JPH0344771B2 - - Google Patents
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- JPH0344771B2 JPH0344771B2 JP57077068A JP7706882A JPH0344771B2 JP H0344771 B2 JPH0344771 B2 JP H0344771B2 JP 57077068 A JP57077068 A JP 57077068A JP 7706882 A JP7706882 A JP 7706882A JP H0344771 B2 JPH0344771 B2 JP H0344771B2
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は超音波を用いて生体の断層像を得る
超音波診断装置に係り、特に方位分解能を均一に
し解像度の優れた画像を得ることができる超音波
診断装置に関する。
超音波診断装置に係り、特に方位分解能を均一に
し解像度の優れた画像を得ることができる超音波
診断装置に関する。
超音波診断装置は超音波パルスを生体内に放射
し、固有音響インピーダンス（両媒質の密度と音
速との積）の異なる組織の境界面から反射してく
る超音波エコーを受信した後、これを処理して超
音波断層像を得るものである。この超音波診断装
置はＸ線診断法のような被爆障害がなく、造影剤
を用いずに軟部組織の断層像を観測することがで
きる。しかも近年電子走査形装置に代表されるリ
アルタイム表示可能な装置の実用化により、動態
計測が容易になり、その操作性の向上にともない
急速に普及しつつある。
し、固有音響インピーダンス（両媒質の密度と音
速との積）の異なる組織の境界面から反射してく
る超音波エコーを受信した後、これを処理して超
音波断層像を得るものである。この超音波診断装
置はＸ線診断法のような被爆障害がなく、造影剤
を用いずに軟部組織の断層像を観測することがで
きる。しかも近年電子走査形装置に代表されるリ
アルタイム表示可能な装置の実用化により、動態
計測が容易になり、その操作性の向上にともない
急速に普及しつつある。
従来装置において配列型超音波探触子を用いて
分解能の良い画像を得るには振動子配列方向では
振動子駆動信号に所定の関係の遅延時間を与えて
超音波を送受信する電子集束法が行なわれてい
る。また、これと直角な方向では音響レンズによ
る集束法が行なわれている。
分解能の良い画像を得るには振動子配列方向では
振動子駆動信号に所定の関係の遅延時間を与えて
超音波を送受信する電子集束法が行なわれてい
る。また、これと直角な方向では音響レンズによ
る集束法が行なわれている。
しかしながら、このような集束法では集束点が
固定されてしまうため、集束点から離れた場所の
分解能を良くすることができない欠点がある。特
にレンズによる集束の場合には集束点はプローブ
を交換しないかぎり可変することができない。
固定されてしまうため、集束点から離れた場所の
分解能を良くすることができない欠点がある。特
にレンズによる集束の場合には集束点はプローブ
を交換しないかぎり可変することができない。
この発明は上記の問題点を解決するためになさ
れたもので、断層像の分解能が距離に依存しない
ため、常に良好な画像が得られ的確な診断を行な
い得る超音波診断装置を提供することを目的とす
る。
れたもので、断層像の分解能が距離に依存しない
ため、常に良好な画像が得られ的確な診断を行な
い得る超音波診断装置を提供することを目的とす
る。
この発明は複数個の超音波振動子のうち少なく
とも２個以上の超音波振動子を同時に駆動して振
動子の位置を配列方向に電気的に移動させ、この
同時駆動される振動子の中心の移動によつて決定
されるサンプリング間隔を同時駆動振動子の全体
の幅に比べて小さく設定したサンプリング程度を
適切にしたものである。
とも２個以上の超音波振動子を同時に駆動して振
動子の位置を配列方向に電気的に移動させ、この
同時駆動される振動子の中心の移動によつて決定
されるサンプリング間隔を同時駆動振動子の全体
の幅に比べて小さく設定したサンプリング程度を
適切にしたものである。
この発明はレーダ分野で用いられている開口合
成法を超音波装置に応用したもので、その原理を
第１図に示す。図に示すようにＮ個の超音波振動
子１-1〜１-Nのうちハツチングで表示したＭ個の
部分１′〜M′が電子スイツチによつて選択され、
Ｚ軸方向に超音波の送受信が行なわれる。
成法を超音波装置に応用したもので、その原理を
第１図に示す。図に示すようにＮ個の超音波振動
子１-1〜１-Nのうちハツチングで表示したＭ個の
