JP2019093253A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide an ultrasonic image diagnostic apparatus capable of acquiring an ultrasonic image using a harmonic component, the ultrasonic image having a wider range and more excellent distance resolution in the depth direction.SOLUTION: A transmission unit 102 outputs pulse signals whose drive waveforms differ from each other to an ultrasonic probe 103 a plurality of times at a time interval. A reception unit 104 generates a plurality of pieces of sound line information on the basis of respective reception signals obtained from reflection ultrasonic waves of transmission ultrasonic waves generated by the plurality of times of pulse signals. An operation unit 106 performs operation via a plurality of types of operation methods using the plurality of pieces of sound line information generated by the reception unit 104 to obtain respective operation results. A synthesis unit 110 synthesizes the plurality of operation results obtained by the operation unit 106.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波画像診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasound diagnostic imaging apparatus.

超音波診断は、超音波探触子を体表に当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため、繰り返して検査を行うことができる。   Ultrasonic diagnosis is a simple operation that just applies an ultrasonic probe to the body surface, and it is possible to obtain the behavior of the heart beat and the movement of the fetus in real time, and it is highly safe. be able to.

このような超音波画像を表示する技術において、送信信号の基本波成分(周波数f)に対する高調波成分(例えば、周波数2f,3f等)を画像化することによって、コントラストのよい画像が得られることが知られている。このような撮像法は、ティッシュ・ハーモニック・イメージング(Tissue Harmonic Imaging)と呼ばれている。 In such a technique for displaying an ultrasonic image, an image with good contrast can be obtained by imaging harmonic components (for example, frequencies 2f 0 , 3f 0, etc.) with respect to the fundamental wave component (frequency f 0 ) of the transmission signal. It is known to be obtained. Such an imaging method is called tissue harmonic imaging.

上述した高調波成分は、主に超音波が被検体内を伝播する際に生ずる非線形歪みに起因して発生する。すなわち、生体内に照射された超音波は、組織の非線形応答により組織伝播中に信号が歪み、高調波成分が増大する。その結果、その受信信号には、例えば、基本波fの2倍の周波数2fや、3倍の周波数3fの成分が含まれることとなる。 The above-mentioned harmonic components mainly occur due to non-linear distortion that occurs when ultrasonic waves propagate in the object. That is, the ultrasonic waves irradiated into the living body distort the signal during tissue propagation due to the non-linear response of the tissue, and the harmonic components increase. As a result, the received signal, for example, and thus to include double and frequency 2f 0, 3 times the component of the frequency 3f 0 of the fundamental wave f 0.

ティッシュ・ハーモニック・イメージングにおける高調波成分を抽出する方法としては、フィルター法とパルスインバージョン法が知られている。   A filter method and a pulse inversion method are known as methods for extracting harmonic components in tissue harmonic imaging.

フィルター法は、中心周波数が、例えば、2fの帯域通過フィルターを用いて受信信号から2fの高調波成分を抽出するものである。
一方、パルスインバージョン法は、極性あるいは時間反転させた第1及び第2の送信パルス信号を時間間隔をおいて送信し、それぞれの受信信号を合成して基本波成分を打ち消すことにより2次高調波成分を強調するものである。
Filter method, the center frequency, for example, extracts a harmonic component of 2f 0 from the received signal using a bandpass filter 2f 0.
On the other hand, the pulse inversion method transmits the first and second transmission pulse signals whose polarity or time is inverted at time intervals, synthesizes the respective reception signals, and cancels the fundamental wave component to generate a second harmonic. It emphasizes the wave component.

ところで、超音波信号に含まれる高調波成分は、基本波成分と比べて周波数が高いため、被検体内の伝搬時に減衰の影響を受けやすく、深部からの反射超音波信号の到達度(ペネトレーション)がよくないという問題がある。一方、基本波成分の周波数fを下げれば減衰の影響を受けにくくなるため、ペネトレーションは改善するが、分解能が低下してしまうというトレードオフが生じる。 By the way, since the harmonic component contained in the ultrasonic signal has a frequency higher than that of the fundamental wave component, it is easily affected by the attenuation during propagation in the object, and the reach of the reflected ultrasonic signal from the deep part (penetration) There is a problem that is not good. On the other hand, lowering the frequency f 0 of the fundamental wave component makes it difficult to be affected by attenuation, so that the penetration is improved but there is a trade-off that the resolution is lowered.

上述した2つの方法のうち、フィルター法では、基本波及び高調波の区別なく低周波領域をカットしてしまうため、この影響が顕著となり、また、抽出後の帯域も狭くなるために画質もパルスインバージョン法と比較して劣るため、いわゆるローエンドの装置以外ではパルスインバージョン法が主流となっている。   Of the two methods described above, the filter method cuts the low frequency region without distinction between the fundamental wave and the harmonics, so this effect is remarkable, and the band after extraction is also narrowed, so that the image quality is also pulse. Since it is inferior to the inversion method, the pulse inversion method has become mainstream except for so-called low-end devices.

近年では、上述したパルスインバージョン法において、分解能を維持しつつペネトレーションを向上するために、2次高調波成分より周波数の低い差音成分を利用する方法や(例えば、特許文献1)、発生する高調波成分を基本波成分fの1〜2倍の周波数領域とする方法も提案されており(例えば、特許文献2)、同様に受信する高調波成分の帯域を広げて距離分解能を改善することが求められるようになってきた。 In recent years, in the above-mentioned pulse inversion method, in order to improve penetration while maintaining resolution, a method using a difference tone component lower in frequency than a second harmonic component (for example, Patent Document 1) is generated. A method is also proposed in which the harmonic component is in the frequency range of 1 to 2 times the fundamental component f 0 (for example, Patent Document 2), and the band of the harmonic component to be received is similarly extended to improve distance resolution. It has come to be required.

また、パルスインバージョン法を利用したものでは、第1及び第2の送信パルス信号を送信して得られる受信信号について加算(PI(+))及び減算(PI(−))をそれぞれ行って各次の高調波成分の干渉を抑制して分離抽出してパルス圧縮を行い、これらに基づいて画像データを生成するものがある(例えば、特許文献3)。   In addition, in the case of using the pulse inversion method, addition (PI (+)) and subtraction (PI (-)) are respectively performed on reception signals obtained by transmitting the first and second transmission pulse signals. There is one in which the interference of the next harmonic component is suppressed, separation extraction is performed, pulse compression is performed, and image data is generated based on these (for example, Patent Document 3).

特開2002−301068号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-3001068 特開2003−310609号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-310609 特開2010−42048号公報JP, 2010-42048, A

ところで、高調波成分は送信焦点依存性という特性を有している。すなわち、高調波成分の発生が音響フィールドの音圧に強く依存するため、送信焦点の近傍では良好な画像が得られるが、これから離れた領域では分解能が低下してしまうため、良好な画像が得られる領域が十分広いとは言えなかった。   By the way, the harmonic component has the characteristic of transmission focus dependency. That is, since generation of harmonic components strongly depends on the sound pressure of the acoustic field, a good image can be obtained in the vicinity of the transmission focal point, but the resolution is lowered in a region away from this. Area was not large enough.

これに対し、上記特許文献1及び2に記載の発明では、従来の狭帯域での高調波イメージングよりも距離分解能は良好であるが、高調波成分は音圧に依存して発生するため、距離分解能の良好な領域がやはり送信焦点近傍に限定される等、依然として効果が十分ではない。   On the other hand, in the inventions described in Patent Documents 1 and 2, although the distance resolution is better than the conventional narrow band harmonic imaging, the harmonic components are generated depending on the sound pressure. The area of good resolution is still limited to the vicinity of the transmission focus, etc., and the effect is still insufficient.

また、上記特許文献3に記載の発明では、PI(+)とPI(−)の双方を利用するものであるが、造影剤を利用したものに効果が限定されるものであり、距離分解能の向上を図ることができない。   In the invention described in Patent Document 3, although both PI (+) and PI (-) are used, the effect is limited to those using a contrast agent, and It can not be improved.

本発明の課題は、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる超音波画像診断装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic imaging apparatus capable of obtaining an ultrasonic image using a harmonic component excellent in distance resolution in a wider range in the depth direction.

以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、超音波画像診断装置において、
入力されたパルス信号に基づいて被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する送信部と、
前記複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る演算部と、
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果を合成する合成部と、
前記合成部によって合成された演算結果を検波する検波部と、
前記検波部によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する画像処理部と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is an ultrasonic diagnostic imaging apparatus,
An ultrasonic probe for outputting a transmission ultrasonic wave toward a subject based on the input pulse signal and outputting a reception signal by receiving a reflected ultrasonic wave from the subject;
A transmitter configured to output pulse signals of different drive waveforms to the ultrasonic probe a plurality of times at time intervals;
A receiving unit that generates a plurality of sound ray information based on each reception signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave generated by each of the plurality of pulse signals;
An operation unit that performs operations according to a plurality of types of operation methods using the plurality of pieces of sound ray information generated by the receiving unit, and obtains respective operation results;
A combining unit configured to combine a plurality of the calculation results obtained by the calculation unit;
A detection unit that detects the calculation result synthesized by the synthesis unit;
An image processing unit that generates ultrasound image data based on a result detected by the detection unit;
It is characterized by having.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波画像診断装置において、
前記演算部は、前記複数の音線情報を加算した演算結果と、前記複数の音線情報を減算した演算結果とを得ることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 1.
The calculation unit is characterized by obtaining a calculation result obtained by adding the plurality of pieces of sound ray information and a calculation result obtained by subtracting the plurality of pieces of sound ray information.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の超音波画像診断装置において、
前記演算部によって得られた前記複数の音線情報を減算した演算結果に対して、該演算結果に含まれる基本波成分の周波数帯をカットするフィルター処理を行うフィルター処理部を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 2.
A filter processing unit is provided that performs filter processing to cut the frequency band of the fundamental wave component included in the calculation result from the calculation result obtained by subtracting the plurality of sound ray information obtained by the calculation unit. I assume.

請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力し、
前記演算部は、前記受信部によって前記パワーモジュレーション用パルス信号によって生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた受信信号を整相加算して生成された音線情報を所定倍に増幅して前記複数の音線情報を減算した演算結果に加算するパワーモジュレーション処理を行い、
前記合成部は、前記パワーモジュレーション処理後の前記複数の音線情報を減算した演算結果と、前記複数の音線情報を加算した演算結果とを合成することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 2.
The transmission unit includes a pulse signal for power modulation that differs in amplitude only from the pulse signal of one of the plurality of pulse signals to be output in the pulse signal that is output a plurality of times, and outputs the pulse signal to the ultrasonic probe.
The arithmetic unit performs predetermined multiplication of sound ray information generated by performing phasing addition on the reception signal obtained from the reflection ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave generated by the power modulation pulse signal by the reception unit. Performing power modulation processing to be amplified and added to the calculation result obtained by subtracting the plurality of sound ray information;
The combining unit combines the calculation result obtained by subtracting the plurality of pieces of sound ray information after the power modulation process with the calculation result obtained by adding the plurality of pieces of sound ray information.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果のうちの一の演算結果に含まれる第1の周波数成分の位相に他の演算結果に含まれる第2の周波数成分の位相を合せるように該他の演算結果の位相を調整する位相調整部を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The phase of the second frequency component included in the other calculation result is matched with the phase of the first frequency component included in the calculation result of one of the plurality of calculation results obtained by the calculation unit. And a phase adjusting unit for adjusting the phase of the calculation result of

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の超音波画像診断装置において、
前記位相調整部は、深度に応じて前記他の演算結果の位相の調整量を変更することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 5.
The phase adjustment unit may change the adjustment amount of the phase of the other calculation result according to the depth.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは位相を反転させたパルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力することを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The transmitter includes a pulse signal whose phase is inverted from that of one of a plurality of pulse signals to be output in the pulse signal which is output a plurality of times, and outputs the pulse signal to the ultrasonic probe. I assume.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜7の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送受信周波数帯域における上限周波数の1/3以下で、かつ、前記超音波探触子の−20dBでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The transmission unit transmits or receives the intensity peak of the frequency power spectrum at 1/3 or less of the upper limit frequency of the ultrasonic probe in the transmission / reception frequency band and at -20 dB of the ultrasonic probe. A pulse signal included in a frequency band equal to or higher than the lower limit frequency of the frequency band is output.

請求項9に記載の発明は、請求項1〜8の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The transmitting unit is a pulse whose intensity peak of the frequency power spectrum is included in the lower frequency side than the central frequency of the -20 dB transmission frequency band of the ultrasonic probe and in the higher frequency side than the central frequency. It is characterized by outputting a signal.

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも高周波側に2以上含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
The invention according to claim 10 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 9.
The transmitter is characterized in that it outputs a pulse signal in which two or more intensity peaks of the frequency power spectrum are included on a higher frequency side than a central frequency of a -20 dB transmission frequency band of the ultrasonic probe.

請求項11に記載の発明は、請求項9に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度が、前記超音波探触子の−6dBの送受信周波数の帯域内において、少なくとも1つの極小値を有するとともに、該極小値と前記超音波探触子の−6dBの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が10dB以内となるような駆動波形のパルス信号を3値の制御信号により出力することを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 9.
The transmission unit has at least one local minimum in the transmission / reception frequency band of the ultrasonic probe in the frequency power spectrum intensity, and the local minimum and the ultrasonic probe It is characterized in that a pulse signal of a drive waveform whose difference from the maximum intensity in the transmission / reception frequency band of 6 dB is within 10 dB is output by a three-value control signal.

請求項12に記載の発明は、請求項1〜11の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記パルス信号を、5値以下の制御信号により出力することを特徴とする。
The invention according to claim 12 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11,
The pulse signal may be output by a control signal having five or less values.

請求項13に記載の発明は、請求項1〜12の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記超音波探触子は、−20dBの比帯域が100%以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 13 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 12,
The ultrasonic probe is characterized in that a relative band of -20 dB is 100% or more.

請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の超音波画像診断装置において、
前記超音波探触子は、−6dBの比帯域が100%以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 14 is the ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 13.
The ultrasonic probe is characterized in that a relative band of -6 dB is 100% or more.

本発明によれば、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain an ultrasonic image using a harmonic component excellent in distance resolution in a wider range in the depth direction.

第1の実施の形態における超音波画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasound diagnostic imaging apparatus according to a first embodiment. 送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。It is a figure which shows the frequency power spectrum of transmission ultrasound. 加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by addition is applied. 減算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by subtraction is applied. 合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。It is a figure explaining the result of the synthesis | combination of sound ray information by a synthetic | combination part. 第2の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。It is a figure which shows the frequency power spectrum of the transmission ultrasonic wave in 2nd Embodiment. 加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by addition is applied. 減算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by subtraction is applied. 合成後の音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。It is a figure explaining distribution of a frequency ingredient contained in sound ray information after combination. 合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。It is a figure explaining the result of the synthesis | combination of sound ray information by a synthetic | combination part. 第3の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。It is a figure which shows the frequency power spectrum of the transmission ultrasonic wave in 3rd Embodiment. 加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by addition is applied. 減算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by subtraction is applied. 合成後の音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。It is a figure explaining distribution of a frequency ingredient contained in sound ray information after combination. 合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。It is a figure explaining the result of the synthesis | combination of sound ray information by a synthetic | combination part. 第4の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。It is a figure which shows the frequency power spectrum of the transmission ultrasonic wave in 4th Embodiment. 加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by addition is applied. 減算によるパルスインバージョンを適用した周波数成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a frequency ingredient to which pulse inversion by subtraction is applied. 各音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。It is a figure explaining the distribution of the frequency component contained in each sound ray information. 音線情報の位相の調整について説明する図である。It is a figure explaining adjustment of the phase of sound ray information. 合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。It is a figure explaining the result of the synthesis | combination of sound ray information by a synthetic | combination part. 第5の実施の形態における超音波画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the ultrasound diagnostic imaging apparatus in 5th Embodiment. 第5の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。It is a figure which shows the frequency power spectrum of the transmission ultrasonic wave in 5th Embodiment. 加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which pulse inversion by addition is applied. パワーモジュレーション処理を適用した高調波成分の抽出について説明する図である。It is a figure explaining extraction of a harmonic component to which power modulation processing is applied. 合成後の音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。It is a figure explaining distribution of a frequency ingredient contained in sound ray information after combination. 合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。It is a figure explaining the result of the synthesis | combination of sound ray information by a synthetic | combination part. 超音波探触子の送信帯域について説明する図である。It is a figure explaining the transmission zone of an ultrasound probe. パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。It is a figure explaining the drive waveform of a pulse signal, and a frequency analysis result. パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。It is a figure explaining the drive waveform of a pulse signal, and a frequency analysis result. パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。It is a figure explaining the drive waveform of a pulse signal, and a frequency analysis result. パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。It is a figure explaining the drive waveform of a pulse signal, and a frequency analysis result.

