JPH0134614B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0134614B2 JPH0134614B2 JP16999481A JP16999481A JPH0134614B2 JP H0134614 B2 JPH0134614 B2 JP H0134614B2 JP 16999481 A JP16999481 A JP 16999481A JP 16999481 A JP16999481 A JP 16999481A JP H0134614 B2 JPH0134614 B2 JP H0134614B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sampling
- signals
- ultrasonic
- center frequency
- clock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012285 ultrasound imaging Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波診断装置、特に１コ以上の超音
波振動子により受信された超音波信号を中心周波
数について90゜位相差に相当する時間間隔でサン
プリング（以下では90゜サンプリングと呼ぶ）し
て得られる２つの値を１組の信号（以下では90゜
ペアと呼ぶ）として処理する超音波診断装置に関
する。
波振動子により受信された超音波信号を中心周波
数について90゜位相差に相当する時間間隔でサン
プリング（以下では90゜サンプリングと呼ぶ）し
て得られる２つの値を１組の信号（以下では90゜
ペアと呼ぶ）として処理する超音波診断装置に関
する。
従来、超音波信号を90゜サンプリングし、得ら
れた値を信号処理する超音波撮像法が知られてい
るが、この方法では90゜位相差に相当する時間間
隔は一定に設定されている。
れた値を信号処理する超音波撮像法が知られてい
るが、この方法では90゜位相差に相当する時間間
隔は一定に設定されている。
ところで、生体中の音波の減衰は音波の周波数
により異り、生体中を音波が単位長さ進行する際
の減衰率の周波数依存性は1dB／cm／ＭHz程度で
あり、高周波ほど減衰が大きい。また、超音波診
断装置に用いるパルス状超音波は比較的広帯域
で、1MHz以上の帯域巾を持つている。従つて、
そのスペクトルは、音波が生体中を進行するとと
もに逐次変化し、当然、中心周波数も変化する。
により異り、生体中を音波が単位長さ進行する際
の減衰率の周波数依存性は1dB／cm／ＭHz程度で
あり、高周波ほど減衰が大きい。また、超音波診
断装置に用いるパルス状超音波は比較的広帯域
で、1MHz以上の帯域巾を持つている。従つて、
そのスペクトルは、音波が生体中を進行するとと
もに逐次変化し、当然、中心周波数も変化する。
たとえば、パルスエコー法超音波診断装置にお
いて振動子に受波されるエコー信号は、１回の送
波ののち、生体中行路の短い近距離エコーから生
体中行路の長い遠距離エコーへと徐々に変化して
ゆき、その中心周波数は送波信号中心周波数から
より低い周波数へと漸減する。このような超音波
信号に対して、従来方法のように、一定に設定し
た中心周波数について90゜位相差に相当する時間
間隔でサンプリングしたのでは、設定中心周波数
とエコーの実際の中心周波数とのずれをまぬがれ
得ず、たとえば包絡線振巾などを算出する際に無
視できない誤差を生ずるという問題点がある。
いて振動子に受波されるエコー信号は、１回の送
波ののち、生体中行路の短い近距離エコーから生
体中行路の長い遠距離エコーへと徐々に変化して
ゆき、その中心周波数は送波信号中心周波数から
より低い周波数へと漸減する。このような超音波
信号に対して、従来方法のように、一定に設定し
た中心周波数について90゜位相差に相当する時間
間隔でサンプリングしたのでは、設定中心周波数
とエコーの実際の中心周波数とのずれをまぬがれ
得ず、たとえば包絡線振巾などを算出する際に無
視できない誤差を生ずるという問題点がある。
本発明は、この従来方法の欠点を解決するた
め、上記サンプリング間隔を距離方向に対して変
化させ、近距離エコー受信時、遠距離エコー受信
時ともに、実際のエコーの中心周波数についての
90゜位相差のサンプリングを可能にしたものであ
る。
め、上記サンプリング間隔を距離方向に対して変
化させ、近距離エコー受信時、遠距離エコー受信
時ともに、実際のエコーの中心周波数についての
90゜位相差のサンプリングを可能にしたものであ
る。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図であ
つて、１は複数個の振動素子からなるアレイ型変
換器、２は受信ビームを形成するためにアレイ型
変換器１により受波された各信号に適当な時間補
償を与えて互いに加算する整相加算器、３−１お
よび３−２は整相加算器２の出力信号を90゜サン
プリングしてデイジタル変換するＡ／Ｄ変換器で
あつて、90゜ペアのサンプリングのうち位相の進
んだ方を３−１が受け持ち、遅れた方を３−２が
受け持つ。４はＡ／Ｄ変換器３−１および３−２
にサンプリングクロツクを供給するクロツクジエ
ネレータであり、Ａ／Ｄ変換器３−１に与えるク