部分１′〜M′が電子スイツチによつて選択され、
Ｚ軸方向に超音波の送受信が行なわれる。
いま、Pn点に反射係数γnの反射体を仮定し、
その座標を（Xn、Zn）とすれば、座標（Xm′、
Ｏ）に位置する振動子m′から放射された超音波
Stが反射体Pnで反射し再び振動子m′によつて受
信された受信信号Srは次式で示される。
その座標を（Xn、Zn）とすれば、座標（Xm′、
Ｏ）に位置する振動子m′から放射された超音波
Stが反射体Pnで反射し再び振動子m′によつて受
信された受信信号Srは次式で示される。
Sr＝γo(t-t1)sin｛ω0(t-t1)｝ ……(1)
ただし
St＝（ｔ）sinω0t
t1＝2Zn／Ｖ＋１／ZnV（Xm′−Xn）2 0
：振動子の超音波共振周波数
（ｔ）：超音波パルスの包路線
Ｖ：媒質中の音速度
である。
受信信号Srは超音波共振周波数0にほぼ等しい
基準信号Sinω0t、Cosω0tで同期検波され、さら
にフイルタによつて高周波成分（20）が除去さ
れた出力は次式で示される。
基準信号Sinω0t、Cosω0tで同期検波され、さら
にフイルタによつて高周波成分（20）が除去さ
れた出力は次式で示される。
Ｓ＝γn／２（ｔ−t1）ej〓0t1 ……(2)
この信号は以下に示す基準信号Scとの間でた
たみ込みが行なわれて反射体Pnの像が構成され
る。すなわち ｜Ａ（Ｐ、Zn）｜＝｜M 〓 〓m=1 Ｓ・Sc｜∝γo｜sin〔2πM（Ｐ−Xn）ｄ／λZn〕／2
π（Ｐ−Xn）ｄ／λZn｜……(3) となりＰ−Ｚ平面に反射体Pnの像が表示される。
ただし基準信号Scは Sc＝e-j〓0（（Xm′−Ｐ）2／ZnV） となり、ｄは振動子をスイツチングするときの中
心間隔（サンプリングピツチ）である。このとき
の分解能は次式で示される。
たみ込みが行なわれて反射体Pnの像が構成され
る。すなわち ｜Ａ（Ｐ、Zn）｜＝｜M 〓 〓m=1 Ｓ・Sc｜∝γo｜sin〔2πM（Ｐ−Xn）ｄ／λZn〕／2
π（Ｐ−Xn）ｄ／λZn｜……(3) となりＰ−Ｚ平面に反射体Pnの像が表示される。
ただし基準信号Scは Sc＝e-j〓0（（Xm′−Ｐ）2／ZnV） となり、ｄは振動子をスイツチングするときの中
心間隔（サンプリングピツチ）である。このとき
の分解能は次式で示される。
｜Ｓ−Xn｜＝λ／2β ……(4)
超音波探触子の口径すなわち同時駆動振動子の
全体の幅をＤとすればビーム幅は β≒λ／Ｄ で示すことができるため、(4)式は ｜Ｓ−Xn｜≒Ｄ／２ ……(5) となり、開口合成法の分解能は口径Ｄの1/2に等
しく、また走査方向（Ｘ方向）のサンプリング時
に情報不足によるあいまいさ（アンビギユイテ
イ）の発生しない条件はｄ≦Ｄ／２である。この
ため、サンプリング時の情報不足を補うためには
サンプリングピツチｄを口径Ｄの1/2以下に設定
することによつて解決することができる。
全体の幅をＤとすればビーム幅は β≒λ／Ｄ で示すことができるため、(4)式は ｜Ｓ−Xn｜≒Ｄ／２ ……(5) となり、開口合成法の分解能は口径Ｄの1/2に等
しく、また走査方向（Ｘ方向）のサンプリング時
に情報不足によるあいまいさ（アンビギユイテ
イ）の発生しない条件はｄ≦Ｄ／２である。この
ため、サンプリング時の情報不足を補うためには
サンプリングピツチｄを口径Ｄの1/2以下に設定
することによつて解決することができる。
第２図はこの原理に基づく振動子駆動手段を示
すものである。図示のようにＮ個の超音波振動子
１２-1，１２-2〜１２-Nが間隔dsで直線状に配列
され、その各々に対応して電子スイツチ１３-1，
１３-2〜１３-Nが設けられる。まず最初の走査で
は１２-1〜１２-LのＬ個の振動子が電子スイツチ
１３-1〜１３-Lにより選択して使用され、次の走
査では１３-2〜１３-(L+1)のように走査のたびに
１個ずつシフトしながら常にＬ個の振動子が超音
波の送受信に使用される。この時の口径Ｄは略
Ｌ・dsであり、またサンプリングピツチｄはこの
場合にdsであるから、同時に使用される振動子の
数が２個以上であれば上述した条件を満たし、あ
いまいさは発生しなくなる。
すものである。図示のようにＮ個の超音波振動子
１２-1，１２-2〜１２-Nが間隔dsで直線状に配列
され、その各々に対応して電子スイツチ１３-1，
１３-2〜１３-Nが設けられる。まず最初の走査で
は１２-1〜１２-LのＬ個の振動子が電子スイツチ
１３-1〜１３-Lにより選択して使用され、次の走
査では１３-2〜１３-(L+1)のように走査のたびに
１個ずつシフトしながら常にＬ個の振動子が超音
波の送受信に使用される。この時の口径Ｄは略