以下、本発明の実施の形態に係る超音波画像診断装置について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。   Hereinafter, an ultrasound diagnostic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated example. In the following description, components having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態に係る超音波画像診断装置100は、図1に示すように、第1送信波形メモリー101a、第2送信波形メモリー101b、送信部102、超音波探触子103、受信部104、第1受信信号メモリー105a、第2受信信号メモリー105b、演算部106、BPF(Band Pass Filter)107、BPF108、位相調整部109、合成部110、検波部111、画像処理部112及び表示部113を備えている。
超音波画像診断装置100は、上述したように構成されており、図示しない生体等の被検体に対して超音波(送信超音波)を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波(反射超音波:エコー)を受信し、受信した反射超音波から生成された受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。
First Embodiment
As shown in FIG. 1, the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100 according to the first embodiment includes a first transmission waveform memory 101a, a second transmission waveform memory 101b, a transmission unit 102, an ultrasound probe 103, and a reception unit. 104, first received signal memory 105a, second received signal memory 105b, operation unit 106, BPF (Band Pass Filter) 107, BPF 108, phase adjustment unit 109, combining unit 110, detection unit 111, image processing unit 112, display unit 113 is provided.
The ultrasonic diagnostic imaging apparatus 100 is configured as described above, transmits ultrasonic waves (transmission ultrasonic waves) to a subject such as a living body (not shown), and reflects the reflected waves of the ultrasonic waves reflected by the subject. (Reflected ultrasound: echo) is received, and the internal state inside the subject is imaged as an ultrasound image based on a received signal generated from the received reflected ultrasound.

第1送信波形メモリー101aは、送信部102により第1波目に出力されるパルス信号のパターンが記憶されている。本実施の形態では、例えば、5値(+HV/+MV/0/−MV/−HV)の電圧からなる矩形波によるパルス信号を発生させるためのパターンが使用される。なお、パルス信号のパターンの形状は任意に設定することができる。また、パルス信号は、矩形波に限らず任意波形であってもよい。また、5値の電圧を切り替えてパルス信号を出力するようなパターンとしたが、5値に限定されず、適宜の値に設定することができるが、5値以下が好ましい。これにより、低コストで周波数成分の制御の自由度を向上させることができ、より高分解能である送信超音波を得ることができる。
第2送信波形メモリー101bは、送信部102により第2波目に出力されるパルス信号のパターンが記憶されている。本実施の形態では、第1送信波形メモリー101aに記憶されているパルス信号のパターンとは位相を反転させたパターンが使用される。なお、送信波形メモリー101bに記憶されるパルス信号のパターンは、第1送信波形メモリー101aに記憶されるパルス信号のパターンとは極性で対称としたが、完全に対称でなくてもよく、例えば、一部の波形について対称となっていなくてもよい。また、時間軸で対称であってもよい。
The first transmission waveform memory 101a stores the pattern of the pulse signal output from the transmission unit 102 at the first wave. In the present embodiment, for example, a pattern for generating a pulse signal by a rectangular wave composed of five values (+ HV / + MV / 0 / -MV / -HV) is used. The shape of the pattern of the pulse signal can be set arbitrarily. The pulse signal is not limited to a rectangular wave, and may have an arbitrary waveform. In addition, although a pattern in which the voltage of five values is switched to output a pulse signal is not limited to five values and can be set to an appropriate value, but five values or less are preferable. As a result, the degree of freedom in control of frequency components can be improved at low cost, and transmission ultrasonic waves with higher resolution can be obtained.
The second transmission waveform memory 101 b stores the pattern of the pulse signal output from the transmission unit 102 at the second wave. In the present embodiment, a pattern whose phase is reversed to that of the pulse signal stored in the first transmission waveform memory 101a is used. Although the pattern of the pulse signal stored in the transmission waveform memory 101b is symmetrical in polarity to the pattern of the pulse signal stored in the first transmission waveform memory 101a, it may not be completely symmetrical. For example, It may not be symmetrical with respect to some waveforms. Moreover, it may be symmetrical on the time axis.

送信部102は、超音波探触子103にケーブル(図示せず)を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子103に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部102は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、駆動信号の送信タイミングを振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。パルス発生回路は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。上述のように構成された送信部102は、例えば、超音波探触子103に配列された複数(例えば、192個)の振動子のうちの連続する一部(例えば、64個)を駆動して送信超音波を発生させる。そして、送信部102は、送信超音波を発生させる毎に駆動する振動子を方位方向にずらすことで走査線を移動させながら走査(スキャン)を行う。
本実施の形態では、送信部102は、まず第1波目として、第1送信波形メモリー101aに記憶されているパルス信号のパターンに従った矩形波によるパルス信号である駆動信号を超音波探触子103に送信する。その後、送信部102は、所定の時間間隔をおいて、同一走査線上に、第2送信波形メモリー101bに記憶されているパルス信号のパターンに従った矩形波によるパルス信号である駆動信号を超音波探触子103に送信する。すなわち、送信部102は、超音波探触子103にそれぞれ異なる駆動波形のパルス信号を同一走査線上に時間間隔をおいて複数回出力する。
The transmission unit 102 is a circuit that supplies a drive signal, which is an electrical signal, to the ultrasound probe 103 via a cable (not shown) and causes the ultrasound probe 103 to generate transmission ultrasound. Also, the transmission unit 102 includes, for example, a clock generation circuit, a delay circuit, and a pulse generation circuit. The clock generation circuit is a circuit that generates a clock signal that determines the transmission timing and transmission frequency of the drive signal. The delay circuit sets the transmission timing of the drive signal to a delay time for each individual path corresponding to each transducer, delays transmission of the drive signal by the set delay time, and forms a transmission beam composed of transmission ultrasonic waves. It is a circuit for focusing. The pulse generation circuit is a circuit for generating a pulse signal as a drive signal at a predetermined cycle. The transmitting unit 102 configured as described above drives, for example, continuous portions (for example, 64) of the plurality of (for example, 192) transducers arranged in the ultrasound probe 103. Transmission ultrasonic waves are generated. Then, the transmission unit 102 performs scanning (scanning) while moving the scanning line by shifting the transducer to be driven in the azimuth direction each time the transmission ultrasonic wave is generated.
In the present embodiment, the transmission unit 102 performs ultrasonic probe on a drive signal which is a pulse signal of a rectangular wave according to the pattern of the pulse signal stored in the first transmission waveform memory 101a as the first wave. Send to child 103. After that, the transmitting unit 102 ultrasonicates the drive signal which is a pulse signal by a rectangular wave according to the pattern of the pulse signal stored in the second transmission waveform memory 101b on the same scanning line at predetermined time intervals. Transmit to probe 103. That is, the transmitting unit 102 outputs pulse signals of different drive waveforms to the ultrasound probe 103 a plurality of times on the same scanning line at time intervals.

超音波探触子103は、圧電素子からなる振動子(図示しない)を備えており、この振動子は、例えば、方位方向に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、192個の振動子を備えた超音波探触子103を用いている。超音波探触子103は、送信部102からの駆動信号を振動子にて送信超音波に変換し、被検体内からの反射超音波を受信して振動子にて電気信号である受信信号に変換し、受信部104に出力する。なお、振動子は、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子の個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子103について、リニア走査方式の電子スキャンプローブを採用したが、電子走査方式あるいは機械走査方式の何れを採用してもよく、また、リニア走査方式、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。また、本実施の形態では、高分解能の送信超音波を得るべく、広帯域での超音波の送信を良好な感度にて行うことのできる超音波探触子を適用するのが効果が高く、より良質な超音波画像を取得することができる。超音波探触子における帯域幅は任意に設定してもよいが、−20dBの比帯域が100%以上であるのが好ましく、より好適なのは、−6dBの比帯域が100%以上である。   The ultrasound probe 103 includes transducers (not shown) formed of piezoelectric elements, and a plurality of transducers are, for example, arranged in a one-dimensional array in the azimuth direction. In the present embodiment, for example, an ultrasonic probe 103 provided with 192 transducers is used. The ultrasound probe 103 converts the drive signal from the transmission unit 102 into transmission ultrasound by the transducer, receives the reflection ultrasound from inside the object, and converts it into a reception signal that is an electrical signal by the transducer. It is converted and output to the receiving unit 104. The transducers may be arranged in a two-dimensional array. Also, the number of transducers can be set arbitrarily. Further, in the present embodiment, a linear scanning electronic scan probe is adopted for the ultrasound probe 103, but either an electronic scanning method or a mechanical scanning method may be adopted, and a linear scanning method, Either a sector scan method or a convex scan method can be employed. Moreover, in the present embodiment, it is highly effective to apply an ultrasonic probe capable of performing transmission of ultrasonic waves in a wide band with good sensitivity in order to obtain high-resolution transmission ultrasonic waves. It is possible to acquire good quality ultrasound images. The bandwidth in the ultrasonic probe may be set arbitrarily, but it is preferable that the -20 dB fractional band is 100% or more, and more preferably the -6 dB fractional band is 100% or more.

受信部104は、超音波探触子103からケーブルを介して電気信号の受信信号を受信する回路である。受信部104は、例えば、増幅器、A/D変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。A/D変換回路は、増幅された受信信号をアナログ−デジタル変換(A/D変換)するための回路である。整相加算回路は、A/D変換された受信信号に対して、振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算(整相加算)して音線情報を生成するための回路である。
本実施の形態では、受信部104は、上述したようにして第1波目の超音波の送受信により得られた音線情報を第1受信信号メモリー105aに送信し、第2波目の超音波の送受信により得られた音線情報を第2受信信号メモリー105bに送信する。すなわち、受信部104は、超音波探触子103から出力される受信信号を入力するとともに、複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された送信超音波の反射超音波から得られた各受信信号をそれぞれ整相加算して複数の音線情報を生成する。
The receiving unit 104 is a circuit that receives a reception signal of an electrical signal from the ultrasound probe 103 via a cable. The receiving unit 104 includes, for example, an amplifier, an A / D conversion circuit, and a phasing addition circuit. The amplifier is a circuit for amplifying the reception signal at a predetermined amplification factor set in advance for each individual path corresponding to each vibrator. The A / D conversion circuit is a circuit for analog-digital conversion (A / D conversion) of the amplified reception signal. The phasing addition circuit gives a delay time to the A / D converted received signal for each individual path corresponding to each vibrator, adjusts the time phase, adds them (phasing addition), and transmits the sound ray. It is a circuit for generating information.
In the present embodiment, the receiving unit 104 transmits the sound ray information obtained by transmitting and receiving the first wave ultrasonic wave to the first received signal memory 105 a as described above, and the second wave ultrasonic wave The sound ray information obtained by the transmission and reception of the above is transmitted to the second received signal memory 105b. That is, the receiving unit 104 receives the reception signal output from the ultrasound probe 103, and receives each reception signal obtained from the reflection ultrasound of the transmission ultrasound generated respectively by a plurality of pulse signals. A plurality of sound ray information is generated by phasing addition.

第1受信信号メモリー105aは、受信部104により、第1波目の超音波の送受信により得られた音線情報を一時的に記憶し、演算部106による演算を行うときにこの音線情報を出力する。
第2受信信号メモリー105bは、受信部104により、第2波目の超音波の送受信により得られた音線情報を一時的に記憶し、演算部106による演算を行うときにこの音線情報を出力する。
The first received signal memory 105 a temporarily stores the sound ray information obtained by the transmission and reception of the first wave ultrasonic wave by the receiving unit 104, and the sound ray information is calculated when the calculation unit 106 performs the calculation. Output.
The second received signal memory 105 b temporarily stores the sound ray information obtained by the transmission and reception of the ultrasonic wave of the second wave by the receiving unit 104, and the sound ray information is calculated when the calculation unit 106 performs the calculation. Output.

演算部106は、加算処理部106aと減算処理部106bとを備えて構成されている。
加算処理部106aは、第1受信信号メモリー105aから出力された音線情報と第2受信信号メモリー105bから出力された音線情報とを加算することにより、演算処理する。すなわち、加算処理部106aは、加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行う。これにより、第1波目の超音波から得られた音線情報と、第2波目の超音波から得られた音線情報とから第1世代高調波成分を抽出することができる。第1世代高調波成分は、基本波成分が音圧によって歪んで生じる高調波成分であって、偶数次の高調波や差音が含まれる。ここで抽出される高調波成分は、超音波探触子103の帯域により、2次高調波成分及び差音成分が支配的である。
減算処理部106bは、第1受信信号メモリー105aから出力された音線情報と第2受信信号メモリー105bから出力された音線情報とを減算することにより、演算処理する。すなわち、減算処理部106bは、減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行う。これにより、第1波目の超音波から得られた音線情報と、第2波目の超音波から得られた音線情報とから基本波成分及び第2世代高調波成分を抽出することができる。第2世代高調波成分は、基本波成分から発生する2次高調波等の第1世代高調波成分が基本波成分の影響により生じる高調波成分であり、例えば、3次高調波等が含まれる。
加算処理部106aは、演算処理した結果をBPF107に出力し、減算処理部106bは、演算処理した結果をBPF108に出力する。
このように、演算部106は、受信部104によって生成された複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る。
The arithmetic unit 106 is configured to include an addition processing unit 106 a and a subtraction processing unit 106 b.
The addition processing unit 106 a performs arithmetic processing by adding the sound ray information output from the first received signal memory 105 a and the sound ray information output from the second received signal memory 105 b. That is, the addition processing unit 106a performs pulse inversion (PI (+)) by addition. Thereby, the first generation harmonic component can be extracted from the sound ray information obtained from the first wave ultrasonic wave and the sound ray information obtained from the second wave ultrasonic wave. The first generation harmonic component is a harmonic component generated by distortion of the fundamental component due to sound pressure, and includes even harmonics and difference tones. The harmonic components extracted here are dominated by the second harmonic component and the difference tone component depending on the band of the ultrasonic probe 103.
The subtraction processing unit 106 b performs arithmetic processing by subtracting the sound ray information output from the first received signal memory 105 a and the sound ray information output from the second received signal memory 105 b. That is, the subtraction processing unit 106 b performs pulse inversion (PI (−)) by subtraction. Thereby, the fundamental wave component and the second generation harmonic component are extracted from the sound ray information obtained from the first wave ultrasonic wave and the sound ray information obtained from the second wave ultrasonic wave it can. The second generation harmonic component is a harmonic component in which a first generation harmonic component such as a second harmonic generated from a fundamental component is generated by the influence of the fundamental component, and includes, for example, a third harmonic .
The addition processing unit 106 a outputs the result of the arithmetic processing to the BPF 107, and the subtraction processing unit 106 b outputs the result of the arithmetic processing to the BPF 108.
As described above, the arithmetic unit 106 performs arithmetic operations according to plural types of arithmetic methods using the plurality of pieces of sound ray information generated by the receiving unit 104, and obtains respective arithmetic results.

BPF107は、加算処理部106aの演算結果からノイズ成分を除去するための帯域通過フィルターである。BPF107は、フィルター処理された音線情報を合成部110に出力する。
BPF108は、減算処理部106bの演算結果から基本波成分をカットして第2世代高調波成分のみを抽出するための帯域通過フィルターである。BPF108は、フィルター処理された音線情報を位相調整部109に出力する。
The BPF 107 is a band pass filter for removing noise components from the calculation result of the addition processing unit 106a. The BPF 107 outputs the filtered sound ray information to the combining unit 110.
The BPF 108 is a band pass filter for cutting the fundamental wave component from the calculation result of the subtraction processing unit 106 b and extracting only the second generation harmonic component. The BPF 108 outputs the filtered sound ray information to the phase adjustment unit 109.

位相調整部109は、BPF108によりフィルター処理された音線情報に含まれる第2世代高調波成分の位相が正極性側に強調されるように位相の調整を行う。すなわち、位相調整部109は、第2世代高調波成分の位相が、加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行った結果得られた音線情報に含まれる第1世代高調波成分の位相に合わせるように位相の調整を行う。位相の調整には、種々の方法が採用できる。例えば、最も単純な方法では符号反転がある。すなわち、入力した音線情報に対して係数(−1)を乗じることにより、出力される音線情報を濾波することなく位相を180度回転させることができる。また、FIR(Finite Impulse Response)フィルター等の伝達関数を適宜制御
することにより180度以外の位相回転特性を有する全域通過デジタルフィルタを構成することもできる。また、オールパスフィルターやIIR(Infinite Impulse Response)
フィルター等の直線位相を持たないフィルターのカットオフ特性や次数を適宜設計し、濾波とともに所望の周波数域を所定量回転させるようにしてもよい。位相調整部109は、位相の調整が行われた音線情報を合成部110に出力する。なお、位相調整部109を備えないようにしてもよい。
The phase adjustment unit 109 adjusts the phase so that the phase of the second generation harmonic component included in the sound ray information filtered by the BPF 108 is emphasized to the positive polarity side. That is, the phase adjustment unit 109 determines the phase of the first generation harmonic component included in the sound ray information obtained as a result of performing the pulse inversion (PI (+)) by adding the phase of the second generation harmonic component. Adjust the phase to match. Various methods can be employed to adjust the phase. For example, the simplest method is sign inversion. That is, by multiplying the input sound ray information by the coefficient (-1), the phase can be rotated 180 degrees without filtering the output sound ray information. In addition, an all-pass digital filter having phase rotation characteristics other than 180 degrees can be configured by appropriately controlling a transfer function such as an FIR (Finite Impulse Response) filter. In addition, all pass filter and IIR (Infinite Impulse Response)
The cutoff characteristics and the order of a filter having no linear phase, such as a filter, may be designed as appropriate, and the desired frequency range may be rotated by a predetermined amount with filtering. The phase adjustment unit 109 outputs the sound ray information whose phase has been adjusted to the combining unit 110. The phase adjustment unit 109 may not be provided.

