JPH0146147B2 - - Google Patents

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JPH0146147B2
JPH0146147B2 JP55102454A JP10245480A JPH0146147B2 JP H0146147 B2 JPH0146147 B2 JP H0146147B2 JP 55102454 A JP55102454 A JP 55102454A JP 10245480 A JP10245480 A JP 10245480A JP H0146147 B2 JPH0146147 B2 JP H0146147B2
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JP
Japan
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subject
probe
distance
signal
image signal
Prior art date
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Expired
Application number
JP55102454A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5729342A (en
Inventor
Shusaku Kubota
Takeshi Mochizuki
Matsuki Kasori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
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Publication of JPS5729342A publication Critical patent/JPS5729342A/en
Publication of JPH0146147B2 publication Critical patent/JPH0146147B2/ja
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  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は被検体中の生体組織を画像表示できる
超音波診断装置、特に被検体表面から任意深度に
ある生体組織に超音波ビームを集束させることの
できる超音波診断装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying an image of a biological tissue in a subject, and particularly an ultrasonic diagnostic apparatus capable of focusing an ultrasonic beam on a biological tissue located at an arbitrary depth from the surface of a subject. Regarding.

超音波ビームを被検体中に送受信して所望の生
体組織を画像表示する超音波診断装置が周知であ
り、この超音波診断装置には各種の走査方式が用
いられ、例えば被検体中の生体組織の断層像を画
像表示することのできるいわゆるBモード超音波
診断装置、あるいは被検体中の生体組織の平面像
を画像表示することのできるいわゆるCモード超
音波診断装置等が知られている。この種の超音波
診断装置において、ビーム走査を行うために電子
走査型超音波探触子が好適であり、電子走査型超
音波探触子に等間隔に配列された各振動素子へ供
給する励振信号を遅延制御することにより、所望
のビーム走査が可能であるとともに被検体中の任
意深度の生体組織に超音波ビームを集束させ、分
解能良く特定の部位の画像表示を行うことができ
る。
Ultrasonic diagnostic equipment that transmits and receives ultrasound beams into a subject to display an image of a desired biological tissue is well known, and various scanning methods are used in this ultrasound diagnostic equipment. A so-called B-mode ultrasonic diagnostic apparatus that can display a tomographic image of a subject, a so-called C-mode ultrasonic diagnostic apparatus that can display a planar image of a living tissue in a subject, etc. are known. In this type of ultrasound diagnostic equipment, an electronic scanning ultrasound probe is suitable for beam scanning, and excitation is supplied to each vibrating element arranged at equal intervals on the electronic scanning ultrasound probe. By controlling the delay of the signal, it is possible to scan the beam as desired, focus the ultrasound beam on the living tissue at any depth in the subject, and display an image of a specific site with good resolution.

しかしながら、従来装置では、集束点の設定が
困難となり、明瞭な画像表示を行うことができな
い場合が生じていた。
However, with conventional devices, it has been difficult to set a focal point, and it has sometimes been impossible to display a clear image.

第1図には、被検体中の生体組織に超音波ビー
ムを集束させて平面画像を表示することのできる
従来の超音波診断装置が示されている。
FIG. 1 shows a conventional ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying a planar image by focusing an ultrasonic beam on a living tissue in a subject.

第1図において、10は被検体表面であり、1
2は被検体表面10からlの深さにある被検体中
の診断に供される生体組織面である。電子走査型
探触子14の下面には、複数個の等間隔に配列さ
れた振動素子が設けられ、被検体中の生体組織面
12に向けて、すなわち、図においてZ軸方向に
超音波ビームを放射し、被検体中の生体組織面1
2からの超音波エコー信号を受信する。そして、
電子走査型探触子14はX軸方向に超音波ビーム
を電子走査することができ、更にこの探触子14
をスキヤナ16によりY軸方向に移動させなが
ら、X軸方向に超音波ビームの走査を行うことと
すれば、超音波ビームの平面走査作用が得られる
こととなる。
In FIG. 1, 10 is the surface of the object to be examined, and 1
Reference numeral 2 denotes a biological tissue surface in the subject that is located at a depth l from the subject surface 10 and is used for diagnosis. A plurality of vibrating elements arranged at equal intervals are provided on the lower surface of the electronic scanning probe 14, and the ultrasonic beam is directed toward the biological tissue surface 12 in the subject, that is, in the Z-axis direction in the figure. , and the biological tissue surface 1 in the subject.
2. Receive the ultrasound echo signal from 2. and,
The electronic scanning probe 14 can electronically scan an ultrasonic beam in the X-axis direction, and furthermore, the probe 14
If the ultrasonic beam is scanned in the X-axis direction while moving it in the Y-axis direction by the scanner 16, a plane scanning effect of the ultrasonic beam can be obtained.

