JP4373735B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波の送受波により得られた受信信号から所定の信号成分を抽出する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that extracts a predetermined signal component from a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves.

超音波診断装置において超音波造影剤を利用した画像化手法が知られている。超音波造影剤には、強い非線形散乱特性を有する微小気泡が含まれており、このため、超音波造影剤からのエコーには生体組織からのエコーに比べて大きな非線形散乱成分が含まれる。この超音波造影剤の非線形散乱特性は、例えば、血流の映像化などに利用される。つまり、超音波造影剤を血管内に投与して、線形散乱成分のみでは周囲組織からのエコーに埋もれてしまう微小な血流の映像化に利用される。   An imaging method using an ultrasonic contrast agent in an ultrasonic diagnostic apparatus is known. The ultrasound contrast agent contains microbubbles having strong nonlinear scattering characteristics, and therefore, the echo from the ultrasound contrast agent contains a larger nonlinear scattering component than the echo from the living tissue. This nonlinear scattering characteristic of the ultrasonic contrast agent is used, for example, for visualization of blood flow. That is, an ultrasound contrast agent is administered into a blood vessel, and is used for imaging a minute blood flow that is buried in echoes from surrounding tissues with only a linear scattering component.

非線形散乱を伴う送受波における受信信号には、1次散乱(線形散乱)による線形基本波成分に加えて、2次散乱や3次散乱といった非線形散乱よる信号成分が含まれている。これら非線形散乱による信号成分としては、2次散乱による2次高調波成分、3次散乱による3次高調波成分および非線形基本波成分が挙げられる。非線形散乱特性を利用する超音波診断装置では、これら2次高調波成分、3次高調波成分または非線形基本波成分が利用される。   A received signal in a transmission / reception wave accompanied by nonlinear scattering includes a signal component due to nonlinear scattering such as second-order scattering and third-order scattering in addition to a linear fundamental wave component due to first-order scattering (linear scattering). Examples of signal components due to nonlinear scattering include second harmonic components due to second-order scattering, third-order harmonic components due to third-order scattering, and nonlinear fundamental wave components. In an ultrasonic diagnostic apparatus that uses nonlinear scattering characteristics, these second-order harmonic components, third-order harmonic components, or nonlinear fundamental wave components are used.

特許文献1には、非線形散乱による信号成分のうち、非線形基本波成分を利用した超音波の撮像方法が示されている。この文献に記載されている方法では、送波音圧を変化させながら複数回に亘って超音波を送波して、複数回の送波で得られた受信信号を適正に組み合わせることにより受信信号から非線形基本波成分を含む3次散乱の非線形信号を抽出している。   Patent Document 1 discloses an ultrasonic imaging method using a nonlinear fundamental wave component among signal components due to nonlinear scattering. In the method described in this document, an ultrasonic wave is transmitted a plurality of times while changing a transmitted sound pressure, and a reception signal obtained by a plurality of transmissions is appropriately combined from a received signal. A third-order scattering nonlinear signal including a nonlinear fundamental wave component is extracted.

一方、多段フォーカス送信を行う超音波診断装置が知られている。多段フォーカス送信とは、超音波ビーム方向ごとに複数のフォーカス点に対して超音波を送波することにより、近距離から遠距離に亘って良好な送受波特性を実現するものである。   On the other hand, an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multistage focus transmission is known. Multi-stage focus transmission realizes good transmission / reception characteristics from a short distance to a long distance by transmitting ultrasonic waves to a plurality of focus points in each ultrasonic beam direction.

特許文献2には、多段フォーカス送信を行い、且つ、非線形散乱特性を利用した超音波診断装置が示されている。この文献に記載されている装置は、非線形散乱による信号成分を近距離から遠距離に亘って良好に取得するために多段フォーカス送信を行っている。   Patent Document 2 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multistage focus transmission and uses nonlinear scattering characteristics. The apparatus described in this document performs multistage focus transmission in order to obtain a signal component due to nonlinear scattering well from a short distance to a long distance.

特表2003−500150号公報Special table 2003-500150 gazette 特開2001−245889号公報JP 2001-245889 A

多段フォーカス送信では、超音波ビーム方向ごとに複数のフォーカス点に対して超音波を送波している。このためフレームレートの低下などが問題となる。これを解決するために、複数の送信フォーカス点に対して互いに異なる周波数を割り当てて、複数のフォーカス点に対してほぼ同時に超音波を送波する手法が知られている。例えば、近距離フォーカス点と遠距離フォーカス点の2点に対して多段フォーカス送信を行う場合、近距離フォーカス点に対して高周波数の超音波が利用され、遠距離フォーカス点に対して低周波数の超音波が利用される。そして、多段フォーカス送信によって取得された受信信号は、バンドパスフィルタによって高周波数成分と低周波数成分とに分別される。   In multistage focus transmission, ultrasonic waves are transmitted to a plurality of focus points in each ultrasonic beam direction. For this reason, a decrease in the frame rate becomes a problem. In order to solve this, a technique is known in which different frequencies are assigned to a plurality of transmission focus points and ultrasonic waves are transmitted to the plurality of focus points almost simultaneously. For example, when performing multistage focus transmission for two points, a short-distance focus point and a long-distance focus point, high-frequency ultrasonic waves are used for the short-distance focus point and low-frequency focus points are used. Ultrasound is used. And the received signal acquired by multistage focus transmission is classified into a high frequency component and a low frequency component by a band pass filter.

ところが、非線形散乱特性を利用した超音波診断装置において、異なる周波数を利用した多段フォーカス送信を行う場合には問題が生じる。つまり、遠距離フォーカス点および近距離フォーカス点へのそれぞれの送波に利用される周波数の相互関係によっては、遠距離フォーカス点に対する低周波数の送波による高調波成分が、近距離フォーカス点に対応する受信信号の周波数帯域内に入り込んでしまう。その結果、近距離フォーカス点に対応した受信信号から非線形基本波成分などの所定の信号成分を適切に抽出できない。   However, a problem arises when performing multistage focus transmission using different frequencies in an ultrasonic diagnostic apparatus using nonlinear scattering characteristics. In other words, depending on the interrelationship of the frequencies used for transmission to the far-distance focus point and the short-distance focus point, harmonic components due to low-frequency transmission to the long-distance focus point correspond to the short-distance focus point. In the frequency band of the received signal. As a result, it is not possible to appropriately extract a predetermined signal component such as a nonlinear fundamental wave component from the received signal corresponding to the short distance focus point.

そこで本発明は、多段フォーカス送信によって取得された受信信号から所定の信号成分を抽出することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to extract a predetermined signal component from a reception signal acquired by multistage focus transmission.

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、多段フォーカス送信における各送信フォーカス点ごとに複数回の送波を行う超音波診断装置において、前記各送信フォーカス点ごとの送信重み付け値セットであって前記各送波ごとの送信重み付け値からなる送信重み付け値セットを利用して、前記複数回の送波の各回ごとに送信重み付けを行う送信処理手段と、前記各送信フォーカス点ごとの受信重み付け値セットであって前記各送波ごとの受信重み付け値からなる受信重み付け値セットを利用して、前記複数回の送波の各回ごとに取得される受信信号に対して受信重み付け加算を行う受信処理手段と、を有し、複数の送信フォーカス点に対する複数の送信重み付け値セットおよび複数の受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たすものとする。   In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred aspect of the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits a plurality of times for each transmission focus point in multistage focus transmission. A transmission processing unit that performs transmission weighting for each of the plurality of transmissions by using a transmission weighting value set consisting of transmission weighting values for each transmission, A reception weight value set for each transmission focus point, and using a reception weight value set consisting of reception weight values for each transmission, for a received signal acquired at each of the multiple transmissions Reception processing means for performing reception weighting addition, and from a plurality of transmission weight value sets and a plurality of reception weight value sets for a plurality of transmission focus points That weight set is a extract satisfy the condition for extracting a predetermined signal component contained in the received signal.

上記構成によれば、重み付け値集合に属する複数の重み付け値に対して条件設定を行うことで、受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出することができる。例えば、受信信号に含まれる2次高調波成分、3次高調波成分または非線形基本波成分の中から、不要な信号成分を除去して所定の信号成分を抽出することができる。   According to the above configuration, it is possible to extract a predetermined signal component included in the received signal by setting conditions for a plurality of weight values belonging to the weight value set. For example, a predetermined signal component can be extracted by removing unnecessary signal components from the second harmonic component, the third harmonic component, or the nonlinear fundamental wave component included in the received signal.

望ましくは、前記所定の信号成分は非線形基本波成分とする。また望ましくは、前記抽出条件は、前記受信信号に含まれる高調波成分を除去するための条件を含むものとする。また望ましくは、前記抽出条件は、前記受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件を含むものとする。   Preferably, the predetermined signal component is a nonlinear fundamental wave component. Preferably, the extraction condition includes a condition for removing a harmonic component included in the received signal. Preferably, the extraction condition includes a condition for removing a linear fundamental wave component included in the received signal.

望ましくは、前記多段フォーカス送信として、第1送信フォーカス点への送波および第2送信フォーカス点への送波を含む多段送波が2回行われ、前記送信処理手段は、前記第1送信フォーカス点に対応した第1送信重み付け値セットを利用して、前記2回の多段送波において前記第1送信フォーカス点への2回の高周波送波に対して送信重み付けを行い、且つ、前記第2送信フォーカス点に対応した第2送信重み付け値セットを利用して、前記2回の多段送波において前記第2送信フォーカス点への2回の低周波送波に対して送信重み付けを行い、前記受信処理手段は、前記第1送信フォーカス点に対応した第1受信重み付け値セットを利用して、前記2回の多段送波によって2回取得される高周波帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行い、且つ、前記第2送信フォーカス点に対応した第2受信重み付け値セットを利用して、前記2回の多段送波によって2回取得される低周波帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行い、前記第1送信重み付け値セット、前記第2送信重み付け値セット、前記第1受信重み付け値セットおよび前記第2受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高周波帯域受信信号および前記低周波帯域受信信号に含まれる非線形基本波成分を抽出するための抽出条件を満たすものとする。   Preferably, as the multi-stage focus transmission, multi-stage transmission including transmission to the first transmission focus point and transmission to the second transmission focus point is performed twice, and the transmission processing means includes the first transmission focus. Using the first transmission weight set corresponding to the point, the transmission weighting is performed for the two high-frequency transmissions to the first transmission focus point in the two multi-stage transmissions, and the second Using the second transmission weight set corresponding to the transmission focus point, transmission weighting is performed on the two low-frequency transmissions to the second transmission focus point in the two multistage transmissions, and the reception is performed. The processing means uses the first reception weight value set corresponding to the first transmission focus point, and adds the reception weight to the high frequency band reception signal acquired twice by the two multistage transmissions. And using the second reception weight value set corresponding to the second transmission focus point, reception weight addition is performed on the low frequency band reception signal acquired twice by the two multistage transmissions. , The first transmission weight value set, the second transmission weight value set, the first reception weight value set, and the second reception weight value set, the weight value set is the high frequency band reception signal and the low frequency band reception. It is assumed that the extraction condition for extracting the nonlinear fundamental wave component included in the signal is satisfied.

上記構成によれば、多段送波の回数を最小限の2回としてフレームレートの犠牲を極力抑えつつ、受信信号から所定の信号成分を抽出することができる。   According to the above configuration, it is possible to extract a predetermined signal component from the received signal while minimizing the sacrifice of the frame rate by minimizing the number of multistage transmissions to two.

