JPH06335478A - Ultrasonic diagnostic device with measurement function - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device with measurement function

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Publication number
JPH06335478A
JPH06335478A JP12886593A JP12886593A JPH06335478A JP H06335478 A JPH06335478 A JP H06335478A JP 12886593 A JP12886593 A JP 12886593A JP 12886593 A JP12886593 A JP 12886593A JP H06335478 A JPH06335478 A JP H06335478A
Authority
JP
Japan
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distance
blood vessel
delay line
signal
oscillators
Prior art date
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Pending
Application number
JP12886593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikatsu Noda
芳克 野田
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Medical Systems Ltd filed Critical Yokogawa Medical Systems Ltd
Priority to JP12886593A priority Critical patent/JPH06335478A/en
Publication of JPH06335478A publication Critical patent/JPH06335478A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To measure the distance between specified portions in the organism with higher accuracy by processing output signals of a signal reception delay line by each signal to arrange according to the order of arrayed oscillators and by measuring the distance between specified portions according to the waveform of the reflected echoes to convert the value into a conversion distance in the organism. CONSTITUTION:In the measurement of the diameter of a blood vessel 10, etc., a drive waveform is applied to plural arrayed oscillators 11 via a signal transfer delay line 12, the waveform are generated from the oscillators 11, and reflected pulse waves that are reflected at a blood vessel 10 are received by the oscillators 11. The electric signals are input to an adder 14 via a signal reception delay line 13 to create one-line reflection signals, and the output of each signal reception delay line is input to a multi signal processing circuit 20 to be processed with a logarithmic compression, detection, STC, etc., and stored in a buffer memory 22. At DSC 23, signals that have been brilliance-modulated to specified positions of the ultrasonic image are displayed according to the order of the arrayed oscillators 11, the distance between specified two portions is measured using the electronic caliper function, and the value is converted into a conversion distance in the organism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は計測機能付き超音波診断
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus with a measuring function.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の超音波診断装置の構成概念
図である。同期制御器1から出力される同期信号は、デ
ィジタル可変遅延パルス発生器2に入る。ディジタル可
変遅延パルス発生器2からは、少しずつ位相のずれたパ
ルスが発生する。このパルスは、高周波パルス発振器3
を介してプローブ4を駆動する。プローブ4は、電子セ
クタ走査用のプローブであり、複数の振動子より構成さ
れており、隣合う振動子毎にわずかずつ位相の異なるパ
ルスで駆動される。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a conceptual diagram showing the construction of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. The sync signal output from the sync controller 1 enters the digital variable delay pulse generator 2. From the digital variable delay pulse generator 2, pulses whose phases are gradually shifted are generated. This pulse is generated by the high frequency pulse oscillator 3
The probe 4 is driven via. The probe 4 is a probe for scanning an electronic sector, is composed of a plurality of transducers, and is driven by a pulse having a slightly different phase between adjacent transducers.

【0003】プローブ4からの高周波パルスは被検体5
に向けて出射される。被検体5からの反射信号は、同じ
振動子で受信され、それぞれアナログ可変遅延&加算器
5で遅延され、加算される。このアナログ可変遅延&加
算器5の出力は受信器6に入ってA/D変換されディジ
タルデータに変換された後、ディジタルスキャンコンバ
ータ(DSC)7に入る。ディジタルスキャンコンバー
タ7は、プローブ4で受信された被検体5の信号をテレ
ビに表示するためにスキャン方向の変換を行なう。ディ
ジタルスキャンコンバータ7には、前記同期制御器1の
同期信号が入力されており、診断装置モニタ8に読み取
った画像情報を出力する。診断装置モニタ8には、被検
体5の画像がスキャンと同期して表示される。
The high frequency pulse from the probe 4 is the subject 5
It is emitted toward. Reflected signals from the subject 5 are received by the same transducer, delayed by the analog variable delay & adder 5, and added. The output of the analog variable delay & adder 5 enters a receiver 6, is A / D converted and converted into digital data, and then enters a digital scan converter (DSC) 7. The digital scan converter 7 performs conversion in the scan direction in order to display the signal of the subject 5 received by the probe 4 on the television. The sync signal from the sync controller 1 is input to the digital scan converter 7, and the read image information is output to the diagnostic device monitor 8. An image of the subject 5 is displayed on the diagnostic device monitor 8 in synchronization with the scan.

【0004】次に、このような超音波診断装置を用い
て、血管等の径を計測する場合について考える。図5は
従来の血管径測定の説明図である。血管10等の径を計
測する場合、送波用遅延線12を通して駆動波形を配列
振動子11に印加する。配列振動子11は0の位置の振
動子を中心として、1からNまでと−1から−Nまでの
2N+1個の振動子からなる。
Next, let us consider a case where the diameter of a blood vessel or the like is measured using such an ultrasonic diagnostic apparatus. FIG. 5 is an explanatory diagram of conventional blood vessel diameter measurement. When measuring the diameter of the blood vessel 10 or the like, a drive waveform is applied to the array transducer 11 through the transmission delay line 12. The array transducer 11 is composed of 2N + 1 transducers from 1 to N and -1 to -N with the transducer at the 0 position as the center.

