JP6444518B2 - 超音波撮像装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、重み付け部10が、RF信号処理部205が開口合成した後のRF信号を、適応重み(Ψ)によって重み付けする構成について説明する。本実施形態では、重み付け部10が、受信焦点ごとに開口合成される信号の数が、受信焦点の位置の違いによってダイナミックに異なる空間的な分布を形成することを考慮して適応重み(Ψ)を生成する。
第1の実施形態では、RF信号処理部205が開口合成した後のRF信号を、適応重み(Ψ)によって重み付けする構成であったが、第2の実施形態では、RF信号処理部205が開口合成する前のRF信号を、適応重み(w1〜wk)によってそれぞれ重み付けする。本実施形態では、重み付け部10が、受信焦点ごとに開口合成される信号の数が、受信焦点によって分布することを考慮して適応重み(w1〜wk)生成する。
第3の実施形態では、重み付け部10が、遅延加算部204が加算した後のRF信号を、適応重み(Ψ)によって重み付けする構成について説明する。本実施形態では、重み付け部10が、遅延加算される信号の数が、受信焦点の位置によって分布することを考慮して適応重み(Ψ)を生成する。
第4の実施形態では、重み付け部10が、遅延加算部204が加算する前の受信信号を、適応重み(w1〜wk)によって重み付けする構成について説明する。本実施形態では、重み付け部10が、遅延加算される信号の数が、受信焦点の位置によって分布することを考慮して適応重み(w1〜wk)を生成する。
第5の実施形態は、図12のように、第1の実施形態の図3の構成と同様であるが、適応処理エンジン121に入力する複数の信号を平滑化するための平滑化フィルタ121と、適応処理エンジン121が出力する適応重みΨを平滑化する平滑化フィルタ122とを適応処理エンジン121とRF信号処理部205との間に配置している点が第1の実施形態とは異なっている。
図13は、第6の実施形態として、第1〜第5の実施形態の超音波撮像装置の受信信号処理部108をIC(集積回路)で構成したハードウエア構成の一例を示している。受信信号処理部108の遅延加算部204は、複数の遅延加算用ICで構成されている。複数の遅延加算用ICは、相互に接続され、複数の超音波素子の出力する受信信号をいずれかの遅延加算用ICで処理する。また、RF信号処理部205は、一つの受信信号処理用ICによって構成されている。
図14は、第7の実施形態として、第1〜第5の実施形態の超音波撮像装置の送信ビームフォーマ104と、受信信号処理部108を、CPUもしくはGPU、もしくはCPUとGPUの組合せ151と、メモリ152と、記憶部153により構成した例である。メモリ152に格納されたプログラムをCPUやGPU151が実行することにより、送信ビームフォーマ104の動作と、受信信号処理部108の遅延加算部204およびRF信号処理部205の動作をそれぞれソフトウエアで実現するように構成されている。
図15(a)に、実施例として、第1の実施形態の超音波撮像装置によって、送受信して得た画像1601を示す。図15(b)は、比較例の(送信間での重みづけΨを施さない場合の)超音波装置で送受信して得た画像1602である。
12 マスク/重み演算部(Mask/Apodization operator)
13 統計指標パラメータ変換部(Statistical index transformer)
14 積算重み空間分布演算部(Spatial integrated weight operator)
100 被検体
101 超音波素子アレイ
103 画像表示部(Display)
104 送信ビームフォーマ(Transmit (Tx.) Beamformer)
106 超音波探触子
107 送受信分離回路(T/R)
108 受信信号処理部(Receive (Rx.) signal processor)
109 画像処理部(Image processor)
110 コンソール(Console)
111 制御部(Control unit)
112 ADコンバータ(ADC)
204 遅延加算部(Delay and Sum)
205 RF信号処理部(RF signal processor)
Claims (13)
- 被検体に超音波を送信し、被検体からの超音波を受信して受信信号を出力する複数の超音波素子を含む超音波探触子と、前記超音波探触子の出力する前記受信信号を処理する受信信号処理部とを有し、
前記受信信号処理部は、所定の撮像点についての複数の前記受信信号、または、前記受信信号を処理後の複数の信号を束ねる加算部と、前記加算部で加算する前記複数の信号間のコヒーレンス値を求め、前記コヒーレンス値に応じた重みによって前記加算部で加算される前の前記複数の信号、または、前記加算部で加算後の信号を重み付けする重み付け部を備え、
