JPH07171152A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH07171152A JPH07171152A JP5318420A JP31842093A JPH07171152A JP H07171152 A JPH07171152 A JP H07171152A JP 5318420 A JP5318420 A JP 5318420A JP 31842093 A JP31842093 A JP 31842093A JP H07171152 A JPH07171152 A JP H07171152A
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- ultrasonic
- signal
- stc
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波の受信信号をＡ／Ｄ変換して得られる
デジタルデータを合成して超音波断層像を構築するにあ
たって、超音波信号のダイナミックレンジを有効に拡大
できる超音波診断装置を提供する。 【構成】 超音波パルスを生体に発射し、その生体から
の反射波の受信信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル
データを合成して超音波断層像を得るようにした超音波
診断装置において、Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータを
一方の入力端に受ける加算器13と、受信信号のＡ／Ｄ変
換された時系列データを格納するだけの容量を有するＦ
ＩＦＯメモリ14とを有し、加算器13の出力端をＦＩＦＯ
メモリ14の入力端に、ＦＩＦＯメモリ14の出力端を加算
器13の他方の入力端にそれぞれ接続し、超音波パルスの
送信シーケンスに同期して、ＦＩＦＯメモリ14のデータ
内容を累算してダイナミックレンジを拡張する手段12を
設ける。
デジタルデータを合成して超音波断層像を構築するにあ
たって、超音波信号のダイナミックレンジを有効に拡大
できる超音波診断装置を提供する。 【構成】 超音波パルスを生体に発射し、その生体から
の反射波の受信信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジタル
データを合成して超音波断層像を得るようにした超音波
診断装置において、Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータを
一方の入力端に受ける加算器13と、受信信号のＡ／Ｄ変
換された時系列データを格納するだけの容量を有するＦ
ＩＦＯメモリ14とを有し、加算器13の出力端をＦＩＦＯ
メモリ14の入力端に、ＦＩＦＯメモリ14の出力端を加算
器13の他方の入力端にそれぞれ接続し、超音波パルスの
送信シーケンスに同期して、ＦＩＦＯメモリ14のデータ
内容を累算してダイナミックレンジを拡張する手段12を
設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波パルスを生体
に発射し、その生体からの反射波の受信信号をＡ／Ｄ変
換して得られるデジタルデータを合成して超音波断層像
を得るようにした超音波診断装置に関するものである。
に発射し、その生体からの反射波の受信信号をＡ／Ｄ変
換して得られるデジタルデータを合成して超音波断層像
を得るようにした超音波診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】生体に超音波パルスを発射し、その受信
信号を処理して生体断層像を得る超音波診断装置は、一
般に広く用いられている。かかる超音波診断装置として
は、従来、種々の方式のものが提案さているが、その中
でも、振動子アレイと遅延回路とによりビームを合成す
る電子走査型がものが主流を占めている。
信号を処理して生体断層像を得る超音波診断装置は、一
般に広く用いられている。かかる超音波診断装置として
は、従来、種々の方式のものが提案さているが、その中
でも、振動子アレイと遅延回路とによりビームを合成す
る電子走査型がものが主流を占めている。
【０００３】また、電子走査型の超音波診断装置とし
て、本願人は、例えば、特開平５−９２００２号公報や
特開平５−１１５４７７号公報において、遅延回路を用
いずに、振動子アレイからの各信号をデジタルデータに
変換してメモリに格納し、このメモリ内のデータから開
口合成の手法に基づいて超音波断層像を得るようにした
ものを提案している。
て、本願人は、例えば、特開平５−９２００２号公報や
特開平５−１１５４７７号公報において、遅延回路を用
いずに、振動子アレイからの各信号をデジタルデータに
変換してメモリに格納し、このメモリ内のデータから開
口合成の手法に基づいて超音波断層像を得るようにした
ものを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、超音波診断装
置は、生体内組織の超音波に対する反射強度の違いによ
って臓器の詳細な構造を知ることができるものである
