JPH05137717A - 超音波診断装置のビームフオーマ - Google Patents
超音波診断装置のビームフオーマInfo
- Publication number
- JPH05137717A JPH05137717A JP30440591A JP30440591A JPH05137717A JP H05137717 A JPH05137717 A JP H05137717A JP 30440591 A JP30440591 A JP 30440591A JP 30440591 A JP30440591 A JP 30440591A JP H05137717 A JPH05137717 A JP H05137717A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低ビットのA/Dコンバータを使用して良好
な血流信号が得られる超音波診断装置のビームフォーマ
の提供を目的とする。 【構成】 A/D変換器114aとメモリ116a、D
/A変換器118aを用いて送信パルス間隔の整数倍の
遅延時間を持つ遅延回路を構成し、サンプルホールド回
路113aの出力からD/A変換器118aの出力をア
ナログ減算器120aにおいて減算する構成を有する。
な血流信号が得られる超音波診断装置のビームフォーマ
の提供を目的とする。 【構成】 A/D変換器114aとメモリ116a、D
/A変換器118aを用いて送信パルス間隔の整数倍の
遅延時間を持つ遅延回路を構成し、サンプルホールド回
路113aの出力からD/A変換器118aの出力をア
ナログ減算器120aにおいて減算する構成を有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医用分野において体内
情報を検出するのに用いる超音波診断装置のビームフォ
ーマに関する。
情報を検出するのに用いる超音波診断装置のビームフォ
ーマに関する。
【0002】
【従来の技術】超音波診断装置において、複数のエレメ
ントから得たエコー信号をそれぞれのエレメントからの
距離を勘案した遅延をかけた後、加えてS/N比を向上
させるビームフォーマは多くの超音波診断装置に用いら
れており、その手法は公知のものとなっている。
ントから得たエコー信号をそれぞれのエレメントからの
距離を勘案した遅延をかけた後、加えてS/N比を向上
させるビームフォーマは多くの超音波診断装置に用いら
れており、その手法は公知のものとなっている。
【0003】ビームフォーマにおける遅延手段として
は、LCによるアナログ遅延線がよく用いられている。
しかし、アナログ遅延線は、周波数特性に限度があり、
特に高い周波数において、大きな遅延時間を必要とする
場合に問題である。また、個々の遅延線やタップ間にお
ける遅延時間のばらつきがあること、ダイナミックフォ
ーカシングを行なう場合スイッチによる切り替えが必要
であり切り替え時にノイズが発生するというような問題
があった。
は、LCによるアナログ遅延線がよく用いられている。
しかし、アナログ遅延線は、周波数特性に限度があり、
特に高い周波数において、大きな遅延時間を必要とする
場合に問題である。また、個々の遅延線やタップ間にお
ける遅延時間のばらつきがあること、ダイナミックフォ
ーカシングを行なう場合スイッチによる切り替えが必要
であり切り替え時にノイズが発生するというような問題
があった。
【0004】そこで、考えられたのが、A/D変換器お
よびメモリによるディジタル遅延線である。図2にディ
ジタル遅延線によるビームフォーマの一従来例を示す。
図2において、101a,101b,101c,…10
1nはエレメント、102a,102b,102c,…
102nは可変利得増幅器、103a,103b,10
3c,…103nはA/D変換器、104a,104
b,104c,…104nは書き込みと読み出しが同時
に非同期に実行できるメモリ(以下、メモリという)、
105a,105b,105c,…105nはD/A変
換器、106はタイミング制御回路、107はアナログ
加算器、108はローパスフィルタである。以下、この
装置の動作について説明する。
よびメモリによるディジタル遅延線である。図2にディ
ジタル遅延線によるビームフォーマの一従来例を示す。
図2において、101a,101b,101c,…10
1nはエレメント、102a,102b,102c,…
102nは可変利得増幅器、103a,103b,10
3c,…103nはA/D変換器、104a,104
b,104c,…104nは書き込みと読み出しが同時
に非同期に実行できるメモリ(以下、メモリという)、
105a,105b,105c,…105nはD/A変
換器、106はタイミング制御回路、107はアナログ
加算器、108はローパスフィルタである。以下、この
装置の動作について説明する。
【0005】図示されないパルス発生回路によって作ら
れた電気的パルスがエレメント101a,101b,1
01c,…101nに印加され超音波に変換されて、体