電子走査型探触子14およびスキヤナ16は走
査制御部18により制御されている。走査制御部
18は探触子14から放射された超音波ビームを
探触子14の下面からZ軸方向に所定の距離lに
ある被検体中の生体組織面12上に集束させると
ともに、超音波ビームを走査制御するために、電
子走査型探触子14の各振動素子への励振信号を
所定の遅延時間をもつて制御する。
The electronic scanning probe 14 and the scanner 16 are controlled by a scanning control section 18. The scan control unit 18 focuses the ultrasonic beam emitted from the probe 14 onto the biological tissue surface 12 in the subject located at a predetermined distance l in the Z-axis direction from the lower surface of the probe 14, and In order to scan and control the beam, the excitation signal to each vibrating element of the electronic scanning probe 14 is controlled with a predetermined delay time.

電子走査型探触子14が受信した生体組織面1
2からの超音波エコー信号は画像信号変換部20
に供給される。画像信号変換部20は探触子14
からの受信エコー信号を画像信号に変換するもの
であり、画像信号変換部20の画像信号は表示部
22に供給される。表示部22は画像信号変換部
20からの画像信号により被検体中の生体組織面
12の画像表示を行うことができる。
Biological tissue surface 1 received by electronic scanning probe 14
The ultrasonic echo signal from 2 is sent to the image signal converter 20
is supplied to The image signal converter 20 is the probe 14
The image signal from the image signal converting section 20 is supplied to the display section 22. The display section 22 can display an image of the biological tissue surface 12 in the subject based on the image signal from the image signal conversion section 20.

このように、超音波ビームは被検体中の生体組
織面12上にて集束されているので、表示画面に
おいて分解能の良い生体組織面12の表示を行う
ことが可能となる。
In this way, since the ultrasound beam is focused on the biological tissue surface 12 in the subject, it is possible to display the biological tissue surface 12 with good resolution on the display screen.

以上のようにして、第1図の従来例はその表示
部22にて分解能良く明瞭な画像表示を行うこと
ができるが、このように、分解能良く明瞭な画像
表示を行うには、電子走査型探触子14から放射
された超音波ビームの集束点が被検体中の生体組
織面12上に正確に設定されなければならない。
すなわち、被検体中の生体組織面12と集束点と
が少しでも離れた場合には、表示部22にて画像
表示される生体組織面12の分解能、明瞭度が急
速に劣化してしまうからである。
As described above, the conventional example shown in FIG. 1 can display a clear image with good resolution on its display unit 22. The focal point of the ultrasonic beam emitted from the probe 14 must be accurately set on the biological tissue surface 12 in the subject.
That is, if the living tissue surface 12 in the subject and the focal point are even slightly separated, the resolution and clarity of the living tissue surface 12 displayed as an image on the display unit 22 will rapidly deteriorate. be.

ところが、従来の超音波診断装置では、生体組
織面12上に集束点を設定できない場合が生じて
いた。
However, in conventional ultrasonic diagnostic apparatuses, there have been cases in which a focal point cannot be set on the biological tissue surface 12.

以下第2図にて、乳腺の診断の場合を例として
その理由を説明する。
The reason for this will be explained below with reference to FIG. 2, taking the case of mammary gland diagnosis as an example.

一般に、電子走査型探触子14は比較的近距離
の領域では、分解能が低下するという特性を有
し、一方、乳腺23は乳房表面10(被検体表
面)から1〜3cm程度の浅い深度にあるので、明
瞭な表示画像を得るためには、探触子14を被検
体表面10から距離Lを隔てて配設しなければな
らない。そして、この距離Lは診断条件によつて
不定であるので、集束点Fの正確な設定が困難と
なり、前述した診断部位の正確なビーム集束作用
が得られないという欠点が生じていた。
Generally, the electronic scanning probe 14 has a characteristic that its resolution decreases in a relatively short distance region, whereas the mammary gland 23 is located at a shallow depth of about 1 to 3 cm from the breast surface 10 (subject surface). Therefore, in order to obtain a clear display image, the probe 14 must be placed at a distance L from the subject surface 10. Since this distance L is indeterminate depending on the diagnostic conditions, it is difficult to accurately set the focusing point F, resulting in the disadvantage that the accurate beam focusing effect at the diagnostic site described above cannot be obtained.

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は被検体中の診断部位に探触子から
放射された超音波ビームを正確に集束させること
により、被検体中の生体組織を明瞭に画像表示す
ることができる超音波診断装置を提供することに
ある。
The present invention has been developed in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to accurately focus the ultrasound beam emitted from a probe onto the diagnostic site in the subject, thereby clearly identifying the living tissue in the subject. The object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic device that can display images.

上記目的を達成するために、本発明は等間隔に
配列された複数個の振動素子を有し被検体中に超
音波ビームを放射し被検体からの超音波エコーを
受信する電子走査型探触子と、探触子からの受信
エコー信号を画像信号に変換する画像信号変換部
と、画像信号変換部からの画像信号により被検体
中の生体組織を画像表示する表示部と、探触子か
ら放射された超音波ビームを探触子から所定の距
離において集束させるとともに超音波ビームを走
査制御するために各振動素子への励振信号を所定
の遅延時間をもつて制御する走査制御部と、を有
する超音波診断装置において、前記走査制御部
は、被検体表面からのエコー信号により探触子か
ら被検体表面までの距離を検出する距離検出回路
と、距離検出回路からの距離検出信号により被検
体表面から任意の深さに超音波ビームを集束させ
るフオーカス距離補正回路と、を備え、前記画像
信号変換部は、被検体中の生体組織からのエコー
信号を時間の経過に従い増加する利得で増幅する
STC増幅回路を備え、STC増幅回路は被検体中
での超音波信号の減衰を補正するために、被検体
表面からのエコー信号によりSTC動作を開始す
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electronic scanning probe that has a plurality of vibrating elements arranged at equal intervals and emits an ultrasonic beam into a subject and receives ultrasonic echoes from the subject. an image signal converter that converts the received echo signal from the probe into an image signal; a display unit that displays an image of the living tissue in the subject using the image signal from the image signal converter; a scan control unit that controls an excitation signal to each vibrating element with a predetermined delay time in order to focus the emitted ultrasonic beam at a predetermined distance from the probe and scan the ultrasonic beam; In the ultrasonic diagnostic apparatus, the scanning control section includes a distance detection circuit that detects the distance from the probe to the surface of the object using an echo signal from the surface of the object, and a distance detection circuit that detects the distance from the probe to the object surface using an echo signal from the object surface; and a focus distance correction circuit that focuses the ultrasound beam to an arbitrary depth from the surface, and the image signal conversion unit amplifies the echo signal from the biological tissue in the subject with a gain that increases with the passage of time.
The present invention includes an STC amplification circuit, and the STC amplification circuit is characterized in that the STC operation is started by an echo signal from the surface of the subject in order to correct attenuation of the ultrasonic signal within the subject.

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。第3図には、本発明の実施例が示され
ており、第1図および第2図と同一部材には同一
符号を付し、なおスキヤナ16の図示を省略す
る。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which the same members as in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals, and illustration of the scanner 16 is omitted.

探触子14は被検体表面10に向けて超音波ビ
ームを放射し、被検体中の生体組織面12上に集
束点Fを設定する。集束点Fからの超音波エコー
信号は探触子14に戻り、探触子14は超音波エ
コー信号を受信する。探触子14から放射された
超音波ビームがX軸方向に走査されると、探触子
14にはこの走査時における超音波エコー信号が
受信される。このように、X軸方向への走査が探
触子14により行われながら、図示されていない
スキヤナ16による探触子14のY軸方向への移
動が行われると、探触子14には生体組織面12
からの超音波エコー信号が受信されたこととな
る。
The probe 14 emits an ultrasonic beam toward the surface 10 of the subject, and sets a focal point F on the biological tissue surface 12 in the subject. The ultrasound echo signal from the focal point F returns to the probe 14, and the probe 14 receives the ultrasound echo signal. When the ultrasonic beam emitted from the probe 14 is scanned in the X-axis direction, the probe 14 receives an ultrasonic echo signal during this scanning. In this way, when the scanner 16 (not shown) moves the probe 14 in the Y-axis direction while the probe 14 is scanning in the X-axis direction, the probe 14 is exposed to the living body. Organizational surface 12
This means that the ultrasonic echo signal from the

なお乳腺の診断において、探触子14が乳房表
面10から距離L離隔された位置に置かれ、探触
子14と被検体表面10との間には水が満たされ
た水袋24が設けられている。この水袋24は探
触子14と被検体表面10との間で超音波信号の
減衰を防止する作用を行う。
In mammary gland diagnosis, the probe 14 is placed at a distance L from the breast surface 10, and a water bag 24 filled with water is provided between the probe 14 and the subject surface 10. ing. This water bag 24 functions to prevent attenuation of ultrasonic signals between the probe 14 and the surface 10 of the subject.

