JP3283053B2 - デジタル移相装置及び超音波診断装置 - Google Patents
デジタル移相装置及び超音波診断装置Info
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Description
関し、さらに詳しくは、デジタルデータの位相をデジタ
ル処理により遅らせたり進めたりすることが出来るデジ
タル移相装置に関する。超音波診断装置における遅延回
路として有用である。
報に開示の超音波診断装置の構成を示すブロック図であ
る。この超音波診断装置51は、プローブ2で受信した
受信信号を各チャネルごとに第1チャネル遅延回路81
から第nチャネル遅延回路8nまでの遅延回路で位相調
整し、加算回路5で加算し、ビームフォーミングを行っ
て音線信号を生成している。スキャンコンバータ6は音
線信号に基づいて画像を生成し、表示装置7は前記画像
を表示する。
ック図である。第1チャネル受信信号は、A/Dコンバ
ータ82に入力される。クロック信号は、所定の周期Δ
Tを持ち、サンプリング信号遅延手段83に入力され
る。同期信号も、所定の周期ΔTを持ち、同期手段83
に入力される。
期ΔTより小さい時間τ1だけクロック信号を遅延させ
てサンプリング信号を作り、A/Dコンバータ82に入
力する。
号によりサンプリング間隔ΔTで第1チャネル受信信号
をサンプリングする。図9,図10に、第1チャネル受
信信号をD,D’で示し、サンプリングされたデジタル
データを●,○で示す。サンプリング間隔ΔT=100
nsとし、●はτ1=0の場合、○はτ1=50nsの
場合を表わす。
るためのものである。例えば、図9の●のデジタルデー
タを得たチャネルと図10の○のデジタルデータを得た
チャネルとで同期をとれば、図11に示すように、●の
チャネルに対して○のチャネルのデジタルデータは、τ
1だけ遅延させられたこととなる。
隔ΔTの整数倍の遅延時間T1だけ同期手段84の出力
信号を遅延させる。
は、(τ1+T1)だけ第1チャネル受信信号を遅延し
たデジタルデータを出力することになる。例えばT1=
200ns,τ1=50nsとした場合を、図12に示
す。全体としては、遅延のない●のチャネルに対して、
○のチャネルは、250nsだけ遅延したデジタルデー
タを出力する。なお、他のチャネルの遅延回路について
も同様の構成である。
1〜8nでは、チャネル毎に異なるサンプリング信号を
用いなければならず、制御が複雑となる問題点がある。
そこで、この発明の目的は、入力信号を遅延させたデジ
タルデータを簡単な制御により出力可能としたデジタル
移相装置およびそのデジタル移相装置を用いた超音波診
断装置を提供することにある。
装置は、所定のサンプリング間隔ΔTでサンプリングさ
れた時系列デジタルデータを記憶するメモリと、ある目
的時刻To から前記サンプリング間隔ΔTの整数倍の時
間Tm だけずれた時刻tm の近傍にサンプリング時刻を
持つ2つ以上のデジタルデータを前記メモリより読み出
すデジタルデータ抽出手段と、前記読み出した2つ以上
のデジタルデータを用いた補間演算により前記サンプリ
ング間隔ΔTより小さい時間τk だけ前記時刻tm から
ずれた時刻tk における補間デジタルデータを算出する
補間演算手段とを具備し、前記補間デジタルデータを前
記目的時刻to に対応付けることによって元のデジタル
データに対して時間(Tm +τk )だけ位相のずれたデ
ジタルデータを得ることを構成上の特徴とするものであ
る。
プリング間隔ΔTでサンプリングした時系列デジタルデ
ータをメモリに記憶する。そして、ある目的時刻To
で、サンプリング間隔ΔTの整数倍の時間Tm とサンプ
リング間隔ΔTより小さい時間τk の和の時間(Tm +
τk )だけ位相のずれたデジタルデータを得たい時は、
前記目的時刻To から時間Tm だけずれた時刻tm の近
傍にサンプリング時刻を持つ2つ以上のデジタルデータ
を前記メモリより読み出し、それら2つ以上のデジタル
データを用いて補間演算を行い、前記時刻Tm から時間
τk だけずれた時刻tk における補間デジタルデータ算
出する。この補間デジタルデータを前記目的時刻to に
対応付ければ、元のデジタルデータに対して時間(Tm
+τk)だけ位相のずれたデジタルデータが得られたこ
とになる。
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図1は、この発明に係る超音波診断
装置1のブロック図である。この超音波診断装置1は、
プローブ2で受信した受信信号を各チャネルごとに第1
チャネル遅延回路31から第nチャネル遅延回路3nま
での遅延回路で位相調整し、加算回路5で加算し、ビー
ムフォーミングを行って音線信号を生成している。スキ
ャンコンバータ6は音線信号に基づいて画像を生成し、
表示装置7は前記画像を表示する。各遅延回路31〜3
nには、サンプリング信号発生回路4から単一のサンプ
リング信号が供給されている。
ック図である。第1チャネル受信信号は、A/Dコンバ
ータ11に入力される。サンプリング信号は、所定の周
期ΔTを持ち、A/Dコンバータ11に入力される。ま
た、書込制御手段13および読出制御手段14に入力さ
れる。
号によりサンプリング間隔ΔTで第1チャネル受信信号
をサンプリングする。図3に、第1チャネル受信信号を
D,で示し、サンプリングされたデジタルデータを●で
示す。サンプリング間隔ΔT=100nsとする。
たアドレスを書込制御手段13から与えられ、前記デジ
タルデータを記憶する。
1とし、サンプリング間隔ΔTより小さい時間をτ1と
し、第チャネル受信信号を時間(T1+τ1)だけ遅延
したデジタルデータを得たい場合、読出制御手段14
は、現サンプリング時刻よりも(T1−ΔT)だけ前の
サンプリング時刻におけるデジタルデータを読み出すよ
うなアドレスをメモリ12に与える。
リング時刻よりも(T1−ΔT)だけ前のサンプリング
時刻におけるデジタルデータを保持する。また、データ
レジスタ15は、新たなデジタルデータを保持する前
に、それまで保持していたデジタルデータをデータレジ
スタ16にシフトする。
リング時刻よりもT1だけ前のサンプリング時刻におけ
るデジタルデータを保持する。また、データレジスタ1
6は、新たなデジタルデータを保持する前に、それまで
保持していたデジタルデータをデータレジスタ17にシ
フトする。
リング時刻よりも(T1+ΔT)だけ前のサンプリング
時刻におけるデジタルデータを保持する。また、データ
レジスタ17は、新たなデジタルデータを保持する前
に、それまで保持していたデジタルデータをデータレジ
スタ18にシフトする。
リング時刻よりも(T1+2ΔT)だけ前のサンプリン
グ時刻におけるデジタルデータを保持する。
は、混合スプライン補間の補間係数がそれぞれ保持され
ている。
タレジスタ15,16,17,18に保持したデジタル
データと係数レジスタ19,21,23,25に保持し
た混合スプライン補間の補間係数をそれぞれ乗算し、積
を加算器27に出力する。
は、現サンプリング時刻よりもT1だけ前の時刻と(T
1+ΔT)だけ前の時刻の間の仮想時刻における補間デ
ジタルデータである。係数レジスタ19,21,23,
25に保持させる混合スプライン補間の補間係数を適切
に選択することにより、前記仮想時刻を、現サンプリン
グ時刻よりも(T1+τ1)だけ前の時刻に設定でき
る。各データレジスタ15,16,17,18に保持し
た4つのデジタルデータD0,D1,D2,D3から補
間デジタルデータE1を算出する概念を図3に示すここ
では、ΔT=100ns,τ1=50nsとしている。
第1チャネル出力信号としては、図4に示す□の時系列
デジタルデータが出力される。この第1チャネル出力信
号は、図5に示すように、データレジスタ16に保持し
ているデジタルデータに対して50nsだけ遅延したデ
ジタルデータである。一方、データレジスタ16に保持
しているデジタルデータは、現サンプリング時刻よりも
T1だけ進んだ時刻におけるデジタルデータであるか
ら、現サンプリング時刻よりもT1だけ遅延したデジタ
ルデータである。そこで、全体としては、第1チャネル
出力信号は、(T1+τ1)だけ遅延したデジタルデー
タとなる。
sの場合を例示したものであり、これは図12と等価で
ある。他のチャネルの遅延回路についても同様の構成で
ある。
リング信号を用いるため、制御が簡単になる。また、安
定性が高くなる。この結果、超音波診断装置1も安定性
が高いシステムとなる。
補間を用いれば、補間点の前後4点のデータのみで補間
が可能であるため、リアルタイムシステムとして好適で
ある。また、遅延時間τ1を決定すれば、補間係数が一
意に定まり、例えばトランスバーサルフィルタと同一構
成で実現可能である。
や,雲型定規スプライン補間等を用いるものが挙げられ
る。
信号でデジタルデータの遅延を実現できるから、制御が
簡単になる。また、デジタル移相回路のIC化にも好適
である。
ある。
ある。
である。
ータの説明図である。
データの説明図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 所定のサンプリング間隔ΔTでサンプリ
ングするA/Dコンバータと、 前記サンプリングされた時系列デジタルデータを記憶す
るメモリと、 ある目的時刻To から前記サンプリング間隔ΔTの整数
倍の時間Tmだけずれた時刻tm の近傍にサンプリング
時刻を持つ4つのデジタルデータを前記メモリより読み
出すデジタルデータ抽出手段と、 前記読み出した4つのデジタルデータの各々に対して所
定の係数を乗算する複数の乗算手段と、 前記複数の乗算手段からの出力された4つのデジタルデ
ータを加算し、前記複数の乗算手段の乗算と該加算とで
成立する補間演算により前記サンプリング間隔ΔTより
小さい時間τk だけ前記時刻tm からずれた時刻tk に
おける補間デジタルデータを算出する加算手段とを具備
し、 前記補間デジタルデータを前記目的時刻To に対応付け
ることによって元のデジタルデータに対して時間(Tm
+τk )だけ位相のずれたデジタルデータを得ることを
特徴とするデジタル移相装置。 - 【請求項2】 所定のサンプリング間隔ΔTでサンプリ
ングされた時系列デジタルデータを記憶するメモリと、 ある目的時刻To から前記サンプリング間隔ΔTの整数
倍の時間Tmだけずれた時刻tm の近傍にサンプリング
時刻を持つ4つのデジタルデータを前記メモリより読み
出すデジタルデータ抽出手段と、 前記読み出した4つのデジタルデータを用いたスプライ
ン補間演算により前記サンプリング間隔ΔTより小さい
時間τk だけ前記時刻tm からずれた時刻tkにおける
補間デジタルデータを算出する補間演算手段とを具備
し、 前記補間デジタルデータを前記目的時刻To に対応付け
ることによって元のデジタルデータに対して時間(Tm
+τk )だけ位相のずれたデジタルデータを得ることを
特徴とするデジタル移相装置。 - 【請求項3】 プローブで受信した超音波受信信号に対
してビームフォーミングを行って音線信号を生成し、該
音線信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装
置であって、 前記請求項1又は請求項2に記載のデジタル移相装置を
用いて前記ビームフォーミングを行うことを特徴とする
超音波診断装置。
Priority Applications (6)
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