合成部110は、BPF107から出力された音線情報と位相調整部109から出力された音線情報とを加算することにより合成処理を行う。すなわち、合成部110は、演算部106によって得られた複数の演算結果を合成する。合成部110は、この合成処理を行うことにより、基本波成分がカットされ、第1世代高調波成分及び第2世代高調波成分が含まれた音線情報を得ることができる。合成部110は、合成処理された音線情報を検波部111に出力する。なお、合成処理する際に、重み付けを行うようにしてもよい。   The combining unit 110 performs combining processing by adding the sound ray information output from the BPF 107 and the sound ray information output from the phase adjusting unit 109. That is, the combining unit 110 combines a plurality of calculation results obtained by the calculation unit 106. By performing this combining process, the combining unit 110 can obtain sound ray information in which the fundamental wave component is cut and the first generation harmonic component and the second generation harmonic component are included. The synthesis unit 110 outputs the sound ray information subjected to the synthesis process to the detection unit 111. In addition, weighting may be performed at the time of combining processing.

検波部111は、合成部110から出力された音線情報に対して包絡線の検波を行い、包絡線データを取得し、画像処理部112に出力する。   The detection unit 111 performs envelope detection on the sound ray information output from the combining unit 110, acquires envelope data, and outputs the envelope data to the image processing unit 112.

画像処理部112は、検波部111から出力された包絡線データに対して、対数増幅やゲインの調整等を行って振幅輝度変換を行い、Bモード画像データを生成する。すなわち、Bモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。画像処理部112は、生成したBモード画像データをフレーム単位でメモリーに保持し、適宜タイミングで読み出して表示部113に出力する。このように、画像処理部112は、検波部111によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する。   The image processing unit 112 performs logarithmic amplification, gain adjustment, and the like on the envelope data output from the detection unit 111, performs amplitude luminance conversion, and generates B-mode image data. That is, B-mode image data represents the intensity of the received signal by luminance. The image processing unit 112 holds the generated B-mode image data in the memory in units of frames, reads it out at appropriate timing, and outputs it to the display unit 113. Thus, the image processing unit 112 generates ultrasound image data based on the result detected by the detection unit 111.

表示部113は、LCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode-Ray Tube)ディスプレイ、有機EL(Electronic Luminescence)ディスプレイ、無機ELディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置が適用可能である。表示部113は、画像処理部112から出力された画像データに基づき、表示画面上に超音波画像の表示を行う。   The display unit 113 is applicable to a display device such as a liquid crystal display (LCD), a cathode-ray tube (CRT) display, an organic EL (Electronic Luminescence) display, an inorganic EL display, a plasma display, and the like. The display unit 113 displays an ultrasound image on the display screen based on the image data output from the image processing unit 112.

次に、上述したように構成された超音波画像診断装置100により高調波成分を抽出する手法について説明する。   Next, a method of extracting harmonic components by the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100 configured as described above will be described.

まず、第1波目に出力する送信超音波として、図2(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す基本波成分fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第1受信信号メモリー105aに記憶する。この送信超音波は、強度のピークが超音波探触子103の送受信周波数帯域Pであって−20dBの送受信周波数帯域における上限周波数(FH)の1/3以下で、かつ、超音波探触子103の−20dBでの送受信周波数帯域の下限周波数(FH)以上の周波数帯域に含まれる狭帯域の超音波である。その後、第2波目に出力する送信超音波として、図2(b)に示すような、第1波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第2受信信号メモリー105bに記憶する。 First, as a transmission ultrasonic wave to be output to the first wave th outputs an ultrasonic wave having a fundamental component f 1 showing the frequency power spectrum as shown in FIG. 2 (a), the reflected ultrasonic wave of the transmitted ultrasonic wave Sound ray information is obtained from the obtained received signal and stored in the first received signal memory 105a. This transmission ultrasonic wave has an intensity peak in the transmission / reception frequency band P of the ultrasonic probe 103 and is 1/3 or less of the upper limit frequency (FH) in the transmission / reception frequency band of -20 dB and the ultrasonic probe It is a narrow-band ultrasonic wave included in a frequency band equal to or higher than the lower limit frequency (FH) of the transmission / reception frequency band at 103 -20 dB. Thereafter, as the transmission ultrasonic wave to be output to the second wave th as shown in FIG. 2 (b), the first wave-th output an ultrasonic wave having a fundamental component f 1 showing a frequency power spectrum is phase reversed The sound ray information is obtained from the received signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmitted ultrasonic wave, and is stored in the second received signal memory 105b.

続いて、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の加算処理部106aに入力して加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行う。その結果、図3(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部106aにより、第1世代高調波成分としての2次高調波成分2fが強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図3(a)に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図3(b)に示すように、BPF107によって、ノイズ成分を除去して2次高調波成分2fのみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図3(c)に示すような、ノイズ成分が除去されて2次高調波成分2fのみが抽出された音線情報が得られる。 Subsequently, the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b are input to the addition processing unit 106 a of the arithmetic unit 106, and pulse inversion by addition ( Perform PI (+). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 3A is obtained. That is, the addition processing section 106a, 2 harmonic sound ray information component 2f 1 is emphasized as a first-generation harmonic component is obtained. Since this sound ray information contains a noise component as shown in FIG. 3A, as shown in FIG. 3B, the noise component is removed by the BPF 107 and the second harmonic component 2f is removed. Filter processing using a band pass filter such that only 1 is extracted. Then, as shown in FIG. 3C, the noise component is removed and sound ray information in which only the second harmonic component 2f 1 is extracted is obtained.

また、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の減算処理部106bに入力して減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行う。その結果、図4(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部106bにより、基本波成分fと第2世代高調波成分としての3次高調波成分3fとが強調された音線情報が得られる。そして、この音線情報から基本波成分f及びノイズ成分を除去するため、図4(b)に示すように、BPF108によって、基本波成分f及びノイズ成分をカットして3次高調波成分3fのみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図4(c)に示すような、基本波成分f及びノイズ成分が除去されて3次高調波成分3fのみが抽出された音線情報が得られる。なお、本実施の形態では、3次高調波成分3fのみを通過させて基本波成分f及びノイズ成分をカットする帯域通過フィルターを用いたが、基本波成分fのみをカットする帯域制限フィルターを使用するようにしてもよい。その後、位相調整部109により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図4(d)に示すように3次高調波成分3fの位相が正極性側に強調されるようにする。 Also, pulse inversion (PI) is input by inputting the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b into the subtraction processing unit 106 b of the arithmetic unit 106. Do (-)). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 4A is obtained. That is, the subtraction processing unit 106b, 3-order harmonic component 3f 1 and has emphasized sound ray information as a basic wave component f 1 and the second-generation harmonic component is obtained. Then, in order to remove the fundamental wave component f 1 and the noise component from the sound ray information, as shown in FIG. 4B, the BPF 108 cuts the fundamental wave component f 1 and the noise component to generate the third harmonic component A filtering process is performed using a band pass filter such that only 3f 1 is extracted. Then, as shown in FIG. 4 (c), only the third harmonic component 3f 1 and the fundamental component f 1 and the noise component is removed is sound ray information extracted is obtained. In the present embodiment, a band pass filter that cuts only the third harmonic component 3f 1 to cut the fundamental wave component f 1 and the noise component is used, but a band limitation that cuts only the fundamental wave component f 1 is used. A filter may be used. Thereafter, the phase adjustment unit 109 adjusts the phase of the sound ray information after filter processing, and the phase of the third harmonic component 3f 1 is emphasized to the positive polarity side as shown in FIG. 4D. Let's do it.

このようにして、図5(a)に示すような加算処理部106aによる演算により得られた音線情報、及び、図5(b)に示すような減算処理部106bによる演算により得られた音線情報は、合成部110により加算合成される。すると、図5(c)に示すように、2次高調波成分2fと3次高調波成分3fとが合成されて広帯域化した音線情報が得られる。その結果、距離分解能が向上するので、良好な超音波画像を得ることができるようになる。また、音線情報の減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られる音線情報に含まれる第2世代高調波成分は、音線情報の加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られる音線情報に含まれる第1世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第1世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。 Thus, the sound ray information obtained by the calculation by the addition processing unit 106a as shown in FIG. 5A and the sound obtained by the calculation by the subtraction processing unit 106b as shown in FIG. 5B. The line information is added and combined by the combining unit 110. Then, as shown in FIG. 5 (c), sound ray data which the secondary harmonic component 2f 1 and the third harmonic component 3f 1 has broadband it is synthesized is obtained. As a result, since the distance resolution is improved, a good ultrasonic image can be obtained. In addition, the second generation harmonic component included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction of sound ray information is pulse inversion (PI (+)) by addition of sound ray information. An ultrasonic beam that is more dependent on sound pressure in generation than the first generation harmonic component contained in the acquired sound ray information and thinner than the first generation harmonic component is obtained, and sound ray information including these harmonic components The azimuth resolution can be improved by combining

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態における超音波画像診断装置100の基本的構成は第1の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100 in the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

第2の実施の形態では、第1波目に出力する送信超音波として、図6(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す基本波成分fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第1受信信号メモリー105aに記憶する。この送信超音波は、超音波探触子103の送受信周波数帯域Pに対して広帯域の超音波である。その後、第2波目に出力する送信超音波として、図6(b)に示すような、第1波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第2受信信号メモリー105bに記憶する。 In the second embodiment, as the transmission ultrasonic wave to be output to the first wave th outputs an ultrasonic wave having a fundamental component f 1 showing the frequency power spectrum as shown in FIG. 6 (a), the transmission than Sound ray information is obtained from the received signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the sound wave and stored in the first received signal memory 105a. This transmission ultrasonic wave is a broad band ultrasonic wave with respect to the transmission / reception frequency band P of the ultrasonic probe 103. Thereafter, as the transmission ultrasonic wave to be output to the second wave th as shown in FIG. 6 (b), the first wave-th output an ultrasonic wave having a fundamental component f 1 showing a frequency power spectrum is phase reversed The sound ray information is obtained from the received signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmitted ultrasonic wave, and is stored in the second received signal memory 105b.

続いて、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の加算処理部106aに入力して加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行う。その結果、図7(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部106aにより、第1世代高調波成分としての2次高調波成分2fが強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図7(a)に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図7(b)に示すように、BPF107によって、ノイズ成分を除去して2次高調波成分2fのみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図7(c)に示すような、ノイズ成分が除去されて2次高調波成分2fのみが抽出された音線情報が得られる。 Subsequently, the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b are input to the addition processing unit 106 a of the arithmetic unit 106, and pulse inversion by addition ( Perform PI (+). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 7A is obtained. That is, the addition processing section 106a, 2 harmonic sound ray information component 2f 1 is emphasized as a first-generation harmonic component is obtained. Since this sound ray information contains a noise component as shown in FIG. 7A, as shown in FIG. 7B, the noise component is removed by the BPF 107 and the second harmonic component 2f is removed. Filter processing using a band pass filter such that only 1 is extracted. Then, as shown in FIG. 7 (c), the sound ray information noise component is removed only second harmonic component 2f 1 is extracted is obtained.

また、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の減算処理部106bに入力して減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行う。その結果、図8(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部106bにより、基本波成分fと第2世代高調波成分としての3次高調波成分3fとが強調された音線情報が得られる。そして、この音線情報から基本波成分f及びノイズ成分を除去するため、図8(b)に示すように、BPF108によって、基本波成分f及びノイズ成分をカットして3次高調波成分3fのみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図8(c)に示すような、基本波成分f及びノイズ成分が除去されて3次高調波成分3fのみが抽出された音線情報が得られる。その後、位相調整部109により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図8(d)に示すように3次高調波成分3fの位相を2次高調波成分2f(加算結果)と同位相として、合成時に相殺せずに結合するようにする。 Also, pulse inversion (PI) is input by inputting the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b into the subtraction processing unit 106 b of the arithmetic unit 106. Do (-)). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 8A is obtained. That is, the subtraction processing unit 106b, 3-order harmonic component 3f 1 and has emphasized sound ray information as a basic wave component f 1 and the second-generation harmonic component is obtained. Then, in order to remove the fundamental wave component f 1 and the noise component from the sound ray information, as shown in FIG. 8B, the BPF 108 cuts the fundamental wave component f 1 and the noise component to generate the third harmonic component A filtering process is performed using a band pass filter such that only 3f 1 is extracted. Then, as shown in FIG. 8 (c), only the third harmonic component 3f 1 and the fundamental component f 1 and the noise component is removed is sound ray information extracted is obtained. Then, the phase adjustment unit 109 performs adjustment of the phase with respect to the sound ray information after filtering, Figure 8 phase second harmonic component 2f 1 of the third harmonic component 3f 1 as shown in (d) of (Addition result) As the same phase, combining is performed without cancellation at the time of synthesis.

このようにして、加算処理部106aによる演算により得られた音線情報及び減算処理部106bによる演算により得られた音線情報は、合成部110により加算合成される。図9は、合成後の音線情報に含まれる各高調波成分の深度と強度との関係を示している。図9に示すように、送信焦点である深度a付近においては、音圧が最も大きくなるため、2次高調波成分2fの強度がピークとなる。そして、さらに深部においては、発生した2次高調波成分2fが基本波成分の影響を受けて3次高調波成分3fの強度が増大し、深度b付近において強度がピークとなる。 Thus, the sound ray information obtained by the calculation by the addition processing unit 106 a and the sound ray information obtained by the calculation by the subtraction processing unit 106 b are added and synthesized by the synthesis unit 110. FIG. 9 shows the relationship between the depth and the intensity of each harmonic component included in the sound ray information after combination. As shown in FIG. 9, since the sound pressure is the largest in the vicinity of the depth a, which is the transmission focus, the intensity of the second harmonic component 2f 1 peaks. And, in yet deep, it generated second harmonic component 2f 1 increases the third harmonic intensity components 3f 1 under the influence of the fundamental wave component, the intensity has a peak in the vicinity of the depth b.

したがって、図9における深度aでは、図10(a)に示すように、2次高調波成分2fが支配的である音線情報が得られ、深度bでは、図10(b)に示すように、3次高調波成分3fの強度の大きい音線情報が得られる。その結果、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができるようになる。また、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られる音線情報に含まれる第2世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られる音線情報に含まれる第1世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第1世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。 Therefore, as shown in FIG. 10A, sound ray information in which the second harmonic component 2f 1 is dominant is obtained at depth a in FIG. 9, and as shown in FIG. 10B at depth b. In addition, sound ray information with large intensity of the third harmonic component 3f 1 can be obtained. As a result, the wide-band receivable area is expanded in the depth direction, and an ultrasonic image having a wide range in the depth direction and excellent distance resolution can be obtained. In addition, the second generation harmonic component included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction is included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. An ultrasonic beam is generated that has higher sound pressure dependency than the first generation harmonic components and is narrower than the first generation harmonic components, and the azimuth resolution can be obtained by synthesizing sound ray information including these harmonic components. It can be improved.

(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態における超音波画像診断装置100の基本的構成も第1の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100 according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

第3の実施の形態では、第1波目に出力する送信超音波として、図11(a)に示すように、周波数の異なる二つの基本波成分f,fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第1受信信号メモリー105aに記憶する。その後、第2波目に出力する送信超音波として、図11(b)に示すような、第1波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分f,fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第2受信信号メモリー105bに記憶する。 In the third embodiment, as shown in FIG. 11A, an ultrasonic wave having two fundamental wave components f 1 and f 2 different in frequency is output as the transmission ultrasonic wave to be output to the first wave. The sound ray information is obtained from the reception signal obtained from the reflection ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave, and is stored in the first reception signal memory 105a. After that, as a transmission ultrasonic wave to be output to the second wave, a supersonic wave having fundamental wave components f 1 and f 2 indicating a frequency power spectrum whose phase is inverted to that of the first wave as shown in FIG. A sound wave is output, sound ray information is obtained from the reception signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave, and stored in the second reception signal memory 105b.

続いて、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の加算処理部106aに入力して加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行う。その結果、図12(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部106aにより、基本波成分fから発生する第1世代高調波成分としての2次高調波成分2f及び基本波成分fと基本波成分fとの差音成分〔f−f〕が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図12(a)に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図12(b)に示すように,BPF107によって、ノイズ成分を除去して2次高調波成分2f及び差音成分〔f−f〕が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図12(c)に示すような、ノイズ成分が除去されて2次高調波成分2f及び差音成分〔f−f〕のみが抽出された音線情報が得られる。 Subsequently, the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b are input to the addition processing unit 106 a of the arithmetic unit 106, and pulse inversion by addition ( Perform PI (+). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 12A is obtained. That is, the addition processing unit 106a, difference frequency component [f the second harmonic component 2f 1 and the fundamental wave component f 2 and the fundamental wave component f 1 of the first generation harmonic components generated from the fundamental wave component f 1 Sound ray information in which 2 −f 1 ] is emphasized is obtained. Since this sound ray information contains a noise component as shown in FIG. 12A, as shown in FIG. 12B, the noise component is removed by the BPF 107 and the second harmonic component 2f is removed. A filter process is performed using a band pass filter such that 1 and a difference tone component [f 2 −f 1 ] is extracted. Then, as shown in FIG. 12C, the noise component is removed, and sound ray information in which only the second harmonic component 2f 1 and the difference tone component [f 2 −f 1 ] are extracted is obtained.

