JPH03114452A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPH03114452A
JPH03114452A JP1251870A JP25187089A JPH03114452A JP H03114452 A JPH03114452 A JP H03114452A JP 1251870 A JP1251870 A JP 1251870A JP 25187089 A JP25187089 A JP 25187089A JP H03114452 A JPH03114452 A JP H03114452A
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JP
Japan
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signal
reflection signal
multiple reflection
echo
ultrasonic
Prior art date
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Application number
JP1251870A
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Japanese (ja)
Inventor
Ko Ishikawa
皇 石川
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the artifact component of a tomographic image by vibrating an ultrasonic vibrator transmitting and receiving an ultrasonic signal with respect to the interior of an examinee in a transmitting direction and removing a multiple reflection signal component from a plurality of echo signals. CONSTITUTION:An ultrasonic vibrator 600 transmits an ultrasonic wave into an examinee 601 and receives the reflected echo to convert the same to an electric signal. A vibrator moving apparatus 603 mechanically moves the vibra tor 600 forwardly or rearwardly in the transmitting direction and a transmitting circuit 604 drives the vibrator 600 to transmit an ultrasonic wave and a receiv ing circuit 605 amplifies the echo signal received by the vibrator 600 to output the same. A multiple reflection reducing circuit 608 reads a digital signal from a memory 607 and executes multiple reflection removing algorithm to remove the multiple reflection signal component of the echo signal and outputs the echo signal reduced in the multiple reflection component. A D/A converter circuit 609 converts the output of the circuit 608 to an analogue signal to output the same to a display part 610. For example, the display part 610 is an image display apparatus such as a CRT and the tomographic image of the examinee 601 minimized in a multiple reflection component is displayed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は超音波診断装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field 1 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus.

[従来の技術] 超音波診断装置は、超音波プローブより超音波を被検体
内に送波し1反射体からエコーを受波して、エコーの表
わす断層像を表示する装置である。エコーが被検体の内
部で1回反射し、プローブに受波されれば、断層像はゴ
ーストのない明瞭な画像として表示される。このような
エコー信号を単反射信号と呼ぶことにする。
[Prior Art] An ultrasonic diagnostic apparatus is an apparatus that transmits ultrasonic waves into a subject from an ultrasonic probe, receives echoes from one reflector, and displays a tomographic image represented by the echoes. If the echo is reflected once inside the subject and received by the probe, the tomographic image will be displayed as a clear image without ghosts. Such an echo signal will be referred to as a single reflection signal.

しかし装置の実際の運用では、超音波プローブと被検体
表面との音響インピーダンスの差よりプローブと被検体
表面との境界でエコーの反射が起こり、プローブで受波
すべき超音波信号の一部が再度被検体内に入ることがあ
る。このため、被検体表面と被検体内の反射体の間で多
重反射が起こり、−船釣に装置の表示器に表示される画
像に複数のゴーストが現われることがある。このような
プローブと反射体の間を複数回反射してプローブに受波
される信号、すなわち多重反射信号を含む画像は、診断
にとって悪影響を及ぼすものであり、多重反射信号成分
の除去が望まれる。
However, in actual operation of the device, echoes are reflected at the boundary between the probe and the surface of the object due to the difference in acoustic impedance between the probe and the surface of the object, and a portion of the ultrasound signal that should be received by the probe is lost. It may enter the subject again. For this reason, multiple reflections occur between the surface of the object and the reflector inside the object, and multiple ghosts may appear on the image displayed on the display of the device while fishing on a boat. Such signals that are reflected multiple times between the probe and the reflector and received by the probe, that is, images containing multiple reflection signals, have a negative impact on diagnosis, and it is desirable to remove the multiple reflection signal components. .

多重反射信号の除去方法として特開昭56−14315
1や特開昭60−117150などがある。これらの方
式は、単信号成分が送波のt砂径に受波された場合に、
2t、 3t、、、、秒後には多重反射信号成分が受波
されるものとして、減衰のパラメータ等を考慮にいれ、
単信号成分をそれぞれ2t、 3t、、、、砂径にシフ
トしてエコー信号から減衰することによって、多重反射
信号成分を除去するものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-14315 as a method for removing multiple reflected signals
1 and JP-A-60-117150. In these methods, when a single signal component is received by the t sand diameter of the transmitted wave,
Assuming that multiple reflected signal components will be received after 2t, 3t,... seconds, taking into account attenuation parameters, etc.
The multiple reflected signal components are removed by shifting the single signal components to 2t, 3t, . . . , sand diameters and attenuating them from the echo signal.

[発明が解決しようとする課題1 しかしながら、特開昭56−143151や特開昭60
−11月50の多重反射除去の方式では、送波のt砂径
にノイズが入力された場合、 2t、 3t、、、、砂
径のエコー信号には同様のノイズが存在しないにもかか
わらず、多重反射信号成分があるものとして、減算が行
なわれてしまう危険がある。また、反射体がプローブに
対して斜めに存在している場合、プローブから送波され
た信号は反射体で反射してプローブに戻るが、反射体が
斜めのために、反射波の中心は送波された位置から距離
dだけずれた位置にくる。その位置で信号の一部は、再
度プローブ面において反射して被検体内に入る。
[Problem to be solved by the invention 1 However, JP-A-56-143151 and JP-A-60
- In the method of removing multiple reflections in November 50, when noise is input to the t sand diameter of the transmitted wave, even though similar noise does not exist in the echo signals of the sand diameters of 2t, 3t,... , there is a risk that subtraction will be performed assuming that there are multiple reflected signal components. Also, if the reflector is diagonal to the probe, the signal sent from the probe will be reflected by the reflector and returned to the probe, but because the reflector is diagonal, the center of the reflected wave will be It comes to a position shifted by a distance d from the waved position. At that position, a portion of the signal is reflected again at the probe surface and enters the subject.

