JP2918325B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP2918325B2 JP2918325B2 JP2305633A JP30563390A JP2918325B2 JP 2918325 B2 JP2918325 B2 JP 2918325B2 JP 2305633 A JP2305633 A JP 2305633A JP 30563390 A JP30563390 A JP 30563390A JP 2918325 B2 JP2918325 B2 JP 2918325B2
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、列状に配列された複数の振動子に係る励振
信号，受信信号に遅延時間を与えて生体の超音波像を得
る超音波診断装置に関する。
信号，受信信号に遅延時間を与えて生体の超音波像を得
る超音波診断装置に関する。
（従来の技術） 従来より列状に配列された複数の振動子を備え、振動
子から生体に向けて超音波を送波させるための励振信号
及びこの振動子が生体からの超音波反射波を受波して得
られる受信信号に、各振動子の幾何学的位置情報に基づ
く所定遅延時間を与え、受信信号の集束点が形成される
ように各受信信号の整相加算処理を行って超音波像を得
るようにした超音波診断装置が知られている。この所定
遅延時間は、送信時と受信時とで同じ遅延時間を与える
ようにして集束点を形成するようにしている。またこの
集束点は、電子走査制御によって例えば集束点を面状に
振らすことにより超音波画像が得られるようになってい
る。より詳しくは数十乃至数百のラスタを送受信するこ
とにより画像構成単位（以下単に「OF」という）でＢモ
ード像等の画像が得られるようになっている。
子から生体に向けて超音波を送波させるための励振信号
及びこの振動子が生体からの超音波反射波を受波して得
られる受信信号に、各振動子の幾何学的位置情報に基づ
く所定遅延時間を与え、受信信号の集束点が形成される
ように各受信信号の整相加算処理を行って超音波像を得
るようにした超音波診断装置が知られている。この所定
遅延時間は、送信時と受信時とで同じ遅延時間を与える
ようにして集束点を形成するようにしている。またこの
集束点は、電子走査制御によって例えば集束点を面状に
振らすことにより超音波画像が得られるようになってい
る。より詳しくは数十乃至数百のラスタを送受信するこ
とにより画像構成単位（以下単に「OF」という）でＢモ
ード像等の画像が得られるようになっている。
例えば第14図に示すような、振動子Ｖから集束点Ｃま
での伝搬媒質I0の音速が一様である場合は、この音速が
既知とすると、各振動子Ｖと集束点Ｃとの幾何学的位置
関係により定まる遅延時間d1乃至dnを各振動子Ｖに与え
れば、位相ずれが少なく十分に集束された集束点Ｃを形
成することができる。
での伝搬媒質I0の音速が一様である場合は、この音速が
既知とすると、各振動子Ｖと集束点Ｃとの幾何学的位置
関係により定まる遅延時間d1乃至dnを各振動子Ｖに与え
れば、位相ずれが少なく十分に集束された集束点Ｃを形
成することができる。
しかしながら、生体Ｐ内の臓器を撮影対象とした場合
に、第15図に示すように、不均一な伝搬媒質I,IIからな
る脂肪と筋肉とにより構成される体表層Pfを超音波が伝
搬することになる。このため15図で示したのと同様の遅
延時間d1乃至dnを各振動子Ｖに与えたとすると、集束点
Ｃ′付近で超音波の位相ずれが生じ集束点Ｃ′は集束域
の広がったものとなり、超音波像の空間分解能，コント
ラスト分解能共に低下することとなる。
に、第15図に示すように、不均一な伝搬媒質I,IIからな
る脂肪と筋肉とにより構成される体表層Pfを超音波が伝
搬することになる。このため15図で示したのと同様の遅
延時間d1乃至dnを各振動子Ｖに与えたとすると、集束点
Ｃ′付近で超音波の位相ずれが生じ集束点Ｃ′は集束域
の広がったものとなり、超音波像の空間分解能，コント
ラスト分解能共に低下することとなる。
そこでこの不均一な伝搬媒質I,IIを有する生体Ｐ内の
臓器を撮影対象とする場合でも位相ずれが少なく十分集
束された集束点Ｃが形成されるように、各振動子Ｖと集
束点Ｃとの幾何学的位置情報により定まる遅延時間に、
相互相関法により求めた遅延補正値を加えて上記超音波
像の特性低下を防ぐ手法が知られている。
臓器を撮影対象とする場合でも位相ずれが少なく十分集
束された集束点Ｃが形成されるように、各振動子Ｖと集
束点Ｃとの幾何学的位置情報により定まる遅延時間に、
相互相関法により求めた遅延補正値を加えて上記超音波
像の特性低下を防ぐ手法が知られている。
従来の相互相関法は、２つの振動子が受波した１対の
受信信号について、第13図に示すように相互相関関数Ｆ
を演算して求めた後、この相互相関関数Ｆにおけるピー
ク値Fpを示す時間tpを探し、この時間tpと所定基準時間
t0との時間差Δｔを求め、この時間差情報（Δｔ）に基
づいて２つの振動子の受信信号の遅延時間の補正を行っ
ていた。
受信信号について、第13図に示すように相互相関関数Ｆ
を演算して求めた後、この相互相関関数Ｆにおけるピー
ク値Fpを示す時間tpを探し、この時間tpと所定基準時間
t0との時間差Δｔを求め、この時間差情報（Δｔ）に基
