gain compensation from the control unit 50 is input to the signal processing unit 34. According to such a configuration, since the amount narrowed down at the input stage can be compensated at the subsequent stage, the problem that the luminance of the entire image fluctuates unnecessarily can be solved or reduced.

図3に基づき表示処理部の作用を説明する。表示画面100内には超音波画像としての高調波画像102が表示されている。符号104は超音波ビームを表している。本実施形態においては電子リニア走査が適用されているため、超音波ビーム104は図3において水平方向に平行移動走査される。図3に示す例では、高調波画像102は例えばいずれかの血管(頚動脈等)105を表した画像であり、そこには血管105についての前壁の境界106Aと後壁の境界106Bとが表れている。ちなみに、ここにおいては前壁の方が高輝度に表示されている。そこでは過大振幅が発生し易い。   The operation of the display processing unit will be described with reference to FIG. In the display screen 100, a harmonic image 102 as an ultrasonic image is displayed. Reference numeral 104 represents an ultrasonic beam. Since electronic linear scanning is applied in the present embodiment, the ultrasonic beam 104 is scanned in parallel translation in the horizontal direction in FIG. In the example shown in FIG. 3, the harmonic image 102 is, for example, an image representing one of the blood vessels (such as the carotid artery) 105, in which the front wall boundary 106 </ b> A and the rear wall boundary 106 </ b> B for the blood vessel 105 appear. ing. Incidentally, the front wall is displayed with higher brightness here. There, an excessive amplitude is likely to occur.

表示処理部は、表示画面100上に、超音波画像102と共に、状態信号に基づくインジケータを表示している。インジケータは、本実施形態において、グラフ110と文字表示108とからなり、ここで文字表示108は装置由来高調波成分の発生を表す文字によって構成されている。上述したカウント値が一定の値を超えた場合に、そのような文字表示108が現れる。また、そのような状態において、一定の値を超えたレベルつまり度合いがグラフ110として表示される。それは棒グラフに相当するものであり、過大状態が発光セルの個数として表されている。   The display processing unit displays an indicator based on the status signal along with the ultrasonic image 102 on the display screen 100. In the present embodiment, the indicator is composed of a graph 110 and a character display 108, where the character display 108 is composed of characters representing the generation of device-derived harmonic components. Such a character display 108 appears when the above-mentioned count value exceeds a certain value. In such a state, a level exceeding a certain value, that is, the degree, is displayed as the graph 110. It corresponds to a bar graph, and an excessive state is expressed as the number of light emitting cells.

したがって、ユーザーは、図3に示すようなインジケータを参照することにより、高調波画像の観察にあたって、本来的な組織由来の高調波成分以外の装置由来の高調波成分が混入している事実、及び、混入度合いを直感的に理解し、画像診断に役立てることが可能となる。このように、状態信号に基づく表示を行えば、本来的な高調波であるかあるいはそれ以外の要因による高調波であるのかを定量的に認識して、ユーザーの便宜を図ることが可能となる。過大振幅の抑圧はユーザーによって行うことが可能であるが、図2に示した構成では、制御部の作用によって自動的に過大振幅が抑圧されている。深さ区分ごとに状態値をインジケータとして表示するようにしてもよい。   Therefore, the user can refer to the indicator as shown in FIG. 3 to observe the harmonic image, and the fact that the harmonic component derived from the device other than the original tissue-derived harmonic component is mixed, and It is possible to intuitively understand the degree of mixing and use it for image diagnosis. In this way, if the display based on the status signal is performed, it is possible to quantitatively recognize whether the harmonic is an original harmonic or a harmonic due to other factors, and the convenience of the user can be achieved. . The excessive amplitude can be suppressed by the user, but in the configuration shown in FIG. 2, the excessive amplitude is automatically suppressed by the action of the control unit. You may make it display a state value as an indicator for every depth division.

本実施形態では、装置由来高調波成分の検出に当たって、深さ区分ごとに異なる条件を設定可能であり、例えば、深さ区分ごとに上記カウント値と比較される閾値を個別的に設定することができる。あるいは、深さ区分ごとに利得あるいは利得変化を異ならせることが可能である。   In the present embodiment, different conditions can be set for each depth section in detecting the apparatus-derived harmonic components. For example, it is possible to individually set a threshold value to be compared with the count value for each depth section. it can. Alternatively, the gain or gain change can be made different for each depth section.

