JP3034809B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP3034809B2
JP3034809B2 JP24673296A JP24673296A JP3034809B2 JP 3034809 B2 JP3034809 B2 JP 3034809B2 JP 24673296 A JP24673296 A JP 24673296A JP 24673296 A JP24673296 A JP 24673296A JP 3034809 B2 JP3034809 B2 JP 3034809B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の受波整相加
算回路を有した超音波診断装置に関し、特に出力信号に
おける信号対雑音比(S/N比)が、複数の受波整相加
算回路を切り換えるスイッチの切換ノイズによって劣化
することを防止することに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having a plurality of reception phasing addition circuits, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic apparatus in which an output signal has a plurality of reception phasing and signal-to-noise ratios (S / N ratios). The present invention relates to preventing deterioration due to switching noise of a switch for switching an addition circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より用いられている受信ダイナミッ
クフォーカス法は、振動子アレイの近距離から遠距離ま
で全領域にわたって分解能の良い画像を得る方法であ
る。この方法は、超音波の1回の送信に対し、受信時に
フォーカス点を順次、近距離から遠距離へ切り換えて1
走査データを得る。
2. Description of the Related Art The reception dynamic focus method conventionally used is a method for obtaining a high-resolution image over the entire area of a transducer array from a short distance to a long distance. According to this method, the focus point is sequentially switched from a short distance to a long distance at the time of reception with respect to one transmission of the ultrasonic wave, and thus one point is received.
Obtain scan data.

【0003】図3は受信ダイナミックフォーカスを行う
従来の超音波診断装置のブロック構成図である。この装
置は、2系統の受波整相加算回路2、4を有して、これ
らを切換回路6で切り換えながら一方向の走査データを
得る。つまり、一方の受波整相加算回路はあるフォーカ
ス点を設定され、切換回路6が一方の受波整相加算回路
において整相加算処理された受信信号をBモード信号処
理回路8、スペクトルドプラ信号処理回路10、カラー
ドプラ信号処理回路12といった信号処理回路へ出力し
ている間に、他方の受波整相加算回路は、各振動子間の
受信信号の遅延量を調節してより遠距離にフォーカス点
を設定するという制御をされる。このように、受波整相
加算回路2、4は切換回路6による選択時には、受信信
号を整相加算処理して出力し、非選択時には、フォーカ
ス点の設定変更動作を行い、そして切換回路6が受波整
相加算回路2、4を交互に選択することにより、順次深
い位置にフォーカス点がとられ1本の走査データが形成
される。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus that performs dynamic reception focusing. This device has two systems of receiving and phasing addition circuits 2 and 4, and obtains one-way scanning data while switching these circuits by a switching circuit 6. That is, one of the reception phasing addition circuits is set at a certain focus point, and the switching circuit 6 converts the reception signal subjected to the phasing addition processing in the one reception phasing addition circuit into a B-mode signal processing circuit 8 and a spectrum Doppler signal. While outputting to the signal processing circuits such as the processing circuit 10 and the color Doppler signal processing circuit 12, the other reception phasing addition circuit adjusts the amount of delay of the reception signal between the respective vibrators to a longer distance. Control is performed to set a focus point. As described above, the reception phasing addition circuits 2 and 4 perform the phasing addition processing on the received signal when selected by the switching circuit 6 and output the signals, and when not selected, perform the focus point setting change operation. By alternately selecting the wave receiving and phasing addition circuits 2 and 4, the focus points are sequentially taken at deep positions, and one scan data is formed.

【0004】ここで、切換回路6は、複数の受波整相加
算回路2、4を切り換える際に、スイッチングノイズを
発生し、これは受信信号のS/N比の劣化、ひいては断
層画像の画質劣化を招く。そのため、切換回路6におい
てスイッチングノイズを抑制するような配慮がなされて
いる。
[0004] Here, the switching circuit 6 generates switching noise when switching the plurality of reception phasing addition circuits 2 and 4, which causes deterioration of the S / N ratio of the received signal and the image quality of the tomographic image. It causes deterioration. For this reason, consideration is given to suppressing switching noise in the switching circuit 6.

