JP5786433B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
前記複数の振動子によって得られた受信信号に基づき、インコヒーレントサムに対するコヒーレントサムの割合であるコヒーレンスファクタを算出するコヒーレンスファクタ算出部と、
前記コヒーレンスファクタ算出部によって算出されたコヒーレンスファクタに対して補正を行うコヒーレンスファクタ補正部と、
前記コヒーレンスファクタ補正部によって補正されたコヒーレンスファクタを係数として、前記整相加算後の受信信号に乗じることによって、前記整相加算後の受信信号を補正する信号補正部と、
を備え、
前記コヒーレンスファクタ補正部は、前記コヒーレンスファクタが所定の下限値未満であるときに前記コヒーレンスファクタを前記下限値に補正するリミッタ部を含むことを特徴とする。
前記複数の振動子によって得られた受信信号に基づき、インコヒーレントサムに対するコヒーレントサムの割合であるコヒーレンスファクタを算出するコヒーレンスファクタ算出部と、
前記コヒーレンスファクタ算出部によって算出されたコヒーレンスファクタに対して補正を行うコヒーレンスファクタ補正部と、
前記コヒーレンスファクタ補正部によって補正されたコヒーレンスファクタを係数として、前記整相加算後の受信信号に乗じることによって、前記整相加算後の受信信号を補正する信号補正部と、
を備え、
前記コヒーレンスファクタ補正部は、前記コヒーレンスファクタを入力し、該入力したコヒーレンスファクタに対応する出力値が得られるように前記コヒーレンスファクタを補正するコヒーレンスファクタ変換部を含み、
前記コヒーレンスファクタ変換部は、前記入力したコヒーレンスファクタに対してγ乗(0<γ<1)して前記出力値を得ることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の超音波診断装置において、
前記コヒーレンスファクタ補正部の機能のON/OFFを切り替えるためのスイッチを備えることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記複数の振動子はN個(Nは正整数)の振動子であって、
前記コヒーレンスファクタ算出部は、基準となる任意の時間をtとし、前記N個の振動子のうちの任意の一の振動子をチャンネルiとし、当該チャンネルiに設定された遅延量をΔtiとし、時間tに遅延量Δtiを加算した時間におけるチャンネルiの受信信号をCi(t+Δti)としたとき、前記コヒーレンスファクタCF(t)を、次式(1)によって算出することを特徴とする。
前記コヒーレンスファクタ変換部は、前記入力したコヒーレンスファクタに対してγ乗(0<γ<1)して前記出力値を得ることを特徴とする。
このように構成された送信部12は、制御部18の制御に従って、駆動信号を供給する複数の振動子2aを、超音波の送受信毎に所定数ずらしながら順次切り替え、出力の選択された複数の振動子2aに対して駆動信号を供給することにより走査を行う。本実施の形態では、送信部12は、192個の振動子2aから連続するN個の振動子2a1〜2aNを実際に使用する振動子として選択し、当該使用する振動子2a1〜2aNにて超音波の送信を行わせる。ここで、使用する振動子2a1〜2aNをそれぞれチャンネル(CH)1〜Nということがある。なお、使用する振動子の数(開口数)は、フォーカス点の深度に応じて可変させるが、一定であってもよい。
ADC13b(13b1〜13bN)は、増幅された受信信号を所定周波数(例えば、60MHz)にてサンプリングしてA/D変換する。ADC13b1〜13bNはそれぞれ、A/D変換後の受信信号S1〜SNを整相加算部13cに出力する。
このようにして、タイミング調整部301c1〜301cNは、受信信号S1〜SNに対してそれぞれ遅延時間を与えて時相を整える。
本実施の形態では、以上のようにして、タイミング調整部301c及び加算器302cにより受信信号の整相加算を行う。ここで、整相加算後の受信信号φ(t)については、下記式(2)によって表すことができる。なお、下記式(2)において、tは基準時間を表し、Δtiは、チャンネル1〜Nのそれぞれに対応する遅延量を表し、Ci(t+Δti)は、基準時間tから遅延量Δtiだけ遅延したタイミングにおける受信信号S1〜SNの信号の大きさを表す。