図4を用いて深さ方向に並ぶ複数の区間について説明する。(A)には電子リニア走査における走査面(フレーム)が示されている。その走査面は超音波ビーム104を電子走査方向にリニア走査することによって形成されたものであり、深さ方向に複数の区間として複数の矩形サブエリア200−206が設定されている。(B)にはコンベックス走査における走査面が示されている。その走査面は超音波ビーム104を円弧方向にリニア走査することによって形成される。その走査面は円弧状の頂辺を有する扇状の形状を有し、そこには深さ方向に複数の湾曲サブエリア208−212が設定されている。同様に、(C)には電子セクタ走査における走査面が示されている。その走査面は超音波ビーム104のセクタ走査によって形成される。それは扇状の形態を有し、そこには深さ方向に複数の湾曲サブエリア214、216が設定されている。いずれの走査方式においても区間ごとに異なる閾値を設定可能であり、また、区間ごとに異なる利得を定めることが可能である。つまり、状態信号に基づいて深さ方向に沿った利得カーブをカスタマイズすることが可能である。利得カーブについては後に図6等を用いて説明する。   A plurality of sections arranged in the depth direction will be described with reference to FIG. (A) shows a scanning surface (frame) in electronic linear scanning. The scanning surface is formed by linearly scanning the ultrasonic beam 104 in the electronic scanning direction, and a plurality of rectangular subareas 200 to 206 are set as a plurality of sections in the depth direction. (B) shows a scanning plane in convex scanning. The scanning plane is formed by linearly scanning the ultrasonic beam 104 in the arc direction. The scanning surface has a fan-like shape having an arcuate apex, and a plurality of curved sub-areas 208-212 are set in the depth direction. Similarly, (C) shows a scanning plane in electronic sector scanning. The scanning surface is formed by sector scanning of the ultrasonic beam 104. It has a fan-like shape, and a plurality of curved sub-areas 214 and 216 are set in the depth direction. In any scanning method, a different threshold can be set for each section, and a different gain can be set for each section. That is, the gain curve along the depth direction can be customized based on the state signal. The gain curve will be described later with reference to FIG.

図5には、状態信号に基づく利得制御がブロック図として示されている。状態信号生成部44には、特定高調波成分(3f0)及び参照成分(f0又は2f0)が入力されている。比較器54は、それらを比較し、比較結果信号を生成する。例えば、両成分の差分や比率が比較結果信号として出力される。信号生成器56は、比較結果信号のカウントを行い、カウント値が一定値(閾値)を越えた場合に状態信号の値を過大振幅の発生を示すものに変化させる。また、カウント値が一定値を超えた程度によって状態信号の値の大きさを決定する。このように状態信号生成部44において状態信号が生成され、それが表示処理部及び制御部50へ出力される(符号46、48参照)。制御部50は、状態信号に基づいてTGC用のアンプ34の利得を可変する。従来においても深さに応じてアンプ34の利得が可変されていたが、本実施形態において、その可変と共に過大振幅の発生状況によって利得が可変されており、つまりアナログ受信信号処理において信号振幅がアナログ回路の信号処理レンジや入力レンジを超えないように制御が行われている。   FIG. 5 shows a gain control based on the status signal as a block diagram. The specific harmonic component (3f0) and the reference component (f0 or 2f0) are input to the state signal generation unit 44. The comparator 54 compares them and generates a comparison result signal. For example, the difference or ratio between the two components is output as a comparison result signal. The signal generator 56 counts the comparison result signal, and when the count value exceeds a certain value (threshold value), changes the value of the state signal to indicate that an excessive amplitude has occurred. Further, the magnitude of the value of the state signal is determined according to the degree to which the count value exceeds a certain value. In this way, the state signal generation unit 44 generates the state signal and outputs it to the display processing unit and the control unit 50 (see reference numerals 46 and 48). The controller 50 varies the gain of the TGC amplifier 34 based on the state signal. Conventionally, the gain of the amplifier 34 is varied according to the depth. However, in this embodiment, the gain is varied according to the state of occurrence of the excessive amplitude along with the variation, that is, the signal amplitude is analog in the analog reception signal processing. Control is performed so as not to exceed the signal processing range and input range of the circuit.

図6には利得カーブが示されている。横軸は深さ軸であり、縦軸はTGCアンプの利得を示している。例示された一般的な利得カーブ226に対して、本実施形態によれば状態信号によって過大振幅の可能性を示す抑圧カーブ228が生成され、利得カーブ226から抑圧カーブ228を減算することにより、実際に利用する利得カーブ230が生成される。もちろん、図6に示した各カーブは例示である。   FIG. 6 shows a gain curve. The horizontal axis is the depth axis, and the vertical axis indicates the gain of the TGC amplifier. According to the present embodiment, a suppression curve 228 indicating the possibility of excessive amplitude is generated by the state signal with respect to the illustrated general gain curve 226, and by subtracting the suppression curve 228 from the gain curve 226, A gain curve 230 to be used is generated. Of course, each curve shown in FIG. 6 is an example.

三次高調波成分に基づく利得の可変制御を関心領域内についてだけ適用することも可能である。図7に示すように走査面230上において組織断面232を囲むように矩形の関心領域234が設定された場合には、そのような関心領域を通過するビームライン上において図8に示すような利得カーブ246に従って利得が調整される。図示の例において、区間238が関心領域内に相当し、区間236,240が関心領域の前後に相当する。元の利得カーブ242に対して状態信号が示す部分的な抑圧カーブ244を作用させて実際に利用する利得カーブ246が生成される。この構成によれば注目する関心領域内においてだけ特別な利得制御を適用できる。   It is also possible to apply variable control of gain based on the third harmonic component only within the region of interest. When a rectangular region of interest 234 is set on the scanning plane 230 so as to surround the tissue cross section 232 as shown in FIG. 7, the gain as shown in FIG. 8 on the beam line passing through such a region of interest. The gain is adjusted according to the curve 246. In the illustrated example, the section 238 corresponds to the region of interest, and the sections 236 and 240 correspond to the front and back of the region of interest. A gain curve 246 to be actually used is generated by applying a partial suppression curve 244 indicated by the state signal to the original gain curve 242. According to this configuration, special gain control can be applied only within the region of interest.

過大振幅の発生を防止するため、特に組織境界での反射時に生じる強大エコーに起因する波形歪の発生を防止するために、ビーム偏向角度を可変することも可能である。この場合には、制御部において状態信号を参照しつつビーム偏向角度を試行的に可変し、最も状態信号が良好となるビーム偏向角度にてリニア走査を行うようにしてもよい。その場合、ビーム偏向角度の異なる複数のフレームを時分割で生成し、それらを合成することによって1枚の超音波画像を形成するようにしてもよい。図9において、符号112は超音波ビームを傾けない通常のリニア走査によって形成されたフレームを示しており、符号114,116はそれぞれビーム偏向角度をプラス側及びマイナス側に設定した場合におけるフレームを示している。それらを合成して超音波画像を形成するようにしてもよい。図10に示すようにそれぞれのフレームの設定に当たって関心領域118が含まれるように走査条件を定め、関心領域118についてだけ画像合成及び画像表示を行うようにしてもよい。   In order to prevent the occurrence of excessive amplitude, it is also possible to vary the beam deflection angle in order to prevent the occurrence of waveform distortion due to a strong echo generated at the time of reflection at the tissue boundary. In this case, the beam deflection angle may be changed on a trial basis while referring to the status signal in the control unit, and linear scanning may be performed at the beam deflection angle at which the status signal is the best. In that case, a plurality of frames having different beam deflection angles may be generated in a time-sharing manner and synthesized to form one ultrasonic image. In FIG. 9, reference numeral 112 denotes a frame formed by normal linear scanning without tilting the ultrasonic beam, and reference numerals 114 and 116 denote frames when the beam deflection angles are set to the plus side and the minus side, respectively. ing. They may be combined to form an ultrasonic image. As shown in FIG. 10, the scanning conditions may be determined so that the region of interest 118 is included in setting each frame, and image composition and image display may be performed only for the region of interest 118.

22 アレイ振動子、28 受信部、30 受信チャンネル処理回路、32 加算器、34 信号処理部、36 高調波抽出部、40 表示処理部、44 状態信号生成部。 22 array transducers, 28 receiving unit, 30 receiving channel processing circuit, 32 adder, 34 signal processing unit, 36 harmonic extraction unit, 40 display processing unit, 44 state signal generating unit.

Claims (8)

超音波の送受波により得られた受信データに基づいて超音波画像を形成する超音波画像形成部と、
前記受信データに含まれる特定高調波成分を抽出する第1抽出手段と、
前記受信データに含まれる参照成分を抽出する第2抽出手段と、
前記特定高調波成分と前記参照成分とを比較することによって、前記受信データに装置由来高調波成分が含まれている可能性の有無又はその程度を示す状態信号を生成する比較手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic image forming unit that forms an ultrasonic image based on reception data obtained by transmission and reception of ultrasonic waves;
First extraction means for extracting a specific harmonic component contained in the received data;
Second extraction means for extracting a reference component included in the received data;
Comparing means for generating a state signal indicating whether or not there is a possibility that a device-derived harmonic component is included in the received data by comparing the specific harmonic component and the reference component;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
請求項1記載の装置において、
前記超音波画像は前記受信データに含まれる生体由来高調波成分を反映した高調波画像であり、
前記特定高調波成分は奇数次高調波成分であり、
前記参照成分は基本波成分及び偶数次高調波成分の少なくとも一方である、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 1.
The ultrasonic image is a harmonic image that reflects a biological harmonic component contained in the received data,
The specific harmonic component is an odd-order harmonic component,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the reference component is at least one of a fundamental wave component and an even-order harmonic component.
請求項2記載の装置において、
前記特定高調波成分は三次高調波成分である、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the specific harmonic component is a third harmonic component.
請求項2記載の装置において、
前記状態信号に基づいて前記装置高調波成分が含まれている可能性の有無又はその程度を視覚的に表すインジケータを表示する表示処理手段を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display processing means for displaying an indicator visually indicating whether or not the apparatus harmonic component may be included based on the state signal.
請求項2記載の装置において、
前記状態信号に基づいて前記受信データの元になるアナログ受信信号の利得を制御する利得制御手段を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising gain control means for controlling a gain of an analog reception signal that is a source of the reception data based on the state signal.
請求項5記載の装置において、
前記利得制御手段は更に受信点の深さに応じて前記アナログ受信信号の利得を制御する、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 5.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the gain control means further controls the gain of the analog reception signal in accordance with the depth of the reception point.
請求項5記載の装置において、
前記アナログ受信信号の変換により求められる前記受信データとしてのデジタル受信信号に対して前記アナログ受信信号の利得の抑制分を補償する利得補償を行う補償制御手段を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 5.
Ultrasound diagnosis, comprising: compensation control means for performing gain compensation for compensating for the suppression of the gain of the analog reception signal with respect to the digital reception signal as the reception data obtained by conversion of the analog reception signal apparatus.
請求項2記載の装置において、
前記状態信号に基づいてビーム偏向角度を制御する手段を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。
The apparatus of claim 2.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for controlling a beam deflection angle based on the state signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014119746A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 日立アロカメディカル株式会社 Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method
JP2016003989A (en) * 2014-06-18 2016-01-12 日置電機株式会社 Contactless voltage detection device
EP4325247A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-21 Canon Medical Systems Corporation Ultrasound diagnosis apparatus, image processing apparatus, and computer program product

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH033510A (en) * 1989-05-31 1991-01-09 Nec Corp Automatic level control circuit
JPH09253082A (en) * 1996-03-22 1997-09-30 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic device
JPH1156846A (en) * 1997-08-22 1999-03-02 Aloka Co Ltd Ultrasonograph
JPH11313823A (en) * 1998-03-06 1999-11-16 Hitachi Medical Corp Ultrasonic image device
JP2001286466A (en) * 2000-04-07 2001-10-16 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2002011004A (en) * 2000-06-30 2002-01-15 Aloka Co Ltd Ultrasonograph
JP2004135705A (en) * 2002-10-15 2004-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonograph and ultrasonic diagnostic method
JP2005034342A (en) * 2003-07-14 2005-02-10 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnosing device
JP2011109574A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High power amplifier circuit

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH033510A (en) * 1989-05-31 1991-01-09 Nec Corp Automatic level control circuit
JPH09253082A (en) * 1996-03-22 1997-09-30 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic device
JPH1156846A (en) * 1997-08-22 1999-03-02 Aloka Co Ltd Ultrasonograph
JPH11313823A (en) * 1998-03-06 1999-11-16 Hitachi Medical Corp Ultrasonic image device
JP2001286466A (en) * 2000-04-07 2001-10-16 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2002011004A (en) * 2000-06-30 2002-01-15 Aloka Co Ltd Ultrasonograph
JP2004135705A (en) * 2002-10-15 2004-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonograph and ultrasonic diagnostic method
JP2005034342A (en) * 2003-07-14 2005-02-10 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnosing device
JP2011109574A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High power amplifier circuit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014119746A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 日立アロカメディカル株式会社 Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method
CN104955400A (en) * 2013-02-04 2015-09-30 日立阿洛卡医疗株式会社 Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method
EP2952137A4 (en) * 2013-02-04 2016-10-05 Hitachi Aloka Medical Ltd Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method
US10617392B2 (en) 2013-02-04 2020-04-14 Hitachi, Ltd. Ultrasound imaging device and ultrasound imaging method
JP2016003989A (en) * 2014-06-18 2016-01-12 日置電機株式会社 Contactless voltage detection device
EP4325247A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-21 Canon Medical Systems Corporation Ultrasound diagnosis apparatus, image processing apparatus, and computer program product

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