JP4280117B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4280117B2 JP4280117B2 JP2003178678A JP2003178678A JP4280117B2 JP 4280117 B2 JP4280117 B2 JP 4280117B2 JP 2003178678 A JP2003178678 A JP 2003178678A JP 2003178678 A JP2003178678 A JP 2003178678A JP 4280117 B2 JP4280117 B2 JP 4280117B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission
- beam direction
- ultrasonic diagnostic
- diagnostic apparatus
- focus
- 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
Images
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
- G01S15/8959—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using coded signals for correlation purposes
-
- 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
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S15/102—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics
- G01S15/104—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
-
- 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
- G01S15/8959—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using coded signals for correlation purposes
- G01S15/8961—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using coded signals for correlation purposes using pulse compression
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52085—Details related to the ultrasound signal acquisition, e.g. scan sequences
-
- 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
- G01S15/895—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
- G01S15/8954—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum using a broad-band spectrum
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に焦点距離を変化させて超音波を送波する超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
感度や分解能を改善するために、送波する超音波の深さに応じて送信符号または送信波形を変化させる超音波診断装置が特許文献1に記載されている。特許文献1の超音波診断装置は、設定した深度に応じた超音波画像を形成するものである。つまり、設定深度を浅くした場合の画像や、設定深度を深くした場合の画像をそれぞれ別々に形成して表示している(例えば、特許文献1の第0036段落参照)。
【0003】
一方、超音波ビームを形成する際に多段送信フォーカスを行う超音波診断装置が知られている。多段送信フォーカスとは、フォーカス点を深さ方向(焦点距離方向)に段階的に変えて、各超音波ビーム方向ごとに複数回の超音波の送受波を行い、各超音波ビーム方向ごとに複数の受信信号からなる受信信号セットを取得するものである。深さに応じた適切な焦点で超音波が送受波されるため、多段送信フォーカスにより形成された超音波画像は、複数の深度で焦点が定まった超音波画像となる。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−345810号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
多段送信フォーカスでは、各超音波ビームごとに複数回の超音波の送波を行うため、一回の送波で超音波ビームを形成するものに比べて、超音波ビーム一本あたりの送波電力が大きくなる。このため、多段送信フォーカスにおいて、送信エネルギーを節約し、装置の省電力化を図ることなどが望まれていた。
【0006】
そこで本発明は、適切な送信エネルギーで多段送信フォーカスを行う超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、各ビーム方向ごとに、互いに異なる深さに設定された複数の送信焦点に対し、各送信焦点ごとに超音波ビームを形成する送信多段フォーカスを実行する超音波診断装置であって、前記各送信焦点の焦点距離に応じた送信エネルギーに対応し、且つ、符号変調処理された送信パルス信号を送受波器へ出力する送信手段と、前記送受波器から出力される受信信号に対して、前記符号変調処理に対応した復調処理を実行し、受信データを形成する受信手段と、前記各ビーム方向ごとに、前記各送信焦点ごとの受信データを多段合成して超音波画像を形成する画像形成手段とを有するものとする。
【0008】
上記構成において、多段合成とは、互いに異なる焦点距離の各送信焦点ごとの受信データを焦点距離方向でつなぎ合わせることである。上記構成によれば、各送信焦点の焦点距離に応じて送信エネルギーを設定することができるため、無駄な送信エネルギーを削減して、適切な送信エネルギーで多段送信フォーカスを行うことが可能になる。
【0009】
望ましくは、前記送信エネルギーは、前記各送信焦点の焦点距離が短いものほど小さいエネルギーとする。また望ましくは、前記送信パルス信号は、前記各送信焦点の焦点距離に対応した時間・帯域積をもったチャープ波形で構成されるものとする。さらに望ましくは、前記チャープ波形は、前記各送信焦点の焦点距離が短いものほど短い波形長とする。また望ましくは、前記チャープ波形は、その最低周波数が、前記各送信焦点の焦点距離が長いものほど低い周波数とする。
【0010】
望ましくは、前記送信パルス信号は、前記各送信焦点の焦点距離に対応した符号長による二値化符号に基づいて形成されるものとする。さらに望ましくは、前記送信パルス信号は、前記二値化符号に基づいて位相変調された信号とする。また望ましくは、前記送信パルス信号は、前記二値化符号に基づいて周波数変調された信号とする。
【0011】
望ましくは、前記送信手段は、前記各ビーム方向ごとに、前記各送信焦点の焦点距離が短いものから順番に前記送信パルス信号を出力するものとする。さらに望ましくは、各ビーム方向ごとに前記送信多段フォーカスを実行して走査面を形成する際、互いに隣り合う二つのビーム方向に対して、一方のビーム方向へ前記多段送信フォーカスを実行した後、所定時間を経過してから他方のビーム方向へ前記送信多段フォーカスを実行するものとする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示すブロック図である。図1に示す超音波診断装置は、ビーム方向30ごとに、送信焦点を近距離用焦点F1、中距離焦点F2および遠距離焦点F3の3つの深さ(焦点距離)に設定する送信多段フォーカスを実行し、さらに、ビーム方向30を変化させて走査面Sを形成する。もちろん、走査面Sを複数面形成して三次元の走査空間を形成してもよい。
【0014】
符号変調処理部10は、直線周波数変調処理または二値符号変調処理(例えば、M系列二値符号処理)に基づいて送信パルスを生成する。例えば、直線周波数変調処理の場合、符号変調処理部10は、近距離用焦点F1、中距離焦点F2および遠距離焦点F3の3つの深さのそれぞれに対応したチャープ波形の送信パルスを生成し、送信ビームフォーマ12へ出力する。直線周波数変調処理および二値符号変調処理に基づいて生成される送信パルスについては、後に、図2から図6を利用して詳述する。
【0015】
送信ビームフォーマ12は、符号変調処理部10から出力される送信パルスに基づいて送信信号を生成し、アレイ探触子14へ出力する。アレイ探触子14は複数の振動子を含んでおり、従って、送信信号は各振動子ごとに生成される。送信ビームフォーマ12は、各振動子ごとに所定の送信信号を出力することで、送信ビームを移動またはステアリングさせて、つまり、ビーム方向30を変化させて走査面Sを形成する。
【0016】
走査面Sを形成する際、送信ビームフォーマ12は、近距離用焦点F1、中距離焦点F2および遠距離焦点F3のそれぞれに対応したF1送信ビーム、F2送信ビームおよびF3送信ビームの3本の送信ビームをビーム方向30ごとに形成する。3本の送信ビームの形成順番は何れの順番でもよいが、多重反射の影響を考慮すると、F1送信ビーム、F2送信ビーム、F3送信ビームの順に送信されることが望ましい。その理由については、後に、図7を利用して詳述する。
【0017】
アレイ探触子14の各振動子が取得した受信信号は、受信ビームフォーマ16へ出力される。そして、受信ビームフォーマ16において、各振動子ごとに設定された遅延量に基づいて受信信号が整相加算され、各送信ビームに対応した受信ビーム(整相加算された受信信号)が形成される。整相加算された受信信号は符号復調処理部18へ出力される。
【0018】
符号復調処理部18は、符号変調処理に対応した復調処理により、整相加算された受信信号を復調する。つまり、符号変調処理部10において、直線周波数変調処理が行われた場合、整相加算された受信信号をパルス圧縮フィルタでフィルタリング処理して、時間分解能と符号強度とが改善された受信データを抽出する。受信信号は各送信ビームごとに取得されているため、符号復調処理部18において、各送信ビームごとに受信信号が復調される。つまり、各ビーム方向30ごとに、各送信焦点に対応した受信データが取得される。
【0019】
画像形成部20は、各ビーム方向30ごとに得られた受信データに対して多段合成処理を実行する。つまり、3つの送信焦点の各々に対応する3つの受信データを、その送信焦点の深さを考慮してつなぎ合わせることで、各ビーム方向30ごとに合成受信ビームを形成する。合成受信ビームを形成する際、隣り合う受信データが重複する領域を設けてもよい。そして、ビーム方向30を変化させて取得される複数の合成受信ビームに基づいて、走査面Sに対応した超音波画像を形成する。形成された超音波画像はディスプレイ22に表示される。
【0020】
図2は、パルス圧縮処理における送信パルスを説明するための図である。図2には、符号変調処理部(図1の符号10)で生成される近距離用焦点F1、中距離焦点F2および遠距離焦点F3のそれぞれに対応した送信パルスが示されている。
【0021】
図2の(a)に示される近距離用送信パルスは、周波数スイープの低域端周波数がf00、高域端周波数がf01、周波数スイープ時間がT0のチャープ波形(直線周波数変調波形)である。また、図2の(b)に示される中距離用送信パルスは、周波数スイープの低域端周波数がf10、高域端周波数がf11、周波数スイープ時間がT1のチャープ波形である。さらに、図2の(c)に示される遠距離用送信パルスは、周波数スイープの低域端周波数がf20、高域端周波数がf21、周波数スイープ時間がT2のチャープ波形である。
【0022】
通常のパルス波形に対して、パルス圧縮処理のチャープ波形によるSNR改善度は、SNR改善度=10×Log(T×B)で示される。ここで、Tは波形長、つまり、周波数スイープの時間長(上述のT0、T1またはT2に相当する)であり、Bは周波数変調帯域幅、つまり、チャープ波形の高域端周波数と低域端周波数との差を示している。このように、T×B(時間・帯域積)が大きいほどSNR改善度が大きくなる。
【0023】
本実施の形態では、送信焦点の深さが深いものほど、時間・帯域積を大きく設定する。その理由は次のとおりである。超音波の減衰は送受信距離が大きい場合ほど大きくなる。遠距離の反射信号を適切に取得するためには、減衰による感度低下を見込んで超音波を送受波する必要がある。上述のように、パルス圧縮処理のチャープ波形によるSNR改善度は、時間・帯域積に依存している。そこで、送信焦点の深さが深いものほど、時間・帯域積を大きく設定して、SNR改善度を向上させる。時間・帯域積を変化させるには、時間長のみを変化させたり、帯域幅(周波数変調帯域幅)のみを変化させたり、あるいは、時間長および帯域幅の両方を変化させる手法が考えられる。
【0024】
図3は、パルス圧縮処理における送信パルスの時間・帯域積の設定例を示す図である。図3には、図2における近距離用送信パルス、中距離用送信パルスおよび遠距離用送信パルスの各々の周波数スイープの設定例が示されており、図3の横軸はスイープ時間を、縦軸は周波数を示している。
【0025】
図3に示される近距離用送信パルス、中距離用送信パルスおよび遠距離用送信パルスは、共に、周波数スイープの低域端周波数がf0、高域端周波数がf1である。ただし、周波数スイープ時間はそれぞれ異なっている。近距離用送信パルスの周波数スイープ時間がT0、中距離用送信パルスの周波数スイープ時間がT1、遠距離用送信パルスの周波数スイープ時間がT2であり、T0<T1<T2の関係を満たしている。つまり、図3に示す送信パルスの時間・帯域積の設定例では、時間長のみを変化させることで、送信焦点の深さが深いものほど、時間・帯域積を大きく設定している。
【0026】
なお、パルス圧縮処理における送信パルス、つまり、チャープ波形の送信パルスにおいて、その送信エネルギーは波形長(周波数スイープの時間長)に依存している。例えば、振幅および周波数変調帯域幅が同じチャープ波形の場合、波形長が短いものほど送信エネルギーが小さい。したがって、図3に示す送信パルスの時間・帯域積の設定例において、近距離用、中距離用、遠距離用の各送信パルスの振幅が同じであれば、送信焦点の焦点距離が短いものほど、送信エネルギーが小さくなる。また、近距離用、中距離用、遠距離用の各送信パルスの振幅を変化させて、送信エネルギーを変化させてもよい。つまり、送信焦点の焦点距離が短いものほど、送信パルスの振幅を減少させることで、送信エネルギーを小さく設定することも可能である。送信焦点の焦点距離に応じて送信エネルギーを設定することができるため、近距離用の送信においては、不必要に送信エネルギーを大きく設定することを控えて、装置全体として省電力化を図ることも可能である。
【0027】
図4は、パルス圧縮処理における送信パルスの時間・帯域積の別の設定例を示す図である。図4には、図3と同様に、近距離用送信パルス、中距離用送信パルスおよび遠距離用送信パルスの各々の周波数スイープの設定例が示されており、横軸はスイープ時間を、縦軸は周波数をそれぞれ示している。
【0028】
図4に示される近距離用送信パルス、中距離用送信パルスおよび遠距離用送信パルスは、周波数スイープ時間については、図3のものと同じである。つまり、近距離用送信パルスの周波数スイープ時間がT0、中距離用送信パルスの周波数スイープ時間がT1、遠距離用送信パルスの周波数スイープ時間がT2であり、T0<T1<T2の関係を満たしている。ただし、各送信パルスの低域端周波数および高域端周波数が、図3のものとは異なっている。
【0029】
図4に示される各送信パルスの低域端周波数を比較すると、近距離用送信パルスではf00、中距離用送信パルスではf10、遠距離用送信パルスではf20であり、f20<f10<f00の関係を満たしている。また、各送信パルスの高域端周波数を比較すると、近距離用送信パルスではf01、中距離用送信パルスではf11、遠距離用送信パルスではf21であり、f21<f11<f01の関係を満たしている。つまり、送信焦点の深さが深いものほど、チャープ波形の帯域が、低周波数方向にシフトしている。超音波は、その周波数が低いものほど減衰が少ないため、送信焦点の深さが深いものほど低周波数の送信パルスを利用する方が有利である。
【0030】
図5は、パルス圧縮処理における送信パルスの変形例を説明するための図である。図5の(a)に示される近距離用送信パルスは、図2の(a)に示される近距離送信パルスと同様に、周波数スイープの低域端周波数がf00、高域端周波数がf01、周波数スイープ時間がT0のチャープ波形である。但し、図5の(a)では、振幅変調が施された結果、周波数スイープの中心周波数付近から、低域端周波数および高域周波数に向かって振幅が減少している。
【0031】
図5の(b)に示される中距離用送信パルスは、図2の(b)に示される中距離送信パルスに対応しており、図5の(c)に示される遠距離用送信パルスは、図2の(c)に示される遠距離用送信パルスに対応している。但し、図5の中距離用送信パルおよび遠距離用送信パルスともに、周波数スイープの中心周波数付近から、低域端周波数および高域周波数に向かって振幅が減少している。低域端周波数および高域周波数に向かって振幅を減少させることにより、パルス圧縮処理におけるレンジサイドローブが低減される。
【0032】
図6は、二値化符号に基づいて生成される送信パルスを説明するための図である。図6の(a)には、チップ1からチップ7までの7チップによるM系列の二値化符号例が示されている。チップ1からチップ3およびチップ6には値「1」が対応し、また、チップ4、5および7には値「−1」が対応している。二値化符号にはM系列符号の他、Baker符号系列またはGolay相補符号系列が利用される。図6の(b)から(d)には、図6の(a)の二値化符号に基づいて生成される送信パルスが示されている。つまり、符号変調処理部(図1の符号10)において、図6に示される送信パルスのいずれか一つが生成される。
【0033】
図6の(b)は、図6の(a)の二値化符号を、RZ(return to zero)化した送信パルス波形を示している。図6の(c)は、図6の(a)の二値化符号を、位相変調した送信パルス波形を示している。つまり、値「1」に対応するチップと、値「−1」に対応するチップとの間で、位相が異なる(例えば、180°位相が異なる)送信パルス波形を示している。
【0034】
また、図6の(d)は、図6の(a)の二値化符号を、周波数変調した送信パルス波形を示している。つまり、値「1」に対応するチップと、値「−1」に対応するチップとの間で、周波数が異なる(例えば、値「1」には周波数10Hzを対応させ、値「−1」には周波数15Hzを対応させる)送信パルス波形を示している。
【0035】
図6の(a)に示される二値化符号は、送信焦点の深さが深いものほど、そのチップ数が大きく設定される。例えば、近距離用送信パルスに対してチップ数7を設定し、中距離用送信パルスに対してチップ数15を設定し、遠距離用送信パルスに対してチップ数31を設定する。通常のパルス波形に対して、二値化符号に基づく送信パルスによるSNR改善度は、SNR改善度=20×Log(N)で示される。ここで、Nはチップ数であり、チップ数が大きいほどSNR改善度も大きくなる。つまり、超音波の減衰による感度低下を見込んで、送信焦点の深さが深いものほどチップ数が大きく設定される。
【0036】
図7は、ビーム方向ごとに形成される複数の送信ビームの形成順を説明するための図であり、(1)は本実施の形態における送信順を示し、(2)は比較例を示している。
【0037】
本実施の形態では、各ビーム方向ごとに、F1送信ビーム、F2送信ビーム、F3送信ビームの順に各送信ビームが形成される。図7の(1)に示される矩形パルス30は、各送信ビームの形成タイミングを表している。つまり、矩形パルス30の立ち上がりエッジにおいて送信パルスが出力され、送信パルスが、生体内を深さ方向に進むことで送信ビームが形成される。送信パルスが出力されるとその直後から反射信号が戻ってくるが、送信多段フォーカスの場合、各送信焦点近傍からの反射信号のみが必要となる。つまり、図7の(1)において、各送信ビームに対して実際に使用される反射信号は、太線で示される有効受信期間の反射信号のみである。
【0038】
本実施の形態の場合、図7の(1)に示されるように、F1送信ビームの有効受信期間とF2送信ビームの有効受信期間との間に、未使用の受信期間32が存在する。このため、F1送信ビームの送信パルスによる多重反射信号がF2送信ビームの有効受信期間に入り込む割合を低下させている。同様に、F2送信ビームの有効受信期間とF3送信ビームの有効受信期間との間にも、未使用の受信期間32が存在するため、F2送信ビームの送信パルスによる多重反射信号がF3送信ビームの有効受信期間へ入り込む割合も低下する。
【0039】
これに対し、図7の(2)に示される比較例では、F3送信ビーム、F2送信ビーム、F1送信ビームの順に各送信ビームが形成される。この場合、F1送信ビームの有効受信期間がF2送信ビームの有効受信期間の直後に存在するため、F2送信ビームの送信パルスによる多重反射信号が、F1送信ビームの有効受信期間に入り込んでしまい、アーティファクトなどの弊害が生じる。
【0040】
このように、各ビーム方向ごとに、F1送信ビーム、F2送信ビーム、F3送信ビームの順に送信ビームを形成することで、各送信ビーム間における多重反射の影響が低減されることを示したが、ビーム方向間における多重反射の影響も考えられる。つまり、図7の(1)に示されるように、ビーム方向1のF3送信ビームの形成直後に、ビーム方向2のF1送信ビームを形成すると、ビーム方向1のF3送信ビームの有効受信期間と、ビーム方向2のF1送信ビームの有効受信期間との間に未使用の受信期間が存在しないため、ビーム方向1のF3送信ビームの送信パルスによる多重反射信号が、ビーム方向2のF1送信ビームの有効受信期間に入り込んでしまう可能性がある。本実施の形態では、複数のビーム方向の設定順を配慮して、この問題を解消している。以下にその手法を説明する。
【0041】
図8は、本実施の形態におけるビーム方向の設定順を説明するための図であり、横軸にはビーム方向が、縦軸には時刻が示されている。ビーム方向には、走査面内で隣接するビーム方向順に、0からの昇順番号が付されている。升目内に示されるF1、F2,F3は、それぞれ、各ビーム方向におけるF1送信ビーム、F2送信ビーム、F3送信ビームの形成タイミングを示している。つまり、ビーム方向0では、F1送信ビームが時刻0のタイミングで形成され、続いて、F2送信ビームが時刻1に、F3送信ビームが時刻2に形成される。
【0042】
本実施の形態では、互いに隣り合う二つのビーム方向に対して、一方のビーム方向へ多段送信フォーカスを実行した後、所定時間(例えば、送信繰り返し時間の1から20倍の時間)を経過してから他方のビーム方向へ送信多段フォーカスを実行する。つまり、図8に示されるように、ビーム方向0において多段送信フォーカスを行った直後、ビーム方向3において多段送信フォーカスを実行する。そして、ビーム方向0→ビーム方向3→ビーム方向1→ビーム方向4→ビーム方向2の送信順で、多段送信フォーカスが実行される。
【0043】
図8に示す順で送信を実行すると、ビーム方向0とそれに隣接するビーム方向1との間に、時刻3から5のブランク期間が挿入されることになる。そのため、ビーム方向0のF3送信ビームの送信パルスによる多重反射信号が、ビーム方向1のF1送信ビームの有効受信期間に入り込む割合が低減される。なお、ビーム方向0とビーム方向3との間の多重反射の影響は、ビーム方向間の空間的間隔を設けることで低減される。
【0044】
ビーム方向0からビーム方向4のビーム方向セット(図8においてビーム方向セットは点線枠で示される)において多段送信フォーカスが実行された後、ビーム方向5からビーム方向9のビーム方向セットにおいて多段送信フォーカスが実行される。このように、次々にビーム方向セットごとに多段送信フォーカスが繰り返されて走査面が形成される。
【0045】
本実施の形態では、受信ビームフォーマ(図1の符号16)において整相加算された受信信号に対して、符号復調処理部(図1の符号18)において復調処理が行われているが、整相加算が行われる前の受信信号に対して復調処理を実行し、復調処理された受信信号に対して整相加算を行ってもよい。あるいは、整相加算を段階的に実施して、初段の整相加算が行われた受信信号に対して復調処理を実行した後、後段の整相加算を実行するなどの形態でもよい。
【0046】
また、送信ビーム方向と受信ビーム方向とは、一対一の関係に限定されるものではない。例えば、一つの送信ビーム方向に多段送信フォーカスを行い、その反射信号を二つの方向から同時に受信してもよい。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る超音波診断装置により、適切な送信エネルギーで多段送信フォーカスを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】 パルス圧縮処理における送信パルスを説明するための図である。
【図3】 パルス圧縮処理における送信パルスの時間・帯域積の設定例を示す図である。
【図4】 パルス圧縮処理における送信パルスの時間・帯域積の別の設定例を示す図である。
【図5】 パルス圧縮処理における送信パルスの変形例を説明するための図である。
【図6】 二値化符号に基づいて生成される送信パルスを説明するための図である。
【図7】 送信ビームの形成順を説明するための図である。
【図8】 ビーム方向の設定順を説明するための図である。
【符号の説明】
10 符号変調処理部、12 送信ビームフォーマ、16 受信ビームフォーマ、18 符号復調処理部、20 画像形成部。
Claims (6)
- 各ビーム方向ごとに、互いに異なる深さに設定された複数の送信焦点に対し、各送信焦点ごとに超音波ビームを形成する送信多段フォーカスを実行する超音波診断装置であって、
前記各送信焦点の焦点距離に応じた送信エネルギーに対応し、且つ、変調処理された送信パルス信号を送受波器へ出力する送信手段と、
前記送受波器から出力される受信信号に対して、前記変調処理に対応した復調処理を実行し、受信データを形成する受信手段と、
前記各ビーム方向ごとに、前記各送信焦点ごとの受信データを多段合成して超音波画像を形成する画像形成手段と、
を有し、
前記送信パルス信号は、前記各送信焦点の焦点距離が長いものほど大きな時間・帯域積をもったチャープ波形で構成される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置であって、
前記送信エネルギーは、前記各送信焦点の焦点距離が短いものほど小さいエネルギーである、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置であって、
前記送信手段は、前記各ビーム方向ごとに、前記各送信焦点の焦点距離が短いものから順番に前記送信パルス信号を出力する、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置であって、
前記チャープ波形は、前記各送信焦点の焦点距離が短いものほど短い波形長である、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置であって、
前記チャープ波形は、その最低周波数が、前記各送信焦点の焦点距離が長いものほど低い周波数である、ことを特徴とする超音波診断装置。 - 請求項1に記載の超音波診断装置であって、
各ビーム方向ごとに前記送信多段フォーカスを実行して走査面を形成する際、互いに隣接する複数のビーム方向からなるビーム方向セットが形成され、
ビーム方向セット内において、互いに隣り合う二つのビーム方向に対して、一方のビーム方向へ前記多段送信フォーカスを実行した後、所定時間を経過してから他方のビーム方向へ前記送信多段フォーカスを実行することにより、当該ビーム方向セット内の全てのビーム方向の各々について前記送信多段フォーカスを実行し、
次々にビーム方向セットごとに前記送信多段フォーカスを繰り返すことにより前記走査面を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003178678A JP4280117B2 (ja) | 2003-06-23 | 2003-06-23 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003178678A JP4280117B2 (ja) | 2003-06-23 | 2003-06-23 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005013280A JP2005013280A (ja) | 2005-01-20 |
JP4280117B2 true JP4280117B2 (ja) | 2009-06-17 |
Family
ID=34180222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003178678A Expired - Fee Related JP4280117B2 (ja) | 2003-06-23 | 2003-06-23 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4280117B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009010918A2 (en) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | System and method for coincident b-mode and doppler imaging using coded excitation |
JP5293150B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2013-09-18 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波画像診断装置 |
JP5269626B2 (ja) * | 2009-01-15 | 2013-08-21 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波診断装置 |
JP2012024438A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波診断装置 |
JP6387903B2 (ja) * | 2015-06-09 | 2018-09-12 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置 |
CN108042158B (zh) * | 2017-12-22 | 2021-04-13 | 飞依诺科技(苏州)有限公司 | 多焦点超声图像拼接方法及其系统 |
-
2003
- 2003-06-23 JP JP2003178678A patent/JP4280117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005013280A (ja) | 2005-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100406098B1 (ko) | 가중된 직교 쳐프 신호를 이용한 동시 다중 송신 집속기반의 초음파 영상 형성 장치 및 방법 | |
KR100393370B1 (ko) | 직교 골레이 코드를 이용하는 초음파 영상 형성 방법 및장치 | |
Misaridis et al. | Use of modulated excitation signals in medical ultrasound. Part III: High frame rate imaging | |
US6440075B1 (en) | Ultrasonic diagnostic imaging of nonlinearly intermodulated and harmonic frequency components | |
KR100432617B1 (ko) | 직교 성질을 갖는 골레이 코드 세트를 이용하는 초음파영상 형성 장치 및 방법 | |
Chiao et al. | Coded excitation for diagnostic ultrasound: A system developer's perspective | |
US8235899B2 (en) | Ultrasound imaging device | |
CN101601594B (zh) | 一种医用b超前端激励方法 | |
US20140378834A1 (en) | Continuous Transmit Focusing Method and Apparatus for Ultrasound Imaging System | |
US20070239002A1 (en) | Superfast, High-Resolution Ultrasonic Imaging Using Coded Excitation | |
US5964706A (en) | Method and apparatus for pulsed doppler imaging using coded excitation on transmit and pulse compression on receive | |
JP2006025905A (ja) | 超音波送受信装置 | |
US6494839B1 (en) | Ultrasonic diagnostic imaging system transmitter for sum and difference frequency imaging | |
WO2000057769A2 (en) | Ultrasonic imaging system using coded transmit pulses | |
JP2003310609A5 (ja) | ||
KR100419806B1 (ko) | 평면파를 이용하는 초음파 영상의 합성 구경 집속 방법 | |
JP4280117B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
JP2005081150A (ja) | 自然発生的(組織)復号型符号化励起による組織高調波撮像の方法及び装置 | |
US6440074B1 (en) | Ultrasonic diagnostic imaging with nonlinearly intermodulated frequency components | |
JP3740066B2 (ja) | 超音波撮像システムでの合成開口集束方法 | |
JPH01304376A (ja) | 距離対応形分散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信装置 | |
Fu et al. | Barker coded excitation using LFM carrier for improving axial resolution in ultrasound imaging | |
JP2003190164A (ja) | 超音波撮像装置及びその方法 | |
KR20120125076A (ko) | 직교 비선형 코드를 이용한 초음파 영상 생성 방법 및 장치 | |
JP4184219B2 (ja) | 超音波送受信装置およびスキャニングソナー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081125 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090310 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090313 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140319 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |