JP5735496B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
fp1≧ft2−ft1fp2≦2ft1
したがって、高分解能な画像を取得するための条件として、最大の周波数帯域を有する第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2を得るためには、周波数帯域が(fp2/2〜fp1+fp2/2)となるような第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2とすればよい。
fp1=((2−Bp)/2)fpc
fp2=((2+Bp)/2)fpc
の関係式が成り立つ。これらの関係式を用いて、上述の第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の周波数帯域条件(fp2/2〜fp1+fp2/2)を書き直すと、
(fp2/2〜fp1+fp2/2)→((2+Bp)fpc/4〜(6−Bp)fpc/4)
となる。さらに、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の周波数帯域条件(ft1〜ft2)を、中心周波数ftc(=(ft1+ft2)/2)と比帯域Bt(=(ft2−ft1)/ftc)で書き直すと、まず、中心周波数ftcに関して、以下のような関係式が得られる。
ftc =(ft1+ft2)/2
=((2+Bp)fpc/4+(6−Bp)fpc/4)/2
=fpc
すなわち、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の中心周波数ftcは、プローブ感度域10の中心周波数fpcと等しくすればよい。次に、比帯域Btに関して、以下のような関係式が得られる。
Bt =(ft2−ft1)/ftc
=((6−Bp)fpc/4−(2+Bp)fpc/4)/fpc
=(2−Bp)/2
上式から、例えばプローブ20の比帯域Bpが80%である場合には、第1の送信パルスP1と第2の送信パルスP2の比帯域を60%にすればよく、プローブ20の比帯域Bpが100%である場合には、第1の送信パルスP1と第2の送信パルスP2の比帯域を50%にすればよい。通常、比帯域Bpと比帯域Btは、Bp≧Btの関係にあるため、上式との関係からBp≧2/3となり、プローブ感度域10は67%以上の比帯域を有することが望ましい。上述のような送信パルスPとしては、例えば、次のような100%振幅変調波が考えられる。
P=P’(1+cos(2πfst))sin(2πfpct)
上式において、P’は送信パルスPの振幅、fsは送信パルスPの変調周波数であり、fs=(2−Bp)fpc/4と表される。
上述の実施の形態では、プローブ感度域10によって、差音及び和音の非線形組織エコー成分を除去しているが、図7〜図9に示すように、送信パルスの周波数帯域に応じて、フィルタとの組み合わせによって除去することも可能である。すなわち、和音や差音の非線形組織エコーをプローブ感度域外ではなく、送信パルスの周波数帯域外に排除されるように発生させ、信号処理部117に設けられた、図示しない前記送信パルスの周波数帯域と同じ通過帯域のフィルタによって、受信エコーRをフィルタリングすればよい。以下、和音や差音の非線形組織エコーを送信パルスの周波数帯域外に排除するように発生させるための送信パルス条件について説明する。
ft1≧ft2−ft1ft2≦2ft1
これらの関係式から、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の周波数帯域は最大で(ft1〜2ft1)となり、(ft1〜2ft1)の周波数帯域がプローブ感度域10の周波数帯域と重なる限り、中心周波数には制限を受けない。これを送信パルスの比帯域Btで表せば、
Bt=(ft2−ft1)/ftc=(2ft1−ft1)/((ft1+2ft1)/2)=2/3
となり、すなわち、比帯域2/3(約67%)の送信パルスを第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2とすればよい。以下、上述の和音や差音の非線形組織エコーを送信パルスの周波数帯域外に排除するように発生させる、本発明の別の3つの実施の形態における、第1の送信パルスP1及び第2の送信パルスP2の周波数帯域について、図7〜図9を用いて説明する。
図7は、本発明の第3及び第4の態様の超音波診断装置における、送受信パルス帯域及び超音波プローブ感度域の関係を示した周波数スペクトル図である。本実施の形態では、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の中心周波数とプローブ感度域10の中心周波数がほぼ等しくなっており、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の比帯域は2/3(約67%)になっている。
図8は、本発明の第5の態様の超音波診断装置における、送受信パルス帯域及び超音波プローブ感度域の関係を示した周波数スペクトル図である。本実施の形態では、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の下限周波数とプローブ感度域10の下限周波数がほぼ等しくなっており、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の比帯域は2/3(約67%)になっている。
図9は、本発明の第6の態様の超音波診断装置における、送受信パルス帯域及び超音波プローブ感度域の関係を示した周波数スペクトル図である。本実施の形態では、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の上限周波数とプローブ感度域10の上限周波数がほぼ等しくなっており、第1の送信パルスP1、または第2の送信パルスP2の比帯域は2/3(約67%)になっている。
−4.7dB−(−20.7dB)=16.0dB
のCTR改善が得られ、本発明による手法の高CTR化の効果が確認された。
2 外部インターフェイス
3 画像表示部
10 プローブ感度域
20 プローブ
21a〜21z 電気音響変換素子
22 ケーブル
30 被検体
31 血管
32 超音波造影剤
41 バンドパスフィルタ信号通過帯域
42 ローパスフィルタ信号通過帯域
43 ハイパスフィルタ信号通過帯域
100 装置本体
101 操作パネル
102 トラックボール
103、104 送信波形調整部
110 本体構成要素
111 送信アンプ
112 波形発生手段
113 送受分離(T/R)スイッチ
114 受信アンプ
115 A/D変換器
116 受信遅延回路部
117 信号処理部
118 画像処理部
120 制御部
200、210、211、220、221、230、231、240、241、250、251 送信パルスの周波数成分
300、310、311、320、321、330、331、 線形組織エコー成分
400、410〜412、420〜422、430〜432、440〜442、450〜452 和音の非線形組織エコー成分
500、510〜512、520〜522、530〜532、540〜542、550〜552 差音の非線形組織エコー成分
600、610〜612、620〜622、630〜632、640〜642、650〜652 造影エコー成分
701 表示画面
702 撮像画像
703 マーカー
704 数値表示部
Claims (1)
- 波形発生手段と、増幅手段とを具備し、送信信号を発生する送信部と、前記送信部から発生した前記送信信号を音響信号に変換して被検体へ超音波の送信パルスを送信し、前記被検体からの反射エコーを受信する超音波プローブと、前記受信した反射エコーの信号処理を行う受信部と、を備えた超音波診断装置において、
前記送信部は、
前記送信パルスを構成する周波数成分の音波の非線形相互作用によって前記被検体内で発生する和音成分の下限周波数と、前記送信パルスの周波数帯域の上限周波数とが一致し、且つ、前記非線形相互作用によって前記被検体内で発生する差音成分の上限周波数と、前記送信パルスの周波数帯域の下限周波数とが一致する、ように前記送信信号を発生させ、
前記超音波プローブは、前記送信信号の前記変換により、同じ走査線上に第一の送信パルスと第二の送信パルスとを、前記和音成分と前記差音成分とが周波数感度域外に排除するように送信し、
前記受信部は、前記超音波プローブで受信した反射エコーから、前記送信パルスの周波数帯域に相当する帯域成分を抽出する手段を備えており、
前記第一の送信パルスによって得られる第一の反射エコーと、前記第二の送信パルスによって得られる第二の反射エコーと、の線形演算処理を行い、
前記送信パルスは、比帯域が2/3であることを特徴とする超音波診断装置。
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