【0005】さて、超音波診断装置が取り扱う超音波の
受信信号は、非常に広いダイナミックレンジを有する。
TGC(Time Gain Compensation)回路、STC(Sens
itivity Time Control)回路といった回路を用いて、反
射点の遠近差による減衰の違いを補正しても、ダイナミ
ックレンジは50〜60dBもある。一方、CRTは、
20〜26dB程度のダイナミックレンジしか有さない
ので、上記広いダイナミックレンジを有した受信信号の
断層画像を忠実に再生することができない。また、たと
え、忠実に再生されたとしても、肉眼にとってはコント
ラストが強すぎ、明部から暗部にわたる目標物の実質的
な認識を行うことは困難である。そこで、Bモード断層
画像等、受信信号の強度に基づいて断層画像を生成する
処理においては、従来より対数変換器を用いて受信信号
の対数圧縮、すなわち、低レベルの信号より高レベルの
信号の増幅率を小さくすることが行われている。上記図
3の装置において、切換回路6とBモード信号処理回路
8との間のLOGアンプ14は、受信信号に対する上記
対数圧縮を行うために設けられたものである。
[0005] Now, an ultrasonic reception signal handled by an ultrasonic diagnostic apparatus has a very wide dynamic range.
TGC (Time Gain Compensation) circuit, STC (Sens)
Even if a circuit such as an iterative time control circuit is used to correct the difference in attenuation due to the perspective difference of the reflection point, the dynamic range is as large as 50 to 60 dB. On the other hand, CRT
Since it has only a dynamic range of about 20 to 26 dB, it is not possible to faithfully reproduce a tomographic image of a received signal having the wide dynamic range. Further, even if the image is faithfully reproduced, the contrast is too strong for the naked eye, and it is difficult to substantially recognize a target object from a bright portion to a dark portion. Therefore, in processing for generating a tomographic image based on the intensity of a received signal such as a B-mode tomographic image, logarithmic compression of the received signal using a logarithmic converter has been conventionally performed, that is, a signal of a higher level signal has a higher level than a lower level signal. Reduction of the amplification factor has been performed. In the apparatus of FIG. 3, the LOG amplifier 14 between the switching circuit 6 and the B-mode signal processing circuit 8 is provided for performing the logarithmic compression on the received signal.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、切換
回路6ではスイッチングノイズの抑制が図られる。しか
し、スイッチングノイズは切換回路6において抑制され
ても、LOGアンプ14において増幅されてしまうた
め、従来は十分なS/N比を確保することができず、断
層画像上にこのノイズが現れ画質が劣化するといった問
題があった。
As described above, the switching circuit 6 suppresses switching noise. However, even though the switching noise is suppressed in the switching circuit 6, it is amplified in the LOG amplifier 14, so that conventionally, a sufficient S / N ratio cannot be secured, and this noise appears on the tomographic image and the image quality is reduced. There was a problem of deterioration.

【0007】これを解決するため、切換回路6中の電子
スイッチ(切換器)を切り換える制御信号の立ち上がり
を緩やかにしたり、切換回路の各部に分布するキャパシ
タンスやインダクタンスを調整したりして切り換え時の
オーバーシュートや電気的振動を抑制するという方策も
採られていた。しかし、これらの調整は微妙であり難し
く、また装置ごとに行わなければならないため効率が悪
いという問題があった。ノイズの少ないスイッチは高価
で装置のコスト増となるという問題があった。また、高
速スイッチを用いてそのノイズの発生期間を短縮しノイ
ズの影響を軽減することも行われるが、高速スイッチも
高価であり、装置のコスト増となるという問題があっ
た。
In order to solve this problem, the rise of a control signal for switching an electronic switch (switch) in the switching circuit 6 is moderated, and the capacitance and inductance distributed to each part of the switching circuit are adjusted to perform switching. Measures have been taken to suppress overshoot and electrical vibration. However, there is a problem that these adjustments are delicate and difficult, and are inefficient because they must be performed for each device. There is a problem that a switch with less noise is expensive and increases the cost of the device. In addition, a high-speed switch is used to shorten the noise generation period to reduce the influence of the noise. However, the high-speed switch is expensive, and there is a problem that the cost of the device increases.