【0005】そして、配列振動子11から集束性の超音
波パルスを放射し、血管10からの反射パルス波形を配
列振動子11で受け、電気信号に換える。この電気信号
波形を受波用遅延線13を通して加算器14で加算す
る。この1系列の反射信号を対数増幅,検波,ディジタ
ルスキャンコンバータ(DSC)等の信号処理を行い、
診断装置モニタ上に表示する。
Then, a focused ultrasonic pulse is emitted from the array transducer 11, the reflected pulse waveform from the blood vessel 10 is received by the array transducer 11, and converted into an electric signal. This electric signal waveform is added by the adder 14 through the receiving delay line 13. This one series of reflected signals is subjected to signal processing such as logarithmic amplification, detection, digital scan converter (DSC),
Display on the diagnostic device monitor.

【0006】診断装置モニタ上に表示する場合も、1系
列の信号をオシロスコープのように表示するAモード,
1系列の信号を輝度変調して輝度の濃淡で線状に表示す
るMモード,更に配列振動子11をスキャンして断面状
に表示するBモード表示等がある。
Also when displaying on a diagnostic device monitor, A mode for displaying one series of signals like an oscilloscope,
There are an M mode in which one series of signals is brightness-modulated and displayed in a linear shape based on brightness, and a B mode display in which the array vibrator 11 is scanned and displayed in a cross-sectional shape.

【0007】血管径の計測は、一般に加算器14の出力
信号又は増幅・検波処理したエンベロープ信号から図に
示すようなtINT 時間を測定し、次式から血管径を求め
る。但し、Cは生体内平均音速である。
[0007] Generally, the blood vessel diameter is measured by measuring the t INT time as shown in the figure from the output signal of the adder 14 or the envelope signal subjected to the amplification / detection processing, and the blood vessel diameter is obtained from the following equation. However, C is the average sound velocity in the living body.

【0008】2a=C・tINT /2 (1) この値が生体内換算距離である。このようにして、求め
た血管径には本質的な誤差が含まれる。以下、この誤差
の算出法について説明する。
2a = C · t INT / 2 (1) This value is the in vivo equivalent distance. In this way, the obtained blood vessel diameter contains an essential error. The method of calculating this error will be described below.

【0009】図6は血管径測定時における誤差算出の説
明図である。配列振動子11の電子集束点をzf点に設
定した場合について考える。この場合は、集束点が血管
10の内部に設定されている。また、説明を簡単にする
ために、各配列振動子11から送波,受波される超音波
ビームを直線で表わす。
FIG. 6 is an explanatory diagram for calculating an error when measuring a blood vessel diameter. Consider a case where the electron focusing point of the array transducer 11 is set to the zf point. In this case, the focal point is set inside the blood vessel 10. Further, for simplification of description, the ultrasonic beam transmitted and received from each array transducer 11 is represented by a straight line.

【0010】血管の径を2aとし、その中央に電子集束
を行なう。また、配列形プローブの圧電素子(配列振動
子)11のピッチをpとする。軸対称で、かつ配列素子
数を奇数にとり、説明を簡略化する。また、配列振動子
11に番号を割り当て、図のように中央に位置する配列
素子を0番とし、上に進むにつれて1番,2番…とし、
最大番号をNとする。0番から下方向についても同様
に、−1番,−2番…とし、最大番号を−Nとする。
The diameter of the blood vessel is 2a, and electron focusing is performed at the center thereof. Further, the pitch of the piezoelectric elements (array transducers) 11 of the array type probe is p. The explanation is simplified by setting the number of array elements to be an odd number, which is axisymmetric. Further, a number is assigned to the array transducer 11, the array element located at the center as shown in the figure is numbered 0, and as it goes up, it is numbered 1, 2, ...
The maximum number is N. Similarly, in the downward direction from 0, the numbers are -1, -2, ... And the maximum number is -N.

【0011】更に、配列素子の任意の番号をn番で表
し、これらの配列素子と関連する距離にはそれぞれ配列
素子番号を添字として付け、それぞれ区別する。電子集
束の基準遅延量を配列素子のN番目にとることにする。
電子集束の曲率半径をRとすると、R=zf・xN ,R
=zf・x-Nの距離となる。
Further, an arbitrary number of the array element is represented by the number n, and the array element numbers are added as subscripts to the distances associated with these array elements to distinguish them. The reference delay amount of electron focusing is set to the Nth position of the array element.
When the radius of curvature of electron focusing is R, R = zf · x N , R
= Zf · x −N .

【0012】zfとx0 間の距離(以下zf・x0 と略
す)を求めると、zf・x0 は次式で表される。
[0012] Request zf and distance between x0 (hereinafter referred to as zf · x 0), zf · x 0 is expressed by the following equation.