が、その反射強度の大きさの違いの範囲を示すダイナミ
ックレンジは、一般的に６０ｄＢ程度で、血流情報まで
検出しようとすると、それ以上のダイナミックレンジが
必要になる。
置は、生体内組織の超音波に対する反射強度の違いによ
って臓器の詳細な構造を知ることができるものである
が、その反射強度の大きさの違いの範囲を示すダイナミ
ックレンジは、一般的に６０ｄＢ程度で、血流情報まで
検出しようとすると、それ以上のダイナミックレンジが
必要になる。
【０００５】しかし、上記のように、開口合成の原理に
基づいて超音波断層像を構築する超音波診断装置におい
ては、振動子アレイからの各アナログ受信信号を高速に
Ａ／Ｄ変換する必要があり、例えば中心周波数が５ＭＨ
ｚの超音波信号をＡ／Ｄ変換する場合には、４０ＭＨｚ
以上のサンプリング周波数が必要になるため、多ビット
のＡ／Ｄコンバータを採用することが難しい。例えば、
アナログデバイセズ社から市販されている高速Ａ／Ｄコ
ンバータ ＡＤ９０４０Ａでは、４０ＭＨｚサンプリン
グ，１０ビットであるが、このＩＣで表現できるダイナ
ミックレンジは６０ｄＢまでである。
基づいて超音波断層像を構築する超音波診断装置におい
ては、振動子アレイからの各アナログ受信信号を高速に
Ａ／Ｄ変換する必要があり、例えば中心周波数が５ＭＨ
ｚの超音波信号をＡ／Ｄ変換する場合には、４０ＭＨｚ
以上のサンプリング周波数が必要になるため、多ビット
のＡ／Ｄコンバータを採用することが難しい。例えば、
アナログデバイセズ社から市販されている高速Ａ／Ｄコ
ンバータ ＡＤ９０４０Ａでは、４０ＭＨｚサンプリン
グ，１０ビットであるが、このＩＣで表現できるダイナ
ミックレンジは６０ｄＢまでである。
【０００６】このため、かかるＩＣを用いて組織反射強
度を表すには、ダイナミックレンジがぎりぎりで、余裕
がないため、十分な性能を引き出すことができないとい
う問題がある。また、血流速度を検出するようなシステ
ムにおいては、ダイナミックレンジが完全に不足するた
め、デジタル信号の合成により超音波断層像の構築を行
う手法自体を採用することができないという問題があ
る。
度を表すには、ダイナミックレンジがぎりぎりで、余裕
がないため、十分な性能を引き出すことができないとい
う問題がある。また、血流速度を検出するようなシステ
ムにおいては、ダイナミックレンジが完全に不足するた
め、デジタル信号の合成により超音波断層像の構築を行
う手法自体を採用することができないという問題があ
る。
【０００７】この発明は、上述した従来の問題点に着目
してなされたもので、超音波のアナログ受信信号をＡ／
Ｄ変換して得られるデジタルデータを合成して超音波断
層像を構築するにあたって、超音波信号のダイナミック
レンジを有効に拡大できるよう適切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。
してなされたもので、超音波のアナログ受信信号をＡ／
Ｄ変換して得られるデジタルデータを合成して超音波断
層像を構築するにあたって、超音波信号のダイナミック
レンジを有効に拡大できるよう適切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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、超音波パルスを生体に発射し、その
生体からの反射波の受信信号をＡ／Ｄ変換して得られる
デジタルデータを合成して超音波断層像を得るようにし
た超音波診断装置において、前記Ａ／Ｄ変換されたデジ
タルデータを一方の入力端に受ける加算器と、前記受信
信号のＡ／Ｄ変換された時系列データを格納するだけの
容量を有するＦＩＦＯメモリとを有し、前記加算器の出
力端を前記ＦＩＦＯメモリの入力端に、前記ＦＩＦＯメ
モリの出力端を前記加算器の他方の入力端にそれぞれ接
続し、前記超音波パルスの送信シーケンスに同期して、
前記ＦＩＦＯメモリのデータ内容を累算してダイナミッ
クレンジを拡張する手段を設ける。
め、この発明では、超音波パルスを生体に発射し、その
生体からの反射波の受信信号をＡ／Ｄ変換して得られる
デジタルデータを合成して超音波断層像を得るようにし
た超音波診断装置において、前記Ａ／Ｄ変換されたデジ
タルデータを一方の入力端に受ける加算器と、前記受信
信号のＡ／Ｄ変換された時系列データを格納するだけの
容量を有するＦＩＦＯメモリとを有し、前記加算器の出
力端を前記ＦＩＦＯメモリの入力端に、前記ＦＩＦＯメ
モリの出力端を前記加算器の他方の入力端にそれぞれ接
続し、前記超音波パルスの送信シーケンスに同期して、
前記ＦＩＦＯメモリのデータ内容を累算してダイナミッ
クレンジを拡張する手段を設ける。
【０００９】
【作用】かかる構成において、Ａ／Ｄ変換されたデジタ
ルデータは加算器を経てＦＩＦＯメモリに供給され、こ
のＦＩＦＯメモリの出力は、加算器の他方の入力端に戻
されて、該加算器においてその一方の入力端に供給され
るＡ／Ｄ変換されたデジタルデータと加算されて再びＦ
ＩＦＯメモリに入力されるので、ＦＩＦＯメモリの内容
は、超音波パルスの送信シーケンスに同期して更新され
ることになる。この結果、受信信号のＡ／Ｄ変換された
時系列データは、２倍、３倍と大きくなるので、ダイナ
ミックレンジを拡大することが可能となる。
ルデータは加算器を経てＦＩＦＯメモリに供給され、こ
のＦＩＦＯメモリの出力は、加算器の他方の入力端に戻
されて、該加算器においてその一方の入力端に供給され
るＡ／Ｄ変換されたデジタルデータと加算されて再びＦ
ＩＦＯメモリに入力されるので、ＦＩＦＯメモリの内容
は、超音波パルスの送信シーケンスに同期して更新され
ることになる。この結果、受信信号のＡ／Ｄ変換された
時系列データは、２倍、３倍と大きくなるので、ダイナ
ミックレンジを拡大することが可能となる。
【００１０】一方、超音波診断装置において、生体組織
からの超音波の反射波は、組織中で生じる減衰の影響に
より、振動子に近い部分では反射強度が大きく、振動子
から遠ざかるに従って反射強度が小さくなる。この減衰
の影響を軽減するため、一般には、受信信号を増幅する
増幅器のゲインを、超音波の伝搬時間とともに大きくす
るＳＴＣ回路が組み込まれている。このＳＴＣ回路とし
て、例えば、特開昭６３−４６１３９号公報には、数個
のスライドボリュームでの設定値をＡ／Ｄコンバータで
デジタルデータに変換し、そのデータに基づいてデジタ
ル処理による線形補間回路で設定値間のデータ補間を行
った後、Ｄ／Ａコンバータでアナログ値に変換すること
により、増幅器のゲインを制御するＳＴＣ電圧を得るよ
うにしたものが提案されている。
からの超音波の反射波は、組織中で生じる減衰の影響に
より、振動子に近い部分では反射強度が大きく、振動子
から遠ざかるに従って反射強度が小さくなる。この減衰
の影響を軽減するため、一般には、受信信号を増幅する
増幅器のゲインを、超音波の伝搬時間とともに大きくす
るＳＴＣ回路が組み込まれている。このＳＴＣ回路とし
て、例えば、特開昭６３−４６１３９号公報には、数個
のスライドボリュームでの設定値をＡ／Ｄコンバータで
デジタルデータに変換し、そのデータに基づいてデジタ
ル処理による線形補間回路で設定値間のデータ補間を行
った後、Ｄ／Ａコンバータでアナログ値に変換すること
により、増幅器のゲインを制御するＳＴＣ電圧を得るよ
うにしたものが提案されている。
【００１１】しかし、かかる従来のＳＴＣ回路では、Ａ
／Ｄコンバータ、デジタルの線形補間回路、Ｄ／Ａコン
バータ等を必要とするため、回路構成が複雑になると共
に、高価になるという問題がある。
／Ｄコンバータ、デジタルの線形補間回路、Ｄ／Ａコン
バータ等を必要とするため、回路構成が複雑になると共
に、高価になるという問題がある。
【００１２】この発明の他の目的は、構成を簡単にで
き、しかも安価にできる超音波診断装置に用いるＳＴＣ
回路を提供しようとするものである。
き、しかも安価にできる超音波診断装置に用いるＳＴＣ
回路を提供しようとするものである。
【００１３】このため、この発明では、超音波受信信号
を増幅する増幅器のゲインを制御するＳＴＣ信号を発生
する超音波診断装置に用いるＳＴＣ回路において、複数
の電圧を任意に設定する複数個の調整ボリュームと、こ
れら調整ボリュームで設定された電圧をアナログ的に補
間する複数個の分圧抵抗と、前記調整ボリュームおよび
分圧抵抗で発生される電圧を超音波の送信タイミングに
同期したクロックで切り替えるマルチプレクサと、この
マルチプレクサの出力を滑らかにするローパスフィルタ
とを有し、このローパスフィルタの出力を前記ＳＴＣ信
号として前記増幅器に出力するよう構成する。
を増幅する増幅器のゲインを制御するＳＴＣ信号を発生
する超音波診断装置に用いるＳＴＣ回路において、複数
の電圧を任意に設定する複数個の調整ボリュームと、こ
れら調整ボリュームで設定された電圧をアナログ的に補
間する複数個の分圧抵抗と、前記調整ボリュームおよび
分圧抵抗で発生される電圧を超音波の送信タイミングに
同期したクロックで切り替えるマルチプレクサと、この
マルチプレクサの出力を滑らかにするローパスフィルタ
とを有し、このローパスフィルタの出力を前記ＳＴＣ信
号として前記増幅器に出力するよう構成する。
【００１４】かかるＳＴＣ回路では、調整ボリュームで
設定された電圧が複数個の分圧抵抗でアナログ的に補間
され、その補間された電圧がマルチプレクサにより切り
替えられ、ローパスフィルタを経てＳＴＣ信号として出
力される。したがって、従来のデジタル処理によりＳＴ
Ｃ電圧を得るものに比べて、回路構成を簡単にできると
共に、安価にできる。
設定された電圧が複数個の分圧抵抗でアナログ的に補間
され、その補間された電圧がマルチプレクサにより切り
替えられ、ローパスフィルタを経てＳＴＣ信号として出
力される。したがって、従来のデジタル処理によりＳＴ
Ｃ電圧を得るものに比べて、回路構成を簡単にできると
共に、安価にできる。
【００１５】
【実施例】図１は、この発明の一実施例を示すものであ
る。この超音波診断装置は、多数の振動素子２−１〜２
−ｎを有する振動子アレイ１、振動素子を切り替えるた
めのマルチプレクサ４、各部の動作を制御するためのタ
イミング回路５、送信パルサ６、受信増幅部７、ＳＴＣ