ロツクとＡ／Ｄ変換器３−２に与えるクロツクと
の時間間隔を送波時刻からの経過時間に従つて単
調増加的にコントロールする機能を具備してい
る。この時間間隔のコントロールは、コンパレー
タを応用すること、あるいはタツプ付デイレイラ
インのタツプ切換を行なうことなどにより容易に
実現可能である。５はＡ／Ｄ変換器３−１および
３−２によりサンプリングされた２つの値の平方
根２乗和すなわち包絡線振巾値を算出する平方根
２乗和計算器である。
つて、１は複数個の振動素子からなるアレイ型変
換器、２は受信ビームを形成するためにアレイ型
変換器１により受波された各信号に適当な時間補
償を与えて互いに加算する整相加算器、３−１お
よび３−２は整相加算器２の出力信号を90゜サン
プリングしてデイジタル変換するＡ／Ｄ変換器で
あつて、90゜ペアのサンプリングのうち位相の進
んだ方を３−１が受け持ち、遅れた方を３−２が
受け持つ。４はＡ／Ｄ変換器３−１および３−２
にサンプリングクロツクを供給するクロツクジエ
ネレータであり、Ａ／Ｄ変換器３−１に与えるク
ロツクとＡ／Ｄ変換器３−２に与えるクロツクと
の時間間隔を送波時刻からの経過時間に従つて単
調増加的にコントロールする機能を具備してい
る。この時間間隔のコントロールは、コンパレー
タを応用すること、あるいはタツプ付デイレイラ
インのタツプ切換を行なうことなどにより容易に
実現可能である。５はＡ／Ｄ変換器３−１および
３−２によりサンプリングされた２つの値の平方
根２乗和すなわち包絡線振巾値を算出する平方根
２乗和計算器である。
上記のクロツク間隔コントロール方法の例とし
て、タツプ付デイレイラインのタツプ切換による
方法の一例を第２図に示す。単相のサンプリング
クロツクSPは３系統に分けられ、１系統はその
まま出力されて２相サンプリングクロツクのうち
位相の進んだ方となり、１系統はタツプ付デイレ
イライン６に入力され、残つた１系統はカウンタ
７に入力されてデイレイラインのタツプ切換信号
となる。タツプ切換は、カウンタ７の出力をアド
レスとしてROM８から読み出されたデータによ
りセレクトコントロールされるデータセレクタ９
により行なわれる。データセレクタ９の出力が２
相サンプリングクロツクのうち位相の遅れた方と
なる。クロツク間隔コントロールの特性は、
ROM８に書き込むデータにより調節することが
できる。
て、タツプ付デイレイラインのタツプ切換による
方法の一例を第２図に示す。単相のサンプリング
クロツクSPは３系統に分けられ、１系統はその
まま出力されて２相サンプリングクロツクのうち
位相の進んだ方となり、１系統はタツプ付デイレ
イライン６に入力され、残つた１系統はカウンタ
７に入力されてデイレイラインのタツプ切換信号
となる。タツプ切換は、カウンタ７の出力をアド
レスとしてROM８から読み出されたデータによ
りセレクトコントロールされるデータセレクタ９
により行なわれる。データセレクタ９の出力が２
相サンプリングクロツクのうち位相の遅れた方と
なる。クロツク間隔コントロールの特性は、
ROM８に書き込むデータにより調節することが
できる。
また、クロツク間隔コントロール法の他の例と
して、コンパレータを応用する方向の一例を第３
図に示す。Ｓは入力された単相サンプリングクロ
ツクSPによりキヤパシタＣを短絡させるスイツ
チであり、可変電圧源１１は送波時刻からの時間
経過に従つて出力電圧が徐々に増加する機構を持
つている。入力クロツクにより短絡され再び開放
されたＣには、抵抗Ｒを介して定電流源１０によ
つて電荷が注入され、その端子電圧が１１の出力
電圧を越えたときコンパレータ１２の出力が
HIGHとなる。このときの信号のエツジを波形成
形器１３で波形成形してパルス状とし、２相サン
プリングクロツクのうち位相の遅れた方として用
いる。クロツク間隔コントロールの特性は、１１
の特性を変えることにより調節すること。
して、コンパレータを応用する方向の一例を第３
図に示す。Ｓは入力された単相サンプリングクロ
ツクSPによりキヤパシタＣを短絡させるスイツ
チであり、可変電圧源１１は送波時刻からの時間
経過に従つて出力電圧が徐々に増加する機構を持
つている。入力クロツクにより短絡され再び開放
されたＣには、抵抗Ｒを介して定電流源１０によ
つて電荷が注入され、その端子電圧が１１の出力
電圧を越えたときコンパレータ１２の出力が
HIGHとなる。このときの信号のエツジを波形成
形器１３で波形成形してパルス状とし、２相サン
プリングクロツクのうち位相の遅れた方として用
いる。クロツク間隔コントロールの特性は、１１
の特性を変えることにより調節すること。
上記の設定中心周波数f0とエコー中心周波数ｆ
との間にずれがあつた場合に、90゜ペアの平方根
２乗和Ａと真の包絡線振幅値A0との間にどのよ
うなずれを生ずるかを示したのが、第４図であ
る。横軸はｆ／f0、縦軸はＡ／A0をともにdB単
位で表示したものである。ここで、Ａ／A0がハ
ツチした範囲のどの値を実際にとるのか、は、サ
ンプリング時刻と搬送波との位相関係による。た
とえば、送波中心周波数4MHz、パルス長1μsec、
最大深度200mm程度の超音波診断装置の場合、f0
＝4MHzと設定すると、ｆ／f0は大きな深度に対
して容易に−3dB以下となり、包絡線振巾算出に
おける相対誤差Ａ／A0も3dB程度となる。これ
に対し、本発明の方法を用い、f0を、たとえば