被検体内にはいった信号が反射して再びプローブに戻っ
た場合、受波される位置はさらにほぼ3dに等しい距離
だけずれたところになる。さらにもう−度多重反射が起
こりその信号がプローブに受波される時には、1回目の
多重反射が受波された位置からさらにほぼ5dに等しい
距離だけずれた位置になってしまう、したがって、多重
反射信号は反射体とプローブの微妙な位置関係によって
、プローブに受波されたり、されなかったりする、その
□ため、エコー信号の処理において、単反射信号か多重
反射信号かの認識が十分でない場合には、単に多重反射
信号成分が低減できないだけでなく、単反射信号成分を
も除去してしまう結果になる。
When the signal that has entered the subject is reflected and returns to the probe, the position where the signal is received will be further shifted by a distance approximately equal to 3d. When another multiple reflection occurs and the signal is received by the probe, the position will be shifted by a distance equal to approximately 5d from the position where the first multiple reflection was received. Therefore, the multiple reflection The signal may or may not be received by the probe depending on the delicate positional relationship between the reflector and the probe. Therefore, when processing an echo signal, it may be difficult to recognize whether it is a single reflection signal or a multiple reflection signal. In this case, not only the multiple reflection signal component cannot be reduced, but also the single reflection signal component is removed.

本発明は、上記の問題点を解消し、多重反射信号成分を
効果的に低減させる超音波診断装置を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that solves the above problems and effectively reduces multiple reflected signal components.

[課題を解決するための手段] 本発明による超音波診断装置では、プローブを超音波の
送波方向に移動させ1反射信号成分の移動変位量と多重
反射信号成分の移動変位量との差から多重反射信号成分
を効果的に低減している6本発明によれば、超音波振動
子より被検体内に超音波を送波し、反射されるエコーを
超音波振動子で受波してエコー信号の表わす断層像を形
成する超音波診断装置は、超音波振動子を送波方向に移
動させる移動手段と、エコー信号を記憶する記憶手段と
、移動手段により超音波振動子を移動させて少なくとも
2個所の位置の複数のエコー信号を超音波振動子に受波
させ、複数のエコー信号を記憶手段に記憶させる制御手
段と、複数のエコー信号から多重反射信号成分を除去す
るための多重反射信号低減手段とを有し、多重反射信号
低減手段は、複数のエコー信号を相対的にシフトさせ、
両者の差分をとるエコー信号差分手段と、信号差分手段
によるエコー信号間の差分情報に基づいて疑似多重反射
信号成分を発生させるための疑似多重反射信号発生手段
と、複数のエコー信号と疑似多重反射信号成分との差分
をとり、疑似多重反射信号成分を低減し、疑似単反射信
号成分を得る疑似単反射信号発生手段と、複数の疑似単
反射成分から所定の条件を満足する半反射信号を得る単
反射信号決定手段とを有する。
[Means for Solving the Problems] In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the probe is moved in the ultrasound transmission direction, and the difference between the amount of displacement of one reflected signal component and the amount of displacement of multiple reflected signal components is determined. 6. Effectively reducing multiple reflected signal components According to the present invention, an ultrasound transducer transmits an ultrasound wave into the subject, and the ultrasound transducer receives the reflected echo and generates an echo. An ultrasound diagnostic apparatus that forms a tomographic image represented by a signal includes a moving means for moving an ultrasound transducer in a wave transmission direction, a storage means for storing an echo signal, and at least A control means for causing an ultrasonic transducer to receive a plurality of echo signals at two positions and storing the plurality of echo signals in a storage means, and a multiple reflection signal for removing a multiple reflection signal component from the plurality of echo signals. the multiple reflected signal reducing means relatively shifting the plurality of echo signals;
echo signal difference means for calculating the difference between the two; pseudo multiple reflection signal generation means for generating a pseudo multiple reflection signal component based on the difference information between the echo signals by the signal difference means; and a plurality of echo signals and pseudo multiple reflection signal components. pseudo-single-reflection signal generating means for obtaining a pseudo-single-reflection signal component by taking a difference between the pseudo-single-reflection signal component and the pseudo-single-reflection signal component, and obtaining a half-reflection signal that satisfies predetermined conditions from the plurality of pseudo-single-reflection components; and single reflection signal determining means.

本発明によれば、超音波診断装置において、被検体の表
面と超音波振動子の表面との間に超音波伝搬体が介在し
、超音波伝搬体は、超音波振動子の移動が直接、被検体
内の反射体分布の測定への影響が少ない材料を含む。
According to the present invention, in an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic propagating body is interposed between the surface of a subject and the surface of an ultrasonic transducer, and the ultrasonic propagating body is directly affected by the movement of the ultrasonic transducer. Contains materials that have little effect on the measurement of reflector distribution within the subject.

本発明によればまた、超音波診断装置において、多重反
射信号低減手段は、所定の条件を満足する半反射信号を
決定できないときは、エコー信号を出力する。
According to the present invention, in the ultrasonic diagnostic apparatus, the multiple reflection signal reduction means outputs an echo signal when a semi-reflection signal satisfying a predetermined condition cannot be determined.

本発明によればまた、超音波診断装置において、疑似多
重反射信号決定手段は、エコー信号差分手段からの差分
信号を、等しい波形がシフト量に相当する位相差で重な
り合っていると仮定して、周波数変換し、位相差を除去
し、逆周波数変換することで疑似的な多重反射信号成分
を抽出する。
According to the present invention, in the ultrasonic diagnostic apparatus, the pseudo multiple reflection signal determining means assumes that the difference signals from the echo signal differentiating means have equal waveforms overlapping with a phase difference corresponding to the shift amount. A pseudo multiple reflection signal component is extracted by performing frequency conversion, removing the phase difference, and performing inverse frequency conversion.

本発明によればさらに、超音波診断装置において、疑似
単反射信号発生手段は、複数のエコー信号と疑似多重反
射信号発生手段からの信号との差分を、シフト量を考慮
して、とることで、複数の疑似的な単反射信号成分を発
生する。
According to the present invention, furthermore, in the ultrasonic diagnostic apparatus, the pseudo single reflection signal generating means calculates the difference between the plurality of echo signals and the signal from the pseudo multiple reflection signal generating means, taking into consideration the amount of shift. , generates a plurality of pseudo single reflection signal components.

本発明によればさらに、超音波診断装置において、単反
射信号決定手段は、疑似単反射信号発生手段で得られた
複数の疑似単反射信号の間で相関をとり、その相関がピ
ークを呈した時の疑似単反射信号を半反射信号とする。
According to the present invention, in the ultrasonic diagnostic apparatus, the single reflection signal determining means calculates a correlation between the plurality of pseudo single reflection signals obtained by the pseudo single reflection signal generating means, and the correlation exhibits a peak. Let the pseudo-single reflection signal at the time be a half-reflection signal.

[作 用1 本発明による超音波診断装置は、振動子移動手段により
振動子を送波方向において前方または後方に移動させな
がら、複数のエコー信号を受波し、エコー信号のデータ
を記憶手段に記憶する。
[Function 1] The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention receives a plurality of echo signals while moving the transducer forward or backward in the wave transmission direction by the transducer moving means, and stores the data of the echo signals in the storage means. Remember.

記憶手段に記・臆された複数のエコー信号のうち。Among multiple echo signals recorded/recorded in the storage means.

2つを多重反射除去手段に送り、そこで2つのエコー信
号の相対的位相差を徐々にずらしながら、疑似的な単反
射信号成分を求める。その2つの半反射成分間の相関の
ピークが現われた場合に、そこでの疑似単反射信号を真
の半反射信号とする。
The two echo signals are sent to multiple reflection removal means, where the relative phase difference between the two echo signals is gradually shifted to obtain a pseudo single reflection signal component. When a peak of the correlation between the two semi-reflection components appears, the pseudo single reflection signal there is determined to be the true half-reflection signal.

また、相関のピークが現われない場合には、エコー信号
そのものを半反射信号とする。この方式によりエコー信
号より多重反射信号を除去することができる。
Furthermore, if the correlation peak does not appear, the echo signal itself is treated as a semi-reflection signal. This method allows multiple reflection signals to be removed from echo signals.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して具体的に説明す
る。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

超音波診断装置で受波されるエコー信号は一般に、半反
射信号と多重反射信号を含む、「半反射信号」とは、超
音波振動子から送波された信号が被検体内の反射体で反
射し、そのまま超音波振動子で受波されるエコー信号、
また、「多重反射信号」とは、超音波振動子から送波さ
れた信号が被検体内の反射体と振動子表面との間で複数
回、反射した後に、超音波振動子で受波されるエコー信
号と定義する。この多重反射信号は、本質的に完全に除
去されることが望ましい。従来は、エコー信号の中から
単反射信号と多重反射信号を識別して多重反射信号のみ
を除去することは、はとんど不可能であった。
Echo signals received by ultrasound diagnostic equipment generally include semi-reflection signals and multiple reflection signals.A "semi-reflection signal" is a signal transmitted from an ultrasound transducer that is reflected by a reflector within the subject. The echo signal is reflected and received by the ultrasonic transducer,
Additionally, a "multiple reflection signal" is a signal transmitted from an ultrasound transducer that is received by the ultrasound transducer after being reflected multiple times between the reflector inside the subject and the surface of the transducer. It is defined as an echo signal. Desirably, this multiple reflection signal is essentially completely eliminated. Conventionally, it has been almost impossible to distinguish between a single reflection signal and a multiple reflection signal among echo signals and to remove only the multiple reflection signal.

本発明は、超音波振動子を送波方向に移動させることを
利用して多重反射信号成分を低減させるが、その際、移
動量を知る必要がない。つまり、単反射信号および多重
反射信号の両方について、シフト量を周波数変換し、つ
ぎに疑似的多重反射信号を除去し、これを逆周波数変換
して相関値を求め、相関値のピークを検出することでエ
コー信号のシフト量を決定し、多重反射信号成分を低減
させるものである。
The present invention reduces multiple reflected signal components by moving the ultrasonic transducer in the wave transmission direction, but there is no need to know the amount of movement. In other words, for both the single reflection signal and the multiple reflection signal, the shift amount is frequency converted, the pseudo multiple reflection signal is removed, this is inversely frequency converted to obtain the correlation value, and the peak of the correlation value is detected. This determines the shift amount of the echo signal and reduces multiple reflected signal components.