設定部８、ＳＴＣコントロール回路９、バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）１０、Ａ／Ｄコンバータ１１、ダイナミ
ックレンジ拡張回路１２、開口合成演算回路１５および
表示器１６を具える。
る。この超音波診断装置は、多数の振動素子２−１〜２
−ｎを有する振動子アレイ１、振動素子を切り替えるた
めのマルチプレクサ４、各部の動作を制御するためのタ
イミング回路５、送信パルサ６、受信増幅部７、ＳＴＣ
設定部８、ＳＴＣコントロール回路９、バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）１０、Ａ／Ｄコンバータ１１、ダイナミ
ックレンジ拡張回路１２、開口合成演算回路１５および
表示器１６を具える。
【００１６】この実施例では、まずタイミング回路５の
制御のもとに、マルチプレクサ４を切り替えて振動素子
２−ｉを選択し、その状態で送信パルサ６から駆動パル
スを発生させ、この駆動パルスをマルチプレクサ４を経
て振動素子２−ｉに印加して超音波パルス波面３を発生
する。この超音波パルス波面３による生体組織からの反
射波は、振動素子２−ｉで電気信号に変換してマルチプ
レクサ４を経て受信増幅部７に供給し、ここで適切な振
幅に増幅した後、バンドパスフィルタ１０で不要な帯域
外の成分を除去してからＡ／Ｄコンバータ１１でデジタ
ル信号に変換する。
制御のもとに、マルチプレクサ４を切り替えて振動素子
２−ｉを選択し、その状態で送信パルサ６から駆動パル
スを発生させ、この駆動パルスをマルチプレクサ４を経
て振動素子２−ｉに印加して超音波パルス波面３を発生
する。この超音波パルス波面３による生体組織からの反
射波は、振動素子２−ｉで電気信号に変換してマルチプ
レクサ４を経て受信増幅部７に供給し、ここで適切な振
幅に増幅した後、バンドパスフィルタ１０で不要な帯域
外の成分を除去してからＡ／Ｄコンバータ１１でデジタ
ル信号に変換する。
【００１７】受信増幅部７への入力信号は、超音波パル
スの伝搬距離とともに減衰し、また観測している患部臓
器や被検者の特質による超音波の減衰率によっても異な
るため、適切な振幅の受信信号を出力し得るように、Ｓ
ＴＣ設定部８で減衰率の変化を補償する補正値を設定
し、その設定された補正値に基づいてＳＴＣコントロー
ル回路９からＳＴＣ電圧を発生させて、受信増幅部７の
ゲインを制御する。
スの伝搬距離とともに減衰し、また観測している患部臓
器や被検者の特質による超音波の減衰率によっても異な
るため、適切な振幅の受信信号を出力し得るように、Ｓ
ＴＣ設定部８で減衰率の変化を補償する補正値を設定
し、その設定された補正値に基づいてＳＴＣコントロー
ル回路９からＳＴＣ電圧を発生させて、受信増幅部７の
ゲインを制御する。
【００１８】図２は、ＳＴＣ設定部８およびＳＴＣコン
トロール回路９の回路構成を示すものである。ＳＴＣ設
定部８は、減衰率の変化を補償する補正値を設定するた
めに、その設定部パネル面に取り付けられた複数の分圧
用のスライドボリューム８１−１〜８１−６を有する。
また、ＳＴＣコントロール回路９は、ＳＴＣ設定部８の
スライドボリューム８１−１〜８１−６での分圧電圧を
さらに分圧する分圧抵抗９１−１〜９１−２０と、その
分圧電圧を選択するマルチプレクサ９２と、マルチプレ
クサ９２のアナログ出力端に接続したバッファ９３と、
バッファ９３の出力端に接続したローパスフィルタ９４
と、マルチプレクサ９２を制御するカウンタ９５とを有
する。
トロール回路９の回路構成を示すものである。ＳＴＣ設
定部８は、減衰率の変化を補償する補正値を設定するた
めに、その設定部パネル面に取り付けられた複数の分圧
用のスライドボリューム８１−１〜８１−６を有する。
また、ＳＴＣコントロール回路９は、ＳＴＣ設定部８の
スライドボリューム８１−１〜８１−６での分圧電圧を
さらに分圧する分圧抵抗９１−１〜９１−２０と、その
分圧電圧を選択するマルチプレクサ９２と、マルチプレ
クサ９２のアナログ出力端に接続したバッファ９３と、
バッファ９３の出力端に接続したローパスフィルタ９４
と、マルチプレクサ９２を制御するカウンタ９５とを有
する。
【００１９】カウンタ９５のＣＬＲ端子およびＣＫ端子
には、それぞれタイミング回路５からの図３（ａ）に示
すＴＸトリガおよび図３（ｂ）に示すＳＴＣクロックを
供給し、これによりカウンタ９５において、駆動パルス
に同期して発生されるＴＸトリガによりＳＴＣクロック
をカウントし、そのカウント出力をマルチプレクサ９２
の選択制御端子に供給する。また、スライドボリューム
８１−１〜８１−６には、電源Ｖｃｃを印加して、各摺
動端子において分圧した電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，
Ｖ５およびＶ６を設定し、これらの設定電圧をＳＴＣコ
ントロール回路９において、分圧抵抗９１−１〜９１−
２０でさらに分圧して、マルチプレクサ９２のアナログ
入力端に印加する。
には、それぞれタイミング回路５からの図３（ａ）に示
すＴＸトリガおよび図３（ｂ）に示すＳＴＣクロックを
供給し、これによりカウンタ９５において、駆動パルス