1dBピツチで段階的に可変とした場合、Ａ／A0
は第５図のようになりその絶対値は0.4dB以下に
抑えることができる。図３において、f01は設定
中心周波数のうちのひとつを示す。このように、
本発明の方法により、90゜サンプリングによる包
絡線振巾算出精度を格段に向上させることが可能
である。
との間にずれがあつた場合に、90゜ペアの平方根
２乗和Ａと真の包絡線振幅値A0との間にどのよ
うなずれを生ずるかを示したのが、第４図であ
る。横軸はｆ／f0、縦軸はＡ／A0をともにdB単
位で表示したものである。ここで、Ａ／A0がハ
ツチした範囲のどの値を実際にとるのか、は、サ
ンプリング時刻と搬送波との位相関係による。た
とえば、送波中心周波数4MHz、パルス長1μsec、
最大深度200mm程度の超音波診断装置の場合、f0
＝4MHzと設定すると、ｆ／f0は大きな深度に対
して容易に−3dB以下となり、包絡線振巾算出に
おける相対誤差Ａ／A0も3dB程度となる。これ
に対し、本発明の方法を用い、f0を、たとえば
1dBピツチで段階的に可変とした場合、Ａ／A0
は第５図のようになりその絶対値は0.4dB以下に
抑えることができる。図３において、f01は設定
中心周波数のうちのひとつを示す。このように、
本発明の方法により、90゜サンプリングによる包
絡線振巾算出精度を格段に向上させることが可能
である。
以上の実施例の説明においては、本発明の方法
の効果として包絡線振巾算出精度の向上を例にと
つたが、本発明の方法は、90゜サンプリングによ
つて得た90゜ペアの値を複素振巾値として扱う信
号処理手段一般に対して効果を持ち、信号処理精
度の向上を小規模なハードウエア増加により実現
するものである。
の効果として包絡線振巾算出精度の向上を例にと
つたが、本発明の方法は、90゜サンプリングによ
つて得た90゜ペアの値を複素振巾値として扱う信
号処理手段一般に対して効果を持ち、信号処理精
度の向上を小規模なハードウエア増加により実現
するものである。
第１図は、超音波診断装置において超音波信号
包絡振幅算出部に90゜サンプリングを応用した例
を示す図、第２図は、デイレイラインのタツプ切
換によりクロツク間隔をコントロールする回路例
のブロツク図、第３図は、同じ目的にコンパレー
タを応用する場合の回路例のブロツク図、第４図
は、90゜サンプリングによる包絡線振幅算出にお
いて90゜ペア内のサンプリング間隔を固定した場
合の算出誤差を示した図、第５図は、それに対し
本発明の方法を応用した場合の算出誤差を示した
図である。
包絡振幅算出部に90゜サンプリングを応用した例
を示す図、第２図は、デイレイラインのタツプ切
換によりクロツク間隔をコントロールする回路例
のブロツク図、第３図は、同じ目的にコンパレー
タを応用する場合の回路例のブロツク図、第４図
は、90゜サンプリングによる包絡線振幅算出にお
いて90゜ペア内のサンプリング間隔を固定した場
合の算出誤差を示した図、第５図は、それに対し
本発明の方法を応用した場合の算出誤差を示した
図である。
Claims (1)
- １ 単数または複数個の超音波振動子と、振動子
により受信された超音波信号を中心周波数につい
て90゜位相差に相当する時間間隔でサンプリング
して得られる２コの値を１組の信号として扱う信
号処理手段とを具備する超音波診断装置におい
て、伝搬路の長い超音波信号に対する上記サンプ
リング間隔を短い伝搬路の信号に対する間隔より
も大きく設定することを特徴とする超音波診断装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16999481A JPS5873343A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16999481A JPS5873343A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873343A JPS5873343A (ja) | 1983-05-02 |
| JPH0134614B2 true JPH0134614B2 (ja) | 1989-07-20 |
Family
ID=15896617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16999481A Granted JPS5873343A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873343A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63315036A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-22 | Aloka Co Ltd | 超音波ドプラ診断装置 |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP16999481A patent/JPS5873343A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5873343A (ja) | 1983-05-02 |
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