また、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の減算処理部106bに入力して減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行う。その結果、図13(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部106bにより、基本波成分f,fと第2世代高調波成分〔3f+{(f−f)+f}〕とが強調された音線情報が得られる。そして、この音線情報から基本波成分f,f及びノイズ成分を除去するため、図13(b)に示すように、BPF108によって、基本波成分f,f及びノイズ成分をカットして第2世代高調波成分〔3f+{(f−f)+f}〕のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図13(c)に示すような、基本波成分f1,f2及びノイズ成分が除去されて第2世代高調波成分〔3f+{(f−f)+f}〕のみが抽出された音線情報が得られる。その後、位相調整部109により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図13(d)に示すように第2世代高調波成分〔3f+{(f−f)+f}〕の位相を第2の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に相殺せずに結合するようにする。 Also, pulse inversion (PI) is input by inputting the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b into the subtraction processing unit 106 b of the arithmetic unit 106. Do (-)). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 13 (a) is obtained. That is, sound ray information in which the fundamental wave components f 1 and f 2 and the second generation harmonic component [3f 1 + {(f 2 −f 1 ) + f 2 }] are emphasized can be obtained by the subtraction processing unit 106 b. . Then, in order to remove the fundamental wave components f 1 and f 2 and the noise component from the sound ray information, as shown in FIG. 13B, the BPF 108 cuts the fundamental wave components f 1 and f 2 and the noise component. A filter process using a band pass filter is performed so that only the second generation harmonic component [3f 1 + {(f 2 −f 1 ) + f 2 }] is extracted. Then, as shown in FIG. 13C, the fundamental wave components f1 and f2 and noise components are removed, and only the second generation harmonic component [3f 1 + {(f 2 −f 1 ) + f 2 }] is extracted. The obtained sound ray information is obtained. Thereafter, the phase adjustment unit 109 adjusts the phase of the sound ray information after the filter processing, and the second generation harmonic component [3f 1 + {(f 2 −f 1 ) as shown in FIG. As in the second embodiment, the phase of + f 2 }] is combined with the result of addition as the same phase, without being canceled at the time of synthesis.

このようにして、加算処理部106aによる演算により得られた音線情報及び減算処理部106bによる演算により得られた音線情報は、合成部110により加算合成される。図14は、合成後の音線情報に含まれる各高調波成分の深度と強度との関係を示している。図14に示すように、送信焦点である深度aよりも浅部においては、差音成分〔f−f〕が支配的となり、その後、深度aにおいて2次高調波成分2fが支配的となる。そして、さらに深部においては、発生した2次高調波成分2f及び差音成分〔f−f〕が基本波成分の影響を受けて第2世代高調波成分〔3f+{(f−f)+f}〕の強度が増大し、深度b付近において強度がピークとなる。 Thus, the sound ray information obtained by the calculation by the addition processing unit 106 a and the sound ray information obtained by the calculation by the subtraction processing unit 106 b are added and synthesized by the synthesis unit 110. FIG. 14 shows the relationship between the depth and the intensity of each harmonic component included in the sound ray information after combination. As shown in FIG. 14, the difference tone component [f 2 −f 1 ] is dominant in the shallow portion of the transmission focus f than the depth a, and then the second harmonic component 2f 1 is dominant in the depth a It becomes. Then, further in the deep part, the generated second harmonic component 2f 1 and the difference tone component [f 2 −f 1 ] are affected by the fundamental component and the second generation harmonic component [3f 1 + {(f 2) The intensity of −f 1 ) + f 2 }] increases, and the intensity peaks near the depth b.

したがって、図14における深度aでは、図15(a)に示すように、2次高調波成分2f及び差音成分〔f−f〕が支配的である高調波成分〔(f−f)+2f+[3f+{(f−f)+f}]〕を含む広帯域の音線情報が得られ、深度bでは、図15(b)に示すように、2次高調波成分2f及び差音成分〔f−f〕の強度が小さくなって第2世代高調波成分〔3f+{(f−f)+f}〕の強度が大きい高調波成分〔(f−f)+2f+[3f+{(f−f)+f}]〕を含む広帯域の音線情報が得られる。その結果、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができるようになる。また、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られる音線情報に含まれる第2世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られる音線情報に含まれる第1世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第1世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。 Therefore, the depth a in FIG. 14, FIG. 15 (a), the harmonic component second-order harmonic component 2f 1 and difference frequency component [f 2 -f 1] is dominant [(f 2 - Wide-band sound ray information including f 1 ) + 2f 1 + [3f 1 + {(f 2 −f 1 ) + f 2 }]] is obtained, and at depth b, as shown in FIG. A harmonic whose intensity of the second-generation harmonic component [3f 1 + {(f 2 -f 1 ) + f 2 }] is large because the intensities of the harmonic component 2f 1 and the difference tone component [f 2 -f 1 ] are reduced. Broadband sound ray information including the component [(f 2 −f 1 ) + 2f 1 + [3 f 1 + {(f 2 −f 1 ) + f 2 }]] is obtained. As a result, the wide-band receivable area is expanded in the depth direction, and an ultrasonic image having a wide range in the depth direction and excellent distance resolution can be obtained. In addition, the second generation harmonic component included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction is included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. An ultrasonic beam is generated that has higher sound pressure dependency than the first generation harmonic components and is narrower than the first generation harmonic components, and the azimuth resolution can be obtained by synthesizing sound ray information including these harmonic components. It can be improved.

(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態における超音波画像診断装置100の基本的構成も第1の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The basic configuration of the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100 in the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

第4の実施の形態では、第1波目に出力する送信超音波として、図16(a)に示すように、周波数の異なる三つの基本波成分f,f,fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第1受信信号メモリー105aに記憶する。その後、第2波目に出力する送信超音波として、図16(b)に示すような、第1波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分f,f,fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第2受信信号メモリー105bに記憶する。 In the fourth embodiment, as shown in FIG. 16A, an ultrasonic wave having three fundamental wave components f 1 , f 2 and f 3 different in frequency as transmission ultrasonic waves to be output to the first wave. And the sound ray information is obtained from the reception signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave, and is stored in the first reception signal memory 105a. After that, as transmission ultrasonic waves to be output to the second wave, fundamental wave components f 1 , f 2 , and f 3 as shown in FIG. Is output, sound ray information is obtained from the received signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmitted ultrasonic wave, and stored in the second received signal memory 105b.

続いて、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の加算処理部106aに入力して加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行う。その結果、図17(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部106aにより、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔2f+(f−f)〕,〔f+f〕が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図17(a)に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図17(b)に示すように、BPF107によって、ノイズ成分を除去して第1世代高調波成分が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図17(c)に示すような、ノイズ成分が除去されて第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔2f+(f−f)〕,〔f+f〕のみが抽出された音線情報が得られる。 Subsequently, the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b are input to the addition processing unit 106 a of the arithmetic unit 106, and pulse inversion by addition ( Perform PI (+). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 17A is obtained. That is, by the addition processing unit 106 a, the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [2f 1 + (f 3 −f 1 )], and [f 1 + f 2 The sound ray information emphasized can be obtained. Since this sound ray information contains a noise component as shown in FIG. 17A, as shown in FIG. 17B, the noise component is removed by the BPF 107 and the first generation harmonic component is removed. Filter processing using a band pass filter such that Then, as shown in FIG. 17C, the noise component is removed and the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [2f 1 + (f 3 −) Sound ray information in which only f 1 )] and [f 1 + f 2 ] are extracted is obtained.

また、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の減算処理部106bに入力して減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行う。その結果、図18(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部106bにより、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、及び、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分が強調された音線情報が得られる。ここで、第2世代高調波成分α,α,αはそれぞれ下記式(1)〜(3)によって表される高調波成分により構成されている。
α=(2f−f)+{(f−f)−f}+(f−2f)+{f−(f−f)}+{f−(f−f)}+{f−(f−f)}+{(f+f)−f}・・・(1)
α={(f+f)−f}+(f−2f)+{f−(f−f)}・・・(2)
α=3f+{f+(f−f)}+{f+(f−f)}+{f+(f−f)}・・・(3)
Also, pulse inversion (PI) is input by inputting the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b into the subtraction processing unit 106 b of the arithmetic unit 106. Do (-)). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 18A is obtained. That is, the subtraction processing unit 106b, the fundamental wave component f 1 and the second-generation harmonic component alpha 1 and is synthesized frequency component, is a fundamental component f 2 and the second-generation harmonic component alpha 2 was synthesized frequency component, and the fundamental wave component f 3 and the sound ray information frequency component and a second-generation harmonic component alpha 3 is synthesized is emphasized is obtained. Here, the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 are respectively constituted by harmonic components represented by the following formulas (1) to (3).
α 1 = (2 f 1 −f 1 ) + {(f 3 −f 1 ) −f 1 } + (f 3 −2 f 1 ) + {f 3 − (f 3 −f 1 )} + {f 2 − ( f 3 −f 2 )} + {f 2 − (f 2 −f 1 )} + {(f 1 + f 2 ) −f 2 } (1)
α 2 = {(f 1 + f 2 ) -f 1 } + (f 3 −2f 1 ) + {f 3 − (f 3 −f 1 )} (2)
α 3 = 3f 1 + {f 2 + (f 2 −f 1 )} + {f 2 + (f 3 −f 2 )} + {f 1 + (f 3 −f 1 )} (3)

そして、この音線情報から基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、及び、ノイズ成分を除去するため、図18(b)に示すように、BPF108によって、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、及び、ノイズ成分をカットして基本波成分f及び第2世代高調波成分αのみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図18(c)に示すような、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、及び、ノイズ成分が除去されて基本波成分f及び第2世代高調波成分αのみが抽出された音線情報が得られる。 Then, a frequency component in which the fundamental wave component f 1 and the second generation harmonic component α 1 are synthesized from the sound ray information, and a frequency component in which the fundamental wave component f 2 and the second generation harmonic component α 2 are synthesized , and, for removing a noise component, as shown in FIG. 18 (b), by BPF108, fundamental component f 1 and the second-generation harmonic component alpha 1 and is synthesized frequency components, the fundamental wave component f 2 And a band pass filter such that only the fundamental wave component f 3 and the second generation harmonic component α 3 are extracted by cutting the noise component and the frequency component in which the second generation harmonic component α 2 and the second generation harmonic component α 2 are combined. Perform the filtering process used. Then, as shown in FIG. 18 (c), the fundamental wave component f 1 and the second-generation harmonic component alpha 1 and is synthesized frequency component, is a fundamental component f 2 and the second-generation harmonic component alpha 2 synthesized frequency component, and, sound ray information noise component is removed only the fundamental wave component f 3 and second generation harmonic component alpha 3 is extracted is obtained.

図19は、上述したようにして得られた音線情報に含まれる周波数成分の深度と強度との関係を示している。図19に示すように、浅部領域では、高調波成分の発生量が少なく、基本波成分fが支配的であり、深度a付近において、基本波成分fの強度がピークとなる。その後、深度Eまでは、深度が大きくなるにつれて、基本波成分fの強度が小さくなって、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕の強度が増大していく。一方、第2世代高調波成分αは、発生量が少ない。そして、深度Eよりも深部では、発生した第1世代高調波成分が基本波成分の影響を受けて第2世代高調波成分αの強度が増大していく。その後、深度b付近においては、第1世代高調波成分の強度がピークとなる。その後、第1世代高調波成分の強度が小さくなり、第2世代高調波成分αの強度がさらに大きくなり、深度c付近において第2世代高調波成分αの強度がピークとなる。 FIG. 19 shows the relationship between the depth and the intensity of the frequency component included in the sound ray information obtained as described above. As shown in FIG. 19, in the shallow region, small amount of generated harmonic components, a dominant fundamental component f 3, in the vicinity of a depth a, the intensity of the fundamental wave component f 3 reaches a peak. After that, as the depth increases, the intensity of the fundamental wave component f 3 decreases until the depth E, and the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [ The strengths of f 1 + f 2 ] and [2f 1 + (f 3 −f 1 )] increase. The second-generation harmonic component alpha 3 is, the amount is small. Then, in the deeper than the depth E, the intensity of the second-generation harmonic component alpha 3 first generation harmonic component occurred under the influence of the fundamental wave component is gradually increased. Thereafter, in the vicinity of the depth b, the intensity of the first generation harmonic component peaks. Thereafter, the intensity of the first-generation harmonic component is reduced, the intensity of the second-generation harmonic component alpha 3 is further increased, the intensity of the second-generation harmonic component alpha 3 has a peak in the vicinity of the depth c.

本実施の形態では、各周波数成分が上述したような特性を有していることから、効率よく分解能のよい周波数成分を含む音線情報が得られるように、フィルター処理後の減算処理部106bによる演算により得られた音線情報に対して位相の調整を行う際に、深度に応じて位相の調整量を変更するようにしている。
すなわち、最浅部から深度Eまでの領域においては、位相調整部109は、図20(a)に示すように、基本波成分fの位相を第2の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に結合するような位相の調整(位相調整A)を行う。一方、深度Eよりも深部領域においては、位相調整部109は、図20(b)に示すように、第2世代高調波成分αを第2の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に相殺せずに結合するような位相の調整(位相調整B)を行う。
In this embodiment, since each frequency component has the characteristics as described above, the subtraction processing unit 106 b after filter processing is performed so that sound ray information including frequency components with high resolution can be efficiently obtained. When the phase adjustment is performed on the sound ray information obtained by the calculation, the phase adjustment amount is changed according to the depth.
That is, in the region from the shallowest portion to the depth E, the phase adjustment unit 109 adds the phase of the fundamental wave component f 3 to the addition result as in the second embodiment, as shown in FIG. As the same phase, phase adjustment (phase adjustment A) to be combined at the time of synthesis is performed. On the other hand, in the region deeper than the depth E, as shown in FIG. 20B, the phase adjustment unit 109 has the same phase as the addition result of the second generation harmonic component α 3 as in the second embodiment. As the phase adjustment (phase adjustment B), coupling is performed without cancellation at the time of synthesis.

このようにして、フィルター処理後の減算処理部106bによる演算により得られた音線情報は、深度に応じて位相が調整され、加算処理部106aによる演算により得られた音線情報と、合成部110により加算合成される。   Thus, the sound ray information obtained by the calculation by the subtraction processing unit 106 b after the filter processing is adjusted in phase according to the depth, and the sound ray information obtained by the calculation by the addition processing unit 106 a It is additively synthesized by 110.

その結果、図19における深度aでは、上述したように基本波成分fの位相が正極性側に強調されるような位相の調整が行われた音線情報が合成されるので、図21(a)に示すように、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕が少なく、基本波成分fが支配的である広帯域の音線情報が得られる。そのため、浅部領域では高周波の基本波成分を利用することができ、浅部領域におけるS/Nや距離分解能が向上する。
また、図19における深度b及び深度cでは、上述したように第2世代高調波成分αが正極性側に強調されるような位相の調整が行われた音線情報が合成されるので、深度bでは、図21(b)に示すように、第2世代高調波成分αが少なく、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕が支配的である広帯域の音線情報が得られ、深度cでは、図21(c)に示すように、第1世代高調波成分〔f+f〕の強度が小さくなって、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔2f+(f−f)〕及び第2世代高調波成分αが支配的である広帯域の音線情報が得られる。その結果、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができるようになる。また、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られる音線情報に含まれる第2世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られる音線情報に含まれる第1世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第1世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。
As a result, at depth a in FIG. 19, as described above, sound ray information whose phase adjustment has been performed such that the phase of the fundamental wave component f 3 is emphasized to the positive polarity side is synthesized. As shown in a), the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [f 1 + f 2 ], [2f 1 + (f 3 −f 1 )] less, sound ray data of wideband fundamental component f 3 is dominant can be obtained. Therefore, high frequency fundamental wave components can be used in the shallow region, and S / N and distance resolution in the shallow region can be improved.
Further, at depth b and depth c in FIG. 19, since the sound ray information on which the phase adjustment is performed such that the second generation harmonic component α 3 is emphasized on the positive polarity side is synthesized as described above, At the depth b, as shown in FIG. 21B, the second generation harmonic component α 3 is small, and the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [ As shown in FIG. 21C, a wide band sound ray information in which f 1 + f 2 ] and [2f 1 + (f 3 −f 1 )] are dominant is obtained, and as shown in FIG. As the intensity of the wave component [f 1 + f 2 ] decreases, the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [2f 1 + (f 3 −f 1 )] And second-generation harmonic component α 3 is dominant, broadband acoustic ray information is obtained. As a result, the wide-band receivable area is expanded in the depth direction, and an ultrasonic image having a wide range in the depth direction and excellent distance resolution can be obtained. In addition, the second generation harmonic component included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction is included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. An ultrasonic beam is generated that has higher sound pressure dependency than the first generation harmonic components and is narrower than the first generation harmonic components, and the azimuth resolution can be obtained by synthesizing sound ray information including these harmonic components. It can be improved.

