JPH0426417A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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JPH0426417A
JPH0426417A JP13193790A JP13193790A JPH0426417A JP H0426417 A JPH0426417 A JP H0426417A JP 13193790 A JP13193790 A JP 13193790A JP 13193790 A JP13193790 A JP 13193790A JP H0426417 A JPH0426417 A JP H0426417A
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JP
Japan
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reflected
circuit
echo
blood flow
echoes
Prior art date
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Pending
Application number
JP13193790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Ando
安藤 昌人
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0426417A publication Critical patent/JPH0426417A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the ultrasonic diagnostic device which can raise a dynamic range for the reflected echoes from blood flow by providing an arithmetic means for subtracting the echo information accumulated in a memory means from the reflected ultrasonic echoes. CONSTITUTION:The echo data obtd. by the 1st time of the reflected echo is read out of a memory 13 for the echoes from the 2nd to the 8th time. This data is converted to an analog signal by a D/A converting circuit 14. The echo data accumulated in this memory 13 is subtracted from the reflected echo in a subtraction circuit 11. The output of the subtraction circuit 11 of the 2nd and subsequent time is, therefore, the signal of only the blood flow component from which a clatter component is removed. The gain of a variable gain amplifier 15 can be increased to the extent of not saturating a phase matching addition circuit 16 in this case. The dynamic range is, therefore, raised for the reflected echoes from the blood.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波診断装置に関し、特に血流データを得る
ために1方向に超音波パルスを複数回発射し、これらの
反射超音波エコーから生体情報を得る装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic device, and in particular, it emits ultrasonic pulses multiple times in one direction in order to obtain blood flow data, and collects the reflected ultrasonic echoes from these ultrasonic pulses. The present invention relates to a device for obtaining biological information.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

医用分野で用いられる超音波診断装置では、たとえば心
臓部の断層データをリアルタイムでモニタに表示したり
、またパルスドプラー法により特定部位の血流速度を測
定し、この分布を前記同様にモニタに表示することが行
われている。このような超音波診断装置において、血流
速度を二次元的に把握するために、二次元血流断層方式
が採用されている。この二次元血流断層方式は、断層デ
ータに血流速度を合成し、血流速度を二次元で、しかも
リアルタイムに表現するものである。即ち、断層情報及
び血流情報が、それぞれデジタル化されて合成され、R
,G、Bのテレビジョン信号に変換されて、通常の断層
像の上に血流速度が重ねて表示される。またこれととも
に、検出された血流の平均速度プロフィールがカラー表
示されるようになっている。
Ultrasonic diagnostic equipment used in the medical field, for example, displays tomographic data of the heart on a monitor in real time, or measures blood flow velocity in a specific area using the pulsed Doppler method, and displays this distribution on a monitor in the same way as above. things are being done. In such an ultrasonic diagnostic apparatus, a two-dimensional blood flow tomography method is employed in order to two-dimensionally understand the blood flow velocity. This two-dimensional blood flow tomography method combines blood flow velocity with tomographic data and expresses blood flow velocity two-dimensionally and in real time. That is, the tomographic information and blood flow information are each digitized and synthesized, and R
, G, and B television signals, and the blood flow velocity is displayed superimposed on a normal tomographic image. Additionally, the average velocity profile of the detected blood flow is displayed in color.

従来の二次元血流断層方式を採用した装置では、生体組
織(クラッタ)からの強い反射エコー信号を除去するた
めに、ディジタルフィルタを用いている。このディジタ
ルフィルタは、ドプラー信号検出回路の後段に設けられ
ており、反射エコー信号を90°検波した後、A/D変
換して得られたディジタル信号が入力されるようになっ
ている。
Conventional devices employing the two-dimensional blood flow tomography method use digital filters to remove strong reflected echo signals from living tissue (clutter). This digital filter is provided after the Doppler signal detection circuit, and is configured to input a digital signal obtained by A/D conversion after detecting the reflected echo signal at 90 degrees.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

一般に、信号のS/N比を向上するためには、信号処理
の前段で増幅を行う、しかし、従来の超音波診断装置に
おいては、各振動子エレメントで受信する反射エコーの
中にはクラッタからの強いエコー成分が含まれているの
で、信号処理の前段で増幅を行うと、前記クラッタによ
って信号が歪んでしまう。したがって、あまり大きなゲ
インで増幅を行うことができず、特に微弱な血流エコー
信号は前記のようなりラックによってダイナミックレン
ジの制約を受けるという問題がある。
In general, in order to improve the S/N ratio of a signal, amplification is performed before signal processing. However, in conventional ultrasound diagnostic equipment, some of the reflected echoes received by each transducer element include clutter Since the signal contains a strong echo component, if amplification is performed before signal processing, the signal will be distorted by the clutter. Therefore, it is not possible to amplify with a very large gain, and there is a problem that the dynamic range of especially weak blood flow echo signals is restricted by the rack as described above.

本発明の目的は、血流からの反射エコーに対してダイナ
ミックレンジを上げることができる超音波診断装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can increase the dynamic range of reflected echoes from blood flow.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る超音波診断装置は、プローブを構成する各
振動子から1方向に複数の超音波パルスを発射し、生体
内からの反射超音波エコーにより生体情報を得るもので
ある。そして、記憶手段と、演算手段とを備えている。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention emits a plurality of ultrasonic pulses in one direction from each transducer constituting a probe, and obtains biological information from reflected ultrasonic echoes from within a living body. It also includes storage means and calculation means.

前記記憶手段は、各振動子から得られる1方向について
の複数の反射超音波エコーのうちの1つのエコー情報を
記憶するものである。また前記演算手段は、反射超音波
エコーから前記記憶手段に蓄えられたエコー情報を引き
算するためのものである。
The storage means stores echo information of one of a plurality of reflected ultrasound echoes in one direction obtained from each transducer. Further, the calculation means is for subtracting the echo information stored in the storage means from the reflected ultrasound echo.

〔作用] 二次元血流断層方式を採用した超音波診断装置では、1
つのビーム方向に対して複数回超音波パルスを発射する
。そこで、たとえば1回目の超音波パルスによって得ら
れる反射エコーを記憶手段に記憶して判り、そして、2
回目以降の超音波パルスによって得られる反射エコーか
ら、前記記憶手段に蓄えられたエコー情報を引き算する
。これにより、生体組織等のように動かない強いエコー
成分が除去される。
[Function] In an ultrasonic diagnostic device that uses a two-dimensional blood flow tomography method, 1
Emit ultrasound pulses multiple times in one beam direction. Therefore, for example, the reflected echo obtained by the first ultrasonic pulse is stored in a storage means, and then the second
The echo information stored in the storage means is subtracted from the reflected echoes obtained by the ultrasonic pulses after the first ultrasound pulse. This removes strong echo components that do not move, such as living tissue.

このように、生体組織等から得られる強いエコー成分が
除去されるので、これを大きなゲインで増幅することが
でき、血流からの反射エコー成分に対してダイナミック
レンジを上げることができる。
In this way, strong echo components obtained from biological tissues and the like are removed, so that they can be amplified with a large gain, and the dynamic range can be increased with respect to the reflected echo components from blood flow.

〔実施例〕〔Example〕

第3図は本発明の一実施例による超音波診断装置の全体
概略構成図である。
FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

超音波診断装置は、装置本体lと、この装置本体lに接
続されたプローブ2とから構成されている。プローブ2
は、複数の微小振動子から構成されている。装置本体l
は、送信系と受信系とを有している。送信系は、図示し
ないシステムコントロール部によって制御される送波部
3を有している。送波部3は、超音波ビームを送波する
ための高周波パルス発振器、電子走査を行うための遅延
回路及び遅延量制御回路等により構成されている。
The ultrasonic diagnostic apparatus is comprised of an apparatus main body 1 and a probe 2 connected to this apparatus main body 1. probe 2
is composed of multiple micro oscillators. Device main body
has a transmitting system and a receiving system. The transmission system includes a wave transmitting section 3 that is controlled by a system control section (not shown). The wave transmitting unit 3 includes a high-frequency pulse oscillator for transmitting an ultrasonic beam, a delay circuit for performing electronic scanning, a delay amount control circuit, and the like.