前記重み付け部は、前記コヒーレンス値を、前記被検体における所定の方向について非線形に重み付けし、前記非線形に重み付けされたコヒーレンス値を用いて、前記加算部で加算される前の前記複数の信号、または、前記加算部で加算後の信号を重み付けすることを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1に記載の超音波撮像装置において、前記所定の方向は、前記被検体の深さ方向であることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記加算部は、開口合成部であり、複数回の送信および受信によって、同一の前記撮像点について得られた、複数の整相加算後信号を加算することを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記加算部は、遅延加算部であり、複数の前記超音波素子の出力する前記受信信号を、前記所定の撮像点について焦点を結ぶように遅延させた後、加算することを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項3に記載の超音波撮像装置であって、前記非線形な重み付けは、前記複数回の送信において送信される超音波の重なり度の分布に基づいて定められていることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記重み付け部は、前記非線形に重み付けされたコヒーレンス値を用いて、適応重みを求め、前記適応重みによって、前記加算部で加算される前の前記複数の信号、または、前記加算部で加算後の信号を重み付けすることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項5に記載の超音波撮像装置であって、前記重み付け部は、前記コヒーレンス値を、深さ方向に非線形なパラメータによってべき乗した値を、前記非線形に重み付けされたコヒーレンス値として用いることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記重み付け部は、前記加算部で加算する前記複数の信号を平滑化する平滑化処理部を備え、前記平滑化処理部が平滑化した後の前記複数の信号と、前記非線形に重み付けされた前記コヒーレンス値とを用いて、前記加算部で加算される前の前記複数の信号、または、前記加算部で加算後の信号を重み付けする前記重みを求めることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項2に記載の超音波撮像装置であって、前記重み付け部は、送信する超音波ビームの形状と、送信開口合成時の前記超音波ビーム同士の重なりに基づいて、前記整相加算後信号の前記加算部における加算数を算出し、前記加算数の分布を求める分布演算部と、前記加算数の分布を前記所定の方向に非線形に重み付けすることにより、パラメータ分布に変換するパラメータ変換部とを有し、前記パラメータ分布に基づき、前記加算部で加算される前の前記複数の信号、または、前記加算部で加算後の信号を重み付けする前記重みを算出することを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項9に記載の超音波撮像装置であって、前記重み付け部は、送信する超音波ビームの形状から前記超音波ビーム形状の外側の信号を排除するマスクを生成するマスク演算部をさらに有し、
前記受信信号処理部は、前記マスクによって選択された前記超音波ビーム形状の内側の信号を前記加算部によって加算することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項9に記載の超音波撮像装置であって、前記重み付け部は、前記超音波ビーム形状の内側領域を複数の段階に重み付けし、前記超音波ビームの内側の前記重み付けを加味して、前記整相加算後信号の前記加算部における加算数を算出することを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項11に記載の超音波撮像装置であって、前記受信信号処理部は、前記超音波ビームの形状の内側領域の前記複数段階に重み付けされた重みを用いて、前記加算部が加算する信号を重み付けした後、前記非線形に重み付けされた前記コヒーレンス値を用いてさらに重み付けすることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項9に記載の超音波撮像装置であって、前記パラメータ変換部は、前記加算数の分布を前記所定の方向に非線形に重み付けするために、加算数の大小に応じて非線形に変化する重み関数を用い、前記重み関数を前記加算数の分布を示す関数に掛けあわせる演算を行うことを特徴とする超音波撮像装置。
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