(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態における超音波画像診断装置100Aは、第3送信波形メモリー101c、第3受信信号メモリー105cが追加され、演算部106A及びBPF108Aが変更されている点で第1の実施の形態における超音波画像診断装置100とは異なっている。ここでは、第1の実施の形態における超音波画像診断装置100とは異なっている点について説明し、同様の構成については、符号を共通にして説明を省略する。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The ultrasound diagnostic imaging apparatus 100A in the fifth embodiment is the first embodiment in that the third transmission waveform memory 101c and the third reception signal memory 105c are added, and the arithmetic unit 106A and the BPF 108A are modified. Is different from the ultrasonic diagnostic imaging apparatus 100 in FIG. Here, only the points different from the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100 in the first embodiment will be described, and the same configurations will be denoted by the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.

第3送信波形メモリー101cは、送信部102により第3波目に出力されるパルス信号のパターンが記憶されている。本実施の形態では、第1送信波形メモリー101aに記憶されているパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号のパターンが使用される。第3送信波形メモリー101cに記憶されているパルス信号のパターンは、第1送信波形メモリー101aに記憶されているパルス信号のパターンの、例えば、1/4の大きさの振幅としているが任意に設定することができる。第3送信波形メモリー101cに記憶されているパルス信号のパターンに基づいて出力される超音波は、振幅が小さいことから高調波成分が発生し難くなっている。   The third transmission waveform memory 101c stores the pattern of the pulse signal output from the transmission unit 102 at the third wave. In the present embodiment, a pattern of a pulse signal for power modulation that differs only in amplitude from the pulse signal stored in the first transmission waveform memory 101a is used. The pattern of the pulse signal stored in the third transmission waveform memory 101c is, for example, an amplitude of 1/4 of the pattern of the pulse signal stored in the first transmission waveform memory 101a, but is arbitrarily set. can do. The ultrasonic wave output based on the pattern of the pulse signal stored in the third transmission waveform memory 101c has a small amplitude, so that it is difficult for harmonic components to be generated.

第3受信信号メモリー105cは、受信部104により、第3波目の超音波の送受信により得られた音線情報を一時的に記憶し、演算部106Aによる演算を行うときにこの音線情報を出力する。   The third reception signal memory 105c temporarily stores the sound ray information obtained by the transmission and reception of the third wave ultrasonic wave by the receiving unit 104, and the sound ray information is calculated when the calculation unit 106A performs the calculation. Output.

演算部106Aは、加算処理部106a、減算処理部106bの他、AMP106c及びパワーモジュレーション処理部106dを備えている。   The arithmetic unit 106A includes an AMP 106c and a power modulation processing unit 106d in addition to the addition processing unit 106a and the subtraction processing unit 106b.

AMP106cは、第3受信信号メモリー105cから出力された音線情報を入力して所定倍に増幅し、パワーモジュレーション処理部106dに出力する。本実施の形態では、AMP106cは、例えば、第3受信信号メモリー105cから出力された音線情報を入力して8倍だけ増幅する。   The AMP 106 c receives the sound ray information output from the third reception signal memory 105 c, amplifies the sound ray information by a predetermined factor, and outputs the amplified sound ray to the power modulation processing unit 106 d. In the present embodiment, for example, the AMP 106 c receives the sound ray information output from the third reception signal memory 105 c and amplifies it by eight times.

パワーモジュレーション処理部106dは、減算処理部106bの演算結果である音線情報とAMP106cにより増幅された音線情報とを加算合成することにより演算処理(パワーモジュレーション処理)する。第3受信信号メモリー105cから出力されてAMP106cにより増幅された音線情報は、基本波成分が支配的で高調波成分はほとんど含まれていないので、パワーモジュレーション処理を行うことにより、減算処理部106bにより生成された音線情報から基本波成分のみをカットして第2世代高調波成分を効率よく抽出することができる。パワーモジュレーション処理部106dは、上述したようにして演算処理を行った結果得られた音線情報をBPF108Aに出力する。   The power modulation processing unit 106d performs arithmetic processing (power modulation processing) by additively combining sound ray information, which is the calculation result of the subtraction processing unit 106b, and sound ray information amplified by the AMP 106c. The sound ray information output from the third received signal memory 105 c and amplified by the AMP 106 c is dominant in the fundamental wave component and contains almost no harmonic component. Therefore, the power modulation process is performed to perform subtraction processing unit 106 b. It is possible to efficiently extract the second generation harmonic component by cutting only the fundamental wave component from the sound ray information generated by the above. The power modulation processing unit 106d outputs sound ray information obtained as a result of performing the arithmetic processing as described above to the BPF 108A.

BPF108Aは、パワーモジュレーション処理部106dの演算結果からノイズ成分を除去するための帯域通過フィルターである。BPF108Aは、フィルター処理された音線情報を位相調整部109に出力する。   The BPF 108A is a band pass filter for removing noise components from the calculation result of the power modulation processing unit 106d. The BPF 108A outputs the filtered sound ray information to the phase adjustment unit 109.

次に、上述したように構成された超音波画像診断装置100Aにより高調波成分を抽出する手法について説明する。   Next, a method of extracting harmonic components by the ultrasound diagnostic imaging apparatus 100A configured as described above will be described.

第5の実施の形態では、第1波目に出力する送信超音波として、図23(a)に示すように、周波数の異なる三つの基本波成分f,f,fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第1受信信号メモリー105aに記憶する。その後、第2波目に出力する送信超音波として、図23(b)に示すような、第1波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分f,f,fを有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第2受信信号メモリー105bに記憶する。その後、第3波目に出力する送信超音波として、図23(c)に示すような、第1波目に出力された超音波の1/4の振幅である超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第3受信信号メモリー105cに記憶する。 In the fifth embodiment, as shown in FIG. 23A, an ultrasonic wave having three fundamental wave components f 1 , f 2 and f 3 different in frequency as transmission ultrasonic waves to be output to the first wave. And the sound ray information is obtained from the reception signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave, and is stored in the first reception signal memory 105a. After that, as transmission ultrasonic waves to be output to the second wave, fundamental wave components f 1 , f 2 , and f 3 as shown in FIG. Is output, sound ray information is obtained from the received signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmitted ultrasonic wave, and stored in the second received signal memory 105b. After that, as a transmission ultrasonic wave to be output to the third wave, an ultrasonic wave having an amplitude of 1⁄4 of the ultrasonic wave output to the first wave as shown in FIG. Sound ray information is obtained from a received signal obtained from the reflected ultrasonic wave, and is stored in the third received signal memory 105c.

続いて、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の加算処理部106aに入力して加算によるパルスインバージョン(PI(+))を行う。その結果、図24(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部106aにより、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔2f+(f−f)〕,〔f+f〕が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図24(a)に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図24(b)に示すように、BPF107によって、ノイズ成分を除去して第1世代高調波成分が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図24(c)に示すような、ノイズ成分が除去されて第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔2f+(f−f)〕,〔f+f〕のみが抽出された音線情報が得られる。 Subsequently, the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b are input to the addition processing unit 106 a of the arithmetic unit 106, and pulse inversion by addition ( Perform PI (+). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 24A is obtained. That is, by the addition processing unit 106 a, the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [2f 1 + (f 3 −f 1 )], and [f 1 + f 2 The sound ray information emphasized can be obtained. Since this sound ray information contains a noise component as shown in FIG. 24A, as shown in FIG. 24B, the noise component is removed by the BPF 107 and the first generation harmonic component is removed. Filter processing using a band pass filter such that Then, as shown in FIG. 24C, the noise component is removed and the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [2f 1 + (f 3 −) Sound ray information in which only f 1 )] and [f 1 + f 2 ] are extracted is obtained.

また、第1受信信号メモリー105aに記憶された音線情報と第2受信信号メモリー105bに記憶された音線情報とを演算部106の減算処理部106bに入力して減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行う。その結果、図25(a)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部106bにより、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分、及び、基本波成分fと第2世代高調波成分αとが合成された周波数成分が強調された音線情報が得られる。第2世代高調波成分α,α,αはそれぞれ上記式(1)〜(3)によって表される高調波成分により構成されている。 Also, pulse inversion (PI) is input by inputting the sound ray information stored in the first received signal memory 105 a and the sound ray information stored in the second received signal memory 105 b into the subtraction processing unit 106 b of the arithmetic unit 106. Do (-)). As a result, sound ray information indicating a frequency power spectrum as shown in FIG. 25 (a) is obtained. That is, the subtraction processing unit 106b, the fundamental wave component f 1 and the second-generation harmonic component alpha 1 and is synthesized frequency component, is a fundamental component f 2 and the second-generation harmonic component alpha 2 was synthesized frequency component, and the fundamental wave component f 3 and the sound ray information frequency component and a second-generation harmonic component alpha 3 is synthesized is emphasized is obtained. The second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 are respectively constituted by the harmonic components represented by the above formulas (1) to (3).

また、第3受信信号メモリー105cに記憶された音線情報を演算部106のAMP106cに入力して音線情報を8倍に増幅し、図25(b)に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報を得る。   Further, the sound ray information stored in the third received signal memory 105c is input to the AMP 106c of the calculation unit 106 to amplify the sound ray information by a factor of 8, and a sound showing a frequency power spectrum as shown in FIG. Get line information.

続いて、パルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報から基本波成分f,f,fを除去するため、パワーモジュレーション処理部106dにより、パルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報とAMP106cにより増幅された音線情報とを加算合成するパワーモジュレーション処理を行う。すると、図25(c)に示すような、基本波成分f,f,fが除去されて第2世代高調波成分α,α,αのみが抽出された音線情報が得られる。 Subsequently, in order to remove the fundamental wave components f 1 , f 2 and f 3 from the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)), the power modulation processing unit 106 d performs pulse inversion (PI (− ) And the sound ray information amplified by the AMP 106 c are added and synthesized to perform power modulation processing. Then, as shown in FIG. 25 (c), the fundamental wave components f 1 , f 2 and f 3 are removed and the sound ray information in which only the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 are extracted is can get.

そして、この音線情報からノイズ成分を除去するため、図25(c)に示すように、BPF108Aによって、ノイズ成分を除去して第2世代高調波成分が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図25(d)に示すような、ノイズ成分が除去されて第2世代高調波成分α,α,αのみが抽出された音線情報が得られる。その後、位相調整部109により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図25(e)に示すように第2世代高調波成分α,α,αの位相を第2の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に相殺せずに結合するようにする。 Then, in order to remove the noise component from the sound ray information, as shown in FIG. 25C, a band pass filter is used in which the noise component is removed by the BPF 108A and the second generation harmonic component is extracted. Filter it. Then, as shown in FIG. 25D, sound ray information in which only noise components are removed and only the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 are extracted is obtained. Thereafter, the phase adjustment unit 109 adjusts the phase of the sound ray information after the filter processing, and the phases of the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 are adjusted as shown in FIG. As in the second embodiment, as the addition result and the same phase, combining is performed without cancellation at the time of synthesis.

このようにして、加算処理部106aによる演算により得られた音線情報及びパワーモジュレーション処理により得られた音線情報は、合成部110により加算合成される。図26は、合成後の音線情報に含まれる各高調波成分の深度と強度との関係を示している。図26に示すように、送信焦点である深度bよりも浅部である深度aにおいては、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕が支配的である。その後、深度が大きくなるにつれて、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕とともに、第2世代高調波成分α,α,αの強度も大きくなり、深度b付近において第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕の強度がピークとなる。その後、深度が大きくなるにつれて第1世代高調波成分の強度が徐々に小さくなって、第2世代高調波成分が大きくなり、深度c付近において第2世代高調波成分α,α,αの強度がピークとなる。その後、深度cよりも深部においては、第2世代高調波成分が支配的となる。 Thus, the sound ray information obtained by the calculation by the addition processing unit 106 a and the sound ray information obtained by the power modulation process are added and synthesized by the synthesizing unit 110. FIG. 26 shows the relationship between the depth and the intensity of each harmonic component included in the sound ray information after combination. As shown in FIG. 26, at the depth a which is shallower than the depth b which is the transmission focus, the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [f 1 + f 2 ] and [2 f 1 + (f 3- f 1 )] are dominant. Thereafter, as the depth increases, the first generation harmonic components [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [f 1 + f 2 ], and [2f 1 + (f 3 −f 1 )] In addition, the intensity of the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 also increases, and the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )] near the depth b , [F 1 + f 2 ] and [2f 1 + (f 3 −f 1 )] have peaks. After that, as the depth increases, the intensity of the first generation harmonic component gradually decreases and the second generation harmonic component increases, and the second generation harmonic components α 1 , α 2 , α 3 near the depth c The peak intensity of After that, the second generation harmonic component becomes dominant in the deep part of the depth c.

したがって、図26における深度aでは、図27(a)に示すように、第2世代高調波成分α,α,αが少なく、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕が支配的である広帯域の音線情報が得られる。そのため、浅部領域では、距離分解能を保ったままS/Nを向上させることができる。また、深度bでは、図27(b)に示すように、第1世代高調波成分〔(f−f)+(f−f)〕,〔f+f〕,〔2f+(f−f)〕及び第2世代高調波成分α,α,αの強度がそれぞれ大きくなった広帯域の音線情報が得られ、深度cでは、図27(c)に示すように、第2世代高調波成分α,α,αがさらに大きくなる一方で、第1世代高調波成分〔f+f〕の強度が小さくなった広帯域の音線情報が得られる。そのため、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができ、また、S/Nも向上させることができる。また、深度dでは、図27(d)に示すように、第2世代高調波成分α,αが支配的である音線情報が得られる。そのため、深部領域では、低周波である高調波成分により音線情報が得られるので、S/Nが改善し、広帯域となるため、ペネトレーションと深部領域における距離分解能を向上させることができる。また、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られる音線情報に含まれる第2世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られる音線情報に含まれる第1世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第1世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。 Therefore, as shown in FIG. 27A, at the depth a in FIG. 26, the second generation harmonic components α 1 , α 2 , and α 3 are small, and the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) Wide-band sound ray information in which + (f 2 −f 1 )], [f 1 + f 2 ] and [2f 1 + (f 3 −f 1 )] are dominant is obtained. Therefore, in the shallow region, the S / N can be improved while maintaining the distance resolution. Also, at depth b, as shown in FIG. 27 (b), the first generation harmonic component [(f 3 −f 2 ) + (f 2 −f 1 )], [f 1 + f 2 ], [2 f 1 As shown in FIG. 27C, a wide band sound ray information is obtained in which the intensities of + (f 3 −f 1 )] and the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 are respectively increased. As shown, while the second generation harmonic components α 1 , α 2 and α 3 become larger, the broadband sound ray information in which the intensity of the first generation harmonic component [f 1 + f 2 ] becomes smaller is obtained. Be Therefore, a wide band receivable region can be expanded in the depth direction, an ultrasonic image excellent in distance resolution in a wide range in the depth direction can be obtained, and the S / N can be improved. Further, at the depth d, as shown in FIG. 27D, sound ray information in which the second generation harmonic components α 1 and α 2 are dominant can be obtained. Therefore, in the deep region, the sound ray information can be obtained by the low frequency harmonic component, and the S / N is improved to be a wide band, so that penetration and distance resolution in the deep region can be improved. In addition, the second generation harmonic component included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction is included in sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. An ultrasonic beam is generated that has higher sound pressure dependency than the first generation harmonic components and is narrower than the first generation harmonic components, and the azimuth resolution can be obtained by synthesizing sound ray information including these harmonic components. It can be improved.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but of course the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
まず、上述した超音波探触子103として、送受信−6dBにおける下限周波数(FL6)が5.0MHz、上限周波数(FH6)が15.0MHz、中心周波数(FC6)が10.0MHz、送受信−6dBの比帯域が100%であり、送受信−20dBにおける下限周波数(FL20)が3.9MHz、上限周波数(FH20)が18.1MHz、中心周波数(FC20)が11.0MHz、送受信−20dBの比帯域が129%であり、送信−20dBにおける下限周波数(FL20)が3.4MHz、上限周波数(FH20)が21.2MHz、中心周波数(FC20)が12.3MHz、送受信−20dBの比帯域が145%である超音波探触子を用い、これを超音波探触子Aとした。この超音波探触子Aの送信帯域形状を図28においてAで示す。なお、図28中、横軸は周波数を示し、縦軸は感度を示している。
Example 1
First, as the ultrasonic probe 103 described above, the lower limit frequency (FL6) at transmission / reception -6 dB is 5.0 MHz, the upper limit frequency (FH6) is 15.0 MHz, the center frequency (FC6) is 10.0 MHz, transmission / reception -6 dB The relative bandwidth is 100%, the lower limit frequency (FL20) at transmission / reception -20 dB is 3.9 MHz, the upper limit frequency (FH20) is 18.1 MHz, the center frequency (FC20) is 11.0 MHz, and the transmission / reception -20 dB relative bandwidth is 129 The lower limit frequency (FL20) at transmission -20 dB is 3.4 MHz, the upper limit frequency (FH20) is 21.2 MHz, the center frequency (FC20) is 12.3 MHz, and the relative bandwidth of transmission and reception -20 dB is 145%. An ultrasonic probe was used as an ultrasonic probe A. The transmission band shape of the ultrasonic probe A is shown by A in FIG. In FIG. 28, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents sensitivity.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号を、図29(a)に示すような駆動波形とし、これを駆動波形1とした。この駆動波形1を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図29(b)に示す。なお、図29(a)中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図29(b)中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形1のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Aの−20dBにおける送信周波数帯域内(3.4MHz−21.2MHz)において強度ピークを1つ有しており、そのピークは、超音波探触子Aの送信−20dBにおける中心周波数(FC20)よりも低周波側にあり、そのピークにおける周波数は6.3MHzであった。また、第2波目のパルス信号をこの駆動波形1の位相を反転させた駆動波形とした。   The pulse signal of the first wave output from the transmission unit 102 described above is a drive waveform as shown in FIG. 29A, and this is a drive waveform 1. The frequency power spectrum obtained by frequency analysis of the drive waveform 1 is shown in FIG. In FIG. 29A, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage. Further, in FIG. 29B, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal strength. The transmission ultrasonic wave output by the pulse signal of this drive waveform 1 has one intensity peak in the transmission frequency band (3.4 MHz-21.2 MHz) at -20 dB of the above-mentioned ultrasonic probe A. The peak was lower than the center frequency (FC20) at the transmission of -20 dB of the ultrasonic probe A, and the frequency at the peak was 6.3 MHz. The pulse signal of the second wave is a drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 1.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、8MHz〜14MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対し、11MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 8 MHz to 14 MHz is performed. And after performing the filter processing by the band pass filter which makes the zone of 11 MHz-20 MHz pass with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (-)) by subtraction, the phase adjustment by the all pass filter was performed . After that, additive synthesis is performed on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction subjected to phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. did.