に同期して発生されるＴＸトリガによりＳＴＣクロック
をカウントし、そのカウント出力をマルチプレクサ９２
の選択制御端子に供給する。また、スライドボリューム
８１−１〜８１−６には、電源Ｖｃｃを印加して、各摺
動端子において分圧した電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，
Ｖ５およびＶ６を設定し、これらの設定電圧をＳＴＣコ
ントロール回路９において、分圧抵抗９１−１〜９１−
２０でさらに分圧して、マルチプレクサ９２のアナログ
入力端に印加する。
【００２０】したがって、分圧抵抗９１−１〜９１−２
０の各抵抗値が等しいものとすれば、マルチプレクサ９
２のアナログ入力端での電圧は、図２の上から下に、Ｖ
１，（３×Ｖ１＋Ｖ２）／４，（２×Ｖ１＋２×Ｖ２）
／４，（Ｖ１＋３×Ｖ２）／４，Ｖ２，・・・，（Ｖ５
＋３×Ｖ６）／４，Ｖ６となる。ただし、この分圧関係
式が成立するのは、マルチプレクサ９２のアナログ入力
端に流れ込む電流がほとんどゼロの場合であるため、マ
ルチプレクサ９２のアナログ出力端に高入力インピーダ
ンスのバッファ９３を接続する。
０の各抵抗値が等しいものとすれば、マルチプレクサ９
２のアナログ入力端での電圧は、図２の上から下に、Ｖ
１，（３×Ｖ１＋Ｖ２）／４，（２×Ｖ１＋２×Ｖ２）
／４，（Ｖ１＋３×Ｖ２）／４，Ｖ２，・・・，（Ｖ５
＋３×Ｖ６）／４，Ｖ６となる。ただし、この分圧関係
式が成立するのは、マルチプレクサ９２のアナログ入力
端に流れ込む電流がほとんどゼロの場合であるため、マ
ルチプレクサ９２のアナログ出力端に高入力インピーダ
ンスのバッファ９３を接続する。
【００２１】この実施例では、超音波の駆動パルスに同
期して、マルチプレクサ９２のアナログ入力端をカウン
タ９５のカウント値により、図２において上から下に切
り替えて、マルチプレクサ９２のアナログ出力端から、
図３（ｃ）に示すような階段状の電圧波形を得、このマ
ルチプレクサ９２の出力を、バッファ９３およびローパ
スフィルタ９４を経て、ＳＴＣ電圧として図１に示す受
信増幅部７のゲイン制御端子に供給する。
期して、マルチプレクサ９２のアナログ入力端をカウン
タ９５のカウント値により、図２において上から下に切
り替えて、マルチプレクサ９２のアナログ出力端から、
図３（ｃ）に示すような階段状の電圧波形を得、このマ
ルチプレクサ９２の出力を、バッファ９３およびローパ
スフィルタ９４を経て、ＳＴＣ電圧として図１に示す受
信増幅部７のゲイン制御端子に供給する。
【００２２】このように、ＳＴＣ設定部８での設定値を
ＳＴＣコントロール回路９の分圧抵抗９１−１〜９１−
２０で補間すれば、ＳＴＣ設定部８での設定値が６点で
あっても、図３（ｄ）に示すような観測深度に応じた滑
らかなカーブ状のＳＴＣ電圧を得ることができる。した
がって、このＳＴＣ電圧で受信増幅部７のゲインを制御
すれば、観測深度の違いによる受信信号のレベル変化を
ほとんどなくすことができるので、図１においてＡ／Ｄ
コンバータ１１の入力をほぼ一定の大きさとすることが
でき、したがってＡ／Ｄコンバータ１１におけるダイナ
ミックレンジを有効に活用することができる。
ＳＴＣコントロール回路９の分圧抵抗９１−１〜９１−
２０で補間すれば、ＳＴＣ設定部８での設定値が６点で
あっても、図３（ｄ）に示すような観測深度に応じた滑
らかなカーブ状のＳＴＣ電圧を得ることができる。した
がって、このＳＴＣ電圧で受信増幅部７のゲインを制御
すれば、観測深度の違いによる受信信号のレベル変化を
ほとんどなくすことができるので、図１においてＡ／Ｄ
コンバータ１１の入力をほぼ一定の大きさとすることが
でき、したがってＡ／Ｄコンバータ１１におけるダイナ
ミックレンジを有効に活用することができる。
【００２３】図１において、Ａ／Ｄコンバータ１１でデ
ジタル化したデータは、ダイナミックレンジ拡張回路１
２に供給して受信データの加算処理を行い、これにより
等価的にビット幅の拡張およびＳ／Ｎを向上させる。こ
のダイナミックレンジ拡張回路１２には、加算器１３
と、１音線分のデータを格納するだけの容量を持つＦＩ
ＦＯメモリ１４とを設け、Ａ／Ｄコンバータ１１のデジ
タルデータを加算器１３に供給してその出力をＦＩＦＯ
メモリ１４に供給し、さらにこのＦＩＦＯメモリ１４の
出力を加算器１３に供給してＡ／Ｄコンバータ１１のデ
ジタルデータと加算し、その加算出力をＦＩＦＯメモリ
１４に供給するように、ＦＩＦＯメモリ１４を介したル
ープ状に構成する。
ジタル化したデータは、ダイナミックレンジ拡張回路１
２に供給して受信データの加算処理を行い、これにより
等価的にビット幅の拡張およびＳ／Ｎを向上させる。こ
のダイナミックレンジ拡張回路１２には、加算器１３
と、１音線分のデータを格納するだけの容量を持つＦＩ
ＦＯメモリ１４とを設け、Ａ／Ｄコンバータ１１のデジ
タルデータを加算器１３に供給してその出力をＦＩＦＯ
メモリ１４に供給し、さらにこのＦＩＦＯメモリ１４の
出力を加算器１３に供給してＡ／Ｄコンバータ１１のデ
ジタルデータと加算し、その加算出力をＦＩＦＯメモリ
１４に供給するように、ＦＩＦＯメモリ１４を介したル