づいて２つの振動子の受信信号の遅延時間の補正を行っ
ていた。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記方式は計算規模が非常に大きくな
ってしまい、リアルタイム性の向上及び装置の小型化に
適さないという問題があった。
ってしまい、リアルタイム性の向上及び装置の小型化に
適さないという問題があった。
そこで本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、リアルタイム性の向上を図ると共に位相ずれの少な
い集束点を形成し得る超音波診断装置を提供することを
目的としている。
り、リアルタイム性の向上を図ると共に位相ずれの少な
い集束点を形成し得る超音波診断装置を提供することを
目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、列状に配列され
た複数の振動子に与える励振信号及びこの振動子からの
受信信号に、前記各振動子の幾何学的位置情報に基づく
所定遅延時間を与え、前記受信信号の集束点が形成され
るように受信信号の整相加算処理を行って超音波像を得
るようにした超音波診断装置において、前記複数の振動
子が受信した受信信号を取り込んで各受信信号の位相を
検出する位相検出手段と、この位相検出手段が検出した
位相データを遅延時間データに換算する換算手段と、こ
の換算手段が換算した遅延時間データに基づいて前記所
定遅延時間を補正する補正手段とを有し、前記位相検出
手段は、各時刻毎に位相データの不連続性を修正した
後、この不連続性修正後の各時刻毎の位相データを時間
方向に平均するものとすることを特徴とするものであ
る。
た複数の振動子に与える励振信号及びこの振動子からの
受信信号に、前記各振動子の幾何学的位置情報に基づく
所定遅延時間を与え、前記受信信号の集束点が形成され
るように受信信号の整相加算処理を行って超音波像を得
るようにした超音波診断装置において、前記複数の振動
子が受信した受信信号を取り込んで各受信信号の位相を
検出する位相検出手段と、この位相検出手段が検出した
位相データを遅延時間データに換算する換算手段と、こ
の換算手段が換算した遅延時間データに基づいて前記所
定遅延時間を補正する補正手段とを有し、前記位相検出
手段は、各時刻毎に位相データの不連続性を修正した
後、この不連続性修正後の各時刻毎の位相データを時間
方向に平均するものとすることを特徴とするものであ
る。
（作 用） 上記構成の装置の作用を説明する。
位相検出手段が複数の振動子が受信した受信信号を取
り込んで各受信信号の位相を検出すると、換算手段はこ
の位相検出手段が検出した位相データを遅延時間データ
に換算する。そして補正手段はこの換算手段が換算した
遅延時間データに基づいて所定遅延時間を補正する。こ
れにより、被検体の伝搬媒質に応じた遅延時間を複数の
振動子に係る励振信号，受信信号に与えることができ、
位相ずれの少ない集束点を形成し得る。
り込んで各受信信号の位相を検出すると、換算手段はこ
の位相検出手段が検出した位相データを遅延時間データ
に換算する。そして補正手段はこの換算手段が換算した
遅延時間データに基づいて所定遅延時間を補正する。こ
れにより、被検体の伝搬媒質に応じた遅延時間を複数の
振動子に係る励振信号，受信信号に与えることができ、
位相ずれの少ない集束点を形成し得る。
また、位相検出手段は、位相データにおいて振動子の
配列方向に不連続点があった場合に、この不連続点を連
続的なものに修正する。これにより換算手段に不連続点
による誤差が生じない正確な位相データを入力できる。
配列方向に不連続点があった場合に、この不連続点を連
続的なものに修正する。これにより換算手段に不連続点
による誤差が生じない正確な位相データを入力できる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を図面を参照して詳述する。
第１図は本発明の第１の実施例装置１のブロック図を
示すものである。
示すものである。
本装置１は、列状に複数の振動子Ｖを配列して成るプ
ローブ２と、複数の振動子Ｖを順次励振するマルチプレ
クサ３と、振動子Ｖからの受信信号に基づく超音波像を
表示する表示系10と、振動子Ｖに係る励振信号及び受信
信号の遅延時間の補正を行う補正系20とを有して構成さ
れている。
ローブ２と、複数の振動子Ｖを順次励振するマルチプレ
クサ３と、振動子Ｖからの受信信号に基づく超音波像を
表示する表示系10と、振動子Ｖに係る励振信号及び受信
信号の遅延時間の補正を行う補正系20とを有して構成さ
れている。
前記表示系10は、振動子Ｖに狭帯域の所定中心周波数
例えば3MHzの励振信号及び補正系20に参照信号S1を与え
る励振信号発生部11と、受信信号に遅延時間を与える受
信遅延回路12とそれらに対して加算処理を行う加算器15
と、遅延時間メモリを備え励振信号発生部１及び受信遅
延回路12に遅延時間を与える遅延制御部13と、TVモニタ
を備えこのTVモニタに超音波像を表示する表示部14とを
有している。この遅延制御部13の遅延時間メモリには各
振動子Ｖの幾何学的位置情報に基づく所定遅延時間デー
タを記憶するようにし、更にこの所定遅延時間を補正系
20により補正した遅延時間を励振信号発生部11及び受信
遅延回路12に与えるようにしている。
例えば3MHzの励振信号及び補正系20に参照信号S1を与え
る励振信号発生部11と、受信信号に遅延時間を与える受
信遅延回路12とそれらに対して加算処理を行う加算器15
と、遅延時間メモリを備え励振信号発生部１及び受信遅
延回路12に遅延時間を与える遅延制御部13と、TVモニタ
を備えこのTVモニタに超音波像を表示する表示部14とを
有している。この遅延制御部13の遅延時間メモリには各
振動子Ｖの幾何学的位置情報に基づく所定遅延時間デー
タを記憶するようにし、更にこの所定遅延時間を補正系
20により補正した遅延時間を励振信号発生部11及び受信
遅延回路12に与えるようにしている。
前記補正系20は、振動子Ｖの数ｍに対応して配置され
各振動子Ｖが受信した受信信号をマルチプレクサ３を経
由して取り込んで、各受信信号の位相を検出する位相検
出部30と、この位相検出部30が検出した位相データの不
連続性を修正する位相修正部21と、位相修正部21が修正
した後の連続的位相データを記憶する記憶部22と、デー
タの換算処理，補間処理を行う換算部23と、この装置１
各部の信号，データの送受タイミング等を制御すると共
に換算部23が換算した遅延時間データに基づいて遅延制
御部13の遅延時間メモリが記憶する所定遅延時間データ
を補正する補正手段としてのCPU24と、90゜位相器25と
を有している。
各振動子Ｖが受信した受信信号をマルチプレクサ３を経
由して取り込んで、各受信信号の位相を検出する位相検
出部30と、この位相検出部30が検出した位相データの不
連続性を修正する位相修正部21と、位相修正部21が修正
した後の連続的位相データを記憶する記憶部22と、デー
タの換算処理，補間処理を行う換算部23と、この装置１
各部の信号，データの送受タイミング等を制御すると共
に換算部23が換算した遅延時間データに基づいて遅延制
御部13の遅延時間メモリが記憶する所定遅延時間データ
を補正する補正手段としてのCPU24と、90゜位相器25と
を有している。
前記位相検出部30は、超音波ドップラ情報としての位
相情報を検出するものとして公知技術のもので、励振信
号発生部11から出力される励振信号に同期した基準信号
（cosωｔ）S1と受信遅延回路12を通過した信号Ｓを混
合する混合器32と、励振信号発生部11からの基準信号S1
を90゜位相器25により90゜位相を変えた信号（sinω
ｔ）S2と受信遅延回路12を通過した信号Ｓとを混合する
混合器33と、混合器32,33のそれぞれの後段に接続され
高周波成分を除去するローパスフィルタ（LPF）34,積分
器35と、アークタンジェント回路（tan-S）36とを有し
て構成されている。また位相検出部30は、CPU24の制御
の下に、全ラスタ又は数ラスタ置きに受信信号Ｓを入力
して上記処理を行うようにしている。
相情報を検出するものとして公知技術のもので、励振信
号発生部11から出力される励振信号に同期した基準信号
（cosωｔ）S1と受信遅延回路12を通過した信号Ｓを混
合する混合器32と、励振信号発生部11からの基準信号S1
を90゜位相器25により90゜位相を変えた信号（sinω
ｔ）S2と受信遅延回路12を通過した信号Ｓとを混合する
混合器33と、混合器32,33のそれぞれの後段に接続され
高周波成分を除去するローパスフィルタ（LPF）34,積分
器35と、アークタンジェント回路（tan-S）36とを有し
て構成されている。また位相検出部30は、CPU24の制御
の下に、全ラスタ又は数ラスタ置きに受信信号Ｓを入力
して上記処理を行うようにしている。
励振信号発生部11から混合器32,33に入力される基準
信号（cosωｔ）S1,（sinωｔ）S2の周波数ωは、受信
信号Ｓの周波数帯の１つを選択して定めたものである。
積分器35は、受信信号のある範囲の平均位相を求めるた
めに積分を行っている。
信号（cosωｔ）S1,（sinωｔ）S2の周波数ωは、受信
信号Ｓの周波数帯の１つを選択して定めたものである。
積分器35は、受信信号のある範囲の平均位相を求めるた
めに積分を行っている。
次に補正系20の各部の構成についてｋ番目の振動子Ｖ
が受信した受信信号Sk（ｔ）を取り込んだ場合を例にし
て説明する。
が受信した受信信号Sk（ｔ）を取り込んだ場合を例にし
て説明する。
ｋ番目の振動子Ｖが受信した受信信号Sk（ｔ）は、振
幅をAk（ｔ），位相をφｋとすると、 Sk（ｔ）＝Ak（ｔ）cos（ωｔ＋φｋ） ……（１） で表される。この信号Sk（ｔ）に混合器32,33で基準信
号S1,S2が混合される。この結果を複素信号Zk（ｔ）と
して表すと、 Zk（ｔ）＝Ak（ｔ）＊ ［cos（２ωｔ＋φｋ）＋cos（φｋ）］ ＋ｊ｛Ak（ｔ）＊ ［sin（φｋ））−sin（２ωｔ＋φｋ）］｝ ……（２） となり、更にこの複素信号Zk（ｔ）をローパスフィルタ
34により、高周波成分である２ωの周波数成分を除去す
ると、次式（３）で表される複素信号Zk（ｔ）がローパ
スフィルタ34より出力されるようになっている。
幅をAk（ｔ），位相をφｋとすると、 Sk（ｔ）＝Ak（ｔ）cos（ωｔ＋φｋ） ……（１） で表される。この信号Sk（ｔ）に混合器32,33で基準信
号S1,S2が混合される。この結果を複素信号Zk（ｔ）と
して表すと、 Zk（ｔ）＝Ak（ｔ）＊ ［cos（２ωｔ＋φｋ）＋cos（φｋ）］ ＋ｊ｛Ak（ｔ）＊ ［sin（φｋ））−sin（２ωｔ＋φｋ）］｝ ……（２） となり、更にこの複素信号Zk（ｔ）をローパスフィルタ
34により、高周波成分である２ωの周波数成分を除去す
ると、次式（３）で表される複素信号Zk（ｔ）がローパ
スフィルタ34より出力されるようになっている。
Zk（ｔ）＝Ak（ｔ）cos（φｋ） ＋ｊ｛Ak（ｔ）sin（φｋ）｝ ……（３） 更にローパスフィルタ34より出力された複素信号Z
k（ｔ）は、アークタンジェント回路36により次式
（４）で示す演算処理がなされ、位相データ（φｋ）を
位相修正部21に出力するようになっている。
k（ｔ）は、アークタンジェント回路36により次式
（４）で示す演算処理がなされ、位相データ（φｋ）を
位相修正部21に出力するようになっている。
φｋ＝tan-｛［Ak（ｔ）sin（φｋ）］／ ［Ak（ｔ）cos（φｋ）］ ＝tan-｛sin（φｋ）/cos（φｋ）｝ ＝tan-｛tan（φｋ）｝ ……（４） 位相修正部21には、上述したｎ個の位相データ（φ１
乃至φｎ）が、第２図に示す如く、位相−π乃至πの範
囲で入力される。位相修正部21は、CPU24の制御の下に
位相分布データ中、第２図に示すように不連続点ｆ
（f1,f2）があった場合はこの不連続点ｆ（f1,f2）を結
合する補正を行い、第３図に示すように連続した位相分
布データとし、OF毎に後段に接続される記憶部22に出力
するものである。
乃至φｎ）が、第２図に示す如く、位相−π乃至πの範
囲で入力される。位相修正部21は、CPU24の制御の下に
位相分布データ中、第２図に示すように不連続点ｆ
（f1,f2）があった場合はこの不連続点ｆ（f1,f2）を結
合する補正を行い、第３図に示すように連続した位相分
布データとし、OF毎に後段に接続される記憶部22に出力
するものである。
次に記憶部22及び換算部23について説明する。記憶部
22は、複数（本例では３つ）のRAM22a乃至22cを有し、
このRAM22a乃至22cに対する書き替え制御を行う制御手
段としてのCPU24の制御によるスイッチＡ乃至Ｃの動作
でOF毎に、位相修正部21からの位相データ及び換算部23
により換算，補間処理がされた遅延時間データを順次入
力するようにしている。換算部23による換算処理は、全
ラスタ又は数ラスタ置きに得られた位相データを遅延時
間データへ換算するものであり、補間処理は、数ラスタ
置きに位相データを得ている時に位相検出の際に飛ばし
た数ラスタ分の遅延時間データの補間を行うものであ
る。CPU24は、この換算，補間処理された遅延時間デー
タに基づいて、遅延時間制御部13の遅延時間メモリが記
憶している所定遅延時間をOF毎に補正するようにしてい
る。
22は、複数（本例では３つ）のRAM22a乃至22cを有し、
このRAM22a乃至22cに対する書き替え制御を行う制御手
段としてのCPU24の制御によるスイッチＡ乃至Ｃの動作
でOF毎に、位相修正部21からの位相データ及び換算部23
により換算，補間処理がされた遅延時間データを順次入
力するようにしている。換算部23による換算処理は、全
ラスタ又は数ラスタ置きに得られた位相データを遅延時
間データへ換算するものであり、補間処理は、数ラスタ
置きに位相データを得ている時に位相検出の際に飛ばし
た数ラスタ分の遅延時間データの補間を行うものであ
る。CPU24は、この換算，補間処理された遅延時間デー
タに基づいて、遅延時間制御部13の遅延時間メモリが記
憶している所定遅延時間をOF毎に補正するようにしてい
る。
次に上記構成の装置１の作用を第４図をも参照して説
明する。
明する。
操作者がプローブ２を生体体表に当接して超音波像の
撮影を開始すると、CPU24は装置１各部を制御して超音
波像例えばＢモード像の撮影を実行する。遅延制御部13
は遅延制御部13の遅延時間メモリが記憶している所定遅
延時間情報に基づいて励振信号発生部11,加算器15の遅
延制御を行う。プローブ２はCPU24の制御の下に第１回
目のOFのＢモード走査を行う。すると表示系10の表示部
14のTVモニタに第１回目のOFのＢモード像が表示され
る。まだこの段階では遅延時間が生体内の伝搬媒質に応
じたものとなっていないので十分集束された集束点Ｃが
形成されていないため、空間分解能が劣化した状態であ
る。表示部14のTVモニタには、第２回目のOF以降もOF毎
のＢモード像が表示される。第１回目のOFのＢモード像
データの収集の際、補正系20は、マルチプレクサ３から
の受信信号Ｓに基づいて補正遅延時間を演算し、遅延補
正部13の遅延時間メモリが記憶している所定遅延時間情
報を生体の伝搬媒質に応じた遅延時間に補正する。
撮影を開始すると、CPU24は装置１各部を制御して超音
波像例えばＢモード像の撮影を実行する。遅延制御部13
は遅延制御部13の遅延時間メモリが記憶している所定遅
延時間情報に基づいて励振信号発生部11,加算器15の遅
延制御を行う。プローブ２はCPU24の制御の下に第１回
目のOFのＢモード走査を行う。すると表示系10の表示部
14のTVモニタに第１回目のOFのＢモード像が表示され
る。まだこの段階では遅延時間が生体内の伝搬媒質に応
じたものとなっていないので十分集束された集束点Ｃが
形成されていないため、空間分解能が劣化した状態であ
る。表示部14のTVモニタには、第２回目のOF以降もOF毎
のＢモード像が表示される。第１回目のOFのＢモード像
データの収集の際、補正系20は、マルチプレクサ３から
の受信信号Ｓに基づいて補正遅延時間を演算し、遅延補
正部13の遅延時間メモリが記憶している所定遅延時間情
報を生体の伝搬媒質に応じた遅延時間に補正する。
ここで補正系20の処理について更に詳述する。
第４図はOF毎の各部の処理内容及びRAM22a乃至22cの
記憶内容を示す図である。同図中、「Ｗ」はRAM22a乃至
22cへの書き込み、「Ｒ」はRAM22a乃至22cからの読み出
し、この「Ｗ」又は「Ｒ」の次の数字はOF回数、このOF
回数の次の記号「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」はスイッチＡ乃
至Ｃの動作を示すものである。
記憶内容を示す図である。同図中、「Ｗ」はRAM22a乃至
22cへの書き込み、「Ｒ」はRAM22a乃至22cからの読み出
し、この「Ｗ」又は「Ｒ」の次の数字はOF回数、このOF
回数の次の記号「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」はスイッチＡ乃
至Ｃの動作を示すものである。
第１回目のOFでは位相検出部30で位相検出がされ、こ
の位相検出に基づいて位相修正部21から出力される不連
続点f1,f2が修正された位相データは、同図中「Ｗ−１
−Ａ」で示すようにスイッチＡが動作し、RAM22aに書き
込まれる。
の位相検出に基づいて位相修正部21から出力される不連
続点f1,f2が修正された位相データは、同図中「Ｗ−１
−Ａ」で示すようにスイッチＡが動作し、RAM22aに書き
込まれる。
次に、プローブ２が第２回目のOFのＢモード走査を行
っているときに、換算部23は、第１回目のOFにおける位
相データに基づいて同図中「R/W−１−Ｂ」で示すよう
にスイッチＢが動作してRAM22aに書き込まれた位相デー
タを取り込んで遅延時間データに換算して、またRAM22a
に書き込むと共に、位相修正部21からの第２回目のOFに
おける位相データは、同図中「Ｗ−２−Ａ」で示すよう
にRAM22bに書き込まれる。
っているときに、換算部23は、第１回目のOFにおける位
相データに基づいて同図中「R/W−１−Ｂ」で示すよう
にスイッチＢが動作してRAM22aに書き込まれた位相デー
タを取り込んで遅延時間データに換算して、またRAM22a
に書き込むと共に、位相修正部21からの第２回目のOFに
おける位相データは、同図中「Ｗ−２−Ａ」で示すよう
にRAM22bに書き込まれる。
次にプローブ２が第３回目のOFのＢモード走査を行っ
ているときに、遅延制御部13は、RAM22aに格納された第
１回目のOFにおける遅延時間データを「Ｒ−１−Ｃ」で
示すように読み出して実際の送受信遅延動作の際に補正
を行い、続いて「R/W−２−Ｂ」で示すようにRAM22bに
格納された第２回目のOFにおける位相データを取り込ん
で遅延時間データに換算して、またRAM22bに書き込むと
共に、「Ｗ−３−Ａ」で示すように位相修正部21から第
３回目の位相データが、RAM22cに書き込まれる。
ているときに、遅延制御部13は、RAM22aに格納された第
１回目のOFにおける遅延時間データを「Ｒ−１−Ｃ」で
示すように読み出して実際の送受信遅延動作の際に補正
を行い、続いて「R/W−２−Ｂ」で示すようにRAM22bに
格納された第２回目のOFにおける位相データを取り込ん
で遅延時間データに換算して、またRAM22bに書き込むと
共に、「Ｗ−３−Ａ」で示すように位相修正部21から第
３回目の位相データが、RAM22cに書き込まれる。
次に、このＢモード像走査に基づいて位相ずれの少な
い集束点が形成され空間分解能，コントラスト分解能の
低下していないＢモード像が表示部14に表示される。以
下このようにして第３回目以降は上述した各処理がされ
処理内容に応じてRAM22a乃至22cに対しデータの書き込
み，読み出しがされる。
い集束点が形成され空間分解能，コントラスト分解能の
低下していないＢモード像が表示部14に表示される。以
下このようにして第３回目以降は上述した各処理がされ
処理内容に応じてRAM22a乃至22cに対しデータの書き込
み，読み出しがされる。
上述した第１の実施例装置１によれば、３回目のOF以
降は、OF3つ分の遅延リアルタイム性で生体の伝搬媒質
に応じた遅延時間を励振信号，受信信号に与えることが
でき、位相ずれの少ない集束点を形成し得るため、良好
な超音波画像が得られる。
降は、OF3つ分の遅延リアルタイム性で生体の伝搬媒質
に応じた遅延時間を励振信号，受信信号に与えることが
でき、位相ずれの少ない集束点を形成し得るため、良好
な超音波画像が得られる。
第５図は本発明の第２の実施例装置100のブロック図
を示すものである。第１図に示す第１の実施例装置１と
機能が同一のものには同一の符号を付して説明する。
を示すものである。第１図に示す第１の実施例装置１と
機能が同一のものには同一の符号を付して説明する。
本装置100と第１の実施例装置１との主な相違点は、
補正系120の位相検出部130と、位相修正部121とにあ
り、他は同様に構成されている。
補正系120の位相検出部130と、位相修正部121とにあ
り、他は同様に構成されている。
前記位相検出部130は、第１の実施例装置１の位相検
出部30から積分器35を除去したものである。この積分器
35を除去することにより位相検出部130は、例えば第６
図に示すように各時刻t1乃至tnにおける瞬時の位相デー
タを求め得るものである。尚同図は、各時刻t1乃至tnに
おいて不連続点ｆが生じている場合を示す。
出部30から積分器35を除去したものである。この積分器
35を除去することにより位相検出部130は、例えば第６
図に示すように各時刻t1乃至tnにおける瞬時の位相デー
タを求め得るものである。尚同図は、各時刻t1乃至tnに
おいて不連続点ｆが生じている場合を示す。
前記位相修正部121は、第６図に示すように振動子Ｖ
の配列方向に不連続点があった場合に、第７図に示すよ
うに位相データの不連続性を各時刻毎t1乃至tn毎に修正
する不連続修正部121aと、この不連続修正部121aにより
不連続性が修正された各時刻毎t1乃至tnの位相データを
時間方向に平均し、第８図に示す位相歪みパターンを求
める時間方向平均部121b等から構成されている。
の配列方向に不連続点があった場合に、第７図に示すよ
うに位相データの不連続性を各時刻毎t1乃至tn毎に修正
する不連続修正部121aと、この不連続修正部121aにより
不連続性が修正された各時刻毎t1乃至tnの位相データを
時間方向に平均し、第８図に示す位相歪みパターンを求
める時間方向平均部121b等から構成されている。
前記不連続修正部121aについて第９図乃至第11図を参
照して更に詳述する。この不連続修正部121aは、不連続
点ｆを探知した後に、その不連続点ｆにおける位相デー
タにバイアスを与え不連続点ｆのない連続した位相デー
タとするものである。
照して更に詳述する。この不連続修正部121aは、不連続
点ｆを探知した後に、その不連続点ｆにおける位相デー
タにバイアスを与え不連続点ｆのない連続した位相デー
タとするものである。
この不連続修正部121aは、隣同士の振動子からの受信
信号の位相差Δφを求めるようにしている。すなわち次
式（５）に示すように、 Δφ＝｜φk+1−φk| ……（５） 第９図中右側の位相値φk+1から左側の位相値φｋを減
算して位相差Δφを求めるものである。
信号の位相差Δφを求めるようにしている。すなわち次
式（５）に示すように、 Δφ＝｜φk+1−φk| ……（５） 第９図中右側の位相値φk+1から左側の位相値φｋを減
算して位相差Δφを求めるものである。
具体的にはまず式（５）の演算処理の起点f10を選択
する。本例では、第９図に示すように左側端点f10とし
ているが他の任意の点でもよい。この起点f10における
バイアス値は０とする。起点f10とこれに隣接する点f
10-2との位相差Δφを求め、次に点f10-2と点f10-3との
位相差Δφを求めるという如く順位位相差Δφを求め
る。
する。本例では、第９図に示すように左側端点f10とし
ているが他の任意の点でもよい。この起点f10における
バイアス値は０とする。起点f10とこれに隣接する点f
10-2との位相差Δφを求め、次に点f10-2と点f10-3との
位相差Δφを求めるという如く順位位相差Δφを求め
る。
その演算結果を第10図に示す。同図に示すように例え
ば不連続点f11,f12においては、 φ３−φ２≒−π−（＋π）≒−２π ……（６） の結果が得られる。このように、正から負への急激に変
化する不連続点f11とf12,f15とf16,f23とf24では−２π
位の結果となり、負から正へと急激に変化する不連続点
f13とf14,f17とf18,f19とf20,f21とf23では＋２π位の
結果となる。
ば不連続点f11,f12においては、 φ３−φ２≒−π−（＋π）≒−２π ……（６） の結果が得られる。このように、正から負への急激に変
化する不連続点f11とf12,f15とf16,f23とf24では−２π
位の結果となり、負から正へと急激に変化する不連続点
f13とf14,f17とf18,f19とf20,f21とf23では＋２π位の
結果となる。
次にバイアス値を定めるため第10図に示す演算結果と
スレッショルドレベルαとの比較を行う。
スレッショルドレベルαとの比較を行う。
つまり ｜φk+1−φk|＞α ……（７） から例えばαを1.9πとして、位相差Δφが1.9π以上は
±２πのバイアス値を与え、この位相差Δφが負のとき
は＋２π，差が正のときは−２πとする。この比較は、
隣り合う信号の位相差Δφが、不連続点ｆを除きスレッ
ショルドレベルαより小さくなることを前提としたもの
である。第10図中かっこ内の値が起点f10に対し最終的
に与えたバイアス値である。このようにして求めたバイ
アス値を第９図に示す位相データに与えると、第11図に
示すように、ある時刻における不連続点ｆのない連続し
た位相データが得られる。
±２πのバイアス値を与え、この位相差Δφが負のとき
は＋２π，差が正のときは−２πとする。この比較は、
隣り合う信号の位相差Δφが、不連続点ｆを除きスレッ
ショルドレベルαより小さくなることを前提としたもの
である。第10図中かっこ内の値が起点f10に対し最終的
に与えたバイアス値である。このようにして求めたバイ
アス値を第９図に示す位相データに与えると、第11図に
示すように、ある時刻における不連続点ｆのない連続し
た位相データが得られる。
このように構成された第２の実施例装置100によれ
ば、第１の実施例装置１と同様に作用，効果を奏し、位
相検出部130が出力する位相データに不連続点ｆがあっ
ても位相修正部121により確実に不連続性を修正でき
る。これにより、不連続性に基づく演算誤差が少なくな
り、確実に位相ずれの少ない集束点を形成し得るため、
安定して良好な超音波画像を得ることができる。
ば、第１の実施例装置１と同様に作用，効果を奏し、位
相検出部130が出力する位相データに不連続点ｆがあっ
ても位相修正部121により確実に不連続性を修正でき
る。これにより、不連続性に基づく演算誤差が少なくな
り、確実に位相ずれの少ない集束点を形成し得るため、
安定して良好な超音波画像を得ることができる。
第12図は本発明の第３の実施例装置200のブロック図
を示すものである。第１図に示す第１の実施例装置１と
機能が同一のものには同一の符号を付して説明する。
を示すものである。第１図に示す第１の実施例装置１と
機能が同一のものには同一の符号を付して説明する。
本装置200と第１の実施例装置１との主な相違点は、
補正系220のマルチプレクサ221と、換算部223とにあ
り、他は同様に構成されている。
補正系220のマルチプレクサ221と、換算部223とにあ
り、他は同様に構成されている。
前記マルチプレクサ221は、位相検出部30からの位相
データφ１乃至φｎをCPU24の制御の下に、順次記憶部2
2に転送するものである。
データφ１乃至φｎをCPU24の制御の下に、順次記憶部2
2に転送するものである。
前記換算部223は、第５図に示す第２の実施例装置100
の位相修正部121と同様の機能を備え、位相修正部121と
同様の位相修正処理，全ラスタ又は数ラスタ置きに得ら
れた位相データを遅延時間データに換算する換算処理，
数ラスタ置きに位相データを得ている時に位相検出の際
に飛ばした数ラスタ分の遅延時間データの補間を行うも
のである。
の位相修正部121と同様の機能を備え、位相修正部121と
同様の位相修正処理，全ラスタ又は数ラスタ置きに得ら
れた位相データを遅延時間データに換算する換算処理，
数ラスタ置きに位相データを得ている時に位相検出の際
に飛ばした数ラスタ分の遅延時間データの補間を行うも
のである。
このように構成された第３の実施例装置200は、第２
の実施例装置100と同様の作用，効果を奏する。
の実施例装置100と同様の作用，効果を奏する。
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その
要旨を変更しない範囲で種々に変形実施が可能である。
例えば位相検出回路をいくつか並列にもち、それぞれ別
の周波数の基準信号を使って位相を検出し、遅延補正量
を得た後、それらを平均して用いてもよい。
要旨を変更しない範囲で種々に変形実施が可能である。
例えば位相検出回路をいくつか並列にもち、それぞれ別
の周波数の基準信号を使って位相を検出し、遅延補正量
を得た後、それらを平均して用いてもよい。
［発明の効果］ 以上詳述した発明によれば、被検体の伝搬媒質に応じ
た遅延時間を複数の振動子に係う励振信号，受信信号に
与えることができるので、リアルタイム性の向上を図る
と共に位相ずれの少ない集束点を形成し得る超音波診断
装置を提供することができる。また、位相データに不連
続性があっても位相検出手段によりその不連続性を修正
するようにしているので、リアルタイム性向上を図ると
共に位相ずれの少ない集束点を形成し得る超音波診断装
置を提供することができる。
た遅延時間を複数の振動子に係う励振信号，受信信号に
与えることができるので、リアルタイム性の向上を図る
と共に位相ずれの少ない集束点を形成し得る超音波診断
装置を提供することができる。また、位相データに不連
続性があっても位相検出手段によりその不連続性を修正
するようにしているので、リアルタイム性向上を図ると
共に位相ずれの少ない集束点を形成し得る超音波診断装
置を提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例装置のブロック図、第２
図及び第３図はこの装置の位相修正部の作用を示す位相
分布データ図、第４図はOF毎の各部の処理内容及びRAM
の記憶内容を示す説明図、第５図は本発明の第２の実施
例装置のブロック図、第６図乃至第11図はこの装置の位
相修正部の作用を示す位相データ、第12図は本発明の第
３の実施例装置のブロック図、第13図は従来例装置にお
ける相互相関法を示す図、第14図及び第15図は超音波の
伝搬を示す説明図である。 1,100,200……超音波診断装置、 10……表示系、 20,120,220……補正系、 24……CPU（補正手段，制御手段）、 23,223……換算部、 30,130……位相検出部、 Ｃ……集束点、Ｓ……受信信号、 φ，φk,φ1,φｎ……位相。
図及び第３図はこの装置の位相修正部の作用を示す位相
分布データ図、第４図はOF毎の各部の処理内容及びRAM
の記憶内容を示す説明図、第５図は本発明の第２の実施
例装置のブロック図、第６図乃至第11図はこの装置の位
相修正部の作用を示す位相データ、第12図は本発明の第
３の実施例装置のブロック図、第13図は従来例装置にお
ける相互相関法を示す図、第14図及び第15図は超音波の
伝搬を示す説明図である。 1,100,200……超音波診断装置、 10……表示系、 20,120,220……補正系、 24……CPU（補正手段，制御手段）、 23,223……換算部、 30,130……位相検出部、 Ｃ……集束点、Ｓ……受信信号、 φ，φk,φ1,φｎ……位相。
Claims (4)
- 【請求項１】列状に配列された複数の振動子に与える励
振信号及びこの振動子からの受信信号に、前記各振動子
の幾何学的位置情報に基づく所定遅延時間を与え、前記
受信信号の集束点が形成されるように受信信号の整相加
算処理を行って超音波像を得るようにした超音波診断装
置において、前記複数の振動子が受信した受信信号を取
り込んで各受信信号の位相を検出する位相検出手段と、
この位相検出手段が検出した位相データを遅延時間デー
タに換算する換算手段と、この換算手段が換算した遅延
時間データに基づいて前記所定遅延時間を補正する補正
手段とを有し、前記位相検出手段は、各時刻毎に位相デ
ータの不連続性を修正した後、この不連続性修正後の各
時刻毎の位相データを時間方向に平均するものとするこ
とを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】前記位相検出手段は、前記複数の振動子が
受信した受信信号と、前記励振信号に同期した位相差の
ある２つの信号とを用いて前記各受信信号の位相を検出
するものとする請求項１記載の超音波診断装置。 - 【請求項３】前記位相検出手段は、前記複数の振動子が
受信した受信信号に位相差のある２つの信号を混合して
実部と虚部とから成る複素信号を出力する混合器と、前
記複素信号を取り込んでアークタンジェント処理して位
相データを出力するアークタンジェント回路とを備えた
請求項２記載の超音波診断装置。 - 【請求項４】前記位相修正手段は、前記振動子が隣り合
う受信信号の位相差の大小に基づいて前記不連続点を探
知するものとする請求項１記載の超音波診断装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2305633A JP2918325B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-11-09 | 超音波診断装置 |
| DE69132561T DE69132561T2 (de) | 1990-08-29 | 1991-08-28 | Ultraschall-Diagnose-Gerät zur Erreichung eines Bildes hoher Qualität durch Korrektion der Phasenstörung, anwesend in Ultraschallpulsen |
| EP91114462A EP0477571B1 (en) | 1990-08-29 | 1991-08-28 | Ultrasonic diagnostic apparatus capable of acquiring high quality image by correcting phase distortion contained in ultrasonic pulses |
| US07/750,599 US5348013A (en) | 1990-08-29 | 1991-08-28 | Ultrasonic diagnostic apparatus capable of acquiring high quality image by correcting phase distortion contained in ultrasonic pulses |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13047290 | 1990-05-21 | ||
| JP2305633A JP2918325B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-11-09 | 超音波診断装置 |
| JP2-130472 | 1990-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117948A JPH04117948A (ja) | 1992-04-17 |
| JP2918325B2 true JP2918325B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=26465593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2305633A Expired - Lifetime JP2918325B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-11-09 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918325B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP2305633A patent/JP2918325B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04117948A (ja) | 1992-04-17 |
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