JP3290092B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JP3290092B2 JP3290092B2 JP10537997A JP10537997A JP3290092B2 JP 3290092 B2 JP3290092 B2 JP 3290092B2 JP 10537997 A JP10537997 A JP 10537997A JP 10537997 A JP10537997 A JP 10537997A JP 3290092 B2 JP3290092 B2 JP 3290092B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- aperture
- probe
- signal
- wavefront
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8997—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using synthetic aperture techniques
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開口合成法を利用
した超音波診断装置に関する。
した超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置において、超音波の進行
方向に直交する方向の分解能（方位分解能）を高めるた
めの手段として開口合成法が知られている。
方向に直交する方向の分解能（方位分解能）を高めるた
めの手段として開口合成法が知られている。
【０００３】図７は、単一の振動子を用いた従来の超音
波診断装置の概略構成を示すブロック図である。同図に
おいて、７１は振動子、７２は振動子７１を被検体であ
る反射体７３に対して一次元方向に走査する走査機構、
７４は振動子７１から超音波を発生させるための高周波
信号を振動子７１に供給するとともに、反射体７３で反
射されて振動子７１に戻ってくる超音波を電気信号に変
換した振動子７１からの信号を受信する送受信回路であ
り、この送受信回路７４で受信された信号は増幅検波さ
れた後、所定のディジタル信号処理がなされてメモリ７
５に記憶される構成になっている。
波診断装置の概略構成を示すブロック図である。同図に
おいて、７１は振動子、７２は振動子７１を被検体であ
る反射体７３に対して一次元方向に走査する走査機構、
７４は振動子７１から超音波を発生させるための高周波
信号を振動子７１に供給するとともに、反射体７３で反
射されて振動子７１に戻ってくる超音波を電気信号に変
換した振動子７１からの信号を受信する送受信回路であ
り、この送受信回路７４で受信された信号は増幅検波さ
れた後、所定のディジタル信号処理がなされてメモリ７
５に記憶される構成になっている。
【０００４】信号合成部７６は、波面位相情報メモリ７
７に記憶されている超音波ビームの位相情報をもとに、
各送受信により得られたメモリ７５からの高周波受信信
号に所定の遅延時間を与え加算することにより開口合成
演算を行う。７８は信号合成部７６から出力される合成
信号をテレビ用の映像信号に変換して表示する画面表示
部である。
７に記憶されている超音波ビームの位相情報をもとに、
各送受信により得られたメモリ７５からの高周波受信信
号に所定の遅延時間を与え加算することにより開口合成
演算を行う。７８は信号合成部７６から出力される合成
信号をテレビ用の映像信号に変換して表示する画面表示
部である。
【０００５】このように開口合成法では、振動子７１を
走査機構７２で走査しながら繰り返し送受信を行って複
数の受信信号を得る。この場合、振動子７１から送信さ
れる超音波ビームは振動子７１からの球面波とみなすこ
とができ、受信信号を受信合成部７６で適切な遅延を与
えて合成することにより、振動子からの距離に依存しな
い良好な方位分解能を持った合成信号を得ることができ
る。
走査機構７２で走査しながら繰り返し送受信を行って複
数の受信信号を得る。この場合、振動子７１から送信さ
れる超音波ビームは振動子７１からの球面波とみなすこ
とができ、受信信号を受信合成部７６で適切な遅延を与
えて合成することにより、振動子からの距離に依存しな
い良好な方位分解能を持った合成信号を得ることができ
る。
【０００６】しかし、この開口合成法では、図７の点
線、破線及び実線で示すように、超音波ビームを広げて
送受信を行うため、得られた受信信号が微弱になり、十
分なＳＮ比が得られないという問題がある。この問題を
解決するために、特開昭６２−４７３４８号に示すよう
な波面収束手段を有する振動子を用い、超音波ビームの
収束点を音源とみなして開口合成を行う方法がある。
線、破線及び実線で示すように、超音波ビームを広げて
送受信を行うため、得られた受信信号が微弱になり、十
分なＳＮ比が得られないという問題がある。この問題を
解決するために、特開昭６２−４７３４８号に示すよう
な波面収束手段を有する振動子を用い、超音波ビームの
収束点を音源とみなして開口合成を行う方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−４７３４８号に示す方法では、収束点を音源とみ
なすという近似は超音波ビームが収束していく部分でし
か成立しないため、振動子の実効開口幅を大きくできな
いという問題がある。
６２−４７３４８号に示す方法では、収束点を音源とみ
なすという近似は超音波ビームが収束していく部分でし
か成立しないため、振動子の実効開口幅を大きくできな
いという問題がある。
【０００８】例えば、図８に示すように、振動子８１を
