JPH0563172B2

JPH0563172B2 -

Info

Publication number: JPH0563172B2
Application number: JP59255920A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ito; Akira Sasaki; Eiji Ono; Yosha Shimada; Shinji Kishimoto; Yutaka Sato; Hiroaki Kitamura
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1993-09-10
Also published as: JPS61135641A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、超音波装置における被検体（生体）
の断層像の作成技術に係り、特に、フレームレー
トを上げるために行う並列受波時に受信装置の各
チヤンネルの受信感度のレベル差とノイズ差に起
因する表示画像のみだれを取り除く技術に適用し
て有効な技術に関するものである。

〔背景技術〕

超音波診断装置は、被検体（生体）内断層像の
フレームレートを上げるために、被検体内に打ち
出した超音波ビームを、送波時の超音波ビームの
指向特性と受波時の超音波ビームの受信指向特性
が異なる点の位置に置くことにより、同時に２方
向の被検体内反射波を２チヤンネルの受信装置を
用いて受波している。（例えば、特公昭56−20017
号公報参照）。

しかし、前記従来の超音波診断装置では、２チ
ヤンネルの受信装置を用いているために、各々の
チヤンネルの感度差とノイズ差に起因する表示画
像のみだれを生じるという問題があつた。この表
示画像のみだれを除去する対策については従来の
装置では配慮されていなかつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、並列受波型超音波装置におい
て、並列受波に用いた各々の受信装置の各チヤン
ネル間の受信感度のレベル差とノイズ差に起因す
る表示画像のみだれを除去し、高品質の画像を得
ることが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面によつて明ら
かになるであろう。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するために、本発明は、基
本的には、複数の振動子が並設され超音波ビーム
を照射する超音波探触子と、この超音波探触子か
らの受信信号を入力し互いに受信指向性をずらせ
る複数の受波整相回路と、これら各受波整相回路
からの出力をそれぞれ検波する複数の検波回路
と、これら各検波回路からの出力を演算処理する
演算回路と、この演算回路からの出力を格納する
画像メモリと、この画像メモリからの出力を画像
表示する表示装置とを備えた並列受波型超音波装
置において、前記演算回路は、超音波ビームの走査ピツチ方
向に沿つて前記各検波回路からのそれぞれの出力
に対して、該出力である受信データをDn、この
受信データDnの走査ピツチ方向に隣接する受信
データをDo、任意の実数をＭとした際に、Ｄ＝（Ｍ・Dn＋Do）／（Ｍ＋１）の演算により算出されるデータ値Ｄを出力させる
ようにしたことを特徴とするものである。

このように構成された並列受波型超音波装置
は、複数の受波整相回路を用いてそれらに同時に
入力される互いの受信信号の受信指向性をずらせ
て画像構成をすることから、画像密度の濃い画像
を得ることができるようになる。

そして、特に、本発明では、それぞれの受波整
相回路からの検波回路を介して得られるいわゆる
超音波受波信号（受信データ）に次の演算を行う
ようになつている。

Ｄ＝（Ｍ・Dn＋Do）／（Ｍ＋１）ここで、Dnはある受信データ、Doは該受信デ
ータDnの走査ピツチ方向に隣接する受信データ、
Ｍは任意の実数である。

そして、このような演算によつて得られたデー
タ値Ｄを用いて画像メモリに格納することによつ
て、各受波整相回路からのそれぞれの出力間の感
度レベル差およびノイズ差が減少され、表示画像
の乱れを除去することができるようになる。

すなわち、それぞれの受信データDnにおいて、
その走査ピツチ方向に隣接する受信データDoと
の関係で適正な値に補正することによつて、各受
信データＤの関係は、感度レベル差およびノイズ
差が減少された状態で平滑化されることになる。

そして、このような補正を行う前記演算は、そ
の対象となる受信データが関数ではなく一義的に
定まる一定の値であることから、極めて簡単に行
うことができ、また演算処理装置においても極め
て簡単な構成で済むようになる。

〔発明の構成〕

以下、本発明の構成について、本発明を並列受
波型超音波診断装置に適用した実施例とともに図
面を用いて説明する。

なお、実施例を説明するための全図において、
同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰
り返しの説明は省略する。

第１図乃至第７図は、本発明の一実施例の並列
受波型超音波診断装置を説明するための図であ
り、第１図は、その並列受波型超音波診断装置の
全体概略構成を示すブロツク図、第２図は、並列
受波部の詳細な構成を示すブロツク図、第３図
は、並列受波部の原理を説明するための説明図、
第４図乃至第６図は、実施例の補正演算の原理を
説明するための説明図、第７図は、第１図に示す
演算処理回路の他の実施例の構成を示すブロツク
図である。

第１図及び第２図において、１は超音波ビーム
を送受するための探触子であり、第２図に示すよ
うに、ｎ個の短冊状振動子（以下、エレメント
＃１〜＃ｎという）をアレー状に並べることによ
りトランスジユーサを構成したものである。その
探触子１の各エレメント＃１〜＃ｎは、切換回路
２に接続されている。切換回路２は、ｎ個のエレ
メントから順にｋ個のエレメントを選択し、送波
回路３の送波パルサー３Ａ（P₁〜P₅）及び受信増
幅器AMP（R₁〜R₅）に接続する動作を行うため
のものである。前記送波パルサー３Ａは、送波回
路３の送波位相制御回路３Ｂに接続され、位相制
御されたパルスを作成する。受信増幅器AMPの
出力は、受波整相回路４及び５に導かれる。これ
らの受波整相回路４及び５は、前記各エレメント
からの信号の位相を制御することにより、各々の
受信指向性をずらせることが可能となるようにな
つている。

次に、並列受波方式を第３図を用いて説明す
る。

探触子１のエレメント＃１〜＃５を励振すれ
ば、送波ビームは、通常では用いた振動子の中間
の軸上T1（一点鎖線矢印表示）方向にある。この
時に、R1方向の反射エコーを受信するには、エ
レメント＃１〜＃５を用い、R2方向の反射エコ
ーを受信するには、エレメント＃１〜＃６を用い
て、２方向に受波器の指向特性を持たせる。これ
により、送受総合の指向性は、各々TR1とTR2
の両方向にある。すなわち、一つの超音波信号を
同時に受けることができる。

実際には、第２図に示した各々の指向性が微小
量ずれた受波整相回路４と５により、例えばA1
とA1′方向の２方向同時超音波信号Ｓ１とＳ２が
得られる。

６及び７は検波回路であり、前記受波整相回路
４及び５で整相された超音波受波信号Ｓ１
（Pa₁，Pa₃，Pa₅…等）及びＳ２（Pb₂，Pb₄，
Pb₆…等）から超音波断層像信号を抽出するため
のものである。この検波回路６及び７には、それ
ぞれ抽出された超音波断層像信号をデイジタル信
号に変換するアナログ・デイジタル変換器が含ま
れている。

８は演算処理回路であり、生体中に打ち出した
超音波ビームの反射波を同時に並列受波した受信
信号の重み付け演算を行う第１演算器９、１チヤ
ンネル分の受信信号を記憶するためのラインメモ
リ１０及び前記同時受信信号とこの受信信号の隣
りの走査タイミングによる受信信号とによる重み
付け演算を行う第２演算器１１とからなつてい
る。この演算処理回路８は、並列受波に用いた
各々の受信装置の各チヤンネル間の受信感度のレ
ベル差とノイズ差に起因する表示画像のみだれを
除去するために、表示画像のみだれの補正演算を
行うものである。１２は画像メモリであり、前記
演算処理回路８で表示画像のみだれの補正演算処
理された超音波断層像信号を記憶するためのもの
である。１３はアドレス発生回路であり、画像メ
モリ１２の書き込み及び読み出しアドレスを発生
するものである。１４は画像メモリ１２に記憶さ
れている超音波断層像信号を読み出して表示する
陰極線管（CRT）モニタ等の表示装置である。
前記各部の制御は制御回路１５により行うように
なつている。

また、前記第４図及び第５図において、Ｐは受
信信号の強度、ｘは被検体のある深さにおける超
音波ビームの走査ピツチ方向の距離であり、かつ
該走査ピツチ方向の走査タイミングｔに比例す
る。第５図において、空白のものはＡチヤンネル
の受信信号、斜線を施したものはＢチヤンネルの
受信信号である。

次に、前記演算処理回路８において行われる表
示画像のみだれの補正演算について説明する。

受信装置の各チヤンネル（以下、一方をＡチヤ
ンネル、他方をＢチヤンネルという）間の受信感
度のレベルが同じである場合（正しい受信信号で
ある場合）、例えば、第４図に示すように、被検
体のある深さで反射された超音波ビームをＡチヤ
ンネル（A₁，A₂，A₃…）で受信された受信信号
の強度の値は、P1，P3，P5…となる。

しかし、Ａチヤンネルの受信感度のレベルとＢ
チヤンネルの受信感度のレベルが相違する場合、
例えば、第５図に示すように、Ａチヤンネルの受
信された受信信号Pa₁，Pa₃，Pa₅…となり、Ｂチ
ヤンネルで受信される受信信号の強度は、Pb₂，
Pb₄，Pb₆…となつて、第４図に示す受信装置の
各チヤンネル間の受信感度のレベルが同じである
場合の値と異つてしまう。この誤差のため表示画
像にみだれを生ずる。なお、前記Ａチヤンネルと
Ｂチヤンネルはそれぞれ同時に送受信される。す
なわち、前記A₁とB₁，A₂とB₂，A₃とB₃…は同
時に受信される。

そこで、本実施例は、前記ＡチヤンネルとＢチ
ヤンネルの受信感度差を補正するために、次の相
関式(1)に示す実験相関式に基づいた表示画像のみ
だれの補正を行うようにしたものである。

Ｄ＝Ｍ・Dn＋Do／Ｍ＋１ ……(1) この相関式(1)において、Ｍは実験結果から設定
される任意の実数、Ｄは感度補正された受信デー
タ、Dnは被検体のある深さで反射された超音波
が受信されるエレメントの動作順（時系列的）
に、その受信信号を右方向に並べた時のある時刻
ｔの受信データ、Doは受信データDnの１つ右の
受信データである。ここで、前記Ａチヤンネルと
Ｂチヤンネルの受信感度のレベル差が大きい時
は、Ｍは「１」（Ｍ＝１）にする。また、両者の
受信感度レベルが略等しい時はＭが無限大に近ず
く。

前記式(1)によつて演算された受信データを、時
系列及び各チヤンネルごとに、次の順に並べる
と、第６図に示すように、D₁，D₂，D₃…となる。

例えば、Ａチヤンネルの受信感度とＢチヤンネ
ルの受信感度の差が大きい時、Ｍ＝１として式(1)
を演算する場合の例について第５図及び第６図を
用いて説明する。

ある時間ｔで同時に受信されたＡチヤンネル
A₁の受信データPa₁とＢチヤンネルB₁の受信デー
タPb₂のうち受信データPa₁を「１」倍して両者
を加えて「２」で割算し、その感度補正された値
D₁を、第６図に示すように、A₁の受信データと
する。時間ｔ＋１で同時に受信したＡチヤンネル
A₂の受信データPa₃とＢチヤンネルB₂の受信デー
タPb₄が検出されるが、前記時間ｔにおけるＢチ
ヤンネルB₁の受信データPb₂を「１」倍して、こ
の値に受信データPa₃を加えて「２」で割算し、
その感度補正された値D₂をB₁の受信データとす
る。また、受信データPa₃を「１」倍して、この
値に受信データPb₄を加えて「２」で割算し、そ
の感度補正された値D₃をA₂の受信データとする。
同様にして感度補正された受信データD₄，D₅…
を演算して求める。これを時系列的に並べると、
第６図のようになる。

このように、相関式(1)を用いた表示画像のみだ
れを補正することにより、各チヤンネル間の受信
感度のレベル差が含まれている受信データの平滑
化を行うことができる。

なお、前記第１演算器９及び第２演算器１１
は、あらかじめ前記相関式(1)のＭの値を決定して
演算したテーブルからなるROM（read only
memory）を用いることも可能である。

次に、本実施例の並列受波型超音波診断装置の
動作を第１図を用いて説明する。

まず、制御回路１５からの振動子選択信号イに
より、切換回路２を送信側に切換える。次に送波
回路３に対して制御回路１５から起動信号ニが入
力され、探触子１から超音波ビームが被検体に向
けて発射される。被検体から反射された超音波ビ
ーム（以下、単にエコーという）が探触子１にも
どる前に制御回路１５は、振動子選択信号イを変
更し、切換回路２を受信側に切換える。制御回路
１５からの受波制御信号ロ，ハで受波整相回路
４，５を制御し、エコーを取り込む。このエコー
は、検波回路６，７によつて検波された後アナロ
ク・デイジタル変換される。この動作の制御は、
制御回路１５からの制御信号ホ，ヘにより行われ
る。

このようにして得られたＡチヤンネルとＢチヤ
ンネルの２チヤンネルの受信信号は、それぞれ第
１演算器９又はラインメモリ１０に入力される。
第１演算器９では、入力された受信信号は、前記
相関式(1)のDnとDoに適用され、第６図に示す表
示画像のみだれの補正を行つた受信データD₁，
D₃，D₅…が演算されて画像メモリ１２に記憶さ
れる。

一方、ラインメモリ１０に入力された受信信号
と次のＡチヤンネルの受信信号が、第２演算器１
１に入力され、前記相関式(1)のDnとDoに適用さ
れ、第６図に示す受信感度補正された受信データ
D₂，D₄，D₆…が演算されて画像メモリ１２に記
憶される。これらの演算の制御は制御信号ト，
チ，リによつて行われる。前記演算された結果の
画像メモリ１２に対する書き込み及び読み出し
は、制御信号ヌによつて行われる。その時の書き
込み及び読み出しアドレスは、アドレス発生回路
１３で発生されたアドレスによつて指令される。
画像メモリ１２に記憶された受信感度補正された
受信信号（超音波断層像信号）は、読み出されて
表示装置１４に表示される。

以上の説明からわかるように、本実施例によれ
ば、表示画像のみだれを補正する演算処理回路８
を設けることにより、表示画像のずれを補正する
ことができるので、良品質の画像を得ることがで
きる。

また、相関式(1)のＭの値を目的の画像表示状態
が得られるように任意の選ぶことにより種々の画
像修復を行うことができる。

第７図は、本実施例の演算処理回路の他の実施
例の演算処理回路８Ａの構成を示すブロツク図で
あり、第１図の第１演算器９と第２演算器１１と
を兼用したものである。

第７図において、２０はバツフアメモリであ
り、Ａチヤンネルの受信信号PaとＢチヤンネル
の受信信号Pbを格納するためのものである。２
１はゲート回路、２２はラインメモリであり、一
走査線分の信号を記憶するだけの容量をもつてい
る。２３は書き込み・読み出し用のカウンタであ
り、前記バツフアメモリ２０及びラインメモリ２
２の書き込み及び読み出しのアドレスを発生する
ためのものである。２４はラツチ回路であり、受
信信号を一時保持しておくためのものである。２
５は演算器であり、前述の相関式(1)の演算を行う
ためのものである。２６はラツチ回路であり、前
記各部の制御は制御回路１５によつて行われる。

次に、本実施例の演算処理回路８Ａの動作につ
いて第７図を用いて説明する。

並列受波された受信信号は、Ａチヤンネル及び
Ｂチヤンネルを通してバツフアメモリ２０に記憶
される。記憶された受信信号は、書き込み・読み
出し用カウンタ２３及びゲート回路２１を用いる
ことにより、Ａチヤンネル、Ｂチヤンネル、Ａチ
ヤンネル、Ｂチヤンネル…の順に、かつ、入力順
（走査順）に読み出される。読み出された各受信
信号は、演算器２５に入力され、相関式(1)の演算
がなされる。すなわち、第５図に示す１番目の受
信信号Pa₁が演算器２５に入力されると共にライ
ンメモリ２２に入力されて記憶される。次に、２
番目の受信信号Pb₂が入力されると、ラインメモ
リ２２を読み出し状態にし前記Pa₁を出力し、ラ
ツチ回路２４でラツチした後、すぐにラインメモ
リ２２を書き込み状態にしてPb₂を記憶する。演
算器２５では、ラツチ回路２４の出力信号のPa₁
と、いま入力した受信信号Pb₂により、補正され
た受信データD₁が求められる。次の３番目の受
信信号Pa₃が入力され、前記同様にして受信信号
Pb₂とPa₃により、補正された受信データD₂を求
める。同様にして補正された受信データD₃，D₄，
D₅…と求める。このようにして求めた補正され
た受信データD₁，D₂，D₃，D₄…は、それぞれラ
ツチ回路２６を介して画像メモリ１２に書き込ま
れる。なお、前記演算器２５は、あらかじめ相関
式(1)のＭの値を実験的に決定した演算を行つて補
正値を求めて構成したテーブルからなるROMを
用いてもよい。

以上、本発明を実施例にもとずき具体的に説明
したが、本発明は、前記実施例に限定されるもの
でなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能であることは言うまでもない。

例えば、本発明は、超音波診断装置以外の並列
受波型超音波装置にも適用できることは勿論であ
る。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、以下に
述べるような効果を得ることができる。

(1) 並列受波方式を用いた受信装置において、受
信チヤンネル間の受信感度差に応じて画像情報
ずれの補正を行う演算処理回路を設けることに
より、各受信チヤンネル間の受信感度のレベル
差とノイズ差による表示画像のずれを補正する
ことができるので、良品質の画像を得ることが
できる。

(2) 相関式(1)のＭの値を目的の画像表示状態が得
られるように選ぶことにより、種々の画像修復
を行うことができる。

(3) 前記(1)及び(2)により、良好な診断資料を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、本発明の一実施例の並列
受波型超音波診断装置を説明するための図であ
り、第１図は、その並列受波型超音波診断装置の
全体概略構成を示すブロツク図、第２図は、並列
受波部の詳細な構成を示すブロツク図、第３図
は、並列受波部の原理を説明するための説明図、
第４図乃至第６図は、実施例の補正演算を原理を
説明するための説明図、第７図は、第１図に示す
演算処理回路の他の実施例の構成を示すブロツク
図である。図中、１……探触子、２……切換回路、３……
超音波送波回路、AMP……受信増幅器、４，５
……受波整相回路、６，７……検波回路、８……
演算処理回路、９……第１演算器、１０……ライ
ンメモリ、１１……第２演算器、１２……画像メ
モリ、１３……アドレス発生回路、１４……表示
装置、１５……制御回路である。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の振動子が並設され超音波ビームを照射
する超音波探触子と、この超音波探触子からの受
信信号を入力し互いの受信指向性をずらせる複数
の受波整相回路と、これら各受波整相回路からの
出力をそれぞれ検波する複数の検波回路と、これ
ら各検波回路からの出力を演算処理する演算回路
と、この演算回路からの出力を格納する画像メモ
リと、この画像メモリからの出力を画像表示する
表示装置とを備えた並列受波型超音波装置におい
て、前記演算回路は、超音波ビームの走査ピツチ方
向に沿つて前記各検波回路からのそれぞれの出力
に対して、該出力である受信データをDn、この
受信データDnの走査ピツチ方向に隣接する受信
データをDo、任意の実数をＭとした際に、Ｄ＝（Ｍ・Dn＋Do）／（Ｍ＋１）の演算により算出されるデータ値Ｄを出力させる
ようにしたことを特徴とする並列受波型超音波装
置。