(比較例1)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))を実施せず、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例1と同様とした。
(Comparative example 1)
Example except that pulse inversion (PI (−)) by subtraction is not performed, and ultrasonic image data is generated using only sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition Same as 1.

(実施例2)
まず、上述した超音波探触子103としては、上述した超音波探触子Aを使用した。
(Example 2)
First, as the above-mentioned ultrasound probe 103, the above-mentioned ultrasound probe A was used.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号を、図30(a)に示すような駆動波形とし、これを駆動波形2とした。この駆動波形2を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図30(b)に示す。なお、図30(a)中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図30(b)中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形2のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Aの−20dBにおける送信周波数帯域内(3.4MHz−21.2MHz)において強度ピークを1つ有しており、そのピークは、超音波探触子Aの送信−20dBにおける中心周波数(FC20)よりも低周波側にあり、そのピークにおける周波数は8.1MHzであった。また、第2波目のパルス信号をこの駆動波形2の位相を反転させた駆動波形とした。   The pulse signal of the first wave output from the transmission unit 102 described above is set as a drive waveform as shown in FIG. The frequency power spectrum obtained by frequency analysis of the drive waveform 2 is shown in FIG. In FIG. 30A, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage. Further, in FIG. 30 (b), the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal strength. The transmission ultrasonic wave outputted by the pulse signal of this drive waveform 2 has one intensity peak in the transmission frequency band (3.4 MHz-21.2 MHz) at -20 dB of the above-mentioned ultrasonic probe A. The peak was lower than the center frequency (FC20) at the transmission of -20 dB of the ultrasonic probe A, and the frequency at the peak was 8.1 MHz. The pulse signal of the second wave is a drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 2.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、8MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対し、11MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 8 MHz to 20 MHz is performed. And after performing the filter processing by the band pass filter which makes the zone of 11 MHz-20 MHz pass with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (-)) by subtraction, the phase adjustment by the all pass filter was performed . After that, additive synthesis is performed on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction subjected to phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. did.

(比較例2)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))を実施せず、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例2と同様とした。
(Comparative example 2)
Example except that pulse inversion (PI (−)) by subtraction is not performed, and ultrasonic image data is generated using only sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition Same as 2.

(実施例3)
まず、上述した超音波探触子103としては、上述した超音波探触子Aを使用した。
(Example 3)
First, as the above-mentioned ultrasound probe 103, the above-mentioned ultrasound probe A was used.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号を、図31(a)に示すような駆動波形とし、これを駆動波形3とした。この駆動波形3を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図31(b)に示す。なお、図31(a)中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図31(b)中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形3のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Aの−20dBにおける送信周波数帯域内(3.4MHz−21.2MHz)において強度ピークを2つ有しており、そのピークは、超音波探触子Aの送信−20dBにおける中心周波数(FC20)よりも高周波側及び低周波側にそれぞれあり、そのピークにおける周波数は11.5MHz及び7.0MHzであった。また、この駆動波形3のパルス信号は、超音波探触子Aから出力された超音波の周波数パワースペクトルの強度が、超音波探触子Aの−6dBの送受信周波数の帯域内において、少なくとも1つの極小値を有するとともに、この極小値と超音波探触子Aの−6dBの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が10dB以内となるような3値の駆動波形のパルス信号である。また、第2波目のパルス信号をこの駆動波形3の位相を反転させた駆動波形とした。   The pulse signal of the first wave output from the transmission unit 102 described above is set as a drive waveform as shown in FIG. The frequency power spectrum obtained by frequency analysis of this drive waveform 3 is shown in FIG. In FIG. 31A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage. Further, in FIG. 31 (b), the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal strength. The transmission ultrasonic wave output by the pulse signal of this drive waveform 3 has two intensity peaks in the transmission frequency band (3.4 MHz-21.2 MHz) at -20 dB of the above-mentioned ultrasonic probe A. The peaks were respectively on the high frequency side and the low frequency side of the center frequency (FC 20) at the transmission of -20 dB of the ultrasonic probe A, and the frequencies at the peaks were 11.5 MHz and 7.0 MHz. The pulse signal of this drive waveform 3 has an intensity of the frequency power spectrum of the ultrasonic wave output from the ultrasonic probe A at least 1 within the transmission and reception frequency band of -6 dB of the ultrasonic probe A. It is a pulse signal of a three-value drive waveform that has one minimum value and a difference between this minimum value and the maximum intensity within the -6 dB transmission / reception frequency band of the ultrasonic probe A is within 10 dB. The pulse signal of the second wave is a drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 3.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、4MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対し、13MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 4 MHz to 20 MHz is performed. Then, the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)) by subtraction is subjected to filter processing by a band pass filter that passes a band of 13 MHz to 20 MHz, and then phase adjustment by an all pass filter is performed. . After that, additive synthesis is performed on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction subjected to phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. did.

(比較例3)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))を実施せず、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例3と同様とした。
(Comparative example 3)
Example except that pulse inversion (PI (−)) by subtraction is not performed, and ultrasonic image data is generated using only sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition Same as 3.

(実施例4)
まず、上述した超音波探触子103としては、上述した超音波探触子Aを使用した。
(Example 4)
First, as the above-mentioned ultrasound probe 103, the above-mentioned ultrasound probe A was used.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号を、図32(a)に示すような駆動波形とし、これを駆動波形4とした。この駆動波形4を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図32(b)に示す。なお、図32(a)中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図32(b)中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形4のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Aの−20dBにおける送信周波数帯域内(3.4MHz−21.2MHz)において強度ピークを3つ有しており、そのピークは、超音波探触子Aの送信−20dBにおける中心周波数(FC20)よりも高周波側に2つ、低周波側に1つあり、そのピークにおける周波数は19.2MHz、13.2MHz及び5.8MHzであった。また、第2波目のパルス信号をこの駆動波形4の位相を反転させた駆動波形とした。   The pulse signal of the first wave output from the transmission unit 102 described above is set as a drive waveform as shown in FIG. The frequency power spectrum obtained by frequency analysis of the drive waveform 4 is shown in FIG. In FIG. 32A, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage. Further, in FIG. 32B, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal strength. The transmission ultrasonic wave output by the pulse signal of this drive waveform 4 has three intensity peaks in the transmission frequency band (3.4 MHz-21.2 MHz) at -20 dB of the above-mentioned ultrasonic probe A. There are two peaks on the high frequency side and one on the low frequency side of the center frequency (FC20) at the transmission -20 dB of the ultrasonic probe A, and the frequency at the peak is 19.2 MHz and 13.2 MHz. And 5.8 MHz. The pulse signal of the second wave is a drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 4.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、4MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対し、13MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 4 MHz to 20 MHz is performed. Then, the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)) by subtraction is subjected to filter processing by a band pass filter that passes a band of 13 MHz to 20 MHz, and then phase adjustment by an all pass filter is performed. . After that, additive synthesis is performed on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction subjected to phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. did.

(比較例4)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))を実施せず、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例4と同様とした。
(Comparative example 4)
Example except that pulse inversion (PI (−)) by subtraction is not performed, and ultrasonic image data is generated using only sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition Same as 4.

(実施例5)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対して位相調整をする際に、最浅部から深度10mmまでの領域においては、基本波成分の位相が正極性側に強調されるような位相の調整を行い、深度10mmよりも深部領域においては、高調波成分が正極性側に強調されるような位相の調整を行う点以外は、実施例4と同様とした。
(Example 5)
When performing phase adjustment on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction, the phase of the fundamental wave component is on the positive polarity side in the region from the shallowest portion to the depth of 10 mm. The same adjustment as in Example 4 was carried out except that the phase adjustment to be emphasized was performed, and the phase adjustment was performed such that harmonic components were emphasized on the positive polarity side in a region deeper than 10 mm in depth.

(実施例6)
まず、上述した超音波探触子103としては、上述した超音波探触子Aを使用した。
(Example 6)
First, as the above-mentioned ultrasound probe 103, the above-mentioned ultrasound probe A was used.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号を上述した駆動波形4とし、第2波目のパルス信号をこの駆動波形4の位相を反転させた駆動波形とし、第3波目のパルス信号を、駆動波形4の1/4の大きさの振幅である駆動波形とした。   The pulse signal of the first wave output from the transmitting unit 102 described above is the drive waveform 4 described above, and the pulse signal of the second wave is the drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 4, and the third wave The pulse signal of (1) is a drive waveform having an amplitude of 1⁄4 of the drive waveform 4.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、第3波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報を8倍に増幅し、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と加算合成するパワーモジュレーション処理を行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、4MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、パワーモジュレーション処理により得られた音線情報に対し、4MHz〜20MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われたパワーモジュレーション処理により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, the sound ray information obtained by transmission and reception of the ultrasonic wave by the pulse signal of the third wave is amplified eight times, and additively synthesized with the sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction. Power modulation processing was performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 4 MHz to 20 MHz is performed. Then, the sound ray information obtained by the power modulation process is subjected to filter processing by a band pass filter that passes a band of 4 MHz to 20 MHz, and then phase adjustment by an all pass filter is performed. After that, sound ray information obtained by the power modulation processing subjected to the phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition are added and synthesized.

(実施例7)
まず、上述した超音波探触子103として、送受信−6dBにおける下限周波数(FL6)が5.9MHz、上限周波数(FH6)が14.2MHz、中心周波数(FC6)が10.0MHz、送受信−6dBの比帯域が83%であり、送受信−20dBにおける下限周波数(FL20)が5.2MHz、上限周波数(FH20)が16.7MHz、中心周波数(FC20)が11.0MHz、送受信−20dBの比帯域が105%であり、送信−20dBにおける下限周波数(FL20)が4.9MHz、上限周波数(FH20)が19.7MHz、中心周波数(FC20)が12.3MHz、送受信−20dBの比帯域が120%である超音波探触子を用い、これを超音波探触子Bとした。この超音波探触子Bの送信帯域形状を図28においてBで示す。
(Example 7)
First, as the ultrasonic probe 103 described above, the lower limit frequency (FL6) at transmission and reception -6 dB is 5.9 MHz, the upper limit frequency (FH6) is 14.2 MHz, the center frequency (FC6) is 10.0 MHz and transmission and reception -6 dB The relative bandwidth is 83%, the lower limit frequency (FL20) at transmission and reception -20 dB is 5.2 MHz, the upper limit frequency (FH20) is 16.7 MHz, the center frequency (FC20) is 11.0 MHz, and the relative bandwidth at transmission and reception -20 dB is 105 The upper limit frequency (FL20) at transmission -20 dB is 4.9 MHz, the upper limit frequency (FH20) is 19.7 MHz, the center frequency (FC20) is 12.3 MHz, and the relative band of transmission and reception -20 dB is 120%. An ultrasonic probe was used as an ultrasonic probe B. The transmission band shape of the ultrasonic probe B is shown by B in FIG.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号の駆動波形を駆動波形4とした。この駆動波形4のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Bの−20dBにおける送信周波数帯域内(4.9MHz−19.7MHz)において強度ピークを3つ有しており、そのピークは、超音波探触子Bの送信−20dBにおける中心周波数(FC20)よりも高周波側に2つ、低周波側に1つあり、そのピークにおける周波数は19.0MHz、13.1MHz及び6.0MHzであった。また、第2波目のパルス信号をこの駆動波形4の位相を反転させた駆動波形とした。   The drive waveform of the pulse signal of the first wave output from the transmission unit 102 described above is referred to as a drive waveform 4. The transmission ultrasonic wave output by the pulse signal of this drive waveform 4 has three intensity peaks in the transmission frequency band (4.9 MHz-19.7 MHz) at -20 dB of the above-mentioned ultrasonic probe B. There are two peaks on the high frequency side and one on the low frequency side of the center frequency (FC 20) at the transmission -20 dB of the ultrasonic probe B, and the frequency at the peak is 19.0 MHz and 13.1 MHz. And 6.0 MHz. The pulse signal of the second wave is a drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 4.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、5MHz〜19MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対し、13MHz〜19MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。ここで、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対して位相調整をする際に、最浅部から深度10mmまでの領域においては、基本波成分の位相が正極性側に強調されるような位相の調整を行い、深度10mmよりも深部領域においては、高調波成分が正極性側に強調されるような位相の調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 5 MHz to 19 MHz was performed. Then, the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)) by subtraction is subjected to filter processing by a band pass filter that passes a band of 13 MHz to 19 MHz, and then phase adjustment by an all pass filter is performed. . Here, when adjusting the phase of the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)) by subtraction, the phase of the fundamental wave component is positive in the region from the shallowest portion to the depth of 10 mm. The phase was adjusted so as to be emphasized on the sex side, and the phase was adjusted so that harmonic components were emphasized on the positive side in a region deeper than 10 mm in depth. After that, additive synthesis is performed on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction subjected to phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. did.

(比較例5)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))を実施せず、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例7と同様とした。
(Comparative example 5)
Example except that pulse inversion (PI (−)) by subtraction is not performed, and ultrasonic image data is generated using only sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition Same as 7.

(実施例8)
まず、上述した超音波探触子103として、送受信−6dBにおける下限周波数(FL6)が6.2MHz、上限周波数(FH6)が13.8MHz、中心周波数(FC6)が10.0MHz、送受信−6dBの比帯域が76%であり、送受信−20dBにおける下限周波数(FL20)が5.7MHz、上限周波数(FH20)が16.0MHz、中心周波数(FC20)が10.9MHz、送受信−20dBの比帯域が95%であり、送信−20dBにおける下限周波数(FL20)が5.6MHz、上限周波数(FH20)が19.1MHz、中心周波数(FC20)が12.3MHz、送受信−20dBの比帯域が109%である超音波探触子を用い、これを超音波探触子Cとした。この超音波探触子Cの送信帯域形状を図28においてCで示す。
(Example 8)
First, as the ultrasonic probe 103 described above, the lower limit frequency (FL6) at transmission and reception -6 dB is 6.2 MHz, the upper limit frequency (FH6) is 13.8 MHz, the center frequency (FC6) is 10.0 MHz and transmission and reception -6 dB The relative bandwidth is 76%, the lower limit frequency (FL20) at 5.7dB for transmission and reception-20dB, the upper limit frequency (FH20) for 16.0MHz, the center frequency (FC20) for 10.9MHz, and the relative bandwidth for transmission and reception-20dB is 95 The lower limit frequency (FL20) at transmission -20 dB is 5.6 MHz, the upper limit frequency (FH20) is 19.1 MHz, the center frequency (FC20) is 12.3 MHz, and the transmission and reception -20 dB relative band is 109%. An ultrasonic probe C was used as an ultrasonic probe. The transmission band shape of the ultrasonic probe C is indicated by C in FIG.

