JP3001364B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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Description
縮増幅し、AM検波した後、フィルタによりリップル成
分を除去する機能を有する対数圧縮回路を用い、生体内
部の構造や働きを映像化する超音波診断装置に関するも
のである。
れた超音波エコー信号のダイナミックレンジは非常に広
く、およそ100dBを超え、適切な線形信号処理を行
なってもなお50dB〜60dBの範囲を持つ。一方、
ディスプレー等に使われるCRTや写真印画の与え得る
ダイナミックレンジはおよそ20dB〜26dB止まり
であり、線形処理された超音波エコー信号を正確に再生
したとしても、人の視覚にとっては強烈なコントラスト
に映るのみで、明部から暗部にわたる目標物の質的認識
を行なうのは非常に困難である、このため、適切な認識
能力を発揮できるように表示を行なうためには、超音波
エコー信号の対数圧縮増幅およびAM検波をする対数圧
縮手段と、AM検波後の超音波検波信号のリップル成分
を除去するフィルタ手段による非線形信号処理を行なう
必要があった。
力信号の対数圧縮増幅およびAM検波をする対数圧縮手
段12と、AM検波後の検波信号のオフセットレベルを
シフトするオフセットレベルシフト手段13と、AM検
波後の検波信号のリップル成分を除去するフィルタ手段
14とを含み、対数圧縮手段12からの第1の出力端子
とフィルタ手段14からの第2の出力端子とを具備した
アナログ・デバイゼス社のAD606に代表される対数
圧縮集積回路11が多く使用されている。
向として、取り扱う信号の高周波数化ということが挙げ
られる。また、超音波診断装置における対数圧縮回路の
性能は、パルス波またはバースト波に対する立ち上がり
応答時間、回復時間、ログスロープの直線性等の点を基
準に評価されるが、これらのうち回復時間は超音波映像
の画像距離分解能にきわめて大きな影響を与える。
うな従来の超音波診断装置にあっては、前記対数圧縮手
段12とオフセットレベルシフト手段13とフィルタ手
段14とを具備した対数圧縮集積回路11を用いて超音
波診断装置自体を構成しているため、10MHzを超え
る高周波の超音波エコー信号を取り扱う場合、対数圧縮
手段12により対数圧縮増幅およびAM検波された超音
波検波信号がフィルタ手段14の影響により、立ち上が
り応答時間、回復時間の損失を受け、超音波映像の画像
距離分解能が劣化するなどの問題が生じていた。
てなされたもので、超音波検波信号の周波数帯域を改善
することで超音波映像の画像距離分解能の劣化を防ぐこ
とを目的とする。
成するため、超音波診断装置に、入力信号の振幅を対数
圧縮増幅しAM検波する対数圧縮手段と、AM検波後の
検波信号のオフセットレベルをシフトするオフセットレ
ベルシフト手段と、AM検波後の検波信号のリップル成
分を除去するフィルタ手段とを含み、対数圧縮手段から
の第1の出力端子とフィルタ手段からの第2の出力端子
とを具備した対数圧縮集積回路、および、遮断特性が6
dB/octでありかつ遮断周波数が対数圧縮集積回路
に含まれるフィルタ手段の遮断周波数以下で直流以上で
ある、第1の出力端子に接続されたハイパスフィルタ
と、第2の出力端子に接続されたローパスフィルタと、
ハイパスフィルタとローパスフィルタからの出力を等し
い割合で加算する加算器を具備し、ハイパスフィルタと
ローパスフィルタの遮断周波数が等しい対数圧縮回路を
備えることを要旨とする。
る高周波数の超音波の超音波エコー信号に対し、対数圧
縮増幅およびAM検波された超音波検波信号の低周波成
分と高周波成分とを別々に抽出し加算することで対数圧
縮集積回路のフィルタ周波数の遮断周波数の影響を受け
ずに周波数帯域を改善することができ、画像距離分解能
の劣化の少ない超音波映像を得ることができる。
して説明する。図1は本発明による超音波診断装置の一
実施例を示すブロック図である。この図において、符号
1は高電圧ドライブパルスを出力するための送信部、2
は送信部1から前記高電圧ドライブパルスの供給を受け
る超音波探触子、3は超音波探触子2からの受信エコー
をアナログ処理するための受信エコー処理部、4は受信
エコー処理部3からのアナログ信号をテレビ信号に変換
するためのディジタルスキャンコンバータ部、5はディ
ジタルスキャンコンバータ部4からのテレビ信号を表示
するための表示部である。
パルス発生器6と、このパルス発生器6により生成され
た送信トリガパルスを高電圧ドライブパルスに変換する
ドライバ7とから構成されている。超音波探触子2は、
送信部1から受けた高電圧ドライブパルスを被検体とし
ての生体20に放射し、生体20からの超音波エコーを
受信するとともに、この超音波エコーを電気信号に変換
する機能を持つ。また、受信エコー処理部3は、前記電
気信号に変換された受信エコーを増幅する増幅器8と、
受信エコーをアナログ処理して超音波断層像を生成する
超音波断層像映像化手段9とこの超音波断層像映像化手
段9からの信号に対して非線形信号処理を施す対数圧縮
回路10とから構成されている。
信部1内のパルス発生器6により生成された送信トリガ
パルスはドライバ7に送付されて高電圧ドライブパルス
に変換される。この高電圧ドライブパルスは超音波探触
子2に供給され、超音波パルスに変換された後、被検体
である生体20内に放射される。そして、この超音波パ
ルスの音響エネルギーに応じた超音波エコーが超音波探
触子2により受信され、再び電気信号に変換された後、
受信エコー処理部3内の増幅器8により増幅され、その
後超音波断層像を得るための超音波断層像映像化手段9
に供給され、適切なアナログ処理を受ける。そして、さ
らに対数圧縮回路10により非線形信号処理が施され、
ディジタルスキャンコンバータ部4に供給されテレビ信
号に変換された後、表示部5により超音波断層像として
表示される。
の詳細な説明を行なうと、この対数圧縮回路10の構成
は図2にブロック図で示され、またその対数圧縮回路1
0において使用されている各フィルタの遮断特性が図3
に示されている。図2に示すように、対数圧縮回路10
は、超音波エコー信号を受けて対数圧縮処理を行なうと
ともにこの対数圧縮結果をそれぞれ異なった段階で出力
する第1の出力端子と第2の出力端子とを有する対数圧
縮集積回路11と、この対数圧縮集積回路11の第1の
出力端子に接続されたハイパスフィルタ15と、対数圧
縮集積回路11の第2の出力端子に接続されたローパス
フィルタ16と、これらハイパスフィルタ15とローパ
スフィルタ16からの出力を加算処理する加算器17と
から構成されている。対数圧縮集積回路11は、超音波
断層像映像化手段9からの超音波エコー信号が入力され
る対数圧縮手段12と、対数圧縮手段12からの出力信
号のオフセットレベルのシフトおよび反転増幅を行うオ
フセットレベルシフト手段13と、オフセットレベルシ
フト手段13の出力信号に対してリップル成分の除去を
行なうフィルタ手段14とからなる。かかる構成におい
て、フィルタ手段14の遮断特性が図3(a)に示さ
れ、ハイパスフィルタ15の遮断特性が図3(b)に示
され、ローパスフィルタ16の遮断特性が図3(c)に
示されている。
して対数圧縮増幅およびAM検波を行ない、第1の超音
波検波信号Aを出力する。この対数圧縮手段12の出力
端子が対数圧縮集積回路11における前記第1の出力端
子に相当し、ここからの出力である超音波検波信号Aが
ハイパスフィルタ15に供給される。また、フィルタ手
段14は前記のようにリップル成分の除去を行なった結
果第2の超音波検波信号Bを出力する。そして、このフ
ィルタ手段14の出力端子が対数圧縮集積回路11にお
ける前記第2の出力端子に相当し、ここからの出力であ
る超音波検波信号Bがローパスフィルタ16に供給され
る。
像化手段9からの超音波エコー信号が対数圧縮集積回路
11内の対数圧縮手段12に供給され、対数圧縮増幅お
よびAM検波された後超音波検波信号Aとして第1の出
力端子から出力される、また、この超検波信号Aは、オ
フセットレベルのシフトおよび反転増幅を行なうオフセ
ットレベルシフト手段13に供給された後、図3(a)
に示された遮断特性を持つフィルタ手段14に供給さ
れ、ここでリップル成分を除去された超音波検波信号B
として第2の出力端子から出力される。すなわち、第1
の出力端子からは、オフセットレベルのシフト処理と、
リップル成分の除去処理がされる前の超音波検波信号A
が出力される一方、第2の出力端子からは、これらの処
理された後の超音波検波信号Bが出力される。
波信号Bは遮断周波数の等しいハイパスフィルタ15お
よびローパスフィルタ16にそれぞれ供給され、その出
力は、超音波検波信号Aと超音波検波信号Bを等しい割
合で加算できるよう、周波数により利得が変化する加算
器17に供給され、超音波検波信号Cとして出力され
る。したがって、第1の出力端子に現れたオフセット電
圧はハイパスフィルタ15によって除かれ、第2の出力
端子の直流電位によって超音波検波信号Cの直流電位が
決定される。また、図3(b)および図3(c)に示す
ように、ハイパスフィルタ15の遮断周波数とローパス
フィルタ16の遮断周波数が周波数fhlで等しくフィ
ルタ手段14の遮断周波数の周波数fc以下で直流以上
であるように設定し、ハイパスフィルタ15の遮断特性
を+6dB/oct、およびローパスフィルタ16の遮
断特性を−6dB/octの一次フィルタとすること
で、各々のフィルタの位相特性が相補いあい、加算され
た超音波検波信号Cの波形は対数圧縮手段12のAM検
波波形を完全に再生することができる。
によれば、高周波の超音波エコー信号に対し、対数圧縮
増幅およびAM検波された超音波検波信号の低周波と高
周波成分を別々に抽出し、且つ加算することで対数圧縮
集積回路のフィルタ周波数の遮断周波数の影響を受けず
に周波数帯域を改善することができ、画像距離分解能の
劣化の少ない超音波映像を得ることができる。
ば、超音波診断装置において、超音波探触子からの入力
信号の振幅を対数圧縮増幅しAM検波する対数圧縮手段
と、AM検波された後の検波信号のオフセットレベルを
シフトするオフセットレベルシフト手段と、AM検波し
た後の検波信号のリップル成分を除去するフィルタ手段
とを備え、対数圧縮手段からの第1の出力端子と、フィ
ルタ手段からの第2の出力端子とを有する対数圧縮集積
回路を使用したときに、高周波の超音波エコー信号に対
して、対数圧縮増幅及びAM検波された超音波検波信号
の低周波と高周波の成分を別々に抽出し、加算すること
で対数圧縮集積回路のフィルタ周波数の遮断周波数の影
響を受けずに周波数帯域を改善することができ、画像距
離分解能の劣化の少ない超音波映像を得ることができ
る。
を示すブロック図
示すブロック図
特性を表すグラフ図 (b)前記実施例におけるハイパスフィルタの遮断特性
を表すグラフ図 (c)前記実施例におけるローパスフィルタの遮断特性
を表すグラフ図
図
Claims (2)
- 【請求項1】 超音波パルスを生体内に送受信する超音
波探触子と、パルス電圧を発生するパルス発生器と、超
音波探触子を前記パルス電圧で駆動するドライバと、超
音波探触子が受信したエコー信号に対して非線形信号処
理を施す対数圧縮回路と、対数圧縮回路から出力された
検波信号を処理して画像信号に変換するディジタルスキ
ャンコンバータ部と、画像信号を表示する表示部とを備
え、 前記対数圧縮回路は、超音波探触子が受信したエコー信
号の振幅を対数圧縮増幅しAM検波をする対数圧縮手段
と、AM検波後の検波信号のオフセットレベルをシフト
するオフセットレベルシフト手段と、AM検波後の検波
信号のリップル成分を除去するフィルタ手段とを有し、
対数圧縮手段からの第1の出力端子とフィルタ手段から
の第2の出力端子とを具備する対数圧縮集積回路、およ
び、遮断特性が6dB/octでありかつ遮断周波数が
対数圧縮集積回路に含まれるフィルタ手段の遮断周波数
以下で直流以上である、第1の出力端子に接続されたハ
イパスフィルタと、第2の出力端子に接続されたローパ
スフィルタと、これらのフィルタからの出力を等しい割
合で加算して前記ディジタルスキャンコンバータ部へ出
力する加算器とを備え、前記ハイパスフィルタとローパ
スフィルタの遮断周波数が等しくなるように設定されて
いることを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項2】 ローパスフィルタの遮断特性が−6dB
/octであり、ハイパスフィルタの遮断特性が+6d
B/octであることを特徴とする請求項1記載の超音
波診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6004348A JP3001364B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6004348A JP3001364B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07204200A JPH07204200A (ja) | 1995-08-08 |
JP3001364B2 true JP3001364B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=11581925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6004348A Expired - Fee Related JP3001364B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3001364B2 (ja) |
-
1994
- 1994-01-20 JP JP6004348A patent/JP3001364B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH07204200A (ja) | 1995-08-08 |
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