【0013】[0013]

【数1】 [Equation 1]

【0014】次に、距離zf・xは次式で表される。[0014] Next, the distance zf · x n is expressed by the following equation.

【0015】[0015]

【数2】 [Equation 2]

【0016】次に、距離zf・Fは次式で表される。Next, the distance zf · F n is expressed by the following equation.

【0017】[0017]

【数3】 [Equation 3]

【0018】次に、距離x・Cは次式で表される。Next, the distance x n · C n is expressed by the following equation.

【0019】[0019]

【数4】 [Equation 4]

【0020】次に、n番目の配列振動子から送波用電子
集束線を受けて、集束する超音波パルスが血管前壁のF
点で反射されて、n番目の配列振動子に戻ってくるま
での距離を求める。送波/受波用電子集束遅延量は、超
音波が距離x・Cを伝搬するのにかかる時間であ
る。
Next, an ultrasonic focusing pulse is received from the n-th array transducer, and the focused ultrasonic pulse is F on the front wall of the blood vessel.
The distance until the light is reflected at the n point and returns to the nth array transducer is obtained. The transmission / reception electron focusing delay amount is the time required for the ultrasonic wave to propagate the distance x n · C n .

【0021】今、仮想位置Cにあったn番目の配列振
動子から超音波が送波され、その超音波パルスが血管前
壁の位置Fで反射され、その超音波パルスが仮想位置
にあるn番目の配列振動子で受波されたと考えれば
よい。
Now, the ultrasonic wave is transmitted from the n-th array transducer located at the virtual position C n , the ultrasonic pulse is reflected at the position F n on the front wall of the blood vessel, and the ultrasonic pulse is generated at the virtual position C n. It may be considered that the wave is received by the n-th array transducer located at n.

【0022】n番目の配列振動子が送波してから、血管
前壁で反射されて、受波するまでの超音波が経由した経
路長rFnは次式で表される。
The path length r Fn through which the ultrasonic wave has been transmitted from the n-th array transducer to the wave reflected from the anterior wall of the blood vessel and received is expressed by the following equation.

【0023】[0023]

【数5】 [Equation 5]

【0024】同様にして、n番目の配列振動子が送波し
て、血管後壁で反射されて受波されるまでの超音波が経
由した経路長rBnは次式で表される。
Similarly, the path length r Bn through which the ultrasonic waves are transmitted by the n-th array transducer, reflected by the rear wall of the blood vessel, and received is expressed by the following equation.

【0025】[0025]

【数6】 [Equation 6]

【0026】ここで、Dfは配列振動子の0番目からそ
の集束点zfまでの距離zf・x0であり、(2)式と
同様に、次式で表される。
Here, Df is the distance zf · x 0 from the 0th position of the array transducer to its focusing point zf, and is represented by the following equation, similar to equation (2).

【0027】[0027]

【数7】 [Equation 7]

【0028】次に、従来の超音波診断装置における血管
壁からの反射エコーの到着時間について検討する。n番
目の配列振動子が送波して、血管前壁で反射されてか
ら、n番目の配列振動子で受波するまでの時間tFnは、
生体組織内の平均音速をCとして次式で表される。
Next, the arrival time of the reflection echo from the blood vessel wall in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus will be examined. The time t Fn from when the nth array transducer transmits and is reflected by the front wall of the blood vessel until it is received by the nth array transducer is
It is expressed by the following equation, where C is the average sound velocity in the living tissue.

【0029】[0029]

【数8】 [Equation 8]

【0030】ここで、時間tFnの最大及び最小を求め
る。即ち、最初に配列振動子に到達する時間と最後に配
列振動子に到達する時間に他ならない。n=0の時に、
最大となる。即ち、0番目の配列振動子に接続された加
算器の入力に一番最後に反射エコーが入力されることを
意味する。時間tFnの最大値は次式で表される。
Here, the maximum and minimum of the time t Fn are obtained. That is, it is nothing but the time to reach the array transducer first and the time to reach the array transducer last. When n = 0,
It will be the maximum. That is, it means that the reflected echo is input lastly to the input of the adder connected to the 0th array transducer. The maximum value of the time t Fn is expressed by the following equation.

【0031】[0031]

【数9】 [Equation 9]

【0032】そして、n=N,−Nの時に最小となる。
即ち、N番目と−N番目の配列振動子に接続された加算
器の入力に、一番最初に反射エコーが入力されることを
意味する。時間tFnの最小値は次式で表される。
When n = N, -N, the minimum value is obtained.
That is, it means that the reflected echo is input first to the input of the adder connected to the Nth and -Nth array transducers. The minimum value of the time t Fn is expressed by the following equation.

【0033】[0033]

【数10】 [Equation 10]

【0034】次に、n番目の配列振動子から送波して、
血管後壁で反射されてからn番目の配列振動子で受波す
るまでの時間tBnを求めると、次式で表される。
Next, the wave is transmitted from the n-th array transducer,
The time t Bn from the time when the light is reflected by the posterior wall of the blood vessel to the time when it is received by the n-th array transducer is calculated by the following equation.