上述した送信部102から出力される第1波目のパルス信号の駆動波形を駆動波形4とした。この駆動波形4のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Cの−20dBにおける送信周波数帯域内(5.6MHz−19.1MHz)において強度ピークを2つ有しており、そのピークは、超音波探触子Cの送信−20dBにおける中心周波数(FC20)よりも高周波側及び低周波側にそれぞれあり、そのピークにおける周波数は13.0MHz及び6.2MHzであった。また、第2波目のパルス信号をこの駆動波形4の位相を反転させた駆動波形とした。   The drive waveform of the pulse signal of the first wave output from the transmission unit 102 described above is referred to as a drive waveform 4. The transmission ultrasonic wave output by the pulse signal of this drive waveform 4 has two intensity peaks in the transmission frequency band (5.6 MHz-19.1 MHz) at -20 dB of the above-mentioned ultrasonic probe C. The peaks were respectively on the high frequency side and the low frequency side of the center frequency (FC 20) at the transmission of -20 dB of the ultrasound probe C, and the frequencies at the peaks were 13.0 MHz and 6.2 MHz. The pulse signal of the second wave is a drive waveform obtained by inverting the phase of the drive waveform 4.

第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報に対し、5.5MHz〜18MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対し、13MHz〜18MHzの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。ここで、減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報に対して位相調整をする際に、最浅部から深度10mmまでの領域においては、基本波成分の位相が正極性側に強調されるような位相の調整を行い、深度10mmよりも深部領域においては、高調波成分が正極性側に強調されるような位相の調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン(PI(−))により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報とを加算合成した。   Pulse inversion by addition using sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the first wave and sound ray information obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by the pulse signal of the second wave (PI (+)) and pulse inversion by subtraction (PI (-)) were respectively performed. Then, with respect to the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (+)) by the addition, the filter processing by the band pass filter which passes the band of 5.5 MHz to 18 MHz is performed. Then, the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)) by subtraction is subjected to filter processing by a band pass filter that passes a band of 13 MHz to 18 MHz, and then phase adjustment by an all pass filter is performed. . Here, when adjusting the phase of the sound ray information obtained by the pulse inversion (PI (−)) by subtraction, the phase of the fundamental wave component is positive in the region from the shallowest portion to the depth of 10 mm. The phase was adjusted so as to be emphasized on the sex side, and the phase was adjusted so that harmonic components were emphasized on the positive side in a region deeper than 10 mm in depth. After that, additive synthesis is performed on sound ray information obtained by pulse inversion (PI (−)) by subtraction subjected to phase adjustment and sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition. did.

(比較例6)
減算によるパルスインバージョン(PI(−))を実施せず、加算によるパルスインバージョン(PI(+))により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例8と同様とした。
(Comparative example 6)
Example except that pulse inversion (PI (−)) by subtraction is not performed, and ultrasonic image data is generated using only sound ray information obtained by pulse inversion (PI (+)) by addition Same as 8.

上述した各実施例及び比較例の各条件を下記表1に示す。   Each condition of each Example mentioned above and a comparative example is shown in following Table 1.

Figure 2019093253
Figure 2019093253

<評価方法>
Gammex社製のRMI 404GS−LE0.5と同一の音響等価材の深度7、15、25、40mmの位置にそれぞれ50μmのSUSワイヤーを埋設した。そして、送信超音波の送信焦点を15mmとして第1波目及び第2波目(実施例6においては、さらに第3波目)の超音波の送受信を行い、受信した各超音波からそれぞれ得られた音線情報に対して上記表1に示された条件により処理を行い、超音波画像を得た。そして、画像化を行った際のワイヤー描出輝度を音響強度(dB)に変換し、その20dB分解能(距離分解能、方位分解能)を得た。
また、画像化を行った際のワイヤー描出輝度と送波停止時のBackground輝度との差分を音響強度(dB)に変換し、この値をS/Nとした。
また、Gammex社製のRMI 403GS−LE0.5の音響等価材部に対し、送信焦点を15mmにして第1波目及び第2波目(実施例6においては、さらに第3波目)の超音波の送受信を行い、連続する2フレーム分の超音波画像を取得し、この2フレームの超音波画像の相関を求め、この相関が0.5を下回る深度を特定し、これを深達度(Penetration)とした。
また、実施例1〜8及び比較例1〜6のそれぞれの条件にて手根、MP関節(MetacarpoPhalangeal joint)屈筋腱、上腕二頭筋長頭腱、内側半月板の描出を行い、整形外科関連に従事する医師及び臨床検査技師の合計10名により下記の評価基準により評点を得、その値を平均してこれを描出性スコアとした。
[評価基準]
10:組織状態の把握に対して申し分ない程度の描出性
8:組織状態の把握に対して実用上問題ない程度の描出性
6:良好ではないが組織状態の把握は可能な程度の描出性
4:組織状態の把握に支障がある程度の描出性
2:組織状態の把握が困難な程度の描出性
以上の評価結果を下記表2に示す。
<Evaluation method>
A 50 μm SUS wire was embedded in each of the depths 7, 15, 25 and 40 mm of the same acoustic equivalent material as the RMI 404 GS-LE 0.5 manufactured by Gammex. Then, the ultrasonic waves of the first wave and the second wave (further in the sixth embodiment, the third wave) are transmitted / received with the transmission focal point of the transmission ultrasonic wave being 15 mm, and obtained from each of the received ultrasonic waves. The sound ray information was processed under the conditions shown in Table 1 above to obtain an ultrasonic image. Then, the wire drawing luminance at the time of imaging was converted into acoustic intensity (dB), and its 20 dB resolution (distance resolution, azimuth resolution) was obtained.
Also, the difference between the wire drawing luminance at the time of imaging and the background luminance at the time of transmission stop was converted to acoustic intensity (dB), and this value was set as S / N.
In addition, with respect to the acoustic equivalent material part of the RMI 403 GS-LE 0.5 manufactured by Gammex, the transmission focal point is set to 15 mm, and the first and second waves (in addition, the third wave in the sixth embodiment) Sound waves are transmitted and received, ultrasonic images of two consecutive frames are acquired, correlations between ultrasonic images of these two frames are determined, depths at which the correlation is less than 0.5, and depths ( Penetration).
In addition, under the conditions of each of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6, the carpal, the MP joint (MetacarpoPhalangeal joint) flexors tendon, the biceps long biceps longus tendon, and the medial meniscal are depicted, and the orthopedic Based on the evaluation criteria below, a score of 10 was obtained by a total of 10 physicians and laboratory technicians engaged in the above, and the values were averaged and used as a visualization score.
[Evaluation criteria]
10: Excellent visualization for grasping organizational condition 8: Visualization showing no problem for organizational condition 6: Visualization not good but adequate for grasping organizational condition 4 : Drawability to a certain extent with difficulty in grasping the state of organization 2: Visualization of a degree of difficulty in grasping the state of organization The above evaluation results are shown in Table 2 below.

Figure 2019093253
Figure 2019093253

<評価結果>
上記表2の結果より、実施例1〜8によれば、比較例1〜6と比較すると、特に、送信焦点よりも深部領域において距離分解能及び方位分解能がよく、また、深達度(Penetration)も大きいことがわかった。また、実施例1〜8によれば、比較例1〜6に比べ、手根、MP関節屈筋腱、上腕二頭筋長頭腱、内側半月板の描出評価が高いことがわかった。
<Evaluation result>
According to the results of Table 2, according to Examples 1 to 8, especially in comparison with Comparative Examples 1 to 6, the distance resolution and the azimuth resolution are better in the deep region than the transmission focus, and the penetration degree (Penetration) It was also found to be large. Moreover, according to Examples 1-8, compared with Comparative Examples 1-6, it turned out that the evaluation evaluation of the carpal, MP joint flexor tendon, biceps long biceps longus tendon, and the medial meniscus is high.

以上説明したように、第1〜第5の実施の形態によれば、超音波探触子103は、入力されたパルス信号に基づいて被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する。送信部102は、超音波探触子103に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する。受信部104は、複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された送信超音波の反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する。演算部106(演算部106A)は、受信部104によって生成された複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る。合成部110は、演算部106(演算部106A)によって得られた複数の演算結果を合成する。検波部111は、合成部110によって合成された演算結果を検波する。画像処理部112は、検波部111によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する。その結果、特性の異なる複数の音線情報を演算によって求め、これらの演算結果を補間的に合成するので、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる。また、狭帯域画像の合成ではなく、音線情報の広帯域化により距離分解能の良好な画像を得ることができる。さらに、深部領域における方位分解能やペネトレーションを向上させることができる。   As described above, according to the first to fifth embodiments, the ultrasound probe 103 outputs the transmission ultrasound toward the subject based on the input pulse signal, and Outputs a received signal by receiving the reflected ultrasonic wave from. The transmission unit 102 outputs pulse signals of different drive waveforms to the ultrasonic probe 103 plural times at time intervals. The receiving unit 104 generates a plurality of sound ray information based on each received signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmitted ultrasonic wave generated respectively by the pulse signal of the plurality of times. The arithmetic unit 106 (arithmetic unit 106A) performs arithmetic operations according to plural types of arithmetic methods using the plurality of pieces of sound ray information generated by the receiving unit 104, and obtains respective arithmetic results. The combining unit 110 combines a plurality of calculation results obtained by the calculation unit 106 (calculation unit 106A). The detection unit 111 detects the calculation result synthesized by the synthesis unit 110. The image processing unit 112 generates ultrasound image data based on the result of detection by the detection unit 111. As a result, since a plurality of pieces of sound ray information having different characteristics are obtained by calculation and these calculation results are interpolatedly synthesized, an ultrasonic image using harmonic components with excellent distance resolution in a wider range in the depth direction is obtained. Can. In addition, it is possible to obtain an image with a good distance resolution by broadening the sound ray information instead of combining narrow band images. Furthermore, the azimuth resolution and penetration in the deep region can be improved.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、演算部106(演算部106A)は、複数の音線情報を加算した演算結果と、複数の音線情報を減算した演算結果とを得る。その結果、加算によって偶数次高調波が抽出でき、減算によって奇数次高調波が抽出できるので、双方の活用によって深度方向により広範囲にわたって高い距離分解能を得ることが可能となる。   Further, according to the first to fifth embodiments, the calculation unit 106 (calculation unit 106A) obtains an operation result obtained by adding a plurality of sound ray information and an operation result obtained by subtracting a plurality of sound ray information. . As a result, even-order harmonics can be extracted by addition and odd-order harmonics can be extracted by subtraction, so that it is possible to obtain high distance resolution over a wider range in the depth direction by using both.

また、第1〜第4の実施の形態によれば、BPF108は、演算部106によって得られた複数の音線情報を減算した演算結果に対して、演算結果に含まれる基本波成分の周波数帯をカットするフィルター処理を行う。その結果、より高い方位分解能を得ることが可能となる。また、適切な周波数成分をS/Nよく抽出することが可能となり、高品質な超音波画像を得ることができるようになる。   Further, according to the first to fourth embodiments, the BPF 108 reduces the frequency band of the fundamental wave component included in the calculation result to the calculation result obtained by subtracting the plurality of sound ray information obtained by the calculation unit 106. Perform filter processing to cut As a result, higher azimuth resolution can be obtained. In addition, appropriate frequency components can be extracted with a high S / N ratio, and high quality ultrasound images can be obtained.

また、第5の実施の形態によれば、送信部102は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号を複数回出力するパルス信号に含んで超音波探触子103に出力する。演算部106Aは、受信部104によってパワーモジュレーション用パルス信号によって生成された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号を整相加算して生成された音線情報を所定倍に増幅して複数の音線情報を減算した演算結果に加算するパワーモジュレーション処理を行う。合成部110は、パワーモジュレーション処理後の複数の音線情報を減算した演算結果と、複数の音線情報を加算した演算結果とを合成する。その結果、パワーモジュレーション処理を行うことにより、基本波成分を効率よく抑圧して高調波成分を抽出することができる。また、2次高調波等の第1世代高調波成分が基本波成分に影響されて生じる第2世代高調波成分が低周波領域にも発生するので、これを利用してペネトレーションを向上させることができるようになる。   Further, according to the fifth embodiment, the transmission unit 102 includes a pulse signal for power modulation, which has a different amplitude from that of one pulse signal among the plurality of pulse signals to be output, in a pulse signal that is output a plurality of times. Output to the ultrasound probe 103. Arithmetic unit 106A amplifies the sound ray information generated by phasing addition of the reception signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave generated from the pulse signal for power modulation by reception unit 104 by a predetermined factor. A power modulation process is performed to add to the calculation result obtained by subtracting plural pieces of sound ray information. The combining unit 110 combines the calculation result obtained by subtracting the plurality of pieces of sound ray information after the power modulation processing with the calculation result obtained by adding the plurality of pieces of sound ray information. As a result, by performing the power modulation process, it is possible to efficiently suppress the fundamental wave component and extract the harmonic component. In addition, since the second generation harmonic component such as the second harmonic generated due to the influence of the fundamental wave component on the first generation harmonic component is also generated in the low frequency region, using this to improve the penetration. become able to.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、位相調整部109は、演算部106(演算部106A)によって得られた複数の演算結果のうちの一の演算結果に含まれる第1の周波数成分の位相に他の演算結果に含まれる第2の周波数成分の位相を合せるように当該他の演算結果の位相を調整する。その結果、音線情報を合成する際に信号成分が相殺してしまうのを抑制できる。   Further, according to the first to fifth embodiments, the phase adjustment unit 109 is configured to set the first calculation result included in one of the plurality of calculation results obtained by the calculation unit 106 (calculation unit 106A). The phase of the other calculation result is adjusted so that the phase of the second frequency component included in the other calculation result matches the phase of the frequency component. As a result, it is possible to suppress the cancellation of signal components when synthesizing sound ray information.

また、第4の実施の形態によれば、位相調整部109は、深度に応じて他の演算結果の位相の調整量を変更する。その結果、深度に応じて適正な位相調整を行うことにより、深度が変更しても広帯域の音線情報を得ることができるので、距離分解能の良好な領域を深度方向により拡大することが可能となる。   Further, according to the fourth embodiment, the phase adjustment unit 109 changes the adjustment amount of the phase of another calculation result according to the depth. As a result, by performing appropriate phase adjustment according to the depth, even if the depth changes, it is possible to obtain broad-band sound ray information, so it is possible to expand the region with good distance resolution in the depth direction Become.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、送信部102は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは位相を反転させたパルス信号を複数回出力するパルス信号に含んで超音波探触子103に出力する。その結果、より良好な音線情報を得ることができるようになる。   Further, according to the first to fifth embodiments, the transmitting unit 102 converts the pulse signal whose phase is inverted to that of one of the plurality of pulse signals to be output into a pulse signal that is output a plurality of times. It includes and outputs to the ultrasound probe 103. As a result, better sound ray information can be obtained.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、送信部102は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、超音波探触子103の−20dBの送受信周波数帯域における上限周波数の1/3で、かつ、超音波探触子103の−20dBでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力する。その結果、3次高調波成分を取得可能な周波数領域に強い送波を行うことができ、3次高調波成分をより効果的に利用することができるようになる。   Further, according to the first to fifth embodiments, the transmitter 102 is configured such that the intensity peak of the frequency power spectrum is 1/3 of the upper limit frequency of the -20 dB transmission / reception frequency band of the ultrasound probe 103, And the pulse signal contained in the frequency band more than the lower limit frequency of the transmission-and-reception frequency band in -20 dB of ultrasonic probe 103 is outputted. As a result, strong transmission can be performed in a frequency range in which the third harmonic component can be acquired, and the third harmonic component can be more effectively used.

また、第3〜第5の実施の形態によれば、送信部102は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、超音波探触子103の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力する。その結果、広帯域の送波を行うことができ、高次高調波成分だけでなく差音成分も利用できるようになって広帯域の高調波を受信できるようになり、距離分解能が向上する。   Further, according to the third to fifth embodiments, in the transmission section 102, the intensity peak of the frequency power spectrum is lower than the center frequency of the -20 dB transmission frequency band of the ultrasound probe 103. The pulse signal included in each of the high frequency side than the center frequency is output. As a result, wide band transmission can be performed, and not only high-order harmonic components but also difference tone components can be used to receive wide-band harmonics, and distance resolution is improved.

また、第4及び第5の実施の形態によれば、送信部102は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、超音波探触子103の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも高周波側に2以上含まれるパルス信号を出力する。その結果、より広帯域の高調波を受信できるようになり、距離分解能がより向上する。   Further, according to the fourth and fifth embodiments, the transmission section 102 is configured such that the intensity peak of the frequency power spectrum is higher on the high frequency side than the center frequency of the -20 dB transmission frequency band of the ultrasound probe 103. The pulse signal contained above is output. As a result, higher-bandwidth harmonics can be received, and distance resolution is further improved.