走査制御部18は探触子14の走査制御および
フオーカス制御を行う電子スキヤナ26、および
被検体表面10と探触子14との距離を検出する
距離検出回路30と予め距離L0+lが記憶され
ているフオーカス距離補正回路32とから成るフ
オーカス距離制御回路28を有している。
The scan control unit 18 includes an electronic scanner 26 that performs scan control and focus control of the probe 14, a distance detection circuit 30 that detects the distance between the object surface 10 and the probe 14, and a distance L 0 +l that is stored in advance. The focus distance control circuit 28 includes a focus distance correction circuit 32 and a focus distance correction circuit 32.

フオーカス距離補正回路32に記憶される距離
L0+lは正確な集束点を得るために被検体表面
10と探触子14との実距離Lと診断部位深度l
との加算値すなわち距離L+lとしなければなら
ないが、前述したように、実距離Lは不定である
ため、本発明においては、診断開始に当たつてフ
オーカス距離補正回路32に概略的な見込距離
L0と深度lとの加算値に相当する距離L0+lが
一応記憶され、これを超音波ビームの予備的送受
信により補正することを特徴とする。そして、深
度lは外部からの深度指令信号により所望の値に
設定可能であり、例えば、つまみの回動操作によ
り深度lの値を所定の値に設定することができ
る。
Distance stored in focus distance correction circuit 32
L 0 +l is the actual distance L between the object surface 10 and the probe 14 and the diagnostic site depth l in order to obtain an accurate focusing point.
However, as mentioned above, since the actual distance L is indefinite, in the present invention, at the start of diagnosis, the focus distance correction circuit 32 calculates a rough estimated distance.
A feature is that a distance L 0 +l corresponding to the sum of L 0 and depth l is temporarily stored, and this is corrected by preliminary transmission and reception of an ultrasound beam. The depth l can be set to a desired value by a depth command signal from the outside, and for example, the value of the depth l can be set to a predetermined value by rotating a knob.

探触子14にて受信された受信エコー信号はフ
オーカス距離制御回路28に設けられた距離検出
回路30に供給され、距離検出回路30により探
触子14と乳房表面10との間の距離Lが検出さ
れ、距離検出回路30の距離検出信号がフオーカ
ス距離補正回路32に供給される。電子スキヤナ
26はフオーカス距離補正回路32からの距離補
正信号により新たに診断用集束点Fを補正設定す
ることができる。
The received echo signal received by the probe 14 is supplied to a distance detection circuit 30 provided in the focus distance control circuit 28, and the distance detection circuit 30 determines the distance L between the probe 14 and the breast surface 10. The distance detection signal from the distance detection circuit 30 is supplied to the focus distance correction circuit 32. The electronic scanner 26 can newly correct and set the diagnostic focusing point F using the distance correction signal from the focus distance correction circuit 32.

一方、探触子14の受信エコー信号は画像信号
変換部20の画像信号変換回路34に供給されて
いる。画像信号変換回路34の画像信号は利得が
時間的に変化するSTC増幅回路36に供給され
ており、STC増幅回路36は距離検出回路30
の検出信号が供給されるトリガ回路38のトリガ
信号により、当該増幅検波信号のSTC増幅を開
始する。STC増幅回路36の増幅出力はメモリ
40に供給されており、メモリ40は1回の平面
走査終了毎に表示部22に画像信号を供給する。
On the other hand, the received echo signal of the probe 14 is supplied to the image signal conversion circuit 34 of the image signal conversion section 20. The image signal of the image signal conversion circuit 34 is supplied to an STC amplifier circuit 36 whose gain changes over time, and the STC amplifier circuit 36 is connected to the distance detection circuit 30.
The trigger signal from the trigger circuit 38 to which the detection signal is supplied starts STC amplification of the amplified detection signal. The amplified output of the STC amplifier circuit 36 is supplied to a memory 40, and the memory 40 supplies an image signal to the display unit 22 every time one plane scan is completed.

本発明の好適な実施例は以上の構成から成り、
以下にその作用を説明する。
A preferred embodiment of the present invention has the above configuration,
The effect will be explained below.

本発明においては、実際の診断に用いる超音波
ビームの送受信に先立つて乳房表面10から不定
距離に固定される探触子14と乳房表面10との
距離Lを検出するための予備的な超音波ビームの
送受信が行われる。
In the present invention, preliminary ultrasonic waves are used to detect the distance L between the breast surface 10 and the probe 14, which is fixed at an indefinite distance from the breast surface 10, prior to transmitting and receiving the ultrasonic beam used for actual diagnosis. Beams are transmitted and received.