本発明の多重反射信号成分の低減方法の原理について第
4図を参照して説明する。簡単のために、超音波プロー
ブの送受波信号はl波長の正弦パルス波で、被検体内部
の点反射体と振動子との間でのみ反射が起こり、減衰や
散乱などの系を複雑にするパラメータは無視できるとす
る。また、単反射・多重反射信号とも時不変信号とし、
プローブの微小変位によってそれぞれの受渡までの時間
が変化し、それぞれの信号分布は不変とする。
The principle of the method for reducing multiple reflected signal components of the present invention will be explained with reference to FIG. For simplicity, the transmitting and receiving signals of the ultrasound probe are sinusoidal pulse waves of l wavelength, and reflection occurs only between the point reflector and the vibrator inside the object, which complicates the system such as attenuation and scattering. Assume that the parameters can be ignored. In addition, both single reflection and multiple reflection signals are assumed to be time-invariant signals.
It is assumed that the time until each delivery changes depending on the minute displacement of the probe, and each signal distribution remains unchanged.

プローブの初期位置における受波信号すなわちエコー信
号は、送波時よりの経過時間をtとすると、反射信号s
 (t)と多重反射信号va (tlの和である(1)
式 %式%(1) となり、その波形100を同図に示す。プローブを反射
体の方向に変位量δ、前進または後退させた時のエコー
信号は(2)式 %式%(2) となり、その波形102を同図に示す、T、はδの時間
変換係数である。
The received signal at the initial position of the probe, that is, the echo signal, is the reflected signal s, where t is the elapsed time from the time of transmission.
(t) and the multiple reflection signal va (tl) (1)
The formula %formula %(1) is obtained, and its waveform 100 is shown in the figure. The echo signal when the probe is moved forward or backward by a displacement amount δ in the direction of the reflector is expressed by equation (2), %, and the waveform 102 is shown in the same figure. T is the time conversion coefficient of δ. It is.

E、(tlに時間軸における正の方向の位相差τδを与
えた信号は、同図の波形104、すなわちEb(t−t
d)となる0図中、左側の正弦パルス波106が単反射
信号成分であり、右側の正弦パルス波108が多重反射
信号成分である。またdは変数であり、この場合、任意
の値をとることができる。
The signal obtained by giving a phase difference τδ in the positive direction on the time axis to E, (tl is the waveform 104 in the same figure, that is, Eb(t-t
d), the sine pulse wave 106 on the left side is a single reflection signal component, and the sine pulse wave 108 on the right side is a multiple reflection signal component. Further, d is a variable, and in this case, it can take any value.

いま、d=δとした場合のE、(t)とEh(t−td
)について考えてみる。この場合、2つのエコー信号の
単反射信号成分は同位相になり、多重反射信号はtdだ
け位相が異なる。ここで E、(t)−Eh(t−てd)を求めると、単反射信号
成分は相殺され、tdだけ位相が異なる多重反射信号成
分の重なり合った信号が得られる。
Now, when d=δ, E, (t) and Eh(t-td
). In this case, the single reflection signal components of the two echo signals have the same phase, and the multiple reflection signals differ in phase by td. If E, (t) - Eh (t - d) is calculated here, the single reflection signal component is canceled out, and a signal is obtained in which multiple reflection signal components whose phases differ by td are superimposed.

つまり、 E −(t)  E bit−z d)= s It)
 十m (t) −s (t) −ta lt+ td
)= ta (t) −va (t+τd)     
   ・−(31となる。ここで(3)式のフーリエ変
換FTは、(4)式のようになる。
That is, E - (t) E bit-z d) = s It)
10m (t) -s (t) -ta lt+ td
)= ta (t) −va (t+τd)
-(31) Here, the Fourier transform FT of equation (3) becomes as shown in equation (4).

FT(E、(t)−E、(t−てd) = FT (n+(tl −n+(t÷τd))=FT
(霧(tl)−FT(■(t+τd11=Mlul−M
lu)exp(i2x u td)= (1−expl
i2z u r、 d) )  Mtu)      
+++ (4まただし、FTはフーリエ変換を示すもの
とする。また、 FT (Il(t) l ;M (u
l とし、iは虚数を示す。
FT (E, (t) - E, (t - te d) = FT (n + (tl - n + (t÷τd)) = FT
(Fog(tl)-FT(■(t+τd11=Mlul-M
lu) exp(i2x u td) = (1-expl
i2z ur, d) ) Mtu)
+++ (4, where FT indicates Fourier transform. Also, FT (Il(t) l ; M (u
l, and i indicates an imaginary number.

ここでE 、、 E 、、 dは既知であるため、(4
)式を変形してM(ulを求めることができる。
Here, E , , E , , d are known, so (4
) can be modified to obtain M(ul).

(5)式で求めたM(u)を逆フーリエ変換TFIする
ことで、多重反射信号成分m (t)を求めることがで
きる。
By performing inverse Fourier transform TFI on M(u) obtained by equation (5), the multiple reflection signal component m (t) can be obtained.

ta (tl = FT (M (ul l     
         = (6)ただし、IFTは逆フー
リエ変換を示すものとする。このようにして、d=δと
仮定した上での疑似的な多重反射信号成分が得られる。
ta (tl = FT (M (ul l
= (6) However, IFT indicates inverse Fourier transform. In this way, a pseudo multiple reflection signal component is obtained on the assumption that d=δ.

ここで。here.

ε、’ it) = E 、 (t)−m(tl :s
 It)        = (7)Eb’ (t) 
= E b it) −m (t+zτd)= s (
tl r dl          = 18)とすれ
ば、E、’(t)、 tb’(tlとも、もとのエコー
信号から疑似的な多重反射信号成分が消去され、疑似的
な半反射信号成分のみのエコー信号となり、その位相差
はτdとなる。つまり、Eゎ°(tlを左側にτdだけ
シフトして、E、’(t)との相関をとれば、Iとなる
はずである。ただし、相関D (d)は(9)式で定義
するものとする。
ε,' it) = E, (t)-m(tl :s
It) = (7)Eb' (t)
= E bit) −m (t+zτd)= s (
tl r dl = 18), for both E, '(t), and tb' (tl, the pseudo multiple reflection signal component is eliminated from the original echo signal, and the echo of only the pseudo half-reflection signal component is signal, and its phase difference is τd.In other words, if Eゎ°(tl is shifted to the left by τd and the correlation is taken with E,'(t), it should be I.However, the correlation D (d) shall be defined by equation (9).

しかし、(9)式において、D (d)が1となるには
、d=δという前提がなければならない。また、δは未
知の値であり、dも一義的には決定できない。しかし、
dがδ近傍ではd−δの絶対値が小さいはどD (di
 はlに近づく傾向がある。
However, in equation (9), for D (d) to be 1, there must be the premise that d=δ. Further, δ is an unknown value, and d cannot be uniquely determined. but,
When d is near δ, the absolute value of d−δ is small, so D (di
tends to approach l.

よって、dの値を少しづつずらしながら、D (diを
求め、最もlに近いピークが検出されたときのs ft
)が真の半反射信号成分となる。
Therefore, while changing the value of d little by little, calculate D(di) and calculate s ft when the peak closest to l is detected.
) becomes the true semi-reflection signal component.

以上のような一連の演算を行なうことで、2つのエコー
信号から多重反射信号成分を除去したエコー信号を得る
ことができる。
By performing a series of calculations as described above, it is possible to obtain an echo signal from which multiple reflection signal components are removed from the two echo signals.

また、明らかなピークが検出されない場合は、受波され
たエコー信号に多重反射信号成分が存在しないか、ある
いは信号がきわめて微弱なときであり、このような場合
はエコー信号を半反射信号成分とみなし、エコー信号を
直接、表示する。
In addition, if no clear peak is detected, it means that there is no multiple reflection signal component in the received echo signal, or the signal is extremely weak. In such cases, the echo signal is considered to be a semi-reflection signal component. Display the echo signal directly.

次に1以上のような多重反射信号成分の除去システムを
超音波診断装置に組み込んだ実施例について説明する。
Next, an embodiment will be described in which one or more systems for removing multiple reflected signal components are incorporated into an ultrasonic diagnostic apparatus.

第1図には多重反射信号成分除去システムを組み込んだ
超音波診断装置のブロック図を示す。同図において、本
実施例の超音波診断装置は、超音波振動子600を有し
、超音波振動子600より被検体601内に超音波を送
波し、反射されるエコー信号に基づいてエコー波形の表
わす断層像を表示部610に表示する装置である。これ
は超音波振動子600を有し、超音波振動子600は超
音波伝搬物質602を介在して被検体601に接触する
。この超音波伝搬物質602は、超音波振動子600の
移動が直接、被検体601内の反射体分布の測定への影
響が少ない材料を含む。超音波振動子600は、被検体
601内に超音波を送波し、これより反射されるエコー
を受波して電気信号に変換する電気・音響変換素子であ
る。
FIG. 1 shows a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus incorporating a multiple reflection signal component removal system. In the same figure, the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment has an ultrasonic transducer 600, transmits ultrasonic waves from the ultrasonic transducer 600 into a subject 601, and generates an echo based on the reflected echo signal. This is a device that displays a tomographic image represented by a waveform on a display unit 610. This has an ultrasonic transducer 600, and the ultrasonic transducer 600 comes into contact with a subject 601 via an ultrasonic propagating substance 602. This ultrasonic propagation material 602 includes a material in which the movement of the ultrasonic transducer 600 has little direct effect on the measurement of the reflector distribution within the subject 601. The ultrasound transducer 600 is an electrical/acoustic transducer that transmits ultrasound waves into the subject 601, receives echoes reflected from the ultrasound waves, and converts them into electrical signals.

振動子移動装置603は振動子600を送波方向におい
て前方または後方に機械的に移動させる装置である。送
信回路604は振動子600を駆動し、超音波を送波さ
せる。受信回路605は振動子600が受波したエコー
信号を増幅して出力する。同期回路611は送信回路6
04の送波、受信回路605のエコー受波、移動装置6
03の移動動作などの同期をとる回路である。 A/D
変換回路606は、受信回路605の出力するエコー信
号をディジタル信号に変換し、メモリ607に記憶させ
る。
The transducer moving device 603 is a device that mechanically moves the transducer 600 forward or backward in the wave transmission direction. The transmitting circuit 604 drives the vibrator 600 to transmit ultrasonic waves. The receiving circuit 605 amplifies and outputs the echo signal received by the vibrator 600. The synchronization circuit 611 is the transmission circuit 6
04 transmission, receiving circuit 605 echo reception, mobile device 6
This is a circuit that synchronizes the movement operations of 03. A/D
The conversion circuit 606 converts the echo signal output from the reception circuit 605 into a digital signal and stores it in the memory 607.

