JPH04198789A - Pulse compressor for ultrasonic diagnosis - Google Patents

Pulse compressor for ultrasonic diagnosis

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JPH04198789A
JPH04198789A JP2328329A JP32832990A JPH04198789A JP H04198789 A JPH04198789 A JP H04198789A JP 2328329 A JP2328329 A JP 2328329A JP 32832990 A JP32832990 A JP 32832990A JP H04198789 A JPH04198789 A JP H04198789A
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JP
Japan
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wave
signal
section
fourier transform
fourier
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Application number
JP2328329A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Imaide
愼一 今出
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve resolution and sensitivity by providing a Fourier transformation section Fourier-transforming the correlation-calculated signal and a reverse Fourier transformation section reverse Fourier-transforming the signal converted into the square root by a spectrum processing section. CONSTITUTION:Reflection layer distribution ¦R(wx)¦e<-jtheta(wx)> is once Fourier- transformed by a Fourier transformation section 28, then the square root is obtained by a spectrum processing section 29 via numerical calculation. The square root of the spectrum power is obtained, and the phase is processed to a half. The processed data become ¦R(wz) ¦e<-jtheta>R<(wx)> ¦H(w,x)¦, and the wave- form information arranged with the pulse wave having the frequency component ¦H(wx)¦ according to the reflection layer distribution is obtained. It is transformed into the wave-form data on the surface by a reverse Fourier trans formation section 31. Good pulse compression can be performed, and resolution and sensitivity can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は超音波診断用パルス圧縮装置に関し、特に超
音波を利用して生体等の被検体の特性を診断する超音波
診断用パルス圧縮装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a pulse compression device for ultrasound diagnosis, and particularly to a pulse compression device for ultrasound diagnosis that uses ultrasound to diagnose the characteristics of a living body or other subject. It is related to.

[従来の技術] 従来より、内視鏡の先端部に超音波振動子を配設し、こ
の超音波振動子から超音波パルスを発生して体内の診断
部からの反射エコーを受信波として捉え、且つこれを走
査することにより体内の断層像を得る超音波診断装置が
、種々開発されている。
[Conventional technology] Conventionally, an ultrasonic transducer is placed at the tip of an endoscope, and this ultrasonic transducer generates ultrasonic pulses, and the echoes reflected from the diagnostic part inside the body are captured as received waves. , and various ultrasonic diagnostic apparatuses that obtain tomographic images of the inside of the body by scanning these have been developed.

このような診断装置は、通常パルス波を用いているので
、生体等の被検体の診断を行うに際して、診断距離を可
能な限り長く、且つ距離分解能を可能な限り良好にしよ
うとすると、送信パルスの振幅を大きくすることや振動
子の広帯域化が必須の条件となっていた。これらの条件
は、生体への安全性や実現するための回路、及び振動子
の製作上の限界等の問題から、現状では満足させること
が非常に困難なものであった。
Such diagnostic equipment usually uses pulse waves, so when diagnosing a subject such as a living body, in order to make the diagnostic distance as long as possible and the distance resolution as good as possible, the transmitted pulse Increasing the amplitude of the signal and widening the band of the resonator were essential conditions. These conditions are extremely difficult to satisfy at present due to issues such as safety to the living body, circuits for implementation, and manufacturing limitations of the vibrator.

そこで、超音波診断装置にレーダ等で実用化されている
パルス圧縮(周波数合成)という手法を応用して、診断
距離並びに分解能を飛躍的に向上させようとする発明が
なされている。すなわち、第2図に示されるように、超
音波の送信波に直線的なFM変調(チャーブ)をかけて
送波を行う。
Therefore, inventions have been made that attempt to dramatically improve diagnostic distance and resolution by applying a method called pulse compression (frequency synthesis), which is practically used in radars and the like, to ultrasonic diagnostic equipment. That is, as shown in FIG. 2, linear FM modulation (chirp) is applied to the ultrasonic transmission wave and the wave is transmitted.

そして、受信時には受信波に整合フィルタをかけること
により、第3図に示されるような受信信号の圧縮を可能
にしたものである。上記整合フィルタは、受信波に対し
て圧縮波形が良好になるように、フィルタ特性をダイナ
ミックに可変にして最適化を図っている。そのため、予
め用意されたフィルタ関数を随時選択できるように、回
路系による相関演算手段によって実現している。
By applying a matched filter to the received wave during reception, it is possible to compress the received signal as shown in FIG. The matched filter is optimized by dynamically varying the filter characteristics so that the compressed waveform of the received wave is good. Therefore, a correlation calculation means using a circuit system is implemented so that a filter function prepared in advance can be selected at any time.

[発明が解決しようとする課題] ところで、生体内に於ける超音波の減衰は大きいもので
あり、反射エコーの戻ってくる深さに応じて、その反射
エコー信号、すなわち受信波の周波数成分は、第4図に
示されるようになっている。
[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, ultrasonic waves are attenuated greatly in the living body, and depending on the depth at which the reflected echo returns, the frequency components of the reflected echo signal, that is, the received wave, will vary. , as shown in FIG.

つまり、高周波数帯域が減衰され、深いところでは低周
波成分しか受信波として得ることができないものであっ
た。
In other words, the high frequency band is attenuated, and only low frequency components can be obtained as received waves in deep places.

また、振動子に於いて、電気音響変換が行われる場合や
生体内の超音波が伝播する場合に位相歪みが発生して、
送信時に振動子に与えた信号波形とは、受信時の周波数
スペクトラムは、深さによっておよそ異なったものとな
る。
In addition, phase distortion occurs in the transducer when electroacoustic conversion is performed or when ultrasound propagates in the living body.
The signal waveform given to the transducer during transmission differs from the frequency spectrum during reception depending on the depth.

更に、パルス圧縮のための送信波、上述した従来例では
FM変調波(以下チャーブ波と称する)が生体内に伝播
され、分布する反射層からの反射エコーが受信波として
得られる基本原理について、次のように考えることがで
きる。時間tの関数として送信波をf(t)、受信波を
g (t)とし、生体内の反射層の分布を深さXの関数
として「(X)とする。送信波は生体内に分布する反射
層で反射され、それぞれの反射層での孤立反射波が反射
層の間隔に対応する時間で遅延され、重畳された形で受
信波になる。また、上述したように、反射層の深さに応
じて反射層と振動子の間を送信波が往復すると、減衰や
位相歪みの影響を受ける。
Furthermore, regarding the basic principle that a transmitted wave for pulse compression, in the conventional example described above, an FM modulated wave (hereinafter referred to as a chirb wave) is propagated in the living body, and reflected echoes from the distributed reflective layer are obtained as a received wave. It can be thought of as follows. The transmitted wave is f(t) as a function of time t, the received wave is g(t), and the distribution of the reflective layer in the living body is defined as ``(X)'' as a function of depth X.The transmitted wave is distributed in the living body. The isolated reflected waves at each reflective layer are delayed by a time corresponding to the interval between the reflective layers, and become the received wave in a superimposed form.Also, as mentioned above, the depth of the reflective layer When a transmitted wave travels back and forth between the reflective layer and the vibrator, it is affected by attenuation and phase distortion.

この影響は、周波数に依存される一種のフィルタ関数と
して大きく捉えれば、送信波が深さによって異なるフィ
ルタ関数をかけられたものと考えられる。
If this effect is viewed broadly as a type of filter function that depends on frequency, it can be considered that the transmitted wave is subjected to a filter function that differs depending on the depth.

これらの関数を用いて受信波を表すと、g(t)= f
″h(t−x、x)r(x)dx    −(1)但し
h (t、x)は送信波f (t)を送信した場合の深
さXから返送される孤立受信波を示す。
When expressing the received wave using these functions, g(t) = f
``h(t-x,x)r(x)dx-(1)where h(t,x) indicates an isolated received wave returned from depth X when transmitting wave f(t) is transmitted.