また受信系は、受波部4と、Bモード像等の断層データ
を得るための断層データ処理回路5と、血流データを得
るためのドプラー信号検出回路6及び血流速演算回路7
と、DSC8とを有している。
The receiving system includes a wave receiving unit 4, a tomographic data processing circuit 5 for obtaining tomographic data such as a B-mode image, a Doppler signal detection circuit 6 and a blood flow velocity calculation circuit 7 for obtaining blood flow data.
and DSC8.

断層データ処理回路5は、対数増幅回路、検波回路、ロ
ーパスフィルタ、A/D変換回路等から構成されている
。また、ドプラー信号検出回路6は、90°移相器、ミ
キサー及びA/D変換回路等から構成されている。血流
速演算回路7は、MTlフィルタ処理、高速フーリエ変
換演算又は自己相関演算を行って、血流の平均流速を求
めるための回路である。断層データ処理回路5及び血流
速演算回路7の出力はDSC(ディジタルスキャンコン
バータ)8に入力されている。DSC8は画像メモリ及
びD/A変換回路等から構成されており、このDSC8
の後段にはCRTモニタ9が接続されている。
The tomographic data processing circuit 5 includes a logarithmic amplifier circuit, a detection circuit, a low-pass filter, an A/D conversion circuit, and the like. Further, the Doppler signal detection circuit 6 includes a 90° phase shifter, a mixer, an A/D conversion circuit, and the like. The blood flow velocity calculation circuit 7 is a circuit for calculating the average flow velocity of blood flow by performing MTl filter processing, fast Fourier transform calculation, or autocorrelation calculation. The outputs of the tomographic data processing circuit 5 and blood flow velocity calculation circuit 7 are input to a DSC (digital scan converter) 8. The DSC8 is composed of an image memory, a D/A conversion circuit, etc.
A CRT monitor 9 is connected to the rear stage.

第1図は前記受波部4の詳細を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing details of the wave receiving section 4. As shown in FIG.

受渡部4は、プローブ2を構成する各振動子2a、2b
、・・・ ・・・のそれぞれに接続されたプリアンプl
Oを有している。プリアンプ10の出力端子は減算回路
11の子端子とA/D変換回路12とに接続されている
。A/D変換回路12の出力側にはメモリ13及びD/
A変換回路14が接続されており、D/A変換回路14
の出力端子は、減算回路11の一端子に接続されている
。また、減算回路11の出力端子は、可変利得アンプ1
5を介して整相加算回路16に接続されている。前記可
変利得アンプ15の利得は、図示しないシステムコント
ロール回路からのゲインコントロール信号によって制御
され得るようになっている。
The delivery section 4 receives each vibrator 2a, 2b that constitutes the probe 2.
,... Preamplifiers connected to each of...
It has O. An output terminal of the preamplifier 10 is connected to a child terminal of a subtraction circuit 11 and an A/D conversion circuit 12. A memory 13 and a D/D converter circuit 12 are connected to the output side of the A/D converter circuit 12.
An A conversion circuit 14 is connected, and a D/A conversion circuit 14
The output terminal of is connected to one terminal of the subtraction circuit 11. Further, the output terminal of the subtraction circuit 11 is connected to the variable gain amplifier 1
5 to the phasing/summing circuit 16. The gain of the variable gain amplifier 15 can be controlled by a gain control signal from a system control circuit (not shown).

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

まず、送波部3によってプローブ2が駆動され、各振動
子から超音波ビームが1つの方向に対して複数回(ここ
では8回とする)発射される。この各超音波ビームに対
する生体内からの反射エコーは、再びプローブ2を介し
て受波部4に入力される。
First, the probe 2 is driven by the wave transmitting unit 3, and each transducer emits an ultrasonic beam in one direction a plurality of times (eight times in this case). The reflected echoes from inside the living body for each of the ultrasound beams are inputted to the wave receiving unit 4 via the probe 2 again.

受渡部4内では、まず最初に発射された超音波パルスに
対応する反射エコー信号が、減算回路11に入力される
とともに、A/D変換回路12に入力される。A/D変
換回路12でディジタルデータに変換された反射エコー
データは、メモリ13に蓄えられる。この最初の反射エ
コー信号に対しては減電処理は行わず、可変利得アンプ
15に送出する。したがって、1回目の反射エコー信号
は、第2図に示すようにクラッタ成分によって信号強度
が大きい、この場合の可変利得アンプ15の利得は、0
又は小さい値とし、後段の整相加算回路16で飽和が起
こらないようなレベルとする。
In the delivery section 4, a reflected echo signal corresponding to the first emitted ultrasonic pulse is input to the subtraction circuit 11 and also to the A/D conversion circuit 12. The reflected echo data converted into digital data by the A/D conversion circuit 12 is stored in the memory 13. This first reflected echo signal is sent to the variable gain amplifier 15 without being subjected to power reduction processing. Therefore, as shown in FIG. 2, the first reflected echo signal has a large signal strength due to the clutter component. In this case, the gain of the variable gain amplifier 15 is 0.
Alternatively, the value is set to a small value such that saturation does not occur in the phasing and adding circuit 16 at the subsequent stage.

各振動子2a、2b、・・・に対応する可変利得アンプ
15の出力は、それぞれ整相加算回路16で位相を合わ
せて加算される。整相加算回路16の出力は、断層デー
タ処理回路5及びドプラー信号検出回路6に入力される
。前述のように、1回目のデータはクラッタ成分を含ん
でおり、血流成分の信号強度が小さいので、断層データ
の処理にのみ使用し、ドプラー信号の検出には用いない
、断層データ処理回路5では、増幅、検波等の処理を行
い、A/D変換された後にDSC8に格納される。そし
て、この断層データがテレビジョン信号に変換されてモ
ニタ9上に表示される。
The outputs of the variable gain amplifiers 15 corresponding to the respective vibrators 2a, 2b, . The output of the phasing and addition circuit 16 is input to the tomographic data processing circuit 5 and the Doppler signal detection circuit 6. As mentioned above, the first data contains clutter components and the signal strength of the blood flow component is small, so the tomographic data processing circuit 5 is used only for processing tomographic data and not for detecting Doppler signals. Then, the signal is subjected to processing such as amplification and detection, and is stored in the DSC 8 after being A/D converted. This tomographic data is then converted into a television signal and displayed on the monitor 9.

次に2回目以降の超音波パルスに対する反射エコーの処
理について説明する。2回目から8回目までのエコーに
対しては、1回目の反射エコーによって得られたエコー
データをメモリ13から読み出し、これをD/A変換回
路14でアナログ信号に変換し、減算回路11で反射エ
コーからこのメモリ13に蓄えられたエコーデータを減
算する。
Next, processing of reflected echoes for the second and subsequent ultrasound pulses will be described. For the second to eighth echoes, the echo data obtained by the first reflected echo is read out from the memory 13, converted into an analog signal by the D/A conversion circuit 14, and reflected by the subtraction circuit 11. The echo data stored in this memory 13 is subtracted from the echo.

したがって、2回目以降の減算回路11の出力は、第2
図に示すように、クラッタ成分の除去された血流成分の
みの信号となっている。この場合には、可変利得アンプ
15の利得を整相加算回路16が飽和しない程度に大き
くすることができる。
Therefore, the output of the subtraction circuit 11 from the second time onwards is the second
As shown in the figure, the signal contains only blood flow components from which clutter components have been removed. In this case, the gain of the variable gain amplifier 15 can be made large enough to prevent the phasing and addition circuit 16 from being saturated.

これらのクラッタ成分の除去された整相加算出力信号は
、ドプラー信号検出回路6に入力される。
The phased addition output signal from which these clutter components have been removed is input to the Doppler signal detection circuit 6.

ドプラー信号検出回路6では、検波、フィルタ処理が行
われ、ドプラー信号が得られる。このドプラー信号検出
回路6で得られたドプラー信号は、血流達演夏回路7で
演算処理を受け、これにより平均血流速が得られる。こ
のデータはDSC8に送出された後、テレビジョン信号
に変換されてモニタ9に表示される。
The Doppler signal detection circuit 6 performs detection and filter processing to obtain a Doppler signal. The Doppler signal obtained by this Doppler signal detection circuit 6 is subjected to arithmetic processing in a blood flow velocity detection circuit 7, thereby obtaining an average blood flow velocity. After this data is sent to the DSC 8, it is converted into a television signal and displayed on the monitor 9.

このような実施例では、信号処理回路の前段で大きな増
幅を行うことができ、血流からの反射エコーに対してダ
イナミックレンジを上げることができる。
In such an embodiment, large amplification can be performed before the signal processing circuit, and the dynamic range can be increased for reflected echoes from blood flow.

〔他の実施例〕[Other Examples]

前記実施例では、複数回発射された超音波パルスの1回
目の反射エコーをメモリ13に記憶して、このデータを
元にクラッタ成分を除去するようにしたが、2回目以降
については、2回目以降の超音波パルスによって得られ
た反射エコーを順次メモリ13に格納し、更新されたデ
ータを元にクランク成分を除去するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the first reflected echo of an ultrasonic pulse emitted multiple times is stored in the memory 13, and the clutter component is removed based on this data. The reflected echoes obtained by subsequent ultrasonic pulses may be sequentially stored in the memory 13, and the crank component may be removed based on the updated data.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明では、信号処理回路の前段の入力段
にクラッタ成分等による強い反射エコー成分を引き算す
る回路を設けたので、血流からの反射エコーに対してダ
イナミンクレンジを上げることができる。
As described above, in the present invention, since a circuit for subtracting strong reflected echo components such as clutter components is provided in the input stage before the signal processing circuit, it is possible to increase the dynamic range for reflected echoes from blood flow. can.

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

第1図は本発明の一実施例による超音波診断装置の受波
部のブロック回路図、第2図はその動作を説明するため
の信号波形図、第3図は前記超音波診断装置の概略ブロ
ック構成図である。 4・・・受波部、11・・・減算回路、13・・・メモ
リ、15・・・可変利得アンプ、16・・・整相加算回
路。 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士 小 野 由己男
FIG. 1 is a block circuit diagram of a wave receiving section of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining its operation, and FIG. 3 is a schematic diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus. FIG. 2 is a block configuration diagram. 4... Receiving section, 11... Subtraction circuit, 13... Memory, 15... Variable gain amplifier, 16... Phase-setting and addition circuit. Patent applicant Shimadzu Corporation Representative Patent attorney Yukio Ono

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プローブを構成する各振動子から1方向に複数の
超音波パルスを発射し、生体内からの反射超音波エコー
により生体情報を得る超音波診断装置において、 各振動子から得られる1方向についての複数の反射超音
波エコーの内の1つのエコー情報を記憶する記憶手段と
、 反射超音波エコーから前記記憶手段に蓄えられたエコー
情報を引き算する演算手段と、 を備えた超音波診断装置。
(1) In an ultrasonic diagnostic device that emits multiple ultrasound pulses in one direction from each transducer that makes up the probe and obtains biological information from reflected ultrasound echoes from inside the living body, one direction is obtained from each transducer. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: storage means for storing echo information of one of a plurality of reflected ultrasound echoes for .
JP13193790A 1990-05-21 1990-05-21 Ultrasonic diagnostic device Pending JPH0426417A (en)

Priority Applications (1)

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JP13193790A JPH0426417A (en) 1990-05-21 1990-05-21 Ultrasonic diagnostic device

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