JPH04341251A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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Publication number
JPH04341251A
JPH04341251A JP3114770A JP11477091A JPH04341251A JP H04341251 A JPH04341251 A JP H04341251A JP 3114770 A JP3114770 A JP 3114770A JP 11477091 A JP11477091 A JP 11477091A JP H04341251 A JPH04341251 A JP H04341251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
signal
correlation
correlation filter
scanning line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3114770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Matsui
孝一 松井
Kuniaki Kami
邦彰 上
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP3114770A priority Critical patent/JPH04341251A/en
Publication of JPH04341251A publication Critical patent/JPH04341251A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To execute the observation of a diagnostic image in a real time by a simple constitution without deteriorating the distance resolution. CONSTITUTION:By a transmitting waveform generator 23, a transmitting signal subjected to pulse magnifying is generated, and by driving an ultrasonic vibrator 1, an ultrasonic wave is transmitted and received to and from a body to be examined. A receiving signal of the ultrasonic vibrator 1 is inputted to a correlation filter (1) 17, and a correlation filter (2) 18. The receiving signal inputted to the respective correlation filters is stored in a line memory (1) 27 or a line memory (2) 28 at every one scanning line, and a correlational operation of the present receiving signal and the receiving signal of one scanning line before is executed by a product sum arithmetic circuit 29. An output of the correlation filter (1) 17 and the correlation filter (2) 18 is inputted to a DSC 20, converted to a video signal by this DSC 20 and displayed as an ultrasonic diagnostic image on a monitor 21.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、パルス圧縮方式を用い
た超音波診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus using a pulse compression method.

【0002】0002

【従来の技術】超音波振動子を用いて、生体中に超音波
パルスを送波し、生体組織で反射したエコーを再び超音
波振動子で受波して電気信号に変換し、これを処理して
生体中の断層像を形成、表示する超音波診断装置が種々
利用されている。
[Prior art] Using an ultrasonic transducer, ultrasonic pulses are transmitted into a living body, and the echoes reflected by the living tissue are received again by the ultrasonic transducer, converted into electrical signals, and processed. 2. Description of the Related Art Various ultrasonic diagnostic devices that form and display tomographic images inside a living body are in use.

【0003】さらに最近では、レーダーの分野において
実用化されているパルス圧縮方式を用いて、距離分解能
を向上させると共に、感度を向上させることが可能な超
音波診断装置が提案されている。
[0003]More recently, an ultrasonic diagnostic apparatus has been proposed which is capable of improving distance resolution and sensitivity by using a pulse compression method that has been put into practical use in the field of radar.

【0004】このようなパルス圧縮方式を用いた超音波
診断装置として、例えば特開平2−264858号公報
に開示されているような、符号化パルスを被検体に送信
し、受信信号と参照信号となるカーネル信号との間で相
関演算を行うことでパルス圧縮を行うものがある。また
、特開平1−304376号公報に開示されている超音
波診断装置では、超音波が進行する被検体までの距離に
応じて送信信号の長さを変更し、受信信号と前記送信信
号に対応する参照信号とにより相関演算を行ってパルス
圧縮を行うことにより、距離に対応した最適な診断画像
を得るようにしている。また、参照信号を超音波の周波
数、被検体の減衰特性に応じて切り替えて相関演算を行
うことによって、パルス圧縮を行うような超音波診断装
置も提案されている。
[0004] An ultrasonic diagnostic apparatus using such a pulse compression method, for example as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-264858, transmits a coded pulse to a subject and combines a received signal and a reference signal. Some devices perform pulse compression by performing a correlation calculation with a kernel signal. Furthermore, in the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-304376, the length of the transmitted signal is changed according to the distance to the subject through which the ultrasound waves travel, and the length of the transmitted signal is adjusted to correspond to the received signal and the transmitted signal. The optimum diagnostic image corresponding to the distance is obtained by performing a correlation calculation with the reference signal and performing pulse compression. Further, an ultrasonic diagnostic apparatus has been proposed that performs pulse compression by performing a correlation calculation by switching a reference signal depending on the frequency of the ultrasonic wave and the attenuation characteristics of the subject.

【0005】超音波は距離に依存して減衰し、送受信信
号は低域に移行するため、被検体の深度が深くなるに従
って相関がとれなくなってしまう。即ち、周波数帯域特
性が劣化することにより相関性が低下してしまう。この
相関性の低下により、時間的サイドローブが増加し、時
間軸上の検出能、即ち距離分解能が低下してしまうとい
う問題点があった。そこで、従来の超音波診断装置では
、抵抗列の値や、ROM上のパターン等を切り替えるこ
とによって参照信号を切り替えて相関演算を行い、分解
能を向上させるようにしていた。
[0005] Ultrasonic waves attenuate depending on the distance, and the transmitted and received signals shift to a lower frequency range, so as the depth of the object increases, the correlation becomes harder to establish. That is, the correlation deteriorates due to deterioration of the frequency band characteristics. This decrease in correlation causes an increase in temporal side lobes, leading to a problem in that the detection ability on the time axis, that is, the distance resolution decreases. Therefore, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the resolution is improved by changing the reference signal and performing correlation calculation by changing the value of the resistor string, the pattern on the ROM, etc.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波診断装置では、被検体が距離に対応して一様な減
衰特性を示す場合においては分解能の低下を防止するこ
とができるが、実際には、生体内等においては一様な減
衰特性を示していないため、必ずしも分解能の低下を防
止することはできなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in conventional ultrasonic diagnostic equipment, it is possible to prevent a decrease in resolution when the subject exhibits uniform attenuation characteristics depending on the distance; does not exhibit uniform attenuation characteristics in vivo, etc., so it has not always been possible to prevent a decrease in resolution.

【0007】また、抵抗列の切り替えを行う場合、信号
の受信中に切り替えを行うと切り替えノイズが発生して
しまい、これを防止するために、同一の走査線上の信号
を2、3回抵抗列を切り替えて送受信するなどの方法が
とられている。これにより、フレームレートが低下し、
動きの速い臓器等の診断像が良好に得られないなどリア
ルタイムに診断像の観察ができないという問題点が生じ
る。さらに、抵抗列の切り替えを行うために、回路が複
雑化してしまう。
[0007] Furthermore, when switching the resistor strings, if switching is performed while a signal is being received, switching noise will occur. Methods such as switching between transmitting and receiving are used. This reduces the frame rate and
Problems arise in that diagnostic images cannot be observed in real time, such as inability to obtain good diagnostic images of organs that move quickly. Furthermore, the circuit becomes complicated because the resistor strings are switched.

【0008】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、距離分解能を低下させることなく、簡単な構成
でリアルタイムに診断像の観察を行うことが可能な超音
波診断装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of observing diagnostic images in real time with a simple configuration without reducing distance resolution. It is an object.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による超音波診断
装置は、超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音
波探触子をパルス伸長した信号で駆動する探触子駆動手
段と、前記超音波探触子の受信信号を走査線毎に記憶す
る少なくとも2つの記憶手段を有し、これらの記憶手段
に記憶された現在の受信信号と以前の受信信号との相関
演算を行う相関演算手段と、前記相関演算手段の出力を
超音波診断像として表示する画像表示手段とを備えたも
のである。
[Means for Solving the Problems] An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves, and a probe driving means that drives the ultrasonic probe with a pulse-stretched signal. , a correlation comprising at least two storage means for storing received signals of the ultrasound probe for each scanning line, and performing a correlation calculation between the current received signal and the previous received signal stored in these storage means. The apparatus includes a calculation means and an image display means for displaying the output of the correlation calculation means as an ultrasonic diagnostic image.

【0010】0010

【作用】探触子駆動手段により超音波探触子をパルス伸
長した信号で駆動し、この超音波探触子によって超音波
を送受信する。相関演算手段は、記憶手段によって前記
超音波探触子の受信信号を走査線毎に記憶し、前記記憶
手段に記憶された現在の受信信号と以前の受信信号との
相関演算を行う。そして、画像表示手段により前記相関
演算手段の出力を超音波診断像として表示する。
[Operation] The ultrasonic probe is driven by a pulse-stretched signal by the probe driving means, and ultrasonic waves are transmitted and received by the ultrasonic probe. The correlation calculation means stores the reception signal of the ultrasonic probe for each scanning line by the storage means, and performs a correlation calculation between the current reception signal and the previous reception signal stored in the storage means. Then, the image display means displays the output of the correlation calculation means as an ultrasonic diagnostic image.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1ないし図3は本発明の第1実施例に係り、図
1は超音波診断装置の構成を示すブロック図、図2は超
音波プローブの構成を示す説明図、図3は図2の先端部
の詳細を示す断面説明図である。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an ultrasound probe, and FIG. 3 is the tip of FIG. 2. It is a cross-sectional explanatory view showing details of the section.

【0012】図1に示すように、超音波を送受波する超
音波振動子1がフレキシブルシャフト等で構成された駆
動伝達部2内に設けられた信号線3を介して送信アンプ
4、及び乗算器(1) 5,乗算器(2) 6に接続さ
れている。前記超音波振動子1は、図2に示すように、
超音波探触子としての超音波プローブ7先端部の超音波
を透過する音響窓部11aを有するシース11内に設け
られ、駆動伝達部2に連設されている。駆動伝達部2は
、ギア8を介してモータ9、及びエンコーダ10に機械
的に接続されており、モータ9が回転することによって
超音波振動子1が回動し、機械的ラジアル走査を行うよ
うになっている。また、エンコーダ10によって超音波
振動子1の回転量、即ち超音波の走査線の位置を検出す
るようになっている。前記超音波プローブ7の先端部は
、図3に示すように、シース11内に生理食塩水等の液
体12が満たされており、駆動伝達部2に連設された支
持枠13に振動子ユニット1aが配置されている。この
振動子ユニット1aが駆動伝達部2内の信号線3に接続
されている。
As shown in FIG. 1, an ultrasonic transducer 1 that transmits and receives ultrasonic waves is connected to a transmitting amplifier 4 and a multiplier via a signal line 3 provided in a drive transmitting section 2 composed of a flexible shaft or the like. It is connected to a multiplier (1) 5 and a multiplier (2) 6. The ultrasonic transducer 1, as shown in FIG.
The ultrasonic probe 7 as an ultrasonic probe is provided within a sheath 11 having an acoustic window portion 11 a that transmits ultrasonic waves at the tip thereof, and is connected to the drive transmission portion 2 . The drive transmission unit 2 is mechanically connected to a motor 9 and an encoder 10 via a gear 8, and when the motor 9 rotates, the ultrasonic transducer 1 rotates to perform mechanical radial scanning. It has become. Further, the encoder 10 detects the amount of rotation of the ultrasonic transducer 1, that is, the position of the ultrasonic scanning line. As shown in FIG. 3, the tip of the ultrasonic probe 7 has a sheath 11 filled with a liquid 12 such as physiological saline, and a transducer unit attached to a support frame 13 connected to the drive transmission section 2. 1a is placed. This vibrator unit 1a is connected to a signal line 3 within the drive transmission section 2.

【0013】前記乗算器(1) 5は、局部発振器15
の出力信号が90゜移相器16を介して供給されるよう
になっている。また、乗算器(2) 6には、局部発振
器15の出力信号が直接供給されるようになっている。 前記乗算器(1) 5,乗算器(2) 6の出力は、相
関演算手段としての相関フィルタ(1) 17,相関フ
ィルタ(2) 18にそれぞれ供給されるようになって
いる。これらの相関フィルタ(1) 17,相関フィル
タ(2) 18の出力は加算器19に入力され、この加
算器19の出力がディジタルスキャンコンバータ(DS
C)20に供給されるようになっている。DSC20は
、受信信号を表示装置に応じた画像信号に変換するもの
で、被検体の診断像を表示するモニタ21に接続されて
いる。前記DSC20、モニタ21によって画像表示手
段が構成されている。
The multiplier (1) 5 is a local oscillator 15
The output signal is supplied via a 90° phase shifter 16. Further, the output signal of the local oscillator 15 is directly supplied to the multiplier (2) 6. The outputs of the multiplier (1) 5 and multiplier (2) 6 are supplied to a correlation filter (1) 17 and a correlation filter (2) 18, respectively, as correlation calculation means. The outputs of these correlation filters (1) 17 and (2) 18 are input to an adder 19, and the output of this adder 19 is input to a digital scan converter (DS).
C) 20. The DSC 20 converts the received signal into an image signal suitable for a display device, and is connected to a monitor 21 that displays a diagnostic image of the subject. The DSC 20 and monitor 21 constitute an image display means.

【0014】前記エンコーダ10の出力はタイミング制
御回路22に供給され、このタイミング制御回路22か
らの制御信号が送信波形発生器23、DSC20、及び
相関フィルタ(1) 17,相関フィルタ(2) 18
に供給されてそれぞれのタイミングが制御されるように
なっている。送信波形発生器23は、被検体に送信する
送信波を発生するもので、FMチャープ信号とか、ある
いは符号化信号などのパルス伸長された信号が送信アン
プ4に入力されるようになっている。前記タイミング制
御回路22、送信波形発生器23、及び送信アンプ4に
より探触子駆動手段が構成されている。
The output of the encoder 10 is supplied to a timing control circuit 22, and a control signal from this timing control circuit 22 is sent to a transmission waveform generator 23, a DSC 20, and a correlation filter (1) 17 and a correlation filter (2) 18.
The timing of each is controlled. The transmission waveform generator 23 generates a transmission wave to be transmitted to the subject, and a pulse-expanded signal such as an FM chirp signal or a coded signal is input to the transmission amplifier 4. The timing control circuit 22, the transmission waveform generator 23, and the transmission amplifier 4 constitute a probe driving means.

【0015】前記相関フィルタ(1) 17、及び相関
フィルタ(2) 18は同一の構成のものであり、ここ
では相関フィルタ(1) 17についてのみ説明する。 相関フィルタ(1)17には、A/Dコンバータ25が
設けられており、乗算器(1) 5の出力が供給される
ようになっている。A/Dコンバータ25の出力は、切
り替えスイッチ26を介して記憶手段としてのラインメ
モリ(1) 27またはラインメモリ(2) 28に一
走査線毎に入力されるようになっている。ラインメモリ
(1) 27、及びラインメモリ(2) 28の出力は
それぞれ積和演算回路29に供給され、この積和演算回
路29で相関演算が行われて加算器19に入力されるよ
うになっている。なお、切り替えスイッチ26の切り替
えタイミングは、タイミング制御回路22で制御される
ようになっている。
The correlation filter (1) 17 and the correlation filter (2) 18 have the same configuration, and only the correlation filter (1) 17 will be explained here. The correlation filter (1) 17 is provided with an A/D converter 25 to which the output of the multiplier (1) 5 is supplied. The output of the A/D converter 25 is input to a line memory (1) 27 or a line memory (2) 28 as a storage means via a changeover switch 26 for each scanning line. The outputs of line memory (1) 27 and line memory (2) 28 are each supplied to a product-sum calculation circuit 29, where a correlation calculation is performed and the output is input to an adder 19. ing. Note that the switching timing of the changeover switch 26 is controlled by the timing control circuit 22.

【0016】次に、本実施例の作用について説明する。 モータ9によって駆動伝達部2を回転駆動し、超音波振
動子1と共に信号線3を回転させる。超音波振動子1の
回転量をモータ9と同軸に設けられたエンコーダ10で
検出し、検出信号をタイミング制御回路22に入力する
。タイミング制御回路22は、エンコーダ10からの検
出信号をもとに各部のタイミングを制御する信号を生成
する。このタイミングを制御する信号として、振動子駆
動開始信号を送信波形発生器23に、超音波走査線位置
信号をDSC20に供給する。送信波形発生器23によ
り、パルス伸長された送信信号を発生させ、この送信信
号を送信アンプ4で増幅する。送信アンプ4は、出力信
号を信号線3を介して超音波振動子1に供給し、超音波
振動子1を駆動する。これにより、被検体へ超音波が送
波される。
Next, the operation of this embodiment will be explained. The drive transmission unit 2 is rotationally driven by the motor 9, and the signal line 3 is rotated together with the ultrasonic transducer 1. The amount of rotation of the ultrasonic transducer 1 is detected by an encoder 10 provided coaxially with the motor 9, and a detection signal is input to the timing control circuit 22. The timing control circuit 22 generates a signal for controlling the timing of each part based on the detection signal from the encoder 10. As signals for controlling this timing, a transducer drive start signal is supplied to the transmission waveform generator 23, and an ultrasonic scanning line position signal is supplied to the DSC 20. The transmission waveform generator 23 generates a pulse-expanded transmission signal, and the transmission amplifier 4 amplifies this transmission signal. The transmission amplifier 4 supplies an output signal to the ultrasonic transducer 1 via the signal line 3 to drive the ultrasonic transducer 1. As a result, ultrasonic waves are transmitted to the subject.

【0017】被検体へ送波された超音波は、反射して再
び超音波振動子1に戻って受波されて電気信号に変換さ
れ、信号線3を介して乗算器(1) 5、及び乗算器(
2) 6に入力される。乗算器(1) 5,乗算器(2
)6に入力された信号は、局部発振器15の信号と乗算
されることにより低周波帯域に帯域変換されると共に、
90゜移相器16により位相差が生成されてお互いに直
交信号に変換され、相関フィルタ(1)17、及び相関
フィルタ(2) 18に入力される。
The ultrasonic waves transmitted to the subject are reflected and returned to the ultrasonic transducer 1, where they are received and converted into electrical signals, which are transmitted via the signal line 3 to the multiplier (1) 5, and Multiplier (
2) Input in 6. Multiplier (1) 5, Multiplier (2
) 6 is multiplied by the signal of the local oscillator 15 to be band-converted to a low frequency band, and
A phase difference is generated by the 90° phase shifter 16 and converted into mutually orthogonal signals, which are input to a correlation filter (1) 17 and a correlation filter (2) 18.

【0018】相関フィルタ(1) 17においては、ま
ず、A/Dコンバータ25によって乗算器(1) 5か
らの信号をディジタル信号に変換する。A/Dコンバー
タ25の出力は、タイミング制御回路22でタイミング
が制御される切り替えスイッチ26によって切り替えら
れ、ラインメモリ(1) 27またはラインメモリ(2
) 28に一走査線分の時間の受信信号データが格納さ
れる。ここでは、切り替えスイッチ26により一走査線
毎にラインメモリ(1) 27、ラインメモリ(2) 
28へ交互に受信信号データが格納される。そして、積
和演算回路29で、現在の受信信号データと一走査線前
の受信信号データとの相関演算が行われる。また、相関
フィルタ(2) 18においても同様に、乗算器(2)
 6からの信号をもとに現在の受信信号データと一走査
線前の受信信号データとの相関演算が行われる。
In the correlation filter (1) 17, first, the A/D converter 25 converts the signal from the multiplier (1) 5 into a digital signal. The output of the A/D converter 25 is switched by a changeover switch 26 whose timing is controlled by the timing control circuit 22, and the output is switched between line memory (1) 27 or line memory (2).
) 28 stores received signal data for one scanning line. Here, line memory (1) 27 and line memory (2) are selected for each scanning line by switching switch 26.
Received signal data is stored alternately in 28. Then, the product-sum calculation circuit 29 performs a correlation calculation between the current received signal data and the received signal data one scanning line before. Similarly, in the correlation filter (2) 18, the multiplier (2)
Based on the signal from 6, a correlation calculation is performed between the current received signal data and the received signal data one scanning line before.

【0019】前記相関フィルタ(1) 17、及び相関
フィルタ(2) 18の相関演算後の出力は、加算器1
9によって再び高周波帯域に変換され、DSC20に入
力される。そして、DSC20によって、タイミング制
御回路22からの超音波走査線位置信号をもとに表示装
置に応じた画像信号に変換され、モニタ21に超音波に
よる診断像が表示される。
The outputs after the correlation calculations of the correlation filter (1) 17 and the correlation filter (2) 18 are sent to the adder 1.
9 converts the signal into a high frequency band again and inputs it to the DSC 20. Then, the DSC 20 converts the ultrasonic scanning line position signal from the timing control circuit 22 into an image signal suitable for a display device, and displays an ultrasonic diagnostic image on the monitor 21.

【0020】このように、参照信号を用いて相関演算を
行う代わりに、一走査線毎に前の受信信号データとの自
己相関をとることによってパルス圧縮を行うようにした
ため、相関演算において高い相関性が得られる。このた
め、生体内等の一様な減衰特性を示していない被検体に
おいても超音波の減衰による周波数帯域特性の劣化を防
止することができ、これによる相関性の低下を防ぎ、距
離分解能の低下を防止することができる。また、参照信
号の抵抗列等を切り替えることなくパルス圧縮を行うた
め、回路を簡略化することができ、動きの速い臓器等の
診断像においても良好にリアルタイムに診断像の観察を
行うことが可能となる。
In this way, instead of performing correlation calculation using the reference signal, pulse compression is performed by taking the autocorrelation with the previous received signal data for each scanning line, so that high correlation can be achieved in correlation calculation. You can get sex. Therefore, it is possible to prevent deterioration of frequency band characteristics due to ultrasonic attenuation even in a subject that does not exhibit uniform attenuation characteristics such as in a living body, thereby preventing a decrease in correlation and a decrease in distance resolution. can be prevented. In addition, since pulse compression is performed without switching the reference signal resistor string, etc., the circuit can be simplified, making it possible to observe diagnostic images in real time even in diagnostic images of fast-moving organs. becomes.

【0021】図4ないし図9は本発明の第2実施例に係
り、図4は超音波診断装置の構成を示すブロック図、図
5は超音波プローブ先端部の第1の例を示す説明図、図
6は圧電素子の断面説明図、図7は超音波プローブ先端
部の第2の例を示す説明図、図8は超音波プローブ先端
部の第3の例を示す説明図、図9は超音波プローブ先端
部の第4の例を示す説明図である。
4 to 9 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing a first example of the tip of an ultrasonic probe. , FIG. 6 is an explanatory cross-sectional diagram of a piezoelectric element, FIG. 7 is an explanatory diagram showing a second example of an ultrasonic probe tip, FIG. 8 is an explanatory diagram showing a third example of an ultrasonic probe tip, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing a third example of an ultrasonic probe tip. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a fourth example of an ultrasonic probe tip.

【0022】図4に示すように、第2実施例では、超音
波振動子1の回転量を検出するエンコーダの代わりに圧
電素子31を超音波振動子1の周囲に設けて超音波の走
査線の位置を検出するようになっている。圧電素子31
には増幅器32が接続され、増幅器32の出力がA/D
コンバータ33に供給されるようになっている。A/D
コンバータ33の出力は、DSC20、及び相関フィル
タ(1)17,相関フィルタ(2) 18内の切り替え
スイッチに供給されるようになっている。また、超音波
振動子1の駆動タイミングを制御する制御回路34が設
けられ、制御信号を送信波形発生器23及びDSC20
に出力するようになっている。その他の相関フィルタ等
のパルス圧縮回路は第1実施例と同様に構成されており
、説明は省略する。
As shown in FIG. 4, in the second embodiment, a piezoelectric element 31 is provided around the ultrasonic vibrator 1 instead of an encoder for detecting the amount of rotation of the ultrasonic vibrator 1. It is designed to detect the position of. Piezoelectric element 31
An amplifier 32 is connected to the A/D
It is designed to be supplied to a converter 33. A/D
The output of the converter 33 is supplied to the DSC 20 and the changeover switches in the correlation filter (1) 17 and the correlation filter (2) 18. Further, a control circuit 34 for controlling the driving timing of the ultrasonic transducer 1 is provided, and transmits control signals to the waveform generator 23 and the DSC 20.
It is designed to output to . Other pulse compression circuits such as a correlation filter are constructed in the same manner as in the first embodiment, and their explanation will be omitted.

【0023】前記圧電素子31を先端部に備えた超音波
プローブの第1の例を図5に示す。シース35内には超
音波振動子1が設けられ、超音波振動子1に駆動伝達部
2が連設されている。前記超音波振動子1の開口面36
に対向するように、シース35の内周に沿ってポリフッ
化ビニリデン(PVDF)等からなる圧電素子31が設
けられている。この圧電素子31は、シース35の周方
向に形状(開口面積)が異なるようになっており、信号
線37を介して増幅器32に接続されている。圧電素子
31は、図6に示すように、可撓性を有するシート状の
PVDF38を有し、この高電圧をかけて分極処理され
たPVDF38の両側に電極39が設けられており、超
音波を受信可能に構成されている。また、前記電極39
に信号線37が接続されている。この周方向に開口面積
の異なる圧電素子31で送信された超音波の一部を受波
することによって、超音波振動子1の開口面36の位置
に応じた電圧が出力されるようになっている。
A first example of an ultrasonic probe having the piezoelectric element 31 at its tip is shown in FIG. An ultrasonic transducer 1 is provided within the sheath 35, and a drive transmission section 2 is connected to the ultrasonic transducer 1. Opening surface 36 of the ultrasonic transducer 1
A piezoelectric element 31 made of polyvinylidene fluoride (PVDF) or the like is provided along the inner periphery of the sheath 35 so as to face the piezoelectric element 31 . The piezoelectric element 31 has different shapes (opening areas) in the circumferential direction of the sheath 35, and is connected to the amplifier 32 via a signal line 37. As shown in FIG. 6, the piezoelectric element 31 has a flexible sheet-like PVDF 38, and electrodes 39 are provided on both sides of the PVDF 38, which has been polarized by applying a high voltage. It is configured to be able to receive. Further, the electrode 39
A signal line 37 is connected to. By receiving a portion of the transmitted ultrasonic waves by the piezoelectric elements 31 having different opening areas in the circumferential direction, a voltage corresponding to the position of the opening surface 36 of the ultrasonic transducer 1 is outputted. There is.

【0024】また、超音波プローブ先端部の第2の例と
して、図7に示すように、シース35の周方向に開口面
積が階段状に変化している圧電素子41を設けることも
できる。
As a second example of the tip of the ultrasonic probe, a piezoelectric element 41 whose opening area changes stepwise in the circumferential direction of the sheath 35 can be provided as shown in FIG.

【0025】超音波プローブ先端部の第3の例を図8に
示す。第3の例では、超音波診断用の振動子42と位置
検出用の振動子43とを有する超音波振動子44が設け
られている。前記位置検出用の振動子43に対向するよ
うに、シース35の内周に沿って周方向に開口面積の異
なる圧電素子31が設けられている。他は第1の例と同
様に構成されている。
A third example of the tip of the ultrasonic probe is shown in FIG. In the third example, an ultrasonic transducer 44 having a transducer 42 for ultrasonic diagnosis and a transducer 43 for position detection is provided. Piezoelectric elements 31 having different opening areas in the circumferential direction are provided along the inner periphery of the sheath 35 so as to face the position detection vibrator 43. The rest of the configuration is the same as in the first example.

【0026】超音波プローブ先端部の第4の例を図9に
示す。第4の例では、シース35先端部の超音波透過部
45がPVDFで構成されており、超音波振動子1の開
口面36に対向するように、周方向に開口面積の異なる
位置検出用受波部46が設けられている。この位置検出
用受波部46は、周方向に開口面積が異なるように電極
を設けるか、あるいは分極処理を周方向に開口面積が異
なるように行うことによって形成される。この位置検出
用受波部46で送信された超音波の一部を受波すること
によって、超音波振動子1の開口面36の位置に応じた
電圧が出力されるようになっている。
A fourth example of the tip of the ultrasonic probe is shown in FIG. In the fourth example, the ultrasonic transmitting part 45 at the distal end of the sheath 35 is made of PVDF, and a position detection receiver with different opening areas in the circumferential direction is arranged so as to face the opening surface 36 of the ultrasonic transducer 1. A corrugated portion 46 is provided. This position detection wave receiving section 46 is formed by providing electrodes so that the opening areas differ in the circumferential direction, or by performing polarization processing so that the opening areas differ in the circumferential direction. By receiving a portion of the transmitted ultrasonic waves by the position detection wave receiving section 46, a voltage corresponding to the position of the aperture surface 36 of the ultrasonic transducer 1 is output.

【0027】細い管腔内等を観察するために超音波プロ
ーブの細径化を行うと、駆動伝達部2も細径となるため
、超音波振動子1の回転追従性が悪くなる。このため、
超音波振動子1の回転量を検出して超音波の走査線の位
置を検出する場合において、モータに連設されたエンコ
ーダによって超音波振動子1の回転量の検出を行うと実
際の超音波振動子1の回転量とエンコーダの出力とが一
致しなくなり、位置検出にずれが生じてしまう。このず
れにより、超音波診断像を形成するときに画像に歪等の
劣化が生じるという問題点があった。そこで、第2実施
例では、周方向に開口面積が異なる圧電素子31で超音
波振動子1から送信された超音波の一部を受波すること
によって超音波振動子1の回転位置を正確に検出するよ
うにしている。
When the diameter of the ultrasonic probe is reduced in order to observe the inside of a narrow lumen, the drive transmission section 2 also becomes smaller in diameter, and the rotation followability of the ultrasonic transducer 1 deteriorates. For this reason,
When detecting the position of the ultrasonic scanning line by detecting the amount of rotation of the ultrasonic transducer 1, if the amount of rotation of the ultrasonic transducer 1 is detected by an encoder connected to the motor, the actual ultrasonic wave will be detected. The amount of rotation of the vibrator 1 and the output of the encoder no longer match, resulting in a deviation in position detection. Due to this deviation, there is a problem that deterioration such as distortion occurs in the image when forming an ultrasonic diagnostic image. Therefore, in the second embodiment, the rotational position of the ultrasonic transducer 1 is accurately determined by receiving a portion of the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducer 1 using piezoelectric elements 31 having different opening areas in the circumferential direction. I'm trying to detect it.

【0028】モータ9によって駆動伝達部2を回転駆動
し、超音波振動子1を回転させる。制御回路34は振動
子駆動制御信号を送信波形発生器23に出力し、この送
信波形発生器23よりパルス伸長された送信信号を発生
させる。そして、送信アンプ4を介して超音波振動子1
が駆動されて被検体へ超音波が送波される。送波された
超音波は被検体へ進む一方、一部が圧電素子31で受波
される。ここで、圧電素子31は、超音波が受波される
開口面積が周方向で異なるため、超音波振動子1の開口
面36の位置に応じて出力される電圧が異なる。圧電素
子31は超音波振動子1の近傍に位置しているため、圧
電素子31上において超音波の広がりはなく正確な回転
位置に応じた電圧が出力される。この出力電圧を信号線
37を介して増幅器32に入力し、A/Dコンバータ3
3でディジタル信号に変換して超音波振動子1の回転位
置を示す位置信号を得る。この位置信号は、相関フィル
タ(1) 17、及び相関フィルタ(2) 18内の切
り替えスイッチ26に供給され、一走査線毎に受信信号
が切り替えられて交互にラインメモリ(1) 27、ラ
インメモリ(2) 28へ格納される。また、前記位置
信号は、DSC20へ走査線位置信号として入力される
。一方、超音波振動子1の駆動タイミングは制御回路3
4により独立して生成されている。この超音波振動子1
の駆動タイミングと圧電素子31によって検出された超
音波振動子1の回転位置とにより、正確な走査線位置に
おける画像信号が生成される。
The drive transmission section 2 is rotationally driven by the motor 9, and the ultrasonic transducer 1 is rotated. The control circuit 34 outputs the vibrator drive control signal to the transmission waveform generator 23, which causes the transmission waveform generator 23 to generate a pulse-expanded transmission signal. Then, the ultrasonic transducer 1 is transmitted through the transmitting amplifier 4.
is driven to transmit ultrasonic waves to the subject. While the transmitted ultrasound waves travel toward the subject, a portion of them is received by the piezoelectric element 31 . Here, since the opening area of the piezoelectric element 31 through which the ultrasonic waves are received differs in the circumferential direction, the output voltage differs depending on the position of the opening surface 36 of the ultrasonic vibrator 1. Since the piezoelectric element 31 is located near the ultrasonic transducer 1, the ultrasonic waves do not spread on the piezoelectric element 31, and a voltage corresponding to an accurate rotational position is output. This output voltage is input to the amplifier 32 via the signal line 37, and the A/D converter 3
3, the ultrasonic transducer 1 is converted into a digital signal to obtain a position signal indicating the rotational position of the ultrasonic transducer 1. This position signal is supplied to the changeover switch 26 in the correlation filter (1) 17 and the correlation filter (2) 18, and the received signal is switched every scanning line and is alternately sent to the line memory (1) 27, line memory (2) Stored in 28. Further, the position signal is inputted to the DSC 20 as a scanning line position signal. On the other hand, the drive timing of the ultrasonic transducer 1 is controlled by the control circuit 3.
4 independently generated. This ultrasonic transducer 1
An image signal at an accurate scanning line position is generated based on the driving timing of the ultrasonic transducer 1 and the rotational position of the ultrasonic transducer 1 detected by the piezoelectric element 31.

【0029】このように、圧電素子で被検体に送信され
る超音波の一部を受波することにより、正確な超音波振
動子の回転位置を検出することができる。これにより、
超音波プローブを細径化した場合など超音波振動子の回
転位置が駆動量と一致しないときにおいても、正確な走
査線の位置情報をもとに画像の劣化の無い良好な超音波
診断像を得ることができる。
[0029] In this manner, by receiving a portion of the ultrasonic waves transmitted to the subject with the piezoelectric element, it is possible to accurately detect the rotational position of the ultrasonic transducer. This results in
Even when the rotational position of the ultrasound transducer does not match the drive amount, such as when the diameter of the ultrasound probe is reduced, it is possible to obtain good ultrasound diagnostic images without image deterioration based on accurate scanning line position information. Obtainable.

【0030】その他の作用及び効果は第1実施例と同様
である。
Other functions and effects are similar to those of the first embodiment.

【0031】なお、超音波振動子の受信信号を直交信号
に変換する直交検波は、本実施例のようにアナログ信号
のまま行うだけでなく、ディジタル信号に変換して演算
することによりディジタル的に行うこともできる。これ
により、局部発振器を簡略化することができる。
Note that quadrature detection, which converts the received signal of the ultrasonic transducer into a quadrature signal, is not only carried out as an analog signal as in this embodiment, but also digitally by converting it into a digital signal and performing calculations. You can also do this. This allows the local oscillator to be simplified.

【0032】また、DSCは、フレームメモリにディジ
タル信号で書き込みを行って画像信号に変換しても良い
し、アナログ信号に変換した後に画像信号への変換を行
っても良い。ディジタル信号のままフレームメモリに書
き込みを行う場合は、画質の劣化が無く良好な診断像を
得ることができる。アナログ信号に変換してから処理す
る場合は、パルス圧縮等の処理方法によらずにDSCの
互換性を保つことができる。
Further, the DSC may write a digital signal into the frame memory and convert it into an image signal, or may convert it into an analog signal and then convert it into an image signal. If the digital signals are written into the frame memory as they are, good diagnostic images can be obtained without deterioration in image quality. When processing is performed after converting to an analog signal, DSC compatibility can be maintained without using a processing method such as pulse compression.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
走査線毎に前の受信信号データとの自己相関をとること
によってパルス圧縮を行うようにしたため、距離分解能
を低下させることなく、簡単な構成でリアルタイムに診
断像の観察を行うことが可能となる効果がある。
As explained above, according to the present invention, since pulse compression is performed by taking the autocorrelation with the previous received signal data for each scanning line, the distance resolution is not reduced. This has the effect of making it possible to observe diagnostic images in real time with a simple configuration.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】超音波プローブの構成を示す説明図[Figure 2] Explanatory diagram showing the configuration of an ultrasound probe

【図3】図
2の先端部の詳細を示す断面説明図
[Fig. 3] Cross-sectional explanatory diagram showing details of the tip part in Fig. 2

【図4】本発明の第
2実施例に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】超音波プローブ先端部の第1の例を示す説明図
[Fig. 5] Explanatory diagram showing a first example of the tip of the ultrasound probe

【図6】圧電素子の断面説明図[Figure 6] Cross-sectional diagram of piezoelectric element

【図7】超音波プローブ先端部の第2の例を示す説明図
[Fig. 7] Explanatory diagram showing a second example of the tip of the ultrasonic probe

【図8】超音波プローブ先端部の第3の例を示す説明図
[Fig. 8] Explanatory diagram showing a third example of the tip of the ultrasound probe

【図9】超音波プローブ先端部の第4の例を示す説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a fourth example of the tip of the ultrasonic probe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超音波振動子 5,6…乗算器 15…局部発振器 16…90゜移相器 17,18…相関フィルタ 19…加算器 20…DSC 21…モニタ 22…タイミング制御回路 23…送信波形発生器 26…切り替えスイッチ 27,28…ラインメモリ 29…積和演算器 1...Ultrasonic vibrator 5, 6...multiplier 15...Local oscillator 16...90° phase shifter 17, 18... Correlation filter 19... Adder 20...DSC 21...Monitor 22...Timing control circuit 23...Transmission waveform generator 26...Switch switch 27, 28...line memory 29...product-sum calculator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  超音波を送受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子をパルス伸長した信号で駆動する探触
子駆動手段と、前記超音波探触子の受信信号を走査線毎
に記憶する少なくとも2つの記憶手段を有し、これらの
記憶手段に記憶された現在の受信信号と以前の受信信号
との相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算手段
の出力を超音波診断像として表示する画像表示手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
[Claim 1] An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves;
A probe driving means for driving the ultrasonic probe with a pulse-stretched signal, and at least two storage means for storing the received signal of the ultrasonic probe for each scanning line, and these storage means The apparatus is characterized by comprising a correlation calculation means for performing a correlation calculation between the current reception signal and the previous reception signal stored in the apparatus, and an image display means for displaying the output of the correlation calculation means as an ultrasound diagnostic image. Ultrasound diagnostic equipment.
JP3114770A 1991-05-20 1991-05-20 Ultrasonic diagnostic device Withdrawn JPH04341251A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06230107A (en) * 1992-12-28 1994-08-19 Samsung Electron Co Ltd Main processor for video signal of radar system
JP2009279034A (en) * 2008-05-19 2009-12-03 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Ultrasonic diagnostic device

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