この予備的送受信のために、フオーカス距離補
正回路32に記憶された距離L0+lが電子スキ
ヤナ26に供給され、電子スキヤナ26から探触
子14に励振信号が供給されると、探触子14は
被検体中であつて任意に決定された予備的集束点
F0すなわち探触子14から距離L0+lの点にフ
オーカス制御された超音波ビームを放射する。
For this preliminary transmission and reception, the distance L 0 +l stored in the focus distance correction circuit 32 is supplied to the electronic scanner 26, and when an excitation signal is supplied from the electronic scanner 26 to the probe 14, the probe 14 is an arbitrarily determined preliminary focal point in the subject
A focus-controlled ultrasonic beam is emitted to a point F 0 , that is, a distance L 0 +l from the probe 14.

前記予備的集束点F0は本実施例では、所望の
診断部位深さlと探触子14との概略的な設定位
置L0とから定めているが、他に診断部位とは全
く無関係に決定することとしても良い。乳房表面
10において、被検体の生体組織と水とは音響イ
ンピーダンスが異なるので、乳房表面10に到達
した超音波ビームの一部は反射し、他の一部は乳
房表面10を通過して探触子14からL0+lの
距離にある予備的集束点F0に集束する。
In this embodiment, the preliminary focusing point F 0 is determined based on the depth l of the desired diagnosis site and the roughly set position L 0 of the probe 14, but it can be determined completely independently of the diagnosis site. It may also be a decision. On the breast surface 10, the biological tissue of the subject and water have different acoustic impedances, so part of the ultrasound beam that reaches the breast surface 10 is reflected, and the other part passes through the breast surface 10 and is probed. It focuses on a preliminary focus point F 0 at a distance L 0 +l from child 14.

探触子14は被検体表面10からの超音波エコ
ー信号を受信し、距離検出回路30に受信エコー
信号をを供給する。
The probe 14 receives an ultrasonic echo signal from the object surface 10 and supplies the received echo signal to the distance detection circuit 30 .

距離検出回路30は予め電子スキヤナ26か
ら、電子スキヤナ26が探触子14に励振信号を
供給した際に同期パルスtpを得ており、この同期
パルスtpと乳房表面10からのエコー信号との時
間的ずれから探触子14と乳房表面10との間の
距離Lを検出する。そして、フオーカス距離補正
回路32は距離検出回路30から距離Lを読み込
み、予め記憶されていた距離L0と比較し、両距
離の差Δlを算出する。次に予め記憶されていた
距離L0+lに補正量Δlを加算し、距離L+l(=
L0+l+Δl)を算出する。
The distance detection circuit 30 has previously obtained a synchronization pulse tp from the electronic scanner 26 when the electronic scanner 26 supplies an excitation signal to the probe 14, and the time between this synchronization pulse tp and the echo signal from the breast surface 10 is The distance L between the probe 14 and the breast surface 10 is detected from the misalignment. Then, the focus distance correction circuit 32 reads the distance L from the distance detection circuit 30, compares it with the previously stored distance L0 , and calculates the difference Δl between the two distances. Next, the correction amount Δl is added to the previously stored distance L 0 +l, and the distance L + l (=
L 0 +l+Δl) is calculated.

以上のようにして、表示部22にて画像表示を
希望する被検体中の生体組織面12上に設定すべ
き集束点Fまでの距離L+lが得られたこととな
る。
As described above, the distance L+l to the focal point F to be set on the biological tissue surface 12 in the subject whose image is desired to be displayed on the display unit 22 is obtained.

被検体中の生体組織面12を表示部22にて画
像表示を行うための診断用送受信が前記予備的送
受信に引き続いて行われる。
Diagnostic transmission and reception for displaying an image of the biological tissue surface 12 in the subject on the display unit 22 is performed subsequent to the preliminary transmission and reception.

フオーカス距離補正回路32にて得られた距離
L+lが電子スキヤナ26に供給され、被検体中
の生体組織面12上の集束点Fに超音波ビームが
正確に集束する。集束点Fからの反射した超音波
エコー信号は電子走査型探触子14にて受信さ
れ、画像信号変換部20のメモリ40に画像情報
として記憶される。
The distance L+l obtained by the focus distance correction circuit 32 is supplied to the electronic scanner 26, and the ultrasonic beam is accurately focused on the focal point F on the biological tissue surface 12 in the subject. The reflected ultrasound echo signal from the focal point F is received by the electronic scanning probe 14 and stored in the memory 40 of the image signal converter 20 as image information.