また、第3の実施の形態によれば、送信部102は、周波数パワースペクトルの強度が、超音波探触子103の−20dBの送受信周波数の帯域内において、少なくとも1つの極小値を有するとともに、極小値と超音波探触子103の−6dBの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が10dB以内となるような駆動波形のパルス信号を3値の制御信号により出力する。その結果、高調波成分をより良好に発生させることができ、画質の向上を図ることができるようになる。   Further, according to the third embodiment, the transmission unit 102 has at least one local minimum value within the transmission / reception frequency band of the ultrasound probe 103 with the intensity of the frequency power spectrum being A pulse signal of a drive waveform is output by a ternary control signal such that the difference between the minimum value and the maximum intensity of the ultrasonic probe 103 in the -6 dB transmission / reception frequency band is within 10 dB. As a result, harmonic components can be generated better, and image quality can be improved.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、パルス信号を5値以下の制御信号により出力するようにしたので、安価で分解能を向上させることができるようになる。   Further, according to the first to fifth embodiments, since the pulse signal is output by the control signal of five values or less, the resolution can be improved at low cost.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、超音波探触子103は、−20dBの比帯域を100%以上としたので、より高い効果を得ることが可能となる。   Further, according to the first to fifth embodiments, since the ultrasonic probe 103 sets the relative bandwidth of −20 dB to 100% or more, higher effects can be obtained.

また、第1〜第5の実施の形態によれば、超音波探触子103は、−6dBの比帯域を100%以上としたので、さらに高い効果を得ることが可能となる。   Further, according to the first to fifth embodiments, since the ultrasonic probe 103 sets the relative bandwidth of −6 dB to 100% or more, it is possible to obtain a higher effect.

なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係る超音波画像診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。超音波画像診断装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。   The description in the embodiment of the present invention is an example of the ultrasound diagnostic imaging apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and the detailed operation of each functional unit constituting the ultrasound diagnostic imaging apparatus can be appropriately changed.

また、上述した実施の形態では、第1波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第2波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン(PI(+))及び減算によるパルスインバージョン(PI(−))をそれぞれ行って得た結果を合成するようにしたが、演算方法は、上述したものに限定されず、加算や減算以外の演算方法を採用してもよい。   Further, in the embodiment described above, sound ray information obtained by transmission and reception of the ultrasonic wave by the pulse signal of the first wave, and sound ray information obtained by the transmission and reception of the ultrasonic wave by the pulse signal of the second wave Are used to synthesize the results obtained by performing pulse inversion (PI (+)) by addition and pulse inversion (PI (−)) by subtraction, respectively, but the calculation method is the same as that described above. There is no limitation, and arithmetic methods other than addition and subtraction may be adopted.

また、上述した実施の形態では、減算によるパルスインバージョン(PI(−))を行って得た結果に対し、フィルター処理を行って基本波成分をカットするようにしたが、他の方法により基本波成分をカットするようにしてもよい。   In the embodiment described above, the filter processing is performed on the result obtained by performing pulse inversion (PI (−)) by subtraction to cut the fundamental wave component, but the basic method is performed by another method. The wave component may be cut.

また、上述した実施の形態では、深度に応じて位相の調整量を変更するようにしたが、一定としてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the adjustment amount of the phase is changed according to the depth, but may be constant.

また、超音波探触子103に与える駆動信号の波形は上述したものに限定されず、任意に設定することができる。   Moreover, the waveform of the drive signal given to the ultrasound probe 103 is not limited to what was mentioned above, It can set arbitrarily.

また、上述した実施の形態では、矩形波による駆動信号を送信部102から超音波探触子103に送信するようにしたが、任意波形による駆動信号を超音波探触子103に与えるようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the drive signal by the rectangular wave is transmitted from the transmission unit 102 to the ultrasound probe 103, but the drive signal by the arbitrary waveform is applied to the ultrasound probe 103. It is also good.

100,100A 超音波画像診断装置
102 送信部
103 超音波探触子
104 受信部
106,106A 演算部
108 BPF
109 位相調整部
110 合成部
111 検波部
112 画像処理部
100, 100A Ultrasonic diagnostic imaging apparatus 102 Transmission unit 103 Ultrasonic probe 104 Reception unit 106, 106A Calculation unit 108 BPF
109 phase adjustment unit 110 synthesis unit 111 detection unit 112 image processing unit

本発明は、超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus .

本発明の課題は、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる超音波診断装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of obtaining an ultrasonic image using a harmonic component excellent in distance resolution in a wider range in the depth direction.

以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、超音波診断装置において、
入力された駆動信号に基づいて送信超音波を出力、被検体からの反射超音波を受信して、受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、駆動信号を出力する送信部と、
前記駆動信号に基づく送信超音波の被検体からの反射超音波に応じた受信信号に基づ音線情報を生成する受信部と、
前記音線情報に基づき、高調波成分を抽出する演算部と、
前記演算部により抽出された高調波成分に基づき、超音波画像データを生成する画像処理部と、を有し、
前記送信部は、前記送信超音波に、第一の周波数に強度ピークを有する第一の基本波成分f と、前記第一の周波数よりも高い第二の周波数に強度ピークを有する第二の基本波成分f と、前記第二の周波数よりも高い第三の周波数に強度ピークを有する第三の基本波成分f とが含まれるように、前記駆動信号を出力し、
前記第一の周波数、前記第二の周波数及び前記第三の周波数の比は、略1:2:3であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is an ultrasonic diagnostic apparatus ,
Based on the input driving signal and outputs the transmission ultrasound, it receives the reflected ultrasonic wave from the subject, an ultrasonic probe that outputs a reception signal,
A transmitter configured to output a drive signal to the ultrasonic probe;
A receiving unit that generates based rather sound ray information in the received signal corresponding to the reflected ultrasonic wave from the subject of the transmission ultrasound based on the drive signal,
Based on the sound ray data, and a calculation unit for extracting a harmonic component,
An image processing unit that generates ultrasound image data based on the harmonic components extracted by the calculation unit ;
And the transmission unit, the transmission ultrasonic wave, a first fundamental component f 1 having an intensity peak at a first frequency, the second having an intensity peak at a second frequency higher than said first frequency the fundamental wave component f 2, the second to include a third fundamental component f 3 having an intensity peak at a higher third frequency than the frequency, and outputs the driving signal,
The ratio of the first frequency, the second frequency and the third frequency may be about 1: 2: 3 .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、前記第一の基本波成分f の二次高調波、前記第一の基本波成分f と前記第二の基本波成分f との和音成分、及び前記第一〜第三の基本波成分f 〜f の内の少なくとも二つに基づく差音成分を抽出することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
The arithmetic unit, the first second harmonic of the fundamental wave component f 1, the first fundamental wave component f 1 and the second chord component of the fundamental wave component f 2, and the first, second A difference tone component based on at least two of the three fundamental wave components f 1 to f 3 is extracted .

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、前記第一〜第三の基本波成分f 〜f の内の少なくとも二つに基づく差音成分として、前記第二の基本波成分と前記第一の基本波成分との差音成分f −f 、前記第三の基本波成分と前記第二の基本波成分の差音成分f −f 、及び前記第三の基本波成分と前記第一の基本波成分との差音成分f −f を抽出することを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2.
The arithmetic unit is configured to use the second fundamental wave component and the first fundamental wave component as a difference tone component based on at least two of the first to third fundamental wave components f 1 to f 3 . A difference tone component f 2 −f 1 , a difference tone component f 3 −f 2 of the third fundamental wave component and the second fundamental wave component , and the third fundamental wave component and the first fundamental wave component And a difference tone component f 3 −f 1 of

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記送信部は、前記駆動信号として、第1の駆動信号と第2の駆動信号を出力し、
前記受信部は、前記第1の駆動信号に基づく送信超音波の被写体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく第1の音線情報と、前記第2の駆動信号に基づく送信超音波の被写体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく第2の音線情報とを生成し、
前記演算部は、前記第1の音線情報と前記第2の音線情報とをパルスインバージョン法により加算することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The transmission unit outputs a first drive signal and a second drive signal as the drive signal,
The reception unit is configured to transmit first sound ray information based on a reception signal according to a reflection ultrasonic wave from a subject of transmission ultrasonic wave based on the first drive signal, and transmission ultrasonic wave based on the second drive signal. Generating second sound ray information based on the received signal according to the reflected ultrasound from the subject,
The calculation unit is characterized in that the first sound ray information and the second sound ray information are added by a pulse inversion method .

請求項に記載の発明は、請求項に記載の超音波診断装置において、
前記第2の駆動信号は、前記第1の駆動信号とは位相反転した信号であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、ノイズ成分が除去された前記第1の音線情報とノイズ成分が除去された前記第2の音線情報とを加算し、高調波を抽出することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項4〜6のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、前記第1の音線情報と前記第2の音線情報との一方から他方を減算し、高調波を抽出し、
前記画像処理部は、前記加算により抽出された高調波と前記減算により抽出された高調波に基づいて、前記超音波画像データを生成することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の超音波診断装置において、
前記減算により抽出された高調波に、前記第一の基本波成分の三次高調波成分3f を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 .
The second drive signal is a signal whose phase is inverted to that of the first drive signal .
The invention according to claim 6 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 or 5.
The calculation unit is characterized in that a harmonic wave is extracted by adding the first sound ray information from which the noise component has been removed and the second sound ray information from which the noise component has been removed.
The invention according to claim 7 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 6,
The arithmetic unit subtracts the other from one of the first sound ray information and the second sound ray information to extract a harmonic.
The image processing unit is characterized in that the ultrasonic image data is generated based on the harmonics extracted by the addition and the harmonics extracted by the subtraction.
The invention according to claim 8 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7.
The harmonic extracted by the subtraction includes the third harmonic component 3f 1 of the first fundamental wave component .

請求項に記載の発明は、請求項1〜の何れか項に記載の超音波診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送受信周波数帯域における上限周波数の1/3以下で、かつ、前記超音波探触子の−20dBでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
The invention according to claim 9, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1-8,
The transmission unit transmits or receives the intensity peak of the frequency power spectrum at 1/3 or less of the upper limit frequency of the ultrasonic probe in the transmission / reception frequency band and at -20 dB of the ultrasonic probe. A pulse signal included in a frequency band equal to or higher than the lower limit frequency of the frequency band is output.

請求項10に記載の発明は、請求項1〜の何れか項に記載の超音波診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
The invention of claim 10 provides the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claim 1 to 9
The transmitting unit is a pulse whose intensity peak of the frequency power spectrum is included in the lower frequency side than the central frequency of the -20 dB transmission frequency band of the ultrasonic probe and in the higher frequency side than the central frequency. It is characterized by outputting a signal.

請求項11に記載の発明は、請求項1〜10の何れか項に記載の超音波診断装置において、
前記駆動信号を、5値以下の制御信号により出力することを特徴とする。
The invention of claim 11 provides the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1-10,
The drive signal may be output by a control signal having five or less values.

請求項12に記載の発明は、請求項1〜11の何れか項に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子は、−20dBの比帯域が100%以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 12, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claim 1 to 11
The ultrasonic probe is characterized in that a relative band of -20 dB is 100% or more.

請求項13に記載の発明は、請求項1〜12の何れか1項に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子は、−6dBの比帯域が100%以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 13 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 12 ,
The ultrasonic probe is characterized in that a relative band of -6 dB is 100% or more.

Claims (14)

入力されたパルス信号に基づいて被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する送信部と、
前記複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る演算部と、
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果を合成する合成部と、
前記合成部によって合成された演算結果を検波する検波部と、
前記検波部によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する画像処理部と、
を備えたことを特徴とする超音波画像診断装置。
An ultrasonic probe for outputting a transmission ultrasonic wave toward a subject based on the input pulse signal and outputting a reception signal by receiving a reflected ultrasonic wave from the subject;
A transmitter configured to output pulse signals of different drive waveforms to the ultrasonic probe a plurality of times at time intervals;
A receiving unit that generates a plurality of sound ray information based on each reception signal obtained from the reflected ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave generated by each of the plurality of pulse signals;
An operation unit that performs operations according to a plurality of types of operation methods using the plurality of pieces of sound ray information generated by the receiving unit, and obtains respective operation results;
A combining unit configured to combine a plurality of the calculation results obtained by the calculation unit;
A detection unit that detects the calculation result synthesized by the synthesis unit;
An image processing unit that generates ultrasound image data based on a result detected by the detection unit;
An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising:
前記演算部は、前記複数の音線情報を加算した演算結果と、前記複数の音線情報を減算した演算結果とを得ることを特徴とする請求項1に記載の超音波画像診断装置。   The ultrasound image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit obtains an operation result obtained by adding the plurality of pieces of sound ray information and a calculation result obtained by subtracting the plurality of pieces of sound ray information. 前記演算部によって得られた前記複数の音線情報を減算した演算結果に対して、該演算結果に含まれる基本波成分の周波数帯をカットするフィルター処理を行うフィルター処理部を備えたことを特徴とする請求項2に記載の超音波画像診断装置。   A filter processing unit is provided that performs filter processing to cut the frequency band of the fundamental wave component included in the calculation result from the calculation result obtained by subtracting the plurality of sound ray information obtained by the calculation unit. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to claim 2. 前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力し、
前記演算部は、前記受信部によって前記パワーモジュレーション用パルス信号によって生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた受信信号を整相加算して生成された音線情報を所定倍に増幅して前記複数の音線情報を減算した演算結果に加算するパワーモジュレーション処理を行い、
前記合成部は、前記パワーモジュレーション処理後の前記複数の音線情報を減算した演算結果と、前記複数の音線情報を加算した演算結果とを合成することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像診断装置。
The transmission unit includes a pulse signal for power modulation having a different amplitude from that of one of a plurality of pulse signals to be output in the pulse signal which is output a plurality of times, and outputs the pulse signal to the ultrasonic probe
The arithmetic unit performs predetermined multiplication of sound ray information generated by performing phasing addition on the reception signal obtained from the reflection ultrasonic wave of the transmission ultrasonic wave generated by the power modulation pulse signal by the reception unit. Performing power modulation processing to be amplified and added to the calculation result obtained by subtracting the plurality of sound ray information;
3. The apparatus according to claim 2, wherein the combining unit combines an operation result obtained by subtracting the plurality of pieces of sound ray information after the power modulation process and a calculation result obtained by adding the plurality of pieces of sound ray information. Ultrasound imaging system.
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果のうちの一の演算結果に含まれる第1の周波数成分の位相に他の演算結果に含まれる第2の周波数成分の位相を合せるように該他の演算結果の位相を調整する位相調整部を備えたことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。   The phase of the second frequency component included in the other calculation result is matched with the phase of the first frequency component included in the calculation result of one of the plurality of calculation results obtained by the calculation unit. The ultrasound diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a phase adjustment unit configured to adjust the phase of the calculation result of. 前記位相調整部は、深度に応じて前記他の演算結果の位相の調整量を変更することを特徴とする請求項5に記載の超音波画像診断装置。   The ultrasound imaging apparatus according to claim 5, wherein the phase adjustment unit changes the adjustment amount of the phase of the other calculation result according to the depth. 前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは位相を反転させたパルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。   The transmitter includes a pulse signal whose phase is inverted from that of one of a plurality of pulse signals to be output in the pulse signal which is output a plurality of times, and outputs the pulse signal to the ultrasonic probe. The ultrasound diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein 前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送受信周波数帯域における上限周波数の1/3以下で、かつ、前記超音波探触子の−20dBでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。   The transmission unit transmits or receives the intensity peak of the frequency power spectrum at 1/3 or less of the upper limit frequency of the ultrasonic probe in the transmission / reception frequency band and at -20 dB of the ultrasonic probe. The ultrasonic image diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a pulse signal included in a frequency band equal to or higher than the lower limit frequency of the frequency band is output. 前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。   The transmitting unit is a pulse whose intensity peak of the frequency power spectrum is included in the lower frequency side than the central frequency of the -20 dB transmission frequency band of the ultrasonic probe and in the higher frequency side than the central frequency. The ultrasound diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8, which outputs a signal. 前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−20dBの送信周波数帯域の中心周波数よりも高周波側に2以上含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項9に記載の超音波画像診断装置。   The said transmission part is characterized by outputting the pulse signal in which the intensity | strength peak of a frequency power spectrum contains 2 or more by the high frequency side rather than the central frequency of the -20 dB transmission frequency zone | band of the said ultrasound probe. The ultrasound imaging apparatus according to 9. 前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度が、前記超音波探触子の−6dBの送受信周波数の帯域内において、少なくとも1つの極小値を有するとともに、該極小値と前記超音波探触子の−6dBの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が10dB以内となるような駆動波形のパルス信号を3値の制御信号により出力することを特徴とする請求項9に記載の超音波画像診断装置。   The transmission unit has at least one local minimum in the transmission / reception frequency band of the ultrasonic probe in the frequency power spectrum intensity, and the local minimum and the ultrasonic probe The ultrasonic image diagnostic apparatus according to claim 9, characterized in that a pulse signal of a drive waveform whose difference from the maximum intensity in the transmission / reception frequency band of 6 dB is within 10 dB is output by a ternary control signal. . 前記パルス信号を、5値以下の制御信号により出力することを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。   The ultrasound image diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the pulse signal is output by a control signal having five or less values. 前記超音波探触子は、−20dBの比帯域が100%以上であることを特徴とする請求項1〜12の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。   The ultrasound diagnostic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the ultrasound probe has a relative bandwidth of -20 dB of 100% or more. 前記超音波探触子は、−6dBの比帯域が100%以上であることを特徴とする請求項13に記載の超音波画像診断装置。   The ultrasound diagnostic imaging apparatus according to claim 13, wherein the ultrasound probe has a relative bandwidth of -6 dB of 100% or more.
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