JP4551908B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
図1に、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示している。11は、一次元または二次元的に配列された典型的には圧電効果を有する複数の振動素子(電気/音響変換素子)を備えた超音波プローブであり、図示しないコネクタを介して、ホストCPU14を中心として構成された装置本体12に装着される。なお、1つ又は近隣の数個の振動素子は、1つのチャンネルを構成している。ここでは1つ振動素子が1つのチャンネルを構成するものと仮定する。この超音波プローブ11の各振動素子には、パルサ/プリアンプユニット15から、基本周波数(f0)を中心として比較的狭帯域の送信信号(電圧パルス)が印加される。振動素子は、その電気的な振動を機械的な振動に変換する。これにより振動素子から基本周波数f0を中心として超音波が発生する。パルサ/プリアンプユニット15は、送信信号の印加タイミングに関して、チャンネル間で時間差を与える。この時間差(遅延時間)は、複数の振動素子から発生した超音波を集束するとともに、その集束超音波を偏向するために設けられている。この遅延時間を変化することにより、焦点距離及び偏向角(送信方位)を任意に変化することが可能である。
まず、送信信号としては、基本周波数f0を中心とした比較的狭帯域に帯域制限され、送信漏れの少ない信号(基本波成分以外の周波数成分が少ない信号)を用いる。そのために効果的なのは、リニアアンプ駆動で送信信号を発生させることであり、または一般的なスイッチングパルサであっても、デューティー比変調技術の採用である。図2(a)に、バースト波数を6としてデューティー比変調を受けた送信信号の時間波形を示し、図2(b)にその周波数スペクトルを示している。狭帯域送信を行うため、バースト波数は、4から8位にするのが好ましく、本実施の形態ではバースト波数を6にしている。このように比較的狭帯域で送信漏れの少ない送信を行うことにより、超音波エコーに含まれる基本波成分と組織によるハーモニック成分の重畳が少なくなるため、造影剤により生じた基本波成分とハーモニック成分の間の周波数成分を良好に抽出することができる。 フェーズインバージョン法では、この帯域制限された送信信号を、少なくとも2レートで発生する。また、送信信号の極性は、レート間では互いに反転される(互いに180°位相がずれている)。基本波エコーは、その送信極性に応じた極性で発生し、ハーモニックエコー成分はその送信極性に関わらず同極性で発生する。これはハーモニックエコー成分が、周知の通り、非線形現象は、基本波の二乗として近似され得ることを理由としている。基本波を、a(t)sinωtと表すと、非線形性は、(a(t)sinωt)2 として近似される。従って、ハーモニックエコー成分は、正負の両レートでともに正極で生じ、逆に、基本波エコー成分は送信極性に依存して正負反転して発生する。図4(a)は正極性レートの受信信号のスペクトルであり、図4(b)は負極性レートの受信信号のスペクトルを示している。造影エコー成分と組織ハーモニックエコー成分は両レートで正極性で発生し、基本波エコー成分は1レート目(正極性レート)では正極性で発生し、2レート目(負極性レート)では負極性で発生する。
まず、送信信号は、フェーズインバージョン法と同様に、リニアアンプ駆動またはスイッチングパルサであっても、デューティー比変調技術の採用により基本周波数f0を中心とした比較的狭帯域に帯域制限される。
図12にドプラ法に対応した造影エコー抽出ユニット17の構成を示している。このドプラ法の組織エコー(基本波エコー成分と組織ハーモニックエコー成分)の除去能力は、上記2つの方法よりも高く、特に冠動脈検査で有効である。このドプラ法でも、フェーズインバージョン法と同様に、リニアアンプ駆動またはスイッチングパルサであっても、デューティー比変調技術の採用により基本周波数f0を中心とした比較的狭帯域に帯域制限された送信信号が、複数レートで発生される。レート間では、同一波形で送信してもよいし、サブトラクション法と同様に位相反転してもよい。さらに、90°ずつ移動を回転しながら4レート又はその整数倍のレートで送信するようにしてもよい。
Claims (10)
- デューティー比変調に基づいて送信信号に対し帯域制限を行うスイッチングパルサーと、
前記帯域制限された送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、極性反転した波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される加算信号に対し、前記超音波の基本周波数の2倍の周波数を含む第1の帯域と、前記基本周波数を含む第2の帯域との間である第3の帯域の成分を通過させ、それ以外の帯域の成分を減衰させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - デューティー比変調に基づいて送信信号に対し帯域制限を行うスイッチングパルサーと、
前記帯域制限された送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、略同一波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を減算する減算回路と、
前記減算回路から出力される減算信号に対し、前記超音波の基本周波数の1.5倍の周波数を含む帯域の成分を通過させ、それ以外の帯域の成分を減衰させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - デューティー比変調に基づいて送信信号に対し帯域制限を行うスイッチングパルサーと、
前記帯域制限された送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、極性反転した波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記送受信ユニットから出力される少なくとも2レートの受信信号を加算する加算回路と、
前記加算回路から出力される加算信号に含まれる、前記基本周波数の1.5倍の周波数を含む帯域の前記超音波に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - デューティー比変調に基づいて送信信号に対し帯域制限を行うスイッチングパルサーと、
前記帯域制限された送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、極性反転した波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記送受信ユニットから出力される少なくとも2レートの受信信号を減算する減算回路と、
前記減算回路から出力される減算信号に含まれる、前記基本周波数の1.5倍の周波数を含む帯域の前記超音波に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、極性反転した波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を加算する加算回路と、
複数の動作モードのうちからいずれかを選択するための動作モード選択手段と、
前記動作モード選択手段により選択された動作モードが腹部検査に関するものであるとき、前記加算回路から出力される加算信号に対し、前記基本周波数の2倍を中心とした帯域の成分を減衰させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、略同一波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を減算する減算回路と、
複数の動作モードのうちからいずれかを選択するための動作モード選択手段と、
前記動作モード選択手段により選択された動作モードが腹部検査に関するものであるとき、前記減算回路から出力される減算信号に対し、前記基本周波数の2倍を中心とした帯域の成分を減衰させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、極性反転した波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を加算する加算回路と、
複数の動作モードのうちからいずれかを選択するための動作モード選択手段と、
前記動作モード選択手段により選択された動作モードが循環器検査に関するものであるとき、前記加算回路から出力される加算信号に対し、前記基本周波数を中心とした帯域の成分及び前記基本周波数の2倍を中心とした帯域の成分を減衰させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、略同一波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を減算する減算回路と、
複数の動作モードのうちからいずれかを選択するための動作モード選択手段と、
前記動作モード選択手段により選択された動作モードが循環器検査に関するものであるとき、前記加算回路から出力される加算信号に対し、前記基本周波数を中心とした帯域の成分及び前記基本周波数の2倍を中心とした帯域の成分を減衰させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、極性反転した波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を加算する加算回路と、
複数の動作モードのうちからいずれかを選択するための動作モード選択手段と、
前記動作モード選択手段により選択された動作モードが循環器検査に関するものであるとき、前記加算回路から出力される加算信号に対し、前記基本周波数を中心とした帯域の1.5倍を中心とした帯域の成分を通過させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 送信信号に基づいて、造影剤を注入された被検体に対し、略同一波形の超音波を少なくとも2レートで送信する送信ユニットと、
前記超音波の反射波を受信して受信信号を出力する受信ユニットと、
前記受信ユニットから出力された少なくとも2レートの受信信号を減算する減算回路と、
複数の動作モードのうちからいずれかを選択するための動作モード選択手段と、
前記動作モード選択手段により選択された動作モードが循環器検査に関するものであるとき、前記加算回路から出力される加算信号に対し、前記基本周波数を中心とした帯域の1.5倍を中心とした帯域の成分を通過させるフィルタと、
前記フィルタからの出力信号に基づいて画像データを生成するユニットとを具備することを特徴とする超音波診断装置。
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