内に放射されるが、放射された信号は音響インピーダン
スの異なる部分で反射し、エレメント101a,101
b,101c,…101nに戻り、電気信号に変換され
る。エレメント101a,101b,101c,…10
1nで受信されたエコー信号は、可変利得増幅器102
a,102b,102c,…102nで適度な大きさに
増幅された後、A/D変換器103a,103b,10
3c,…103nでディジタル信号に変換される。ディ
ジタル化されたエコー信号はメモリ104a,104
b,104c,…104nに書き込まれるが、メモリ1
04a,104b,104c,…104nは読み出し/
書き込みが同時に、かつ非同期のタイミングで実行でき
るので、データを書き込みつつ、既に書き込んだデータ
を読み出し、D/A変換器105a,105b,105
c,…105nに入力しアナログ信号を出力することが
できる。したがって、A/D変換器およびD/A変換器
の変換タイミングおよびメモリの書き込み/読み出しタ
イミングをタイミング制御回路106によって制御する
と遅延時間を自在にコントロールするこができる。この
ようにしてエレメント101a,101b,101c,
…101nで得られたエコーを遅延し、アナログ加算器
107で加え合わせる。アナログ加算器107の出力
は、いったんディジタル信号に直していることによって
発生する高調波成分をカットするため、ローパスフィル
タ108を通過させる。
れた電気的パルスがエレメント101a,101b,1
01c,…101nに印加され超音波に変換されて、体
内に放射されるが、放射された信号は音響インピーダン
スの異なる部分で反射し、エレメント101a,101
b,101c,…101nに戻り、電気信号に変換され
る。エレメント101a,101b,101c,…10
1nで受信されたエコー信号は、可変利得増幅器102
a,102b,102c,…102nで適度な大きさに
増幅された後、A/D変換器103a,103b,10
3c,…103nでディジタル信号に変換される。ディ
ジタル化されたエコー信号はメモリ104a,104
b,104c,…104nに書き込まれるが、メモリ1
04a,104b,104c,…104nは読み出し/
書き込みが同時に、かつ非同期のタイミングで実行でき
るので、データを書き込みつつ、既に書き込んだデータ
を読み出し、D/A変換器105a,105b,105
c,…105nに入力しアナログ信号を出力することが
できる。したがって、A/D変換器およびD/A変換器
の変換タイミングおよびメモリの書き込み/読み出しタ
イミングをタイミング制御回路106によって制御する
と遅延時間を自在にコントロールするこができる。この
ようにしてエレメント101a,101b,101c,
…101nで得られたエコーを遅延し、アナログ加算器
107で加え合わせる。アナログ加算器107の出力
は、いったんディジタル信号に直していることによって
発生する高調波成分をカットするため、ローパスフィル
タ108を通過させる。
【0006】図3はディジタル遅延線によるビームフォ
ーマの今一つの従来例である。図3において、101
a,101b,101c,…101nはエレメント、1
02a,102b,102c,…102nは可変利得増
幅器、103a,103b,103c,…103nはA
/D変換器、104a,104b,104c,…104
nは読み出し書き込みが同時に非同期に実行できるメモ
リ、115a,115b,115c,…115pはディ
ジタル加算器、106はタイミング制御回路である。デ
ィジタル加算器115a,115b,…115pは、い
わゆる「トーナメント」の形に配置されている。この例
は前述の例と比較して、D/A変換器を用いず、ディジ
タル信号のままディジタル加算器を用いて加算する方式
である。
ーマの今一つの従来例である。図3において、101
a,101b,101c,…101nはエレメント、1
02a,102b,102c,…102nは可変利得増
幅器、103a,103b,103c,…103nはA
/D変換器、104a,104b,104c,…104
nは読み出し書き込みが同時に非同期に実行できるメモ
リ、115a,115b,115c,…115pはディ
ジタル加算器、106はタイミング制御回路である。デ
ィジタル加算器115a,115b,…115pは、い
わゆる「トーナメント」の形に配置されている。この例
は前述の例と比較して、D/A変換器を用いず、ディジ
タル信号のままディジタル加算器を用いて加算する方式
である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】体内からのエコーには
様々な組織からエコーが含まれており、横隔膜などから
の強いエコーがある反面、血流からの微弱なエコーがあ
る。したがって、例えばドプラ血流計などにおいては、
このような強いエコーを飽和させることなく血流の微弱
なエコーを受信できるダイナミックレンジの確保が必要
であるが、ディジタルビームフォーマにおいては、ダイ
ナミックレンジを確保するためにはビット数の多いA/
D変換器を必要とする。しかし、ビット数の多いA/D
変換器は高価であるという問題点がある。
様々な組織からエコーが含まれており、横隔膜などから
の強いエコーがある反面、血流からの微弱なエコーがあ
る。したがって、例えばドプラ血流計などにおいては、
このような強いエコーを飽和させることなく血流の微弱
なエコーを受信できるダイナミックレンジの確保が必要
であるが、ディジタルビームフォーマにおいては、ダイ
ナミックレンジを確保するためにはビット数の多いA/
D変換器を必要とする。しかし、ビット数の多いA/D
変換器は高価であるという問題点がある。
【0008】本発明はこの問題点を解決するもので、低
ビット数のA/D変換器を使用した低コストの超音波診
断装置のビームフォーマの提供を目的とする。
ビット数のA/D変換器を使用した低コストの超音波診
断装置のビームフォーマの提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、遅延回路ブロック内のサンプルホールド回
路とA/D変換器との間に、アナログ減算器を設け、サ
ンプルホールド回路の出力を第2のA/D変換器、第2
のメモリ、第2のD/A変換器を含んで構成された送信
パルス間隔の整数倍の遅延時間を持つ遅延回路を経て得
たエコー信号とサンプルホールド回路出力の差をとる構
成を有する。
するために、遅延回路ブロック内のサンプルホールド回
路とA/D変換器との間に、アナログ減算器を設け、サ
ンプルホールド回路の出力を第2のA/D変換器、第2
のメモリ、第2のD/A変換器を含んで構成された送信
パルス間隔の整数倍の遅延時間を持つ遅延回路を経て得
たエコー信号とサンプルホールド回路出力の差をとる構
成を有する。
【0010】
【作用】本発明は上記した構成によって、低ビット数の
A/D変換器の使用で広いダイナミックレンジが確保で
きる。
A/D変換器の使用で広いダイナミックレンジが確保で
きる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例における超音波診断
装置のビームフォーマのブロック図である。図1におい
て、111a,111b,111c,…111nは探触
子のエレメント、112a,112b,112c,…1
12nは可変利得増幅器、130a,130b,130
c,…130nは遅延回路ブロック、131はアナログ
加算器、132はローパスフィルタである。遅延回路ブ
ロック130a,130b,130c,…130nの内
容はすべて同一であり、遅延回路ブロック130aにつ
いて、113aはサンプルホールド回路、114a,1
15aはA/D変換器、116a,117aはメモリ、
118a,119aはD/A変換器である。
装置のビームフォーマのブロック図である。図1におい
て、111a,111b,111c,…111nは探触
子のエレメント、112a,112b,112c,…1
12nは可変利得増幅器、130a,130b,130
c,…130nは遅延回路ブロック、131はアナログ
加算器、132はローパスフィルタである。遅延回路ブ
ロック130a,130b,130c,…130nの内
容はすべて同一であり、遅延回路ブロック130aにつ
いて、113aはサンプルホールド回路、114a,1
15aはA/D変換器、116a,117aはメモリ、
118a,119aはD/A変換器である。
【0012】まず、1度目の送信パルスのエコーに対し
ては、A/D変換器115aおよびメモリ117a、D
/A変換器118a,119aは動作しない。したがっ
て、エレメント111によって得たエコー信号は、可変
利得増幅器112によって適度に増幅された後、サンプ
ルホールド回路113で標本化され、A/D変換器11
4でディジタル信号に変換された後、メモリ6に記憶さ
れるだけである。
ては、A/D変換器115aおよびメモリ117a、D
/A変換器118a,119aは動作しない。したがっ
て、エレメント111によって得たエコー信号は、可変
利得増幅器112によって適度に増幅された後、サンプ
ルホールド回路113で標本化され、A/D変換器11
4でディジタル信号に変換された後、メモリ6に記憶さ
れるだけである。
【0013】2度目以降の送信パルスのエコーに対して
は、すべての回路が動作する。2度目の送信パルスのエ
コーに対しては、エレメント111aからの信号に対
し、可変利得増幅器112a、サンプルホールド回路1
13a、A/D変換器114a、メモリ116aは1度
目の送信パルスのエコーのときと同じ動作をするが、メ
モリ116aはこれに加え、1度目の送信パルスのエコ
ーのデータを読み出す。読み出しは、2度目のエコーの
深さと同じになるように行なわれる。メモリ116aか
ら読み出されたデータはD/A変換器118aに入力さ
れ、アナログ信号に変換される。アナログ出力は、アナ
ログ減算器120aに入力されるが、アナログ減算器1
20aの他方の入力にはサンプルホールド回路113a
の出力が加えられており、つまり1回目の送信パルスの
エコーと、2回目の送信パルスのエコーが同じ深さのデ
ータごとに減算される。これよにって、動きのほとんど
ない血管壁のエコーは1回目と2回目で変化が少ないた
め、減少の度合いが大きいが、血流のエコーは変化が多
いため減少の度合いが少ない。したがって、アナログ減
算器120aの出力には振幅の大きい血管壁のエコーを
減衰させ、振幅の小さい血流のエコーを抽出することが
できる。アナログ減算器120aの出力は、A/D変換
器115aでディジタル信号に変換されメモリ117a
で一時記憶されたのち、D/A変換器119aでアナロ
グ信号に変換され、アナログ加算器131aで他のエレ
メントからの信号と加算され、高調波成分をローパスフ
ィルタ132aでカットされる。
は、すべての回路が動作する。2度目の送信パルスのエ
コーに対しては、エレメント111aからの信号に対
し、可変利得増幅器112a、サンプルホールド回路1
13a、A/D変換器114a、メモリ116aは1度
目の送信パルスのエコーのときと同じ動作をするが、メ
モリ116aはこれに加え、1度目の送信パルスのエコ
ーのデータを読み出す。読み出しは、2度目のエコーの
深さと同じになるように行なわれる。メモリ116aか
ら読み出されたデータはD/A変換器118aに入力さ
れ、アナログ信号に変換される。アナログ出力は、アナ
ログ減算器120aに入力されるが、アナログ減算器1
20aの他方の入力にはサンプルホールド回路113a
の出力が加えられており、つまり1回目の送信パルスの
エコーと、2回目の送信パルスのエコーが同じ深さのデ
ータごとに減算される。これよにって、動きのほとんど
ない血管壁のエコーは1回目と2回目で変化が少ないた
め、減少の度合いが大きいが、血流のエコーは変化が多
いため減少の度合いが少ない。したがって、アナログ減
算器120aの出力には振幅の大きい血管壁のエコーを
減衰させ、振幅の小さい血流のエコーを抽出することが
できる。アナログ減算器120aの出力は、A/D変換
器115aでディジタル信号に変換されメモリ117a
で一時記憶されたのち、D/A変換器119aでアナロ
グ信号に変換され、アナログ加算器131aで他のエレ
メントからの信号と加算され、高調波成分をローパスフ
ィルタ132aでカットされる。
【0014】このように本発明の実施例の超音波診断装
置のビームフォーマによると、A/D変換器114で符
号化して、D/A変換器118でアナログ量に変換し、
アナログ減算器120にて入力量との差をとり、その差
についてA/D変換器115で量子化しているので、低
ビットA/D変換器で高ビットA/D変換器に相当する
ダイナミックレンジが得られる なお、本実施例においては、超音波パルスドプラ血流計
における血流エコーの抽出について述べたが、同様な原
理に基づく超音波血流映像装置においても、また本発明
が効果的であることは言うまでもない。また、本実施例
において、遅延した信号の加算をアナログで行なう方式
について述べたが、ディジタルで加算する方式について
も実現が可能なことは明白である。
置のビームフォーマによると、A/D変換器114で符
号化して、D/A変換器118でアナログ量に変換し、
アナログ減算器120にて入力量との差をとり、その差
についてA/D変換器115で量子化しているので、低
ビットA/D変換器で高ビットA/D変換器に相当する
ダイナミックレンジが得られる なお、本実施例においては、超音波パルスドプラ血流計
における血流エコーの抽出について述べたが、同様な原
理に基づく超音波血流映像装置においても、また本発明
が効果的であることは言うまでもない。また、本実施例
において、遅延した信号の加算をアナログで行なう方式
について述べたが、ディジタルで加算する方式について
も実現が可能なことは明白である。
【0015】
【発明の効果】以上説明した実施例から明らかなように
本発明によれば、低ビット数のA/D変換器を複数用い
ることによって、血管壁の強いエコーの影響なしに血流
信号を得ることが可能となり、低コストの超音波診断装
置のビームフォーマを提供できる。
本発明によれば、低ビット数のA/D変換器を複数用い
ることによって、血管壁の強いエコーの影響なしに血流
信号を得ることが可能となり、低コストの超音波診断装
置のビームフォーマを提供できる。
【図1】本発明の一実施例における超音波診断装置のビ
ームフォーマのブロック図
ームフォーマのブロック図
【図2】従来の超音波診断装置のビームフォーマのブロ
ック図
ック図
【図3】従来の超音波診断装置のビームフォーマの今一
つの例の構成を示すブロック図
つの例の構成を示すブロック図
114a A/D変換器 116a メモリ 118a D/A変換器 120 アナログ減算器
Claims (2)
- 【請求項1】 超音波プローブの複数のエレメントで得
た体内からのエコー信号を標本化するサンプルホールド
回路と、前記サンプルホールド回路の出力をアナログー
ディジタル変換する第1のA/D変換器と、前記第1の
A/D変換器の出力を記憶しつつ同時に非同期に読み出
すことが可能な第1のメモリと、前記第1のメモリから
読み出した信号をディジタルーアナログ変換する第1の
D/A変換器と、前記第1のD/A変換器のアナログ出
力を加算するアナログ加算器と、前記加算器の出力を周
波数制限するローパスフィルタを含む超音波診断装置の
ビームフォーマにおいて、前記サンプルホールド回路と
前記第1のA/D変換器の間に、アナログ減算器を設
け、前記サンプルホールド回路の出力を第2のA/D変
換器、第2のメモリ、第2のD/A変換器を含んで構成
された送信パルス間隔の整数倍の遅延時間を持つ遅延回
路を経て得たエコー信号と前記サンプルホールド回路出
力の差を取るように構成した超音波診断装置のビームフ
ォーマ。 - 【請求項2】 超音波プローブの複数のエレメントで得
た体内からのエコー信号を標本化するサンプルホールド
回路と、前記サンプルホールド回路の出力をアナログー
ディジタル変換する第1のA/D変換器と、前記第1の
A/D変換器の出力を記憶しつつ同時に非同期に読み出
すことが可能な第1のメモリと、前記第1のメモリから
読み出した出力信号を加算するディジタル加算器を含む
超音波診断装置のビームフォーマにおいて、前記サンプ
ルホールド回路と前記第1のA/D変換器の間に、アナ
ログ減算器の設け、前記サンプルホールド回路の出力を
第2のA/D変換器、第2のメモリ、第2のD/A変換
器を含んで構成された送信パルス間隔の整数倍の遅延時
間を持つ遅延回路を経て得たエコー信号と前記サンプル
ホールド回路出力の差を取るように構成した超音波診断
装置のビームフォーマ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30440591A JPH05137717A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 超音波診断装置のビームフオーマ |
EP92310424A EP0543595B1 (en) | 1991-11-20 | 1992-11-16 | Beam former for ultrasonic diagnostic apparatus |
US07/977,185 US5263483A (en) | 1991-11-20 | 1992-11-16 | Beam former for ultrasonic diagnostic apparatus |
DE69221825T DE69221825T2 (de) | 1991-11-20 | 1992-11-16 | Strahlbündler für ein Ultraschalldiagnosegerät |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30440591A JPH05137717A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 超音波診断装置のビームフオーマ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05137717A true JPH05137717A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17932618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30440591A Pending JPH05137717A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 超音波診断装置のビームフオーマ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05137717A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013063159A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置および超音波画像生成方法 |
JP2015002557A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | フロー撮像 |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP30440591A patent/JPH05137717A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013063159A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置および超音波画像生成方法 |
JP2015002557A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | フロー撮像 |
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