以上のようにして、診断用送受信が行われたこ
ととなり、前述した予備的送受信と合わせて、1
回の送受信が終了する。このような予備的送受信
および診断用送受信からなる送受信がX軸方向お
よびY軸方向に行われると、メモリ40には情報
密度が高い被検体中の生体組織面12の画像情報
が記憶される。ここで、被検体中の生体組織面1
2の面画像表示を行うには、フオーカス距離制御
回路28に供給されていた深度lの深度指令信号
を図において破線にて示すように画像信号変換回
路34に供給し、深度lにある被検体中の生体組
織面12からのエコー信号のみを選択して画像信
号への変換を行う。
As described above, diagnostic transmission and reception has been performed, and together with the preliminary transmission and reception described above, 1
The transmission/reception is completed. When such transmission/reception consisting of preliminary transmission/reception and diagnostic transmission/reception is performed in the X-axis direction and the Y-axis direction, image information of the biological tissue surface 12 in the subject with high information density is stored in the memory 40. Here, biological tissue surface 1 in the subject
2, the depth command signal at depth l that has been supplied to the focus distance control circuit 28 is supplied to the image signal conversion circuit 34 as shown by the broken line in the figure, and Only the echo signals from the biological tissue surface 12 inside are selected and converted into image signals.

メモリ40から表示部22に画像信号が供給さ
れると、表示部22は被検体中の生体組織面12
の画像表示を分解能良く行う。
When the image signal is supplied from the memory 40 to the display unit 22, the display unit 22 displays the biological tissue surface 12 in the subject.
Display images with good resolution.

次に診断部位深さlが変化し、この結果、超音
波ビームの減衰による受信エコー信号のレベル変
化が生ずることを効果的に補償するSTC増幅回
路36の動作を説明する。
Next, an explanation will be given of the operation of the STC amplifier circuit 36 that effectively compensates for the change in the depth l of the diagnostic site and the resulting change in the level of the received echo signal due to the attenuation of the ultrasound beam.

STC増幅回路36は被検体中の生体組織面1
2が被検体表面10から遠距離にある場合であつ
ても、近距離にある場合であつても、生体組織面
12上の画像表示が一様の輝度レベルになるよう
に、超音波ビームの一掃引の間で利得を時間的に
制御する増幅回路である。
The STC amplifier circuit 36 is connected to the biological tissue surface 1 in the subject.
The ultrasonic beam is adjusted so that the image displayed on the living tissue surface 12 has a uniform brightness level, regardless of whether the tissue surface 2 is located at a long distance or a short distance from the subject surface 10. This is an amplifier circuit that temporally controls the gain during the sweep.

周知のように、被検中においては、超音波信号
の減衰が大きく、このため、被検体表面10から
深さlの所にある集束点Fまでの生体組織中で
は、深さlの値に応じて超音波信号の減衰が生ず
る。従つて、前述したように、集束点Fからの超
音波エコー信号を受信して単に画像表示すること
とすれば、深い個所(すなわち深さlが大きい場
合)は表示部において暗く表示され、浅い個所
(すなわち深さlが小さい場合)はこの逆に明る
く表示されることとなり、表示部22の画像が全
体として一様の輝度レベルとならず、診断に際し
て不都合を生ずる。
As is well known, during an examination, the attenuation of the ultrasonic signal is large, and therefore, in the living tissue from the object surface 10 to the focal point F located at a depth l, the value at the depth l A corresponding attenuation of the ultrasound signal occurs. Therefore, as described above, if the ultrasonic echo signal from the focal point F is received and the image is simply displayed, a deep area (that is, when the depth l is large) will be displayed darkly on the display, and a shallow area will be displayed darkly on the display. On the contrary, a portion (that is, when the depth l is small) is displayed brightly, and the image on the display section 22 does not have a uniform brightness level as a whole, which causes inconvenience in diagnosis.

このときに、すなわち、深さlの値にかかわら
ず、表示部22において一様の輝度を保持しよう
という場合に用いられる手段としてSTC増幅回
路36があり、本実施例では、画像信号変換部2
0にSTC増幅回路36を設けている。
In this case, the STC amplifier circuit 36 is used as a means to maintain uniform brightness in the display section 22 regardless of the value of the depth l.
0 is provided with an STC amplifier circuit 36.

第4図には、STC増幅回路36の動作説明図
が示されている。
FIG. 4 shows an explanatory diagram of the operation of the STC amplifier circuit 36.

本実施例におけるSTC増幅回路36は従来回
路が超音波ビームの放射とともにSTC増幅作用
を開始するのに対し、第4図aに示される被検体
表面10からのエコー信号100が探触子14に
より受信された時にSTC動作すなわち第4図c
に示される増幅利得の上昇を開始することであ
り、本実施例によれば、探触子14と被検体表面
10との距離が不定な場合においても、被検体中
の生体組織12を同一レベルの輝度にて画像表示
できる利点を有する。なお第4図cから明らかな
ように、本実施例における生体組織面12におけ
る集束点Fからのエコー信号102は利得Aで増
幅されることとなる。
In the STC amplification circuit 36 of this embodiment, whereas the conventional circuit starts the STC amplification action upon emission of an ultrasound beam, the echo signal 100 from the object surface 10 shown in FIG. STC operation when received i.e. Figure 4c
According to this embodiment, even when the distance between the probe 14 and the surface 10 of the subject is indefinite, the biological tissue 12 in the subject is kept at the same level. It has the advantage of being able to display images at a brightness of . As is clear from FIG. 4c, the echo signal 102 from the focal point F on the biological tissue surface 12 in this embodiment is amplified by the gain A.

なお被検体中の超音波信号の減衰の様子が第4
図bに示されており、STC増幅回路36の利得
上昇の様子が第4図cに示されており、STC増
幅回路36の出力特性が第4図dに示されてい
る。第4図によれば、第4図bのエコー信号が
STC増幅回路36に供給されると、STC増幅回
路36は第4図cの利得特性にて増幅を行い、第
4図dに示されるように、深さlの大小にかかわ
らず、一定レベルの出力を行う。
The state of attenuation of the ultrasonic signal in the subject is shown in the fourth figure.
The increase in gain of the STC amplifier circuit 36 is shown in FIG. 4c, and the output characteristic of the STC amplifier circuit 36 is shown in FIG. 4d. According to Fig. 4, the echo signal of Fig. 4b is
When supplied to the STC amplifier circuit 36, the STC amplifier circuit 36 performs amplification with the gain characteristics shown in FIG. 4c, and as shown in FIG. Perform output.

本実施例において、前述したSTC動作の開始
信号として、第3図における距離検出回路30の
被検体表面検出信号200が用いられ、この表面
位置検出信号200がトリガ回路38に供給され
ている。そして、実際の診断用の超音波ビームの
放射が行われ、乳房表面10からのエコー信号1
00が受信された時に、トリガ回路38はトリガ
信号をSTC増幅回路36に与え、STC増幅回路
36はトリガ信号により利得上昇を開始する。従
つて、被検体中の生体組織面12上の集束点Fか
らのエコー信号102が画像信号変換回路34を
介してSTC増幅回路36に供給されると、その
時の利得AにてSTC増幅回路36はエコー信号
102を増幅する。このようにして得られた
STC増幅回路36の増幅出力のレベルは前述し
たように深さlの大小にかかわらず一定となるの
で、表示部22にて表示される被検体中の生体組
織面12の表示画像は生体組織面12の深い部分
であるか浅い部分であるかにかかわらず一様な輝
度レベルとなる。
In this embodiment, the object surface detection signal 200 of the distance detection circuit 30 in FIG. 3 is used as the start signal for the STC operation described above, and this surface position detection signal 200 is supplied to the trigger circuit 38. Then, an ultrasound beam for actual diagnosis is emitted, and an echo signal 1 from the breast surface 10 is emitted.
00 is received, the trigger circuit 38 provides a trigger signal to the STC amplifier circuit 36, and the STC amplifier circuit 36 starts increasing the gain by the trigger signal. Therefore, when the echo signal 102 from the focal point F on the biological tissue surface 12 in the subject is supplied to the STC amplifier circuit 36 via the image signal conversion circuit 34, the STC amplifier circuit 36 is converted to the STC amplifier circuit 36 at the gain A at that time. amplifies the echo signal 102. obtained in this way
As described above, the level of the amplified output of the STC amplifier circuit 36 is constant regardless of the depth l, so the display image of the biological tissue surface 12 in the subject displayed on the display unit 22 is the biological tissue surface. The brightness level is uniform regardless of whether the area is deep or shallow.