多重反射低減回路608は、メモリ607からディジタ
ル信号を読み出し、後述する多重反射除去アルゴリズム
を実行してその多重反射信号成分を除去し、これを出力
する回路である。 D/A変換回路607は、この出力
をアナログ信号に変換して表示部610に出力する0表
示部610は、たとえばCRTなどの画像表示装置であ
り、これに、多重反射成分の最小化された被検体601
の断層画像が表示される。
The multiple reflection reduction circuit 608 is a circuit that reads a digital signal from the memory 607, executes a multiple reflection removal algorithm to be described later to remove the multiple reflection signal component, and outputs the result. The D/A conversion circuit 607 converts this output into an analog signal and outputs it to the display section 610. The display section 610 is an image display device such as a CRT, and a Subject 601
tomographic images are displayed.

多重反射低減回路608の構成例を第2図に示す、ディ
ジタル信号プロセッサ(DSP) 700は、プログラ
ムメモリ701の記憶する多重反射除去アルゴリズムの
プログラムに従い、データバス703よリメモリ607
のエコーデータを読み出し、前述の多重反射除去アルゴ
リズムを実行し、次にプログラムメモリ607内の他の
処理ルーチン、例えば、検波による絶対値化、対数変換
、データ圧縮などの信号処理を施して、結果の画像デー
タを画像メモリ702に書き込む。画像メモリ702の
データはデータバス704よりD/A変換回路609へ
送られる。
A configuration example of the multiple reflection reduction circuit 608 is shown in FIG.
The echo data is read out, the multiple reflection removal algorithm described above is executed, and then other processing routines in the program memory 607 are performed, such as signal processing such as absolute value conversion by detection, logarithmic conversion, and data compression, to obtain the results. image data is written into the image memory 702. Data in image memory 702 is sent to D/A conversion circuit 609 via data bus 704.

画像メモリとしてデュアルボーt−RAMが有利に使用
され、書込みのタイミングとは独立に表示部61口の1
例えばCRTの走査タイミングで画像メモリ702の内
容が読み出される。これによって、多重反射成分の除去
された断層像が表示される。以上の一連の動作は高速に
実行され1表示部610はリアルタイムで断層19を男
子すみ 第3A図〜第3C図に、前述の多重反射除去処理のフロ
ーを示す。はじめに、超音波プローブ600で受波した
エコー信号(E’a(t)、 Eわ(t))はメモリ6
07に記憶される。プロセッサ700は、2つのエコー
信号(E、(t)、  Eb(lull をメモリ60
7から読み込み+5011、dを予想し得るδの最小値
(初期設定値)に設定する(502) 次に、dを予想し得るδの最大値(最大設定値)と大小
比較しく503) 、 dが最大設定値以下であれば、
Ebftlをてdだけシフトしf504) 、 E 、
 ftlを算出する +505+。
A dual-board T-RAM is advantageously used as the image memory, and one of the display sections 61 is
For example, the contents of the image memory 702 are read out at the scanning timing of the CRT. As a result, a tomographic image from which multiple reflection components have been removed is displayed. The above series of operations is executed at high speed, and the display unit 610 displays the fault 19 in real time.FIGS. 3A to 3C show the flow of the multiple reflection removal process described above. First, the echo signals (E'a(t), Ewa(t)) received by the ultrasound probe 600 are stored in the memory 6.
07. The processor 700 stores the two echo signals (E, (t), Eb(lull) in the memory 60
Read from 7 +5011 and set d to the minimum value of δ that can be expected (initial setting value) (502) Next, compare d with the maximum value of δ that can be expected (maximum setting value) 503), d is less than the maximum setting value,
Shift Ebftl by d and get f504), E,
Calculate ftl +505+.

ついで、E、ft)をフーリエ変換しく5061.変換
した値をl −expfi 2 x t d)で除算し
く507)、その結果を逆フーリエ変換して疑似多重反
射信号成分m ft)の算出を行なう +5081゜E
、(jl、 Eb(Elからm ftlを減算すること
で疑似多反射信号成分s ftlを求め(509)、E
、(t、)、 E、(jlのそれぞれから得られた単反
射信号成分の相関D[dlを求める (510)。その
後、D fdlと5ft)を記憶し+5111.dの値
を増加させ(5121,処理503に戻る。dが最大設
定値を越えれば、いままで記=RしたD (d)の中で
1に近いピークの検出を行ない+5131.ピークが検
出されればその時のs ft)をE、(tl、 Eわf
tlでの真の単反射信号とする (5141゜ピークが
検出されなれば、入力されたエコー信号に多重反射信号
成分がないものとし、エコー信号をそのまま単反射信号
として出力して(5151、一連の処理を終了する。
Then, E, ft) is subjected to Fourier transform (5061. The converted value is divided by l - expfi 2 x t d)507), and the result is inverse Fourier transformed to calculate the pseudo multiple reflection signal component mft) +5081°E
, (jl, Eb(The pseudo multi-reflection signal component s ftl is obtained by subtracting m ftl from El (509), and E
, (t,), E, (calculate the correlation D[dl of the single reflection signal components obtained from each of jl (510). Then, store D fdl and 5ft) and +5111. Increase the value of d (5121, return to process 503. If d exceeds the maximum setting value, detect a peak close to 1 in D (d) written = R until now +5131. A peak is detected. Then, s ft) at that time is E, (tl, Ewa f
tl as a true single reflection signal (5141 If no peak is detected, it is assumed that there is no multiple reflection signal component in the input echo signal, and the echo signal is output as it is as a single reflection signal (5151, a series of Terminates the process.