また、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、多段フォーカス送信として、第1送信フォーカス点への送波および第2送信フォーカス点への送波を含む多段送波をN回(Nは2以上の整数)行う超音波診断装置において、前記第2送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第1送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、前記N回の多段送波における前記第1送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第1送信重み付け値セット{αH1,αH2,・・・,αHN}を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第1送信処理手段と、前記N回の多段送波における前記第2送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第2送信重み付け値セット{αL1,αL2,・・・,αLN}を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第2送信処理手段と、前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記N回の多段送波の各々に対応してN回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、N回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第1受信重み付け値セット{βH1,βH2,・・・,βHN}を利用して、N回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第1受信処理手段と、N回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第2受信重み付け値セット{βL1,βL2,・・・,βLN}を利用して、N回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第2受信処理手段と、を有し、前記第1送信重み付け値セット、前記第2送信重み付け値セット、前記第1受信重み付け値セットおよび前記第2受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たすものとする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred aspect of the present invention includes transmission to a first transmission focus point and transmission to a second transmission focus point as multistage focus transmission. In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multistage transmission N times (N is an integer of 2 or more), a low-band transmission signal is generated in a low-frequency band corresponding to the second transmission focus point, and the first transmission focus point A transmission signal generator for generating a high-band transmission signal in a high-frequency band corresponding to N, and N transmissions corresponding to each of N transmissions to the first transmission focus point in the N multistage transmissions First transmission processing means for performing transmission weighting on the N multistage transmissions using a first transmission weighting value set {α H1 , α H2 ,..., Α HN } including weight values; In the N multi-stage transmission Said second N times of the second transmission weighting value set of each of N transmit weighting values corresponding to the transmitting of the transmission focusing point {α L1, α L2, ··· , α LN} using the , Using the second transmission processing means for performing transmission weighting on the N number of multi-stage transmissions, the band pass filter for the high frequency band, and the band pass filter for the low frequency band. Corresponding to each of the high-band received signal acquired N times, and a received signal classification unit that separates each of the received signals acquired N times corresponding to each wave into a high-band received signal and a low-band received signal Using the first reception weight value set {β H1 , β H2 ,..., Β HN } composed of N reception weight values, reception weight addition is performed on the high-band reception signal acquired N times. First reception processing means to perform and before N times of acquisition Second reception weighting value set of N received weighting values corresponding to each of the low-band reception signal {β L1, β L2, ··· , β LN} by using the low band to be acquired N times Second reception processing means for performing reception weighting addition on the received signal, the first transmission weighting value set, the second transmission weighting value set, the first reception weighting value set, and the second reception weighting. It is assumed that a set of weight values composed of value sets satisfies an extraction condition for extracting a predetermined signal component included in the high-band received signal and the low-band received signal.

望ましくは、前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる前記低帯域送信信号による2次高調波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αL1 2βH1+αL2 2βH2+αL3 2βH3+・・・+αLN 2βHN=0、を満たすものとする。上記構成によれば、高帯域受信信号に含まれる低帯域送信信号による2次高調波成分を除去することができる。 Preferably, the extraction condition includes a condition for removing a second harmonic component due to the low-band transmission signal included in the high-band received signal, and is included in the weight value set for the condition. It is assumed that the weight values satisfy α L1 2 β H1 + α L2 2 β H2 + α L3 2 β H3 +... + Α LN 2 β HN = 0. According to the above configuration, the second harmonic component caused by the low-band transmission signal included in the high-band reception signal can be removed.

望ましくは、前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αH1βH1+αH2βH2+αH3βH3+・・・+αHNβHN=0、を満たすものとする。上記構成によれば、高帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去することができる。 Preferably, the extraction condition includes a condition for removing a linear fundamental wave component included in the high-band received signal, and the weight value included in the weight value set for the condition is α H1 β. H1 + α H2 β H2 + α H3 β H3 +... + Α HN β HN = 0. According to the above configuration, the linear fundamental wave component included in the high-band received signal can be removed.

望ましくは、前記抽出条件には、前記低帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αL1βL1+αL2βL2+αL3βL3+・・・+αLNβLN=0、を満たすものとする。上記構成によれば、低帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去することができる。 Preferably, the extraction condition includes a condition for removing a linear fundamental wave component included in the low-band received signal, and a weight value included in the weight value set for the condition is expressed by α L1 β It is assumed that L1 + α L2 β L2 + α L3 β L3 +... + Α LN β LN = 0. According to the above configuration, the linear fundamental wave component included in the low-band received signal can be removed.

望ましくは、前記所定の信号成分は、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号の各々に含まれる非線形基本波成分であり、この非線形基本波成分を抽出するために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αL1 2βH1+αL2 2βH2+αL3 2βH3+・・・+αLN 2βHN=0、且つ、αH1βH1+αH2βH2+αH3βH3+・・・+αHNβHN=0、且つ、αL1βL1+αL2βL2+αL3βL3+・・・+αLNβLN=0、を満たすものとする。上記構成によれば、高帯域受信信号に含まれる低帯域送信信号による2次高調波成分を除去し、且つ、高帯域受信信号および低帯域受信信号の各々に含まれる線形基本波成分を除去して、高帯域受信信号および低帯域受信信号の各々に含まれる非線形基本波成分を抽出することができる。 Preferably, the predetermined signal component is a nonlinear fundamental component included in each of the high-band received signal and the low-band received signal, and is included in the weight value set for extracting the nonlinear fundamental component. Weighting value is α L1 2 β H1 + α L2 2 β H2 + α L3 2 β H3 + ... + α LN 2 β HN = 0, and α H1 β H1 + α H2 β H2 + α H3 β H3 + ... + α It is assumed that HN β HN = 0 and α L1 β L1 + α L2 β L2 + α L3 β L3 +... + Α LN β LN = 0. According to the above configuration, the second harmonic component due to the low-band transmission signal included in the high-band reception signal is removed, and the linear fundamental wave component included in each of the high-band reception signal and the low-band reception signal is removed. Thus, the nonlinear fundamental wave component included in each of the high band received signal and the low band received signal can be extracted.

望ましくは、前記N回の多段送波の各回ごとに前記第1送信フォーカス点への送波および前記第2送信フォーカス点への送波が時間差を設けて実行される。上記構成によれば、高帯域送信信号と低帯域送信信号との相関信号成分が受信信号内に発生することを抑えることができる。つまり、第1送信フォーカス点への送波と第2送信フォーカス点への送波が同時に行われた場合、高次散乱の結果、高帯域送信信号と低帯域送信信号との相関信号成分が発生してしまうが、上記構成ではそれを回避することができる。   Desirably, the transmission to the first transmission focus point and the transmission to the second transmission focus point are executed with a time difference at each of the N multistage transmissions. According to the above configuration, it is possible to suppress the generation of the correlation signal component between the high-band transmission signal and the low-band transmission signal in the reception signal. That is, when transmission to the first transmission focus point and transmission to the second transmission focus point are performed simultaneously, a correlation signal component between the high-band transmission signal and the low-band transmission signal is generated as a result of high-order scattering. However, this can be avoided in the above configuration.

望ましくは、超音波ビームの走査面内において送波音圧が均一となるように超音波ビームの偏向角度に応じた送信条件を設定する送波音圧均一手段をさらに有し、前記送波音圧均一手段は、前記偏向角度が大きくなるに従って送波音圧が高くなるように送信条件を設定するものとする。上記構成において、偏向角度とは、超音波を送受波するプローブの振動子面の法線に対する超音波ビームの角度である。上記構成によれば、走査面に対応して取得される超音波画像の画像面内に亘って均一な画質を実現することができる。さらに望ましくは 前記送波音圧均一手段は、多段フォーカス送信の各送信フォーカス点ごとの補正関数g(φ)(φは偏向角度)を利用して、各送信フォーカス点ごとに送信重み付け値を補正して前記送信条件を設定するものとする。   Desirably, it further includes a transmission sound pressure uniforming means for setting a transmission condition according to the deflection angle of the ultrasonic beam so that the transmission sound pressure is uniform within the scanning plane of the ultrasonic beam, The transmission condition is set so that the transmitted sound pressure increases as the deflection angle increases. In the above configuration, the deflection angle is the angle of the ultrasonic beam with respect to the normal of the transducer surface of the probe that transmits and receives ultrasonic waves. According to the above configuration, a uniform image quality can be realized over the image plane of the ultrasonic image acquired corresponding to the scanning plane. More preferably, the transmission sound pressure uniform means corrects a transmission weight value for each transmission focus point by using a correction function g (φ) (φ is a deflection angle) for each transmission focus point of multi-stage focus transmission. The transmission conditions are set.

多段フォーカス送信によって取得された受信信号から所定の信号成分を抽出することができる。   A predetermined signal component can be extracted from the reception signal acquired by multistage focus transmission.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の超音波診断装置による超音波の送受波を説明するための図である。本実施形態の超音波診断装置は、探触子18に含まれる複数の振動素子21の各々の遅延量を制御して、超音波ビームを所定の方向に向け、また、焦点距離を所定の深さに設定する機能を有している。そして、各超音波ビーム方向100ごとに、近距離焦点102および遠距離焦点104の2つの焦点に対して多段フォーカス送信が実行され、近距離焦点102および遠距離焦点104のそれぞれに対応した受信信号が取得される。多段フォーカス送信を行う際、近距離焦点102には高周波パルスfHが利用され、また、遠距離焦点104には低周波パルスfLが利用される。 FIG. 1 is a diagram for explaining transmission and reception of ultrasonic waves by the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment controls the delay amount of each of the plurality of vibration elements 21 included in the probe 18, directs the ultrasonic beam in a predetermined direction, and sets the focal distance to a predetermined depth. It has a function to set. Then, for each ultrasonic beam direction 100, multistage focus transmission is executed for the two focal points, that is, the short-distance focal point 102 and the long-distance focal point 104. Is acquired. When performing multi-stage focus transmission, a high frequency pulse f H is used for the short-distance focal point 102, and a low frequency pulse f L is used for the long-distance focal point 104.

図2には、本実施形態の超音波診断装置によって送受波される超音波の周波数スペクトルの概略図が示されており、図2(a)には送信スペクトルが示され、図2(b)には受信スペクトルが示されている。図2(a)および図2(b)共に、横軸は周波数を示し縦軸はパワー(エネルギー)を示している。探触子帯域110は探触子18(図1)の送受波可能帯域を示し、fL帯域112およびfH帯域114は、それぞれ、低周波パルスfLの帯域および高周波パルスfHの帯域を示している。また、低周波パルスfLの中心周波数(基本波周波数)をf1、高周波パルスfHの中心周波数(基本波周波数)をf2(f1<f2)とする。 FIG. 2 shows a schematic diagram of the frequency spectrum of the ultrasonic wave transmitted and received by the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, FIG. 2A shows the transmission spectrum, and FIG. Shows the reception spectrum. In both FIG. 2A and FIG. 2B, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents power (energy). The probe band 110 indicates the transmittable / receiveable band of the probe 18 (FIG. 1), and the f L band 112 and the f H band 114 indicate the band of the low frequency pulse f L and the band of the high frequency pulse f H , respectively. Show. Further, the center frequency (fundamental frequency) of the low frequency pulse f L is f 1 , and the center frequency (fundamental wave frequency) of the high frequency pulse f H is f 2 (f 1 <f 2 ).