Ｌ・dsであり、またサンプリングピツチｄはこの
場合にdsであるから、同時に使用される振動子の
数が２個以上であれば上述した条件を満たし、あ
いまいさは発生しなくなる。
〔発明の効果〕
この発明は一断層像内でほぼ一様な方位分解能
を得ることができるので、解像度の優れた画像を
容易に得ることができる特長がある。
を得ることができるので、解像度の優れた画像を
容易に得ることができる特長がある。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第３図はこの発明を開口合成法超音波診
断装置に適用したものである。図において１１は
複数個の超音波振動子１２-1，１２-2〜１２-Nを
直線状に配設した超音波探触子で、各振動子１２
-1，１２-2〜１２-Nに対応して同数の電子スイツ
チ１３-1，１３-2〜１３-Nが設けられる。この探
触子１１は１回の超音波送受信時に少なくとも２
個以上図示例ではＬ個の振動子１２-1〜１２-Lが
電子スイツチ１３-1〜１３-Lによつて選択され、
送信器１４よりのパルスにより駆動されて超音波
が放射される。そして、振動子１２の受信信号は
２個のミキサ１５ａ，１５ｂに送られ、ここでパ
ルス発振器１６の出力信号をミキサ１５ａに直接
送るとともに、移相器１７を介してπ／２だけシ
フトしてミキサ１５ｂに送り、受信信号と発振器
１６の出力信号との間で乗算が行なわれる。ミキ
サ１５ａ，１５ｂの出力は低域通過フイルタ１８
ａ，１８ｂを介して高周波分を除去した後、サン
プルホールド回路１９ａ，１９ｂを介してＡ／Ｄ
変換器２０ａ，２０ｂにおいてデジタル信号に変
換されて記憶回路２１ａ，２１ｂに記憶される。
明する。第３図はこの発明を開口合成法超音波診
断装置に適用したものである。図において１１は
複数個の超音波振動子１２-1，１２-2〜１２-Nを
直線状に配設した超音波探触子で、各振動子１２
-1，１２-2〜１２-Nに対応して同数の電子スイツ
チ１３-1，１３-2〜１３-Nが設けられる。この探
触子１１は１回の超音波送受信時に少なくとも２
個以上図示例ではＬ個の振動子１２-1〜１２-Lが
電子スイツチ１３-1〜１３-Lによつて選択され、
送信器１４よりのパルスにより駆動されて超音波
が放射される。そして、振動子１２の受信信号は
２個のミキサ１５ａ，１５ｂに送られ、ここでパ
ルス発振器１６の出力信号をミキサ１５ａに直接
送るとともに、移相器１７を介してπ／２だけシ
フトしてミキサ１５ｂに送り、受信信号と発振器
１６の出力信号との間で乗算が行なわれる。ミキ
サ１５ａ，１５ｂの出力は低域通過フイルタ１８
ａ，１８ｂを介して高周波分を除去した後、サン
プルホールド回路１９ａ，１９ｂを介してＡ／Ｄ
変換器２０ａ，２０ｂにおいてデジタル信号に変
換されて記憶回路２１ａ，２１ｂに記憶される。
次に、振動子１２-2，１２L+1のＬ本が選択さ
れ、このとき得た信号は上述と同様の過程を経て
記憶回路２１ａ，２１ｂに記憶される。
れ、このとき得た信号は上述と同様の過程を経て
記憶回路２１ａ，２１ｂに記憶される。
以下同様の動作が振動子１２-N-L+1〜１２-Nの
Ｌ個が選択されるまでくりかえし行なわれる。
Ｌ個が選択されるまでくりかえし行なわれる。
一方、記憶回路２１ａ，２１ｂにデイジタル値
で記憶された受信信号は、信号処理回路２２であ
らかじめ記憶回路２３に記憶した基準信号Scと
の間でたたみ込み計算が行なわれる。その結果は
フレームメモリ２４に記憶された後、表示器例え
ばテレビモニタ２５に表示されるとともにＸ線フ
イルム２６等に記録される。
で記憶された受信信号は、信号処理回路２２であ
らかじめ記憶回路２３に記憶した基準信号Scと
の間でたたみ込み計算が行なわれる。その結果は
フレームメモリ２４に記憶された後、表示器例え
ばテレビモニタ２５に表示されるとともにＸ線フ
イルム２６等に記録される。
したがつて、サンプリングピツチｄを口径Ｄの
１／２以下に設定することにより、走査方向サンプ
リング時の情報不足をおこなうことができるた
め、方位分解能が一断層像内でほぼ一様になり解
像度の優れた画像を容易に得ることができる特長
がある。
１／２以下に設定することにより、走査方向サンプ
リング時の情報不足をおこなうことができるた
め、方位分解能が一断層像内でほぼ一様になり解
像度の優れた画像を容易に得ることができる特長
がある。
さらに、この発明によれば、直線状に配列され
た多数の振動子のうち２個以上の振動子を電子ス
イツチを介して共通接続し、共通接続された振動
子を同一の送信パルスにより同時駆動することに
より、ビームの拡散の度合を抑えることができる
ので、拡散ビームを用いて開口合成を行なう場合
に再構成画像上でのアーチフアクトの発生を抑え
ることができる。
た多数の振動子のうち２個以上の振動子を電子ス
イツチを介して共通接続し、共通接続された振動
子を同一の送信パルスにより同時駆動することに
より、ビームの拡散の度合を抑えることができる
ので、拡散ビームを用いて開口合成を行なう場合
に再構成画像上でのアーチフアクトの発生を抑え
ることができる。
この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変更しない範囲において種々変形して
実施することができる。
く、要旨を変更しない範囲において種々変形して
実施することができる。
第１図はこの発明に用いる開口合成法の原理を
示す説明図、第２図はこの原理に基づく振動子駆
動手段を示す説明図、第３図はこの発明の一実施
例を示すブロツク図である。 １-1〜１-N……超音波振動子、Pn……反射体、
１１……超音波探触子、１２-1〜１２-N……超音
波振動子、１３-1〜１３-N……電子スイツチ、１
４……送信器、１５ａ，１５ｂ……ミキサ、１６
……パルス発振器、１７……移相器、１８ａ，１
８ｂ……低域通過フイルタ、１９ａ，１９ｂ……
サンプルホールド回路、２０ａ，２０ｂ……Ａ／
Ｄ変換器、２１ａ，２１ｂ……記憶回路、２２…
…信号処理回路、２３……記憶回路、２４……フ
レームメモリ、２５……テレビモニタ、２６……
Ｘ線フイルム。
示す説明図、第２図はこの原理に基づく振動子駆
動手段を示す説明図、第３図はこの発明の一実施
例を示すブロツク図である。 １-1〜１-N……超音波振動子、Pn……反射体、
１１……超音波探触子、１２-1〜１２-N……超音
波振動子、１３-1〜１３-N……電子スイツチ、１
４……送信器、１５ａ，１５ｂ……ミキサ、１６
……パルス発振器、１７……移相器、１８ａ，１
８ｂ……低域通過フイルタ、１９ａ，１９ｂ……
サンプルホールド回路、２０ａ，２０ｂ……Ａ／
Ｄ変換器、２１ａ，２１ｂ……記憶回路、２２…
…信号処理回路、２３……記憶回路、２４……フ
レームメモリ、２５……テレビモニタ、２６……
Ｘ線フイルム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 配列された複数個の超音波振動子と、前記複
数個の超音波振動子にそれぞれ接続され、これら
の振動子中の２個以上の振動子を選択するととも
に、選択する振動子の位置を配列方向に移動させ
て行く複数個の電子スイツチと、前記電子スイツ
チにより選択された２個以上の振動子に駆動信号
を与え、該２個以上の振動子を同時駆動する手段
と、前記同時駆動される振動子によつて受信され
る信号を記憶する記憶回路と、前記記憶回路に記
憶された前記受信信号を合成する信号処理手段と
を具備し、前記同時駆動される振動子の中心の配
列方向における移動間隔を前記同時駆動される振
動子の幅よりも小さくしたことを特徴とする超音
波診断装置。 ２ 前記同時駆動される振動子の中心の配列方向
における移動間隔を前記同時駆動される振動子の
全体の幅の1/2以下としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7706882A JPS58195550A (ja) | 1982-05-08 | 1982-05-08 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7706882A JPS58195550A (ja) | 1982-05-08 | 1982-05-08 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58195550A JPS58195550A (ja) | 1983-11-14 |
| JPH0344771B2 true JPH0344771B2 (ja) | 1991-07-09 |
Family
ID=13623477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7706882A Granted JPS58195550A (ja) | 1982-05-08 | 1982-05-08 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58195550A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6219835B2 (ja) | 2011-10-28 | 2017-10-25 | ディスィジョン サイエンシズ インターナショナル コーポレーション | 超音波イメージングにおけるスペクトル拡散符号化波形 |
| US9844359B2 (en) | 2013-09-13 | 2017-12-19 | Decision Sciences Medical Company, LLC | Coherent spread-spectrum coded waveforms in synthetic aperture image formation |
| CN107635470B (zh) | 2015-02-25 | 2021-02-02 | 决策科学医疗有限责任公司 | 声学信号传输联接和联接介质 |
| WO2017062890A1 (en) | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Decision Sciences Medical Company, LLC | Acoustic orthopedic tracking system and methods |
| WO2019084526A1 (en) | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Decision Sciences Medical Company, LLC | SPATIAL AND TEMPORAL ENCODING OF ACOUSTIC WAVEFORMS FOR COMPLETE SYNTHETIC TRANSMISSION OPENING IMAGING |
| US12017389B2 (en) | 2019-03-06 | 2024-06-25 | Decision Sciences Medical Company, LLC | Methods for manufacturing and distributing semi-rigid acoustic coupling articles and packaging for ultrasound imaging |
| US11154274B2 (en) | 2019-04-23 | 2021-10-26 | Decision Sciences Medical Company, LLC | Semi-rigid acoustic coupling articles for ultrasound diagnostic and treatment applications |
| EP4243696A4 (en) | 2020-11-13 | 2024-09-04 | Decision Sciences Medical Company Llc | SYSTEMS AND METHODS FOR ULTRASOUND IMAGING OF AN OBJECT WITH SYNTHETIC APERTURE |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083088A (ja) * | 1973-09-07 | 1975-07-04 | ||
| JPS5750671A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-25 | Hitachi Ltd | Method and device for ultrasonic video formation |
| JPS58117452A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Hitachi Ltd | 超音波撮像装置 |
-
1982
- 1982-05-08 JP JP7706882A patent/JPS58195550A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5083088A (ja) * | 1973-09-07 | 1975-07-04 | ||
| JPS5750671A (en) * | 1980-09-12 | 1982-03-25 | Hitachi Ltd | Method and device for ultrasonic video formation |
| JPS58117452A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Hitachi Ltd | 超音波撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58195550A (ja) | 1983-11-14 |
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