反射体８２に対し右方に走査して反射体８２の位置の信
号を求める場合、振動子８１の開口ｉ、ｊの位置では問
題がないが、振動子８１開口ｋの位置から送受信した超
音波ビームｋは開口合成に用いることができない。
反射体８２に対し右方に走査して反射体８２の位置の信
号を求める場合、振動子８１の開口ｉ、ｊの位置では問
題がないが、振動子８１開口ｋの位置から送受信した超
音波ビームｋは開口合成に用いることができない。
【０００９】本発明は、上記のような問題を解決するも
のであり、波面収束手段を有する探触子を用いても、開
口合成における実効開口幅を大きくとることができ、か
つ実際に使用する超音波の位相特性に近い状態で開口合
成ができる超音波診断装置を提供することを目的とす
る。
のであり、波面収束手段を有する探触子を用いても、開
口合成における実効開口幅を大きくとることができ、か
つ実際に使用する超音波の位相特性に近い状態で開口合
成ができる超音波診断装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の超音波診断装置は、波面収束手段を有する超
音波探触子と、前記超音波探触子の被検体に対する相対
位置をを制御する走査手段と、前記被検体等から反射す
る超音波を前記超音波探触子で電気信号に変換した後の
受信信号を記憶する記憶手段と、超音波の波面位相情報
をもとに前記記憶手段に記憶された受信信号に所定の遅
延時間を与え加算することにより開口合成演算を行う信
号合成手段とを備え、前記信号合成手段で開口合成され
る合成信号と前記受信信号の前記超音波探触子の超音波
エネルギが焦点に収束する球面波領域と前記超音波エネ
ルギが拡散する球面波領域おける位置に応じて開口合成
法を変更する構成にしたものである。
に本発明の超音波診断装置は、波面収束手段を有する超
音波探触子と、前記超音波探触子の被検体に対する相対
位置をを制御する走査手段と、前記被検体等から反射す
る超音波を前記超音波探触子で電気信号に変換した後の
受信信号を記憶する記憶手段と、超音波の波面位相情報
をもとに前記記憶手段に記憶された受信信号に所定の遅
延時間を与え加算することにより開口合成演算を行う信
号合成手段とを備え、前記信号合成手段で開口合成され
る合成信号と前記受信信号の前記超音波探触子の超音波
エネルギが焦点に収束する球面波領域と前記超音波エネ
ルギが拡散する球面波領域おける位置に応じて開口合成
法を変更する構成にしたものである。
【００１１】本発明によれば、波面収束手段を有する探
触子を用いても、開口合成における実効開口幅を大きく
取ることができ、かつ実際に使用する超音波の位相特性
に近い状態で開口合成ができる。
触子を用いても、開口合成における実効開口幅を大きく
取ることができ、かつ実際に使用する超音波の位相特性
に近い状態で開口合成ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、波面収束手段を有する超音波探触子と、前記超音波
探触子の被検体に対する相対位置をを制御する走査手段
と、前記被検体等から反射する超音波を前記超音波探触
子で電気信号に変換した後の受信信号を記憶する記憶手
段と、超音波の波面位相情報をもとに前記記憶手段に記
憶された受信信号に所定の遅延時間を与え加算すること
により開口合成演算を行う信号合成手段とを備え、前記
信号合成手段で開口合成される合成信号と前記受信信号
の前記超音波探触子の超音波エネルギが焦点に収束する
球面波領域と前記超音波エネルギが拡散する球面波領域
おける位置に応じて開口合成法を変更する構成にしたも
のであり、合成信号と受信信号の位置関係により合成方
法を変えることで開口合成における実効開口幅を大きく
取り得る。
は、波面収束手段を有する超音波探触子と、前記超音波
探触子の被検体に対する相対位置をを制御する走査手段
と、前記被検体等から反射する超音波を前記超音波探触
子で電気信号に変換した後の受信信号を記憶する記憶手
段と、超音波の波面位相情報をもとに前記記憶手段に記
憶された受信信号に所定の遅延時間を与え加算すること
により開口合成演算を行う信号合成手段とを備え、前記
信号合成手段で開口合成される合成信号と前記受信信号
の前記超音波探触子の超音波エネルギが焦点に収束する
球面波領域と前記超音波エネルギが拡散する球面波領域
おける位置に応じて開口合成法を変更する構成にしたも
のであり、合成信号と受信信号の位置関係により合成方
法を変えることで開口合成における実効開口幅を大きく
取り得る。
【００１３】請求項１に記載の発明は、開口合成法が、
探触子から放射された球面波が収束する焦点を仮想音源
とみなして開口合成を行い、超音波エネルギが拡散する
球面波を探触子表面端から放射された球面波とみなして
開口合成を行うものであり、簡単な計算で良好な開口合
成が可能になる。
探触子から放射された球面波が収束する焦点を仮想音源
とみなして開口合成を行い、超音波エネルギが拡散する
球面波を探触子表面端から放射された球面波とみなして
開口合成を行うものであり、簡単な計算で良好な開口合
成が可能になる。
【００１４】請求項３の発明は、開口合成を行う範囲を
指定するための超音波ビームの振幅情報を記憶する波面
振幅情報メモリと、前記波面振幅情報メモリ記憶されて
いる超音波ビームのメインローブ情報に応じて開口合成
の開口幅を決定する開口制御部を更に備えるものであ
り、超音波ビームのメインローブの太さやサイドローブ
の有無によって合成する受信信号の数を調整でき、効率
的な開口合成が可能になる。
指定するための超音波ビームの振幅情報を記憶する波面
振幅情報メモリと、前記波面振幅情報メモリ記憶されて
いる超音波ビームのメインローブ情報に応じて開口合成
の開口幅を決定する開口制御部を更に備えるものであ
り、超音波ビームのメインローブの太さやサイドローブ
の有無によって合成する受信信号の数を調整でき、効率
的な開口合成が可能になる。
【００１５】（実施の形態１）図１〜図４により本発明
の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施
の形態１における超音波診断装置の構成を示すブロック
図、図２は超音波診断装置の動作を説明するための超音
波ビームの位相特性の概念図、図３は超音波診断装置の
動作を説明するための概念図、図４は超音波診断装置の
動作説明図である。
の実施の形態１について説明する。図１は本発明の実施
の形態１における超音波診断装置の構成を示すブロック
図、図２は超音波診断装置の動作を説明するための超音
波ビームの位相特性の概念図、図３は超音波診断装置の
動作を説明するための概念図、図４は超音波診断装置の
動作説明図である。
【００１６】図１において、１は酸化亜鉛結晶膜等の圧
電振動子から構成される探触子であり、この探触子１の
下面には波面収束手段を構成する音響レンズ１１が設け
られており、この音響レンズ１１により探触子１から発
生する超音波ビームを焦点１２に収束させる。２は音響
レンズ１１を含む探触子１を被検体である反射体１３に
対して一次元方向（Ｙ方向）に走査する走査機構であ
り、また、３は探触子１から超音波を発生させるための
高周波パルスを探触子１に供給するとともに、反射体１
３で反射されて探触子１に戻ってくる超音波を電気信号
に変換した探触子１からの信号を受信する送受信回路で
あり、この送受信回路３で受信された信号は増幅検波さ
れた後、所定のディジタル信号処理がなされてメモリ４
に記憶される構成になっている。
電振動子から構成される探触子であり、この探触子１の
下面には波面収束手段を構成する音響レンズ１１が設け
られており、この音響レンズ１１により探触子１から発
生する超音波ビームを焦点１２に収束させる。２は音響
レンズ１１を含む探触子１を被検体である反射体１３に
対して一次元方向（Ｙ方向）に走査する走査機構であ
り、また、３は探触子１から超音波を発生させるための
高周波パルスを探触子１に供給するとともに、反射体１
３で反射されて探触子１に戻ってくる超音波を電気信号
に変換した探触子１からの信号を受信する送受信回路で
あり、この送受信回路３で受信された信号は増幅検波さ
れた後、所定のディジタル信号処理がなされてメモリ４
に記憶される構成になっている。
【００１７】信号合成部５は、波面位相情報メモリ６に
記憶されている超音波ビームの位相情報をもとに、各送
受信により得られたメモリ４からの高周波受信信号に所
定の遅延時間を与え加算することにより開口合成演算を
行うもので、受信信号に所定の遅延時間を与えるディジ
タル遅延回路、及び遅延処理した受信信号を加算するデ
ィジタル加算回路等から構成される。また、波面位相情
報メモリ６は開口合成を行うための超音波の位相情報を
記憶するもので、この波面位相情報メモリ６には、図２
に示す領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する超音波の位相情報メモ
リ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが記憶されており、超音波の位相情
報メモリ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは合成信号と受信信号の位置
関係により選択されて信号合成部６に取り込まれる。７
は信号合成部６から出力される合成信号をテレビ用の映
像信号に変換して表示する画面表示部である。
記憶されている超音波ビームの位相情報をもとに、各送
受信により得られたメモリ４からの高周波受信信号に所
定の遅延時間を与え加算することにより開口合成演算を
行うもので、受信信号に所定の遅延時間を与えるディジ
タル遅延回路、及び遅延処理した受信信号を加算するデ
ィジタル加算回路等から構成される。また、波面位相情
報メモリ６は開口合成を行うための超音波の位相情報を
記憶するもので、この波面位相情報メモリ６には、図２
に示す領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する超音波の位相情報メモ
リ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが記憶されており、超音波の位相情
報メモリ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは合成信号と受信信号の位置
関係により選択されて信号合成部６に取り込まれる。７
は信号合成部６から出力される合成信号をテレビ用の映
像信号に変換して表示する画面表示部である。
【００１８】上記の用に構成された超音波診断装置の動
作について、図２〜図４を参照して説明する。
作について、図２〜図４を参照して説明する。
【００１９】まず図２に示すように、探触子１はＺ方向
に収束超音波ビームを発生するが、音響レンズ１１によ
り大部分の音響エネルギは領域Ａを通り焦点１２へ収束
する。この領域Ａにおける超音波の収束状態は、焦点１
２を仮想音源として音波が放射されるとみなすことがで
きる。しかし、一部の超音波エネルギは領域Ｂ、Ｃへ拡
散する。この領域Ｂを超音波ビームが拡散する状態は、
探触子表面端１ａから音波が球面状に放射されるとみな
すことができる。また、領域Ｃを超音波ビームが拡散す
る状態は、探触子表面端１ｂから音波が球面状に放射さ
れるとみなすことができる。
に収束超音波ビームを発生するが、音響レンズ１１によ
り大部分の音響エネルギは領域Ａを通り焦点１２へ収束
する。この領域Ａにおける超音波の収束状態は、焦点１