多重反射除去のアルゴリズムは、前述のものに限らない
。dの初期設定値をδの最大値にし、dを徐々に減少さ
せながら相関値をとる方法や、D (d)のピークを検
出するものでなく、単に最小値を求め、その値と閾値と
の大小比較によってdを算出しても、はぼ同様の結果を
得ることができる。
The algorithm for removing multiple reflections is not limited to the one described above. Instead of setting the initial setting value of d to the maximum value of δ and taking the correlation value while gradually decreasing d, or detecting the peak of D (d), simply find the minimum value and combine that value with the threshold. Even if d is calculated by comparing the magnitude of , almost the same result can be obtained.

また、前述の説明では、単反射信号成分が同位相になる
ようにシフトして差分をとり、その信号をフーリエ変換
、除算、逆フーリエ変換することで多重反射信号成分の
みを算出し、その信号を位相差を考慮にいれてE 、(
tl、 E b(tlから減算することで、2つの単反
射信号成分を算出した。しかし、単反射信号成分と多重
反射信号成分の求め方を逆にしても、前述の説明と同様
のD (dlの分布が得られる。
In addition, in the above explanation, only the multiple reflection signal component is calculated by shifting the single reflection signal components so that they are in the same phase, taking the difference, and performing Fourier transform, division, and inverse Fourier transform on that signal. Taking into account the phase difference, E, (
tl, E b (Two single reflection signal components were calculated by subtracting from tl. However, even if the method of calculating the single reflection signal component and the multiple reflection signal component is reversed, D ( The distribution of dl is obtained.

つまり、最初に多重反射信号成分が同位相になるように
シフトして、差分なとり、その信号をフーリエ変換、除
算、逆フーリエ変換することで単反射信号成分のみを算
出し、その信号を位相差を考慮にいれてE、ftl、 
Eb(tlから減算することで2つの多重反射信号成分
を算出し、相関をとることで、前述の説明と同様のD 
(d)の分布が得られる。
In other words, first shift the multiple reflection signal components so that they are in the same phase, take the difference, calculate only the single reflection signal component by Fourier transform, division, and inverse Fourier transform of that signal, and then convert the signal to the phase difference. Taking into account E, ftl,
By subtracting the two multiple reflection signal components from Eb(tl and taking the correlation, D
The distribution shown in (d) is obtained.

本発明では、2つの疑似多反射信号間の相関のピークを
検出することで多重反射信号成分を除去している。しか
し、多重反射信号成分が存在しない場合、あるいは信号
が極端に微弱な場合には、相関のピークが検出されない
ため、エコー信号がそのまま表示されるように構成され
いる。この特徴は、特開昭56−143151等の先行
技術に比較して、ノイズなどで影響を受けにくく、装置
の信頼子± IIIべ 立 IA [発明の効果] 以上、詳述したように1本発明は、超音波診断装置にお
いて被検体内に超音波信号を送受波する超音波振動子を
、送波方向に振動させ、複数のエコー信号から多重反射
信号成分を除去し、断層像のアーチファクト成分を低減
する効果がある。従来方式のように単反射信号から疑似
多重反射信号を発生するのと異なり、多重反射信号成分
がエコー信号内に存在している場合にのみ、多重反射信
号成分を除去するため、装置の信頼性は非常に高いもの
になっている。
In the present invention, the multiple reflection signal component is removed by detecting the peak of the correlation between two pseudo multiple reflection signals. However, if there are no multiple reflection signal components, or if the signal is extremely weak, the correlation peak will not be detected, so the configuration is such that the echo signal is displayed as is. This feature is less susceptible to noise etc. than the prior art such as JP-A No. 56-143151, and improves the reliability of the device. The invention vibrates an ultrasound transducer that transmits and receives ultrasound signals within a subject in an ultrasound diagnostic device in the transmission direction, removes multiple reflection signal components from multiple echo signals, and eliminates artifact components in tomographic images. It has the effect of reducing Unlike the conventional method, which generates a pseudo multiple reflection signal from a single reflection signal, the multiple reflection signal component is removed only when the multiple reflection signal component exists in the echo signal, which improves the reliability of the device. is extremely high.

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

第1図は本発明による超音波診断装置の1実施例を示す
機能ブロック図、 第2図は、第1図に示す装置の多重反射低減回路の構成
例を示す機能ブロック図、 第3A図、第3B図および第3C図は多重反射除去アル
ゴリズムの例を示すフロー図、 第4図は、プローブの初期位置のエコー信号の波形、移
動した位置におけるエコー信号の波形、およびその波形
をシフトした波形を例示する波形図である。 主一部 の・1の説明 600、 、 、超音波振動子 −602,、、超音波伝搬物質 603、 、 、振動子移動装置 604、 、 、送信回路 605、 、 、受信回路 606、、、A/D変換回路 608、 、 、多重反射低減回路 609、 、 、口/A変換回路 610、 、 、表示部 611、、、同量回路
FIG. 1 is a functional block diagram showing one embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention; FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a multiple reflection reduction circuit of the apparatus shown in FIG. 1; FIG. 3A; Figures 3B and 3C are flow diagrams showing an example of the multiple reflection elimination algorithm; Figure 4 shows the waveform of the echo signal at the initial position of the probe, the waveform of the echo signal at the moved position, and the waveform obtained by shifting the waveform. FIG. Description of main part 1 600, , , Ultrasonic transducer-602, , Ultrasonic propagation material 603, , Transducer moving device 604, , Transmitting circuit 605, , Receiving circuit 606, , A /D conversion circuit 608, , multiple reflection reduction circuit 609, , /A conversion circuit 610, , display section 611, , same amount circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、超音波振動子より被検体内に超音波を送波し、反射
されるエコーを該超音波振動子で受波してエコー信号の
表わす断層像を形成する超音波診断装置において、該装
置は、 前記超音波振動子を送波方向に移動させる移動手段と、 エコー信号を記憶する記憶手段と、 前記移動手段により前記超音波振動子を移動させて少な
くとも2個所の位置の複数のエコー信号を該超音波振動
子に受波させ、該複数のエコー信号を前記記憶手段に記
憶させる制御手段と、該複数のエコー信号から多重反射
信号成分を除去するための多重反射信号低減手段とを有
し、該多重反射信号低減手段は、 前記複数のエコー信号を相対的にシフトさせ、両者の差
分をとるエコー信号差分手段と、該信号差分手段による
エコー信号間の差分情報に基づいて疑似多重反射信号成
分を発生させるための疑似多重反射信号発生手段と、 複数のエコー信号と前記疑似多重反射信号成分との差分
をとり、該疑似多重反射信号成分を低減し、疑似単反射
信号成分を得る疑似単反射信号発生手段と、 複数の前記疑似単反射成分から所定の条件を満足する単
反射信号を得る単反射信号決定手段とを有することを特
徴とする超音波診断装置。 2、請求項1に記載の装置において、前記被検体の表面
と前記超音波振動子の表面との間に超音波伝搬体が介在
し、該超音波伝搬体は、前記超音波振動子の移動が直接
、前記被検体内の反射体分布の測定への影響が少ない材
料を含むことを特徴とする超音波診断装置。3、請求項
1に記載の装置において、前記多重反射信号低減手段は
、前記所定の条件を満足する単反射信号を決定できない
ときは、前記エコー信号を出力することを特徴とする超
音波診断装置。 4、請求項1に記載の装置において、前記疑似多重反射
信号決定手段は、前記エコー信号差分手段からの差分信
号を、等しい波形が前記シフト量に相当する位相差で重
なり合っていると仮定して、周波数変換し、位相差を除
去し、逆周波数変換することで疑似的な多重反射信号成
分を抽出することを特徴とする超音波診断装置。 5、請求項1に記載の装置において、前記疑似単反射信
号発生手段は、前記複数のエコー信号と前記疑似多重反
射信号発生手段からの信号との差分を、前記シフト量を
考慮して、とることで、複数の疑似的な単反射信号成分
を発生することを特徴とする超音波診断装置。 6、請求項1に記載の装置において、前記単反射信号決
定手段は、前記疑似単反射信号発生手段で得られた複数
の疑似単反射信号の間で相関をとり、その相関がピーク
を呈した時の疑似単反射信号を単反射信号とすることを
特徴とする超音波診断装置。
[Claims] 1. Ultrasonic waves that transmit ultrasonic waves into a subject from an ultrasonic transducer and receive reflected echoes with the ultrasonic transducer to form a tomographic image represented by the echo signals. The diagnostic apparatus includes: a moving means for moving the ultrasonic transducer in a wave transmission direction; a storage means for storing echo signals; control means for causing the ultrasonic transducer to receive a plurality of echo signals at different positions and storing the plurality of echo signals in the storage means; and multiple reflection for removing multiple reflection signal components from the plurality of echo signals. and a signal reduction means, the multiple reflected signal reduction means comprising: echo signal difference means for relatively shifting the plurality of echo signals and taking a difference between the two; and difference information between the echo signals by the signal difference means. a pseudo multiple reflection signal generating means for generating a pseudo multiple reflection signal component based on the above; An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: pseudo single reflection signal generating means for obtaining a reflected signal component; and single reflection signal determining means for obtaining a single reflection signal satisfying a predetermined condition from the plurality of pseudo single reflection components. 2. In the apparatus according to claim 1, an ultrasonic propagation body is interposed between the surface of the subject and the surface of the ultrasonic transducer, and the ultrasonic propagation body is configured to move the ultrasonic transducer. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the material includes a material that has little influence on the measurement of the reflector distribution within the subject. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the multiple reflection signal reducing means outputs the echo signal when a single reflection signal satisfying the predetermined condition cannot be determined. . 4. In the apparatus according to claim 1, the pseudo multiple reflection signal determining means determines the difference signal from the echo signal differentiating means by assuming that equal waveforms overlap with a phase difference corresponding to the shift amount. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a pseudo multiple reflection signal component is extracted by performing frequency conversion, removing a phase difference, and inverse frequency conversion. 5. In the apparatus according to claim 1, the pseudo single reflection signal generating means calculates the difference between the plurality of echo signals and the signal from the pseudo multiple reflection signal generating means, taking into account the shift amount. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by generating a plurality of pseudo single reflection signal components. 6. In the apparatus according to claim 1, the single reflection signal determining means calculates a correlation between the plurality of pseudo single reflection signals obtained by the pseudo single reflection signal generating means, and the correlation reaches a peak. An ultrasonic diagnostic device characterized in that a pseudo single reflection signal at a time is a single reflection signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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