図2(a)に示されるように、探触子帯域110の中心周波数付近を境として、高周波数帯域側にfH帯域114が設定され、低周波数帯域側にfL帯域112が設定される。fH帯域114およびfL帯域112を、探触子帯域110の中心周波数付近で互いにオーバーラップさせてもよいが、帯域をオーバーラップさせるとサイドローブが発生するため、サイドローブを低減するためにfH帯域114およびfL帯域112は分離して設定されることが望ましい。そして、fH帯域114およびfL帯域112はおよそ同じ帯域幅で形成され、高周波パルスfHの中心周波数f2は低周波パルスfLの中心周波数f1のおよそ2倍の周波数に設定される。例えば、探触子帯域110が6MHzの場合、f1=1.875MHz,f2=3.75MHzなどに設定される。 As shown in FIG. 2A, the f H band 114 is set on the high frequency band side and the f L band 112 is set on the low frequency band side with the vicinity of the center frequency of the probe band 110 as a boundary. . The f H band 114 and the f L band 112 may be overlapped with each other in the vicinity of the center frequency of the probe band 110. However, when the bands are overlapped, side lobes are generated. The f H band 114 and the f L band 112 are desirably set separately. The f H band 114 and the f L band 112 are formed with approximately the same bandwidth, and the center frequency f 2 of the high frequency pulse f H is set to a frequency that is approximately twice the center frequency f 1 of the low frequency pulse f L. . For example, when the probe band 110 is 6 MHz, f 1 = 1.875 MHz and f 2 = 3.75 MHz are set.

図2(a)に示される送信スペクトルを利用して受信信号を取得すると、図2(b)に示される受信スペクトルが得られる。送信信号がfL帯域112およびfH帯域114に分離して設定されているため、送信信号の各帯域に対応した受信信号が取得され、その結果、受信スペクトルにもfL帯域112およびfH帯域114が現れる。ただし、受信スペクトルのfL帯域112には、送信に利用された低周波パルスfLによる線形基本波成分120に加え、低周波パルスfLによる非線形基本波成分122が含まれる。また、受信スペクトルのfH帯域114には、送信に利用された高周波パルスfHによる線形基本波成分120、高周波パルスfHによる非線形基本波成分122に加え、低周波パルスfLによる2次高調波成分124が含まれる。非線形基本波成分122および2次高調波成分124は非線形散乱によって発生する信号成分である。その理由は次のとおりである。 When the reception signal is acquired using the transmission spectrum shown in FIG. 2A, the reception spectrum shown in FIG. 2B is obtained. Since the transmission signal is set to be separated into the f L band 112 and the f H band 114, a reception signal corresponding to each band of the transmission signal is obtained. As a result, the reception spectrum also includes the f L band 112 and the f H band. Band 114 appears. However, the f L band 112 of the reception spectrum includes a nonlinear fundamental wave component 122 due to the low frequency pulse f L in addition to the linear fundamental wave component 120 due to the low frequency pulse f L used for transmission. In addition, in the f H band 114 of the reception spectrum, in addition to the linear fundamental wave component 120 by the high frequency pulse f H used for transmission and the nonlinear fundamental wave component 122 by the high frequency pulse f H , the second harmonic by the low frequency pulse f L is used. A wave component 124 is included. The nonlinear fundamental wave component 122 and the second harmonic component 124 are signal components generated by nonlinear scattering. The reason is as follows.

非線形散乱によって発生する信号成分を説明するために、送信信号Tを次式のようにモデル化する。

Figure 0004373735
数1で示される送信信号Tに対応する受信信号Rは、Tのn乗に比例するn次散乱波の散乱係数(比例係数)をanとすると次式で示される。
Figure 0004373735
なお、4次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数2では4次以上の散乱係数を0としている。数2に示すように、受信信号Rにおいて、1次散乱によって線形基本波成分が発生し、2次散乱によってDC成分および2次高調波成分が発生し、さらに、3次散乱によって非線形基本波成分および3次高調波成分が発生する。線形基本波成分および非線形基本波成分は送信中心周波数と同じ周波数成分であり、2次高調波成分は送信中心周波数の2倍の周波数成分であり、3次高調波成分は送信中心周波数の3倍の周波数成分である。 In order to explain signal components generated by nonlinear scattering, the transmission signal T is modeled as follows.
Figure 0004373735
The reception signal R corresponding to the transmission signal T expressed by Equation 1 is represented by the following equation, where the scattering coefficient (proportional coefficient) of the nth-order scattered wave proportional to T to the nth power is represented by an.
Figure 0004373735
Since the scattering coefficient of the fourth order or higher is relatively small and can be ignored, the scattering coefficient of the fourth order or higher is set to 0 in Equation 2. As shown in Equation 2, in the received signal R, a linear fundamental wave component is generated by the first-order scattering, a DC component and a second-order harmonic component are generated by the second-order scattering, and a nonlinear fundamental wave component is further generated by the third-order scattering. And third harmonic components are generated. The linear fundamental component and the nonlinear fundamental component are the same frequency components as the transmission center frequency, the second harmonic component is twice the frequency component of the transmission center frequency, and the third harmonic component is three times the transmission center frequency. Is the frequency component.

このため、図2(b)に示されるように、受信スペクトルのfL帯域112には、送信に利用された低周波パルスfLによる線形基本波成分120に加え、低周波パルスfL自身の3次散乱によって発生する非線形基本波成分122が含まれる。また、受信スペクトルのfH帯域114には、送信に利用された高周波パルスfHによる線形基本波成分120および高周波パルスfH自身の3次散乱によって発生する非線形基本波成分122が含まれ、さらに、低周波パルスfLの2次散乱によって発生する2次高調波成分124が含まれる。つまり、高周波パルスfHの中心周波数f2が低周波パルスfLの中心周波数f1の2倍に設定されているため、低周波パルスfLの2次散乱によって発生する2次高調波成分124がfH帯域114に入り込んでしまう。本実施形態では、以下に説明する手法によって、線形基本波成分120および2次高調波成分124がキャンセルされ、受信スペクトルに含まれる非線形基本波成分122が抽出される。 For this reason, as shown in FIG. 2B, in the f L band 112 of the reception spectrum, in addition to the linear fundamental wave component 120 due to the low frequency pulse f L used for transmission, the low frequency pulse f L itself A nonlinear fundamental wave component 122 generated by third-order scattering is included. Further, the f H band 114 of the reception spectrum includes a linear fundamental wave component 120 due to the high-frequency pulse f H used for transmission and a nonlinear fundamental wave component 122 generated by the third-order scattering of the high-frequency pulse f H itself. The second harmonic component 124 generated by the second order scattering of the low frequency pulse f L is included. That is, since the center frequency f 2 of the high frequency pulses f H is set to twice the central frequency f 1 of the low frequency pulse f L, the secondary harmonic component generated by the secondary diffusion of the low frequency pulse f L 124 Enters the f H band 114. In this embodiment, the linear fundamental wave component 120 and the second harmonic component 124 are canceled by the method described below, and the nonlinear fundamental wave component 122 included in the reception spectrum is extracted.

本実施形態の超音波診断装置では、図1に示される各超音波ビーム方向100ごとに、遠距離焦点104および近距離焦点102の順で多段フォーカス送信が行われ、しかも、この多段フォーカス送信を2回行って、2回の送波で得られた受信信号に対して重み付け加算を実行する。   In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, multi-stage focus transmission is performed in the order of the far-distance focus 104 and the short-distance focus 102 for each ultrasonic beam direction 100 shown in FIG. 1, and this multi-stage focus transmission is performed. This is performed twice, and weighted addition is performed on the received signal obtained by the two transmissions.

図3は、2回の多段フォーカス送信を説明するための図である。1回目送波において、低周波パルスfLによる遠距離焦点への送波が行われた後に高周波パルスfHによる近距離焦点への送波が行われ、それらによる受信信号が取得される。さらに、同じ超音波ビーム方向に対して、2回目送波において、低周波パルスfLによる遠距離焦点への送波が行われた後に高周波パルスfHによる近距離焦点への送波が行われ、それらによる受信信号が取得される。 FIG. 3 is a diagram for explaining two times of multi-stage focus transmission. In the first transmission, the low-frequency pulse f L is transmitted to the long-distance focal point, and then the high-frequency pulse f H is transmitted to the short-distance focal point, and the received signal is acquired. Furthermore, for the same ultrasonic beam direction, in the second transmission, the low frequency pulse f L is transmitted to the far focus and then the high frequency pulse f H is transmitted to the short focus. The received signal is obtained.

2回の多段フォーカス送信において、低周波パルスfLおよび高周波パルスfHは、それぞれ、所定の重み付けが施される。図3では、1回目送波において低周波パルスfLおよび高周波パルスfHともに重み付け「1」が施され、2回目送波において低周波パルスfLには重み付け「0.707」が施されて高周波パルスfHには重み付け「0.5」が施されている。さらに、2回の送波で得られた受信信号に対しても重み付けが施され、重み付けされた受信信号が加算される。送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して所定の条件設定を行うことによって、重み付け加算された受信信号において、線形基本波成分および2次高調波成分をキャンセルして非線形基本波成分を抽出することができる。 In the multi-stage focus transmission twice, the low frequency pulse f L and the high frequency pulse f H are each given a predetermined weight. In FIG. 3, the low-frequency pulse f L and the high-frequency pulse f H are both weighted “1” in the first transmission, and the low-frequency pulse f L is weighted “0.707” in the second transmission. The high-frequency pulse f H is weighted “0.5”. Further, the received signals obtained by the two transmissions are also weighted, and the weighted received signals are added. By setting predetermined conditions for the transmission weight value and the reception weight value, the nonlinear fundamental wave component is extracted by canceling the linear fundamental wave component and the second harmonic component in the weighted addition received signal. be able to.

図4は、2回の多段フォーカス送信に利用される送信信号および受信信号に対する重み付け処理を説明するための図であり、図4には送信信号の発生から受信信号に対して重み付けを行うまでの処理が示されている。   FIG. 4 is a diagram for explaining a weighting process for a transmission signal and a reception signal used for two-stage multi-focus transmission. FIG. 4 shows a process from generation of a transmission signal to weighting for the reception signal. Processing is shown.

図4(I)は1回目の送受波処理を示している。fL1は1回目の多段フォーカス送信における遠距離焦点用の低周波パルスである。低周波パルスfL1には送信重み係数α3が掛けられ(S100)、重み付け処理が施された送信信号α3L1に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される(S102)。送受波の結果取得された受信信号RL1は、バンドパスフィルタBPFHおよびBPFLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される(S104およびS106)。BPFHはfH帯域114(図2)内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタであり、BPFLはfL帯域112(図2)内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタである。そして、BPFHの出力には受信重み係数β1が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RL1)が出力される(S108)。また、BPFLの出力には受信重み係数β3が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFL(RL1)が出力される(S110)。 FIG. 4I shows the first transmission / reception processing. f L1 is a low-frequency pulse for long-distance focus in the first multistage focus transmission. The low-frequency pulse f L1 is multiplied by a transmission weight coefficient α 3 (S100), and an ultrasonic wave corresponding to the transmission signal α 3 f L1 subjected to the weighting process is transmitted to obtain a reception signal (S102). . Received signal R L1 acquired as a result of transmission / reception is input to bandpass filters BPF H and BPF L and subjected to extraction processing of frequency components corresponding to the respective frequencies (S104 and S106). BPF H is a band-pass filter that extracts a received signal component in the f H band 114 (FIG. 2), and BPF L is a band-pass filter that extracts a received signal component in the f L band 112 (FIG. 2). Then, the output of BPF H is multiplied by the reception weight coefficient β 1 and the received signal BPF H (R L1 ) subjected to the weighting process is output (S108). Further, the output of BPF L is multiplied by the reception weight coefficient β 3 and the received signal BPF L (R L1 ) subjected to the weighting process is output (S110).