２を仮想音源として音波が放射されるとみなすことがで
きる。しかし、一部の超音波エネルギは領域Ｂ、Ｃへ拡
散する。この領域Ｂを超音波ビームが拡散する状態は、
探触子表面端１ａから音波が球面状に放射されるとみな
すことができる。また、領域Ｃを超音波ビームが拡散す
る状態は、探触子表面端１ｂから音波が球面状に放射さ
れるとみなすことができる。
【００２０】図３は、探触子１をＹ方向に移動しながら
繰り返し送受信した場合の複数の超音波ビームの様子を
示したのもであり、探触子１の開口ｉに対応するビーム
ｉは実線で表し、探触子１の開口ｊに対応するビームｊ
は点線で表し、探触子１の開口ｋに対応するビームｋは
破線で表されている。ここで、反射体２１の位置の受信
信号をビームｉ〜ｋを用いて開口合成する場合について
説明する。
繰り返し送受信した場合の複数の超音波ビームの様子を
示したのもであり、探触子１の開口ｉに対応するビーム
ｉは実線で表し、探触子１の開口ｊに対応するビームｊ
は点線で表し、探触子１の開口ｋに対応するビームｋは
破線で表されている。ここで、反射体２１の位置の受信
信号をビームｉ〜ｋを用いて開口合成する場合について
説明する。
【００２１】反射体２１は、ビームｉ、ビームｊでは領
域Ａにあるため、ビームｉ、ビームｊは焦点を仮想音源
とする球面波とみなして開口合成を行う。また、ビーム
ｋでは領域Ｃにあるため、ビームｋは探触子表面端１ｂ
から放射される球面波とみなして開口合成を行う。
域Ａにあるため、ビームｉ、ビームｊは焦点を仮想音源
とする球面波とみなして開口合成を行う。また、ビーム
ｋでは領域Ｃにあるため、ビームｋは探触子表面端１ｂ
から放射される球面波とみなして開口合成を行う。
【００２２】図４は、図３の仮想走査線２４上の各点の
合成信号をビームｉ、ビームｊ、ビームｋを用いて開口
合成を行う場合の説明図である。
合成信号をビームｉ、ビームｊ、ビームｋを用いて開口
合成を行う場合の説明図である。
【００２３】まず、仮想走査線１４とビームｉを比較す
ると、仮想走査線１４上の全ての点はビームｉの領域Ｃ
にある。したがって、ビームｉは探触子表面端１ｂから
放射された球面波とみなして、開口合成を行う。その結
果、ビームｉによる反射体２１、２２からの受信信号は
図４（Ａ）の左側に示す波形となり、そして、遅延処理
後の受信信号は同図（Ａ）の右側の波形となる。
ると、仮想走査線１４上の全ての点はビームｉの領域Ｃ
にある。したがって、ビームｉは探触子表面端１ｂから
放射された球面波とみなして、開口合成を行う。その結
果、ビームｉによる反射体２１、２２からの受信信号は
図４（Ａ）の左側に示す波形となり、そして、遅延処理
後の受信信号は同図（Ａ）の右側の波形となる。
【００２４】また、ビームｊについては、前半は領域Ａ
に、後半は領域Ｃになる。したがって、仮想走査線１４
上の前半の点の合成信号を求める場合には、ビームｊは
焦点１２を仮想音源とする球面波とみなして開口合成を
行い、後半の点の合成信号を求める場合には、探触子表
面端１ｂから放射された球面波とみなして開口合成を行
う。その結果、ビームｊによる反射体２１、２２からの
受信信号は図４（Ｂ）の左側に示す波形となり、そし
て、遅延処理後の受信信号は同図（Ｂ）の右側の波形と
なる。
に、後半は領域Ｃになる。したがって、仮想走査線１４
上の前半の点の合成信号を求める場合には、ビームｊは
焦点１２を仮想音源とする球面波とみなして開口合成を
行い、後半の点の合成信号を求める場合には、探触子表
面端１ｂから放射された球面波とみなして開口合成を行
う。その結果、ビームｊによる反射体２１、２２からの
受信信号は図４（Ｂ）の左側に示す波形となり、そし
て、遅延処理後の受信信号は同図（Ｂ）の右側の波形と
なる。
【００２５】同様にしてビームｋについても、前半は領
域Ａに、後半は領域Ｂになる。したがって、仮想走査線
１４上の前半の点の合成信号を求める場合には、ビーム
ｋは焦点１２を仮想音源とする球面波とみなして開口合
成を行い、後半の点の合成信号を求める場合には、探触
子表面端１ａから放射された球面波とみなして開口合成
を行う。その結果、ビームｋによる反射体２１、２２か
らの受信信号は図４（Ｃ）の左側に示す波形となり、そ
して、遅延処理後の受信信号は同図（Ｃ）の右側の波形
となる。
域Ａに、後半は領域Ｂになる。したがって、仮想走査線
１４上の前半の点の合成信号を求める場合には、ビーム
ｋは焦点１２を仮想音源とする球面波とみなして開口合
成を行い、後半の点の合成信号を求める場合には、探触
子表面端１ａから放射された球面波とみなして開口合成
を行う。その結果、ビームｋによる反射体２１、２２か
らの受信信号は図４（Ｃ）の左側に示す波形となり、そ
して、遅延処理後の受信信号は同図（Ｃ）の右側の波形
となる。
【００２６】このようにして仮想走査線１４上の各点の
合成信号を求めると、ビームｉ、ビームｊ、ビームｋに
よる遅延処理後の各受信信号を加算した図４（Ｄ）に示
す波形の合成信号が求められる。
合成信号を求めると、ビームｉ、ビームｊ、ビームｋに
よる遅延処理後の各受信信号を加算した図４（Ｄ）に示
す波形の合成信号が求められる。
【００２７】図４では、仮想走査線１３上の反射体２２
からの受信信号は増幅され、仮想走査線１４から外れた
ところにある反射体２１からの受信信号は減衰すること
が示されている。
からの受信信号は増幅され、仮想走査線１４から外れた
ところにある反射体２１からの受信信号は減衰すること
が示されている。
【００２８】上記のように本発明の実施の形態１によれ
ば、波面収束手段である音響レンズ１１を有する探触子
１を用いた場合でも開口合成における実効開口幅を広く
取ることができ、かつ実際に使用する超音波の位相特性
に近い状態で開口合成ができるため、良好な方位分解能
を得ることができる。
ば、波面収束手段である音響レンズ１１を有する探触子
１を用いた場合でも開口合成における実効開口幅を広く
取ることができ、かつ実際に使用する超音波の位相特性
に近い状態で開口合成ができるため、良好な方位分解能
を得ることができる。
【００２９】なお、上記実施の形態１では、超音波の位
相特性を、焦点を仮想音源とする球面波及び探触子表面
端を音源とする球面波としたが、より実際の波面に即し
たものとすれば、さらに性能を向上させることができ
る。
相特性を、焦点を仮想音源とする球面波及び探触子表面
端を音源とする球面波としたが、より実際の波面に即し
たものとすれば、さらに性能を向上させることができ
る。
【００３０】（実施の形態２）図５及び図６により本発
明の実施の形態２について説明する。図５は本発明の実
施の形態２における超音波診断装置の構成を示すブロッ
ク図、図６は超音波診断装置の動作を説明するための超
音波ビームのメインローブの振幅特性の概念図である。
明の実施の形態２について説明する。図５は本発明の実
施の形態２における超音波診断装置の構成を示すブロッ
ク図、図６は超音波診断装置の動作を説明するための超
音波ビームのメインローブの振幅特性の概念図である。
【００３１】図５において、図１と同一または類似の構
成要素には同一符号を付して説明すると、１は凹型の圧
電振動子から構成される探触子であり、探触子１自体が
波面収束手段を構成し、この探触子１から発生する超音
波ビームを焦点１２に収束させる。２は探触子１を被検
体である反射体１３に対して一次元方向（Ｙ方向）に走
査する走査機構であり、また、３は探触子１から超音波
を発生させるための高周波パルスを探触子１に供給する
とともに、反射体１３で反射されて探触子１に戻ってく
る超音波を電気信号に変換した探触子１からの信号を受
信する送受信回路であり、この送受信回路３で受信され
た信号は増幅検波された後、所定のディジタル信号処理
がなされてメモリ４に記憶される構成になっている。
成要素には同一符号を付して説明すると、１は凹型の圧
電振動子から構成される探触子であり、探触子１自体が
波面収束手段を構成し、この探触子１から発生する超音
波ビームを焦点１２に収束させる。２は探触子１を被検
体である反射体１３に対して一次元方向（Ｙ方向）に走
査する走査機構であり、また、３は探触子１から超音波
を発生させるための高周波パルスを探触子１に供給する
とともに、反射体１３で反射されて探触子１に戻ってく
る超音波を電気信号に変換した探触子１からの信号を受
信する送受信回路であり、この送受信回路３で受信され
た信号は増幅検波された後、所定のディジタル信号処理
がなされてメモリ４に記憶される構成になっている。
【００３２】波面振幅情報メモリ８は開口合成を行う範
囲を指定するための超音波の振幅情報を記憶する。ま
た、開口制御部９は波面振幅情報メモリ８に記憶されて
いる超音波ビームのメインローブ情報に応じて開口合成
の開口幅を決定するものである。
囲を指定するための超音波の振幅情報を記憶する。ま
た、開口制御部９は波面振幅情報メモリ８に記憶されて
いる超音波ビームのメインローブ情報に応じて開口合成
の開口幅を決定するものである。
【００３３】信号合成部５は、波面位相情報メモリ６に
記憶されている超音波ビームの位相情報をもとに、各送
受信により得られたメモリ４からの高周波受信信号に所
定の遅延時間を与え加算することにより開口合成演算を
行うもので、受信信号に所定の遅延時間を与えるディジ
タル遅延回路、及び遅延処理した受信信号を加算するデ
ィジタル加算回路等から構成される。また、波面位相情
報メモリ６は開口合成を行うための超音波の位相情報を
記憶するもので、この波面位相情報メモリ６には、図６
に示す領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する超音波の位相情報メモ
リ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが記憶されており、超音波の位相情
報メモリ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは合成信号と受信信号の位置
関係により選択されて信号合成部６に取り込まれる。７
は信号合成部６から出力される合成信号をテレビ用の映
像信号に変換して表示する画面表示部である。
記憶されている超音波ビームの位相情報をもとに、各送
受信により得られたメモリ４からの高周波受信信号に所
定の遅延時間を与え加算することにより開口合成演算を
行うもので、受信信号に所定の遅延時間を与えるディジ
タル遅延回路、及び遅延処理した受信信号を加算するデ
ィジタル加算回路等から構成される。また、波面位相情
報メモリ６は開口合成を行うための超音波の位相情報を
記憶するもので、この波面位相情報メモリ６には、図６
に示す領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する超音波の位相情報メモ
リ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが記憶されており、超音波の位相情
報メモリ６Ａ、６Ｂ、６Ｃは合成信号と受信信号の位置
関係により選択されて信号合成部６に取り込まれる。７
は信号合成部６から出力される合成信号をテレビ用の映
像信号に変換して表示する画面表示部である。
【００３４】上記のように構成された超音波診断装置に
ついて、図６を参照して説明する。
ついて、図６を参照して説明する。
【００３５】上記図２で説明した場合と同様に、探触子
１から発生した超音波ビームの大部分は焦点１２へ収束
していくが、焦点付近では完全に１点に収束せず、図６
に示すように広がりを持つ。この広がりのかなりの部分
をメインローブが占める。また、開口合成法は複数のビ
ームから、より方位分解能の高い１本のビームを計算に
より作り出す手法であるが、メインローブは超音波エネ
ルギの大部分が集まっているため、振幅も大きく、合成
した信号に与える影響も大きい。
１から発生した超音波ビームの大部分は焦点１２へ収束
していくが、焦点付近では完全に１点に収束せず、図６
に示すように広がりを持つ。この広がりのかなりの部分
をメインローブが占める。また、開口合成法は複数のビ
ームから、より方位分解能の高い１本のビームを計算に
より作り出す手法であるが、メインローブは超音波エネ
ルギの大部分が集まっているため、振幅も大きく、合成
した信号に与える影響も大きい。
【００３６】そこで、本実施の形態では、波面振幅情報
メモリ８に波面の振幅情報を記憶しておき、開口制御部
９により、メインローブ以外のサイドローブ領域Ｄまた
はＥにおける合成処理がなくなるように開口幅を調整す
る。これにより、超音波ビームのメインローブの太さや
サイドローブの有無によって合成する受信信号の数を調
整でき、効率的な開口合成を行うことができる。その他
の動作は図１の場合と同様である。 なお、上記実施の
形態では、波面収束手段を音響レンズまたは凹面振動子
で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されず、電子的な収束手段などを用いた場合でも同様
に実施可能である。また、走査機構としては、平行移動
を行う例で説明したが、回転移動、手動操作など任意の
移動方向を有する場合についても同様に実施可能であ
る。さらに、焦点より探触子表面端側で開口合成をした
例について説明したが、焦点より遠方における開口合成
でも実施可能である。
メモリ８に波面の振幅情報を記憶しておき、開口制御部
９により、メインローブ以外のサイドローブ領域Ｄまた
はＥにおける合成処理がなくなるように開口幅を調整す
る。これにより、超音波ビームのメインローブの太さや
サイドローブの有無によって合成する受信信号の数を調
整でき、効率的な開口合成を行うことができる。その他
の動作は図１の場合と同様である。 なお、上記実施の
形態では、波面収束手段を音響レンズまたは凹面振動子
で構成した場合について説明したが、本発明はこれに限
定されず、電子的な収束手段などを用いた場合でも同様
に実施可能である。また、走査機構としては、平行移動
を行う例で説明したが、回転移動、手動操作など任意の
移動方向を有する場合についても同様に実施可能であ
る。さらに、焦点より探触子表面端側で開口合成をした
例について説明したが、焦点より遠方における開口合成
でも実施可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明の超音波診断装置に
よれば、合成信号と受信信号の位置関係により合成方法
を変えることで開口合成における実効開口幅を大きく取
ることができ、かつ実際に使用する超音波の位相特性に
近い状態で開口合成ができるとともに、良好な方位分解
能を得ることができる。
よれば、合成信号と受信信号の位置関係により合成方法
を変えることで開口合成における実効開口幅を大きく取
ることができ、かつ実際に使用する超音波の位相特性に
近い状態で開口合成ができるとともに、良好な方位分解
能を得ることができる。
【００３８】また、本発明によれば、探触子から放射さ
れた球面波が収束する焦点を仮想音源とみなして開口合
成を行い、超音波エネルギが拡散する球面波を探触子表
面端から放射された球面波とみなして開口合成を行うこ
とにより、簡単な計算で良好な開口合成が可能になる。
れた球面波が収束する焦点を仮想音源とみなして開口合
成を行い、超音波エネルギが拡散する球面波を探触子表
面端から放射された球面波とみなして開口合成を行うこ
とにより、簡単な計算で良好な開口合成が可能になる。
【００３９】また、本発明によれば、波面の振幅特性に
応じて開口幅を変化させることにより、超音波ビームの
メインローブの太さやサイドローブの有無によって合成
する受信信号の数を調整でき、効率的な開口合成を行う
ことができる。
応じて開口幅を変化させることにより、超音波ビームの
メインローブの太さやサイドローブの有無によって合成
する受信信号の数を調整でき、効率的な開口合成を行う
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の動作を説明するための超音波ビームの位相特性の概念
図
の動作を説明するための超音波ビームの位相特性の概念
図
【図３】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の動作を説明するための概念図
の動作を説明するための概念図
【図４】本発明の実施の形態１における超音波診断装置
の動作説明図
の動作説明図
【図５】本発明の実施の形態２における超音波診断装置
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における超音波診断装置
の動作を説明するための超音波ビームのメインローブの
振幅特性の概念図
の動作を説明するための超音波ビームのメインローブの
振幅特性の概念図
【図７】従来の超音波診断装置の概略構成を示すブロッ
ク図
ク図
【図８】従来における超音波診断装置の開口合成の動作
を説明するための図
を説明するための図
１ 探触子 １１ 音響レンズ（波面収束手段） ２ 走査機構 ３ 送受信回路 ４ メモリ（記憶手段） ５ 信号合成部 ６ 波面位相情報メモリ ７ 画面表示部 ８ 波面振幅情報メモリ ９ 開口制御部 １２ 焦点 １３、２１、２２ 反射体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 尚 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 伊藤 嘉彦 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番 １号 松下通信工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−70381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−70382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47348（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00
Claims (3)
- 【請求項１】 波面収束手段を有する超音波探触子と、
前記超音波探触子の被検体に対する相対位置を制御する
走査手段と、前記被検体等から反射する超音波を前記超
音波探触子で電気信号に変換した後の受信信号を記憶す
る記憶手段と、超音波の波面位相情報をもとに前記記憶
手段に記憶された受信信号に所定の遅延時間を与え加算
することにより開口合成演算を行う信号合成手段とを備
え、前記信号合成手段で開口合成される合成信号と前記
受信信号の前記超音波探触子の超音波エネルギが焦点に
収束する球面波領域と前記超音波エネルギが拡散する球
面波領域おける位置に応じて開口合成法を変更する構成
にしたことを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 開口合成法は、探触子から放射された球
面波が収束する焦点を仮想音源とみなして開口合成を行
い、超音波エネルギが拡散する球面波を探触子表面端か
ら放射された球面波とみなして開口合成を行うことを特
徴とする請求項１記載の超音波診断装置。 - 【請求項３】 開口合成を行う範囲を指定するための超
音波ビームの振幅情報を記憶する波面振幅情報メモリ
と、前記波面振幅情報メモリ記憶されている超音波ビー
ムのメインローブ情報に応じて開口合成の開口幅を決定
する開口制御部を更に備えることを特徴とする請求項請
求項１また２記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10537997A JP3290092B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10537997A JP3290092B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10277042A JPH10277042A (ja) | 1998-10-20 |
| JP3290092B2 true JP3290092B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=14406058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10537997A Expired - Fee Related JP3290092B2 (ja) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290092B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6895820B2 (en) | 2001-07-24 | 2005-05-24 | Sonoscan, Inc. | Acoustic micro imaging method and apparatus for capturing 4D acoustic reflection virtual samples |
| US6981417B1 (en) | 2002-04-26 | 2006-01-03 | Sonoscan, Inc. | Scanning acoustic micro imaging method and apparatus for non-rectangular bounded files |
| JP5355924B2 (ja) | 2008-03-31 | 2013-11-27 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP2010029374A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置 |
| JP2008261889A (ja) * | 2008-08-06 | 2008-10-30 | Jfe Steel Kk | 超音波による内部欠陥の映像化方法、及び、装置 |
| US11160533B2 (en) | 2013-08-21 | 2021-11-02 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound image pickup apparatus |
| US10765405B2 (en) | 2014-04-28 | 2020-09-08 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound imaging pickup apparatus |
| JP6165324B2 (ja) * | 2014-04-28 | 2017-07-19 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置 |
| JP6014643B2 (ja) * | 2014-10-15 | 2016-10-25 | 株式会社日立製作所 | 超音波診断装置 |
| US20180021023A1 (en) * | 2015-02-04 | 2018-01-25 | Hitachi, Ltd. | Ultrasound Imaging Device and Ultrasound Signal Processing Method |
| US11253226B2 (en) | 2015-02-12 | 2022-02-22 | Fujifilm Healthcare Corporation | Ultrasonic imaging device, method for adjusting inter-transmission weight, and ultrasonic imaging method |
| JP6380194B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2018-08-29 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、及び、超音波診断装置 |
| CN110101411B (zh) * | 2019-05-28 | 2020-11-10 | 飞依诺科技(苏州)有限公司 | 超声成像空间复合方法及系统 |
| WO2020250378A1 (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 超音波探傷方法、超音波探傷装置、鋼材の製造設備列、鋼材の製造方法、及び鋼材の品質保証方法 |
| JP2023106235A (ja) | 2022-01-20 | 2023-08-01 | 富士フイルムヘルスケア株式会社 | 超音波撮像装置、および、信号処理方法 |
-
1997
- 1997-04-09 JP JP10537997A patent/JP3290092B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10277042A (ja) | 1998-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3290092B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| US4241610A (en) | Ultrasonic imaging system utilizing dynamic and pseudo-dynamic focusing | |
| JP6035424B2 (ja) | 超音波撮像装置 | |
| US4180791A (en) | Simplified sector scan ultrasonic imaging system | |
| US5901708A (en) | Method and apparatus for forming ultrasonic three-dimensional images using cross array | |
| JP2006505319A (ja) | 超音波トランスデューサ・アレイの送信開口と送信アポダイゼーションとを自動設定する方法及び装置 | |
| EP0155280A1 (en) | ILLUSTRATION OF A BODY USING VECTORIAL ADDITION OF REFLECTED ACOUSTIC WAVES TO GENERATE THE EFFECT OF A PRE-FOCUSED SCAN BEAM. | |
| JPH0155429B2 (ja) | ||
| US6873569B2 (en) | Method, system and probe for obtaining images | |
| US5024093A (en) | Fan-shape scanning ultrasonic flaw detecting apparatus | |
| JP2723464B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP3321068B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP4130004B2 (ja) | 超音波撮像装置 | |
| JPH08289891A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH10179579A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH10290799A (ja) | 超音波診断装置 | |
| US4793184A (en) | Ultrasonic imaging apparatus and method of forming an ultrasonic image of an object | |
| JPS60242365A (ja) | 超音波検査装置 | |
| JP4860059B2 (ja) | 超音波送受信方法および装置並びに超音波撮影装置 | |
| JP4154043B2 (ja) | 超音波撮像装置 | |
| JPS6227823B2 (ja) | ||
| JPH02228952A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP2000166921A (ja) | 超音波撮像方法および装置 | |
| JPS62121357A (ja) | 超音波撮像装置 | |
| JPH0614926A (ja) | 超音波診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |