JP3133404B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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- G01S7/52095—Details related to the ultrasound signal acquisition, e.g. scan sequences using multiline receive beamforming
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- G—PHYSICS
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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- G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
- G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
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- G—PHYSICS
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- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
- G01S7/52049—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver using correction of medium-induced phase aberration
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
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- Multimedia (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置の受波ビ
ームフォーマに関し、特に画質を改善するための受波ビ
ームフォーマの改良に関する。
ームフォーマに関し、特に画質を改善するための受波ビ
ームフォーマの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置は超音波探触子から超音
波信号を被検体内に照射して、被検体内の組織や病変部
から反射されてくる信号を超音波探触子で受波し、その
反射信号で形成される断層像をＣＲＴに表示して診断の
用に供する装置である。
波信号を被検体内に照射して、被検体内の組織や病変部
から反射されてくる信号を超音波探触子で受波し、その
反射信号で形成される断層像をＣＲＴに表示して診断の
用に供する装置である。
【０００３】この超音波診断装置において、深部のＢモ
ード像の画質を向上させるために、近時大開口送受信を
行う装置が開発されてきている。
ード像の画質を向上させるために、近時大開口送受信を
行う装置が開発されてきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大開口
送受信には生体内の音速の不均一によって、Ｂモード像
の画質に大幅な変化を生ずるという問題点がある。この
問題点を図面によって説明する。
送受信には生体内の音速の不均一によって、Ｂモード像
の画質に大幅な変化を生ずるという問題点がある。この
問題点を図面によって説明する。
【０００５】図６は従来の超音波診断装置の受信部のみ
を示した図である。図において、１は超音波を送受波す
る探触子、２は超音波ビーム３を照射してその反射信号
から画像表示しようとする目標物である。
を示した図である。図において、１は超音波を送受波す
る探触子、２は超音波ビーム３を照射してその反射信号
から画像表示しようとする目標物である。
【０００６】探触子１が受信した０番〜Ｎ番のＮ＋１チ
ャネルの信号はＮ＋１個の前置増幅器４によって増幅さ
れ、遅延回路５でそれぞれ遅延を受けて整相され、加算
回路６で加算されて、整相加算された信号が出力され
る。
ャネルの信号はＮ＋１個の前置増幅器４によって増幅さ
れ、遅延回路５でそれぞれ遅延を受けて整相され、加算
回路６で加算されて、整相加算された信号が出力され
る。
【０００７】非線形増幅器７は整相加算された信号のダ
イナミックレンジを後段の回路のダイナミックレンジに
合致させるように圧縮して増幅する。非線形増幅器７の
出力は包絡線検波器８で検波され、ＡＤ変換器９でディ
ジタル信号に変換され、ＤＳＣ１０でテレビジョンモー
ドの信号に変換されアナログ信号に戻されて、ＣＲＴ１
１で表示される。
イナミックレンジを後段の回路のダイナミックレンジに
合致させるように圧縮して増幅する。非線形増幅器７の
出力は包絡線検波器８で検波され、ＡＤ変換器９でディ
ジタル信号に変換され、ＤＳＣ１０でテレビジョンモー
ドの信号に変換されアナログ信号に戻されて、ＣＲＴ１
１で表示される。
【０００８】図６の回路において大開口の探触子１によ
って発生する問題点を図７を用いて説明する。図７は図
６に示す回路中、一点鎖線で囲んだ（Ａ）ブロックを探
触子１の開口の半分を境として、遅延回路と加算回路を
分割して示した図である。図において、図６と同一の部
分には同一の符号を付してある。遅延回路５は遅延回路
Ａ１２と遅延回路Ｂ１３とに分割され、加算回路６は加
算回路Ａ１４と加算回路Ｂ１５に分割されている。加算
回路Ｃ１６は分割された加算回路Ａ１４と加算回路Ｂ１
５の出力を更に加算して１つのデータとするための加算
回路である。遅延回路Ａ１２，遅延回路Ｂ１３，加算回
路Ａ１４，加算回路Ｂ１５及び加算回路Ｃ１６で受波ビ
ームフォーマ１７を構成している。この受波ビームフォ
ーマ１７において、遅延回路Ａ１２には０番〜｛（Ｎ＋
１）／２｝−１番のチャネルの信号が入力され、遅延回
路Ｂ１３には｛（Ｎ＋１）／２｝−１番〜Ｎ番のチャネ
ルの信号が入力されている。
って発生する問題点を図７を用いて説明する。図７は図
６に示す回路中、一点鎖線で囲んだ（Ａ）ブロックを探
触子１の開口の半分を境として、遅延回路と加算回路を
分割して示した図である。図において、図６と同一の部
分には同一の符号を付してある。遅延回路５は遅延回路
Ａ１２と遅延回路Ｂ１３とに分割され、加算回路６は加
算回路Ａ１４と加算回路Ｂ１５に分割されている。加算
回路Ｃ１６は分割された加算回路Ａ１４と加算回路Ｂ１
５の出力を更に加算して１つのデータとするための加算
回路である。遅延回路Ａ１２，遅延回路Ｂ１３，加算回
路Ａ１４，加算回路Ｂ１５及び加算回路Ｃ１６で受波ビ
ームフォーマ１７を構成している。この受波ビームフォ
ーマ１７において、遅延回路Ａ１２には０番〜｛（Ｎ＋
１）／２｝−１番のチャネルの信号が入力され、遅延回
路Ｂ１３には｛（Ｎ＋１）／２｝−１番〜Ｎ番のチャネ
ルの信号が入力されている。
【０００９】加算回路Ａ１４は遅延回路Ａ１２に入力さ
れたチャネルの信号を加算し、加算回路Ｂ１５は遅延回
路Ｂ１３に入力されたチャネルの信号を加算する。加算
回路Ａ１４の出力を（ａ）とし、加算回路Ｂ１５の出力
を（ｂ）とすると、加算回路Ｃ１６は（ａ）と（ｂ）と
を加算し、（ｃ）を出力する。（ｃ）は０〜Ｎチャネル
の信号をすべて整相加算した受波ビームフォーマ１７の
出力信号である。この信号は非線形増幅器７で増幅さ
れ、包絡線検波器８で検波されて尖頭値が保持された形
の信号（ｄ）が出力される。
れたチャネルの信号を加算し、加算回路Ｂ１５は遅延回
路Ｂ１３に入力されたチャネルの信号を加算する。加算
回路Ａ１４の出力を（ａ）とし、加算回路Ｂ１５の出力
を（ｂ）とすると、加算回路Ｃ１６は（ａ）と（ｂ）と
を加算し、（ｃ）を出力する。（ｃ）は０〜Ｎチャネル
の信号をすべて整相加算した受波ビームフォーマ１７の
出力信号である。この信号は非線形増幅器７で増幅さ
れ、包絡線検波器８で検波されて尖頭値が保持された形
の信号（ｄ）が出力される。
【００１０】図８は図７に示す各回路の出力（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）の波形の関係を示す図である。
図において、（イ）図は音速が均一な場合の各波形の関
係を示す図、（ロ）図は例えば図６に示すように超音波
の伝達経路に脂肪層等があって音速が不均一な場合の各
波形の関係を示す図である。（イ）図において、音速が
均一なため加算回路Ａ１４の出力の（ａ）の波形と、加
算回路Ｂ１５の出力の（ｂ）の波形とは等しい波形であ
って、従って加算回路Ｃ１６の出力の（ｃ）信号は
（ａ），（ｂ）の信号と波形が同じで、２信号の和の振
幅の信号である。（ｄ）は包絡線検波された信号波形
で、入力信号（ａ）と（ｂ）に含まれる情報を忠実に表
している。（ロ）図は音速が不均一な場合の各出力のデ
ータ（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を示す図である。
図において、（ｂ）は（ａ）に対して略半波長の位相の
遅延した最悪条件の場合の波形図である。従ってこの２
信号を加算する加算回路Ｃ１６の出力の（ｃ）は
（ａ），（ｂ）が打ち消し合って図のような（ａ），
（ｂ）の波形とは全く異なった波形となって、乱れた波
形を出力している。このため包絡線検波出力（ｄ）の波
形は本来の波形とは異なる波形となって原情報が打ち消
されてしまっている。
（ｂ），（ｃ），（ｄ）の波形の関係を示す図である。
図において、（イ）図は音速が均一な場合の各波形の関
係を示す図、（ロ）図は例えば図６に示すように超音波
の伝達経路に脂肪層等があって音速が不均一な場合の各
波形の関係を示す図である。（イ）図において、音速が
均一なため加算回路Ａ１４の出力の（ａ）の波形と、加
算回路Ｂ１５の出力の（ｂ）の波形とは等しい波形であ
って、従って加算回路Ｃ１６の出力の（ｃ）信号は
（ａ），（ｂ）の信号と波形が同じで、２信号の和の振
幅の信号である。（ｄ）は包絡線検波された信号波形
で、入力信号（ａ）と（ｂ）に含まれる情報を忠実に表
している。（ロ）図は音速が不均一な場合の各出力のデ
ータ（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を示す図である。
図において、（ｂ）は（ａ）に対して略半波長の位相の
遅延した最悪条件の場合の波形図である。従ってこの２
信号を加算する加算回路Ｃ１６の出力の（ｃ）は
（ａ），（ｂ）が打ち消し合って図のような（ａ），
（ｂ）の波形とは全く異なった波形となって、乱れた波
形を出力している。このため包絡線検波出力（ｄ）の波
形は本来の波形とは異なる波形となって原情報が打ち消
されてしまっている。
【００１１】これは一種のフェーディング現象であっ
て、図８による説明で、探触子１と目標物２の間の媒体
を伝達する音速の状態によって画質が極端に変わってし
まうことが分る。又、方位、方向の分解能を良くしよう
として、大開口送受信を行う場合、その開口を大きくす
ればする程、このフェーディングの影響が強く出てく
る。
て、図８による説明で、探触子１と目標物２の間の媒体
を伝達する音速の状態によって画質が極端に変わってし
まうことが分る。又、方位、方向の分解能を良くしよう
として、大開口送受信を行う場合、その開口を大きくす
ればする程、このフェーディングの影響が強く出てく
る。
【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、大開口探触子を用いて音速不均一な媒
体を経由する送受信を行った場合にも、良好な画質の画
像を得ることのできる超音波診断装置を提供することに
ある。
で、その目的は、大開口探触子を用いて音速不均一な媒
体を経由する送受信を行った場合にも、良好な画質の画
像を得ることのできる超音波診断装置を提供することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、大開口探触子の全チャネルの受信信号がそれぞ
れ入力される少なくとも２個の遅延回路と、該遅延回路
の信号を少なくとも隣接チャネル群でオーバーラップさ
せるようにチャネルを選択して前記受信信号を少なくと
も２個のチャネル群に分割して出力する前記各遅延回路
に接続される加算信号選択器と、該各加算信号選択器か
ら出力される分割されたチャネル群の信号を整相加算す
る手段である加算回路と該各加算回路の出力信号をそれ
ぞれ包絡線検波する包絡線検波器と、該各包絡線検波器
の検波出力信号を加算して整相加算された受信信号を出
力する検波出力加算回路とを具備することを特徴とする
ものである。
発明は、大開口探触子の全チャネルの受信信号がそれぞ
れ入力される少なくとも２個の遅延回路と、該遅延回路
の信号を少なくとも隣接チャネル群でオーバーラップさ
せるようにチャネルを選択して前記受信信号を少なくと
も２個のチャネル群に分割して出力する前記各遅延回路
に接続される加算信号選択器と、該各加算信号選択器か
ら出力される分割されたチャネル群の信号を整相加算す
る手段である加算回路と該各加算回路の出力信号をそれ
ぞれ包絡線検波する包絡線検波器と、該各包絡線検波器
の検波出力信号を加算して整相加算された受信信号を出
力する検波出力加算回路とを具備することを特徴とする
ものである。
【００１４】
【作用】大開口探触子からの受信信号が少なくとも２個
の遅延回路に入力されて各チャネル毎に所定の遅延を受
けて加算信号選択器に入力される。入力された全チャネ
ルの信号は加算信号選択器毎にそれぞれ少なくとも隣接
信号にオーバーラップさせて特定のチャネルの信号を選
択して少なくとも２個のチャネル群に分割して出力す
る。各チャネル群の信号はそれぞれ加算回路により加算
されてチャネル群毎に整相加算されて包絡線検波器でそ
れぞれ検波され、検波出力を加算する加算回路で加算さ
れて全チャネルの整相加算信号が出力される。ここでは
大開口探触子の受信信号を少なくとも２分割して音速不
均一による影響を少なくする。
の遅延回路に入力されて各チャネル毎に所定の遅延を受
けて加算信号選択器に入力される。入力された全チャネ
ルの信号は加算信号選択器毎にそれぞれ少なくとも隣接
信号にオーバーラップさせて特定のチャネルの信号を選
択して少なくとも２個のチャネル群に分割して出力す
る。各チャネル群の信号はそれぞれ加算回路により加算
されてチャネル群毎に整相加算されて包絡線検波器でそ
れぞれ検波され、検波出力を加算する加算回路で加算さ
れて全チャネルの整相加算信号が出力される。ここでは
大開口探触子の受信信号を少なくとも２分割して音速不
均一による影響を少なくする。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の受波ビームフォ
ーマのブロック図である。図において、２１は探触子１
の全チャネルのＮ個の信号が入力されて各チャネルの信
号に対しそれぞれの遅延量を与える遅延回路Ｃ、２２は
同じく全チャネルのＮ個の信号が遅延回路Ｃと並列に入
力されて、各チャネルのそれぞれの信号に遅延回路Ｃ２
１と同様な遅延を与える遅延回路Ｄである。
に説明する。図１は本発明の一実施例の受波ビームフォ
ーマのブロック図である。図において、２１は探触子１
の全チャネルのＮ個の信号が入力されて各チャネルの信
号に対しそれぞれの遅延量を与える遅延回路Ｃ、２２は
同じく全チャネルのＮ個の信号が遅延回路Ｃと並列に入
力されて、各チャネルのそれぞれの信号に遅延回路Ｃ２
１と同様な遅延を与える遅延回路Ｄである。
【００１６】２３は遅延回路Ｃ２１の出力信号が入力さ
れ、特定のチャネルのスイッチをオンにして、そのチャ
ネルの信号のみを通過させる加算信号選択器Ａ、２４は
遅延回路Ｄ２２の出力信号が入力され、特定のチャネル
のスイッチをオンにして、そのチャネルの信号のみを通
過させる加算信号選択器Ｂである。
れ、特定のチャネルのスイッチをオンにして、そのチャ
ネルの信号のみを通過させる加算信号選択器Ａ、２４は
遅延回路Ｄ２２の出力信号が入力され、特定のチャネル
のスイッチをオンにして、そのチャネルの信号のみを通
過させる加算信号選択器Ｂである。
【００１７】２５は加算信号選択器Ａが選択した特定チ
ャネルの信号を加算して前記特定チャネルのＲＦ信号段
階での整相加算を行う加算回路Ｄ、２６は同様に加算信
号選択器Ｂが選択した特定チャネルの信号を加算して整
相加算する加算回路Ｅである。
ャネルの信号を加算して前記特定チャネルのＲＦ信号段
階での整相加算を行う加算回路Ｄ、２６は同様に加算信
号選択器Ｂが選択した特定チャネルの信号を加算して整
相加算する加算回路Ｅである。
【００１８】２７，２８はそれぞれ加算回路Ｄ２５と加
算回路Ｅ２６の出力信号を非線形圧縮増幅する非線形増
幅器Ａと非線形増幅器Ｂ、２９，３０はそれぞれ非線形
増幅器Ａ２７と非線形増幅器Ｂ２８の出力信号を包絡線
検波する包絡線検波器Ａと包絡線検波器Ｂである。
算回路Ｅ２６の出力信号を非線形圧縮増幅する非線形増
幅器Ａと非線形増幅器Ｂ、２９，３０はそれぞれ非線形
増幅器Ａ２７と非線形増幅器Ｂ２８の出力信号を包絡線
検波する包絡線検波器Ａと包絡線検波器Ｂである。
【００１９】３１は包絡線検波器Ａ２９と包絡線検波器
Ｂ３０で検波された信号を加算して出力する加算回路Ｆ
である。この出力は図６に示すようにＤＳＣ１０を経て
ＣＲＴ１１で表示される。以上図１に示した各回路で受
波ビームフォーマを構成している。
Ｂ３０で検波された信号を加算して出力する加算回路Ｆ
である。この出力は図６に示すようにＤＳＣ１０を経て
ＣＲＴ１１で表示される。以上図１に示した各回路で受
波ビームフォーマを構成している。
【００２０】次に上記のように構成された実施例の動作
の説明に先立って、本実施例で行おうとする動作の原理
を説明する。生体内の音速分布の不均一は基本的なもの
で避けることができない。従って、超音波の波面はその
影響で変形されている。これを大開口で波面の乱れに影
響され易いＲＦ信号のまま全エレメントの信号を加算す
れば図８に示したように整相加算された信号は正しい波
形として出力されない。併し、小開口の探触子で受信し
た信号は波面の乱れが小さく、ビームフォーミングされ
た出力に対し音速の不均一による影響を小さくすること
ができることから受信信号を加算信号選択器により選択
して小開口受信と等価な受信を行おうとするものであ
る。
の説明に先立って、本実施例で行おうとする動作の原理
を説明する。生体内の音速分布の不均一は基本的なもの
で避けることができない。従って、超音波の波面はその
影響で変形されている。これを大開口で波面の乱れに影
響され易いＲＦ信号のまま全エレメントの信号を加算す
れば図８に示したように整相加算された信号は正しい波
形として出力されない。併し、小開口の探触子で受信し
た信号は波面の乱れが小さく、ビームフォーミングされ
た出力に対し音速の不均一による影響を小さくすること
ができることから受信信号を加算信号選択器により選択
して小開口受信と等価な受信を行おうとするものであ
る。
【００２１】図２は遅延回路によって各チャネルの信号
を遅延させる場合のチャネルと遅延時間との関係を示す
図である。図において、チャネル数を０〜Ｎチャネルと
し、Ｎ＋１チャネルを図示のように０〜ｎ1 チャネル，
ｎ1 〜ｎ2 チャネル，ｎ2 〜Ｎチャネルと３分割した場
合を考える。Ｃは従来の装置で整相加算されるチャネル
の範囲を示す曲線で、０〜Ｎチャネルの全チャネルに亘
っている。Ａ，Ｂは本実施例で行う整相加算のチャネル
数の一例で、Ａは遅延回路Ｃ２１で遅延を施したチャネ
ルの信号のうち加算信号選択器Ａ２３で選択出力された
チャネルの範囲を示す曲線、Ｂは同様に加算信号選択器
Ｂ２４で選択出力されたチャネルの範囲を示す曲線であ
る。
を遅延させる場合のチャネルと遅延時間との関係を示す
図である。図において、チャネル数を０〜Ｎチャネルと
し、Ｎ＋１チャネルを図示のように０〜ｎ1 チャネル，
ｎ1 〜ｎ2 チャネル，ｎ2 〜Ｎチャネルと３分割した場
合を考える。Ｃは従来の装置で整相加算されるチャネル
の範囲を示す曲線で、０〜Ｎチャネルの全チャネルに亘
っている。Ａ，Ｂは本実施例で行う整相加算のチャネル
数の一例で、Ａは遅延回路Ｃ２１で遅延を施したチャネ
ルの信号のうち加算信号選択器Ａ２３で選択出力された
チャネルの範囲を示す曲線、Ｂは同様に加算信号選択器
Ｂ２４で選択出力されたチャネルの範囲を示す曲線であ
る。
【００２２】即ち、本実施例では加算回路Ｄ２５では図
２のＡ曲線に示されるチャネル数の範囲である０〜ｎ2
チャネルの信号を加算し、加算回路Ｅ２６では図２のＢ
曲線に示されるチャネル数の範囲であるｎ1 〜Ｎチャネ
ルの信号を加算し、検波後更にＡ，Ｂ２信号を加算する
ことにより、等価的に小開口受信を行った結果を得よう
とするものである。
２のＡ曲線に示されるチャネル数の範囲である０〜ｎ2
チャネルの信号を加算し、加算回路Ｅ２６では図２のＢ
曲線に示されるチャネル数の範囲であるｎ1 〜Ｎチャネ
ルの信号を加算し、検波後更にＡ，Ｂ２信号を加算する
ことにより、等価的に小開口受信を行った結果を得よう
とするものである。
【００２３】次に、図１のように構成された実施例の動
作を説明する。遅延回路Ｃ２１は入力された全チャネル
の信号に所定の遅延量を与え、加算信号選択器Ａ２３に
入力する。加算信号選択器Ａ２３は図２に示すＡの開口
０〜ｎ2 に相当するチャネルの信号を通過させるように
スイッチを接続する。この０番〜ｎ2 番のチャネルの信
号は加算回路Ｄ２５で加算されて、０番〜ｎ2 番のチャ
ネルの信号が整相加算される。
作を説明する。遅延回路Ｃ２１は入力された全チャネル
の信号に所定の遅延量を与え、加算信号選択器Ａ２３に
入力する。加算信号選択器Ａ２３は図２に示すＡの開口
０〜ｎ2 に相当するチャネルの信号を通過させるように
スイッチを接続する。この０番〜ｎ2 番のチャネルの信
号は加算回路Ｄ２５で加算されて、０番〜ｎ2 番のチャ
ネルの信号が整相加算される。
【００２４】遅延回路Ｄ２２は入力された全チャネルの
信号に所定の遅延（遅延回路Ｃ２１と同様な特性の遅
延）を与えて加算信号選択器Ｂ２４に入力する。加算信
号選択器Ｂ２４は図２に示すＢの開口ｎ1 〜Ｎに相当す
るチャネルの信号を通過させるようにスイッチを接続す
る。このｎ1 番〜Ｎ番のチャネルの信号は加算回路Ｅ２
６で加算されてｎ1 〜Ｎ番のチャネルの信号が整相加算
される。
信号に所定の遅延（遅延回路Ｃ２１と同様な特性の遅
延）を与えて加算信号選択器Ｂ２４に入力する。加算信
号選択器Ｂ２４は図２に示すＢの開口ｎ1 〜Ｎに相当す
るチャネルの信号を通過させるようにスイッチを接続す
る。このｎ1 番〜Ｎ番のチャネルの信号は加算回路Ｅ２
６で加算されてｎ1 〜Ｎ番のチャネルの信号が整相加算
される。
【００２５】加算回路Ｄ２５の出力信号は非線形増幅器
Ａ２７で増幅された後包絡線検波器Ａ２９で包絡線検波
される。同様に加算回路Ｅ２６の出力信号は非線形増幅
器Ｂ２８で増幅された後包絡線検波器Ｂ３０で包絡線検
波される。包絡線検波された２信号は加算回路Ｆ３１で
最終的に加算されて整相加算出力が次段以降に送られ
る。
Ａ２７で増幅された後包絡線検波器Ａ２９で包絡線検波
される。同様に加算回路Ｅ２６の出力信号は非線形増幅
器Ｂ２８で増幅された後包絡線検波器Ｂ３０で包絡線検
波される。包絡線検波された２信号は加算回路Ｆ３１で
最終的に加算されて整相加算出力が次段以降に送られ
る。
【００２６】この実施例の受波ビームフォーマにおい
て、加算信号選択器Ａ２３と加算信号選択器Ｂ２４とで
入力信号を０〜ｎ2 とｎ1 〜Ｎとに分離して整相加算し
た時の各部の波形を図３に示し、本実施例によって得ら
れる効果を説明する。図において、（イ）図は音速が均
一の場合の各信号の波形図、（ロ）は音速が不均一のた
め２信号の位相差が１８０°になった場合の各信号の波
形図である。（ｅ）は加算回路Ｄ２５の開口Ａによる出
力信号波形、（ｆ）は加算回路Ｅ２６の開口Ｂによる出
力信号波形である。（ｇ）は包絡線検波器Ａ２９の出力
信号波形、（ｈ）は包絡線検波器Ｂ３０の出力信号波形
である。（ｉ）は（ｇ）と（ｈ）の波形を合成した加算
回路Ｆ３１の出力信号波形を示している。この図では０
〜ｎ2 及びｎ1 〜Ｎで示されるチャネルは小開口探触子
として音速の不均一は無視し得る程度に小さいものとし
ている。
て、加算信号選択器Ａ２３と加算信号選択器Ｂ２４とで
入力信号を０〜ｎ2 とｎ1 〜Ｎとに分離して整相加算し
た時の各部の波形を図３に示し、本実施例によって得ら
れる効果を説明する。図において、（イ）図は音速が均
一の場合の各信号の波形図、（ロ）は音速が不均一のた
め２信号の位相差が１８０°になった場合の各信号の波
形図である。（ｅ）は加算回路Ｄ２５の開口Ａによる出
力信号波形、（ｆ）は加算回路Ｅ２６の開口Ｂによる出
力信号波形である。（ｇ）は包絡線検波器Ａ２９の出力
信号波形、（ｈ）は包絡線検波器Ｂ３０の出力信号波形
である。（ｉ）は（ｇ）と（ｈ）の波形を合成した加算
回路Ｆ３１の出力信号波形を示している。この図では０
〜ｎ2 及びｎ1 〜Ｎで示されるチャネルは小開口探触子
として音速の不均一は無視し得る程度に小さいものとし
ている。
【００２７】（イ）図に示すように音速不均一のない場
合には、図２に示す開口Ａと開口Ｂの出力信号の整相加
算結果の（ｇ）と（ｈ）の波形は同位相で、従って最終
的に整相加算された出力信号は原信号（ｅ），（ｆ）の
情報を再現している。
合には、図２に示す開口Ａと開口Ｂの出力信号の整相加
算結果の（ｇ）と（ｈ）の波形は同位相で、従って最終
的に整相加算された出力信号は原信号（ｅ），（ｆ）の
情報を再現している。
【００２８】（ロ）図に示す場合は（ｅ）と（ｆ）とが
１８０°の位相差を持っている場合の図で、（ｅ）の包
絡線検波結果の信号は（ｇ）、（ｆ）の包絡線検波結果
の信号は（ｈ）で、開口Ａ，開口Ｂにおける音速の不均
一は殆どないため、（ｇ）は原信号（ｅ）の情報を、
又、（ｈ）は原信号（ｆ）の情報を再現している。
（ｇ）と（ｈ）の加算合成波形は（ｉ）に示す波形とな
り原信号（ｅ），（ｆ）が打ち消されることなく、原情
報が伝達される。
１８０°の位相差を持っている場合の図で、（ｅ）の包
絡線検波結果の信号は（ｇ）、（ｆ）の包絡線検波結果
の信号は（ｈ）で、開口Ａ，開口Ｂにおける音速の不均
一は殆どないため、（ｇ）は原信号（ｅ）の情報を、
又、（ｈ）は原信号（ｆ）の情報を再現している。
（ｇ）と（ｈ）の加算合成波形は（ｉ）に示す波形とな
り原信号（ｅ），（ｆ）が打ち消されることなく、原情
報が伝達される。
【００２９】ここで、図２に示す開口Ａ，開口Ｂの分担
する領域を分けるチャネル番号ｎ1とｎ2 の設定、即ち
加算信号選択器Ａ２３と加算信号選択器Ｂ２４の通過帯
域の設定条件について考察する。小開口Ａ，Ｂの開口幅
の大きさが小さい程受ける音響不均一の影響は少ない。
しかし、一方、ＲＦ段階で遅延加算（整相加算）する小
開口が小さい程、方位方向の超音波ビーム幅が劣化して
しまう。従って、音速不均一の影響低減と方位方向ビー
ム幅とは二律背反の条件となる。そのため、或る程度の
方位方向ビーム幅を維持するため図２に示すようにｎ1
〜ｎ2 チャネル分のオーバーラップ部分を設けている。
このｎ1 ，ｎ2 の設定は上記の２つの特性のどちらを重
視するかによって決めることになる。
する領域を分けるチャネル番号ｎ1とｎ2 の設定、即ち
加算信号選択器Ａ２３と加算信号選択器Ｂ２４の通過帯
域の設定条件について考察する。小開口Ａ，Ｂの開口幅
の大きさが小さい程受ける音響不均一の影響は少ない。
しかし、一方、ＲＦ段階で遅延加算（整相加算）する小
開口が小さい程、方位方向の超音波ビーム幅が劣化して
しまう。従って、音速不均一の影響低減と方位方向ビー
ム幅とは二律背反の条件となる。そのため、或る程度の
方位方向ビーム幅を維持するため図２に示すようにｎ1
〜ｎ2 チャネル分のオーバーラップ部分を設けている。
このｎ1 ，ｎ2 の設定は上記の２つの特性のどちらを重
視するかによって決めることになる。
【００３０】併し、設定値がｎ1 ＞ｎ2 となると、図４
に示すようにｎ2 ｎ1 間に受信に携さわらない部分がで
きて不感部３２を生ずる。従って、０＜ｎ1 ≦ｎ2 ＜Ｎ
が必要条件となる。
に示すようにｎ2 ｎ1 間に受信に携さわらない部分がで
きて不感部３２を生ずる。従って、０＜ｎ1 ≦ｎ2 ＜Ｎ
が必要条件となる。
【００３１】以上説明したように、本実施例によれば、
大開口探触子で受信したのにも拘わらず、音速不均一の
影響を受けない受波ビームフォーマを実現することがで
きる。
大開口探触子で受信したのにも拘わらず、音速不均一の
影響を受けない受波ビームフォーマを実現することがで
きる。
【００３２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。開口を区分するチャネルのｎ2 ，ｎ1 を固定
していたが可変開口として深さ方向でｎ2 ，ｎ1 を変化
させてもよい。
ではない。開口を区分するチャネルのｎ2 ，ｎ1 を固定
していたが可変開口として深さ方向でｎ2 ，ｎ1 を変化
させてもよい。
【００３３】又、遅延回路Ｃ２１と遅延回路Ｄ２２には
それぞれ全チャネルの信号を入力しているが、遅延回路
Ｃ２１について云えば、最大となるｎ2 以上のチャネル
は加算信号選択器Ａ２３に接続しなくてもよい。遅延回
路Ｄ２２についても同様である。
それぞれ全チャネルの信号を入力しているが、遅延回路
Ｃ２１について云えば、最大となるｎ2 以上のチャネル
は加算信号選択器Ａ２３に接続しなくてもよい。遅延回
路Ｄ２２についても同様である。
【００３４】図５は更に他の実施例の図である。図にお
いて４１は０番〜ｎ2 番のチャネルの信号を遅延線Ａ４
２に入力させるクロスポイントスイッチ、４３はｎ1 番
〜Ｎ番のチャネルの信号を遅延線Ｂ４４に入力させるク
ロスポイントスイッチである。図１の遅延回路Ｃ２１と
遅延回路Ｄ２２及び加算信号選択器Ａ２３と加算信号選
択器Ｂ２４に代わって図５の回路を用いるようにしても
よい。
いて４１は０番〜ｎ2 番のチャネルの信号を遅延線Ａ４
２に入力させるクロスポイントスイッチ、４３はｎ1 番
〜Ｎ番のチャネルの信号を遅延線Ｂ４４に入力させるク
ロスポイントスイッチである。図１の遅延回路Ｃ２１と
遅延回路Ｄ２２及び加算信号選択器Ａ２３と加算信号選
択器Ｂ２４に代わって図５の回路を用いるようにしても
よい。
【００３５】又、図１の実施例では全開口のチャネルの
分割をオーバーラップ部分を持つ２個の小開口にした
が、分割数は２以上でＮ以下の数値を選んでもよい。但
し、この場合には分割数だけの遅延回路から包絡線検波
器までの回路が必要となる。
分割をオーバーラップ部分を持つ２個の小開口にした
が、分割数は２以上でＮ以下の数値を選んでもよい。但
し、この場合には分割数だけの遅延回路から包絡線検波
器までの回路が必要となる。
【００３６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、大開口探触子を用いて音速不均一な媒体を経由して
送受信を行っても、音速不均一による画質の劣化を受け
ることがなくなり、実用上の効果は大きい。
ば、大開口探触子を用いて音速不均一な媒体を経由して
送受信を行っても、音速不均一による画質の劣化を受け
ることがなくなり、実用上の効果は大きい。
【図１】本発明の一実施例の装置のブロック図である。
【図２】図１の実施例における探触子の開口の分割の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】図１の実施例による入力信号と検波出力の関係
を示す図で、（イ）図は音速が均一な場合の図、（ロ）
図は音速不均一がある場合の図である。
を示す図で、（イ）図は音速が均一な場合の図、（ロ）
図は音速不均一がある場合の図である。
【図４】チャネルの分割において受波に携わらないチャ
ネルがある場合の超音波ビームの照射域を示す図であ
る。
ネルがある場合の超音波ビームの照射域を示す図であ
る。
【図５】本発明の他の実施例の図である。
【図６】従来の受波ビームフォーマを含む超音波診断装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図７】図６の装置のうち受波ビームフォーマから包絡
線検波器までの回路を抽出して細部を示した図である。
線検波器までの回路を抽出して細部を示した図である。
【図８】従来の受波ビームフォーマを用いた入力信号と
検波出力の関係を示す図で、（イ）図は音速が均一な場
合の図、（ロ）図は音速不均一がある場合の図である。
検波出力の関係を示す図で、（イ）図は音速が均一な場
合の図、（ロ）図は音速不均一がある場合の図である。
２１，２２ 遅延回路 ２３，２４ 加算信号選択器 ２５，２６，３１ 加算回路 ２９，３０ 包絡線検波器 ４１，４３ クロスポイントスイッチ ４２，４４ 遅延線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−15455（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−99651（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−28682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133349（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15
Claims (2)
- 【請求項１】 被検体からの超音波を探触子で受信して
超音波画像を生成する超音波診断装置であって、 前記探触子の全チャンネルの受信信号を１つのチャンネ
ル群とし、複数の該チャンネル群に相当する該受信信号
が並列に入力され、隣接する該チャンネル群で重複部分
を有するようにチャンネルを選択して該受信信号を該複
数のチャンネル群に分割をするとともに該分割をしたチ
ャンネル群でそれぞれ整相加算する整相加算手段と、 前記整相加算手段の出力信号をそれぞれ包絡線検波する
包絡線検波手段と、 前記包絡線検波手段の検波出力信号を加算する検波出力
加算手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装
置。 - 【請求項２】 被検体からの超音波を探触子で受信して
超音波画像を生成する超音波診断装置であって、 前記探触子の全チャンネルの受信信号がそれぞれ入力さ
れる少なくとも２個の遅延手段と、 前記遅延手段の信号を隣接チャンネル群で重複部分を有
するようにチャンネルを選択して、前記受信信号を少な
くとも２個のチャンネル群に分割して出力する加算信号
選択手段と、 前記加算信号選択手段から出力される信号をそれぞれ整
相加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号をそれぞれ包絡線検波する包絡
線検波手段と、 前記包絡線検波手段の検波出力信号を加算する検波出力
加算手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03208053A JP3133404B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 超音波診断装置 |
| KR1019940700496A KR100210035B1 (ko) | 1991-08-20 | 1992-08-19 | 초음파 진단장치의 수신파빔 포머 |
| EP92918018A EP0605722B1 (en) | 1991-08-20 | 1992-08-19 | Received wave beam former of ultrasonic diagnosis device |
| DE69223158T DE69223158T2 (de) | 1991-08-20 | 1992-08-19 | Empfangsstrahlformer für eine ultraschall-diagnose-vorrichtung |
| US08/193,082 US5417217A (en) | 1991-08-20 | 1992-08-19 | Echo beam former for an ultrasonic diagnostic apparatus |
| PCT/JP1992/001049 WO1993003675A1 (en) | 1991-08-20 | 1992-08-19 | Received wave beam former of ultrasonic diagnosis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03208053A JP3133404B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 超音波診断装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237096A JPH05237096A (ja) | 1993-09-17 |
| JP3133404B2 true JP3133404B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16549866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03208053A Expired - Lifetime JP3133404B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 超音波診断装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5417217A (ja) |
| EP (1) | EP0605722B1 (ja) |
| JP (1) | JP3133404B2 (ja) |
| DE (1) | DE69223158T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993003675A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5590658A (en) | 1995-06-29 | 1997-01-07 | Teratech Corporation | Portable ultrasound imaging system |
| US5763785A (en) * | 1995-06-29 | 1998-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Integrated beam forming and focusing processing circuit for use in an ultrasound imaging system |
| US7500952B1 (en) | 1995-06-29 | 2009-03-10 | Teratech Corporation | Portable ultrasound imaging system |
| US5740806A (en) * | 1996-03-29 | 1998-04-21 | Siemens Medical Systems, Inc. | Dynamic receive aperture transducer for 1.5D imaging |
| US7053824B2 (en) * | 2001-11-06 | 2006-05-30 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for receiving a global positioning system signal using a cellular acquisition signal |
| US6293912B1 (en) | 1999-06-10 | 2001-09-25 | B-K Medical A/S | Ultrasound scanner with beam former |
| US7443340B2 (en) | 2001-06-06 | 2008-10-28 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for generating and distributing satellite tracking information |
| US20070200752A1 (en) * | 2001-06-06 | 2007-08-30 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for maintaining integrity of long-term orbits in a remote receiver |
| US8358245B2 (en) * | 2001-06-06 | 2013-01-22 | Broadcom Corporation | Method and system for extending the usability period of long term orbit (LTO) |
| US8090536B2 (en) * | 2001-06-06 | 2012-01-03 | Broadcom Corporation | Method and apparatus for compression of long term orbit data |
| US7548816B2 (en) | 2001-06-06 | 2009-06-16 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for generating and securely distributing long-term satellite tracking information |
| US6651000B2 (en) | 2001-07-25 | 2003-11-18 | Global Locate, Inc. | Method and apparatus for generating and distributing satellite tracking information in a compact format |
| US7656350B2 (en) * | 2001-11-06 | 2010-02-02 | Global Locate | Method and apparatus for processing a satellite positioning system signal using a cellular acquisition signal |
| US7527591B2 (en) * | 2003-11-21 | 2009-05-05 | General Electric Company | Ultrasound probe distributed beamformer |
| US20050113698A1 (en) * | 2003-11-21 | 2005-05-26 | Kjell Kristoffersen | Ultrasound probe transceiver circuitry |
| US7527592B2 (en) * | 2003-11-21 | 2009-05-05 | General Electric Company | Ultrasound probe sub-aperture processing |
| US20100228130A1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Teratech Corporation | Portable ultrasound imaging system |
| US20130258804A1 (en) * | 2010-12-27 | 2013-10-03 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus and image processing method |
| EP2929839B1 (en) * | 2012-12-07 | 2019-02-20 | Hitachi, Ltd. | Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS55143476A (en) * | 1979-04-26 | 1980-11-08 | Kiyoshi Nakayama | Composing method for ultrasonic-wave opening surface |
| JPS58132677A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-08 | Hitachi Medical Corp | 超音波撮像装置 |
| US4793184A (en) * | 1985-10-09 | 1988-12-27 | Hitachi Ltd. | Ultrasonic imaging apparatus and method of forming an ultrasonic image of an object |
| JPH01198535A (ja) * | 1988-02-02 | 1989-08-10 | Hitachi Medical Corp | 超音波診断装置 |
| JP2777197B2 (ja) * | 1989-06-13 | 1998-07-16 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP03208053A patent/JP3133404B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-08-19 US US08/193,082 patent/US5417217A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-19 WO PCT/JP1992/001049 patent/WO1993003675A1/ja active IP Right Grant
- 1992-08-19 EP EP92918018A patent/EP0605722B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-19 DE DE69223158T patent/DE69223158T2/de not_active Expired - Fee Related
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| DE69223158T2 (de) | 1998-04-09 |
| EP0605722A1 (en) | 1994-07-13 |
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