と考えられる。上記(1)式は任意の深さXに於いて送
信波f (t)が深さXの関数でもある減衰、位相歪み
を受け、深さXでの反射分布係数による重み付けにより
反射した孤立波形が、Xに従って重畳されていることを
意味している。したがって、説明を簡単にするために、
任意の深さXだけからの反射波に着目し、それをフーリ
エ面でみると、Flh(t、x)l−団(v、x)le
−jθu(1/′”)  −(2)ここでFはtに於け
るフーリエ変換を示し、θBはフーリエ面に於ける各周
波成分の位相を示す。
it is conceivable that. Equation (1) above is an isolated waveform in which the transmitted wave f (t) is subjected to attenuation and phase distortion that are also a function of depth X at any depth is superimposed according to X. Therefore, for ease of explanation,
Focusing on the reflected wave from only an arbitrary depth X and looking at it on the Fourier plane, Flh (t,
−jθu(1/′”) −(2) Here, F represents the Fourier transform at t, and θB represents the phase of each frequency component on the Fourier plane.

パルス圧縮を行う場合は、参照波rer(t)と受信波
g (t)に相関演算が施されることになるから、孤立
受信波h (t、x)に対しても相関演算が施されるこ
とになる。つまり、 F (h (t、  x)★rer(t))−1it(
v、x) 1e−jθ++ (’ °x) −1Re 
r(v ) 1 e JθR(v)−IH(v、x) 
l 1Rer(v) 1e−j(0H(”x)−θR(
v)1・・・(3) ここで★は相関演算を示し、Ref  (w)はRef
(w)の複素共役を示す。
When performing pulse compression, a correlation calculation is performed on the reference wave rer(t) and the received wave g (t), so a correlation calculation is also performed on the isolated received wave h (t, x). That will happen. That is, F (h (t, x)★rer(t))−1it(
v, x) 1e-jθ++ (' °x) -1Re
r(v) 1 e JθR(v)−IH(v,x)
l 1Rer(v) 1e-j(0H("x)-θR(
v)1...(3) Here, ★ indicates a correlation operation, and Ref (w) is Ref
(w) shows the complex conjugate.

であり、パルス圧縮波を得るためには、(3)式に於い
て振幅成分l11(v、x) l 1Ref(v) l
が所望する圧縮波形のパワースペクトラム、例えばガウ
シアン波形や2乗余弦波形のパワースペクトラムになる
ように決定されなければならない。且つ、位相項(θ□
 (w、x)−θll (w)l は、零としなければ
ならない。
In order to obtain a pulse compression wave, in equation (3), the amplitude component l11(v,x) l 1Ref(v) l
must be determined so that it becomes the power spectrum of the desired compressed waveform, for example, the power spectrum of a Gaussian waveform or a raised cosine waveform. Moreover, the phase term (θ□
(w,x)-θll (w)l must be zero.

ところが、上記(3)式に於ける振幅項、位相項の何れ
にしても、どちらも深さXに依存していることがわかる
。これは、最適な参照波を深さに応じてダイナミックに
変化させることはもとより、減衰、位相歪みが既知でな
ければならないことになる。診断する生体の任意の深さ
に於いて、それを知ることは非常に困難であるから、浅
い部位から深い部位に渡って最適なパルス圧縮を行うこ
とは困難である。
However, it can be seen that both the amplitude term and the phase term in the above equation (3) depend on the depth X. This means that not only the optimal reference wave must be dynamically changed depending on the depth, but also the attenuation and phase distortion must be known. Since it is very difficult to know the depth of the living body to be diagnosed, it is difficult to perform optimal pulse compression from shallow to deep areas.

固定参照波を使用する場合、例えば第2図及び第3図に
示されたように、チャーブ波を自己相関演算によって位
相整合をとろうとする場合、上記(3)式により、 F  +f  (t)★f(t)] −P(v)e’θ”” 、F(v)ejθF(V)−I
F(W)+2        ・・・(4)のようにな
らずに、第3図に示されるような良好な圧縮波形を得る
ことはできないことになる。
When using a fixed reference wave, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, when attempting to phase match the Chirb wave by autocorrelation calculation, F + f (t) according to the above equation (3). ★f(t)] -P(v)e'θ"", F(v)ejθF(V)-I
F(W)+2 . . . (4), it is impossible to obtain a good compressed waveform as shown in FIG. 3.

この発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、診
断深さの浅い部位から深い部位に渡る全ての範囲に於い
て最適参照波を用意することなく良好なパルス圧縮が可
能で、その解像度及び感度を向上させた超音波診断用パ
ルス圧縮装置を提供することを目的とする。
This invention was made in view of the above-mentioned points, and it is possible to perform good pulse compression in the entire range from shallow to deep diagnostic depth without preparing an optimal reference wave. An object of the present invention is to provide a pulse compression device for ultrasound diagnosis with improved resolution and sensitivity.

[課題を解決するための手段〕 すなわちこの発明は、互いに周波数成分に於いて180
度の位相差を有して超音波振動子に送信するためのチャ
ーブ波形を発生する手段と、上記超音波振動子から得ら
れる上記位相差を有する2つのエコー信号を受信して蓄
積する手段と、この蓄積された2つのエコー信号につい
て相関演算を行う相関手段と、この相関手段で相関演算
された信号をフーリエ変換するフーリエ変換部と、この
フーリエ変換部でフーリエ変換されたスペクトラム信号
を1/2乗するスペクトラム処理部と、このスペクトラ
ム処理部で1/2乗された信号を逆フーリエ変換する逆
フーリエ変換部とを具備することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In other words, this invention has the advantage that the frequency components of each
means for generating a chirb waveform to be transmitted to an ultrasonic transducer with a phase difference of degrees; and means for receiving and accumulating two echo signals having the phase difference obtained from the ultrasonic transducer; , a correlation unit that performs a correlation calculation on the two accumulated echo signals, a Fourier transform unit that performs a Fourier transform on the signal subjected to the correlation calculation by the correlation unit, and a spectral signal that has been Fourier transformed in the Fourier transform unit. The present invention is characterized by comprising a spectrum processing section that squares the signal, and an inverse Fourier transform section that performs inverse Fourier transform on the signal squared by the spectrum processing section.

[作 用] この発明の超音波診断用パルス圧縮装置では、超音波振
動子に対して互いに位相が180度異なる第1及び第2
のチャーブ波信号が倍波発生手段で発生され、これらが
交互に切換えられて同一診断部位の反射エコーが2回受
信される。そして、バッファメモリで上記第1及び第2
のチャーブ波信号による第1及び第2の受信信号がA/
D変換されて一旦蓄積され、この蓄積された第1及び第
2の受信信号が相関手段で相関演算される。この相関演
算された後の信号からは、フーリエ変換手段にてフーリ
エ変換されて複素フーリエ信号としてスペクトラム処理
部で波形のパワーの平方根がとられた後、逆フーリエ変
換部で逆フーリエ変換されることにより、−走査線とし
ての超音波断層信号が得られる。
[Function] In the ultrasonic diagnostic pulse compression device of the present invention, first and second pulses having a phase difference of 180 degrees with respect to an ultrasonic transducer are used.
Chilb wave signals are generated by the harmonic wave generating means, and these are alternately switched so that the reflected echo of the same diagnostic site is received twice. Then, in the buffer memory, the first and second
The first and second received signals due to the chirb wave signal of
The D-converted signal is once stored, and the stored first and second received signals are subjected to a correlation calculation by a correlation means. The signal after this correlation calculation is subjected to Fourier transform in a Fourier transform means, and then the square root of the waveform power is taken in a spectrum processing section as a complex Fourier signal, and then inverse Fourier transform is performed in an inverse Fourier transform section. As a result, an ultrasonic tomographic signal as a -scanning line is obtained.

[実施例] 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、この発明の超音波診断用パルス圧縮装置の基
本構成を示したブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a pulse compression device for ultrasound diagnosis according to the present invention.

同図に於いて、制御部11からのコントロール信号12
により所定のタイミングで第1及び第2のチャーブ波発
生部(チャーブ波発生部1、チャーブ波発生部2)13
及び14で発生された信号は、送信波選択部15に於い
て交互に選択され、送信アンプ16を介して超音波振動
子I7に送られる。この超音波振動子17から発振され
、生体内の反射層から反射された超音波反射波は、超音
波振動子17により再び電気信号として変換され、受信
信号として受信アンプ1B、ローパスフィルタ(LPF
)19を介してサンプルホールド(S/H)及びA/D
変換部20に送られる。このS/H及びA/D変換部2
0は制御部11からのコントロール信号2Iにより制御
されるもので、A/D変換された受信信号データは、第
1のチャーブ波によるものは第1のバッファメモリ(バ
ッファメモリ1)22に、第2のチャーブ波によるもの
は第2のバッファメモリ(バッファメモリ2)23に、
それぞれ制御部11のコントロール信号24に従って選
択されて所定のタイミングで格納される。
In the figure, a control signal 12 from a control section 11 is shown.
At a predetermined timing, the first and second chirb wave generators (chirb wave generator 1, chirb wave generator 2) 13
The signals generated in and 14 are alternately selected by the transmission wave selection section 15 and sent to the ultrasonic transducer I7 via the transmission amplifier 16. The ultrasonic reflected wave oscillated from this ultrasonic transducer 17 and reflected from the reflective layer in the living body is converted again into an electric signal by the ultrasonic transducer 17, and is sent to the receiving amplifier 1B and a low-pass filter (LPF) as a received signal.
) Sample hold (S/H) and A/D via 19
It is sent to the converter 20. This S/H and A/D converter 2
0 is controlled by a control signal 2I from the control unit 11, and the A/D converted received signal data is stored in the first buffer memory (buffer memory 1) 22 if it is based on the first chirb wave. The one caused by the chirp wave No. 2 is stored in the second buffer memory (buffer memory 2) 23,
Each is selected according to the control signal 24 of the control unit 11 and stored at a predetermined timing.

これら第1及び第2のバッファメモリ22及び23に一
旦格納された受信データは、制御部11からのコントロ
ール信号25によって適宜相関部26に送られる。そし
て、更に制御部22からのコントロール信号27に応じ
て、相関部26からの出力がフーリエ変換部28に送ら
れて変換された後、スペクトラム処理部29にて平方根
がとられる。このスペクトラム処理部29の出力は、制
御部11からのコントロール信号30により逆フーリエ
変換部31で逆フーリエ変換された後観測装置32に送
られる。
The received data once stored in the first and second buffer memories 22 and 23 is sent to the correlation unit 26 as appropriate by a control signal 25 from the control unit 11. Further, in accordance with the control signal 27 from the control section 22, the output from the correlation section 26 is sent to the Fourier transform section 28 and transformed, and then the square root is taken at the spectrum processing section 29. The output of the spectrum processing section 29 is subjected to inverse Fourier transform in an inverse Fourier transform section 31 according to a control signal 30 from the control section 11 and then sent to an observation device 32 .

次に、同実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

制御部11からのコントロール信号I2によって、所定
のタイミングで第1及び第2のチャーブ波発生部13及
び14で第1のチャーブ波信号及び第2のチャーブ波信
号が発生される。これら第1及び第2のチャーブ波信号
は、その振幅、周波数帯域、持続時間は全く同一のもの
であるが、位相は互いに180度異ムクたものである。
In response to a control signal I2 from the control unit 11, the first and second chirve wave generation units 13 and 14 generate a first chirve wave signal and a second chirve wave signal at predetermined timing. These first and second chirb wave signals have exactly the same amplitude, frequency band, and duration, but their phases are 180 degrees different from each other.

そして、これら第1及び第2のチャーブ波信号は、送信
波選択部15に於いて交互に選択され、送信アンプ16
を介して超音波振動子17に送られる。すなわち、生体
内での同一電圧に対して第1のチャーブ波信号と第2の
チャーブ波信号を、それぞれ1回、所定の間隔をおいて
送信して超音波診断像を形成する走査ラインの1走査ラ
インを、後続する処理により得ることになる。
These first and second chirb wave signals are alternately selected by the transmission wave selection section 15 and transmitted by the transmission amplifier 16.
is sent to the ultrasonic transducer 17 via. That is, one of the scanning lines in which a first chirb wave signal and a second chirb wave signal are each transmitted once at a predetermined interval for the same voltage in the living body to form an ultrasound diagnostic image. A scan line will be obtained by subsequent processing.

こうして、超音波振動子17から発振されて生体内の反
射層から反射された超音波反射波は、超音波振動子17
により再び電気信号として変換され、受信信号として受
信アンプ1g、ローパスフィルタ(LPF)19を介し
てサンプルホールド(S/H)及びA/D変換部20に
送られる。このS/H及びA/D変換部20のサンプル
ホールド及びA/D変換の実行タイミングは、制御部1
1からのコントロール信号21により制御される。そし
て、ここでA/D変換された受信信号データは、それぞ
れ制御部11のコントロール信号24に従って、第1の
チャーブ波によるものは第1のバッファメモリ22に、
第2のチャーブ波によるものは第2のバッファメモリ2
3に選択されて、所定のタイミングで格納される。これ
ら第1及び第2のバッファメモリ22及び23に一旦格
納された受信データは、制御部11からのコントロール
信号25によって適宜相関部2Bに送られ、この相関部
2・6に於いて第1のチャーブ波の受信データと第2の
チャーブ波の受信データとの相関演算がなされる。
In this way, the ultrasonic reflected waves oscillated from the ultrasonic transducer 17 and reflected from the reflective layer in the living body are transmitted to the ultrasonic transducer 17.
The signal is again converted into an electrical signal and sent as a reception signal to a sample hold (S/H) and A/D conversion unit 20 via a reception amplifier 1g and a low pass filter (LPF) 19. The execution timing of the sample hold and A/D conversion of this S/H and A/D conversion section 20 is determined by the control section 1.
It is controlled by a control signal 21 from 1. Then, the A/D-converted received signal data is stored in the first buffer memory 22 according to the control signal 24 of the control unit 11, and the data based on the first chirb wave is stored in the first buffer memory 22.
The second chirb wave is caused by the second buffer memory 2.
3 and stored at a predetermined timing. The received data once stored in the first and second buffer memories 22 and 23 is sent to the correlation unit 2B as appropriate by the control signal 25 from the control unit 11, and is sent to the correlation unit 2B in the first and second buffer memories 22 and 23. A correlation calculation is performed between the received data of the chirb wave and the received data of the second chirb wave.

このことは、上述した原理説明の式に対応させて説明す
ると次のようになる。上記(3)式に於いて、第1のチ
ャーブ波による深さXからの受信波をh (t、x)と
すると、第1のチャーブ波による同受信波は参照波に相
当し、 Flre4(t)l−H(v、x) −18(v、x) lejθH(WoX)   、、、
 < c、 >と考えられる。
This can be explained as follows in relation to the formula for explaining the principle described above. In the above equation (3), if the received wave from the depth X due to the first chirb wave is h (t, t) l-H(v, x) -18(v, x) lejθH(WoX) ,,
<c,> is considered.

これら2つの信号の相関演算を行うことは、フーリエ面
に於いて、 P(h(t、x)*ref(を月−IH(v、x) 1
2−(6)であるから、任意の深さXでの生体特有の減
衰、位相歪みを含めた反射層の分布を示す項に、位相整
合されたチャーブ波IH(w、x)12、すなわち同周
波数分布を有するパルス波がかかったことになる。
Performing the correlation operation of these two signals means that in the Fourier plane, P(h(t,x)*ref(Moon−IH(v,x)
2-(6), the term representing the distribution of the reflective layer including biological attenuation and phase distortion at an arbitrary depth This means that a pulse wave having the same frequency distribution is applied.

結局、上記(1)式より第1及び第2の受信波の相関後
は、 PIg+(t)*g2(t)1 −jθR(VX) −IR(wx) Ie      ・IR(W) Ie
−joR(vx)・IH(w、x)12− IR(vx
) l 2e−j2θR(” ・III(w、x)12
・・・(7) である。反射層分布I R(w x )  l e−j
o”x)ハ、上記処理後は(7)式の如く2乗されてい
るので、フーリエ変換部28によって一旦フーリエ変換
された後、数値演算によってスペクトラム処理部29に
於いて平方根がとられる。ここで、スペクトラムのパワ
ーは1/2乗され、その位相は半分に処理される。
After all, from the above equation (1), after the correlation between the first and second received waves, PIg+(t)*g2(t)1 −jθR(VX) −IR(wx) Ie ・IR(W) Ie
-joR(vx)・IH(w,x)12-IR(vx
) l 2e-j2θR(” ・III(w,x)12
...(7). Reflective layer distribution I R (w x ) l e-j
o''x) C. After the above processing, the signal is squared as shown in equation (7), so after being once Fourier transformed by the Fourier transform section 28, the square root is taken by the spectrum processing section 29 by numerical calculation. Here, the power of the spectrum is raised to the 1/2 power, and its phase is halved.

こうした処理後のデータは、 I R(w、 )  l e−joR(vx)I H(
w、  x)  lとなり、IH(w、x)lの周波数
成分を有するパルス波(これは深さXによって変化する
が、パルス波に近い)が、反射層分布に従って配列され
ている波形情報をもつ。
The data after such processing is I R(w, ) le-joR(vx) I H(
w, x) l, and the pulse wave with the frequency component IH(w, x) l (this changes depending on the depth Motsu.

したがって、これを逆フーリエ変換部31にて実面上の
波形データに変換する。これによって、生体内の深さに
応じて変化する帯域成分を有するパルス波形で得られた
かのような超音波反射像の信号を得る。但し、この信号
はチャーブ波を位相整合したものであるから、そのピー
ク値の振幅は大きく得られるものである。
Therefore, the inverse Fourier transform section 31 converts this into actual waveform data. As a result, an ultrasonic reflection image signal as if obtained by a pulse waveform having a band component that changes depending on the depth inside the living body is obtained. However, since this signal is obtained by phase matching the Chirb wave, the amplitude of its peak value can be obtained large.

こうして逆フーリエ変換部で逆フーリエ変換された信号
は、観測装置32に送られ、診断像として観測すること
ができる。
The signal thus subjected to inverse Fourier transform by the inverse Fourier transform section is sent to observation device 32 and can be observed as a diagnostic image.

このように、チャーブ波送信による受信波が、生体の深
さに応じて変化する帯域を維持しながら位相を整合して
ゆくため、深、さに応じた帯域を有するパルスによって
成形される反射エコーを得ることができる。
In this way, the phase of the received wave transmitted by the Chilb wave is matched while maintaining a band that changes depending on the depth of the living body, so the reflected echo is shaped by a pulse with a band that varies depending on the depth. can be obtained.

故に、受信波に対して整合することのできない参照波と
相関を行うことによるパルス圧縮波形の悪化を除去する
ことができ、良好な圧縮波形を得ることが可能となる。
Therefore, deterioration of the pulse compression waveform due to correlation with a reference wave that cannot be matched with the received wave can be removed, and it becomes possible to obtain a good compression waveform.

[発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、診断深さの浅い部位か
ら深い部位に渡る全ての範囲に於いて最適参照波を用意
することなく良好なパルス圧縮が可能となり、その解像
度及び感度を向上させた超音波診断用パルス圧縮装置を
提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to perform good pulse compression in the entire range from the shallow diagnosis depth to the deep diagnosis depth without preparing an optimal reference wave, and its resolution can be improved. It is also possible to provide a pulse compression device for ultrasonic diagnosis with improved sensitivity.

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

第1図はこの発明の超音波診断用パルス圧縮装置の基本
構成を示したブロック構成図、第2図及び第3図は従来
のパルス圧縮技術を説明するもので、第2図は超音波の
送信波に直線的なFM変調をかけた例を示した図、第3
図は受信波に整合フィルタをかけて信号圧縮した例を示
した図、第4図は従来のエコースペクトルの感度特性を
生体の深さに対して示した特性図である。 11・・・制御部、13・・・第1のチャーブ波発生部
(チャーブ波発生部1)、14・・・第2のチャーブ波
発生部(チャーブ波発生部2)、15・・・送信波選択
部、16・・・送信アンプ、II・・・超音波振動子、
18・・・受信アンプ、19・・・ローパスフィルタ(
LPF)、20・・・サンプルホールド(S/H)及び
A/D変換部、22・・・第1のバッファメモリ(バッ
ファメモリ1)、23・・・第2のバッファメモリ(バ
ッファメモリ2)、26・・・相関部、28・・・フー
リエ変換部、29・・・スペクトラム処理部、31・・
・逆フーリエ変換部、32・・・観測装置。 出願人代理人 弁理士 坪井  淳 第2図 第3図
FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the ultrasonic diagnostic pulse compression device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 explain conventional pulse compression technology. Figure 3 shows an example of applying linear FM modulation to the transmitted wave.
The figure shows an example in which a received wave is applied with a matched filter to compress the signal, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the sensitivity characteristics of a conventional echo spectrum with respect to the depth of the living body. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Control part, 13... First chirve wave generation part (chirve wave generation part 1), 14... Second chirve wave generation part (chirve wave generation part 2), 15... Transmission Wave selection unit, 16... Transmission amplifier, II... Ultrasonic transducer,
18...Reception amplifier, 19...Low pass filter (
LPF), 20... Sample hold (S/H) and A/D conversion section, 22... First buffer memory (buffer memory 1), 23... Second buffer memory (buffer memory 2) , 26... Correlation unit, 28... Fourier transform unit, 29... Spectrum processing unit, 31...
- Inverse Fourier transform unit, 32... observation device. Applicant's representative Patent attorney Atsushi Tsuboi Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 互いに周波数成分に於いて180度の位相差を有して超
音波振動子に送信するためのチャープ波形を発生する手
段と、 上記超音波振動子から得られる上記位相差を有する2つ
のエコー信号を受信して蓄積する手段と、この蓄積され
た2つのエコー信号について相関演算を行う相関手段と
、 この相関手段で相関演算された信号をフーリエ変換する
フーリエ変換部と、 このフーリエ変換部でフーリエ変換されたスペクトラム
信号を1/2乗するスペクトラム処理部と、 このスペクトラム処理部で1/2乗された信号を逆フー
リエ変換する逆フーリエ変換部と を具備することを特徴とする超音波診断用パルス圧縮装
置。
[Claims] Means for generating a chirp waveform to be transmitted to an ultrasonic transducer with a phase difference of 180 degrees in frequency components; a means for receiving and accumulating two echo signals having the same function, a correlating means for performing a correlation operation on the two accumulated echo signals, a Fourier transform section for Fourier transforming the signal subjected to the correlation operation by the correlation means; It is characterized by comprising a spectrum processing section that performs an inverse Fourier transform on the spectrum signal that has been Fourier transformed in the Fourier transform section, and an inverse Fourier transform section that performs an inverse Fourier transform on the signal that has been raised to the 1/2 power in the spectrum processing section. A pulse compression device for ultrasound diagnosis.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009279034A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Ultrasonic diagnostic device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009279034A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Ultrasonic diagnostic device

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