JP2018175478A - Ultrasonic diagnosis device - Google Patents

Ultrasonic diagnosis device Download PDF

Info

Publication number
JP2018175478A
JP2018175478A JP2017080469A JP2017080469A JP2018175478A JP 2018175478 A JP2018175478 A JP 2018175478A JP 2017080469 A JP2017080469 A JP 2017080469A JP 2017080469 A JP2017080469 A JP 2017080469A JP 2018175478 A JP2018175478 A JP 2018175478A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
transmission
focal position
unit
scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017080469A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7011399B2 (en
Inventor
弘敏 呉
Hirotoshi Go
弘敏 呉
衛 廣岡
Mamoru Hirooka
衛 廣岡
寛行 倉島
Hiroyuki Kurashima
寛行 倉島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fukuda Denshi Co Ltd
Original Assignee
Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fukuda Denshi Co Ltd filed Critical Fukuda Denshi Co Ltd
Priority to JP2017080469A priority Critical patent/JP7011399B2/en
Publication of JP2018175478A publication Critical patent/JP2018175478A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7011399B2 publication Critical patent/JP7011399B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate and display a tomogram image of high resolution without degrading a frame rate.SOLUTION: A transmission-side focus position is changed per frames according to a focus position set including the ordered and predefined plurality of transmission-side focus position of an ultrasonic beam to be transmitted into a biological body, and the change of the transmission-side focus position is cycled per said predefined plurality of focus positions so as to repeat scanning of the ultrasonic beam into the subject. In chronological frame images generated based on received signal, a frame-synthesis of the chronologically-aligned plurality of frame images is repeated. Accordingly, a tomogram image including the frame images after the frame-synthesis is displayed.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、被検体内を超音波ビームで走査しながら反射超音波を受信して受信信号を得、受信信号に基づいて時系列的な複数のフレーム画像を生成し、フレーム画像由来の、被検体内の断層像(いわゆるBモード像)を表示する超音波診断装置に関する。   The present invention receives a reflected ultrasonic wave while scanning the inside of an object with an ultrasonic beam to obtain a received signal, generates a plurality of time-sequential frame images based on the received signal, and generates an object derived from the frame image. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a tomogram (so-called B mode image) in a sample.

上記の超音波診断装置が知られており(一例として特許文献1参照)、病院等で広く使用されている。   The above ultrasonic diagnostic apparatus is known (see, for example, Patent Document 1), and is widely used in hospitals and the like.

この超音波診断装置における1つの重要なテーマは、如何にして高分解能の断層像を生成して表示するか、という点である。   One important theme in this ultrasonic diagnostic apparatus is how to generate and display a high-resolution tomogram.

高分解能の断層像を生成して表示するための1つの技術として、被検体内に超音波ビームを送信して反射超音波を受信する際の受信側については、いわゆるダイナミックフォーカスと呼ばれる技術が採用される。このダイナミックフォーカスは、被検体内の浅い位置まで進んでその浅い位置で反射して戻ってくる超音波と被検体内の深い位置まで進んでその深い位置で反射して戻ってくる超音波との間に時間差が生まれることを利用して、受信側焦点位置を時間的に深さ方向に変化させる技術である。   As a technique for generating and displaying high-resolution tomograms, a technique called dynamic focusing is used for the receiving side when transmitting an ultrasound beam into a subject and receiving reflected ultrasound. Be done. This dynamic focusing is performed by advancing to a shallow position in the subject, reflecting at the shallow position, returning ultrasound, and advancing to a deep position in the subject and reflecting at the deep position and returning ultrasound. It is a technology to change the receiving side focal point position in the time direction in the depth direction by making use of the time difference between them.

しかしながら、送信側については、このダイナミックフォーカスの技術を採用することはできず、予め定めておいた深さ位置1点に送信側焦点を有する超音波ビームを送信することになる。このため、断層像の、送信側焦点近傍の深さ領域については比較的高い分解能の断層像が得られても、送信側焦点から離れた深さ領域については比較的低い分解能の断層像となる。このため、深さ方向の広い領域に亘って診察対象とする断層像を得ようとすると、送信側焦点を細くは絞らずに広げ気味とすることが行われている。   However, on the transmitting side, this dynamic focusing technique can not be adopted, and an ultrasonic beam having the transmitting side focus at one predetermined depth position is to be transmitted. Therefore, even if a tomogram with relatively high resolution is obtained for a depth region near the transmission side focal point of the tomogram, a relatively low resolution tomogram is obtained for a depth region away from the transmission side focal point . For this reason, in order to obtain a tomogram to be examined over a wide region in the depth direction, it has been practiced to broaden the focus on the transmission side without narrowing the focus.

送信側についても分解能が高くかつ深さ方向に均一なビームを得るために、例えば、送信側焦点位置を浅い位置に設定した超音波ビームを送信して得た断層像と、送信側焦点位置を深い位置に設定した超音波ビームを送信して得た断層像など、送信側焦点を深さ方向の複数の位置それぞれに設定して超音波ビームを送信して得た複数の断層像を得、それら複数の断層像の、分解能が高い、それぞれの送信側焦点近傍の領域を切り出してつなぎ合わせることにより、深さ方向について広い範囲に亘って高分解能の1枚の断層像を得る多段フォーカスと呼ばれる技術が知られている。しかしながら、この技術を採用して、例えばn枚の断層像から高分解能の1枚の断層像を合成すると、フレームレートが1/nに低下してしまうという別の問題が発生する。フレームレートは単位時間当たりの断層像の数であり、フレームレートが低いと円滑な動きのある断層像を表示することができないことになる。   In order to obtain a uniform beam in the depth direction with high resolution also on the transmitting side, for example, a tomographic image obtained by transmitting an ultrasonic beam with the transmitting focal position set at a shallow position, and the transmitting focal position A plurality of tomograms obtained by transmitting the ultrasonic beam by setting the focal point on the transmission side to each of a plurality of positions in the depth direction, such as a tomographic image obtained by transmitting an ultrasonic beam set at a deep position; It is called multi-stage focusing that obtains one high-resolution tomogram over a wide range in the depth direction by cutting out and connecting areas near each of the high-resolution transmission-side focal points of these multiple tomograms. Technology is known. However, if this technique is adopted to synthesize one high resolution tomographic image from, for example, n tomographic images, another problem arises that the frame rate is reduced to 1 / n. The frame rate is the number of tomograms per unit time, and if the frame rate is low, tomograms with smooth motion can not be displayed.

特開2014−144113号公報JP, 2014-144113, A

本発明は、上記事情に鑑み、フレームレートを下げることなく高い分解能の断層像を生成して表示することのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating and displaying a high resolution tomogram without lowering the frame rate.

上記目的を達成する本発明の超音波診断装置は、
被検体内を超音波ビームで走査しながら反射超音波を受信して受信信号を得、該受信信号に基づいて時系列的なフレーム画像を生成し、該フレーム画像由来の、被検体内の断層像を表示する超音波診断装置であって、
被検体内に送信する超音波ビームの、順序づけられた予め定められた複数の送信側焦点位置からなる焦点位置セットにしたがって送信側焦点位置をフレームごとに変更し、かつ該送信側焦点位置の変更を該複数ごとに循環させながら、超音波ビームによる被検体内の走査を繰り返させす走査制御部と、
前記受信信号に基づいて生成された時系列的なフレーム画像について、時系列的に並ぶ前記複数のフレーム画像の合成処理を順次に繰り返すフレーム合成部と、
前記フレーム合成部での合成処理後のフレーム画像からなる断層像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention which achieves the above object is
While scanning the inside of the subject with an ultrasound beam, the reflected ultrasound is received to obtain a received signal, and a time-sequential frame image is generated based on the received signal, and a tomographic image in the subject derived from the frame image An ultrasonic diagnostic apparatus for displaying an image,
The transmitting focal position is changed for each frame according to a set of focal positions consisting of a plurality of predetermined, predetermined transmitting focal positions of the ultrasound beam to be transmitted into the object, and the transmission focal position is changed A scan control unit that repeats scanning of the inside of the subject with the ultrasonic beam while circulating each of the plurality.
A frame combining unit that sequentially repeats combining processing of the plurality of frame images arranged in time series with respect to time-series frame images generated based on the received signal;
And a display unit for displaying a tomogram composed of a frame image after the combining process in the frame combining unit.

本発明の超音波診断装置によれば、送信側焦点位置が異なる複数の断層像の合成処理を順次に繰り返すため、フレームレートを下げることなく、高分解能の断層像を生成して表示することができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, high-resolution tomograms can be generated and displayed without lowering the frame rate because the synthesis processing of a plurality of tomograms having different transmission-side focal positions is sequentially repeated. it can.

ここで、本発明の超音波診断装置において、前記フレーム合成部が、各フレーム画像ごとの送信側焦点の近傍領域について、該近傍領域よりも該各フレーム画像ごとの送信側焦点から離れた遠方領域と比べ重みを増した重み付け関数を用いた重み付け処理を行なうことが好ましい。   Here, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the frame synthesizing unit is a far-field area apart from the transmission-side focal point for each frame image in the near-field area of the transmission-side focal point for each frame image. It is preferable to perform a weighting process using a weighting function whose weight is increased compared to.

フレーム合成処理を実行するにあたり、送信側焦点位置の近傍領域について重みを増した重み付け関数を用いた重み付け処理を行なうことにより、生成される断層像の分解能がさらに高められる。   In performing the frame synthesis process, the resolution of the tomogram to be generated is further enhanced by performing the weighting process using the weighted function on the region near the transmission-side focal position.

また、本発明の超音波診断装置において、前記焦点位置セットを構成する複数の送信側焦点位置を調整自在に設定する設定部をさらに備えることも好ましい態様である。   Further, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, it is also preferable to further include a setting unit that adjustably sets a plurality of transmission-side focus positions constituting the focus position set.

送信側焦点位置を調整自在に設定することにより、断層像上の診察したい領域がある一部の深さ領域にある場合に、その特定の深さ領域の分解能をさらに向上させるように送信側焦点位置を調整するなど、その時々の診察対象に応じた設定が可能となる。   By setting the transmitting focus position to be adjustable, the transmitting focus can be further enhanced to further improve the resolution of the specific depth region when the region to be examined on the tomographic image is in a partial depth region. It becomes possible to set up according to the subject of the examination every time, such as adjusting the position.

さらに、本発明の超音波診断装置において、前記走査制御部が、走査偏向最大角度をフレームごとに変更させる制御を行なうものであって、前記焦点位置セットにしたがって送信側焦点位置を深い位置に設定するフレームほど大きな走査偏向最大角度に設定することが好ましい。   Furthermore, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the scan control unit performs control to change the scan deflection maximum angle for each frame, and sets the transmission-side focal position to a deeper position according to the focal position set. It is preferable to set the scanning deflection maximum angle as large as the number of frames.

送信側焦点位置が被検体内の深い位置にあると、浅い位置にある場合と比べ、偏向角度が大きくてもアーチファクトが抑えられる。   When the transmitting focal position is at a deep position in the subject, artifacts are suppressed even if the deflection angle is large, as compared with the case where the transmitting focal position is at a shallow position.

さらに、本発明の超音波診断装置において、前記走査制御部が、前記焦点位置セットにしたがって送信側焦点位置をフレームごとに変更させかつ該送信側焦点位置の変更を該複数ごとに循環させるとともに、送信側焦点位置が浅いほど高い周波数の超音波で被検体内の走査を繰り返させることも好ましい態様である。   Furthermore, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the scan control unit changes the transmission focal position for each frame according to the focal position set and circulates the transmission focal position changes for each of the plurality. It is also a preferred embodiment to repeat the scanning within the subject with ultrasonic waves of higher frequency as the transmission side focal position is shallower.

超音波の周波数が高いほど、断層像の分解能を高めることができる。ただし、周波数が高い超音波は減衰が激しく、深い領域の診察には不向きである。そこで、超音波の周波数を送信側焦点位置に連動させて、送信側焦点位置が浅いほど高い周波数の超音波を採用することにより、断層像の特に浅い領域について分解能をさらに高めることができる。   The higher the frequency of the ultrasound, the higher the resolution of the tomogram. However, high-frequency ultrasound is highly attenuated and is not suitable for examination in deep regions. Therefore, by making the frequency of the ultrasonic wave interlock with the transmission-side focal position and adopting a higher frequency ultrasonic wave as the transmission-side focal position is shallower, it is possible to further improve the resolution in a particularly shallow region of the tomographic image.

以上の本発明によれば、フレームレートを下げることなく高い分解能の断層像を生成して表示することのできる超音波診断装置が実現する。   According to the present invention as described above, an ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating and displaying a high resolution tomogram without lowering the frame rate is realized.

本発明の一実施形態としての超音波診断装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the composition of the ultrasonic diagnostic equipment as one embodiment of the present invention. 焦点位置セットの第1例を示した図である。It is a figure showing the 1st example of a focal point set. 断層像を表わす時系列的な複数のフレームのイメージ図である。It is an image figure of a time-sequential several frame showing a tomogram. フレーム合成部におけるフレーム合成処理の説明図である。It is explanatory drawing of the frame compositing process in a frame compositing part. 各送信側焦点位置ごとの重み付け関数の定義を示した図である。It is a figure showing the definition of the weighting function for each transmitting side focal position. 焦点位置セットの第2例を示した図である。It is a figure showing the 2nd example of a focal point set. 断層像を表わす時系列的な複数のフレームのイメージ図である。It is an image figure of a time-sequential several frame showing a tomogram. フレーム合成部におけるフレーム合成処理の説明図である。It is explanatory drawing of the frame compositing process in a frame compositing part. 1回のフレーム合成処理に用いる7つのフレームを重ねて示した図である。It is the figure which accumulated and showed seven frames used for one frame synthetic | combination processing.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1は、本発明の一実施形態としての超音波診断装置の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

この図1に示す超音波診断装置100には、超音波探触子1が備えられている。この超音波探触子1は、着脱自在に交換され、生体30の診断部位や診断内容等に応じて、それに適した超音波探触子が用いられる。この超音波探触子1には、生体30の体表に当てがわれる側の先端に、圧電セラミックス等の振動子(図示せず)が配列されている。また、この超音波探触子1には、送信部2と受信部3が接続されている。   The ultrasound diagnostic device 100 shown in FIG. 1 is provided with an ultrasound probe 1. The ultrasonic probe 1 is detachably replaced, and an ultrasonic probe suitable for the diagnostic region, diagnostic content, etc. of the living body 30 is used. In the ultrasonic probe 1, transducers (not shown) such as piezoelectric ceramics are arranged at the tip of the side that is applied to the body surface of the living body 30. Further, the transmitter unit 2 and the receiver unit 3 are connected to the ultrasound probe 1.

送信部2には、送信の繰り返し周期(例えば4KHz)を与えるレートパルスを発生するパルス発生器が含まれている。この送信部2は、例えば64チャンネルの、パルスドライバ及び遅延回路を有する。パルスドライバは、レートパルスのタイミングで、設定された送信周波数(例えば2.5MHz)により定まる周期の振動パルスを発生し、超音波探触子1の振動子に印加する。遅延回路は超音波ビームを収束し、かつ指向性を与えるために各チャンネル毎のパルス発生タイミングに所定の遅延を与える。その結果、指向性を有する超音波ビームが生体30内にパルス状に送信される。このようにして、超音波探触子1から、レートパルス周期で、生体30内に延びる、例えば256本の走査線それぞれに沿う超音波ビームが順次に送信されて、1フレーム分の走査が完了する。   The transmitter 2 includes a pulse generator that generates a rate pulse giving a repetition cycle of transmission (for example, 4 KHz). The transmission unit 2 has, for example, 64 channels of pulse drivers and delay circuits. The pulse driver generates an oscillating pulse of a cycle determined by the set transmission frequency (for example, 2.5 MHz) at the timing of the rate pulse, and applies it to the transducer of the ultrasonic probe 1. The delay circuit focuses the ultrasonic beam and gives a predetermined delay to the pulse generation timing for each channel in order to provide directivity. As a result, an ultrasonic beam having directivity is transmitted in a pulsed manner into the living body 30. In this manner, ultrasound beams extending along the scanning line, for example, each of 256 scanning lines extending into the living body 30 are sequentially transmitted from the ultrasound probe 1 at a rate pulse period, and scanning for one frame is completed. Do.

一方、生体30内の音響インピーダンスの不連続面で反射した超音波は超音波探触子1を介して受信部3でチャンネル毎に受信されて受信信号に変換される。受信部3は、プリアンプ、A/D変換回路、遅延回路、加算回路、直交検波回路、および振幅計算回路から構成されている。受信信号は、プリアンプで増幅され、A/D変換回路によりデジタルの受信信号に変換され、遅延回路により各チャンネル毎に所定の遅延が与えられて、加算回路により加算される。直交検波回路では、加算回路からの出力信号をベースバンド帯域の同相信号(I信号、I:In−phase)と直交信号(Q信号、Q:Quadrature−phase)に変換し、さらに振幅計算回路で振幅計算を行なう。これにより、各走査線1aについて順次に、超音波ビームが送信された方向からの反射超音波が受信される。受信部3から出力された受信信号は、対数圧縮部4で対数圧縮され、Bモード信号処理部5でBモード信号処理がなされ、フレームごとに順次に、フレームメモリ6に一旦格納される。そして、このフレームメモリ6に格納された所定フレーム数分の受信信号が読み出されて、フレーム合成部7によりフレーム合成処理が行われる。このフレーム合成部7におけるフレーム合成処理については、後述する。   On the other hand, the ultrasonic wave reflected by the discontinuous surface of the acoustic impedance in the living body 30 is received for each channel by the receiver 3 via the ultrasonic probe 1 and converted into a reception signal. The receiving unit 3 includes a preamplifier, an A / D conversion circuit, a delay circuit, an addition circuit, a quadrature detection circuit, and an amplitude calculation circuit. The received signal is amplified by the preamplifier, converted into a digital received signal by the A / D conversion circuit, given a predetermined delay for each channel by the delay circuit, and added by the addition circuit. In the quadrature detection circuit, the output signal from the addition circuit is converted into an in-phase signal (I signal, I: In-phase) and a quadrature signal (Q signal, Q: Quadrature-phase) in the baseband band, and an amplitude calculation circuit Calculate the amplitude with. Thereby, the reflected ultrasound from the direction in which the ultrasound beam is transmitted is sequentially received for each scanning line 1a. The received signal output from the receiving unit 3 is logarithmically compressed by the logarithmic compression unit 4, subjected to B mode signal processing by the B mode signal processing unit 5, and temporarily stored in the frame memory 6 sequentially for each frame. Then, the reception signals for a predetermined number of frames stored in the frame memory 6 are read out, and the frame synthesis unit 7 performs frame synthesis processing. The frame combining process in the frame combining unit 7 will be described later.

フレーム合成処理後の受信信号は、フレーム相関部8に入力される。このフレーム相関部8では、入力された現在のフレーム信号とその1つ前に入力されたフレーム信号との間で1次のIIRフィルタ処理が行われる。ただし、場合により、このフレーム相関部8での処理を省くことも可能である。フレーム相関部8からの出力信号はシネメモリ9に格納される。   The received signal after the frame synthesis process is input to the frame correlation unit 8. In the frame correlation unit 8, first-order IIR filtering is performed between the current frame signal input and the frame signal input immediately before that. However, depending on the case, it is also possible to omit the processing in the frame correlation unit 8. The output signal from the frame correlation unit 8 is stored in the cine memory 9.

シネメモリ9に格納された受信信号は、更にデジタルスキャンコンバータ(DSC)10に入力される。このDSC10では、座標変換処理と直線補間処理により、各走査線1aごとの受信信号の、1フレーム分の集合が、表示部11の表示画面に表示するのに適した信号に変換される。このDSC10で信号変換により生成された、表示部11の表示画面に表示するのに適した信号は表示部11に入力され、その表示部11の表示画面上に、DSC10から送られてきた信号に基づく断層像が表示される。   The received signal stored in the cine memory 9 is further input to the digital scan converter (DSC) 10. In the DSC 10, a set of one frame worth of received signals for each scanning line 1a is converted to a signal suitable for display on the display screen of the display unit 11 by coordinate conversion processing and linear interpolation processing. A signal suitable for display on the display screen of the display unit 11 generated by signal conversion by the DSC 10 is input to the display unit 11, and the signal sent from the DSC 10 is displayed on the display screen of the display unit 11. The tomogram based on it is displayed.

次に、フレーム合成部7、フレーム合成設定部71、および焦点位置設定部21について説明する。   Next, the frame combining unit 7, the frame combining setting unit 71, and the focus position setting unit 21 will be described.

フレーム合成設定部71では、1回のフレーム合成処理を行なうフレームの数が設定される。焦点位置設定部21では、フレーム合成設定部71において設定された1回のフレーム合成処理のフレームの数と同数の送信側焦点位置からなる焦点位置セットが設定される。   The frame synthesis setting unit 71 sets the number of frames to be subjected to one frame synthesis process. The focal position setting unit 21 sets a focal position set including the same number of transmission focal positions as the number of frames in one frame synthesis processing set by the frame synthesis setting unit 71.

図2は、焦点位置セットの第1例を示した図である。   FIG. 2 is a diagram showing a first example of the focal position set.

ここでは、フレーム合成設定部71において、1回のフレーム合成処理を行なうフレームの数が「3」と設定されたものとする。その場合、焦点位置セット22は、図2に示すように、3つの送信側焦点位置から構成される。ここで、送信側焦点位置d1,d2,d3は、d1<d2<d3であって、送信側焦点位置d1は、これら3つのうちの生体30内の最も浅い位置にあり、送信側焦点位置d2は、中程度の深さ位置にあり、送信側焦点位置d3は、これら3つのうちの最も深い位置にある。これら3つの送信側焦点位置d1,d2,d3は、今回生成される断層像内の浅い領域から深い領域に亘る全域を診察対象とするのに適切な値にプリセットされているが、ユーザにより深さ方向に移動することができる。   Here, it is assumed that the number of frames on which frame composition processing is performed once is set to "3" in the frame composition setting unit 71. In that case, the focal position set 22 is composed of three transmitting focal positions as shown in FIG. Here, the transmission-side focal positions d1, d2 and d3 are d1 <d2 <d3, and the transmission-side focal position d1 is at the shallowest position in the living body 30 among these three, and the transmission-side focal position d2 Is at the middle depth position, and the transmitting focal position d3 is at the deepest position among these three. These three transmission focus positions d1, d2 and d3 are preset to values suitable for examining the entire area from the shallow area to the deep area in the tomogram generated this time, but the depth is determined by the user. It can move in the longitudinal direction.

図3は、断層像を表わす時系列的な複数のフレームのイメージ図である。   FIG. 3 is an image diagram of a plurality of chronological frames representing a tomogram.

ここでは、超音波探触子1として、リニアスキャン用の超音波探触子が装着され、また走査制御部31によりリニアスキャンの制御が行われているものとする。ここで、リニアスキャンは、各走査線1a(各超音波ビームの進行方向)が互いに平行に延び、横方向にシフトしていく走査方式をいう。   Here, it is assumed that an ultrasonic probe for linear scanning is mounted as the ultrasonic probe 1, and control of linear scanning is performed by the scanning control unit 31. Here, the linear scan refers to a scanning method in which the scanning lines 1a (the traveling directions of the ultrasonic beams) extend in parallel with each other and shift in the lateral direction.

図3(a)〜(f)は、時系列的に生成された各1フレーム分の受信信号を示している。ここでは、図3(a)〜(f)に示す各1フレーム分の受信信号を、それぞれフレームa〜フレームfと称する。   FIGS. 3A to 3F show reception signals of one frame each generated in time series. Here, the reception signals for one frame shown in FIGS. 3A to 3F are referred to as frame a to frame f, respectively.

フレームaの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図2に示す焦点位置セット22の1番目の送信側焦点位置d1となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングを調整する。同様にして、フレームbの生成の際は、送信部2の遅延回路では、焦点位置セット22の2番目の送信側焦点位置d2となるように調整し、フレームcの生成の際は、送信部2の遅延回路では、焦点位置セット22の3番目の送信側焦点位置d3となるように調整する。さらに次のフレームdの生成の際は、送信部2の遅延回路では、焦点位置セット22の先頭に戻り、送信側焦点位置d1となるように調整する。すなわち、ここでは、送信側焦点位置が循環的にd1,d2,d3となるように1フレームごとに遅延パターンを変更する。このようにして、この図3に示すフレームa〜フレームfの6フレームだけでなく多数のフレームの生成を繰り返す。このようにして生成されたフレームa,b,c,・・・はフレームメモリ6に順次に格納される。このフレームメモリ6は、次に説明するフレーム合成処理の実行に支障ががない程度のメモリ容量を有するが、フレームメモリ6が満杯になると、先に格納したフレームから順に上書きされる。   When the frame a is generated, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the pulse generation timing for each channel so as to be the first transmission-side focal position d1 of the focal position set 22 shown in FIG. Similarly, when the frame b is generated, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the transmission position of the focal position set 22 so as to be the second transmission side focal position d2, and when the frame c is generated, the transmission unit In the second delay circuit, adjustment is made to be the third transmission focal position d3 of the focal position set 22. Further, at the time of generation of the next frame d, the delay circuit of the transmission unit 2 returns to the top of the focal position set 22 and adjusts so as to be the transmission focal position d1. That is, here, the delay pattern is changed for each frame so that the transmission-side focal position cyclically becomes d1, d2, d3. Thus, generation of not only six frames of frame a to frame f shown in FIG. 3 but also a large number of frames is repeated. The frames a, b, c,... Thus generated are sequentially stored in the frame memory 6. The frame memory 6 has a memory capacity to such an extent that there is no hindrance to the execution of the frame composition process to be described next. However, when the frame memory 6 is full, the frame memory 6 is overwritten in order from the previously stored frame.

図4は、フレーム合成部におけるフレーム合成処理の説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a frame combining process in the frame combining unit.

ここに示す例では、フレーム合成設定部71において、1回の合成処理のフレーム数が「3」に設定されている。そこで、フレーム合成部7では、先ずは、図3に示す3つのフレームa〜cについてフレーム合成処理が行なわれる。すなわち、ここでは、3つのフレームa〜cの互いに対応する点の信号値どうしが平均化され、その平均化された信号値がその点に対応づけられる。   In the example shown here, the frame combining setting unit 71 sets the number of frames in one combining process to “3”. Therefore, in the frame combining unit 7, first, frame combining processing is performed on the three frames a to c shown in FIG. That is, here, the signal values of corresponding points of three frames a to c are averaged, and the averaged signal values are associated with the points.

ただし、ここでのフレーム合成処理にあたっては、重み付け平均処理が採用されている。   However, weighted average processing is employed in the frame synthesis processing here.

図5は、各送信側焦点位置ごとの重み付け関数の定義を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing the definition of the weighting function for each transmission-side focal position.

フレームaについては、送信側焦点位置d1の近傍領域D1について、送信側焦点位置d1から離れた他の領域D2,D3と比べ重みを増した重み付けとする。ここでは一例として、領域D1内の各点(i)の信号値を3倍にする。これに対し、他の領域D2,D3内の各点(i)については、その点の信号値の3倍から線形的に低減されて、深さ方向の重み付け関数DW1(i)とする。これと同様に、フレームbについては、送信側焦点位置d2の近傍領域D2について、送信側焦点位置d2から離れた他の領域D1,D3と比べ重みを増した重み付けをする。ここでは一例として、領域D2内の各点(i)の信号値を3倍にする。これに対し、他の領域D1,D3内の各点(i)については、その重みが3から線形的に低減され、深さ方向の関数DW2(i)とする。さらに、フレームcについては、送信側焦点位置d3の近傍領域D3について、送信側焦点位置d3から離れた他の領域D1,D2と比べ重みを増した重み付けをする。ここでは一例として、領域D3内の各点(i)の信号値を3倍にする。これに対し、他の領域D1,D2内の各点(i)については、その重みが3から線形的に低減され、深さ方向の関数DW3(i)とする。   For the frame a, the neighborhood area D1 of the transmission-side focal position d1 is weighted more than the other areas D2 and D3 far from the transmission-side focal position d1. Here, as an example, the signal value of each point (i) in the region D1 is tripled. On the other hand, for each point (i) in the other regions D2 and D3, the weighting value DW1 (i) in the depth direction is linearly reduced from three times the signal value of that point. Similarly, with regard to the frame b, weighting is performed on the vicinity area D2 of the transmission-side focal position d2 with an increased weight compared to other areas D1 and D3 far from the transmission-side focal position d2. Here, as an example, the signal value of each point (i) in the region D2 is tripled. On the other hand, the weight of each point (i) in the other areas D1 and D3 is linearly reduced from 3 to be a function DW2 (i) in the depth direction. Further, with regard to the frame c, weighting is performed to increase the weight in the vicinity area D3 of the transmission-side focal position d3 compared to other areas D1 and D2 far from the transmission-side focal position d3. Here, as an example, the signal value of each point (i) in the region D3 is tripled. On the other hand, the weight of each point (i) in the other areas D1 and D2 is linearly reduced from 3 to be a function DW3 (i) in the depth direction.

具体的には、3つのフレームa〜cの互いに対応する点(i)の信号値をSa(i),Sb(i),Sc(i)としたとき、
平均値S(i)=(Sa(i)×DW1(i)+Sb(i)×DW2(i)+Sc(i)×DW3(i))/(DW1(i)+DW2(i)+DW3(i))
により、平均値S(i)が算出されて、その点(i)に対応づけられる。
Specifically, when the signal values of the corresponding points (i) of the three frames a to c are Sa (i), Sb (i) and Sc (i),
Average value S (i) = (Sa (i) × DW1 (i) + Sb (i) × DW2 (i) + Sc (i) × DW3 (i)) / (DW1 (i) + DW2 (i) + DW3 (i) )
Thus, the average value S (i) is calculated and associated with the point (i).

3つのフレームa〜cのフレーム合成処理が終了すると、次に、1つずれた3つのフレームb〜dのフレーム合成処理が実行される。フレームb,cについての重み付けは上記の通りであり、フレームdについての重み付けは、フレームaについての重み付けと同じである。さらにその次は、さらに1つずれた3つのフレームc〜eのフレーム合成処理が実行される。フレームc,dについての重み付けは上記の通りであり、フレームeについての重み付けは、フレームbについての重み付けと同じである。また、フレームfについての重み付けは、フレームcについての重み付けと同じである。   When the frame composition process of the three frames a to c is completed, next, the frame composition process of the three frames b to d shifted by one is performed. The weighting for frames b and c is as described above, and the weighting for frame d is the same as the weighting for frame a. Further, next, frame composition processing of three frames c to e further shifted is executed. The weighting for frames c and d is as described above, and the weighting for frame e is the same as the weighting for frame b. Also, the weighting for frame f is the same as the weighting for frame c.

このようにして、1回につき3つのフレームについてのフレーム合成処理を順次に実行する。このフレーム合成処理により生成されるフレームは、d1,d2,d3の3つの送信側焦点位置に焦点を結んだ、断層像全域に亘って高分解能な断層像となる。   In this way, frame composition processing for three frames at a time is sequentially performed. A frame generated by this frame synthesis processing is a high resolution tomogram over the entire tomogram, focusing on the three transmission side focal positions of d1, d2 and d3.

フレーム合成部7を通過した後の処理については、前述した通りである。   The processing after passing through the frame combining unit 7 is as described above.

図6は、複数の送信側焦点位置からなる焦点位置セットの第2例を示した図である。   FIG. 6 is a diagram showing a second example of a focal position set including a plurality of transmission focal positions.

ここでは、フレーム合成設定部71で1回の平均処理を行なうフレームの数が「7」に設定されたものとする。この場合、図6に示すように、焦点位置セット23には、同一の送信側焦点位置の重複を許容した7つの送信側焦点位置が含まれることになる。図2の場合と同様、ここでも、送信側焦点位置d1,d2,d3は、d1<d2<d3であって、送信側焦点位置d1は、これら3つのうち生体30内の最も浅い位置にあり、送信側焦点位置d2は、中程度の深さ位置にあり、送信側焦点位置d3は、これら3つのうちの最も深い位置にある。これら3つの送信側焦点位置d1,d2,d3は、今回の断層像の全域を診察対象とするのに適切な値にプリセットされているが、ユーザにより深さ方向に移動することができる。また、送信側焦点位置は、3つには限られず、最大、1回の平均処理を行なうフレームの数(ここでは「7」)と同数だけ、別々の送信側焦点位置を設定することができる。   Here, it is assumed that the number of frames to be subjected to one averaging process is set to “7” by the frame combining setting unit 71. In this case, as shown in FIG. 6, the focal position set 23 includes seven transmitting focal positions that allow overlapping of the same transmitting focal position. As in the case of FIG. 2, here too, the transmission side focal positions d1, d2 and d3 are d1 <d2 <d3, and the transmission side focal position d1 is at the shallowest position in the living body 30 among these three. The transmission focal position d2 is at a medium depth position, and the transmission focal position d3 is at the deepest position among these three. These three transmission focus positions d1, d2 and d3 are preset to values suitable for examining the entire area of the tomogram this time, but can be moved in the depth direction by the user. Also, the number of transmitting focal positions is not limited to three, and it is possible to set different transmitting focal positions by the same number as the number of frames to be subjected to one averaging process at the maximum (here, “7”). .

ここで、この図6に示す焦点位置セット23には、d1が2回、d2が3回、d3が2回、出現している。すなわち、ここに示した例は、中程度の深さ位置にやや重きを置いた設定になっている。   Here, in the focus position set 23 shown in FIG. 6, d1 appears twice, d2 three times, and d3 twice. That is, the example shown here is set to place a slight emphasis on the middle depth position.

また、この図6に示す焦点位置セット23には超音波の周波数f1,f2,f3のセットも記録されている。周波数f1,f2,f3は、f1>f2>f3である。すなわち、この焦点位置セット23に設定されている3つの送信側焦点位置d1,d2,d3のうち生体30内の最も浅い位置にある送信側焦点位置d1には、3つの周波数f1,f2,f3のうちの最も高い周波数f1が対応付けられている。また、中程度の深さ位置にある送信側焦点位置d2には、中程度の周波数f2が対応付けられ、最も深い位置にある送信側焦点位置d3には、最も低い周波数f3が対応付けられている。これは、周波数が高い方が高い分解能が得られるが、周波数が高いと減衰が激しくペンネトレーションが低下し、深い領域の断層像の生成が困難である、という理由による。これら3つの周波数f1,f2,f3は、断層像内の浅い領域から深い領域に亘る全域を診察対象とするのに適切な値にプリセットされているが、ユーザにより調整することも可能である。また、ここでは3つの周波数f1,f2,f3を採用しているが、前述の第1例(図2参照)と同様に全てのフレームにおいて同一の周波数を採用してもよく、あるいは異なる2つの周波数を採用してもよい。   Further, in the focus position set 23 shown in FIG. 6, a set of the frequencies f1, f2 and f3 of ultrasonic waves is also recorded. The frequencies f1, f2 and f3 are f1> f2> f3. That is, among the three transmission-side focal positions d1, d2 and d3 set in the focal position set 23, the transmission-side focal position d1 at the shallowest position in the living body 30 has three frequencies f1, f2 and f3. The highest frequency f1 of the two is associated. In addition, the medium frequency f2 is associated with the transmission focal position d2 at the medium depth position, and the lowest frequency f3 is correlated with the transmission focal position d3 at the deepest position. There is. This is because the higher the frequency, the higher the resolution, but the higher the frequency, the attenuation is severe and the penetration is lowered, and it is difficult to generate a tomogram in a deep region. These three frequencies f1, f2 and f3 are preset to values appropriate for examining the entire area from the shallow area to the deep area in the tomographic image, but can be adjusted by the user. Furthermore, although three frequencies f1, f2 and f3 are adopted here, the same frequency may be adopted in all the frames as in the first example (see FIG. 2) described above, or two different ones may be adopted. Frequency may be adopted.

また、この図6に示す焦点位置セット23には、さらに、各フレームごとの最大の走査偏向角度も記録されている。この走査偏向角度は、図7に示すように、超音波ビームを生体30内に斜めに生成する角度をいう。例えば、図7(a)のフレームでは、最大の走査偏向角度は15°である。   Further, in the focus position set 23 shown in FIG. 6, the maximum scanning deflection angle for each frame is also recorded. The scanning deflection angle refers to an angle at which the ultrasonic beam is obliquely generated in the living body 30, as shown in FIG. For example, in the frame of FIG. 7 (a), the maximum scan deflection angle is 15 °.

ここで、図6に示す焦点位置セット23に設定されている3つの送信側焦点位置d1,d2,d3には3つの周波数f1,f2,f3がそれぞれ対応づけられていて、それら3つの周波数f1,f2,f3のうちの最も高い周波数f1には、小さい走査偏向角度5°が対応づけられている。また、中程度の周波数f2には中程度の走査偏向角度10°が対応づけられ、最も低い周波数f3には一番大きい走査偏向角度15°が対応づけられている。ただし、走査偏向角度0°のフレームには、中程度の周波数f2が対応づけられている。   Here, three frequencies f1, f2, and f3 are associated with the three transmission-side focal positions d1, d2, and d3 set in the focal position set 23 shown in FIG. 6, respectively, and these three frequencies f1 , F2 and f3 are associated with a small scanning deflection angle of 5 °. Further, the medium frequency f2 is associated with the medium scanning deflection angle 10 °, and the lowest frequency f3 is associated with the largest scanning deflection angle 15 °. However, a medium frequency f2 is associated with a frame with a scanning deflection angle of 0 °.

これは、上述の通り、周波数が高い方が高い分解能の断層像が得られるものの、周波数が高いと、周波数が低い場合と比べ、大きな走査偏向角度を採用した場合に大きなアーチファクトが発生する。このため、周波数が高いときは小さい走査偏向角度を採用することとしている。一方、周波数が低いと、周波数が高いときと比べ分解能は低減するが、ペンネトレーションが良好であって深い領域の断層像の生成に適しており、また、周波数が高いときと比べ走査偏向角度が大きくてもアーチファクトが小さい、という理由による。   As described above, although high frequency tomograms with high resolution can be obtained as described above, high frequency produces a large artifact when adopting a large scanning deflection angle as compared with low frequency. Therefore, when the frequency is high, a small scanning deflection angle is adopted. On the other hand, when the frequency is low, the resolution is reduced compared to when the frequency is high, but the penetration is good and suitable for generating a tomogram in a deep region, and the scanning deflection angle is compared with when the frequency is high. Is large, but the artifact is small.

これらの各フレームごとの走査偏向角度もユーザにより変更することが可能である。   The scan deflection angle for each of these frames can also be changed by the user.

図7は、断層像を表わす時系列的な複数のフレームのイメージ図である。   FIG. 7 is an image diagram of a plurality of chronological frames representing a tomogram.

ここでは、走査制御部31により、各フレームの走査偏向角度が異なる空間コンパウンドというフレーム合成法を実現する制御が行なわれているものとする。   Here, it is assumed that the control to realize the frame composition method of spatial compound in which the scan deflection angle of each frame is different is performed by the scan control unit 31.

ここで、空間コンパウンド法とは、超音波ビームの走査偏向角度をフレーム間で循環的に切り替えながら時系列的に並んだフレームを順次合成する技術をいう。この空間コンパウンド法は、骨などの硬い組織の裏に隠れて真上からでは断層像上に現れない組織の診察などに利用される。ここでは、この空間コンパウンド法に、送信側焦点位置を順次複数箇所に設定するという本実施形態の特徴を組み合わせた例について説明する。   Here, the space compounding method refers to a technology of sequentially synthesizing frames sequentially arranged in time series while cyclically switching the scanning deflection angle of the ultrasonic beam between the frames. This space compounding method is used for examination of tissue hidden behind the hard tissue such as bone and not appearing on a tomogram from right above. Here, an example will be described in which this space compounding method is combined with the feature of the present embodiment in which the transmission-side focal position is set to a plurality of places sequentially.

図7(a)〜(n)は、時系列的に生成された各1フレーム分の受信信号を示している。ここでは、図7(a)〜(n)に示す各1フレーム分の受信信号を、それぞれフレームa〜フレームnと称する。ここで、図面のスペースの関係上、図7(h)〜(n)が小さく示されているが、図7(h)〜(n)は、図7(a)〜(g)とそれぞれ同じ内容を表現した図である。   FIGS. 7A to 7N show reception signals of one frame each generated in time series. Here, the reception signals of one frame each shown in FIGS. 7A to 7N are referred to as frame a to frame n, respectively. Here, although (h) to (n) in FIG. 7 are shown to be small because of the space of the drawing, (h) to (n) in FIG. 7 are the same as (a) to (g) in FIG. It is the figure which expressed the content.

フレームaの生成の際は、左端の走査線1aが15°傾くように超音波ビームが生成される。右端の走査線1aは垂直(0°)である。ここに示す例の場合、左右の中間の走査線1aは、左端から右端に向かって15°〜0°に徐々に変化するように各走査線1aの傾きが調整される。また、このフレームaの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の1番目の送信側焦点位置d3となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f3の超音波パルスが送信される。   At the time of generation of the frame a, an ultrasonic beam is generated so that the leftmost scanning line 1a is inclined by 15 °. The rightmost scanning line 1a is vertical (0 °). In the case of the example shown here, the inclination of each scanning line 1a is adjusted so that the middle scanning line 1a on the left and right gradually changes from 15 ° to 0 ° from the left end to the right end. Further, at the time of generation of this frame a, in the delay circuit of the transmission unit 2, the pulse generation timing for each channel is adjusted so that it becomes the first transmission side focal position d3 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f3 is transmitted.

また、次のフレームbの生成の際は、左端の走査線1aが10°傾くように超音波ビームが生成される。右端の走査線1aは垂直(0°)である。ここに示す例の場合、左右の中間の走査線1aは、左端から右端に向かって10°〜0°に徐々に変化するように各走査線1aの傾きが調整される。また、このフレームbの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の2番目の送信側焦点位置d2となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f2の超音波パルスが送信される。   In addition, at the time of generation of the next frame b, an ultrasonic beam is generated so that the leftmost scanning line 1a is inclined by 10 °. The rightmost scanning line 1a is vertical (0 °). In the case of the example shown here, the inclination of each scanning line 1a is adjusted so that the middle scanning line 1a on the left and right gradually changes from 10 ° to 10 ° from the left end to the right end. In addition, when the frame b is generated, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the pulse generation timing for each channel so as to be the second transmission-side focal position d2 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f2 is transmitted.

さらに、次のフレームcの生成の際は、左端の走査線1aが5°傾くように超音波ビームが生成される。右端の走査線1aは垂直(0°)である。ここに示す例の場合、左右の中間の走査線1aは、左端から右端に向かって5°〜0°に徐々に変化するように各走査線1aの傾きが調整される。また、このフレームcの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の3番目の送信側焦点位置d1となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f1の超音波パルスが送信される。   Further, at the time of generation of the next frame c, an ultrasonic beam is generated so that the leftmost scanning line 1a is inclined 5 °. The rightmost scanning line 1a is vertical (0 °). In the case of the example shown here, the inclination of each scanning line 1a is adjusted so that the middle scanning line 1a on the left and right gradually changes from 5 ° to 0 ° from the left end to the right end. In addition, at the time of generation of this frame c, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the pulse generation timing for each channel so as to be the third transmission side focal position d1 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f1 is transmitted.

さらに次のフレームdの生成の際は、全ての走査線1aが垂直(0°)となるように超音波ビームが生成される。また、このフレームdの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の4番目の送信側焦点位置d2となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f2の超音波パルスが送信される。   Further, at the time of generation of the next frame d, an ultrasonic beam is generated so that all the scanning lines 1a are vertical (0 °). In addition, at the time of generation of this frame d, in the delay circuit of the transmission unit 2, the pulse generation timing for each channel is adjusted so as to be the fourth transmission side focal position d2 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f2 is transmitted.

さらに次のフレームeの生成の際は、左端の走査線1aは垂直(0°)であり、右端の走査線1aが5°傾くように超音波ビームが生成される。ここに示す例の場合、左右の中間の走査線1aは、左端から右端に向かって0°〜5°に徐々に変化するように各走査線1aの傾きが調整される。また、このフレームeの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の5番目の送信側焦点位置d1となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f1の超音波パルスが送信される。   Further, at the time of generation of the next frame e, the ultrasonic beam is generated so that the scanning line 1a at the left end is vertical (0 °) and the scanning line 1a at the right end is inclined 5 °. In the case of the example shown here, the inclination of each scanning line 1a is adjusted so that the middle scanning line 1a on the left and right gradually changes from 0 ° to 5 ° from the left end to the right end. In addition, at the time of generation of the frame e, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the pulse generation timing for each channel so as to be the fifth transmission side focal position d1 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f1 is transmitted.

さらに次のフレームfの生成の際は、左端の走査線1aは垂直(0°)であり、右端の走査線1aが10°傾くように超音波ビームが生成される。ここに示す例の場合、左右の中間の走査線1aは、左端から右端に向かって0°〜10°に徐々に変化するように各走査線1aの傾きが調整される。また、このフレームfの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の6番目の送信側焦点位置d2となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f2の超音波パルスが送信される。   Further, at the time of generation of the next frame f, the ultrasonic beam is generated so that the scanning line 1a at the left end is vertical (0 °) and the scanning line 1a at the right end is inclined 10 °. In the case of the example shown here, the inclination of each scanning line 1a is adjusted so that the middle scanning line 1a on the left and right gradually changes from 0 ° to 10 ° from the left end to the right end. In addition, at the time of generation of this frame f, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the pulse generation timing for each channel so that it becomes the sixth transmission side focal position d2 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f2 is transmitted.

さらに次のフレームgの生成の際は、左端の走査線1aは垂直(0°)であり、右端の走査線1aが15°傾くように超音波ビームが生成される。ここに示す例の場合、左右の中間の走査線1aは、左端から右端に向かって0°〜15°に徐々に変化するように各走査線1aの傾きが調整される。また、このフレームgの生成の際は、送信部2の遅延回路では、図6に示す焦点位置セット23の7番目の送信側焦点位置d3となるように、各チャンネルごとのパルス発生タイミングが調整され、周波数f3の超音波パルスが送信される。   Furthermore, at the time of generation of the next frame g, the ultrasonic beam is generated so that the scanning line 1a at the left end is vertical (0 °) and the scanning line 1a at the right end is inclined 15 °. In the case of the example shown here, the inclination of each scanning line 1a is adjusted so that the middle scanning line 1a on the left and right gradually changes from 0 to 15 ° from the left end to the right end. Further, at the time of generation of this frame g, the delay circuit of the transmission unit 2 adjusts the pulse generation timing for each channel so that it becomes the seventh transmission side focal position d3 of the focal position set 23 shown in FIG. And an ultrasonic pulse of frequency f3 is transmitted.

さらに次のフレームhの生成の際は、送信部2の遅延回路では、焦点位置セット23の先頭に戻り、送信側焦点位置d3かつ周波数f3となるように調整する。すなわち、ここでは、送信側焦点位置および周波数が、(d3,f3)→(d2,f2)→(d1,f1)→(d2,f2)→(d1,f1)→(d2,f2)→(d3,f3)のパターンを循環的に繰り返すように、1フレームごとに遅延パターンおよび周波数が変更される。このようにして、この図7に示すフレームa〜フレームnの14フレームだけでなく多数のフレームの生成を繰り返す。このようにして生成されたフレームa,b,c,・・・はフレームメモリ6に順次に格納される。このフレームメモリ6は、フレーム合成処理の実行に支障ががない程度のメモリ容量を有するが、フレームメモリ6が満杯になると、先に格納したフレームから順に上書きされる。   Further, at the time of generation of the next frame h, the delay circuit of the transmission unit 2 returns to the top of the focal position set 23, and adjusts so as to be the transmission focal position d3 and the frequency f3. That is, here, the transmission side focal position and frequency are (d3, f3) → (d2, f2) → (d1, f1) → (d2, f2) → (d1, f1) → (d2, f2) → (( The delay pattern and frequency are changed for each frame so that the pattern of d3, f3) is cyclically repeated. Thus, generation of not only 14 frames of frame a to frame n shown in FIG. 7 but also a large number of frames is repeated. The frames a, b, c,... Thus generated are sequentially stored in the frame memory 6. The frame memory 6 has a memory capacity that does not hinder the execution of the frame synthesis process, but when the frame memory 6 is full, the frame memory 6 is overwritten in order from the previously stored frame.

図8は、フレーム合成部におけるフレーム合成処理の説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram of frame combining processing in the frame combining unit.

ここに示す第2例では、フレーム合成設定部71において、1回のフレーム合成処理のフレーム数が「7」に設定されている。そこで、フレーム合成部7では、先ずは、図7に示す7つのフレームa〜gについてフレーム合成処理が行なわれる。すなわち、ここでは、7つのフレームa〜gの互いに対応する点の信号値どうしが合成され、その合成された信号値がその点に対応づけられる。ただし、ここに示した第2例の場合、走査偏向最大角度が各フレームごとに異なっているため、走査偏向最大角度を変数とする重み付け関数AWが定義され、前記した各送信側焦点位置に対応する重み付け関数DW(図5参照)と掛け合わされる。   In the second example shown here, in the frame combining setting unit 71, the number of frames in one frame combining process is set to “7”. Therefore, in the frame combining unit 7, first, frame combining processing is performed on the seven frames a to g shown in FIG. That is, here, signal values of corresponding points of seven frames a to g are combined, and the combined signal values are associated with the points. However, in the case of the second example shown here, since the scanning deflection maximum angle is different for each frame, a weighting function AW having the scanning deflection maximum angle as a variable is defined, corresponding to each of the transmission side focal positions described above And the weighting function DW (see FIG. 5).

フレームaについては、送信側焦点位置d3の近傍領域D3について、送信側焦点位置d3から離れた他の領域D1,D2と比べ重みを増したDW3とする。また、フレームaは走査偏向角度15°であるため、重み付け関数AWについては、走査偏向角度10°、5°及び0°と比べ重みが一番小さいAW15を採用する。これと同様に、フレームbについては、送信側焦点位置d2の近傍領域D2について、送信側焦点位置d2から離れた他の領域D1,D3と比べ重みを増した重み付けDW2とする。また、フレームbは走査偏向角度10°であるため、重み付け関数AWについては、走査偏向角度15°と比べ重みを増したAW10とする。さらに、フレームcについては、送信側焦点位置d1の近傍領域D1について、送信側焦点位置d1から離れた他の領域D2,D3と比べ重みを増した重み付けDW1とする。また、フレームcは、走査偏向角度5°であるため、走査偏向角度10°と比べ重みを増したAW5とする。さらに、フレームdについては、送信側焦点位置d2の近傍領域D2について、送信側焦点位置d2から離れた他の領域D1,D3と比べ重みを増した重み付けDW2とする。また、フレームdは、走査偏向角度0°であるため、走査偏向角度5°と比べ重みを増したAW0とする。フレームe〜nについても同様である。   For the frame a, DW3 in which the weight is increased in the vicinity area D3 of the transmission-side focal position d3 compared to the other areas D1 and D2 farther from the transmission-side focal position d3. Further, since the frame a has a scanning deflection angle of 15 °, AW 15 which has the smallest weight compared with the scanning deflection angles of 10 °, 5 ° and 0 ° is adopted for the weighting function AW. In the same manner, for the frame b, the weight DW2 is increased in the vicinity area D2 of the transmission-side focal position d2 compared to the other areas D1 and D3 farther from the transmission-side focal position d2. Further, since the frame b has a scanning deflection angle of 10 °, the weighting function AW is set to AW10 in which the weight is increased compared to the scanning deflection angle of 15 °. Further, with regard to the frame c, the weighting DW1 is made such that the weight is increased in the vicinity area D1 of the transmission-side focal position d1 compared to the other areas D2 and D3 far from the transmission-side focal position d1. Further, since the frame c has a scanning deflection angle of 5 °, it is assumed that the weight is increased as compared with the scanning deflection angle of 10 °. Further, with regard to the frame d, in the vicinity area D2 of the transmission-side focal position d2, weighting DW2 is obtained by increasing the weight compared to the other areas D1 and D3 distant from the transmission-side focal position d2. Further, since the frame d has a scanning deflection angle of 0 °, AW0 is obtained with an increased weight compared to the scanning deflection angle of 5 °. The same applies to the frames e to n.

具体的には、7つのフレームa〜gの互いに対応する点(i)の信号値をSa(i),Sb(i),・・・,Sg(i)としたとき、
平均値S(i)=(Sa(i)×DW3(i)×AW15+Sb(i)×DW2(i)×AW10+Sc(i)×DW1(i)×AW5+Sd(i)×DW2(i)×AW0+Se(i)×DW1(i)×AW5+Sf(i)×DW2(i)×AW10+Sg(i)×DW3(i)×AW15/(2×DW3(i)×AW15+2×DW2(i)×AW10+2×DW1(i)×AW5+DW2(i)×AW0)
により、平均値S(i)が算出されて、その点(i)に対応づけられる。
Specifically, when the signal values of corresponding points (i) of seven frames a to g are represented by Sa (i), Sb (i),..., Sg (i),
Average value S (i) = (Sa (i) × DW3 (i) × AW15 + Sb (i) × DW2 (i) × AW10 + Sc (i) × DW1 (i) × AW5 + Sd (i) × DW2 (i) × AW0 + Se (i) i) x DW 1 (i) x AW 5 + Sf (i) x DW 2 (i) x AW 10 + Sg (i) x DW 3 (i) x AW 15 / (2 x DW 3 (i) x AW 15 + 2 x DW 2 (i) x AW 10 + 2 x DW 1 (i) ) × AW5 + DW2 (i) × AW0)
Thus, the average value S (i) is calculated and associated with the point (i).

なお、ここでは、重み付け関数AWはフレームごとに固定値としたが、重み付け関数AWについても走査偏向最大角度の関数であるとともに深さ位置(i)の関数としてもよい。   Here, although the weighting function AW is a fixed value for each frame, the weighting function AW may be a function of the scanning deflection maximum angle and a function of the depth position (i).

図9は、1回のフレーム合成処理に用いる7つのフレームを重ねて示した図である。   FIG. 9 is a diagram showing seven frames used for one frame synthesis process in an overlapping manner.

ここでは、図7に示すように、各フレームごとに走査偏向最大角度が異なっている。そこで、重み付け平均処理にあたっては、フレームa〜gの共通の領域が抽出される。すなわち、この図9に一点鎖線で示した領域が切り捨てられて実線で示した矩形の領域が抽出される。   Here, as shown in FIG. 7, the scanning deflection maximum angle is different for each frame. Therefore, in the weighted averaging process, the common area of the frames a to g is extracted. That is, the area indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 9 is truncated, and the rectangular area indicated by the solid line is extracted.

図8に戻って説明を続ける。   Returning to FIG. 8, the description will be continued.

最初の7つのフレームa〜gのフレーム合成処理が終了すると、次に、1つずれた7つのフレームb〜hのフレーム合成処理が実行される。フレームb〜gについての重み付けは上記の通りであり、フレームhについての重み付けは、フレームaについての重み付けと同じである。さらにその次は、さらに1つずれた7つのフレームc〜iの重み付け平均処理が実行される。フレームc〜hについての重み付けは上記の通りであり、フレームiについての重み付けは、フレームbについての重み付けと同じである。また、フレームj〜nについての重み付けは、フレームc〜gについての重み付けとそれぞれ同じである。   When the frame composition processing of the first seven frames a to g is completed, frame composition processing of seven frames b to h shifted by one is performed next. The weighting for frames b to g is as described above, and the weighting for frame h is the same as for frame a. Furthermore, the weighted average processing of seven frames c to i further shifted by one is performed. The weightings for frames c through h are as described above, and the weighting for frame i is the same as the weighting for frame b. Also, the weights for frames j to n are the same as the weights for frames c to g, respectively.

このようにして、1回につき7つのフレームについてのフレーム合成処理を順次に実行する。   In this way, frame composition processing for seven frames at a time is sequentially performed.

このフレーム合成処理により生成されるフレームは、d1,d2,d3の3つの送信側焦点位置に焦点を結んだ、断層像全域に亘って高分解能な断層像となる。   A frame generated by this frame synthesis processing is a high resolution tomogram over the entire tomogram, focusing on the three transmission side focal positions of d1, d2 and d3.

フレーム合成部7を通過した後の処理については、前述した通りである。   The processing after passing through the frame combining unit 7 is as described above.

なお、ここでは、1回のフレーム合成処理を行なうフレーム数が3フレームの例と7フレームの例を示したが、1回のフレーム合成処理を行なうフレーム数は、これらのフレーム数に限られるものではなく、必要に照らした任意の複数であってもよい。また、ここでは3つの送信側焦点位置d1,d2,d3、3つの周波数f1,f2,f3、および走査偏向角度15°,10°,5°,0°,−5°,−10°,−15°の例について説明したが、これらも必要に照らした任意の複数であってもよい。ただし、送信側焦点位置の数、周波数の数、および走査偏向角度の数は、1回のフレーム合成処理を行なうフレーム数と同数かそれ以下の数に限られることになる。   In this example, the number of frames for one frame synthesis process is three and seven frames, but the number of frames for one frame synthesis process is limited to these frames. Rather, it may be any of a plurality in light of the need. Furthermore, here, three transmission-side focal positions d1, d2, d3, three frequencies f1, f2, f3, and scanning deflection angles of 15 °, 10 °, 5 °, 0 °, -5 °, -10 °,- Although the 15 ° example has been described, these may also be any of several in light of the need. However, the number of focal positions on the transmission side, the number of frequencies, and the number of scanning deflection angles are limited to the same number as or less than the number of frames on which one frame synthesis process is performed.

また、ここでは、図1に示すように、フレーム合成部7を、Bモード信号処理部5とフレーム相関部8との間に置いた例について説明したが、フレーム合成部7は、必ずしもBモード信号処理部5とフレーム相関部8との間に置く必要はなく、対数圧縮部4よりも前の位置に置いてもよい。   Further, although the example in which the frame combining unit 7 is placed between the B mode signal processing unit 5 and the frame correlation unit 8 as shown in FIG. 1 has been described here, the frame combining unit 7 is not necessarily limited to the B mode. The signal processing unit 5 and the frame correlation unit 8 do not have to be placed, and may be placed before the logarithmic compression unit 4.

1 超音波探触子
1a 走査線
2 送信部
21 焦点位置設定部
3 受信部
31 走査制御部
4 対数圧縮部
5 Bモード信号処理部
6 フレームメモリ
7 フレーム合成部
71 フレーム合成設定部
8 フレーム相関部
9 シネメモリ
10 デジタルスキャンコンバータ(DSC)
11 表示部
30 生体
100 超音波診断装置
Reference Signs List 1 ultrasound probe 1a scanning line 2 transmitting unit 21 focal position setting unit 3 receiving unit 31 scanning control unit 4 logarithmic compression unit 5 B mode signal processing unit 6 frame memory 7 frame combining unit 71 frame combining setting unit 8 frame correlation unit 9 cine memory 10 Digital scan converter (DSC)
11 display unit 30 living body 100 ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (5)

被検体内を超音波ビームで走査しながら反射超音波を受信して受信信号を得、該受信信号に基づいて時系列的なフレーム画像を生成し、該フレーム画像由来の、被検体内の断層像を表示する超音波診断装置であって、
被検体内に送信する超音波ビームの、順序づけられた予め定められた複数の送信側焦点位置からなる焦点位置セットにしたがって送信側焦点位置をフレームごとに変更させ、かつ該送信側焦点位置の変更を該複数ごとに循環させながら、超音波ビームによる被検体内の走査を繰り返させる走査制御部と、
前記受信信号に基づいて生成された時系列的なフレーム画像について、時系列的に並ぶ複数のフレーム画像の合成処理を順次に繰り返すフレーム合成部と、
前記フレーム合成部での合成処理後のフレーム画像からなる断層像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
While scanning the inside of the subject with an ultrasound beam, the reflected ultrasound is received to obtain a received signal, and a time-sequential frame image is generated based on the received signal, and a tomographic image in the subject derived from the frame image An ultrasonic diagnostic apparatus for displaying an image,
The transmission focal position is changed frame by frame in accordance with a focal position set consisting of a plurality of predetermined predetermined transmission focal positions of an ultrasonic beam to be transmitted into the object, and the transmission focal position is changed A scan control unit that repeats scanning of the inside of the subject with the ultrasonic beam while circulating each of the plurality.
A frame combining unit that sequentially repeats combining processing of a plurality of frame images arranged in time series with respect to time-series frame images generated based on the received signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a display unit for displaying a tomogram composed of a frame image after the combining process in the frame combining unit.
前記フレーム合成部が、各フレーム画像ごとの送信側焦点の近傍領域について、該近傍領域よりも該各フレーム画像ごとの送信側焦点から離れた遠方領域と比べ重みを増した重み関数を用いた重み付け処理を行なうことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。   The frame combining unit is configured to use a weighting function in which an area near the transmission-side focal point of each frame image is weighted more than a distance area distant from the transmission-side focal point of each frame image The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the processing is performed. 前記焦点位置セットを構成する複数の送信側焦点位置を調整自在に設定する設定部をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: a setting unit that adjustably sets a plurality of transmission-side focal positions constituting the focal position set. 前記走査制御部が、走査偏向最大角度をフレームごとに変更させる制御を行なうものであって、前記焦点位置セットにしたがって送信側焦点位置を深い位置に設定するフレームほど大きな走査偏向最大角度に設定することを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1項に記載の超音波診断装置。   The scan control unit performs control to change the scan deflection maximum angle on a frame-by-frame basis, and sets the scan deflection maximum angle to a frame that sets the transmission-side focus position deeper according to the focus position set. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: 前記走査制御部が、前記焦点位置セットにしたがって送信側焦点位置をフレームごとに変更させかつ該送信側焦点位置の変更を該複数ごとに循環させるとともに、送信側焦点位置が浅いほど高い周波数の超音波で被検体内の走査を繰り返させることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1項に記載の超音波診断装置。   The scan control unit changes the transmission-side focal position for each frame according to the focal position set and circulates the changes of the transmission-side focal position for each of the plurality, and the higher the frequency is, the shallower the transmission-side focal position. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein scanning within the subject is repeated with sound waves.
JP2017080469A 2017-04-14 2017-04-14 Ultrasonic diagnostic equipment and its control method Active JP7011399B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017080469A JP7011399B2 (en) 2017-04-14 2017-04-14 Ultrasonic diagnostic equipment and its control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017080469A JP7011399B2 (en) 2017-04-14 2017-04-14 Ultrasonic diagnostic equipment and its control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018175478A true JP2018175478A (en) 2018-11-15
JP7011399B2 JP7011399B2 (en) 2022-01-26

Family

ID=64280588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017080469A Active JP7011399B2 (en) 2017-04-14 2017-04-14 Ultrasonic diagnostic equipment and its control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7011399B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0654850A (en) * 1992-08-11 1994-03-01 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic device
JPH06154218A (en) * 1992-11-24 1994-06-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic diagnosing apparatus
JPH06205773A (en) * 1992-07-27 1994-07-26 Terumo Corp Ultrasonic diagnostic system
JPH07327991A (en) * 1994-06-06 1995-12-19 Hewlett Packard Co <Hp> Ultrasonic wave imaging device
JP2005058321A (en) * 2003-08-08 2005-03-10 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Compound scanning method and ultrasonic diagnostic equipment
JP2006130009A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Shimadzu Corp Ultrasonic diagnostic equipment
JP2009232947A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic imaging apparatus
US20140330126A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Ultrasonic imaging apparatus and control method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06205773A (en) * 1992-07-27 1994-07-26 Terumo Corp Ultrasonic diagnostic system
JPH0654850A (en) * 1992-08-11 1994-03-01 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic device
JPH06154218A (en) * 1992-11-24 1994-06-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic diagnosing apparatus
JPH07327991A (en) * 1994-06-06 1995-12-19 Hewlett Packard Co <Hp> Ultrasonic wave imaging device
JP2005058321A (en) * 2003-08-08 2005-03-10 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Compound scanning method and ultrasonic diagnostic equipment
JP2006130009A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Shimadzu Corp Ultrasonic diagnostic equipment
JP2009232947A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ultrasonic imaging apparatus
US20140330126A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Ultrasonic imaging apparatus and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP7011399B2 (en) 2022-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100806331B1 (en) Method of Compounding a Ultrasound Image
JP6104749B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method
US9717477B2 (en) Ultrasonic diagnosis device and ultrasonic image acquisition method
JP2009089940A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2007020908A (en) Ultrasonic diagnostic equipment and control program of ultrasonic diagnostic equipment
JP2006340890A (en) Ultrasonograph
JP2010082425A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
KR102364289B1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and control method for the same
JP5481334B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2009078124A (en) Ultrasonic diagnostic system, as well as image processing method and program
JP2018042649A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, and ultrasonic image forming method and program
JP5388416B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control program for ultrasonic diagnostic apparatus
JP4996141B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2015119949A (en) Ultrasonic diagnostic device and control method
CN109996499B (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and storage medium
JP6567122B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, control method, apparatus and program
JP7011399B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment and its control method
JP6058368B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control program
JP7015640B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment and its control method
KR20110055433A (en) Ultrasound system and method for enhancing quality of ultrasound image based on entropy information
JP5269626B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP7449879B2 (en) Ultrasonic diagnostic device and its control method
JP4464432B2 (en) Ultrasonic imaging device
JP2007190045A (en) Ultrasonic diagnostic device
JP2004290393A (en) Ultrasonograph

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20170629

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170727

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200331

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210219

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20210308

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210319

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210518

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7011399

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150