ープ状に構成する。
【００２４】図４は、このダイナミックレンジ拡張回路
１２の動作原理を説明するためのタイミング図で、図４
（ａ）は駆動パルスを発生させるための送信パルスのタ
イミング図、図４（ｂ）はＦＩＦＯメモリ１４の内部に
格納される受信データ内容を示す。このダイナミックレ
ンジ拡張回路１２では、１回目の送信シーケンスで受信
データが時系列信号としてＦＩＦＯメモリ１４に格納さ
れる。次の２回目の送信シーケンスでは、ＦＩＦＯメモ
リ１４から出力される１回目の時系列信号と、２回目の
受信信号が加算器１３で加算され、その加算結果が再び
ＦＩＦＯメモリ１４に加算される。
１２の動作原理を説明するためのタイミング図で、図４
（ａ）は駆動パルスを発生させるための送信パルスのタ
イミング図、図４（ｂ）はＦＩＦＯメモリ１４の内部に
格納される受信データ内容を示す。このダイナミックレ
ンジ拡張回路１２では、１回目の送信シーケンスで受信
データが時系列信号としてＦＩＦＯメモリ１４に格納さ
れる。次の２回目の送信シーケンスでは、ＦＩＦＯメモ
リ１４から出力される１回目の時系列信号と、２回目の
受信信号が加算器１３で加算され、その加算結果が再び
ＦＩＦＯメモリ１４に加算される。
【００２５】ＦＩＦＯメモリ１４は、回路ブロック間の
タイミング調整によく用いられるもので、先に入れたデ
ータを先に出力するので、このＦＩＦＯメモリ１４と加
算器１３とを用いれば、読み出し、書き込みのタイミン
グを、送信タイミングと完全に同期させることにより、
送信後の同一時間経過後に存在する１回目と２回目との
受信データ同士を同期加算することができる。
タイミング調整によく用いられるもので、先に入れたデ
ータを先に出力するので、このＦＩＦＯメモリ１４と加
算器１３とを用いれば、読み出し、書き込みのタイミン
グを、送信タイミングと完全に同期させることにより、
送信後の同一時間経過後に存在する１回目と２回目との
受信データ同士を同期加算することができる。
【００２６】このようにして、３回目、４回目の送信に
同期して累算していけば、最終的に４回の送信シーケン
スで４倍の受信信号が得られ、Ｓ／Ｎが２倍に向上す
る。ただし、この４回の送信を行っている間は、受信信
号の質を同じにするために、振動素子２−ｉを切り替え
ることは好ましくない。したがって、全体のシーケンス
としては、４回毎の送信に対して振動素子２−ｉを切り
替える。
同期して累算していけば、最終的に４回の送信シーケン
スで４倍の受信信号が得られ、Ｓ／Ｎが２倍に向上す
る。ただし、この４回の送信を行っている間は、受信信
号の質を同じにするために、振動素子２−ｉを切り替え
ることは好ましくない。したがって、全体のシーケンス
としては、４回毎の送信に対して振動素子２−ｉを切り
替える。
【００２７】図１において、ダイナミックレンジ拡張回
路１２の出力は、開口合成演算回路１５に供給し、ここ
で各振動素子に対する音線データに基づいて開口合成処
理を行い、所定空間の反射強度を求める。この実施例で
は、この開口合成演算回路１５における開口合成の演算
アルゴリズムとして、「Delay and Sum 」と呼ばれてい
るものを用いる。この演算アルゴリズムは、合成しよう
とする焦点と、各振動素子との空間距離に応じた送信か
らの遅れ時間を調整して、各振動素子で得られる波面信
号を加算することにより、合成しようとする焦点の反射
強度を得るものである。このため、この実施例では、開
口合成演算回路１５において、各振動素子の音線データ
を対応するメモリに格納し、これらメモリに格納された
多数のデータを用いて合成処理を行う。
路１２の出力は、開口合成演算回路１５に供給し、ここ
で各振動素子に対する音線データに基づいて開口合成処
理を行い、所定空間の反射強度を求める。この実施例で
は、この開口合成演算回路１５における開口合成の演算
アルゴリズムとして、「Delay and Sum 」と呼ばれてい
るものを用いる。この演算アルゴリズムは、合成しよう
とする焦点と、各振動素子との空間距離に応じた送信か
らの遅れ時間を調整して、各振動素子で得られる波面信
号を加算することにより、合成しようとする焦点の反射
強度を得るものである。このため、この実施例では、開
口合成演算回路１５において、各振動素子の音線データ
を対応するメモリに格納し、これらメモリに格納された
多数のデータを用いて合成処理を行う。
【００２８】このように、開口合成法は、送信／受信を
行う振動素子を切り替えながら、各振動素子に対する音
線データを逐次メモリに格納し、その後、メモリに蓄積
された数多くのデータを用いて合成処理を行って所定空
間の反射強度を求めるので、従来の遅延回路を用いたビ
ーム合成法のように、一度にたくさんの振動素子を用い
て超音波の送信／受信を行うものとは異なる。また、こ
の開口合成法は、送信／受信シーケンスを多数回行った
後、映像化するという見地からすれば、一種の時分割処
理であるといえる。
行う振動素子を切り替えながら、各振動素子に対する音
線データを逐次メモリに格納し、その後、メモリに蓄積
された数多くのデータを用いて合成処理を行って所定空
間の反射強度を求めるので、従来の遅延回路を用いたビ