以上説明したように、本発明は予め予備的な超
音波ビームの放射を行い、被検体表面10からの
エコー信号を受信して被検体表面までの実距離L
を検出することとし、次にこの距離Lに基づいて
被検体中の生体組織面12上に集束点Fを正確に
設定するので、距離Lの大小にかかわらず、表示
部22において分解能良く被検体中の生体組織面
12を表示することができる。また画像信号変換
部20にSTC増幅回路36を設け、STC増幅回
路36の利得制御を診断用超音波ビームが被検体
表面に到達した時に対応して開始することとして
いるので、診断部位の深さlの大小にかかわら
ず、輝度レベル一様な画像表示を行うことができ
る。
As explained above, the present invention emits a preliminary ultrasonic beam in advance, receives an echo signal from the object surface 10, and measures the actual distance L to the object surface.
Then, based on this distance L, the focusing point F is accurately set on the biological tissue surface 12 in the subject, so regardless of the size of the distance L, the subject can be detected with good resolution on the display unit 22. The living tissue surface 12 inside can be displayed. In addition, the image signal converter 20 is provided with an STC amplifier circuit 36, and the gain control of the STC amplifier circuit 36 is started when the diagnostic ultrasound beam reaches the surface of the subject. Regardless of the size of l, images can be displayed with a uniform brightness level.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は被検体中の生体組織に超音波ビームを
集束させ平面画像を表示することのできる従来の
超音波診断装置のブロツク説明図、第2図は第1
図の従来の超音波診断装置を乳腺の診断に用いた
場合の集束点Fについての説明図、第3図は本発
明に係る超音波診断装置の好適な実施例を示すブ
ロツク説明図、第4図はSTC増幅回路36の動
作説明図である。 10……被検体表面、12……被検体中の生体
組織面、14……電子走査型探触子、18……走
査制御部、20……画像信号変換部、22……表
示部、26……電子スキヤナ、28……フオーカ
ス距離制御回路、30……距離検出回路、32…
…フオーカス距離補正回路、36……STC増幅
回路。
Figure 1 is an explanatory block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic device that can focus an ultrasound beam on living tissue in a subject and display a planar image.
FIG. 3 is a block explanatory diagram showing a preferred embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention; FIG. The figure is an explanatory diagram of the operation of the STC amplifier circuit 36. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Subject surface, 12... Biological tissue surface in the subject, 14... Electronic scanning probe, 18... Scanning control unit, 20... Image signal conversion unit, 22... Display unit, 26 ...Electronic scanner, 28...Focus distance control circuit, 30...Distance detection circuit, 32...
...Focus distance correction circuit, 36...STC amplifier circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 等間隔に配列された複数個の振動素子を有し
被検体中に超音波ビームを放射し被検体からの超
音波エコーを受信する電子走査型探触子と、 探触子からの受信エコー信号を画像信号に変換
する画像信号変換部と、 画像信号変換部からの画像信号により被検体中
の生体組織を画像表示する表示部と、 探触子から放射された超音波ビームを探触子か
ら所定の距離において集束させるとともに超音波
ビームを走査制御するために各振動素子への励振
信号を所定の遅延時間をもつて制御する走査制御
部と、を有する超音波診断装置において、 前記走査制御部は、被検体表面からのエコー信
号により探触子から被検体表面までの距離を検出
する距離検出回路と、距離検出回路からの距離検
出信号により被検体表面から任意の深さに超音波
ビームを集束させるフオーカス距離補正回路と、
を備え、 前記画像信号変換部は、被検体中の生体組織か
らのエコー信号を時間の経過に従い増加する利得
で増幅するSTC増幅回路を備え、STC増幅回路
は被検体中での超音波信号の減衰を補正するため
に、被検体表面からのエコー信号によりSTC動
作を開始することを特徴とする超音波診断装置。
[Claims] 1. An electronic scanning probe that has a plurality of vibrating elements arranged at equal intervals and emits an ultrasonic beam into a subject and receives ultrasonic echoes from the subject; an image signal converter that converts the echo signal received from the probe into an image signal; a display unit that displays an image of the living tissue in the subject using the image signal from the image signal converter; and an image signal converter that converts the received echo signal from the probe into an image signal; An ultrasonic diagnosis comprising: a scanning control unit that controls an excitation signal to each vibrating element with a predetermined delay time in order to focus a sound wave beam at a predetermined distance from a probe and control scanning of the ultrasonic beam; In the apparatus, the scanning control section includes a distance detection circuit that detects the distance from the probe to the surface of the object using an echo signal from the surface of the object, and a distance detection circuit that detects a distance from the surface of the object using the distance detection signal from the distance detection circuit. A focus distance correction circuit that focuses the ultrasonic beam to the depth,
The image signal conversion unit includes an STC amplification circuit that amplifies an echo signal from a living tissue in the subject with a gain that increases over time, and the STC amplification circuit amplifies the ultrasound signal in the subject. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that an STC operation is started by an echo signal from the surface of a subject in order to correct attenuation.
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