JP2013000352A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波診断装置に関し、特に、高調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 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, 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, the biologically derived harmonic components 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。いずれの文献にも、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。 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. None of the documents describes a concept of detecting information indicating the possibility of generation of in-device harmonic components and utilizing it.
本発明の目的は、高調波画像中に生体で生じた高調波成分以外の高調波成分が反映されている場合においてそれをユーザーに知覚させ、あるいは、それが抑制されるようにして、高調波画像を的確に診断できるようにすることにある。 An object of the present invention is to allow a user to perceive a harmonic component other than the harmonic component generated in a living body in a harmonic image, or to suppress it so that the harmonic component is suppressed. The purpose is to enable accurate diagnosis of images.
本発明に係る超音波診断装置は、超音波の送受波により得られたアナログ受信信号を増幅する増幅器と、前記増幅器から出力されたアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する変換器と、前記デジタル受信信号に含まれる高調波成分に基づいて高調波画像を形成する高調波画像形成部と、前記変換器に入力される前の段階で前記アナログ受信信号を参照することにより、前記高調波画像中に生体内で発生した生体由来高調波成分の他に超音波診断装置内で発生した装置由来高調波成分が含まれる可能性の有無又は程度を示す状態信号を生成する状態信号生成手段と、を含み、前記状態信号が表示処理及びビーム走査制御の少なくとも一方で利用されることを特徴とするものである。 An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an amplifier that amplifies an analog reception signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, a converter that converts an analog reception signal output from the amplifier into a digital reception signal, and the digital A harmonic image forming unit that forms a harmonic image based on the harmonic component included in the received signal, and the analog received signal in the stage before being input to the converter, State signal generating means for generating a state signal indicating whether or not there is a possibility that a device-derived harmonic component generated in the ultrasonic diagnostic apparatus is included in addition to the living-body-derived harmonic component generated in the living body. And the status signal is used in at least one of display processing and beam scanning control.
上記構成によれば、アナログ受信信号の参照によって、望ましくはその振幅の参照によって、受信信号処理回路、特にアナログ受信信号処理回路への過大入力で生じる信号歪(高調波)の発生可能性の有無あるいはその程度を評価し、それを表す状態信号を表示制御又はビーム走査制御で利用することが可能となる。装置内での高調波発生を防止する方式としてユーザー操作方式と自動的なビーム走査方式とがあげられる。前者の場合、ユーザーに対して過大信号が発生している事実あるいは程度を報知するのが望ましく、後者の場合には過大信号が軽減あるいは消失するように装置動作条件が変更される。ビーム偏向角度をマニュアルで変更することも可能であり、状態信号に応じてそれを自動的に変更することも可能である。ステアリング走査(偏向走査)を行えば、反射条件を変更しつつもほぼ同様の走査エリアに対してスキャンを行える。 According to the above configuration, whether or not there is a possibility of occurrence of signal distortion (harmonic) caused by excessive input to the reception signal processing circuit, particularly the analog reception signal processing circuit, by referring to the analog reception signal, preferably by referring to the amplitude thereof Alternatively, it is possible to evaluate the degree and use a state signal representing it in display control or beam scanning control. A user operation method and an automatic beam scanning method are examples of methods for preventing the generation of harmonics in the apparatus. In the former case, it is desirable to inform the user of the fact or degree of occurrence of an excessive signal, and in the latter case, the apparatus operating conditions are changed so that the excessive signal is reduced or eliminated. It is also possible to manually change the beam deflection angle, and it is also possible to automatically change it according to the status signal. When steering scanning (deflection scanning) is performed, it is possible to scan almost the same scanning area while changing the reflection conditions.
複数の受信チャンネルに対応する複数のアナログ受信信号の内で、1つのアナログ受信信号を参照してもよいが、より多くのあるいは全部のアナログ受信信号を参照するようにしてもよい。状態の評価は、特定ビーム、特定深さ、フレーム等を単位として行える。過大信号の発生量として閾値を振幅が超えた頻度(回数)を求めるのが望ましいが、他の計測を行うようにしてもよい。頻度を利用すれば画像上での目障り度合い(発生面積)を評価することが可能である。なお、アナログビームフォーマーが設けられる場合、整相加算後のアナログ受信信号を参照するようにしてもよい。デジタルビームフォーマーが利用される場合、受信信号参照ポイントとして、プリアンプの前段又は後段、可変利得アンプの前段又は後段等をあげることができる。ダイナミックレンジ(あるいはその上限)が絞られる直前において振幅の参照を行うのが望ましい。 Among a plurality of analog reception signals corresponding to a plurality of reception channels, one analog reception signal may be referred to, but more or all analog reception signals may be referred to. The state can be evaluated in units of a specific beam, a specific depth, a frame, and the like. Although it is desirable to obtain the frequency (number of times) that the amplitude exceeds the threshold as the generation amount of the excessive signal, other measurement may be performed. If the frequency is used, it is possible to evaluate the degree of obstruction (occurrence area) on the image. If an analog beamformer is provided, the analog reception signal after phasing addition may be referred to. When a digital beamformer is used, the reception signal reference point may be the pre-stage or the post-stage of the preamplifier, the pre-stage or the post-stage of the variable gain amplifier, or the like. It is desirable to refer to the amplitude just before the dynamic range (or its upper limit) is narrowed.
望ましくは、前記状態信号生成手段は、前記アナログ受信信号に対して過剰振幅値の発生量を検出する検出手段と、前記過剰振幅値の発生量に基づいて前記状態信号を生成する手段と、を含む。望ましくは、前記増幅器は、初段増幅回路と、その後段に設けられ受信点深さに応じて利得が可変設定される可変利得増幅回路と、を含み、前記検出手段は、前記可変利得増幅回路と前記変換器の間から取り出されるアナログ受信信号を参照する。受信点は受信ダイナミックフォーカスが適用される場合における受信フォーカス点である。 Preferably, the state signal generation means includes detection means for detecting an amount of occurrence of an excessive amplitude value with respect to the analog reception signal, and means for generating the state signal based on the amount of occurrence of the excess amplitude value. Including. Preferably, the amplifier includes a first stage amplifier circuit, and a variable gain amplifier circuit provided at a subsequent stage and having a gain variably set according to a reception point depth, and the detection means includes the variable gain amplifier circuit and Reference is made to an analog received signal taken from between the converters. The reception point is a reception focus point when reception dynamic focus is applied.
望ましくは、前記状態信号に基づいて前記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度合い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。望ましくは、前記インジケータは前記高調波画像と共に表示画面上に表示され、前記高調波画像の動的な変化に伴って前記インジケータの表示内容が動的に変化する。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, display processing means for displaying an indicator visually indicating the presence or absence of the possibility that the device-derived harmonic component is included based on the state signal. Preferably, the indicator is displayed on the display screen together with the harmonic image, and the display content of the indicator dynamically changes with the dynamic change of the harmonic image. The indicator may be a character display, a graph display, or the like.
望ましくは、前記インジケータを見たユーザーによって操作される入力手段であって電子リニア走査される超音波ビームの偏向角度を変更する入力部を含む。 Preferably, the input unit is operated by a user who looks at the indicator, and includes an input unit that changes a deflection angle of an ultrasonic beam scanned electronically.
望ましくは、前記状態信号に基づいて電子走査される超音波ビームの偏向角度を可変設定する走査制御手段を含む。望ましくは、前記走査制御手段は、前記偏向角度を試行的に可変した場合における前記状態信号の変化に基づいて最良偏向角度を決定する決定手段と、前記偏向角度の試行的可変後における前記超音波ビームの偏向角度として前記最良偏向角度を設定する設定手段と、を実行する。望ましくは、第1の偏向角度の設定で取得された高調波画像と第2の偏向角度の設定で取得された超音波画像とを合成して合成高調波画像を生成する手段が設けられ、前記合成高調波画像が表示される。 Preferably, it includes a scanning control means for variably setting the deflection angle of the ultrasonic beam that is electronically scanned based on the state signal. Preferably, the scanning control unit includes a determining unit that determines a best deflection angle based on a change in the state signal when the deflection angle is changed on a trial basis, and the ultrasonic wave after the trial variable of the deflection angle. Setting means for setting the best deflection angle as the deflection angle of the beam. Desirably, there is provided means for synthesizing the harmonic image acquired with the setting of the first deflection angle and the ultrasonic image acquired with the setting of the second deflection angle to generate a synthesized harmonic image, A synthesized harmonic image is displayed.
受信信号を参照する場合、その高調波(特に三次高調波)成分を参照してもよい。関心領域内限定で受信信号の参照を行うようにしてもよい。ちなみに、深さ方向に複数の区間が設定される場合、各区間ごとに状態信号を生成する基準値あるいは閾値を個別的に設定するようにしてもよい。なお、ビーム走査制御に代えて、あるいは、それと共に、状態信号に基づいてアナログ受信信号の利得を適応的に制御する手段を設けてもよい。その場合に、可変利得増幅回路の利得(深さ軸方向の利得カーブ)を変更するようにしてもよい。また、そのような利得調整を行った場合に、後段において利得を補償することも可能である。 When referring to the received signal, its harmonic (particularly third harmonic) component may be referenced. The received signal may be referred to only within the region of interest. Incidentally, when a plurality of sections are set in the depth direction, a reference value or threshold value for generating a state signal may be individually set for each section. Instead of or in addition to the beam scanning control, means for adaptively controlling the gain of the analog reception signal based on the status signal may be provided. In this case, the gain (gain curve in the depth axis direction) of the variable gain amplifier circuit may be changed. Further, when such gain adjustment is performed, it is possible to compensate the gain in the subsequent stage.
本発明によれば、高調波画像中に生体で生じた高調波成分以外の高調波成分が反映されている場合においてそれをユーザーに知覚させ、あるいは、それが抑制されるようにして、高調波画像を的確に診断できる。 According to the present invention, when a harmonic component other than the harmonic component generated in the living body is reflected in the harmonic image, the user perceives it or suppresses it so that the harmonic component is suppressed. Diagnose images accurately.
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走査し、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信号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,
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。例えばバンドパスフィルタを利用して2次高調波成分等の高調波成分が抽出される。近時、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が抽出されており、そのような技術をもちろん利用可能である。抽出された高調波成分に基づいて符号16で示されるように、超音波画像(Bモード断層画像)が形成され、それが画面上に表示される。
A harmonic component is extracted from the digital received signal that has undergone the signal processing as described above, as indicated by
抽出された高調波画像には、上述した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 extracted harmonic image may contain device-derived harmonic components in addition to the above-mentioned biological-derived harmonic components, which may be an obstacle in image diagnosis or cause misidentification. There is sex. 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.
符号18で示すように、そのような状態信号に基づいて表示画面上において状態表示を行うことが可能である。すなわちユーザーに対して装置由来高調波成分の発生やその度合いを定量的に表示するものである。このような表示を参照すれば、高調波画像上に本来評価すべき高調波成分ではない高調波成分を含有していることを認識することが可能である。また、本実施形態においては、符号20で示されるように、状態信号に基づいてデータ取得条件の変更が実施されている。具体的には、ビーム偏向角度が変更され、いわゆるリニア偏向走査が実施されて、生体組織境界面と超音波ビームとがなす角度が可変されている。後に説明するように、境界面に対して超音波ビームが直交した時において最も強い反射が得られるため、ビーム角度を偏向すれば、過度に強い振幅に対して弱め操作を適用することが可能となる。その場合において状態信号を参照しつつビーム偏向角度の調整を行えば最適な偏向角度を自動的に見い出すこと等が可能となる。もっとも、状態表示に基づいてユーザーによってマニュアルでビーム偏向角度を可変設定することも可能である。
As indicated by
図2には、第1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の高調波画像が生成されている。 FIG. 2 shows a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first 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 of a living tissue or an in-vivo contrast agent is generated.
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
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
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。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。
The
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高調波抽出部36へ出力される。この高調波抽出部36は例えば高調波成分を抽出するバンドパスフィルタによって構成される。パルスモジュレーション法やパルスインバージョン法が適用される場合、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ことになる。抽出された高調波成分(これも受信信号であると言い得る)はデジタルスキャンコンバータ(DSC)38へ入力され、そのDSC38において各ビーム上の高調波成分がマッピングされ、Bモード画像(高調波画像)が生成される。その画像データは表示処理部40を介して表示部42に送られる。表示部42においては高調波画像が表示される。
The
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は本実施形態において振幅計測部46と状態判定部48とにより構成されている。
In the present embodiment, a state
振幅計測部46は、複数の受信チャンネル処理回路30から取り出される複数のアナログ受信信号に基づいて過大振幅を計測するモジュールである。本実施形態においては、全ての受信チャンネルからアナログ受信信号が取り出されているが、1つのアナログ受信信号あるいはいくつかのアナログ受信信号を参照するようにしてもよい。また、本実施形態においては、可変利得アンプ30Bとフィルタ30Cとの間からアナログ受信信号が取り出されているが、プリアンプ30Aと可変利得アンプ34との間やその他の箇所からアナログ受信信号を取り出すようにしてもよい。
The
振幅計測部46は、複数のアナログ受信信号に基づいて振幅を評価する。本実施形態においては、個々のアナログ受信信号に対して所定の閾値との比較が行われ、閾値を超えた場合に後段の状態判定部48に対してパルスが出力されている。この場合において、所定のビームだけについて振幅計測すなわち過大信号のカウントを行うようにしてもよいし、ある一定の深さだけについてそのような計測を行うようにしてもよい。あるいは特定のフレームに対してそのような計測を行うようにしてもよい。更に、後述するように走査面上に設定された部分領域(関心領域ROI)だけについて評価を行うようにしてもよい。
The
状態判定部48は、振幅計測部46から出力される、過大信号発生頻度を表す値(カウント値)を所定の値と比較し、所定の値よりもカウント値が大きくなった場合には装置由来高調波成分の発生可能性がある状態であると判定する。具体的には、所定の値よりも超えたレベルに応じて不要高調波成分発生状態の度合いを判定している。その状態の有無及びその程度を表す信号が上述した状態信号である。カウント値と所定値とを比較すれば瞬時に過大振幅が生じた場合にそれを無視することができる。
The
本実施形態においては、その状態信号が表示処理部40へ出力されている。表示処理部40は、図3に示すような表示を行う処理部である。すなわち、超音波画像とグラフィック画像とを合成し、その合成画像を表示部40に出力している。
In the present embodiment, the status signal is output to the
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。ちなみに符号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ことになる。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。そこで過大振幅が発生している可能性が高い。
The operation of the display processing unit will be described with reference to FIG. In the
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が行われる。またそのような状態において、所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 state signal along with the
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であるのか、あるいはそれ以外の装置由来の高調波成分が混入しているのか、また混入しているならばその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。 Therefore, the user refers to the indicator as shown in FIG. 3, and when observing the harmonic image, the harmonic component derived from the original tissue or the harmonic component derived from the other device is mixed. If it is, or if it is mixed, it is possible to intuitively understand the degree and use it for image diagnosis.
ちなみに、図2において、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。
Incidentally, in FIG. 2, a
いずれにしても、上述したような状態信号を表す表示を行えば、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。 In any case, if the display indicating the status signal as described above is performed, it is quantitatively recognized whether the signal is an original harmonic or a harmonic due to other factors, and the convenience of the user is achieved. It becomes possible.
図4には、第2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。図1に示した構成と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 4 shows a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
この図4に示す構成例においては、状態判定部48から出力される状態信号がステアリング制御部54へ出力されている。このステアリング制御部54は、リニア偏向走査を行うものであり、特にその偏向角度の設定を行っている。
In the configuration example shown in FIG. 4, the state signal output from the
具体的には、不要高調波成分の発生可能性が検知された場合、ステアリング制御部54がビーム偏向角度を変える制御を実行する。それとともに、試行的なビーム偏向角度の可変を行ったところでの最良の偏向角度が自動的に判断される。すなわち過大振幅が生じない、あるいは過大振幅が最低となる偏向角度が自動的に見いだされ、当該偏向角度が実際に超音波診断を行う際の偏向角度として設定される。図5の(A)には生体中の境界面56に対して送信波58が垂直に入射し、これによって垂直方向に反射波60が生じている様子が描かれている。一方、図5の(B)には境界面に対して送信波62が斜めに入射し、これによって斜め方向に反射波64が生じている様子が描かれている。超音波の性質上、一般に、境界面と超音波ビーム軸とが直交した場合に強い反射波が生じる。つまり、反射波60と反射波64とを比べた場合、他の条件が同一であっても、反射波60の方が強いものとなるのである。この性質を利用して過大振幅の抑制を行える。この場合において、複数の偏向角度を選択し、それらを順番に設定することによりビーム偏向角度の異なるフレームを順番に生成するようにしてもよい。そしてそれぞれのフレーム毎に形成された高調波画像を合成して合成高調波画像を生成するようにしてもよい。このことが図6に図示されている。
Specifically, when the possibility of generating unnecessary harmonic components is detected, the
図6において、符号102は超音波ビームを傾けないで行った基本走査を表している。符号114及び符号116はそれぞれ超音波ビームを傾けて走査を行う偏向走査を表している。それぞれの走査により1つのフレームが構成され、すなわちそれぞれの走査毎に高調波画像が生成される。それらを合成することにより合成超音波画像が作成される。この場合において、ビーム偏向角度として上述のように過大振幅が生じない、あるいはそれが最低となる最良の偏向角度を設定するのが望ましい。図6においては3つのフレームが合成されていたが、少なくとも2つのフレームの合成が行われるのが望ましい。
In FIG. 6,
図7には関心領域(ROI)118の設定が示されている。図7に示す例では、複数のフレームのいずれにも含まれる領域として関心領域118が設定されており、そこにおいて過大振幅の発生度合いが評価される。すなわちフレームの全体に亘って過大振幅の評価を行うのではなく部分的な領域に対して評価を行うものである。画像表示にあたっては、関心領域の部分だけを拡大表示するようにしてもよい。
FIG. 7 shows the setting of the region of interest (ROI) 118. In the example shown in FIG. 7, a region of
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、46 振幅計測部、48 状態判定部。 22 array transducers, 28 reception unit, 30 reception channel processing circuit, 32 adder, 34 signal processing unit, 36 harmonic extraction unit, 40 display processing unit, 44 state signal generation unit, 46 amplitude measurement unit, 48 state determination unit .
Claims (9)
前記増幅器から出力されたアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する変換器と、
前記デジタル受信信号に含まれる高調波成分に基づいて高調波画像を形成する高調波画像形成部と、
前記変換器に入力される前の段階で前記アナログ受信信号を参照することにより、前記高調波画像中に生体内で発生した生体由来高調波成分の他に超音波診断装置内で発生した装置由来高調波成分が含まれる可能性の有無又は程度を示す状態信号を生成する状態信号生成手段と、
を含み、
前記状態信号が表示処理及びビーム走査制御の少なくとも一方で利用される、ことを特徴とする超音波診断装置。 An amplifier for amplifying an analog reception signal obtained by ultrasonic transmission / reception;
A converter for converting an analog reception signal output from the amplifier into a digital reception signal;
A harmonic image forming unit that forms a harmonic image based on a harmonic component included in the digital reception signal;
By referring to the analog reception signal at the stage before being input to the converter, it is derived from the device generated in the ultrasonic diagnostic apparatus in addition to the living body-derived harmonic component generated in the living body in the harmonic image. State signal generating means for generating a state signal indicating the presence or absence or degree of possibility of including harmonic components;
Including
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the status signal is used in at least one of display processing and beam scanning control.
前記状態信号生成手段は、
前記アナログ受信信号に対して過剰振幅値の発生量を検出する検出手段と、
前記過剰振幅値の発生量に基づいて前記状態信号を生成する手段と、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 1.
The state signal generating means includes
Detecting means for detecting an amount of occurrence of an excessive amplitude value with respect to the analog reception signal;
Means for generating the state signal based on the amount of occurrence of the excess amplitude value;
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記増幅器は、初段増幅回路と、その後段に設けられ受信点深さに応じて利得が可変設定される可変利得増幅回路と、を含み、
前記検出手段は、前記可変利得増幅回路と前記変換器の間から取り出されるアナログ受信信号を参照する、ことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 2.
The amplifier includes a first stage amplifier circuit, and a variable gain amplifier circuit that is provided at a subsequent stage and the gain is variably set according to the reception point depth,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the detection means refers to an analog reception signal taken out between the variable gain amplifier circuit and the converter.
前記状態信号に基づいて前記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度合い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 1.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: display processing means for displaying an indicator visually indicating whether or not the apparatus-derived harmonic component may be included based on the state signal.
前記インジケータは前記高調波画像と共に表示画面上に表示され、前記高調波画像の動的な変化に伴って前記インジケータの表示内容が動的に変化する、ことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 4.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the indicator is displayed on a display screen together with the harmonic image, and the display content of the indicator dynamically changes in accordance with a dynamic change of the harmonic image.
前記インジケータを見たユーザーによって操作される入力手段であって電子リニア走査される超音波ビームの偏向角度を変更する入力部を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 5.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: an input unit that is operated by a user viewing the indicator and changes an deflection angle of an ultrasonic beam that is electronically scanned;
前記状態信号に基づいて電子走査される超音波ビームの偏向角度を可変設定する走査制御手段を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 1.
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: scanning control means for variably setting a deflection angle of an ultrasonic beam that is electronically scanned based on the state signal.
前記走査制御手段は、
前記偏向角度を試行的に可変した場合における前記状態信号の変化に基づいて最良偏向角度を決定する決定手段と、
前記偏向角度の試行的可変後における前記超音波ビームの偏向角度として前記最良偏向角度を設定する設定手段と、
を実行することを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 7.
The scanning control means includes
Determining means for determining a best deflection angle based on a change in the state signal when the deflection angle is changed on a trial basis;
Setting means for setting the best deflection angle as a deflection angle of the ultrasonic beam after the trial variable of the deflection angle;
The ultrasonic diagnostic apparatus characterized by performing.
第1の偏向角度の設定で取得された高調波画像と第2の偏向角度の設定で取得された超音波画像とを合成して合成高調波画像を生成する手段が設けられ、
前記合成高調波画像が表示される、ことを特徴とする超音波診断装置。 The apparatus of claim 7.
Means for synthesizing the harmonic image acquired at the setting of the first deflection angle and the ultrasonic image acquired at the setting of the second deflection angle to generate a synthesized harmonic image;
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the synthesized harmonic image is displayed.
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