ーム合成法のように、一度にたくさんの振動素子を用い
て超音波の送信／受信を行うものとは異なる。また、こ
の開口合成法は、送信／受信シーケンスを多数回行った
後、映像化するという見地からすれば、一種の時分割処
理であるといえる。
【００２９】以上のようにして、開口合成演算回路１５
で合成した映像信号は、図１に示す表示器１６に供給し
て超音波断層像として表示する。
で合成した映像信号は、図１に示す表示器１６に供給し
て超音波断層像として表示する。
【００３０】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、ダイナミックレンジ拡張回路１２にお
いては、４回の送信シーケンスにおける受信信号を累算
するようにしたが、受信信号波形の同時性が成立する範
囲であれば、加算シーケンスの回数を任意に設定するこ
とができる。また、ＳＴＣ設定部８では６個のスライド
ボリュームで電圧を設定し、その設定電圧間をＳＴＣコ
ントロール回路９でそれぞれ４個の分圧抵抗で分圧して
補間するようにしたが、設定電圧の設定数およびその各
設定電圧間の補間数は任意に設定することができる。
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、ダイナミックレンジ拡張回路１２にお
いては、４回の送信シーケンスにおける受信信号を累算
するようにしたが、受信信号波形の同時性が成立する範
囲であれば、加算シーケンスの回数を任意に設定するこ
とができる。また、ＳＴＣ設定部８では６個のスライド
ボリュームで電圧を設定し、その設定電圧間をＳＴＣコ
ントロール回路９でそれぞれ４個の分圧抵抗で分圧して
補間するようにしたが、設定電圧の設定数およびその各
設定電圧間の補間数は任意に設定することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明では、受信信号
のＡ／Ｄ変換した時系列信号を、加算器とＦＩＦＯメモ
リとを用いて複数加算してダイナミックレンジを拡張す
るようにしたので、血流からの反射信号等の微弱な信号
を扱うことができると共に、ドプラ情報を抽出すること
も可能となる。
のＡ／Ｄ変換した時系列信号を、加算器とＦＩＦＯメモ
リとを用いて複数加算してダイナミックレンジを拡張す
るようにしたので、血流からの反射信号等の微弱な信号
を扱うことができると共に、ドプラ情報を抽出すること
も可能となる。
【００３２】また、上述した実施例によれば、受信信号
を増幅する増幅器のゲインを、ＳＴＣ電圧により深度と
ともに変化させるようにしたので、受信信号をＡ／Ｄ変
換する入力信号レベルを適切な大きさとすることがで
き、したがってダイナミックレンジを有効に活かすこと
ができる。
を増幅する増幅器のゲインを、ＳＴＣ電圧により深度と
ともに変化させるようにしたので、受信信号をＡ／Ｄ変
換する入力信号レベルを適切な大きさとすることがで
き、したがってダイナミックレンジを有効に活かすこと
ができる。
【００３３】さらに、上述した実施例によれば、調整ボ
リュームで設定した電圧を複数個の分圧抵抗でアナログ
的に補間し、その補間された電圧をマルチプレクサによ
り送信タイミングに同期して切り替え、このマルチプレ
クサの出力をローパスフィルタを経て取り出して、受信
信号を増幅する増幅器のゲインを制御するＳＴＣ信号を
得るようにしたので、簡単かつ安価な構成で、調整ボリ
ュームでの設定電圧間を滑らかに補間した良好なＳＴＣ
信号を得ることができる。
リュームで設定した電圧を複数個の分圧抵抗でアナログ
的に補間し、その補間された電圧をマルチプレクサによ
り送信タイミングに同期して切り替え、このマルチプレ
クサの出力をローパスフィルタを経て取り出して、受信
信号を増幅する増幅器のゲインを制御するＳＴＣ信号を
得るようにしたので、簡単かつ安価な構成で、調整ボリ
ュームでの設定電圧間を滑らかに補間した良好なＳＴＣ
信号を得ることができる。
【図１】この発明の一実施例を示す図である
【図２】図１に示すＳＴＣ設定部およびＳＴＣコントロ
ール回路の一例の回路構成を示す図である。
ール回路の一例の回路構成を示す図である。
【図３】図２の動作を説明するための信号波形図であ
る。
る。
【図４】図１に示すダイナミックレンジ拡張回路の動作
を説明するための図である。
を説明するための図である。
１ 振動子アレイ ２−１〜２−ｎ 振動素子 ４ マルチプレクサ ５ タイミング回路 ６ 送信パルサ ７ 受信増幅部 ８ ＳＴＣ設定部 ９ ＳＴＣコントロール回路 １０ バンドパスフィルタ １１ Ａ／Ｄコンバータ １２ ダイナミックレンジ拡張回路 １３ 加算器 １４ ＦＩＦＯメモリ １５ 開口合成演算回路 １６ 表示器
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波パルスを生体に発射し、その生体
からの反射波の受信信号をＡ／Ｄ変換して得られるデジ
タルデータを合成して超音波断層像を得るようにした超
音波診断装置において、 前記Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータを一方の入力端に
受ける加算器と、前記受信信号のＡ／Ｄ変換された時系
列データを格納するだけの容量を有するＦＩＦＯメモリ
とを有し、前記加算器の出力端を前記ＦＩＦＯメモリの
入力端に、前記ＦＩＦＯメモリの出力端を前記加算器の
他方の入力端にそれぞれ接続し、前記超音波パルスの送
信シーケンスに同期して、前記ＦＩＦＯメモリのデータ
内容を累算してダイナミックレンジを拡張する手段を設
けた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 |
|---|---|---|---|
| JP5318420A JPH07171152A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318420A JPH07171152A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07171152A true JPH07171152A (ja) | 1995-07-11 |
Family
ID=18098960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318420A Withdrawn JPH07171152A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07171152A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100488861B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2005-05-11 | 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 | 고속 ａ/ｄ 변환 신호 처리기, ｍｒｉ 장치 및 ｒｆ 수신기 회로 |
| CN100441150C (zh) * | 2004-06-02 | 2008-12-10 | 松下电器产业株式会社 | 超声波诊断装置 |
| JP2010099110A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Canon Inc | 超音波診断装置 |
| JP2014147784A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| WO2016084220A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | キヤノン株式会社 | 超音波プローブ、及びそれを備えた情報取得装置 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5318420A patent/JPH07171152A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100488861B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2005-05-11 | 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 | 고속 ａ/ｄ 변환 신호 처리기, ｍｒｉ 장치 및 ｒｆ 수신기 회로 |
| CN100441150C (zh) * | 2004-06-02 | 2008-12-10 | 松下电器产业株式会社 | 超声波诊断装置 |
| US8403853B2 (en) | 2004-06-02 | 2013-03-26 | Panasonic Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP2010099110A (ja) * | 2008-10-21 | 2010-05-06 | Canon Inc | 超音波診断装置 |
| JP2014147784A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| WO2016084220A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | キヤノン株式会社 | 超音波プローブ、及びそれを備えた情報取得装置 |
| JPWO2016084220A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2017-10-19 | キヤノン株式会社 | 超音波プローブ、及びそれを備えた情報取得装置 |
| US10502713B2 (en) | 2014-11-28 | 2019-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Ultrasound probe and information acquisition device including ultrasound probe |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |