JP3886366B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に通常のBモード、SCWドプラモード、高い周波数モードの3つを1つの遅延加算系統で処理するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、偏向可能な連続波(Steerable Continuous Wave、以下SCWと略す)ドプラ機能を有する超音波診断装置は、特表平10−506801号公報に記載されたものが知られている。
【0003】
図11は従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図11において従来の超音波診断装置は、探触子21(振動子100a〜100dで構成される)、送信ビームフォーマ22、第1受信ビームフォーマ23、位相検波器24、25、位相シフタ26、27、加算器A11、A12、A/D変換器A/D11、A/D12、位相シフトデータ発生器29、周波数解析部30、Bモード処理部31、表示部32などにより構成されている。
【0004】
位相シフタ26、27、加算器A11、A12により第2受信ビームフォーマ28を構成する。第1ビームフォーマ23は最近では、受信信号をA/D変換し、ディジタル信号に変換してから遅延加算を行なうディジタルビームフォーマが多く用いられるようになってきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上で述べた従来例では、RFチャンネル用の第1受信ビームフォーマが有する演算機能を、SCWドプラにおいて利用できず回路規模が増大するという問題点を有していた。
【0006】
また、A/D変換周波数に限界があり、このため高い周波数を用いる場合には、エコー信号が折り返しを起こすなどの問題点を有していた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の問題点を解決するために、受信ビームフォーマ前段に位相検波器とA/D変換器と該A/D変換器の入力を前記位相検波器を介して行なうか介さずに行なうかを選択するスイッチを設け、SCWドプラ時にはベースバンド検波を、高い周波数を使用する際にはエコー信号の周波数より低い中間周波数にシフトさせ、それより低いエコー周波数においては前記スイッチを前記位相検波器を介しないように接続することにより、第2受信ビームフォーマを必要とせず、かつ、高い周波数にも対応することができる超音波診断装置を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図10を用いて説明する。
【0010】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図1において超音波診断装置は、探触子21(振動子100a〜100dで構成される)、送信ビームフォーマ22、振動子で受信したエコー信号の振り分けおよび加算を行なうMUX兼加算器101、位相検波器24、25(ミキサM1〜M4と、バンドパスフィルタBPF1〜BPF4で構成される)、位相検波器24、25に参照信号を与えるための信号発生器34、MUX兼加算器101、位相検波器24、25のどちらかの信号を選択するスイッチSW1〜SW4、受信ビームフォーマ23、受信ビームフォーマ内での移相角を制御する信号を発生する位相シフトデータ発生器33、周波数解析部30、Bモード処理部31、表示部32などにより構成されている。
【0011】
次に本実施の形態に係る超音波診断装置の動作を説明する。まず、通常のBモードにおいては、図2(a)に示すようにMUX兼加算器101の内部は接続され、スイッチSW1〜SW4はaに接続される結果、振動子100a〜100dで受信されたエコー信号はそのまま受信ビームフォーマ23に入力し、Bモード処理され、表示部32に表示される。
【0012】
次にSCWドプラモードにおける動作について説明する。SCWドプラモードにおいては、探触子21のうちの半分の振動子、ここでは振動子100a、100bにより連続波が送信され、振動子100c、100dによりエコー信号が受信される。
【0013】
SCWドプラモードの場合、MUX兼加算器101の接続は図2(b)に示すように接続される。したがって振動子100c、100dで受信されたエコー信号は位相検波器24、25に入力される。また信号発生器34からはエコー信号に対して、Aラインの信号がBラインに比べ位相が90度異なる同一の周波数の信号が出力されている。
【0014】
位相検波器24、25の出力信号はスイッチSW1〜SW4を経て受信ビームフォーマ23に入力される。受信ビームフォーマ23は図3に示すように、遅延器DL1〜DL4、乗算器MP1〜MP4及び加算器ADD1〜ADD3から構成されている。遅延器DL1〜DL4により定められた量の遅延をかけられた後、乗算器MP1〜MP4において位相シフトデータ発生器33のデータ(重み付け係数)にもとづいて乗算され、加算器ADD1〜ADD3により加算される。このとき隣り合った2つの信号、例えばスイッチSW1の出力とスイッチSW2の出力は直交検波の2信号であり、これらに適当な重み付けをして加算することで、任意の位相の信号を作成することが可能である。
【0015】
受信ビームフォーマ23の出力は周波数解析部30で周波数解析され、表示部32に表示される。
【0016】
最後にエコー信号周波数が高い場合における動作について説明する。この場合、MUX兼加算器101の接続は図2(c)に示すように接続され、隣り合った2つのチャンネルの信号が加算されて、位相検波器24、25に入力する。信号発生器34からはエコー信号をより低い周波数にシフトするための信号が出力されている。例えばエコー信号が20MHzのとき、信号発生器34の出力周波数は15MHzというようになり、周波数の差信号5MHzが位相検波器24、25から出力される(35MHzの和信号はBPF1〜BPF4によりカットされる)。
【0017】
位相検波器24、25の出力信号はスイッチSW1〜SW4を経て受信ビームフォーマ23に入力する。受信ビームフォーマ23は図3に示すように、遅延器DL1〜DL4、乗算器MP1〜MP4及び加算器ADD1〜ADD3から構成されている。遅延器DL1〜DL4により定められた量の遅延をかけられた後、乗算器MP1〜MP4において位相シフトデータ発生器33のデータ(重み付け係数)にもとづいて乗算され、加算器ADD1〜ADD3により加算される。このとき隣り合った2つの信号、例えばスイッチSW1の出力とスイッチSW2の出力は直交検波の2信号であり、これらに適当な重み付けをして加算することで、任意の位相の信号を作成することが可能である。
【0018】
受信ビームフォーマ23の出力はBモード処理部31を経て、表示部32に表示される。
【0019】
このように本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置は、通常のBモード、SCWモード、高いエコー周波数モードの3つを同一の受信ビームフォーマ23にて処理することが可能である。
【0020】
(第2の実施の形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図4において超音波診断装置は、探触子21(振動子100a〜100dで構成される)、送信ビームフォーマ22、振動子で受信したエコー信号の振り分けおよび加算を行なうMUX111、位相検波器124、125(ミキサM1〜M4と、バンドパスフィルタBPF1〜BPF4で構成される)、位相検波器124、125に参照信号を与えるための信号発生器134、MUX111、位相検波器124、125のどちらかの信号を選択するスイッチSW1〜SW4、受信ビームフォーマ123、受信ビームフォーマ123内での移相角を制御する信号を発生する位相シフトデータ発生器133、MUXおよび加算器135、周波数解析部130、Bモード処理部131、表示部32などにより構成されている。
【0021】
次に本実施の形態に係る超音波診断装置の動作を説明する。まず、通常のBモードにおいては、図5(a)に示すようにMUX111の内部は接続され、スイッチSW1〜SW4はaに接続される結果、振動子100a〜100dで受信されたエコー信号はそのまま受信ビームフォーマ123に入力し、Bモード処理され、表示部32に表示される。MUXおよび加算器135は入力aと出力a、入力bと出力bが接続された状態である。
【0022】
次にSCWドプラモードにおける動作について説明する。SCWドプラモードにおいては、探触子21のうちの半分の振動子、ここでは振動子100a、100bにより連続波が送信され、振動子100c、100dによりエコー信号が受信される。
【0023】
SCWドプラモードの場合、MUX111の接続は図5(b)に示されるように接続される。したがって振動子100cで受信されたエコー信号は位相検波器124のミキサM1、M2に、振動子100dで受信されたエコー信号は位相検波器125のミキサM3、M4に入力される。信号発生器134からはエコー信号に対して、Aラインの信号がBラインに比べ位相が90度異なる同一の周波数の信号が出力されている。以下の動作は上記した第1の実施の形態と同様である。MUXおよび加算器135は入力aと出力a、入力bと出力bが接続された状態である。
【0024】
最後にエコー信号周波数が高い場合における動作について説明する。MUX111の接続は図5(c)に示されるように接続されており、振動子100a〜100dの信号はそれぞれ位相検波器124、125のミキサM1〜M4に入力する。信号発生器134からはエコー信号をより低い周波数にシフトするための信号が出力されている。例えばエコー信号が20MHzのとき、信号発生器134の出力周波数は15MHzというようになり、周波数の差信号5MHzが位相検波器124、125から出力される(35MHzの和信号はBPF1〜BPF4によりカットされる)。
【0025】
位相検波器124、125の出力信号はスイッチSW1〜SW4を経て受信ビームフォーマ123に入力される。受信ビームフォーマ123は図6に示すように、遅延器DL−A、DL−B、乗算器MP−A、MP−B、加算器ADD−A、ADD−Bから構成されており、微小な方位差の2つの受信ビームを受信するため、2系統の遅延加算器を持っている。
【0026】
遅延器DL−A、DL−Bにより定められた量の遅延をかけられた後、乗算器MP−A、MP−Bにおいて位相シフトデータ発生器133のデータ(重み付け係数)にもとづいて乗算され、加算器ADD−A、ADD−Bにより加算される。このとき遅延器DL−Aと遅延器DL−Bの遅延量は、入力信号の1/4波長分の差を持つように設定される。このため、遅延器DL−Aと遅延器DL−Bの信号は、その周波数近辺では直交検波の2信号と等価であり、これらに適当な重み付けをして加算することで、任意の位相の信号を作成することが可能である。
【0027】
MUXおよび加算器135の内部は図7のように接続されており、入力a、入力bは加算されて、出力aとなる。受信ビームフォーマ123の出力はMUXおよび加算器135、Bモード処理部131を経て、表示部32に表示される。
【0028】
このように本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置は、通常のBモード、SCWモード、高いエコー周波数モードの3つを同一の受信ビームフォーマ123にて処理可能である。また本実施の形態においては、複数の振動子を束ねることがないため、受信ビーム形状の劣化がない。
【0029】
(第3の実施の形態)
図8は、本発明の第3の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図8に示す本発明の第3の実施の形態に係る超音波診断装置は、受信ビームフォーマ123により受信したエコー信号を解析し、並列受信の遅延器における遅延量の差を最適に設定する中心周波数解析器140を設けた点を除きそれ以外は第2の実施の形態について説明した図4と同様である。したがって、第2の実施の形態との違いについて説明する。
【0030】
上述した第2の実施の形態において、エコー信号周波数が高い場合における動作では、並列受信ビームフォーマの一方を他方に対し、エコー周波数の1/4波長だけ遅延量を変えることで直交検波の役割を担ってきたが、被検体により、また、検査部位によりさらに検査する深度によりエコーの周波数は変動することが知られている。
【0031】
そこで本発明の第3の実施の形態において、エコー信号周波数が高い場合における動作では、これを最適化するため、受信ビームフォーマ123により受信したエコー信号を中心周波数解析器140により解析し、並列受信の遅延器における遅延量の差を最適に設定する。
【0032】
(第4の実施の形態)
図9は、本発明の第4の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図9に示す本発明の第4の実施の形態に係る超音波診断装置は、受信ビームフォーマ123により受信したエコー信号を解析し、並列受信の遅延器における遅延量の差を最適に設定する中心周波数解析器140および信号発生器134の出力周波数を制御するための出力周波数制御器141を設けた点を除きそれ以外は第2の実施の形態について説明した図4と同様である。したがって、第2の実施の形態との違いについて説明する。
【0033】
上述した第2の実施の形態において、エコー信号周波数が高い場合における動作では、並列受信ビームフォーマの一方を他方に対し、エコー周波数の1/4波長だけ遅延量を変えることで直交検波の役割を担ってきたが、被検体により、また、検査部位によりさらに検査する深度によりエコーの周波数は変動することが知られている。
【0034】
そこで本発明の第4の実施の形態において、エコー信号周波数が高い場合における動作では、これを最適化するため、受信ビームフォーマ123により受信したエコー信号を中心周波数解析器140により解析し出力周波数制御器141により受信ビームフォーマ123に入力する中間周波数が一定になるよう信号発生器134の出力周波数を最適に設定する。
【0035】
(第5の実施の形態)
図10は、本発明の第5の実施の形態に係る超音波診断装置の一部分である受信ビームフォーマの構成を示すブロック図である。図10に示す本発明の第5の実施の形態に係る超音波診断装置の一部分である受信ビームフォーマ223は、ヒルベルト変換器150およびヒルベルト変換器150を通過させる/させないを選択するためのスイッチ151を設けた点を除きそれ以外は第2の実施の形態における受信ビームフォーマ123について説明した図6と同様である。したがって、第2の実施の形態における受信ビームフォーマ123との違いについて説明する。
【0036】
上述した第2の実施の形態における受信ビームフォーマ123においては、並列受信ビームフォーマの一方を他方に対し、エコー周波数の1/4波長だけ遅延量を変えることで直交検波の役割を担ってきたが、被検体により、また、検査部位によりさらに検査する深度によりエコーの周波数は変動することが知られている。
【0037】
そこで本発明の第5の実施の形態における受信ビームフォーマ223においては、これを最適化するため、一方の遅延線の出力にヒルベルト変換器150を設けることで、エコー周波数によらず乗算器MP−Aおよび乗算器MP−Bに入力する信号が常に直交するようにしたものである。
【0038】
【発明の効果】
本発明は上記実施の形態の説明から明らかなように、スイッチとA/D変換器と位相検波器と受信ビームフォーマの組み合わせにより、通常のBモード、SCWドプラモード、高い周波数を用いる場合のすべてを1系統で実現でき、回路規模の小さい受信ビームフォーマを有する超音波診断装置を実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図、
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るMUX兼加算器の内部接続を示す説明図、
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る受信ビームフォーマの内部構造を示す説明図、
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図、
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るMUXの内部接続を示す説明図、
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る並列受信用ビームフォーマの内部構造の説明図、
【図7】本発明の第2の実施の形態に係るMUXおよび加算器の内部接続を示す説明図、
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図、
【図9】本発明の第4の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図、
【図10】本発明の第5の実施の形態に係る並列受信用ビームフォーマの内部構造の説明図、
【図11】従来の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
21 探触子
22 送信ビームフォーマ
23、123 受信ビームフォーマ
24、25、124、125 位相検波器
28 第2受信ビームフォーマ
30、130 周波数解析部
31、131 Bモード処理部
32 表示部
33、133 位相シフトデータ発生器
34、134 信号発生器
100a〜100d 振動子
101 MUX兼加算器
111 MUX
135 MUXおよび加算器
140 中心周波数解析器
141 出力周波数制御器
A11〜12 加算器
ADD1〜3、ADD−A〜B 加算器
A/D1〜2 A/D変換器
BPF1〜4 バンドパスフィルタ
DL1〜4、DL−A〜B 遅延器
M1〜4 ミキサ
MP1〜4、MP−A〜B 乗算器
SW1〜4、SW151 スイッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and in particular, processes a normal B mode, an SCW Doppler mode, and a high frequency mode with one delay addition system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus having a deflectable continuous wave (hereinafter abbreviated as SCW) Doppler function is disclosed in Japanese Patent Publication No. 10-506801.
[0003]
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. In FIG. 11, a conventional ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe 21 (comprising transducers 100a to 100d), a transmission beam former 22, a first reception beam former 23, phase detectors 24 and 25, a phase shifter 26, 27, adders A11 and A12, A / D converters A / D11 and A / D12, a phase shift data generator 29, a frequency analysis unit 30, a B-mode processing unit 31, a display unit 32, and the like.
[0004]
The phase shifters 26 and 27 and the adders A11 and A12 constitute a second reception beamformer 28. Recently, as the first beamformer 23, a digital beamformer that performs A / D conversion of a received signal and converts the received signal into a digital signal and then performs a delay addition has been widely used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example described above has a problem that the calculation function of the first reception beamformer for the RF channel cannot be used in the SCW Doppler, and the circuit scale increases.
[0006]
In addition, there is a limit to the A / D conversion frequency. For this reason, when a high frequency is used, there is a problem that the echo signal is turned back.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described conventional problems, the present invention does not involve whether the phase detector, the A / D converter, and the input of the A / D converter are input via the phase detector before the reception beamformer. The baseband detection is shifted to an intermediate frequency lower than the frequency of the echo signal when using a high frequency when SCW Doppler is used, and the switch is switched to the phase at a lower echo frequency. By connecting so as not to go through the detector, an ultrasonic diagnostic apparatus that does not require a second reception beamformer and can cope with a high frequency is provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0010]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe 21 (comprising transducers 100a to 100d), a transmission beamformer 22, a MUX / adder 101 for distributing and adding echo signals received by the transducer, and a phase. Detectors 24 and 25 (consisting of mixers M1 to M4 and bandpass filters BPF1 to BPF4), a signal generator 34 for supplying a reference signal to the phase detectors 24 and 25, a MUX / adder 101, a phase detector Switches SW1 to SW4 for selecting one of the devices 24 and 25, a reception beamformer 23, a phase shift data generator 33 for generating a signal for controlling a phase shift angle in the reception beamformer, a frequency analysis unit 30, A B-mode processing unit 31, a display unit 32, and the like are included.
[0011]
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described. First, in the normal B mode, as shown in FIG. 2A, the inside of the MUX / adder 101 is connected, and the switches SW1 to SW4 are connected to a, so that the transducers 100a to 100d receive the signals. The echo signal is input as it is to the reception beamformer 23, processed in B mode, and displayed on the display unit 32.
[0012]
Next, the operation in the SCW Doppler mode will be described. In the SCW Doppler mode, a continuous wave is transmitted by half the transducers of the probe 21, here the transducers 100a and 100b, and echo signals are received by the transducers 100c and 100d.
[0013]
In the SCW Doppler mode, the MUX / adder 101 is connected as shown in FIG. Therefore, echo signals received by the transducers 100 c and 100 d are input to the phase detectors 24 and 25. Further, the signal generator 34 outputs a signal having the same frequency that is 90 degrees out of phase with respect to the echo signal with respect to the echo signal.
[0014]
The output signals of the phase detectors 24 and 25 are input to the reception beam former 23 via the switches SW1 to SW4. As shown in FIG. 3, the reception beamformer 23 includes delay units DL1 to DL4, multipliers MP1 to MP4, and adders ADD1 to ADD3. After being delayed by an amount determined by the delay units DL1 to DL4, the multipliers MP1 to MP4 multiply by the data (weighting coefficient) of the phase shift data generator 33 and add by the adders ADD1 to ADD3. The At this time, two adjacent signals, for example, the output of the switch SW1 and the output of the switch SW2 are two signals of quadrature detection, and a signal having an arbitrary phase can be created by adding an appropriate weight to these signals. Is possible.
[0015]
The output of the reception beam former 23 is subjected to frequency analysis by the frequency analysis unit 30 and displayed on the display unit 32.
[0016]
Finally, the operation when the echo signal frequency is high will be described. In this case, the MUX / adder 101 is connected as shown in FIG. 2C, and signals of two adjacent channels are added and input to the phase detectors 24 and 25. The signal generator 34 outputs a signal for shifting the echo signal to a lower frequency. For example, when the echo signal is 20 MHz, the output frequency of the signal generator 34 is 15 MHz, and the frequency difference signal 5 MHz is output from the phase detectors 24 and 25 (the 35 MHz sum signal is cut by BPF1 to BPF4). )
[0017]
The output signals of the phase detectors 24 and 25 are input to the reception beam former 23 via the switches SW1 to SW4. As shown in FIG. 3, the reception beamformer 23 includes delay units DL1 to DL4, multipliers MP1 to MP4, and adders ADD1 to ADD3. After being delayed by an amount determined by the delay units DL1 to DL4, the multipliers MP1 to MP4 multiply by the data (weighting coefficient) of the phase shift data generator 33 and add by the adders ADD1 to ADD3. The At this time, two adjacent signals, for example, the output of the switch SW1 and the output of the switch SW2 are two signals of quadrature detection, and a signal having an arbitrary phase can be created by adding an appropriate weight to these signals. Is possible.
[0018]
The output of the reception beamformer 23 is displayed on the display unit 32 through the B mode processing unit 31.
[0019]
As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention can process the normal B mode, the SCW mode, and the high echo frequency mode with the same reception beamformer 23. is there.
[0020]
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention. 4, the ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe 21 (comprising transducers 100a to 100d), a transmission beamformer 22, a MUX 111 that distributes and adds echo signals received by the transducer, a phase detector 124, 125 (consisting of mixers M1 to M4 and bandpass filters BPF1 to BPF4), one of the signal generator 134, MUX111, and phase detectors 124, 125 for supplying a reference signal to the phase detectors 124, 125 Switches SW1 to SW4 for selecting signals, a reception beamformer 123, a phase shift data generator 133 for generating a signal for controlling a phase shift angle in the reception beamformer 123, an MUX and adder 135, a frequency analysis unit 130, B The mode processing unit 131, the display unit 32, and the like are included.
[0021]
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described. First, in the normal B mode, as shown in FIG. 5A, the inside of the MUX 111 is connected, and the switches SW1 to SW4 are connected to a. As a result, the echo signals received by the transducers 100a to 100d remain as they are. The signal is input to the reception beam former 123, processed in B mode, and displayed on the display unit 32. The MUX and adder 135 are in a state where the input a and output a, and the input b and output b are connected.
[0022]
Next, the operation in the SCW Doppler mode will be described. In the SCW Doppler mode, a continuous wave is transmitted by half the transducers of the probe 21, here the transducers 100a and 100b, and echo signals are received by the transducers 100c and 100d.
[0023]
In the SCW Doppler mode, the MUX 111 is connected as shown in FIG. Therefore, the echo signal received by the transducer 100c is input to the mixers M1 and M2 of the phase detector 124, and the echo signal received by the transducer 100d is input to the mixers M3 and M4 of the phase detector 125. The signal generator 134 outputs a signal having the same frequency that is 90 degrees out of phase with respect to the echo signal with respect to the echo signal. The following operations are the same as those in the first embodiment described above. The MUX and adder 135 are in a state where the input a and output a, and the input b and output b are connected.
[0024]
Finally, the operation when the echo signal frequency is high will be described. The connections of the MUX 111 are connected as shown in FIG. 5C, and the signals of the transducers 100a to 100d are input to the mixers M1 to M4 of the phase detectors 124 and 125, respectively. The signal generator 134 outputs a signal for shifting the echo signal to a lower frequency. For example, when the echo signal is 20 MHz, the output frequency of the signal generator 134 is 15 MHz, and the frequency difference signal 5 MHz is output from the phase detectors 124 and 125 (the 35 MHz sum signal is cut by BPF1 to BPF4). )
[0025]
Output signals from the phase detectors 124 and 125 are input to the reception beamformer 123 via the switches SW1 to SW4. As shown in FIG. 6, the reception beamformer 123 includes delay units DL-A and DL-B, multipliers MP-A and MP-B, adders ADD-A and ADD-B, and has a small azimuth. In order to receive two reception beams of difference, two delay adders are provided.
[0026]
After being delayed by an amount determined by the delay units DL-A and DL-B, the multipliers MP-A and MP-B are multiplied based on the data (weighting coefficient) of the phase shift data generator 133, Adders are added by adders ADD-A and ADD-B. At this time, the delay amounts of the delay unit DL-A and the delay unit DL-B are set so as to have a difference corresponding to a quarter wavelength of the input signal. For this reason, the signals of the delay units DL-A and DL-B are equivalent to two signals of quadrature detection in the vicinity of the frequency, and signals having an arbitrary phase can be obtained by adding appropriate weights thereto. Can be created.
[0027]
The inside of the MUX and the adder 135 are connected as shown in FIG. 7, and the input a and the input b are added to become an output a. The output of the reception beamformer 123 is displayed on the display unit 32 via the MUX, the adder 135 and the B mode processing unit 131.
[0028]
As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention can process the normal B mode, SCW mode, and high echo frequency mode with the same reception beamformer 123. In this embodiment, since a plurality of transducers are not bundled, there is no deterioration in the shape of the received beam.
[0029]
(Third embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8 analyzes the echo signal received by the reception beamformer 123 and optimally sets the difference in delay amount in the parallel reception delay unit. Except for the point that the frequency analyzer 140 is provided, the rest is the same as that of FIG. 4 described for the second embodiment. Therefore, differences from the second embodiment will be described.
[0030]
In the above-described second embodiment, in the operation when the echo signal frequency is high, the role of quadrature detection is achieved by changing the delay amount by one-fourth of the echo frequency with respect to one of the parallel reception beamformers with respect to the other. However, it has been known that the frequency of the echo varies depending on the subject and the depth of further examination depending on the examination site.
[0031]
Therefore, in the third embodiment of the present invention, in the operation when the echo signal frequency is high, in order to optimize this, the echo signal received by the reception beamformer 123 is analyzed by the center frequency analyzer 140 and parallel reception is performed. The difference in delay amount in each delay unit is optimally set.
[0032]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 9 analyzes the echo signal received by the reception beamformer 123 and optimally sets the difference in delay amount in the parallel reception delay unit. Except for the point that an output frequency controller 141 for controlling the output frequency of the frequency analyzer 140 and the signal generator 134 is provided, the rest is the same as FIG. 4 described for the second embodiment. Therefore, differences from the second embodiment will be described.
[0033]
In the above-described second embodiment, in the operation when the echo signal frequency is high, the role of quadrature detection is achieved by changing the delay amount by one-fourth of the echo frequency with respect to one of the parallel reception beamformers with respect to the other. However, it has been known that the frequency of the echo varies depending on the subject and the depth of further examination depending on the examination site.
[0034]
Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, in the operation when the echo signal frequency is high, in order to optimize this, the echo signal received by the reception beamformer 123 is analyzed by the center frequency analyzer 140 and the output frequency control is performed. The output frequency of the signal generator 134 is optimally set so that the intermediate frequency input to the reception beam former 123 by the generator 141 is constant.
[0035]
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a reception beamformer which is a part of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. A reception beamformer 223 which is a part of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 10 is a Hilbert converter 150 and a switch 151 for selecting whether or not to allow the Hilbert converter 150 to pass. Except for this point, the rest of the configuration is the same as in FIG. 6 for the reception beamformer 123 according to the second embodiment. Therefore, a difference from the reception beamformer 123 in the second embodiment will be described.
[0036]
In the receive beamformer 123 in the second embodiment described above, one of the parallel receive beamformers has played the role of quadrature detection by changing the delay amount by ¼ wavelength of the echo frequency. It is known that the frequency of the echo varies depending on the depth of further examination depending on the subject and the examination site.
[0037]
Therefore, in order to optimize the reception beamformer 223 according to the fifth embodiment of the present invention, by providing the Hilbert transformer 150 at the output of one delay line, the multiplier MP− is used regardless of the echo frequency. The signals input to A and the multiplier MP-B are always orthogonal.
[0038]
【The invention's effect】
As is apparent from the description of the above embodiment, the present invention is based on the combination of a switch, an A / D converter, a phase detector, and a receiving beamformer, and uses all of the normal B mode, SCW Doppler mode, and high frequency. Can be realized in one system, and an ultrasonic diagnostic apparatus having a reception beamformer with a small circuit scale can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing internal connections of the MUX / adder according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the internal structure of the reception beamformer according to the first embodiment of the invention;
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing internal connections of the MUX according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory diagram of an internal structure of a parallel reception beamformer according to a second embodiment of the invention;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing internal connections of a MUX and an adder according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 10 is an explanatory diagram of the internal structure of a parallel reception beamformer according to a fifth embodiment of the invention;
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a conventional embodiment.
[Explanation of symbols]
21 Probe 22 Transmission beam former 23, 123 Reception beam former 24, 25, 124, 125 Phase detector 28 Second reception beam former 30, 130 Frequency analysis unit 31, 131 B mode processing unit 32 Display unit 33, 133 Phase Shift data generators 34 and 134 Signal generators 100a to 100d Transducer 101 MUX and adder 111 MUX
135 MUX and Adder 140 Center Frequency Analyzer 141 Output Frequency Controller A11-12 Adder ADD1-3, ADD-A-B Adder A / D1-2 A / D Converter BPF1-4 Band Pass Filter DL1-4 DL-A to B Delay devices M1 to 4 Mixers MP1 to 4, MP-A to B Multipliers SW1 to SW4, SW151 switch

Claims (1)

探触子のRF信号を位相検波する位相検波器と、前記位相検波器の出力を離散化するA/D変換器と、前記A/D変換器で離散化した出力を遅延加算する受信ビームフォーマと、前記位相検波器に入力する参照信号を発生する信号発生器と、前記A/D変換器の入力を前記位相検波器を介して行なうか介さずに行なうかを選択するスイッチから構成され、前記A/D変換器で離散化した周波数に対し折り返しの生ずる高い周波数のエコーを入力する場合は、前記位相検波器でエコーを中間周波数に変換し、それより低いエコー周波数においては前記スイッチを前記位相検波器を介さないように接続し、連続波を用いる場合には前記位相検波器でエコーをベースバンドに変換することを特徴とする超音波診断装置。A phase detector for phase-detecting the RF signal of the probe; an A / D converter for discretizing the output of the phase detector; and a receive beamformer for delay-adding the output discretized by the A / D converter And a signal generator for generating a reference signal to be input to the phase detector, and a switch for selecting whether to input the A / D converter through the phase detector or not. When inputting a high-frequency echo that causes aliasing with respect to the frequency discretized by the A / D converter , the phase detector converts the echo to an intermediate frequency, and at a lower echo frequency, the switch is turned on. An ultrasonic diagnostic apparatus, which is connected so as not to pass through a phase detector and converts echoes to baseband by the phase detector when a continuous wave is used.
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