JPH0563171B2 - - Google Patents
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- JPH0563171B2 JPH0563171B2 JP59114645A JP11464584A JPH0563171B2 JP H0563171 B2 JPH0563171 B2 JP H0563171B2 JP 59114645 A JP59114645 A JP 59114645A JP 11464584 A JP11464584 A JP 11464584A JP H0563171 B2 JPH0563171 B2 JP H0563171B2
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- ultrasonic
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- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 15
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Filters And Equalizers (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の属する技術分野］
本発明は、反射する被検体の深さによる超音波
周波数の変移を補正するバンドパスフイルタを備
えた超音波診断装置に関する。
周波数の変移を補正するバンドパスフイルタを備
えた超音波診断装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
第１図により従来のバンドパスフイルタを含む
超音波診断装置の動作を説明する。
超音波診断装置の動作を説明する。
コントロール回路１０からの超音波発生指令信
号は送信遅延部３に送られる。この送信遅延部３
は前記コントロール回路１０からの指令信号によ
り送信超音波を集束するための所定の遅延時間を
持つた各超音波送信用パルスをパルサー２へ供給
する。この超音波送信用パルスに従いパルサー２
は高圧パルスを超音波プローブ１内の振動子群
（図示せず）へ印加する。この高圧パルスを印加
された振動子から超音波は送波され、集束して被
検体の体内へ入る。そして、被検体内の各組織で
反射し、超音波エコーとして再び超音波プローブ
１で受波される。受波された超音波エコーは、こ
の超音波プローブ１で送信のときと同じ振動子群
によつて電気信号に変換され、高圧パルス除去用
のリミツタ（図示せず）を通り、プリアンプ４で
増幅される。この増幅された電気信号は送波のと
きと逆の遅延時間を与える受波遅延部５に入力さ
れ一つの信号に合成される。
号は送信遅延部３に送られる。この送信遅延部３
は前記コントロール回路１０からの指令信号によ
り送信超音波を集束するための所定の遅延時間を
持つた各超音波送信用パルスをパルサー２へ供給
する。この超音波送信用パルスに従いパルサー２
は高圧パルスを超音波プローブ１内の振動子群
（図示せず）へ印加する。この高圧パルスを印加
された振動子から超音波は送波され、集束して被
検体の体内へ入る。そして、被検体内の各組織で
反射し、超音波エコーとして再び超音波プローブ
１で受波される。受波された超音波エコーは、こ
の超音波プローブ１で送信のときと同じ振動子群
によつて電気信号に変換され、高圧パルス除去用
のリミツタ（図示せず）を通り、プリアンプ４で
増幅される。この増幅された電気信号は送波のと
きと逆の遅延時間を与える受波遅延部５に入力さ
れ一つの信号に合成される。
この合成された電気信号は、フイルタ６に入力
され、この電気信号の、前記超音波エコーの反射
する被検体体内の深さに起因する周波数変移が補
正される。このフイルタ６により補正され、周波
数帯域の最適化が行なわれた電気信号はレシーバ
ー７により増幅・検波され超音波映像情報を含む
電気信号の包絡線成分が取り出され、処理回路８
により例えば走査変換などのデイジタル処理が行
なわれ、表示部（ブラウン管）デイスプレイ９へ
超音波映像が表示される。
され、この電気信号の、前記超音波エコーの反射
する被検体体内の深さに起因する周波数変移が補
正される。このフイルタ６により補正され、周波
数帯域の最適化が行なわれた電気信号はレシーバ
ー７により増幅・検波され超音波映像情報を含む
電気信号の包絡線成分が取り出され、処理回路８
により例えば走査変換などのデイジタル処理が行
なわれ、表示部（ブラウン管）デイスプレイ９へ
超音波映像が表示される。
次に、フイルタ６の動作を説明する。
送波される超音波の周波数スペクトラムを第２
図ａに示す。被検体体内においては、例えば肝臓
において0.45dB／ＭHz・cmにて超音波の減衰が
生じるため、受信された超音波エコーは深くなる
ほど、また周波数が高くなるほどレベルが小さく
なる。これを周波数スペクトラムで示すと第２図
ｂのようになる。深い部位から得られる超音波エ
コーほどスペクトラムのピーク周波数が低周波に
移動し、帯域が狭くなりかつレベルが低下する。
従つてこの超音波エコーの電気信号を浅い部位に
おける周波数帯域のまま映像化すると深い部位の
SN比が得られず、著しく低品位の映像しか得ら
れない。
図ａに示す。被検体体内においては、例えば肝臓
において0.45dB／ＭHz・cmにて超音波の減衰が
生じるため、受信された超音波エコーは深くなる
ほど、また周波数が高くなるほどレベルが小さく
なる。これを周波数スペクトラムで示すと第２図
ｂのようになる。深い部位から得られる超音波エ
コーほどスペクトラムのピーク周波数が低周波に
移動し、帯域が狭くなりかつレベルが低下する。
従つてこの超音波エコーの電気信号を浅い部位に
おける周波数帯域のまま映像化すると深い部位の
SN比が得られず、著しく低品位の映像しか得ら
れない。
フイルタ６は、これを改善するためのものであ
り、深い部位から反射してくる超音波エコーの電
気信号ほど中心周波数の低い、帯域の狭いバンド
パスフイルタをかけることにより、各深さにおけ
る補正を行ない周波数帯域の最適化が行なわれ
る。
り、深い部位から反射してくる超音波エコーの電
気信号ほど中心周波数の低い、帯域の狭いバンド
パスフイルタをかけることにより、各深さにおけ
る補正を行ない周波数帯域の最適化が行なわれ
る。
すなわち被検体体内の浅い部位から得られる超
音波エコーの電気信号に対しては広帯域とするこ
とにより、高い距離分解能を維持し、深い部位か
ら得られる超音波エコーの電気信号に対しては変
移した信号帯域のみの狭い帯域に制限することに
よりSNを改善して微弱な超音波エコーの電気信
号をもとらえようとするものである。
音波エコーの電気信号に対しては広帯域とするこ
とにより、高い距離分解能を維持し、深い部位か
ら得られる超音波エコーの電気信号に対しては変
移した信号帯域のみの狭い帯域に制限することに
よりSNを改善して微弱な超音波エコーの電気信
号をもとらえようとするものである。
このバンドパスフイルタの構造としては、第３
図ａに示す多段LCフイルタや同図ｂに示す多段
CRフイルタが考えられるが、LCフイルタによる
ものはピーク周波数を広範囲、例えば2MHzから
15MHzにわたつて変化させる場合、マツチングイ
ンピーダンスが大幅に異なり、大きなリツプルが
発生するなど特性が著しく乱れるため使用は困難
であり、CRフイルタが一般に使用される。この
CRフイルタは、その特性上厳密なマツチングは
不要であるが、そのまま多段構成にしてもＱ値は
0.5以上にはならず、深い部位から得られる狭帯
域のエコーに対しては十分なフイルタ効果が期待
できない。従つて第４図に示すように、段間にバ
ツフアアンプなどを入れた上で多段構成にして使
用される。
図ａに示す多段LCフイルタや同図ｂに示す多段
CRフイルタが考えられるが、LCフイルタによる
ものはピーク周波数を広範囲、例えば2MHzから
15MHzにわたつて変化させる場合、マツチングイ
ンピーダンスが大幅に異なり、大きなリツプルが
発生するなど特性が著しく乱れるため使用は困難
であり、CRフイルタが一般に使用される。この
CRフイルタは、その特性上厳密なマツチングは
不要であるが、そのまま多段構成にしてもＱ値は
0.5以上にはならず、深い部位から得られる狭帯
域のエコーに対しては十分なフイルタ効果が期待
できない。従つて第４図に示すように、段間にバ
ツフアアンプなどを入れた上で多段構成にして使
用される。
ここでCRフイルタｆは、ハイパスフイルタで
あり、このバンドパスフイルタを透過する電気信
号の周波数の下限を設定する。CRフイルタｇは
ローパスフイルタであり、このバンドパスフイル
タを透過する電気信号の周波数の上限を設定す
る。
あり、このバンドパスフイルタを透過する電気信
号の周波数の下限を設定する。CRフイルタｇは
ローパスフイルタであり、このバンドパスフイル
タを透過する電気信号の周波数の上限を設定す
る。
この２つのフイルタの間にあるｄはエミツタ接
地とエミツタホロアで構成されたバツフアアンプ
であり入力側のインピーダンスを大きくし、出力
側のインピーダンスを小さくすることによりフイ
ルタ効果を高め、かつゲインロスを補正する。ｅ
はエミツタホロアで構成されたバツフアであり、
バツフアアンプｄと同様、入力側のインピーダン
スを大きくすることによりフイルタ効果を高め
る。
地とエミツタホロアで構成されたバツフアアンプ
であり入力側のインピーダンスを大きくし、出力
側のインピーダンスを小さくすることによりフイ
ルタ効果を高め、かつゲインロスを補正する。ｅ
はエミツタホロアで構成されたバツフアであり、
バツフアアンプｄと同様、入力側のインピーダン
スを大きくすることによりフイルタ効果を高め
る。
この第４図の回路の伝達関数Ｈ（ω）は式３−
１で示される。
１で示される。
Ｈ（ω）＝Kv・［R1／（R1＋１／jωC1）］・
［（１／jωC2）／（R2＋１／jωC2）〕…３−１ 但し ω＝2πf，ｊ・ｊ＝−１ Kv：アンプのゲイン である。
［（１／jωC2）／（R2＋１／jωC2）〕…３−１ 但し ω＝2πf，ｊ・ｊ＝−１ Kv：アンプのゲイン である。
第４図の回路は式３−１で示されるように第２
項のハイパスフイルタ部と第３項のローパスフイ
ルタ部の重なりによるゲインロスを、第１項の
Kvにより補正できるのでCRフイルタの段数を増
やしてもゲインを低下させることはない。しか
し、この段数を増やした場合、回路規模が大きく
なり、実用上問題がある。
項のハイパスフイルタ部と第３項のローパスフイ
ルタ部の重なりによるゲインロスを、第１項の
Kvにより補正できるのでCRフイルタの段数を増
やしてもゲインを低下させることはない。しか
し、この段数を増やした場合、回路規模が大きく
なり、実用上問題がある。
［発明の目的］
本発明は、バンドパスフイルタを容易かつ小規
模に構成した超音波診断装置を提供することを目
的とする。
模に構成した超音波診断装置を提供することを目
的とする。
［発明の概要］
本発明は、上記目的を達成するための超音波を
被検体に送波し、被検体内からの超音波エコーを
受波し、この超音波エコーを電気信号に変換する
超音波プローブと、経時的に、この電気信号を透
過する特性を変え、反射する被検体内の深さによ
る超音波エコーの周波数変移を補正するフイルタ
手段と、このフイルタ手段により補正された前記
電気信号を処理し、画像として表示する表示器と
を有する超音波診断装置において、前記フイルタ
手段はハイパスフイルタとローパスフイルタとそ
の間に設けられたベース接地増幅器もしくはゲー
ト接地増幅器を含むことを特徴とする超音波診断
装置である。
被検体に送波し、被検体内からの超音波エコーを
受波し、この超音波エコーを電気信号に変換する
超音波プローブと、経時的に、この電気信号を透
過する特性を変え、反射する被検体内の深さによ
る超音波エコーの周波数変移を補正するフイルタ
手段と、このフイルタ手段により補正された前記
電気信号を処理し、画像として表示する表示器と
を有する超音波診断装置において、前記フイルタ
手段はハイパスフイルタとローパスフイルタとそ
の間に設けられたベース接地増幅器もしくはゲー
ト接地増幅器を含むことを特徴とする超音波診断
装置である。
［発明の実施例］
本発明の超音波診断装置に使用されるバンドパ
スフイルタの回路の一実施例を第５図に示す。ハ
イパスフイルタｆとローパスフイルタｇの間にベ
ース接地増幅器ｈを設けることにより、従来第４
図はバツフアアンプｄが簡単かつ小規模となる。
スフイルタの回路の一実施例を第５図に示す。ハ
イパスフイルタｆとローパスフイルタｇの間にベ
ース接地増幅器ｈを設けることにより、従来第４
図はバツフアアンプｄが簡単かつ小規模となる。
この実施例の回路の伝達関数は式３−２で示さ
れる。
れる。
Ｈ（ω）＝R2／R1・［R1／（R1＋１／jωC1）］・
（１／jωC2）／（R2＋１／jωC2） …３−２ （ただし、ω＝2π ｊ・ｊ＝−１） これは、従来例の伝達関数の式３−１と比較し
てわかるように、カツトオフ周波数c1＝１／
2πC1R1のハイパスフイルタとカツトオフ周波数
c2＝１／2πC2R2のローパスフイルタの間にゲイ
ンKv＝R2／R1の高入力インピーダンス、低出力
インピーダンスの増幅器を入れたものと等価であ
り、機能としても従来例（第４図と同等のもので
ある。
（１／jωC2）／（R2＋１／jωC2） …３−２ （ただし、ω＝2π ｊ・ｊ＝−１） これは、従来例の伝達関数の式３−１と比較し
てわかるように、カツトオフ周波数c1＝１／
2πC1R1のハイパスフイルタとカツトオフ周波数
c2＝１／2πC2R2のローパスフイルタの間にゲイ
ンKv＝R2／R1の高入力インピーダンス、低出力
インピーダンスの増幅器を入れたものと等価であ
り、機能としても従来例（第４図と同等のもので
ある。
かつ構成部品が少ないため多段構成とする場合
従来のものより著しく小規模に構成でき、また従
来例に比べ、ベース接地増幅器を用いているの
で、例えば10MHz以上の安定な広帯域動作が可能
となる。このため超音波診断装置の小型化高性能
化が達成できる。
従来のものより著しく小規模に構成でき、また従
来例に比べ、ベース接地増幅器を用いているの
で、例えば10MHz以上の安定な広帯域動作が可能
となる。このため超音波診断装置の小型化高性能
化が達成できる。
このバンドパスフイルタの透過周波数帯域の調
整は、インピーダンスの不整合を特に考慮するこ
となく、例えばC1，C2に可変容量ダイオードを
用い、深さに応じて容量値を変化させるか、R1，
２、に電圧制御抵抗を用い、深さに応じて抵抗値
を変化させることにより容易に達成できる。
整は、インピーダンスの不整合を特に考慮するこ
となく、例えばC1，C2に可変容量ダイオードを
用い、深さに応じて容量値を変化させるか、R1，
２、に電圧制御抵抗を用い、深さに応じて抵抗値
を変化させることにより容易に達成できる。
本実施例のバンドパスフイルタを適用した場合
の超音波診断装置の動作は、従来例で説明したフ
イルタを用いた超音波診断装置の動作と同じであ
り省略する。
の超音波診断装置の動作は、従来例で説明したフ
イルタを用いた超音波診断装置の動作と同じであ
り省略する。
また本発明は、この一実施例に限定されるもの
ではなく、例えばバイポーラトランジスタによる
ベース接地増幅器を用いる替りに電界効果トラン
ジスタによるゲート接地増幅器を用いるのも考え
られる。
ではなく、例えばバイポーラトランジスタによる
ベース接地増幅器を用いる替りに電界効果トラン
ジスタによるゲート接地増幅器を用いるのも考え
られる。
［発明の効果］
本発明によると、多段CR回路によるバンドパ
スフイルタを小規模で構成でき、かつ動作範囲の
広帯域化といつた効果がある。
スフイルタを小規模で構成でき、かつ動作範囲の
広帯域化といつた効果がある。
第１図は、超音波診断装置のブロツク図、第２
図ａは送信用超音波パルスの周波数スペクトラ
ム、同図ｂは、超音波エコーの被検体体内の反射
する深さによる減衰の表れた周波数スペクトラ
ム、第３図ａは多段LCフイルタの回路図、同図
ｂは多段CRフイルタの回路図、第４図は、従来
のバンドパスフイルタの回路図、第５図は本発明
の超音波診断装置で使用されるバンドパスフイル
タの一実施例の回路図を示す。 １……超音波プローブ、２……パルサ、６……
フイルタ、９……表示部（ブラウン管デイスプレ
イ）、ｆ……ハイパスフイルタ、ｄ……バツフア
アンプ、ｇ……ローパスフイルタ、ｅ……バツフ
ア、ｈ……ベース接地増幅器。
図ａは送信用超音波パルスの周波数スペクトラ
ム、同図ｂは、超音波エコーの被検体体内の反射
する深さによる減衰の表れた周波数スペクトラ
ム、第３図ａは多段LCフイルタの回路図、同図
ｂは多段CRフイルタの回路図、第４図は、従来
のバンドパスフイルタの回路図、第５図は本発明
の超音波診断装置で使用されるバンドパスフイル
タの一実施例の回路図を示す。 １……超音波プローブ、２……パルサ、６……
フイルタ、９……表示部（ブラウン管デイスプレ
イ）、ｆ……ハイパスフイルタ、ｄ……バツフア
アンプ、ｇ……ローパスフイルタ、ｅ……バツフ
ア、ｈ……ベース接地増幅器。
Claims (1)
- １ 超音波を被検体に送波し、被検体内からの超
音波エコーを受波し、この超音波エコーを電気信
号に変換する超音波プローブと、経時的に、この
電気信号を透過する特性を変え、反射する被検体
内の深さによる超音波エコーの周波数変移を補正
するフイルタ手段と、このフイルタ手段により補
正された前記電気信号を処理し、画像として表示
する表示器とを有する超音波診断装置において、
前記フイルタ手段はハイパスフイルタとローパス
フイルタとその間に設けられたベース接地増幅器
もしくはゲート接地増幅器を含むことを特徴とす
る超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114645A JPS60259251A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114645A JPS60259251A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60259251A JPS60259251A (ja) | 1985-12-21 |
| JPH0563171B2 true JPH0563171B2 (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=14642983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114645A Granted JPS60259251A (ja) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60259251A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56100050A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-11 | Yokogawa Electric Works Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JPS57170236A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-20 | Yokogawa Electric Works Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
-
1984
- 1984-06-06 JP JP59114645A patent/JPS60259251A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56100050A (en) * | 1980-01-16 | 1981-08-11 | Yokogawa Electric Works Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JPS57170236A (en) * | 1981-04-14 | 1982-10-20 | Yokogawa Electric Works Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60259251A (ja) | 1985-12-21 |
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