【0035】[0035]

【数11】 [Equation 11]

【0036】このようにして求めた時間tBnの最大,最
小を求める。同様にして(12)式からn=N,−Nの
時に最大値となり、最大値は次式で表される。
The maximum and minimum of the time t Bn thus obtained are obtained. Similarly, from the equation (12), the maximum value is obtained when n = N, −N, and the maximum value is expressed by the following equation.

【0037】[0037]

【数12】 [Equation 12]

【0038】また、n=0の時に最小値となり、最小値
は次式で表される。
When n = 0, the minimum value is obtained, and the minimum value is expressed by the following equation.

【0039】[0039]

【数13】 [Equation 13]

【0040】以上、説明したように、従来の超音波診断
装置では、各配列振動子で受波された超音波エコーは、
加算器で加算された後、1本の音源として表示される。
これを図示すると、図7のようになる。図の斜線領域が
各配列振動子の加算器に入力される信号の波頭を示す。
波頭は斜線で示した領域の幅を持っていることを示して
いる。また、送波超音波パルスは、有限なパルス幅PW
を持っているので、実際、MAX[tFn]及びMAX
[tBn]の後ろにはパルス幅だけ信号が存在する。
As described above, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic echo received by each array transducer is
After being added by the adder, it is displayed as one sound source.
This is illustrated in FIG. 7. The shaded area in the figure shows the wave front of the signal input to the adder of each array transducer.
The crests indicate that they have the width of the shaded area. In addition, the transmitted ultrasonic pulse has a finite pulse width PW.
Since, in fact, MAX [t Fn ] and MAX
The signal exists by the pulse width after [t Bn ].

【0041】従って、血管前壁と血管後壁との距離を測
定するのために、従来の超音波診断装置で血管前壁と血
管後壁との間隔を測定しても、表示された輝線の中に既
に誤差が含まれている。一般的計測では、MAX
[tFn]とMIN[tBn]との時間差を計測し、これを
距離換算して血管径を求めている。従って、最小でも
Therefore, in order to measure the distance between the front wall of the blood vessel and the rear wall of the blood vessel, even if the distance between the front wall of the blood vessel and the rear wall of the blood vessel is measured by the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the displayed bright line The error is already included in. In general measurement, MAX
The time difference between [t Fn ] and MIN [t Bn ] is measured, and this is converted into a distance to obtain the blood vessel diameter. Therefore, at a minimum

【0042】[0042]

【数14】 [Equation 14]

【0043】の誤差が血管径の中に含まれてしまう。こ
の誤差は、従来の超音波診断装置で血管等の壁間隔を計
測する場合に必然的に内在されてしまう誤差である。図
8は血管径の測定誤差の説明図である。(a)は従来の
超音波診断装置で得られる受波波形信号で、加算器の出
力信号である。この出力信号は、各配列振動子からの受
波波形信号((b)参照)を時間軸上で加算したため、
時間は−N及びN番目の配列振動子の波頭が検出され
る時間である。
The error of is included in the blood vessel diameter. This error is an error that is inevitably included when measuring the wall interval of a blood vessel or the like with a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. FIG. 8 is an explanatory diagram of the measurement error of the blood vessel diameter. (A) is a received waveform signal obtained by a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, which is an output signal of an adder. This output signal is obtained by adding the received waveform signals from each array transducer (see (b)) on the time axis,
The time is the time at which the wave fronts of the -N and N-th array transducers are detected.

【0044】また、時間は0番目の配列振動子で血管
前壁からの反射パルスの波頭が検出される時間である。
時間,区間は、パルス幅である。時間,区間に
全ての波頭が入り、それぞれ分離できない。血管後壁か
らの波形も同様である。従って、従来の超音波診断装置
では、時間,間を測定して血管径を求めている。
The time is the time at which the crest of the reflected pulse from the front wall of the blood vessel is detected by the 0th array transducer.
The time and section are pulse widths. All wave fronts enter the time and section, and cannot be separated from each other. The same applies to the waveform from the posterior wall of the blood vessel. Therefore, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the blood vessel diameter is obtained by measuring time and time.

【0045】次に、図9に示すような装置で、配列振動
子11から送波され、血管のような管状の反射体から反
射され、各配列振動子で受波される波形について考え
る。波形を一般的に検討するため、波頭とパルス幅で表
わす。また、実際の波形のふるまいは、干渉,回折等の
複雑な物理現象によって起きるため、一般的な原理を説
明するには難解になる。ここでは、音線という概念で原
理を単純化して説明する。また、ここでは管状の反射体
が電子集束の焦点より手前に存在する場合について考え
る。つまり、電子集束の焦点が血管10よりも外側にあ
る場合である。
Next, consider a waveform which is transmitted from the array transducer 11, is reflected by a tubular reflector such as a blood vessel, and is received by each array transducer in the apparatus as shown in FIG. Since the waveform is generally considered, it is represented by a wave front and a pulse width. Further, the actual behavior of the waveform is caused by a complicated physical phenomenon such as interference and diffraction, which makes it difficult to explain the general principle. Here, the principle is simplified with the concept of sound rays. In addition, here, the case where the tubular reflector is present in front of the focus of electron focusing will be considered. That is, this is the case where the focus of electron focusing is outside the blood vessel 10.

【0046】血管10の径を2aとし、配列振動子11
のピッチをpとする。軸対称でかつ配列素子数を奇数に
とり、式を簡略化する。配列振動子に番号を割り当て、
その割り当ては図6と同じとする。距離zf・x0 は次
式で表される。
The diameter of the blood vessel 10 is 2a, and the array oscillator 11
The pitch of is p. The formula is simplified by setting the number of array elements to be an odd number with axial symmetry. Assign a number to the array transducer,
The allocation is the same as in FIG. The distance zf · x 0 is expressed by the following equation.

【0047】[0047]

【数15】 [Equation 15]

【0048】次に、距離zf・xn を求めると次式で表
される。
Next, when the distance zf · x n is obtained, it is expressed by the following equation.

【0049】[0049]

【数16】 [Equation 16]

【0050】次に、距離zf・Fを求めると次式で表
される。
Next, when the distance zf · F n is calculated, it is expressed by the following equation.

【0051】[0051]

【数17】 [Equation 17]

【0052】次に、距離zf・Bを求めると次式で表
される。
Next, when the distance zf · B n is calculated, it is expressed by the following equation.

【0053】[0053]

【数18】 [Equation 18]

【0054】次に、距離xn ・Cを求めると次式で表
される。
Next, when the distance x n C n is calculated, it is expressed by the following equation.

【0055】[0055]

【数19】 [Formula 19]

【0056】次に、n番目の配列振動子から送波用電子
集束遅延を受けて、集束する超音波パルスが血管前壁の
点で反射されて、n番目の配列振動子で受波され
て、受波用電子集束遅延を受けて、加算器の入力に入る
までの等価距離rFnを求めると、次式で表される。
Next, the ultrasonic pulse focused by the electron-transmitting delay for wave transmission from the n-th array transducer is reflected at the point F n on the front wall of the blood vessel and received by the n-th array transducer. Then, when the equivalent distance r Fn to the input of the adder is obtained by receiving the receiving electron focusing delay, it is expressed by the following equation.

【0057】[0057]

【数20】 [Equation 20]

【0058】次に、n番目の配列振動子から送波用電子
集束線を受けて、集束する超音波パルスが血管後壁のB
n点で反射されて、n番目の配列振動子で受波されて、
受波用電子集束遅延を受けて、加算器の入力に入るまで
の等価距離rBnを求めると、次式で表される。
Next, an ultrasonic focusing pulse is received from the n-th array transducer and the focused ultrasonic pulse is transmitted to the blood vessel B of the posterior wall.
It is reflected at the n point and received by the nth array transducer,
When the equivalent distance r Bn to the input of the adder is obtained by receiving the electron focusing delay for reception, it is expressed by the following equation.

【0059】[0059]

【数21】 [Equation 21]

【0060】次に、n番目の配列素子が送波して、血管
前壁で反射されてからn番目の配列素子で受波するまで
の時間tFnを求める。ここでCは、生体組織内の平均音
速とする。tFnは次式で表される。
Next, the time t Fn from the time when the n-th array element transmits the wave and the wave is reflected by the anterior wall of the blood vessel until it is received by the n-th array element is determined. Here, C is the average sound velocity in the living tissue. t Fn is expressed by the following equation.

【0061】[0061]

【数22】 [Equation 22]

【0062】次に、tFnの最大と最小を求める。tFn
n=0の時最大となり、最大値は次式で表される。
Next, the maximum and minimum of t Fn are obtained. t Fn becomes maximum when n = 0, and the maximum value is expressed by the following equation.

【0063】[0063]

【数23】 [Equation 23]

【0064】tFnはn=N,−Nの時に最小となり、最
小値は次式で表される。
T Fn becomes minimum when n = N, -N, and the minimum value is expressed by the following equation.

【0065】[0065]

【数24】 [Equation 24]

【0066】次に、n番目の配列振動子が送波して、血
管後壁で反射されてからn番目の配列振動子で受波する
までの時間tBnを求めると、次式で表される。
Next, the time t Bn from the time when the n-th array transducer transmits and is reflected by the posterior wall of the blood vessel until it is received by the n-th array transducer is calculated, It

【0067】[0067]

【数25】 [Equation 25]

【0068】次に、tBnの最大と最小を求める。tBn
n=0の時に最大となり、最大値は次式で表される。
Next, the maximum and minimum of t Bn are obtained. t Bn becomes maximum when n = 0, and the maximum value is expressed by the following equation.

【0069】[0069]

【数26】 [Equation 26]

【0070】tBnはn=N,−Nの時に最小となり、最
小値は次式で表される。
T Bn becomes minimum when n = N, -N, and the minimum value is expressed by the following equation.

【0071】[0071]

【数27】 [Equation 27]

【0072】これを時間軸上に並べると、図10のよう
になる。一般的計測では、MIN[tFn]とMIN[t
Bn]の時間差を計算し、それを生体内換算距離に換算す
る。この時、血管径の誤差は次式で表される。
When these are arranged on the time axis, it becomes as shown in FIG. In general measurement, MIN [t Fn ] and MIN [t
Bn ] time difference is calculated, and it is converted into the in-vivo conversion distance. At this time, the error of the blood vessel diameter is expressed by the following equation.

【0073】[0073]

【数28】 [Equation 28]

【0074】(29)式と(15)式とを比較してみる
と明らかなように、電子集束点zfを血管中央に設定し
た時より、電子集束点よりプローブ側に計測対象物を設
定した法が誤差が大きい。
As is clear from a comparison between the equations (29) and (15), the object to be measured is set closer to the probe than the electron focusing point when the electron focusing point zf is set in the center of the blood vessel. The method has a large error.

【0075】[0075]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の計測方式では、生体内の特定部分の距離を測定する
時、本質的に誤差が含まれてしまうという問題があっ
た。本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであ
って、生体内の特定部分の距離を精度よく測定すること
ができる計測機能付き超音波診断装置を提供することを
目的としている。
As described above, the conventional measuring method has a problem that an error is essentially included when measuring the distance of a specific portion in the living body. The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus with a measuring function that can accurately measure the distance of a specific portion in a living body.

【0076】[0076]

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、受波用遅延線の各出力信号を、各信号毎に独
立に処理して配列振動子の順番に並べ、その反射エコー
の波紋形状から電子キャリパ機能を用いて特定部分の2
点間を計測して、生体内換算距離に換算し、生体内の特
定部分の距離を測定するようにしたことを特徴としてい
る。
According to the present invention for solving the above-mentioned problems, the output signals of the receiving delay line are processed independently for each signal and arranged in the order of array transducers, and the reflection echoes thereof are arranged. 2 of the specific part from the ripple shape of the
The feature is that the distance between the points is measured and converted into the in-vivo converted distance, and the distance of a specific portion in the living body is measured.

【0077】[0077]

【作用】従来装置での生体内の特定部分の距離を測定す
る場合において、測定誤差が生じるのは、各配列振動子
の出力を加算器で加算しているためである。本発明はこ
の点に着目し、各配列振動子の出力を独立に処理して配
列振動子の順番に並べ、その反射エコーの波紋形状から
電子キャリパ機能を用いて特定部分の2点間を計測し
て、生体内換算距離に換算し、生体内の特定部分の距離
を測定するようにしたものである。従って、生体内の特
定部分の距離を精度よく測定することができる。
When measuring the distance of a specific part in the living body by the conventional device, the measurement error occurs because the outputs of the array transducers are added by the adder. Focusing on this point, the present invention independently processes the outputs of the array transducers and arranges them in the order of the array transducers, and measures the ripple shape of the reflected echo between two points of a specific portion by using the electronic caliper function. Then, the distance is converted into the in-vivo converted distance, and the distance of a specific portion in the living body is measured. Therefore, it is possible to accurately measure the distance of the specific portion in the living body.

【0078】[0078]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例の要部を示す構成
ブロック図である。図5と同一のものは、同一の符号を
付して示す。図において、10は生体組織の特定部とし
ての血管、11は送波用配列振動子、12は送波用遅延
線、13は受波用遅延線、14は超音波エコー信号を得
るための加算器である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals. In the figure, 10 is a blood vessel as a specific part of a biological tissue, 11 is an array transducer for wave transmission, 12 is a delay line for wave transmission, 13 is a delay line for wave reception, and 14 is an addition for obtaining an ultrasonic echo signal. It is a vessel.

【0079】20は各受波用遅延線の出力に対して、l
og圧縮,検波,STC処理等を行なうマルチ信号処理
回路、21はマルチ信号処理回路20で処理された各遅
延線の出力をディジタルデータに変換するA/D変換
器、22はA/D変換器21による各遅延線の出力デー
タを記憶するバッファメモリである。23は、画像デー
タのスキャン方向を診断装置モニタ表示用に変換するデ
ィジタルスキャンコンバータ(DSC)である。バッフ
ァメモリ22の出力は、ディジタルスキャンコンバータ
23に入っている。30はバッファメモリ22のリード
/ライト制御及びディジタルスキャンコンバータ23の
リード/ライト制御を行なうシステムコントロールであ
る。なお、DSC23は従来装置にも設けられたいるも
のである。図の破線で囲った部分が本発明を特徴づける
部分である。このように構成された装置の動作を説明す
れば、以下のとおりである。
Reference numeral 20 denotes l for the output of each receiving delay line.
A multi-signal processing circuit for performing og compression, detection, STC processing, etc., 21 is an A / D converter for converting the output of each delay line processed by the multi-signal processing circuit 20 into digital data, and 22 is an A / D converter. 21 is a buffer memory for storing output data of each delay line according to the reference numeral 21. Reference numeral 23 is a digital scan converter (DSC) that converts the scanning direction of the image data for display on the diagnostic device monitor. The output of the buffer memory 22 is input to the digital scan converter 23. Reference numeral 30 is a system control for performing read / write control of the buffer memory 22 and read / write control of the digital scan converter 23. The DSC 23 is also desired to be provided in the conventional device. The part surrounded by the broken line in the figure is the part that characterizes the present invention. The operation of the apparatus configured as described above will be described below.

【0080】従来の超音波診断装置の加算器14の前段
部から各受波用遅延線出力を、それぞれマルチ信号処理
回路20に入れて、対数圧縮,検波,STC処理等の処
理を行なう。処理が行われた各遅延線の出力は、A/D
変換器21に入りディジタルデータに変換される。A/
D変換器21の出力はバッファメモリ(ラインメモリ)
22に記憶される。
The respective reception delay line outputs from the preceding stage of the adder 14 of the conventional ultrasonic diagnostic apparatus are put into the multi-signal processing circuit 20 and subjected to processing such as logarithmic compression, detection and STC processing. The output of each delay line processed is A / D
It enters the converter 21 and is converted into digital data. A /
The output of the D converter 21 is a buffer memory (line memory)
22 is stored.

【0081】システムコントロール30は、バッファメ
モリ22の内容をディジタルスキャンコンバータ23に
送る。そして、この画像用ディジタルメモリの特定のX
Y座標にバッファ22に記録されたデータを書き込む。
これにより、超音波画像の特定の位置に輝度変調した信
号を、配列振動子11の順番に対応させて表示すること
ができる。例えば、Bモード画像で計測したい関心領域
を求め、その関心領域のみを上記の方法で表示する。
The system control 30 sends the contents of the buffer memory 22 to the digital scan converter 23. Then, the specific X of this digital memory for image is
The data recorded in the buffer 22 is written in the Y coordinate.
Thereby, the signal whose brightness is modulated at a specific position of the ultrasonic image can be displayed in correspondence with the order of the array transducer 11. For example, the region of interest to be measured is obtained from the B-mode image, and only the region of interest is displayed by the above method.

【0082】図2は本発明による診断装置モニタ画面例
を示す図である。IM1は従来のBモードによる診断
像、IM2は本発明による特定部分の診断像である。本
発明によれば、Bモード上で計測対象領域を設定する。
このROIの画像を構成している輝線(加算器14の出
力信号)の更にその輝線を構成した各配列振動子11か
らの信号波形を配列素子の順番にIM2のように表示す
る。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a diagnostic device monitor screen according to the present invention. IM1 is a conventional B-mode diagnostic image, and IM2 is a diagnostic image of a specific portion according to the present invention. According to the present invention, the measurement target area is set in the B mode.
The signal waveforms from the array transducers 11 forming the bright line (the output signal of the adder 14) forming the image of this ROI and further forming the bright line are displayed in the order of the array elements like IM2.

【0083】この図に対して、従来の超音波診断装置で
広く行われている電子キャリパ機能を用い、表示画面上
で移動できる一対のカーソルを用いて、特定の波紋区間
の生体内換算距離を測定する。
In contrast to this figure, the electronic caliper function widely used in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus is used, and a pair of cursors that can be moved on the display screen is used to calculate the in vivo equivalent distance of a specific ripple section. taking measurement.

【0084】図3は、一般的な波紋形状を概略的に示し
た図である。図(a)は、電子集束点zfを血管10の
後側に設定した場合、図(b)は電子集束点zfを血管
10の血管内、例えば血管中央に設定した場合、図
(c)は電子集束点zfを血管10の前側に設定した場
合をそれぞれ示している。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a general ripple pattern. FIG. 7A shows a case where the electronic focusing point zf is set on the rear side of the blood vessel 10, and FIG. 9B shows a case where the electronic focusing point zf is set inside the blood vessel of the blood vessel 10, for example, in the center of the blood vessel. The case where the electronic focusing point zf is set on the front side of the blood vessel 10 is shown.

【0085】各図の上側の曲線は各受波用遅延線出力の
波頭の軌跡を示し、下側の曲線は同じ出力信号の波尾の
軌跡を示している。このような配置の場合には、時刻T
AとTBとの区間の時間を電子キャリパで計測して、生
体内の換算距離を求めると、加算によって生じる誤差を
理論限界まで小さくして、生体の特定部分の距離(ここ
では血管径)を正確に測定することができる。
The upper curve in each figure shows the wave front locus of each receiving delay line output, and the lower curve shows the wave tail locus of the same output signal. In such an arrangement, time T
When the time in the section between A and TB is measured with an electronic caliper and the converted distance in the living body is obtained, the error caused by the addition is reduced to the theoretical limit, and the distance (here, the blood vessel diameter) of a specific portion of the living body is calculated. Can be measured accurately.

【0086】また、本発明によれば以下のような効果が
ある。即ち、この波紋形状から電子集束点の実質的位置
を生体内で可視化できる。従来は、設計段階で送波用遅
延量,受波用遅延量等を決め、水槽等で確認実験を行っ
て、電子集束点を設定する。しかしながら、実際の生体
内で所定の集束点に集束しているかどうかはBモードで
定性的に確認するしかなかった。
Further, the present invention has the following effects. That is, the substantial position of the electron focusing point can be visualized in vivo from this ripple shape. Conventionally, the amount of delay for wave transmission, the amount of delay for wave reception, etc. are determined at the design stage, and a confirmation experiment is conducted in a water tank or the like to set the electron focusing point. However, it has been qualitatively confirmed in the B mode whether or not the light is focused on a predetermined focus point in the actual living body.

【0087】しかし、生体内に既に存在する、周囲より
多少反射係数の大きな部位又は組織,散乱体があれば、
この波紋形状から集束点を生体内で計測することができ
る。即ち、プローブ側から波紋(a)〜(c)のように
連続的に並んでいる場合、(b)の場合が集束点近傍
で、特に集束点の場所ではこの曲線左右の直線になるの
で、この直線の深さが集束点であり、生体内の実際の位
置を可視化でき、かつ計測することができる。
However, if there is a site or tissue or a scatterer that has a reflection coefficient somewhat larger than that of the surroundings, which already exists in the living body,
The focus point can be measured in vivo from this ripple shape. That is, when ripples (a) to (c) are continuously arranged from the probe side, in the case of (b), the straight lines on the right and left sides of the curve are near the focusing point, especially at the location of the focusing point. The depth of this straight line is the focal point, and the actual position in the living body can be visualized and measured.

【0088】上述の実施例では、生体内の一部の測定に
血管径を測定する場合を例にとったが、本発明はこれに
限るものではない。例えば、反射係数の大きい部位,組
織,散乱体等のその他の組織の距離等の測定を行なうこ
とができる。
In the above-mentioned embodiment, the case where the blood vessel diameter is measured for measuring a part of the living body is taken as an example, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to measure the distance between a portion having a large reflection coefficient, tissue, and other tissue such as a scatterer.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば生体内の特定部分の距離を精度よく測定すること
ができる計測機能付き超音波診断装置を提供することが
できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus with a measuring function capable of accurately measuring the distance of a specific portion in a living body.

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

【図1】本発明の一実施例の要部を示す構成ブロック図
である。
FIG. 1 is a configuration block diagram showing a main part of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明による診断装置モニタ画面例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a diagnostic device monitor screen according to the present invention.

【図3】一般的な波紋形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a general ripple pattern.

【図4】従来装置の構成概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of a configuration of a conventional device.

【図5】従来の血管径測定の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of conventional blood vessel diameter measurement.

【図6】血管径測定時における誤差算出の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of error calculation when measuring a blood vessel diameter.

【図7】時間軸上で示した時間tFnとtBnの可変範囲を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a variable range of times t Fn and t Bn on the time axis.

【図8】血管径の測定誤差の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of measurement error of blood vessel diameter.

【図9】血管径測定時における誤差算出の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of error calculation when measuring a blood vessel diameter.

【図10】時間軸上で示した時間tFnとtBnの可変範囲
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a variable range of times t Fn and t Bn on the time axis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 血管 11 配列振動子 12 送波用遅延線 13 受波用遅延線 14 加算器 20 マルチ信号処理回路 21 A/D変換器 22 バッファメモリ 23 ディジタルスキャンコンバータ 30 システムコントロール DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Blood vessel 11 Array transducer 12 Delay line for transmission 13 Delay line for reception 14 Adder 20 Multi-signal processing circuit 21 A / D converter 22 Buffer memory 23 Digital scan converter 30 System control

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受波用遅延線の各出力信号を、各信号毎
に独立に処理して配列振動子の順番に並べ、 その反射エコーの波紋形状から電子キャリパ機能を用い
て特定部分の2点間を計測して、生体内換算距離に換算
し、 生体内の特定部分の距離を測定するようにしたことを特
徴とする計測機能付き超音波診断装置。
1. An output signal of a wave receiving delay line is processed independently for each signal and arranged in the order of array transducers, and the ripples of the reflected echoes are used to determine a specific portion of the two signals using an electronic caliper function. An ultrasonic diagnostic apparatus with a measuring function, characterized in that the distance between points is measured and converted into an in-vivo equivalent distance to measure the distance of a specific portion in the living body.
【請求項2】 前記処理により得られた反射エコーの波
紋形状から、生体内での実際の集束点を計測及び可視化
できる機能を具備したことを特徴とする請求項1記載の
計測機能付き超音波診断装置。
2. The ultrasonic wave with a measuring function according to claim 1, further comprising a function capable of measuring and visualizing an actual focusing point in the living body from the ripple shape of the reflection echo obtained by the processing. Diagnostic device.
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