加算器305cは、乗算器304c1〜304cNからの出力結果を加算し、その結果を出力する。
係数乗算器306cは、加算器305cからの出力結果を、使用する振動子の数で乗じ、その結果をインコヒーレントサムISとしてコヒーレンスファクタ算出部307cに出力する。
このように、本実施の形態では、上述したようにして入力したコヒーレンスファクタに対して補正値(γ)をべき乗することにより、入力したコヒーレンスファクタが小さいほど出力値が大きくなるように値を持ち上げることができる。
なお、本実施の形態では、上述のようにしてリミッタ設定部308c及びγ補正部309cをそれぞれ選択的に機能させてコヒーレンスファクタの補正を行うように構成したが、リミッタ設定部308c及びγ補正部309cによる補正を必ず実施する構成としてもよい。また、リミッタ設定部308c及びγ補正部309cの何れか一方のみ設けられた構成としてもよい。また、本実施の形態では、リミッタ設定部308cによってコヒーレンスファクタの下限を制限した後に、γ補正部309cによる補正が行われるように構成したが、γ補正部309cによる補正を行った後に、リミッタ設定部308cによるコヒーレンスファクタの下限の制限が行われるようにしてもよい。
本実施の形態では、このようにして、整相加算後の受信信号に対して重み付けを行うことができる。また、リミッタ設定部308cによるコヒーレンスファクタの下限の制限を実施した場合には、受信信号に対する重み付け量が極めて小さくなるようなことが抑制できるので、受信信号の大きさをある程度確保することができ、ノイズ部分が抑圧されすぎていわゆる黒抜けが発生するのを低減することができるようになる。また、γ補正部309cによるコヒーレンスファクタの変換を行った場合には、コヒーレンスファクタが小さいほど持ち上がるように補正されるので、黒抜けの発生をより効果的に低減することができるようになる。
ROMは、半導体等の不揮発メモリ等により構成され、超音波診断装置100に対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、CPUは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
RAMは、CPUにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
本実施の形態による超音波診断装置100により、複数のワイヤーを有する所定のファントムに対して超音波の送受信を行って得られた受信信号を整相加算し、整相加算後の受信信号に対し、下限値が−18dBに設定されたコヒーレンスファクタを乗じて補正し、これに基づいて画像化した。その画像を図7に示す。
同様に、下限値を−18dBとした上で、補正値(γ=0.75)をべき乗して得られた補正後のコヒーレンスファクタを整相加算後の受信信号に対して乗じて補正し、これに基づいて画像化した。その画像を図8に示す。
同様に、下限値を−18dBとした上で、補正値(γ=0.5)をべき乗して得られた補正後のコヒーレンスファクタを整相加算後の受信信号に対して乗じて補正し、これに基づいて画像化した。その画像を図9に示す。
同様に、整相加算後の受信信号に対し、下限値が−12dBに設定されたコヒーレンスファクタを乗じて補正し、これに基づいて画像化した。その画像を図10に示す。
同様に、下限値を−12dBとした上で、補正値(γ=0.75)をべき乗して得られた補正後のコヒーレンスファクタを整相加算後の受信信号に対して乗じて補正し、これに基づいて画像化した。その画像を図11に示す。
同様に、下限値を−12dBとした上で、補正値(γ=0.5)をべき乗して得られた補正後のコヒーレンスファクタを整相加算後の受信信号に対して乗じて補正し、これに基づいて画像化した。その画像を図12に示す。
比較例1として、本実施の形態による超音波診断装置100により、上述のファントムに対して超音波の送受信を行って得られた受信信号を整相加算し、整相加算後の受信信号に対するコヒーレンスファクタによる重み付けは行わず、これに基づいて画像化した。その画像を図13に示す。
比較例2として、本実施の形態による超音波診断装置100により、上述のファントムに対して超音波の送受信を行って得られた受信信号を整相加算し、整相加算後の受信信号に対してコヒーレンスファクタによる重み付けを行うが、下限値の設定及び補正値の適用によるコヒーレンスファクタの補正は行わず、これに基づいて画像化した。その画像を図14に示す。