【0008】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、容易かつ低コストにて切換回路のスイッチ
ングノイズの影響が抑制され、受信信号のS/N比が向
上した超音波診断装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an ultrasonic diagnostic apparatus in which the influence of switching noise of a switching circuit is suppressed easily and at low cost and the S / N ratio of a received signal is improved. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による超音波診断
装置は、超音波を送受信する複数の振動子と、並列的に
配置され選択的に使用される複数の回路であってそれぞ
れ前記各振動子から出力される受信信号を整相加算する
複数の受波整相加算回路と、これら受波整相加算回路の
出力のいずれかを選択する切換器と、当該切換器から出
力される受信信号に基づいてエコー信号処理を行うエコ
ー信号処理回路とを含む超音波診断装置において、前記
切換器の入力側に前記各受波整相加算回路ごとに設けら
それぞれ前記受波整相加算回路の出力を対数関数に
基づいて対数受信信号に変換する複数の対数変換器を有
するものである
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises a plurality of transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves, and a plurality of circuits arranged in parallel and selectively used, each of which is provided with a respective one of the above-mentioned respective oscillators. A plurality of reception phasing addition circuits for phasing addition of the reception signals output from the
A switch for selecting one of the outputs and the output from the switch
Eco that performs echo signal processing based on the received signal input
-An ultrasonic diagnostic apparatus including a signal processing circuit,
Provided each of said received wave phasing addition circuit to an input side of the switching device, have a plurality of logarithmic converter for converting a logarithmic received signal based on an output of the reception delay-and-sum circuit logarithmically
Is what you do .

【0010】本発明によれば、対数変換器は切換器の
前、すなわち各受波整相加算回路ごとに設けられる。こ
れにより、受信信号にはその小信号範囲が伸張された
後、切換器のスイッチングノイズが重畳される。つま
り、例えば、対数変換器前において、受信信号として、
スイッチングノイズと同程度である小信号を考えると、
切換器、すなわち対数変換器を通過した後においては、
この小信号はスイッチングノイズより大きな振幅を有
し、つまり相対的にスイッチングノイズが圧縮されるこ
とになる。一方、単なる増幅ではなく対数変換であるた
め、受信信号の大信号範囲は小信号範囲に比べて圧縮さ
れる。そのため、例えば切換器の入力レンジの拡大とい
った装置の他の回路の変更がなく、従来の回路をそのま
ま用いることができる。
According to the present invention, the logarithmic converter is provided before the switch, that is, for each reception phasing addition circuit. As a result, the switching noise of the switch is superimposed on the received signal after the small signal range is extended. That is, for example, as a received signal before the logarithmic converter,
Considering a small signal that is about the same as switching noise,
After passing through the switch, i.e. the logarithmic converter,
This small signal has a larger amplitude than the switching noise, that is, the switching noise is relatively compressed. On the other hand, a large signal range of the received signal is compressed as compared with a small signal range because it is a logarithmic transformation rather than a simple amplification. Therefore, for example, there is no change in other circuits of the device such as expansion of the input range of the switch, and the conventional circuit can be used as it is.

【0011】本発明による超音波診断装置は、前記切換
器から出力された対数受信信号を指数関数に基づいて変
換する指数変換器を有することを特徴とする。また、本
発明の好適な態様である超音波診断装置においては、前
エコー信号処理回路が、ドプラ処理を行うドプラ信号
処理回路を有し、前記指数変換器はドプラ信号処理回路
の入力側に配置される。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an exponential converter for converting a logarithmic reception signal output from the switch based on an exponential function. In the ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred aspect of the present invention, the echo signal processing circuit has a Doppler signal processing circuit that performs Doppler processing , and the exponential converter is arranged on an input side of the Doppler signal processing circuit. Is done.

【0012】本発明によれば、例えば受信信号の位相情
報を用いる処理であって受信信号のダイナミックレンジ
の圧縮を必要としないドプラ処理などを行う場合には、
対数変換器による変換後に切換器によって複数の受波整
相加算回路のうちのいずれかの出力、つまり対数受信信
号を選択し、しかる後に指数変換器によって対数受信信
号をリニアの受信信号に戻す。これにより、リニアの受
信信号を用いる信号処理回路、例えばドプラ信号処理回
路などに対して、切換器のスイッチングノイズが圧縮さ
れたリニアの受信信号が供給され、スイッチングノイズ
の影響の少ない信号処理が可能となる。また本発明の他
の好適な態様は、前記エコー信号処理回路が、Bモード
処理を行うBモード信号処理回路を有することを特徴と
する超音波診断装置である。
According to the present invention, for example, when performing Doppler processing or the like that does not require compression of the dynamic range of a received signal, which is processing using phase information of the received signal,
After the conversion by the logarithmic converter, one of the plurality of reception phasing and adding circuits, that is, the logarithmic reception signal is selected by the switch, and then the logarithmic reception signal is returned to the linear reception signal by the exponential converter. As a result, a linear reception signal in which the switching noise of the switching device is compressed is supplied to a signal processing circuit using a linear reception signal, for example, a Doppler signal processing circuit, and signal processing with little influence of the switching noise can be performed. Becomes In addition, other than the present invention
In a preferred embodiment, the echo signal processing circuit is a B-mode
A B-mode signal processing circuit for performing the processing.
This is an ultrasonic diagnostic apparatus.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は、受信ダイナミックフ
ォーカスを行う本発明に係る超音波診断装置のブロック
構成図である。この装置は、2系統の受波整相加算回路
を切換回路で切り換えて一方向の走査データを得るとい
う基本的な点で上記従来の装置と一致する。しかし、本
装置は本発明を実施され、切換回路のスイッチングノイ
ズによるS/N比の劣化を生じない点で、従来の装置と
大きく相違する。以下、この相違点を中心として本装置
の構成を詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention that performs reception dynamic focus. This device is the same as the above-mentioned conventional device in a fundamental point that one-way scanning data is obtained by switching two systems of the wave receiving and phasing circuit by a switching circuit. However, the present apparatus differs from the conventional apparatus in that the present invention is implemented and the S / N ratio is not deteriorated by the switching noise of the switching circuit. Hereinafter, the configuration of the present apparatus will be described in detail focusing on this difference.

【0014】プローブ内に配置された振動子アレイ30
は、被検査対象物、例えば生体に押し当てられた状態で
超音波を送受信する。つまり振動子アレイ30は、送信
回路32で発生される送信信号を受けて超音波パルスを
生体内に放射する。超音波パルスは生体内組織の音響イ
ンピーダンスの変化に応じた強度の反射を生じる。この
反射波は振動子アレイ30で検出され複数チャネルの受
信信号となり、この受信信号はプリアンプ34で増幅さ
れる。その後、受信信号は互いに並列に設けられた2つ
の受波整相加算回路36、38に入力され、各受波整相
加算回路36、38にて各振動子間の加算処理が行われ
る。受波整相加算回路は、各振動子間で受信信号をずら
して加算処理を行うことにより受信フォーカスを行うこ
とができる。この受信フォーカスの位置は、各振動子間
の受信信号に対する遅延量を調節することにより変更す
ることができる。
Transducer array 30 arranged in probe
Transmits and receives ultrasonic waves while being pressed against an object to be inspected, for example, a living body. That is, the transducer array 30 receives the transmission signal generated by the transmission circuit 32 and emits an ultrasonic pulse into the living body. The ultrasonic pulse generates a reflection having an intensity corresponding to a change in the acoustic impedance of the tissue in the living body. The reflected wave is detected by the transducer array 30 and becomes a reception signal of a plurality of channels. The reception signal is amplified by the preamplifier 34. Thereafter, the received signal is input to two reception phasing addition circuits 36 and 38 provided in parallel with each other, and the reception processing phasing addition circuits 36 and 38 perform an addition process between the transducers. The reception phasing addition circuit can perform reception focusing by shifting the reception signal between the transducers and performing the addition processing. The position of the reception focus can be changed by adjusting the amount of delay for the reception signal between the transducers.

【0015】受波整相加算回路36、38は、従来装置
同様、受信ダイナミックフォーカスを行うため2つ設け
られている。つまり、一方の受波整相加算回路があるフ
ォーカス点に対応した加算処理を行い、この受信信号が
切換回路40によって選択されて断層画像生成等の信号
処理回路に出力されている間に、他方の受波整相加算回
路は、各振動子に対応する遅延量を変更して、現在選択
されている一方の受波整相加算回路よりも遠距離のフォ
ーカス点を設定する動作を行う。そして、反射波の応答
時間、すなわち送信から受信までの時間が、この他方の
受波整相加算回路のフォーカス点に応じた範囲となる
と、切換回路40は切り換えられ、この他方側の出力を
選択して上記信号処理回路へ出力する。このように、受
信ダイナミックフォーカスでは、受波整相加算回路3
6、38は切換回路40による選択時に受信信号を整相
加算処理して出力し、非選択時にフォーカス点の設定変
更動作を行い、そして切換回路40が受波整相加算回路
36、38を交互に選択することにより、次第に振動子
アレイから遠い位置にフォーカス点が変更され1本の走
査データが形成される。この受信ダイナミックフォーカ
スにより、振動子アレイの近距離から遠距離まで全領域
にわたって分解能の良い走査データ、画像が得られる。
As in the conventional apparatus, two reception phasing addition circuits 36 and 38 are provided to perform reception dynamic focus. In other words, while one of the reception phasing addition circuits performs addition processing corresponding to a certain focus point, while the reception signal is selected by the switching circuit 40 and output to a signal processing circuit such as tomographic image generation, the other reception phasing addition circuit performs the addition processing. Performs the operation of changing the delay amount corresponding to each transducer to set a focus point at a longer distance than the currently selected one of the reception and phasing addition circuits. When the response time of the reflected wave, that is, the time from transmission to reception is within the range according to the focus point of the other reception phasing addition circuit, the switching circuit 40 is switched, and the output on the other side is selected. And outputs it to the signal processing circuit. Thus, in the reception dynamic focus, the reception phasing addition circuit 3
Reference numerals 6 and 38 denote phasing addition processing of the received signal when selected by the switching circuit 40 and output the same. When the selection signal is not selected, the focus point setting is changed, and the switching circuit 40 alternates the reception phasing addition circuits 36 and 38. , The focus point is gradually changed to a position far from the transducer array, and one scan data is formed. With this reception dynamic focus, high-resolution scanning data and images can be obtained over the entire area from a short distance to a long distance of the transducer array.

【0016】さて、本装置の大きな特徴は、受波整相加
算回路36、38の出力に、それぞれ対数変換器として
の機能を有するLOGアンプ42、44が接続され、切
換回路40はこのLOGアンプ42、44から出力され
る対数受信信号のいずれかを選択して出力することであ
る。この作用については後述する。
A major feature of this apparatus is that LOG amplifiers 42 and 44 each having a function as a logarithmic converter are connected to the outputs of the wave receiving and phasing addition circuits 36 and 38, respectively. The purpose is to select and output one of the logarithmic reception signals output from 42 and 44. This operation will be described later.

【0017】Bモード信号処理回路50は、切換回路4
0から対数受信信号を入力され、受信信号強度に応じた
断層画像データを生成し、画像表示器52へ出力する。
このBモード信号処理回路では、従来技術で述べたよう
に、対数受信信号を逆変換することなくそのまま用いて
処理が行われる。
The B-mode signal processing circuit 50 includes a switching circuit 4
A logarithmic received signal is input from 0, tomographic image data corresponding to the received signal strength is generated, and output to the image display 52.
In this B-mode signal processing circuit, as described in the related art, processing is performed using the logarithmic reception signal without inversion.

【0018】これに対し、スペクトルドプラ信号処理回
路54、カラードプラ信号処理回路56は、受信信号中
の位相情報に基づいて処理を行う。これら位相情報を用
いる処理では、対数受信信号から位相情報を取り出して
処理を行う回路も可能である。しかし、本装置では、ス
ペクトルドプラ信号処理回路54、カラードプラ信号処
理回路56に従来と同様の構成の回路を使用できるよ
う、スペクトルドプラ信号処理回路54、カラードプラ
信号処理回路56の前に逆LOGアンプ58を設けた。
この逆LOGアンプは指数変換器としての機能を有し、
切換回路40からの対数受信信号は、この逆LOGアン
プによってリニアの受信信号に戻される。ちなみに、ス
ペクトルドプラ信号処理回路54は受信信号の周波数解
析を行う。また、カラードプラ信号処理回路56は自己
相関処理を行って、ドプラ画像を形成する。これら、ス
ペクトルドプラ信号処理回路54、カラードプラ信号処
理回路56及び上記Bモード信号処理回路50が生成し
た画像データは、画像表示器52において、DSC(Di
gital Scan Converter)により合成され、CRTに所定
のフレームレートで表示される。
On the other hand, the spectral Doppler signal processing circuit 54 and the color Doppler signal processing circuit 56 perform processing based on phase information in the received signal. In the processing using these phase information, a circuit that extracts the phase information from the logarithmic reception signal and performs the processing is also possible. However, in this apparatus, an inverse LOG signal is provided before the spectral Doppler signal processing circuit 54 and the color Doppler signal processing circuit 56 so that a circuit having the same configuration as the conventional one can be used for the spectral Doppler signal processing circuit 54 and the color Doppler signal processing circuit 56. An amplifier 58 was provided.
This inverse LOG amplifier has a function as an exponential converter,
The logarithmic reception signal from the switching circuit 40 is returned to a linear reception signal by the inverse LOG amplifier. Incidentally, the spectrum Doppler signal processing circuit 54 analyzes the frequency of the received signal. Further, the color Doppler signal processing circuit 56 performs an autocorrelation process to form a Doppler image. The image data generated by the spectral Doppler signal processing circuit 54, the color Doppler signal processing circuit 56, and the B-mode signal processing circuit 50 are transmitted to the image
digital scan converter) and displayed on a CRT at a predetermined frame rate.

【0019】次に、本装置の特徴である受波整相加算回
路の切り換えに係る部分の動作を説明する。図2は、本
装置各部での受信信号レベルとスイッチングノイズレベ
ルとの関係の一例を示す模式図である。図2の左に位置
する縦線分は、LOGアンプの入力での受信信号のダイ
ナミックレンジを示す。受信信号のダイナミックレンジ
は、図に示すように例えば100μV〜1V(−80d
B〜0dB)である。つまり、受信信号の最大値が1
V、受信信号に含まれるノイズレベルが100μVであ
る。LOGアンプ42、44の信号圧縮比を0.1V/
10dBとすると、上記受信信号の振幅範囲に対応して
得られる対数受信信号のダイナミックレンジは、図2の
中央に位置する縦線分で示されるように0.2V〜1V
に変換される。本装置では、この対数受信信号が切換回
路40に入力され、この切換回路40内において受信信
号の経路を切り換える切換器のスイッチングノイズが重
畳される。切換器のオン/オフの制御信号の振幅を例え
ば5Vとすると、スイッチングノイズの振幅は例えば
0.1V程度である。つまりこの例では、スイッチング
ノイズは対数受信信号におけるノイズ信号レベル0.2
Vより下回る。
Next, the operation of the part relating to the switching of the reception phasing addition circuit, which is a feature of the present apparatus, will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a relationship between a received signal level and a switching noise level in each unit of the present device. The vertical line segment located on the left side of FIG. 2 indicates the dynamic range of the received signal at the input of the LOG amplifier. The dynamic range of the received signal is, for example, 100 μV to 1 V (−80 d
B to 0 dB). That is, the maximum value of the received signal is 1
V, the noise level contained in the received signal is 100 μV. The signal compression ratio of the LOG amplifiers 42 and 44 is set to 0.1 V /
Assuming 10 dB, the dynamic range of the logarithmic received signal obtained corresponding to the amplitude range of the received signal is 0.2 V to 1 V as shown by the vertical line segment located in the center of FIG.
Is converted to In this apparatus, the logarithmic reception signal is input to the switching circuit 40, and in this switching circuit 40, switching noise of a switch for switching the path of the reception signal is superimposed. Assuming that the amplitude of the control signal for turning on / off the switch is, for example, 5 V, the amplitude of the switching noise is, for example, about 0.1 V. That is, in this example, the switching noise has a noise signal level 0.2 in the logarithmic reception signal.
Below V.

【0020】一方、従来は、図3に示したように切換回
路6の後にLOGアンプ14が設けられていた。そのた
め、スイッチングノイズは、図2の左の縦線分で表され
る受信信号に対して重畳され、0.1Vのスイッチング
ノイズのレベルは受信信号のノイズレベル100μVよ
り上回ることとなり、S/N比が劣化していた。これに
対し、本装置では上述したようにスイッチングノイズレ
ベルが受信信号のノイズレベルよりも下となることから
直感的に分かるように、従来の装置に比べてS/N比の
改善が図られている。
On the other hand, conventionally, a LOG amplifier 14 is provided after the switching circuit 6 as shown in FIG. Therefore, the switching noise is superimposed on the received signal represented by the left vertical line in FIG. 2, and the switching noise level of 0.1 V exceeds the noise level of the received signal of 100 μV, and the S / N ratio is increased. Had deteriorated. On the other hand, in the present device, as described above, the switching noise level is lower than the noise level of the received signal, so that it is intuitively understood that the S / N ratio is improved as compared with the conventional device. I have.

【0021】この改善を、上記例示した数値に基づいて
具体的に示す。図2の右に位置する縦線分は、逆LOG
アンプ58の出力における受信信号のダイナミックレン
ジを示す。比較を容易とするため、逆LOGアンプ58
の変換比を10dB/0.1Vとする。つまり、図2の
右の縦線分で表される受信信号のダイナミックレンジ
は、左の縦線分で表される受信信号のダイナミックレン
ジと同一のスケールを有する。この逆LOGアンプによ
る指数変換により、図2の中央のレベル図での0.1V
のスイッチングノイズレベルは、図2の右のレベル図に
示されるように10μV、すなわち−90dBに変換さ
れ、受信信号のノイズレベル−80dBより抑圧される
ため、受信信号のS/N比を劣化させない。これに対
し、従来の装置は既に述べたように、スイッチングノイ
ズレベルは図2の左のレベル図と同じスケールにて0.
1V、すなわち−20dBを有し、受信信号のノイズレ
ベル−80dBを大きく上回る。ここで述べた例では、
本装置は従来装置よりもスイッチングノイズを70dB
抑圧することができる。
This improvement will be concretely shown based on the numerical values exemplified above. The vertical line segment located on the right side of FIG.
5 shows the dynamic range of the received signal at the output of the amplifier 58. To facilitate comparison, the reverse LOG amplifier 58
Is 10 dB / 0.1V. That is, the dynamic range of the received signal represented by the vertical segment on the right in FIG. 2 has the same scale as the dynamic range of the received signal represented by the vertical segment on the left. Due to the exponential conversion by this inverse LOG amplifier, 0.1 V in the level diagram at the center of FIG.
2 is converted to 10 μV, that is, −90 dB, as shown in the level diagram on the right side of FIG. 2, and is suppressed from the noise level of the received signal −80 dB, so that the S / N ratio of the received signal does not deteriorate. . On the other hand, in the conventional device, as described above, the switching noise level is set to 0.
1V, that is, −20 dB, which is much higher than the noise level of the received signal −80 dB. In the example described here,
This device has 70dB less switching noise than the conventional device.
Can be suppressed.

【0022】本装置はLOGアンプ42、44を用いて
信号圧縮を行う点に特徴がある。受信信号はLOGアン
プによる対数変換により、ダイナミックレンジを、切換
器である電子スイッチの入力レンジの上限より小さく、
かつスイッチングノイズレベルより大きい範囲に変換さ
れ、しかる後に切換回路40を通過する。そのため、切
換回路40において、スイッチングノイズによるS/N
比の劣化も、切換器の入力レンジの影響による大信号に
対する歪みも生じない。一般的に、受信信号を単純に増
幅するのみでは、ダイナミックレンジの上限が切換器の
入力レンジの上限を超えないという条件と、ダイナミッ
クレンジの下限がスイッチングノイズより下回らないと
いう条件とを両立させることは難しい。これに対し、本
装置の信号圧縮はそのような制限を受けないという点
で、単純な増幅と相違している。つまり、本装置によれ
ば、2つの受波整相加算回路を切り換える切換器とし
て、入力レンジの上限を従来に比べて大きくする必要は
なく、スイッチングノイズのレベルに関する条件も入力
レンジの上限に対して、例えば−20dB程度と緩やか
に設定でき、安価な切換器を採用することができる。
The present apparatus is characterized in that signal compression is performed using LOG amplifiers 42 and 44. The received signal has a dynamic range smaller than the upper limit of the input range of the electronic switch as a switch by logarithmic conversion by a LOG amplifier.
And it is converted to a range larger than the switching noise level, and then passes through the switching circuit 40. Therefore, in the switching circuit 40, S / N due to switching noise
Neither the deterioration of the ratio nor the distortion for large signals due to the influence of the input range of the switch occurs. In general, simply amplifying a received signal should satisfy both the condition that the upper limit of the dynamic range does not exceed the upper limit of the input range of the switch and the condition that the lower limit of the dynamic range does not fall below the switching noise. Is difficult. On the other hand, the signal compression of the present apparatus differs from simple amplification in that it is not subject to such restrictions. That is, according to the present device, as a switch for switching between the two reception phasing and adding circuits, it is not necessary to increase the upper limit of the input range as compared with the related art, and the condition regarding the level of the switching noise is also higher than the upper limit of the input range. Thus, for example, it can be set gently to about -20 dB, and an inexpensive switch can be employed.

【0023】なお、本装置では、受波整相加算回路は2
系統としたが、3系統以上であってもよい。
In the present apparatus, the reception phasing addition circuit is 2
However, three or more systems may be used.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の超音波診断装置によれば、低コ
ストの切換器を用いても、受信信号は切換器のスイッチ
ングノイズの影響を受けず、よって受信信号のS/N比
が向上するという効果が得られる。また切換器を低コス
トとすることができるため、装置の低コスト化を図れる
という効果がある。さらに、スイッチングノイズの影響
を受けにくくなるため、切換器として通常部品を組み込
むのみで別段、スイッチングノイズの低減のための回路
の調整が不要となるので、装置の生産効率の向上、保守
の容易化、性能安定化といった効果も得られる。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, even if a low-cost switch is used, the received signal is not affected by the switching noise of the switch, and the S / N ratio of the received signal is improved. The effect is obtained. Further, since the cost of the switching device can be reduced, the cost of the device can be reduced. Furthermore, since it is less susceptible to switching noise, it is not necessary to adjust the circuit to reduce switching noise only by incorporating normal components as a switch, thereby improving the production efficiency of the equipment and facilitating maintenance. Also, effects such as performance stabilization can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 受信ダイナミックフォーカスを行う本発明に
係る超音波診断装置のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention which performs reception dynamic focus.

【図2】 装置各部での受信信号レベルとスイッチング
ノイズレベルとの関係の一例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a relationship between a received signal level and a switching noise level in each unit of the device.

【図3】 受信ダイナミックフォーカスを行う従来の超
音波診断装置のブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus that performs reception dynamic focus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 振動子アレイ、32 送信回路、36,38 受
波整相加算回路、40切換回路、42,44 LOGア
ンプ、50 Bモード信号処理回路、54スペクトルド
プラ信号処理回路、56 カラードプラ信号処理回路、
58 逆LOGアンプ。
30 transducer array, 32 transmission circuit, 36, 38 reception and phasing addition circuit, 40 switching circuit, 42, 44 LOG amplifier, 50 B mode signal processing circuit, 54 spectrum Doppler signal processing circuit, 56 color Doppler signal processing circuit,
58 Reverse LOG amplifier.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 超音波を送受信する複数の振動子と、並
列的に配置され選択的に使用される複数の回路であっ
て、それぞれ前記各振動子から出力される受信信号を整
相加算する複数の受波整相加算回路と、これら受波整相
加算回路の出力のいずれかを選択する切換器と、当該切
換器から出力される受信信号に基づいてエコー信号処理
を行うエコー信号処理回路とを含む超音波診断装置にお
いて、 前記切換器の入力側に前記 各受波整相加算回路ごとに設
けられ、それぞれ前記受波整相加算回路の出力を対数関
数に基づいて対数受信信号に変換する複数の対数変換
有することを特徴とする超音波診断装置。
1. A plurality of transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves, and a plurality of circuits arranged in parallel and selectively used, and phasing and adding reception signals output from the respective transducers. A plurality of reception phasing addition circuits, and these reception phasing addition circuits
A switch for selecting one of the outputs of the adding circuit;
Signal processing based on the received signal output from the converter
And an echo signal processing circuit for performing
There are, the switching the input side of the exchanger is provided for each received wave phasing addition circuit, a plurality of logarithmic converter for converting a logarithmic received signal based on an output of each of the received wave phasing addition circuit logarithmically
Ultrasonic diagnostic apparatus characterized by having a.
【請求項2】 前記切換器から出力された対数受信信号
を指数関数に基づいて変換する指数変換器を有すること
を特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising an exponential converter that converts a logarithmic reception signal output from said switch based on an exponential function.
【請求項3】 前記エコー信号処理回路は、ドプラ処理
を行うドプラ信号処理回路を有し、 前記指数変換器は、ドプラ信号処理回路の入力側に配置
されることを特徴とする請求項2記載の超音波診断装
置。
3. The Doppler signal processing circuit according to claim 2, wherein the echo signal processing circuit includes a Doppler signal processing circuit that performs Doppler processing , and the exponential converter is disposed on an input side of the Doppler signal processing circuit. Ultrasonic diagnostic equipment.
【請求項4】 前記エコー信号処理回路は、Bモード処
理を行うBモード信号処理回路を有することを特徴とす
る請求項1記載の超音波診断装置。
4. An echo signal processing circuit, comprising :
A B-mode signal processing circuit for performing
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015016628A (en) * 2013-07-11 2015-01-29 川上産業株式会社 Method for manufacturing foam sheet

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