一方、fH1は1回目の多段フォーカス送信における近距離焦点用の高周波パルスである。高周波パルスfH1には送信重み係数α1が掛けられ(S100´)、重み付け処理が施された送信信号α1H1に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される(S102´)。送受波の結果取得された受信信号RH1は、バンドパスフィルタBPFHおよびBPFLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される(S104´およびS106´)。そして、BPFHの出力には受信重み係数β1が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RH1)が出力される(S108´)。また、BPFLの出力には受信重み係数β3が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFL(RH1)が出力される(S110´)。 On the other hand, f H1 is a high-frequency pulse for short-distance focus in the first multistage focus transmission. The high-frequency pulse f H1 is multiplied by a transmission weight coefficient α 1 (S100 ′), and an ultrasonic wave corresponding to the weighted transmission signal α 1 f H1 is transmitted to acquire a reception signal (S102 ′). ). Received signal R H1 acquired as a result of transmission / reception is input to bandpass filters BPF H and BPF L , and frequency component extraction processing corresponding to each frequency is performed (S104 ′ and S106 ′). Then, the output of BPF H is multiplied by the reception weight coefficient β 1 and the received signal BPF H (R H1 ) subjected to the weighting process is output (S108 ′). Further, the output of BPF L is multiplied by the reception weight coefficient β 3 and the received signal BPF L (R H1 ) subjected to the weighting process is output (S110 ′).

図4(II)は2回目の送受波処理を示している。fL2は2回目の多段フォーカス送信における遠距離焦点用の低周波パルスである。低周波パルスfL2には送信重み係数α4が掛けられ(S200)、重み付け処理が施された送信信号α4L2に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される(S202)。送受波の結果取得された受信信号RL2は、バンドパスフィルタBPFHおよびBPFLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される(S204およびS206)。そして、BPFHの出力には受信重み係数β2が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RL2)が出力される(S208)。また、BPFLの出力には受信重み係数β4が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFL(RL2)が出力される(S210)。 FIG. 4 (II) shows the second transmission / reception processing. f L2 is a low-frequency pulse for long-distance focus in the second multistage focus transmission. The low-frequency pulse f L2 is multiplied by a transmission weight coefficient α 4 (S200), and an ultrasonic wave corresponding to the weighted transmission signal α 4 f L2 is transmitted to obtain a reception signal (S202). . Received signal R L2 obtained as a result of transmission / reception is input to bandpass filters BPF H and BPF L , and frequency component extraction processing corresponding to each frequency is performed (S204 and S206). Then, the output of BPF H is multiplied by the reception weight coefficient β 2 and the received signal BPF H (R L2 ) subjected to the weighting process is output (S208). Further, the output of BPF L is multiplied by the reception weight coefficient β 4 and the received signal BPF L (R L2 ) subjected to the weighting process is output (S210).

一方、fH2は2回目の多段フォーカス送信における近距離焦点用の高周波パルスである。高周波パルスfH2には送信重み係数α2が掛けられ(S200´)、重み付け処理が施された送信信号α2H2に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される(S202´)。送受波の結果取得された受信信号RH2は、バンドパスフィルタBPFHおよびBPFLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される(S204´およびS206´)。そして、BPFHの出力には受信重み係数β2が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RH2)が出力される(S208´)。また、BPFLの出力には受信重み係数β4が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号BPFL(RH2)が出力される(S210´)。 On the other hand, f H2 is a high-frequency pulse for short-distance focus in the second multistage focus transmission. The high-frequency pulse f H2 is multiplied by a transmission weight coefficient α 2 (S200 ′), and an ultrasonic wave corresponding to the weighted transmission signal α 2 f H2 is transmitted to obtain a reception signal (S202 ′). ). The received signal R H2 acquired as a result of the transmission / reception wave is input to the band pass filters BPF H and BPF L and subjected to extraction processing of frequency components corresponding to the respective frequencies (S204 ′ and S206 ′). Then, the output of BPF H is multiplied by the reception weight coefficient β 2 and the received signal BPF H (R H2 ) subjected to the weighting process is output (S208 ′). Further, the output of BPF L is multiplied by the reception weight coefficient β 4, and the received signal BPF L (R H2 ) subjected to the weighting process is output (S210 ′).

図4(I)に示される1回目の送受波処理において、fL1=AcosθL、fH1=AcosθHとすると、受信信号BPFH(RL1)および受信信号BPFL(RL1)は以下のように算出される。なお、高周波パルスの中心周波数が低周波パルスの中心周波数のおよそ2倍、つまり、θH=2×θLの関係が成立しているものとする。 In the first transmission / reception processing shown in FIG. 4I, when f L1 = A cos θ L and f H1 = A cos θ H , the received signal BPF H (R L1 ) and the received signal BPF L (R L1 ) are Is calculated as follows. It is assumed that the center frequency of the high frequency pulse is approximately twice the center frequency of the low frequency pulse, that is, the relationship θ H = 2 × θ L is established.

遠距離焦点用の低周波パルスfL1には送信重み係数α3が掛けられるため、送信信号α3AcosθLに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号RL1は、n次の散乱係数(比例係数)をanとすると次式で示される。

Figure 0004373735
なお、4次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数3では4次以上の散乱係数を0としている。 Since the low-frequency pulse f L1 for far-distance focus is multiplied by the transmission weight coefficient α 3 , an ultrasonic wave corresponding to the transmission signal α 3 A cos θ L is transmitted. Received signal R L1 corresponding to this transmission signal, the n-th order scattering coefficient (proportional coefficient) and a n represented by the following formula.
Figure 0004373735
Since the scattering coefficient of the fourth order or higher is relatively small and can be ignored, the scattering coefficient of the fourth order or higher is set to 0 in Equation 3.

数3に示される受信信号RL1は、BPFHにおいてfH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号RL1の2次高調波成分が抽出される。つまり、BPFHはfH帯域内の信号を抽出するバンドパスフィルタであり、また、θH=2×θLの関係を満たしていることから、受信信号RL1の2次高調波成分がfH帯域内に現れるためである。また、BPFLにおいて受信信号RL1から線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。したがって、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RL1)およびBPFL(RL1)はそれぞれ次式のようになる。

Figure 0004373735
As for the received signal R L1 shown in Equation 3, components in the f H band are extracted from the BPF H. As a result, the second harmonic component of the received signal R L1 is extracted. That is, BPF H is a band-pass filter that extracts a signal in the f H band and satisfies the relationship θ H = 2 × θ L , so that the second harmonic component of the received signal R L1 is f. This is because it appears in the H band. Further, a linear fundamental wave component and a nonlinear fundamental wave component are extracted from the received signal R L1 in BPF L. Therefore, the received signals BPF H (R L1 ) and BPF L (R L1 ) that have been subjected to the weighting process are respectively expressed by the following equations.
Figure 0004373735

一方、近距離焦点用の高周波パルスfH1には送信重み係数α1が掛けられるため、送信信号α1AcosθHに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号RH1は、n次の散乱係数(比例係数)をanとすると次式で示される。

Figure 0004373735
なお、4次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数5では4次以上の散乱係数を0としている。 On the other hand, since the transmission weight coefficient α 1 is multiplied by the short-distance focus high-frequency pulse f H1 , an ultrasonic wave corresponding to the transmission signal α 1 A cos θ H is transmitted. Received signal R H1 corresponding to the transmission signal, the n-th order scattering coefficient (proportional coefficient) and a n represented by the following formula.
Figure 0004373735
Since the scattering coefficient of the fourth order or higher is relatively small and can be ignored, the scattering coefficient of the fourth order or higher is set to 0 in Equation 5.

数5に示される受信信号RH1は、BPFHにおいてfH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号RH1の線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。また、受信信号RH1にはfL帯域内の周波数成分が存在しないためBPFLの出力は0となる。したがって、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RH1)およびBPFL(RH1)はそれぞれ次式のようになる。

Figure 0004373735
このように、1回目の送受波によって、数4および数6に示される受信信号が得られる。 From the received signal R H1 shown in Equation 5, the component in the f H band is extracted from the BPF H. As a result, the linear fundamental wave component and the nonlinear fundamental wave component of the received signal R H1 are extracted. Further, since there is no frequency component in the f L band in the received signal R H1 , the output of BPF L is zero. Therefore, the received signals BPF H (R H1 ) and BPF L (R H1 ) that have been subjected to the weighting process are respectively expressed by the following equations.
Figure 0004373735
Thus, the received signals shown in Equations 4 and 6 are obtained by the first transmission / reception wave.

次に、図4(II)に示される2回目の送受波処理において、fL2=AcosθL、fH2=AcosθHとすると、受信信号BPFH(RL2)および受信信号BPFL(RL2)は以下のように算出される。なお、高周波パルスの中心周波数が低周波パルスの中心周波数のおよそ2倍、つまり、θH=2×θLの関係が成立しているものとする。 Next, in the second transmission / reception processing shown in FIG. 4 (II), if f L2 = A cos θ L and f H2 = A cos θ H , the reception signal BPF H (R L2 ) and the reception signal BPF L (R L2 ) Is calculated as follows. It is assumed that the center frequency of the high frequency pulse is approximately twice the center frequency of the low frequency pulse, that is, the relationship θ H = 2 × θ L is established.

遠距離焦点用の低周波パルスfL2には送信重み係数α4が掛けられるため、送信信号α4AcosθLに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号RL2は、n次の散乱係数(比例係数)をanとすると次式で示される。

Figure 0004373735
なお、4次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数7では4次以上の散乱係数を0としている。 Since the low-frequency pulse f L2 for far-distance focus is multiplied by the transmission weight coefficient α 4 , an ultrasonic wave corresponding to the transmission signal α 4 A cos θ L is transmitted. Received signal R L2 corresponding to the transmission signal, the n-th order scattering coefficient (proportional coefficient) and a n represented by the following formula.
Figure 0004373735
Since the scattering coefficient of the fourth order or higher is relatively small and can be ignored, the scattering coefficient of the fourth order or higher is set to 0 in Equation 7.

数7に示される受信信号RL2は、BPFHにおいてfH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号RL2の2次高調波成分が抽出される。つまり、BPFHはfH帯域内の信号を抽出するバンドパスフィルタであり、また、θH=2×θLの関係を満たしていることから、受信信号RL2の2次高調波成分がfH帯域内に現れるためである。また、受信信号RL2はBPFLにおいて線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。したがって、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RL2)およびBPFL(RL2)はそれぞれ次式のようになる。

Figure 0004373735
As for the received signal R L2 shown in Expression 7, components in the f H band are extracted from the BPF H. As a result, the second harmonic component of the received signal R L2 is extracted. That is, BPF H is a band-pass filter that extracts a signal in the f H band and satisfies the relationship θ H = 2 × θ L , so that the second harmonic component of the received signal R L2 is f. This is because it appears in the H band. Further, a linear fundamental wave component and a nonlinear fundamental wave component are extracted from the reception signal R L2 at BPF L. Therefore, the received signals BPF H (R L2 ) and BPF L (R L2 ) that have been subjected to the weighting process are respectively expressed by the following equations.
Figure 0004373735

一方、近距離焦点用の高周波パルスfH2には送信重み係数α2が掛けられるため、送信信号α2AcosθHに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号RH2は、n次の散乱係数(比例係数)をanとすると次式で示される。

Figure 0004373735
なお、4次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数9では4次以上の散乱係数を0としている。 On the other hand, since the transmission weight coefficient α 2 is multiplied by the short-distance focus high-frequency pulse f H2 , an ultrasonic wave corresponding to the transmission signal α 2 A cos θ H is transmitted. The received signal R H2 corresponding to the transmission signal, shown n the following scattering coefficient (proportional coefficient) by the following equation When a n.
Figure 0004373735
Since the scattering coefficient of the fourth order or higher is relatively small and can be ignored, the scattering coefficient of the fourth order or higher is set to 0 in Equation 9.

数9に示される受信信号RH2は、BPFHにおいてfH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号RH2の線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。また、受信信号RH2にはfL帯域内の周波数成分が存在しないためBPFLの出力は0となる。したがって、重み付け処理が施された受信信号BPFH(RH2)およびBPFL(RH2)はそれぞれ次式のようになる。

Figure 0004373735
このように、2回目の送受波によって、数8および数10に示される信号が得られる。 From the received signal R H2 shown in Equation 9, the component in the f H band is extracted from the BPF H. As a result, the linear fundamental wave component and the nonlinear fundamental wave component of the received signal R H2 are extracted. Further, since there is no frequency component in the f L band in the received signal R H2 , the output of BPF L is 0. Therefore, the received signals BPF H (R H2 ) and BPF L (R H2 ) that have been subjected to the weighting process are respectively expressed by the following equations.
Figure 0004373735
In this way, the signals shown in Equations 8 and 10 are obtained by the second transmission / reception wave.

数4、数6、数8および数10に示した重み付け処理後の受信信号をfH帯域およびfL帯域それぞれについて成分ごとにまとめると表1のようになる。

Figure 0004373735
Table 1 summarizes the received signals after the weighting processing shown in Equations 4, 6, 8, and 10 for each component in the f H band and the f L band.
Figure 0004373735

本実施形態では、1回目の送受波で得られた受信信号と2回目の送受波で得られた受信信号とを加算して、fH帯域およびfL帯域ともに非線形基本波成分を抽出する。fH帯域には非線形基本波成分の他に線形基本波成分および2次高調波成分が存在している。1回目の受信信号と2回目の受信信号とを加算すると、fH帯域における線形基本波成分および2次高調波成分は各々次式のようになる。

Figure 0004373735
つまり、これらの加算結果が0となれば、線形基本波成分および2次高調波成分がキャンセルされて非線形基本波成分のみが残ることになる。その条件を満たす重み係数は次式の関係を満たすことになる。
Figure 0004373735
In the present embodiment, the reception signal obtained by the first transmission / reception wave and the reception signal obtained by the second transmission / reception wave are added to extract a nonlinear fundamental wave component in both the f H band and the f L band. In the f H band, in addition to the nonlinear fundamental wave component, a linear fundamental wave component and a second harmonic component exist. When the first received signal and the second received signal are added, the linear fundamental wave component and the second harmonic component in the f H band are expressed by the following equations, respectively.
Figure 0004373735
That is, if these addition results are 0, the linear fundamental wave component and the second harmonic component are canceled and only the nonlinear fundamental wave component remains. The weighting coefficient that satisfies the condition satisfies the relationship of the following equation.
Figure 0004373735

一方、fL帯域には非線形基本波成分の他に線形基本波成分が存在している。1回目の受信信号と2回目の受信信号とを加算すると、fL帯域における線形基本波成分は次式のようになる。

Figure 0004373735
つまり、この加算結果が0となれば、線形基本波成分がキャンセルされて非線形基本波成分のみが残ることになり、その条件を満たす重み係数は次式の関係を満たすことになる。
Figure 0004373735
On the other hand, a linear fundamental wave component exists in the f L band in addition to the nonlinear fundamental wave component. When the first received signal and the second received signal are added, the linear fundamental wave component in the f L band is expressed by the following equation.
Figure 0004373735
That is, when this addition result is 0, the linear fundamental wave component is canceled and only the nonlinear fundamental wave component remains, and the weighting coefficient that satisfies the condition satisfies the relationship of the following equation.
Figure 0004373735

以上のことから、fH帯域およびfL帯域ともに非線形基本波成分のみを残すための条件をまとめると次式のようになる。

Figure 0004373735
つまり、送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して、数15の条件設定を行うことによって、重み付け加算された受信信号において、線形基本波成分および2次高調波成分をキャンセルして非線形基本波成分を抽出することができる。なお、数15の条件式を満足する重み付け値の具体例を表2に示す。
Figure 0004373735
From the above, the conditions for leaving only the nonlinear fundamental wave component in both the f H band and the f L band are summarized as follows.
Figure 0004373735
That is, by setting the condition of Equation 15 for the transmission weight value and the reception weight value, the linear fundamental wave component and the second harmonic component are canceled in the weighted addition received signal, and the nonlinear fundamental wave is cancelled. Ingredients can be extracted. Table 2 shows specific examples of weighting values that satisfy the conditional expression (15).
Figure 0004373735

以上、2回の多段フォーカス送信に利用される送信信号および受信信号に対する重み付け処理を説明した。次に、本実施形態の超音波診断装置の構成を説明する。   In the above, the weighting process with respect to the transmission signal and reception signal used for two multistage focus transmission was demonstrated. Next, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment will be described.

図5は、本実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図5に示す超音波診断装置は、各超音波ビーム方向ごとに、近距離焦点および遠距離焦点の2つの深さ(焦点距離)に対する多段フォーカス送信を2回実行して受信信号を取得する。   FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment. The ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 5 acquires a reception signal by executing multi-stage focus transmission twice for two depths (focal lengths) of the short distance focus and the long distance focus for each ultrasonic beam direction.

送信パルスfH発生器10は近距離焦点用の高周波パルスfHを発生する回路であり、1回目の多段フォーカス送信では高周波パルスfHに送信重み付け値α1を掛けて出力し、2回目の多段フォーカス送信では高周波パルスfHに送信重み付け値α2を掛けて出力する。また、送信パルスfL発生器12は遠距離焦点用の低周波パルスfLを発生する回路であり、1回目の多段フォーカス送信では低周波パルスfLに送信重み付け値α3を掛けて出力し、2回目の多段フォーカス送信では低周波パルスfLに送信重み付け値α4を掛けて出力する。なお、送信重み付け値α1,α2,α3,α4の値は、数15を満たすように設定され、例えば、表2に示される値に設定される。 The transmission pulse f H generator 10 is a circuit that generates a high-frequency pulse f H for short-distance focus. In the first multi-stage focus transmission, the high-frequency pulse f H is multiplied by a transmission weight value α 1 and output, and then the second time. In multi-stage focus transmission, the high-frequency pulse f H is multiplied by a transmission weight value α 2 and output. The transmission pulse f L generator 12 is a circuit that generates a low-frequency pulse f L for long-distance focusing. In the first multistage focus transmission, the low-frequency pulse f L is multiplied by a transmission weight value α 3 and output. In the second multistage focus transmission, the low frequency pulse f L is multiplied by the transmission weighting value α 4 and output. Note that the transmission weight values α 1 , α 2 , α 3 , and α 4 are set so as to satisfy Formula 15, for example, set to the values shown in Table 2.

送信遅延回路14は、探触子18に含まれる複数の振動子の各々に対応する駆動信号を出力する回路であり、各駆動信号には対応する振動子に応じた遅延処理が施される。送信遅延回路14は、各駆動信号に対する遅延量を制御して、探触子18から出力される送信ビームのビーム方向や焦点距離を変更する。送信遅延回路14から出力される各駆動信号は送波ドライバ16で増幅されて探触子18に供給される。そして、探触子18は送波ドライバ16から出力される各駆動信号に応じた超音波を送波し、生体内からのエコーを取得して受信信号を出力する。   The transmission delay circuit 14 is a circuit that outputs a drive signal corresponding to each of the plurality of transducers included in the probe 18, and each drive signal is subjected to a delay process corresponding to the corresponding transducer. The transmission delay circuit 14 controls the amount of delay for each drive signal, and changes the beam direction and focal length of the transmission beam output from the probe 18. Each drive signal output from the transmission delay circuit 14 is amplified by the transmission driver 16 and supplied to the probe 18. The probe 18 transmits an ultrasonic wave corresponding to each drive signal output from the transmission driver 16, acquires an echo from the living body, and outputs a reception signal.

2回の多段フォーカス送信の各回ごとの近距離焦点および遠距離焦点への送波は、高周波パルスfHと低周波パルスfLが重ならないように時間差を設けて実行される。これは次の理由による。 The transmission to the short-distance focus and the long-distance focus for each multi-stage focus transmission is performed with a time difference so that the high-frequency pulse f H and the low-frequency pulse f L do not overlap. This is due to the following reason.

高周波パルスfHと低周波パルスfLをそれぞれfH=AHcosθH、fL=ALcosθLとすると、高周波パルスfHと低周波パルスfLが同時に送波されて重ねられた送信信号TはT=AHcosθH+ALcosθLとなる。数2を利用して説明したように、非線形散乱の結果、受信信号には送信信号Tのn乗の項が含まれる。例えば、2乗の項(n=2)を考えると、T2は次式のように計算される。

Figure 0004373735
数16に示すように、cosθHcosθLの相関項から、cos(θH+θL)とcos(θH−θL)の角周波数成分が発生する。つまり、高周波パルスfHと低周波パルスfLが重ねられて送波されると、非線形散乱によって、非線形基本波成分や高調波成分の他に送信周波数の和成分や差成分が発生してしまう。なお、n=3の場合はcosθH 2cosθLなどの相関項も発生する。そのため、本実施形態では、相関の散乱波が音場において0に近くなるように、高周波パルスfHと低周波パルスfLに時間差を設けて送波し、相関項の発生を抑えている。この時間差は画像合成回路42において補正される。 RF pulses f H and a low frequency pulse f L respectively f H = A H cosθ H, When f L = A L cosθ L, transmits the high frequency pulses f H and a low frequency pulse f L are stacked are transmitting at the same time signal T becomes T = a H cosθ H + a L cosθ L. As described using Equation 2, as a result of nonlinear scattering, the received signal includes the n-th term of the transmission signal T. For example, considering a square term (n = 2), T 2 is calculated as follows:
Figure 0004373735
As shown in several 16, cos [theta] from the correlation section H cos [theta] L, the angular frequency component of the cos (θ H + θ L) and cos (θ HL) is generated. That is, when the high-frequency pulse f H and the low-frequency pulse f L are superimposed and transmitted, non-linear scattering generates a sum component or difference component of the transmission frequency in addition to the non-linear fundamental wave component and the harmonic component. . When n = 3, a correlation term such as cos θ H 2 cos θ L is also generated. Therefore, in this embodiment, the high-frequency pulse f H and the low-frequency pulse f L are transmitted with a time difference so that the correlation scattered wave is close to 0 in the sound field, thereby suppressing the generation of the correlation term. This time difference is corrected in the image composition circuit 42.

探触子18から出力される各振動子ごとの受信信号は、受信増幅器22において増幅されて受信整相加算回路24に供給される。受信整相加算回路24は各振動子ごとに得られた複数の受信信号に対して整相加算処理を実行する。そして、整相加算処理された受信信号はバンドパスフィルタBPFH26およびBPFL28に供給される。BPFHはfH帯域114(図2)内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタであり、BPFLはfL帯域112(図2)内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタである。 The reception signal for each transducer output from the probe 18 is amplified by the reception amplifier 22 and supplied to the reception phasing addition circuit 24. The reception phasing addition circuit 24 performs phasing addition processing on a plurality of reception signals obtained for each transducer. The received signal subjected to the phasing addition processing is supplied to the bandpass filters BPF H 26 and BPF L 28. BPF H is a band-pass filter that extracts a received signal component in the f H band 114 (FIG. 2), and BPF L is a band-pass filter that extracts a received signal component in the f L band 112 (FIG. 2).

ラインバッファ30,32は、1ライン分の遅延バッファとして機能する。つまり、2回の多段フォーカス送信における1回目の送波による受信信号は、ラインバッファ30またはラインバッファ32に格納され、2回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ30またはラインバッファ32に格納された1回目の送波による受信信号が重み付け加算回路34または重み付け加算回路36に供給され、一方、2回目の送波による受信信号は、バンドパスフィルタBPFH26またはBPFL28から直接重み付け加算回路34または重み付け加算回路36に供給される。 The line buffers 30 and 32 function as a delay buffer for one line. That is, the reception signal by the first transmission in the two multi-stage focus transmissions is stored in the line buffer 30 or the line buffer 32, and when the reception signal is acquired by the second transmission, the line buffer 30 or the line buffer The reception signal by the first transmission stored in 32 is supplied to the weighting addition circuit 34 or the weighting addition circuit 36, while the reception signal by the second transmission is sent from the bandpass filter BPF H 26 or BPF L 28. Directly supplied to the weighted addition circuit 34 or the weighted addition circuit 36.

重み付け加算回路34は、BPFH26からラインバッファ30を経由して供給される1回目の受信信号に対して受信重み付け値β1を掛け、BPFH26から直接供給される2回目の受信信号に対して受信重み付け値β2を掛けて、1回目および2回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器38に供給する。一方、重み付け加算回路36は、BPFL28からラインバッファ32を経由して供給される1回目の受信信号に対して受信重み付け値β3を掛け、BPFL28から直接供給される2回目の受信信号に対して受信重み付け値β4を掛けて、1回目および2回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器40に供給する。重み付け加算された受信信号は検波器38,40において包絡検波される。なお、受信重み付け値β1,β2,β3,β4の値は、数15を満たすように設定され、例えば、表2に示される値に設定される。この結果、図4を利用して説明したように、線形基本波成分および2次高調波成分がキャンセルされて非線形基本波成分が抽出される。そして、画像合成回路42は、fH帯域およびfL帯域それぞれの非線形基本波成分を多段合成して画像データを生成し、表示器44は、画像データに基づいて超音波画像を表示する。 The weighted addition circuit 34 multiplies the first received signal supplied from the BPF H 26 via the line buffer 30 by the reception weight value β 1 , and applies the second received signal directly supplied from the BPF H 26 to the second received signal. The received weight value β 2 is multiplied by the weighted addition for the first and second received signals and supplied to the detector 38. On the other hand, the weighted addition circuit 36 multiplies the first received signal supplied from the BPF L 28 via the line buffer 32 by the reception weighting value β 3, and receives the second received signal directly supplied from the BPF L 28. The signal is multiplied by the reception weight value β 4 , weighted addition is performed on the first and second received signals, and the result is supplied to the detector 40. The received signals subjected to the weighted addition are subjected to envelope detection in the detectors 38 and 40. Note that the values of the reception weight values β 1 , β 2 , β 3 , and β 4 are set so as to satisfy Formula 15, and are set to the values shown in Table 2, for example. As a result, as described with reference to FIG. 4, the linear fundamental wave component and the second harmonic component are canceled and the nonlinear fundamental wave component is extracted. Then, the image synthesis circuit 42 generates image data by multistage synthesis of the nonlinear fundamental wave components of the f H band and the f L band, and the display unit 44 displays an ultrasonic image based on the image data.

本実施形態は、例えば、超音波造影剤を用いた血流の映像化などに好適である。つまり、非線形散乱特性を利用しているため、線形散乱成分のみでは周囲組織からのエコーに埋もれてしまう微小な血流の映像化が可能になる。また、非線形基本波成分を利用しているため、送受波共に基本波帯域にて行うことができ、狭帯域の探触子を利用することができる。   This embodiment is suitable for, for example, visualization of blood flow using an ultrasound contrast agent. In other words, since nonlinear scattering characteristics are used, it is possible to visualize a minute blood flow that is buried in echoes from surrounding tissues with only a linear scattering component. Further, since the nonlinear fundamental wave component is used, both transmission and reception can be performed in the fundamental wave band, and a narrow-band probe can be used.

本実施形態において、送波音圧(音場)が均一になるように、送信ビームに応じた送信条件、例えば、送信ゲイン、開口、窓関数などを設定することも可能である。   In the present embodiment, it is also possible to set transmission conditions such as transmission gain, aperture, window function, etc. according to the transmission beam so that the transmitted sound pressure (sound field) is uniform.

図6は、偏向角度と送波音圧の関係を説明するための図であり、図6(a)には、偏向角度による送波音圧の変化の様子が示されている。電子偏向(セクタ)探触子の走査では、走査の偏向角度φつまり送信ビームの偏向角度φが大きくなるに従って送波の音圧が低くなる(例えば数dB低下する)。ここで、偏向角度φとは探触子の振動子面の法線と送信ビームとの間の角度である。また、同じ偏向角度φであっても、送波周波数が高いほど音圧低下の程度が大きくなる。さらに、偏向角度φによる変化以外にも、例えば、焦点距離によっても音圧低下の程度が変化する。このような送波音圧の変化の程度を予め実験やシミュレーションで把握しておき、変化を相殺するように送信条件を設定する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the deflection angle and the transmitted sound pressure, and FIG. 6A shows how the transmitted sound pressure changes depending on the deflection angle. In the scanning of the electron deflection (sector) probe, the sound pressure of the transmitted wave decreases (for example, decreases by several dB) as the scanning deflection angle φ, that is, the deflection angle φ of the transmission beam increases. Here, the deflection angle φ is an angle between the normal line of the transducer surface of the probe and the transmission beam. Further, even if the deflection angle φ is the same, the higher the transmission frequency, the greater the degree of sound pressure reduction. In addition to the change due to the deflection angle φ, for example, the degree of decrease in sound pressure also changes depending on the focal length. The degree of such a change in the transmitted sound pressure is known in advance through experiments and simulations, and the transmission conditions are set so as to cancel the change.

図6(b)には、偏向角度φに応じた送波音圧の補正量が示されている。つまり、図6(a)に示される送波音圧の変化を相殺して、送波音圧を走査面内で均一にするための補正量が示されている。   FIG. 6B shows the correction amount of the transmitted sound pressure corresponding to the deflection angle φ. That is, the correction amount for canceling the change in the transmitted sound pressure shown in FIG. 6A and making the transmitted sound pressure uniform in the scanning plane is shown.

図5の音圧補正回路50は、送波音圧に対して補正を施す回路である。音圧補正回路50は、近距離焦点および遠距離焦点の各々に対応した補正のための関数gH(φ),gL(φ)を利用して、各送信フォーカス点ごとに送信ゲインの補正を行う。ここで、関数gH(φ),gL(φ)は、例えば、図6(b)に示される関数とする。送波ドライバ16は、音圧補正回路50から出力される関数gH(φ),gL(φ)に基づいて、偏向角度φに応じた補正量で、各送信フォーカス点ごとに送信ゲインの補正を行う。この結果、送波音圧が均一になり、超音波画像の画像面内に亘って均質な画像が実現される。 The sound pressure correction circuit 50 in FIG. 5 is a circuit that corrects the transmitted sound pressure. The sound pressure correction circuit 50 corrects the transmission gain for each transmission focus point by using the functions g H (φ) and g L (φ) for correction corresponding to each of the short distance focus and the long distance focus. I do. Here, the functions g H (φ) and g L (φ) are, for example, functions shown in FIG. Based on the functions g H (φ) and g L (φ) output from the sound pressure correction circuit 50, the transmission driver 16 adjusts the transmission gain for each transmission focus point with a correction amount corresponding to the deflection angle φ. Make corrections. As a result, the transmitted sound pressure becomes uniform, and a uniform image is realized over the image plane of the ultrasonic image.

なお、送信ゲインの補正は、送信パルスfH発生器10および送信パルスfL発生器12における送信重み付け値α1,α2,α3,α4に対して行われてもよい。つまり、送信パルスfH発生器10および送信パルスfL発生器12は、関数gH(φ),gL(φ)に基づいて、偏向角度φに応じた送信重み付け値gHα1,gHα2,gLα3,gLα4を設定してもよい。 The transmission gain may be corrected for the transmission weight values α 1 , α 2 , α 3 , α 4 in the transmission pulse f H generator 10 and the transmission pulse f L generator 12. That is, the transmission pulse f H generator 10 and the transmission pulse f L generator 12 transmit the transmission weight values g H α 1 , g according to the deflection angle φ based on the functions g H (φ), g L (φ). H α 2 , g L α 3 , and g L α 4 may be set.

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は2回の多段フォーカス送信に限定されるものではない。また、各送信フォーカス点ごとにN回(Nは2以上の整数)の送波を行うように拡張することも可能である。N回の多段フォーカス送信に拡張するため、近距離焦点へのN回目の送波における送信重み付け値をαHN(α1およびα2の一般化)とし、遠距離焦点へのN回目の送波における送信重み付け値をαLN(α3およびα4の一般化)とする。また、N回目の送波によるBPFHからの出力に対する受信重み値をβHN(β1およびβ2の一般化)とし、N回目の送波によるBPFLからの出力に対する受信重み値をβLN(β3およびβ4の一般化)とする。そして、数3から数10を利用した計算手法に則って、N回目の送波に対応した、重み付け処理後の受信信号を算出し、算出結果をfH帯域およびfL帯域の各成分に分別すると、表1を一般化した表3が得られる。

Figure 0004373735
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to two multistage focus transmissions. Further, it is possible to extend the transmission so that transmission is performed N times (N is an integer of 2 or more) for each transmission focus point. In order to expand to N multi-stage focus transmission, the transmission weight value in the Nth transmission to the near focus is α HN (generalization of α 1 and α 2 ), and the Nth transmission to the far focus. Let α LN (generalization of α 3 and α 4 ) be the transmission weight value in. The reception weight value for the output from the BPF H by the Nth transmission is β HN (generalization of β 1 and β 2 ), and the reception weight value for the output from the BPF L by the Nth transmission is β LN (Generalization of β 3 and β 4 ). Then, in accordance with the calculation method using Equations 3 to 10, the received signal after weighting processing corresponding to the Nth transmission is calculated, and the calculation result is classified into each component of the f H band and the f L band. Then, Table 3 which generalized Table 1 is obtained.
Figure 0004373735

各回で得られた受信信号を加算してfH帯域およびfL帯域ともに非線形基本波成分を抽出するための条件式は、数15を一般化して次式のようになる。

Figure 0004373735
つまり、N回の多段フォーカス送信における送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して、数17の条件設定を行うことによって、重み付け加算された受信信号において、線形基本波成分および2次高調波成分をキャンセルして非線形基本波成分を抽出することができる。 A conditional expression for extracting nonlinear fundamental wave components in both the f H band and the f L band by adding the received signals obtained in each round is generalized as shown in the following expression.
Figure 0004373735
That is, by setting the condition of Equation 17 for the transmission weight value and the reception weight value in N multi-stage focus transmissions, the linear fundamental wave component and the second harmonic component in the weighted received signal are set. Can be canceled to extract a nonlinear fundamental wave component.

図7は、3回の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図7の超音波診断装置は図5のものを3回の多段フォーカス送信に拡張したものであり、図5に示した部分と類似の動作を行う部分は、図5と同じ符号で示されている。以下、図5に示す超音波診断装置と異なる部分を中心に説明する。   FIG. 7 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus that performs three-stage multi-focus transmission. The ultrasonic diagnostic apparatus in FIG. 7 is obtained by extending the one in FIG. 5 to three-stage multi-focus transmission, and parts that perform operations similar to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals as in FIG. Yes. In the following, the description will focus on the differences from the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG.

送信パルスfH発生器10´は近距離焦点用の高周波パルスfHを発生する回路であり、1回目の多段フォーカス送信では高周波パルスfHに送信重み付け値αH1を掛けて出力し、2回目の多段フォーカス送信では高周波パルスfHに送信重み付け値αH2を掛けて出力し、さらに、3回目の多段フォーカス送信では高周波パルスfHに送信重み付け値αH3を掛けて出力する。また、送信パルスfL発生器12´は遠距離焦点用の低周波パルスfLを発生する回路であり、1回目の多段フォーカス送信では低周波パルスfLに送信重み付け値αL1を掛けて出力し、2回目の多段フォーカス送信では低周波パルスfLに送信重み付け値αL2を掛けて出力し、さらに、3回目の多段フォーカス送信では低周波パルスfLに送信重み付け値αL2を掛けて出力する。 Transmission pulse f H generator 10 'is a circuit that generates a high-frequency pulses f H for short distance focus, and outputs multiplied by the high frequency pulse f transmit weighting values to H alpha H1 in first multi-stage focusing transmission, second In the multi-stage focus transmission, the high-frequency pulse f H is multiplied by the transmission weight value α H2 and output, and in the third multi-stage focus transmission, the high-frequency pulse f H is multiplied by the transmission weight value α H3 and output. The transmission pulse f L generator 12 ′ is a circuit that generates a low-frequency pulse f L for long-distance focusing. In the first multistage focus transmission, the low-frequency pulse f L is multiplied by a transmission weight value α L1 and output. In the second multistage focus transmission, the low frequency pulse f L is output with the transmission weight value α L2 , and in the third multistage focus transmission, the low frequency pulse f L is output with the transmission weight value α L2. To do.

そして、図5に示す超音波診断装置と同様な動作により、送信遅延回路14、送波ドライバ16を介して探触子18に対して駆動信号が供給され、探触子18が取得した受信信号は、受信増幅器22および受信整相加算回路24において所定の処理が施された後、バンドパスフィルタBPFH26およびBPFL28を通過する。 A drive signal is supplied to the probe 18 via the transmission delay circuit 14 and the transmission driver 16 by the same operation as the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 5, and the received signal acquired by the probe 18. Is subjected to predetermined processing in the reception amplifier 22 and the reception phasing addition circuit 24 and then passes through the band-pass filters BPF H 26 and BPF L 28.

ラインバッファ30a,30b,30cの各々は、1ライン分の遅延バッファとして機能する。つまり、BPFH26から出力される1回目の送波による受信信号は、ラインバッファ30aに格納され、2回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ30aに格納された1回目の送波による受信信号がラインバッファ30bに格納され、また、2回目の送波による受信信号がラインバッファ30cに格納される。そして、3回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ30bに格納された1回目の送波による受信信号、ラインバッファ30cに格納された2回目の送波による受信信号、および、BPFH26から出力される3回目の送波による受信信号が重み付け加算回路34´に供給される。 Each of the line buffers 30a, 30b, and 30c functions as a delay buffer for one line. That is, the received signal by the first transmission output from the BPF H 26 is stored in the line buffer 30a, and when the received signal is acquired by the second transmission, the first signal stored in the line buffer 30a is stored. A reception signal by the transmission is stored in the line buffer 30b, and a reception signal by the second transmission is stored in the line buffer 30c. When the reception signal is acquired by the third transmission, the reception signal by the first transmission stored in the line buffer 30b, the reception signal by the second transmission stored in the line buffer 30c, and A reception signal by the third transmission output from the BPF H 26 is supplied to the weighted addition circuit 34 ′.

重み付け加算回路34´は、ラインバッファ30bから供給される1回目の受信信号に対して受信重み付け値βH1を掛け、ラインバッファ30cから供給される2回目の受信信号に対して受信重み付け値βH2を掛け、BPFH26から直接供給される3回目の受信信号に対して受信重み付け値βH3を掛けて、1回目、2回目および3回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器38に供給する。 The weighting addition circuit 34 'multiplies the first received signal supplied from the line buffer 30b by the reception weight value βH1, and the second received signal supplied from the line buffer 30c receives the reception weight value βH2. The third received signal supplied directly from the BPF H 26 is multiplied by the reception weight value β H3 , and weighted addition is performed on the first, second and third received signals, and the detector 38 is added. To supply.

ラインバッファ32a,32b,32cの各々は、1ライン分の遅延バッファとして機能する。つまり、BPFL28から出力される1回目の送波による受信信号は、ラインバッファ32aに格納され、2回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ32aに格納された1回目の送波による受信信号がラインバッファ32bに格納され、また、2回目の送波による受信信号がラインバッファ32cに格納される。そして、3回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ32bに格納された1回目の送波による受信信号、ラインバッファ32cに格納された2回目の送波による受信信号、および、BPFL28から出力される3回目の送波による受信信号が重み付け加算回路36´に供給される。 Each of the line buffers 32a, 32b, and 32c functions as a delay buffer for one line. That is, the received signal by the first transmission output from the BPF L 28 is stored in the line buffer 32a, and when the received signal is acquired by the second transmission, the first signal stored in the line buffer 32a is stored. A reception signal by the transmission is stored in the line buffer 32b, and a reception signal by the second transmission is stored in the line buffer 32c. Then, when the reception signal is acquired by the third transmission, the reception signal by the first transmission stored in the line buffer 32b, the reception signal by the second transmission stored in the line buffer 32c, and A reception signal generated by the third transmission output from the BPF L 28 is supplied to the weighted addition circuit 36 ′.

重み付け加算回路36´は、ラインバッファ32bから供給される1回目の受信信号に対して受信重み付け値βL1を掛け、ラインバッファ32cから供給される2回目の受信信号に対して受信重み付け値βL2を掛け、BPFL28から直接供給される3回目の受信信号に対して受信重み付け値βL3を掛けて、1回目、2回目および3回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器40に供給する。重み付け加算された受信信号は検波器38,40において包絡検波される。 The weighting addition circuit 36 ′ multiplies the first received signal supplied from the line buffer 32b by the reception weight value β L1 and receives the second received signal supplied from the line buffer 32c to the reception weight value β L2. The third received signal directly supplied from the BPF L 28 is multiplied by the reception weight value β L3 , and the weighted addition is performed on the first, second, and third received signals, thereby detecting the detector 40. To supply. The received signals subjected to the weighted addition are subjected to envelope detection in the detectors 38 and 40.

なお、送信重み付け値αH1,αH2,αH3,αL1,αL2,αL3、および、受信重み付け値βH1,βH2,βH3,βL1,βL2,βL3は、数17の条件式を満たすように設定される。つまり、数17においてN=3とおいた場合の条件式を満足するように設定(例えば、表4に示される値に設定)され、その結果、重み付け加算によって非線形基本波成分が抽出される。そして、画像合成回路42は、fH帯域およびfL帯域それぞれの非線形基本波成分を多段合成して画像データを生成し、表示器44は、画像データに基づいて超音波画像を表示する。

Figure 0004373735
The transmission weight values α H1 , α H2 , α H3 , α L1 , α L2 , α L3 , and the reception weight values β H1 , β H2 , β H3 , β L1 , β L2 , β L3 are given by It is set to satisfy the conditional expression. That is, the condition is set so as to satisfy the conditional expression when N = 3 in Equation 17 (for example, set to the value shown in Table 4), and as a result, the nonlinear fundamental wave component is extracted by weighted addition. Then, the image synthesis circuit 42 generates image data by multistage synthesis of the nonlinear fundamental wave components of the f H band and the f L band, and the display unit 44 displays an ultrasonic image based on the image data.
Figure 0004373735

図7では、3回の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置の全体構成を示したが、4回以上の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置への拡張は容易であろう。つまり、送信パルスfH発生器10´、送信パルスfL発生器12´、ラインバッファ30a,30b,30c,32a,32b,32c、および、重み付け加算回路34´,36´を4回以上の送波に対応させて適宜修正を行えばよい。多段フォーカス送信の回数を重ねることによって、例えば、クラッターを低減することが可能になる。 Although FIG. 7 shows the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multi-stage focus transmission three times, it can be easily expanded to an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multi-stage focus transmission four or more times. That is, the transmission pulse f H generator 10 ′, the transmission pulse f L generator 12 ′, the line buffers 30a, 30b, 30c, 32a, 32b, and 32c, and the weighted addition circuits 34 ′ and 36 ′ are transmitted four or more times. What is necessary is just to modify suitably according to a wave. By increasing the number of multi-stage focus transmissions, for example, clutter can be reduced.

本発明の好適な実施形態による超音波の送受波を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the transmission / reception of the ultrasonic wave by suitable embodiment of this invention. 本実施形態の超音波診断装置によって送受波される超音波の周波数スペクトルの概略図である。It is the schematic of the frequency spectrum of the ultrasonic wave transmitted / received by the ultrasonic diagnosing device of this embodiment. 2回の多段フォーカス送信を説明するための図である。It is a figure for demonstrating two times multistage focus transmission. 本実施形態における重み付け処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the weighting process in this embodiment. 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。1 is a block diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 偏向角度と送波音圧の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a deflection angle and a transmitted sound pressure. 3回の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the ultrasound diagnosing device which performs 3 times multistage focus transmission.

符号の説明Explanation of symbols

10 送信パルスfH発生器、12 送信パルスfL発生器、34,36 重み付け加算回路、50 音圧補正回路。 10 transmission pulse f H generator, 12 transmission pulse f L generator, 34, 36 weighted addition circuit, 50 sound pressure correction circuit.

Claims (7)

多段フォーカス送信として、第1送信フォーカス点への送波および第2送信フォーカス点への送波を含む多段送波をN回(Nは2以上の整数)行う超音波診断装置において、In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multi-stage transmission N times (N is an integer of 2 or more) as multi-stage focus transmission, including transmission to the first transmission focus point and transmission to the second transmission focus point.
前記第2送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第1送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、A transmission signal generator for generating a low-band transmission signal in a low-frequency band corresponding to the second transmission focus point, and generating a high-band transmission signal in a high-frequency band corresponding to the first transmission focus point;
前記N回の多段送波における前記第1送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第1送信重み付け値セット{αA first transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the first transmission focus point in the N multistage transmissions. H1H1 ,α, Α H2H2 ,・・・,α, ..., α HNHN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第1送信処理手段と、}, A first transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記N回の多段送波における前記第2送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第2送信重み付け値セット{αA second transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the second transmission focus point in the N multistage transmissions. L1L1 ,α, Α L2L2 ,・・・,α, ..., α LNLN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第2送信処理手段と、}, A second transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記N回の多段送波の各々に対応してN回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、Using the high-frequency band-pass filter and the low-frequency band-pass filter, a received signal acquired N times corresponding to each of the N multistage transmissions is converted into a high-band received signal and A received signal sorting unit for sorting into low-band received signals;
N回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第1受信重み付け値セット{βA first reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the high-band reception signals acquired N times H1H1 ,β, Β H2H2 ,・・・,β, ..., β HNHN }を利用して、N回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第1受信処理手段と、}, A first reception processing means for performing reception weighting addition on the high-band reception signal acquired N times,
N回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第2受信重み付け値セット{βA second reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the low-band reception signals acquired N times L1L1 ,β, Β L2L2 ,・・・,β, ..., β LNLN }を利用して、N回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第2受信処理手段と、}, A second reception processing means for performing reception weighting addition on the low-band received signal acquired N times,
を有し、Have
前記第1送信重み付け値セット、前記第2送信重み付け値セット、前記第1受信重み付け値セットおよび前記第2受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たし、A set of weight values composed of the first transmission weight value set, the second transmission weight value set, the first reception weight value set, and the second reception weight value set is assigned to the high-band reception signal and the low-band reception signal. Satisfy the extraction conditions for extracting the predetermined signal components included,
前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる前記低帯域送信信号による2次高調波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、The extraction condition includes a condition for removing a second harmonic component due to the low-band transmission signal included in the high-band received signal, and a weight value included in the weight value set for the condition is ,
αα L1L1 22 ββ H1H1 +α+ Α L2L2 22 ββ H2H2 +α+ Α L3L3 22 ββ H3H3 +・・・+α+ ... + α LNLN 22 ββ HNHN =0、を満たす、= 0,
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
多段フォーカス送信として、第1送信フォーカス点への送波および第2送信フォーカス点への送波を含む多段送波をN回(Nは2以上の整数)行う超音波診断装置において、In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multi-stage transmission N times (N is an integer of 2 or more) as multi-stage focus transmission, including transmission to the first transmission focus point and transmission to the second transmission focus point.
前記第2送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第1送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、A transmission signal generator for generating a low-band transmission signal in a low-frequency band corresponding to the second transmission focus point, and generating a high-band transmission signal in a high-frequency band corresponding to the first transmission focus point;
前記N回の多段送波における前記第1送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第1送信重み付け値セット{αA first transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the first transmission focus point in the N multistage transmissions. H1H1 ,α, Α H2H2 ,・・・,α, ..., α HNHN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第1送信処理手段と、}, A first transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記N回の多段送波における前記第2送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第2送信重み付け値セット{αA second transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the second transmission focus point in the N multistage transmissions. L1L1 ,α, Α L2L2 ,・・・,α, ..., α LNLN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第2送信処理手段と、}, A second transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記N回の多段送波の各々に対応してN回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、Using the high-frequency band-pass filter and the low-frequency band-pass filter, a received signal acquired N times corresponding to each of the N multistage transmissions is converted into a high-band received signal and A received signal sorting unit for sorting into low-band received signals;
N回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第1受信重み付け値セット{βA first reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the high-band reception signals acquired N times H1H1 ,β, Β H2H2 ,・・・,β, ..., β HNHN }を利用して、N回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第1受信処理手段と、}, A first reception processing means for performing reception weighting addition on the high-band reception signal acquired N times,
N回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第2受信重み付け値セット{βA second reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the low-band reception signals acquired N times L1L1 ,β, Β L2L2 ,・・・,β, ..., β LNLN }を利用して、N回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第2受信処理手段と、}, A second reception processing means for performing reception weighting addition on the low-band received signal acquired N times,
を有し、Have
前記第1送信重み付け値セット、前記第2送信重み付け値セット、前記第1受信重み付け値セットおよび前記第2受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たし、A set of weight values composed of the first transmission weight value set, the second transmission weight value set, the first reception weight value set, and the second reception weight value set is assigned to the high-band reception signal and the low-band reception signal. Satisfy the extraction conditions for extracting the predetermined signal components included,
前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、The extraction condition includes a condition for removing a linear fundamental wave component included in the high-band received signal, and a weight value included in the weight value set for the condition is:
αα H1H1 ββ H1H1 +α+ Α H2H2 ββ H2H2 +α+ Α H3H3 ββ H3H3 +・・・+α+ ... + α HNHN ββ HNHN =0、を満たす、= 0,
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
多段フォーカス送信として、第1送信フォーカス点への送波および第2送信フォーカス点への送波を含む多段送波をN回(Nは2以上の整数)行う超音波診断装置において、In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multi-stage transmission N times (N is an integer of 2 or more) as multi-stage focus transmission, including transmission to the first transmission focus point and transmission to the second transmission focus point.
前記第2送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第1送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、A transmission signal generator for generating a low-band transmission signal in a low-frequency band corresponding to the second transmission focus point, and generating a high-band transmission signal in a high-frequency band corresponding to the first transmission focus point;
前記N回の多段送波における前記第1送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第1送信重み付け値セット{αA first transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the first transmission focus point in the N multistage transmissions. H1H1 ,α, Α H2H2 ,・・・,α, ..., α HNHN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第1送信処理手段と、}, A first transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記N回の多段送波における前記第2送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第2送信重み付け値セット{αA second transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the second transmission focus point in the N multistage transmissions. L1L1 ,α, Α L2L2 ,・・・,α, ..., α LNLN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第2送信処理手段と、}, A second transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記N回の多段送波の各々に対応してN回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、Using the high-frequency band-pass filter and the low-frequency band-pass filter, a received signal acquired N times corresponding to each of the N multistage transmissions is converted into a high-band received signal and A received signal sorting unit for sorting into low-band received signals;
N回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第1受信重み付け値セット{βA first reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the high-band reception signals acquired N times H1H1 ,β, Β H2H2 ,・・・,β, ..., β HNHN }を利用して、N回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第1受信処理手段と、}, A first reception processing means for performing reception weighting addition on the high-band reception signal acquired N times,
N回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第2受信重み付け値セット{βA second reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the low-band reception signals acquired N times L1L1 ,β, Β L2L2 ,・・・,β, ..., β LNLN }を利用して、N回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第2受信処理手段と、}, A second reception processing means for performing reception weighting addition on the low-band received signal acquired N times,
を有し、Have
前記第1送信重み付け値セット、前記第2送信重み付け値セット、前記第1受信重み付け値セットおよび前記第2受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たし、A set of weight values composed of the first transmission weight value set, the second transmission weight value set, the first reception weight value set, and the second reception weight value set is assigned to the high-band reception signal and the low-band reception signal. Satisfy the extraction conditions for extracting the predetermined signal components included,
前記抽出条件には、前記低帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、The extraction condition includes a condition for removing a linear fundamental wave component included in the low-band received signal, and a weighting value included in the weighting value set for the condition includes:
αα L1L1 ββ L1L1 +α+ Α L2L2 ββ L2L2 +α+ Α L3L3 ββ L3L3 +・・・+α+ ... + α LNLN ββ LNLN =0、を満たす、= 0,
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
多段フォーカス送信として、第1送信フォーカス点への送波および第2送信フォーカス点への送波を含む多段送波をN回(Nは2以上の整数)行う超音波診断装置において、In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs multi-stage transmission N times (N is an integer of 2 or more) as multi-stage focus transmission, including transmission to the first transmission focus point and transmission to the second transmission focus point.
前記第2送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第1送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、A transmission signal generator for generating a low-band transmission signal in a low-frequency band corresponding to the second transmission focus point, and generating a high-band transmission signal in a high-frequency band corresponding to the first transmission focus point;
前記N回の多段送波における前記第1送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第1送信重み付け値セット{αA first transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the first transmission focus point in the N multistage transmissions. H1H1 ,α, Α H2H2 ,・・・,α, ..., α HNHN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第1送信処理手段と、}, A first transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記N回の多段送波における前記第2送信フォーカス点へのN回の送波の各々に対応したN個の送信重み付け値からなる第2送信重み付け値セット{αA second transmission weight value set {α including N transmission weight values corresponding to each of N transmissions to the second transmission focus point in the N multistage transmissions. L1L1 ,α, Α L2L2 ,・・・,α, ..., α LNLN }を利用して、前記N回の多段送波に対して送信重み付けを行う第2送信処理手段と、}, A second transmission processing means for performing transmission weighting on the N multi-stage transmissions,
前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記N回の多段送波の各々に対応してN回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、Using the high-frequency band-pass filter and the low-frequency band-pass filter, a received signal acquired N times corresponding to each of the N multistage transmissions is converted into a high-band received signal and A received signal sorting unit for sorting into low-band received signals;
N回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第1受信重み付け値セット{βA first reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the high-band reception signals acquired N times H1H1 ,β, Β H2H2 ,・・・,β, ..., β HNHN }を利用して、N回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第1受信処理手段と、}, A first reception processing means for performing reception weighting addition on the high-band reception signal acquired N times,
N回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したN個の受信重み付け値からなる第2受信重み付け値セット{βA second reception weight value set {β including N reception weight values corresponding to each of the low-band reception signals acquired N times L1L1 ,β, Β L2L2 ,・・・,β, ..., β LNLN }を利用して、N回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第2受信処理手段と、}, A second reception processing means for performing reception weighting addition on the low-band received signal acquired N times,
を有し、Have
前記第1送信重み付け値セット、前記第2送信重み付け値セット、前記第1受信重み付け値セットおよび前記第2受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たし、A set of weight values composed of the first transmission weight value set, the second transmission weight value set, the first reception weight value set, and the second reception weight value set is assigned to the high-band reception signal and the low-band reception signal. Satisfy the extraction conditions for extracting the predetermined signal components included,
前記所定の信号成分は、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号の各々に含まれる非線形基本波成分であり、この非線形基本波成分を抽出するために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、The predetermined signal component is a nonlinear fundamental wave component included in each of the high-band received signal and the low-band received signal, and a weighting value included in the weighting value set is used to extract the nonlinear fundamental wave component. ,
αα L1L1 22 ββ H1H1 +α+ Α L2L2 22 ββ H2H2 +α+ Α L3L3 22 ββ H3H3 +・・・+α+ ... + α LNLN 22 ββ HNHN =0、且つ、= 0 and
αα H1H1 ββ H1H1 +α+ Α H2H2 ββ H2H2 +α+ Α H3H3 ββ H3H3 +・・・+α+ ... + α HNHN ββ HNHN =0、且つ、= 0 and
αα L1L1 ββ L1L1 +α+ Α L2L2 ββ L2L2 +α+ Α L3L3 ββ L3L3 +・・・+α+ ... + α LNLN ββ LNLN =0、を満たす、= 0,
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項1から4のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
前記N回の多段送波の各回ごとに前記第1送信フォーカス点への送波および前記第2送信フォーカス点への送波が時間差を設けて実行される、The transmission to the first transmission focus point and the transmission to the second transmission focus point are executed with a time difference for each of the N multistage transmissions.
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項1から5のいずれか1項に記載の超音波診断装置において、The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
超音波ビームの走査面内において送波音圧が均一となるように超音波ビームの偏向角度に応じた送信条件を設定する送波音圧均一手段をさらに有し、A transmission sound pressure uniform means for setting a transmission condition according to the deflection angle of the ultrasonic beam so that the transmission sound pressure is uniform in the scanning plane of the ultrasonic beam;
前記送波音圧均一手段は、前記偏向角度が大きくなるに従って送波音圧が高くなるように送信条件を設定する、The transmitted sound pressure uniform means sets the transmission conditions so that the transmitted sound pressure increases as the deflection angle increases.
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
請求項6に記載の超音波診断装置において、The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6,
前記送波音圧均一手段は、多段フォーカス送信の各送信フォーカス点ごとの補正関数g(φ)(φは偏向角度)を利用して、各送信フォーカス点ごとに送信重み付け値を補正して前記送信条件を設定する、The transmission sound pressure uniforming means corrects a transmission weight value for each transmission focus point by using a correction function g (φ) (φ is a deflection angle) for each transmission focus point of multistage focus transmission, and transmits the transmission. Set conditions,
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
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