比較例2では、比較例1に比べ、ノイズが大きく抑圧されているので、分解能の高い画像が得られている。また、比較例1による画像では、サイドローブが目立つ一方、比較例2による画像ではサイドローブは抑圧されているが、コヒーレンスファクタが局所的に極小となるため、抑圧の度合いが大きくなり、サイドローブ部分に黒抜けが発生している。また、比較例2による画像では、特に深部における受信信号が微弱であるとともに、コヒーレンスファクタも極小となるため、黒抜けが目立っている。
1 超音波診断装置本体
2 超音波探触子
2a 振動子
13 受信部
13c 整相加算部
307c コヒーレンスファクタ算出部
308c リミッタ設定部
309c γ補正部
310c コヒーレンスファクタ乗算器
Claims (4)
- 複数の振動子にて、駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して振動子毎に受信信号を得る超音波探触子と、前記振動子毎の受信信号を整相加算する整相加算部と、整相加算後の受信信号に基づいて超音波診断画像を表示するための画像データを生成する画像処理部と、を備えた超音波診断装置において、
前記複数の振動子によって得られた受信信号に基づき、インコヒーレントサムに対するコヒーレントサムの割合であるコヒーレンスファクタを算出するコヒーレンスファクタ算出部と、
前記コヒーレンスファクタ算出部によって算出されたコヒーレンスファクタに対して補正を行うコヒーレンスファクタ補正部と、
前記コヒーレンスファクタ補正部によって補正されたコヒーレンスファクタを係数として、前記整相加算後の受信信号に乗じることによって、前記整相加算後の受信信号を補正する信号補正部と、
を備え、
前記コヒーレンスファクタ補正部は、前記コヒーレンスファクタが所定の下限値未満であるときに前記コヒーレンスファクタを前記下限値に補正するリミッタ部を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 複数の振動子にて、駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信して振動子毎に受信信号を得る超音波探触子と、前記振動子毎の受信信号を整相加算する整相加算部と、整相加算後の受信信号に基づいて超音波診断画像を表示するための画像データを生成する画像処理部と、を備えた超音波診断装置において、
前記複数の振動子によって得られた受信信号に基づき、インコヒーレントサムに対するコヒーレントサムの割合であるコヒーレンスファクタを算出するコヒーレンスファクタ算出部と、
前記コヒーレンスファクタ算出部によって算出されたコヒーレンスファクタに対して補正を行うコヒーレンスファクタ補正部と、
前記コヒーレンスファクタ補正部によって補正されたコヒーレンスファクタを係数として、前記整相加算後の受信信号に乗じることによって、前記整相加算後の受信信号を補正する信号補正部と、
を備え、
前記コヒーレンスファクタ補正部は、前記コヒーレンスファクタを入力し、該入力したコヒーレンスファクタに対応する出力値が得られるように前記コヒーレンスファクタを補正するコヒーレンスファクタ変換部を含み、
前記コヒーレンスファクタ変換部は、前記入力したコヒーレンスファクタに対してγ乗(0<γ<1)して前記出力値を得ることを特徴とする超音波診断装置。 - 前記コヒーレンスファクタ補正部の機能のON/OFFを切り替えるためのスイッチを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
- 前記複数の振動子はN個(Nは正整数)の振動子であって、
前記コヒーレンスファクタ算出部は、基準となる任意の時間をtとし、前記N個の振動子のうちの任意の一の振動子をチャンネルiとし、当該チャンネルiに設定された遅延量をΔt i とし、時間tに遅延量Δt i を加算した時間におけるチャンネルiの受信信号をC i (t+Δt i )としたとき、前記コヒーレンスファクタCF(t)を、次式(1)によって算出することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の超音波診断装置。
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