JPH07178081A - Ultrasonographic diagnostic system and signal processing method therefor - Google Patents
Ultrasonographic diagnostic system and signal processing method thereforInfo
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- JPH07178081A JPH07178081A JP32256993A JP32256993A JPH07178081A JP H07178081 A JPH07178081 A JP H07178081A JP 32256993 A JP32256993 A JP 32256993A JP 32256993 A JP32256993 A JP 32256993A JP H07178081 A JPH07178081 A JP H07178081A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は生体内に超音波パルスを
発射し、その反射波信号を処理し生体画像として表示
し、医学診断に供する超音波診断装置およびその信号処
理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for emitting an ultrasonic pulse into a living body, processing the reflected wave signal thereof and displaying it as a living body image for medical diagnosis, and a signal processing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】超音波パルスを被検体である生体中に発
振し、その反射波信号を処理し生体画像として表示する
超音波診断装置は広く普及し、現在では医学診断上不可
欠の装置となっている。2. Description of the Related Art Ultrasound diagnostic equipment that oscillates ultrasonic pulses in a living body as a subject, processes the reflected wave signal and displays it as a living body image has become widespread, and is now an indispensable device for medical diagnosis. ing.
【0003】超音波診断装置は、超音波ビームの走査方
法により、電子走査方式と機械走査方式に大別される。
この種の超音波診断装置では電子走査方式が主流を占め
ているが、乳腺,甲状腺等の体表臓器の診断には大口径
アニュラアレイ振動子を機械的に走査する方式が優れて
いる。円環振動子を組み合せた大口径アニュラアレイ振
動子を機械的に走査する方式は、超音波ビームを軸対称
に強く集束できる特徴を備え、高分解能な超音波画像が
得られる。The ultrasonic diagnostic apparatus is roughly classified into an electronic scanning system and a mechanical scanning system according to the scanning method of the ultrasonic beam.
In this type of ultrasonic diagnostic apparatus, the electronic scanning method is predominant, but the method of mechanically scanning a large-diameter annular array transducer is excellent for diagnosing body surface organs such as the mammary gland and thyroid. The method of mechanically scanning a large-diameter annular array transducer combined with a circular transducer has a feature that an ultrasonic beam can be strongly focused in axial symmetry, and a high-resolution ultrasonic image can be obtained.
【0004】しかしながら、大口径アニュラアレイ振動
子の機械的走査は、アニュラアレイ振動子を回転あるい
は並進運動させて中心軸方向を移動させる必要があるた
め、被検体である生体の表面(体表)と振動子との間
に、超音波減衰が少なくかつ粘性抵抗の小さな水等の液
体の介在が必要となり、必然的に液体を収容する密閉容
器も必要となる。密閉容器のうち、生体表面に接する部
分は超音波ビームが通過する部分で、通常薄い膜状物質
で形成される。However, mechanical scanning of a large-diameter annular array oscillator requires rotation or translation of the annular array oscillator to move in the direction of the central axis, and therefore the surface (body surface) of the living body to be examined. It is necessary to interpose a liquid such as water, which has low ultrasonic attenuation and low viscous resistance, between the oscillator and the vibrator, and inevitably a closed container for containing the liquid is also required. The portion of the closed container that is in contact with the surface of the living body is the portion through which the ultrasonic beam passes, and is usually formed of a thin film material.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】密閉容器の膜状物質を
生体表面に接した状態でアニュラアレイ振動子から超音
波パルスを発振させると、膜状物質や生体表面(体表)
部分からの超音波の反射が、減衰の少ない液体中を反復
反射する、いわゆる多重反射が生じ、この多重反射によ
る多重エコーが超音波画像である生体組織画像内に表示
されてアーチファクトとなり、鮮明な超音波画像を得る
上で支障となっていた。When an ultrasonic pulse is oscillated from the annular array transducer while the film-like substance in the closed container is in contact with the surface of the living body, the film-like substance or the surface of the living body (body surface) is generated.
The reflection of ultrasonic waves from a part is repeatedly reflected in a liquid with little attenuation, so-called multiple reflection occurs, and multiple echoes due to this multiple reflection are displayed in the biological tissue image which is an ultrasonic image and become an artifact, which is clear. It was a hindrance in obtaining an ultrasonic image.
【0006】超音波診断により得られる生体組織画像に
アーチファクトの影響を取り除くために、液体部の距離
(振動子と膜状物質間の長さ、以後、スタンドオフとい
う。)を充分に長くとるように設計される。スタンドオ
フは振動子口径が大きい程、また生体深部まで観測しよ
うとする程大きくなる。In order to remove the influence of artifacts on the biological tissue image obtained by ultrasonic diagnosis, the distance of the liquid portion (the length between the oscillator and the membranous substance, hereinafter referred to as the standoff) is set to be sufficiently long. Designed to. The standoff becomes larger as the diameter of the transducer becomes larger and the deeper the living body is to be observed.
【0007】スタンドオフの影響を考慮した設計では、
多重エコーによるアーチファクトがなく、充分に良好な
超音波診断画像が得られるが、生体表面から深い対象部
位までに観測しようとすると、スタンドオフを観測部位
に合せて長くしなければならず、超音波プローブが大型
で重量物となる他、同じ分解能の超音波診断画像を得る
には、アニュラアレイ振動子をさらに大口径にしなけれ
ばならず、実用化する上で問題があった。In the design considering the effect of standoff,
There are no artifacts due to multiple echoes, and a sufficiently good ultrasonic diagnostic image can be obtained, but when trying to observe from the surface of the living body to a deep target site, the standoff must be lengthened according to the observed site, In addition to the large size and heavy weight of the probe, in order to obtain an ultrasonic diagnostic image with the same resolution, the diameter of the annular array transducer must be increased, which is a problem in practical use.
【0008】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、超音波プローブの小型・軽量化が図れ、多重
エコーによるアーチファクトを取り除き、良好な超音波
診断画像を得ることができる超音波診断装置およびその
信号処理方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances. The ultrasonic probe can be made smaller and lighter, the artifacts due to multiple echoes can be removed, and an excellent ultrasonic diagnostic image can be obtained. An object is to provide a diagnostic device and a signal processing method thereof.
【0009】本発明の他の目的は、スタンドオフを大き
くとる必要がなく、超音波プローブの小型・軽量化が図
れ、操作性を向上させた実用的な超音波診断装置および
その信号処理方法を提供するにある。Another object of the present invention is to provide a practical ultrasonic diagnostic apparatus and a signal processing method therefor which do not require a large standoff, which enables the ultrasonic probe to be reduced in size and weight and which has improved operability. To provide.
【0010】本発明のさらに他の目的は、スタンドオフ
を小さくして方位分解能を向上させ、良好な超音波診断
画像が得られる超音波診断装置およびその信号処理方法
を提供するにある。Still another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a signal processing method therefor capable of obtaining a favorable ultrasonic diagnostic image by reducing the standoff to improve the lateral resolution.
【0011】本発明の別の目的は、多重反射の影響を取
り除き、生体内組織からの超音波反射波のみを歪ませる
ことなく良好な超音波診断画像として表示できる超音波
診断装置およびその信号処理方法を提供するにある。Another object of the present invention is to remove the influence of multiple reflections and to display an ultrasonic diagnostic image as a good ultrasonic diagnostic image without distorting only the ultrasonic reflected waves from the in-vivo tissue and its signal processing. There is a way to provide.
【0012】本発明のさらに別の目的は、小型でコンパ
クトな超音波プローブを用いて生体表面から5cm以上の
深部も観測可能な、実用的な超音波診断装置およびその
信号処理方法を提供するにある。Still another object of the present invention is to provide a practical ultrasonic diagnostic apparatus and a signal processing method therefor capable of observing a depth of 5 cm or more from the surface of a living body by using a small and compact ultrasonic probe. is there.
【0013】本発明のさらにまた別の目的は、アニュラ
アレイ振動子を機械走査し、生体表面に接する膜状物質
の変形や異なる体表組織にも自動的に対応でき、優れた
超音波画像を得ることができる超音波診断装置およびそ
の信号処理方法を提供するにある。Still another object of the present invention is to mechanically scan an annular array oscillator to automatically respond to deformation of a film-like substance in contact with the surface of a living body and different body surface tissues, and to obtain an excellent ultrasonic image. An ultrasonic diagnostic apparatus that can be obtained and a signal processing method thereof are provided.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、上述した課題を解決するために、請求項1に記
載したように、超音波パルスを送受信する超音波トラン
スジューサ、超音波を伝播する液状伝播媒体およびこの
伝播媒体を収容する膜状物質を備えた超音波プローブ
と、この超音波プローブを駆動させる超音波送受信回路
と、超音波プローブで検出された反射波情報を信号処理
する受信信号処理手段と、信号処理された反射波情報を
表示する表示手段とを有し、前記受信信号処理手段は、
超音波トランスジューサから発振された超音波パルスの
反射波情報から膜状物質部分からの膜反射波情報を減算
して生体組織情報を求める処理機能を備えたものであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, as set forth in claim 1, uses an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic pulses and an ultrasonic wave. An ultrasonic probe provided with a propagating liquid propagation medium and a film-like substance containing the propagation medium, an ultrasonic transmission / reception circuit for driving the ultrasonic probe, and signal processing of reflected wave information detected by the ultrasonic probe. It has a reception signal processing means and a display means for displaying the signal-processed reflected wave information, and the reception signal processing means,
It is provided with a processing function of obtaining biological tissue information by subtracting the film reflected wave information from the filmy substance portion from the reflected wave information of the ultrasonic pulse oscillated from the ultrasonic transducer.
【0015】また、上述した課題を解決するために、本
発明に係る超音波診断装置は、請求項1の記載内容に加
えて請求項2に記載したように、受信信号処理手段で信
号処理される膜反射波情報は、超音波トランスジューサ
で1回以上かつ膜状物質部分で2回以上反射された多重
反射波情報であり、また、請求項3に記載したように、
超音波プローブ内にアニュラアレイ型の超音波トランス
ジューサを往復揺回可能に支持する旋回駆動機構を備
え、この旋回駆動機構により機械走査方式の超音波プロ
ーブを構成したり、さらに、請求項4記載したように、
受信信号処理手段は、膜反射波情報を記憶するメモリを
備え、このメモリに予め設定可能な膜反射波情報が記憶
されたり、さらにまた、請求項5に記載したように、受
信信号処理手段は膜反射波情報を直交検波する直交検波
回路を備え、この直交検波回路で膜反射波情報の振幅情
報と位相情報を信号処理したり、さらに、請求項6に記
載したように、受信信号処理手段は、超音波プローブで
検出された第1回目の反射波情報を用いて超音波トラン
スジューサと膜状物質との伝達関数から膜反射波情報を
算出するデジタル信号処理回路を有したり、また請求項
7に記載したように、受信信号処理手段は、超音波プロ
ーブの直前の走査方向の膜状物質部分からの第1回目の
反射波情報を用いて膜反射波情報が演算されるデジタル
信号処理回路を備えたものである。In order to solve the above-mentioned problems, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention is subjected to signal processing by the reception signal processing means as described in claim 2 in addition to the contents described in claim 1. The film reflected wave information is the multiple reflected wave information reflected once or more by the ultrasonic transducer and twice or more by the film-like substance portion, and as described in claim 3,
The ultrasonic probe is provided with a swivel drive mechanism that supports an annular array type ultrasonic transducer so that the ultrasonic transducer can swing back and forth, and the swivel drive mechanism constitutes an ultrasonic probe of a mechanical scanning type. like,
The received signal processing means includes a memory for storing the film reflected wave information, and the film reflected wave information that can be set in advance is stored in the memory. Further, as described in claim 5, the received signal processing means is A quadrature detection circuit for quadrature detecting the film reflected wave information is provided, and the quadrature detection circuit performs signal processing on the amplitude information and the phase information of the film reflected wave information, and further, as described in claim 6, the received signal processing means. Has a digital signal processing circuit for calculating the film reflected wave information from the transfer function of the ultrasonic transducer and the film substance using the first reflected wave information detected by the ultrasonic probe, As described in 7, the received signal processing means is a digital signal processing circuit in which the film reflected wave information is calculated using the first reflected wave information from the film substance portion in the scanning direction immediately before the ultrasonic probe. Equipped Those were.
【0016】さらに、上述した課題を解決するために、
本発明に係る超音波診断装置は、請求項6または7の記
載内容に加えて請求項8に記載したように、デジタル信
号処理回路は、演算された膜反射波情報を、膜状物質部
分からの第1回目の超音波パルスの反射波を受信する時
間の整数倍の時間間隔に調節されて出力され、出力され
た膜反射波情報が超音波パルスの反射波情報から演算器
で差し引かれるように設定したものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems,
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, as described in claim 8 in addition to the contents of claim 6 or 7, the digital signal processing circuit outputs the calculated film reflected wave information from the film substance portion. Is adjusted and output at a time interval that is an integer multiple of the time of receiving the reflected wave of the first ultrasonic pulse of, and the outputted film reflected wave information is subtracted from the reflected wave information of the ultrasonic pulse by a calculator. Is set to.
【0017】さらにまた、上述した課題を解決するため
に、本発明に係る超音波診断装置は、請求項1の記載内
容に加えて、請求項9に記載したように、受信信号処理
手段は、膜反射波情報の振幅および時相の少なくとも一
方を可変にする調整回路を備えたり、また、請求項10
に記載したように、超音波トランスジューサは、アニュ
ラアレイ型超音波振動子を備える一方、液状伝播媒体は
超音波の減衰が少ない水を主成分とし、機械走査方式の
超音波プローブが用いられたものである。Further, in order to solve the above-mentioned problems, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, in addition to the contents described in claim 1, as described in claim 9, the received signal processing means comprises: An adjusting circuit is provided which makes at least one of the amplitude and time phase of the film reflected wave information variable, and
As described in, the ultrasonic transducer is provided with an annular array type ultrasonic transducer, while the liquid propagation medium is mainly composed of water with little attenuation of ultrasonic waves, and a mechanical scanning ultrasonic probe is used. Is.
【0018】また、本発明に係る超音波診断装置の信号
処理方法は、上述した課題を解決するために、請求項1
1に記載したように、超音波トランスジューサから発振
された超音波パルスの生体からの反射波情報を受信し、
この生体反射波情報から超音波トランスジューサ表面と
生体表面部分からの多重反射波情報を減算し、多重反射
波情報を取り除いた生体組織反射波情報を表示手段に表
示する方法である。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the signal processing method of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has the following features.
As described in 1, receiving the reflected wave information from the living body of the ultrasonic pulse oscillated from the ultrasonic transducer,
This is a method of subtracting the multiple reflected wave information from the ultrasonic transducer surface and the biological body surface portion from this biological reflected wave information, and displaying the biological tissue reflected wave information from which the multiple reflected wave information has been removed, on the display means.
【0019】[0019]
【作用】本発明に係る超音波診断装置およびその信号処
理方法においては、超音波プローブの超音波トランスジ
ューサから発振された超音波パルスの生体からの反射波
情報を信号処理して膜状物質部分からの膜反射波情報
(多重反射波情報)を取り除いた生体組織情報を表示手
段で表示するようにしたから、膜状物質部分からの多重
反射波が表示手段の視野内に入らないため、スタンドオ
フを必要とせず、多重反射波によるアーチファクトを除
去でき、超音波プローブの小型・軽量化を図ることがで
き、超音波プローブの操作性が著しく向上し、信頼性を
高めることができる。In the ultrasonic diagnostic apparatus and the signal processing method thereof according to the present invention, the information of the reflected wave from the living body of the ultrasonic pulse oscillated from the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe is signal-processed to be processed from the membranous substance portion. Since the biological tissue information excluding the film reflected wave information (multiple reflected wave information) of No. 1 is displayed on the display means, the multiple reflected waves from the membranous substance portion do not enter the visual field of the display means, and thus the standoff is performed. It is possible to eliminate the artifacts due to multiple reflected waves without needing to do so, to reduce the size and weight of the ultrasonic probe, and to significantly improve the operability of the ultrasonic probe and increase the reliability.
【0020】超音波プローブの超音波トランスジューサ
はアニュラアレイ型振動子を用いて可変口径や超音波パ
ルスの電子集束を行なう場合、超音波トランスジューサ
の外径が同一の場合、超音波トランスジューサが生体表
面に近く位置させることができる程、すなわち、スタン
ドオフが小さい程、方位分解能を向上させることができ
るので、良好な超音波診断画像が得られる。The ultrasonic transducer of the ultrasonic probe uses an annular array type vibrator to perform electron focusing of a variable aperture or ultrasonic pulse, and when the outer diameter of the ultrasonic transducer is the same, the ultrasonic transducer is placed on the surface of the living body. The closer the position can be located, that is, the smaller the standoff, the more the lateral resolution can be improved, so that a good ultrasonic diagnostic image can be obtained.
【0021】この超音波診断装置では、超音波プローブ
に多重反射が発生する時刻や波形は超音波トランスジュ
ーサの走査線方向により異なるので、それぞれの走査線
方向に対する膜状物質部分からの超音波パルスの第1回
目の反射波情報を用いる必要がある。多重反射である膜
反射波情報は、第1の反射波より遅れて発生するので、
第1の反射波情報をデジタル化してメモリに蓄え、適切
な時相(位相)と振幅制御を行なうことにより、超音波
プローブの反射波情報から多重反射による膜反射波情報
を位相や振幅を考慮して差し引くことにより、生体内組
織からの反射波情報のみが、歪むことなく表示される。In this ultrasonic diagnostic apparatus, the time and the waveform at which multiple reflections occur on the ultrasonic probe differ depending on the scanning line direction of the ultrasonic transducer, so that the ultrasonic pulse from the film-shaped substance portion in each scanning line direction is different. It is necessary to use the first reflected wave information. Since the film reflected wave information that is multiple reflection occurs later than the first reflected wave,
The first reflected wave information is digitized and stored in the memory, and the appropriate time phase (phase) and amplitude control are performed to consider the phase and amplitude of the film reflected wave information by multiple reflection from the reflected wave information of the ultrasonic probe. Then, only the reflected wave information from the in-vivo tissue is displayed without distortion.
【0022】生体表面に接する膜状物質部分が変形して
も、多重反射の元となる第1の反射波情報から第2以降
の反射波(多重反射波)の波形および位置をその都度推
定し、生体組織の反射波と多重反射波が重畳された超音
波プローブの反射波情報から多重反射によるアーチファ
クトを除去するので、膜状部分の変形や生体表面の変形
にも自動的に対応できる。Even if the portion of the film-like substance in contact with the surface of the living body is deformed, the waveforms and positions of the second and subsequent reflected waves (multiple reflected waves) are estimated from the first reflected wave information which is the source of the multiple reflections. Since the artifact due to the multiple reflection is removed from the reflected wave information of the ultrasonic probe in which the reflected wave of the biological tissue and the multiple reflected wave are superposed, it is possible to automatically cope with the deformation of the membrane portion and the deformation of the living body surface.
【0023】この超音波診断装置には、5MHz以下で
も使用可能な超音波プローブを用いることができるの
で、生体表面から5cm以上の深さの生体内組織を観察で
き、通常大部分の診断領域で使用する、例えば3.5M
Hz〜5MHz帯で実用的な超音波プローブを実現で
き、特にアニュラアレイ型超音波トランスジューサを機
械走査方式を用いると、格段に優れた画質を有する超音
波診断装置が得られる。Since an ultrasonic probe which can be used even at 5 MHz or less can be used in this ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to observe in-vivo tissue at a depth of 5 cm or more from the surface of the living body, and usually in most diagnostic areas. Use, eg 3.5M
A practical ultrasonic probe can be realized in the Hz to 5 MHz band, and particularly when an annular array type ultrasonic transducer is used by a mechanical scanning method, an ultrasonic diagnostic apparatus having a remarkably excellent image quality can be obtained.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0025】図1は本発明に係る超音波診断装置を例示
的に示すもので、この超音波診断装置は機械走査方式の
超音波プローブ10がケーブル11を介して超音波診断
装置の本体ケーシング12側に着脱自在に接続される。FIG. 1 exemplifies an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. In this ultrasonic diagnostic apparatus, a mechanical scanning type ultrasonic probe 10 is connected via a cable 11 to a main body casing 12 of the ultrasonic diagnostic apparatus. It is detachably connected to the side.
【0026】機械走査方式の超音波プローブ10は、プ
ローブ本体13内に両軸形モータ15が収容され、この
モータ15の一方の出力軸16aに筒状移動体17が軸
方向に摺動自在で回転一体にスプライン結合される。筒
状移動体17には周方向の案内溝18aが形成され、こ
の案内溝18aに手動操作可能な位置決め用操作レバー
19が係合しており、この操作レバー19の手動操作に
より筒状移動体17は出力軸16aの軸方向に摺動せし
められる。In the ultrasonic probe 10 of the mechanical scanning system, a biaxial motor 15 is housed in a probe body 13, and a cylindrical moving body 17 is slidable in an axial direction on one output shaft 16a of the motor 15. It is spline-connected to the rotating body. A circumferential guide groove 18a is formed in the tubular moving body 17, and a manually operable positioning operation lever 19 is engaged with the guide groove 18a. The manual operation of the operating lever 19 allows the tubular moving body to move. 17 is slid in the axial direction of the output shaft 16a.
【0027】また、筒状移動体17は回転シャフト20
を一体あるいは一体的に備えており、この回転シャフト
20の自由端側にリンク機構21を介して振動子ホルダ
22が連結される。リンク機構21は回転シャフト20
の自由端側に俯仰自在に連結される連結ロッド23と、
この連結ロッド23に球面軸受24を介して連結された
支持アーム25とを有し、支持アーム25は途中から例
えば2又に分岐され、各分岐アーム25a,25bの先
端に振動子ホルダ22から突出する支持ボス26a,2
6bが支持され、旋回駆動機構28が構成される。この
旋回駆動機構28の駆動により、振動子ホルダ22はプ
ローブ本体13に支持される支軸29a,29b(図3
のO点に相当する)の廻りに往復揺回運動せしめられ
る。The cylindrical moving body 17 is composed of a rotary shaft 20.
Is integrally or integrally provided, and a vibrator holder 22 is connected to a free end side of the rotary shaft 20 via a link mechanism 21. The link mechanism 21 is the rotary shaft 20.
A connecting rod 23 that is vertically connected to the free end side of
A support arm 25 connected to the connecting rod 23 via a spherical bearing 24 is provided. The support arm 25 is branched in the middle into, for example, two branches, and protrudes from the vibrator holder 22 at the tips of the branch arms 25a and 25b. Supporting bosses 26a, 2
6b is supported, and the turning drive mechanism 28 is configured. The oscillator holder 22 is driven by the turning drive mechanism 28, so that the oscillator holder 22 is supported by the support shafts 29a and 29b (see FIG. 3).
(Corresponding to point O) of the above).
【0028】振動子ホルダ22には凹面円板状の超音波
トランスジューサとしてのアニュラアレイ型超音波振動
子30が支持される。超音波振動子30は図2に示すよ
うに、円環状超音波振動素子31を同心円状のディスク
に組み合せてコントラスト分解能や細い管腔構造の描出
に有利なアニュラアレイ構造とし、高周波・大口径(例
えば36mmφ)とすることにより高い空間分解能を得る
ようになっている。アニュラアレイ型超音波振動子30
を凹面円板状に形成することにより、発振される超音波
パルスに集束効果を持たせている。The transducer holder 22 supports an annular array type ultrasonic transducer 30 as an ultrasonic transducer having a concave disk shape. As shown in FIG. 2, the ultrasonic transducer 30 has an annular array structure in which a circular ultrasonic transducer 31 is combined with a concentric disk to have a contrast resolution and a thin lumen structure, which is advantageous for high frequency and large aperture ( For example, by setting it to 36 mmφ), a high spatial resolution can be obtained. Annular array type ultrasonic transducer 30
Is formed into a concave disk shape, so that the oscillated ultrasonic pulse has a focusing effect.
【0029】超音波プローブ10の下部には、図3に示
すように、密閉構造のプローブ容器33が設けられてお
り、このプローブ容器33内にアニュラアレイ型超音波
振動子30が収容されるとともに、液状伝播媒体35が
封じ込められている。伝播媒体35は超音波の減衰が少
なく、かつ粘性抵抗の小さな水やオイル等の液体が用い
られる。好適には水を主成分とする超音波減衰の少ない
液体が用いられる。As shown in FIG. 3, a probe container 33 having a closed structure is provided below the ultrasonic probe 10, and the annular array ultrasonic transducer 30 is accommodated in the probe container 33. The liquid propagation medium 35 is enclosed. As the propagation medium 35, a liquid such as water or oil having a small attenuation of ultrasonic waves and a small viscous resistance is used. A liquid containing water as a main component and having little ultrasonic attenuation is preferably used.
【0030】プローブ容器33の下端にはゴム等の可撓
性樹脂薄膜36が柔軟な膜状物質の1つとして張設され
ており、この樹脂薄膜36を介して超音波プローブ10
は被検体である生体37の表面38に密着せしめられ
る。At the lower end of the probe container 33, a flexible resin thin film 36 such as rubber is stretched as one of flexible film substances, and the ultrasonic probe 10 is interposed through the resin thin film 36.
Is brought into close contact with the surface 38 of the living body 37 which is the subject.
【0031】しかして、超音波振動子30から発振せし
められた超音波パルスは液状伝播媒体35,樹脂薄膜3
6,生体表面38を通過して生体37内に伝播し、生体
内組織でそれぞれ反射せしめられる。生体内組織で反射
した超音波は逆に生体表面38,樹脂薄膜36および液
状伝播媒体35を通って超音波振動子30で受信され、
ケーブル11内の図示しないリード線を介して本体ケー
シング12側に収容された図4に示す電気回路である信
号処理回路40に送られ、信号処理される。However, the ultrasonic pulse oscillated from the ultrasonic oscillator 30 is the liquid propagation medium 35 and the resin thin film 3.
6. It propagates through the living body surface 38 into the living body 37 and is reflected by the tissues in the living body. On the contrary, the ultrasonic wave reflected by the tissue in the living body is received by the ultrasonic transducer 30 through the living body surface 38, the resin thin film 36 and the liquid propagation medium 35.
The signal is sent to a signal processing circuit 40, which is an electric circuit shown in FIG.
【0032】一方、超音波プローブ10内の超音波振動
子30は旋回駆動機構28の駆動により往復回転駆動さ
れ、点Oを中心として往復ストローク(往復揺回)移動
する。往復ストローク移動による超音波振動子30の左
端および右端位置が鎖線30a,30bでそれぞれ示さ
れている。On the other hand, the ultrasonic transducer 30 in the ultrasonic probe 10 is reciprocally rotationally driven by the driving of the turning drive mechanism 28, and moves reciprocally around the point O (reciprocating swing). The left end and right end positions of the ultrasonic transducer 30 due to the reciprocating stroke movement are shown by chain lines 30a and 30b, respectively.
【0033】超音波振動子30は凹面円板状のアニュラ
アレイ型構造に形成され、超音波パルスは超音波振動子
30の中心軸方向に発振され、同一方向に超音波の反射
波も指向される。超音波振動子30が中心線O−O1 方
向を向いていいるときは、中心線O−O1 方向に超音波
の送受信が行なわれる。超音波振動子30が鎖線で示す
中心線O−O2 方向に揺回したとき、中心線O−O2 方
向に、中心線O−O3方向に向いているとき、中心線O
−O3 方向に、それらの中間ではそれぞれの方向にそれ
ぞれ超音波の送受信が行なわれる。超音波の反射波の信
号強度は輝度変調されて対応する位置で表示位置として
のブラウン管上に表示されて超音波断面像が得られる。The ultrasonic transducer 30 is formed in a concave disk-shaped annular array type structure, ultrasonic pulses are oscillated in the direction of the central axis of the ultrasonic transducer 30, and the reflected waves of ultrasonic waves are also directed in the same direction. It When the ultrasonic transducer 30 faces the centerline O-O1 direction, ultrasonic waves are transmitted and received in the centerline O-O1 direction. When the ultrasonic transducer 30 is swung in the direction of the center line O-O2 indicated by the chain line, when it is oriented in the direction of the center line O-O2 and in the direction of the center line O-O3, the center line O
Ultrasonic waves are transmitted and received in the -O3 direction and in the intermediate direction between them. The signal intensity of the reflected wave of the ultrasonic wave is intensity-modulated and displayed on the cathode ray tube as the display position at the corresponding position to obtain the ultrasonic cross-sectional image.
【0034】図5は超音波振動子30から発振される超
音波パルスの送受信の様子を時間軸上に示したものであ
る。FIG. 5 shows how the ultrasonic pulse oscillated from the ultrasonic transducer 30 is transmitted and received on the time axis.
【0035】超音波振動子30が図3の実線で示す中央
を向いている場合を考慮する。図4(A)で示される矩
形波パルスUPは図4に示す超音波パルス送信回路41
のレートパルス発生器43から出力されるレートパルス
と呼ばれるもので、基準クロックから分周された例えば
5KHzで繰り返されるパルスである。この5KHzを
レート周波数という。レートパルスの立ち下りでパルサ
44が駆動され、図5(B)の符号Eで示す超音波バル
スが超音波振動子30から発振される。Consider a case where the ultrasonic transducer 30 faces the center shown by the solid line in FIG. The rectangular wave pulse UP shown in FIG. 4A is the ultrasonic pulse transmission circuit 41 shown in FIG.
Is a pulse output from the rate pulse generator 43, and is a pulse which is divided from the reference clock and is repeated at, for example, 5 KHz. This 5 KHz is called a rate frequency. The pulser 44 is driven at the trailing edge of the rate pulse, and the ultrasonic wave pulse indicated by the symbol E in FIG.
【0036】発振された超音波パルスEは、液状伝播媒
体35内を伝播し、樹脂薄膜36および生体表面38に
よって反射され、膜反射波である第1回目の反射波R1
として超音波振動子30で受信される。超音波振動子3
0と樹脂薄膜36までの距離をXとし、液状伝播媒体3
5の音速をCとすると、超音波振動子30から発振され
た超音波パルスEが樹脂薄膜36および生体表面38か
らの最初の反射波R1が受信されるまでの時間t1 は、The oscillated ultrasonic pulse E propagates in the liquid propagation medium 35, is reflected by the resin thin film 36 and the living body surface 38, and is the first reflected wave R1 which is a film reflected wave.
Is received by the ultrasonic transducer 30. Ultrasonic transducer 3
The distance between 0 and the resin thin film 36 is X, and the liquid propagation medium 3
When the sound velocity of 5 is C, the time t1 until the ultrasonic pulse E oscillated from the ultrasonic transducer 30 receives the first reflected wave R1 from the resin thin film 36 and the living body surface 38 is
【数1】t1 =2・X/C ……(1) となる。[Equation 1] t1 = 2 · X / C (1)
【0037】第1の反射波R1 は超音波振動子30に当
って音圧が電圧に変換されてリード線(図示せず)を経
て取り出されるとともに、この超音波振動子30で反射
され、その反射波は液状伝播媒体35を伝播して再び樹
脂薄膜36および生体表面38に到達し、ここで再び反
射されて超音波振動子30に到達して第2の反射波信号
R2 が発生する。超音波パルスは以後順次反射を繰り返
し、第3,第4,…の反射波信号R3 ,R4 が順次発生
する。第2反射波信号R2 以降の膜反射波を多重反射波
という。The first reflected wave R1 impinges on the ultrasonic transducer 30, the sound pressure is converted into a voltage, is taken out through a lead wire (not shown), and is reflected by the ultrasonic transducer 30. The reflected wave propagates through the liquid propagation medium 35 and reaches the resin thin film 36 and the living body surface 38 again, where it is reflected again and reaches the ultrasonic transducer 30 to generate the second reflected wave signal R2. The ultrasonic pulse is repeatedly reflected thereafter, and the third, fourth, ... Reflected wave signals R3, R4 are sequentially generated. The film reflected waves after the second reflected wave signal R2 are referred to as multiple reflected waves.
【0038】各膜反射波の間隔はいずれも(1)式で表
わされるt1 の時間間隔となり、各反射波の振幅は、R
1 ,R2 ,R3 ,…と順次減衰し、各反射波信号R1 ,
R2,R3 ,…の波形はそれぞれ多少異なる。The intervals of the respective film reflected waves are the time intervals of t1 expressed by the equation (1), and the amplitude of each reflected wave is R
1, R2, R3, ...
The waveforms of R2, R3, ... Are slightly different.
【0039】また、超音波ビームの反射波が発生する時
間t1 は、超音波ビームの発振方向により距離Xが異な
るため、異なった時間間隔となる。例えば、図3の中心
線O−O1 方向に対して左端方向のO−O2 方向では、
超音波振動子30と樹脂薄膜36の距離Xは大きくな
り、反射波の到達時間t1 も大きくなる。Further, the time t1 when the reflected wave of the ultrasonic beam is generated has different time intervals because the distance X differs depending on the oscillation direction of the ultrasonic beam. For example, in the O-O2 direction which is the left end direction with respect to the center line O-O1 direction in FIG.
The distance X between the ultrasonic transducer 30 and the resin thin film 36 increases, and the arrival time t1 of the reflected wave also increases.
【0040】超音波断面像の表示法としては、超音波パ
ルスUPが発振される超音波ビームの方向に走査線を設
定し、その走査線上に距離Xと反射波の到達時間t1 を
対応させて、反射波振幅で輝度変調表示する方向が一般
的である。As a method of displaying the ultrasonic cross-sectional image, a scanning line is set in the direction of the ultrasonic beam in which the ultrasonic pulse UP is oscillated, and the distance X and the arrival time t1 of the reflected wave are made to correspond on the scanning line. In general, the direction in which brightness modulation display is performed by the reflected wave amplitude is performed.
【0041】したがって、第1の反射波信号R1 は超音
波振動子30からの距離Xの位置に表示される。超音波
断面像としては、図3のハッチで囲まれた部分Aが表示
され、樹脂薄膜36および生体表面38に対応する膜部
分の線が上限となり、下限は超音波パルス発振後、反射
波を表示する最大表示時間で決定される。最大表示時間
を一定とすれば、図3に示す円弧O2 −O1 −O3 とな
る。ハッチで囲まれた部分Aの両側は超音波ビームの走
査角度の最大値、例えば±20で決定される。Therefore, the first reflected wave signal R1 is displayed at the position of the distance X from the ultrasonic transducer 30. As the ultrasonic cross-sectional image, a portion A surrounded by a hatch in FIG. 3 is displayed, the upper limit is the line of the film portion corresponding to the resin thin film 36 and the living body surface 38, and the lower limit is the reflected wave after ultrasonic pulse oscillation. Determined by the maximum display time to be displayed. If the maximum display time is fixed, the arc O2-O1-O3 shown in FIG. Both sides of the portion A surrounded by the hatch are determined by the maximum value of the scanning angle of the ultrasonic beam, for example, ± 20.
【0042】樹脂薄膜36および生体表面38からの第
1の反射波信号R1 は生体表面の位置に表示されるが、
第2の反射波信号R2 は生体表面から距離Xだけ離れた
位置45に表示される。樹脂薄膜36および生体表面3
8が平面であると、第2の反射波による信号R2 は図3
に示す直線として生体表面38から距離Xの位置45に
表示され、第2以降の反射波信号R2 ,R3 …が多重反
射アーチファクトとして外乱となる。The first reflected wave signal R1 from the resin thin film 36 and the living body surface 38 is displayed at the position of the living body surface,
The second reflected wave signal R2 is displayed at a position 45 apart from the surface of the living body by a distance X. Resin thin film 36 and living body surface 3
If 8 is a plane, the signal R2 due to the second reflected wave is
Is displayed at a position 45 at a distance X from the living body surface 38, and the reflected wave signals R2, R3, ... After the second become a disturbance as multiple reflection artifacts.
【0043】実際の超音波診断においては、発振された
超音波パルスが生体表面38から生体37内に入ると生
体内組織46があり、この生体内組織46からの反射が
あるため、図5(C)に示すように、生体内組織46か
らの反射波と、樹脂薄膜36および生体表面38からの
膜反射波である多重反射波R2 ,R3 ,…とが重ね合さ
れた混成反射波信号Mとなる。多重反射波信号R2 ,R
3 ,…は生体内組織46からの反射波で作られる断面像
に重なってライン状に等間隔で発生するので、比較的認
識し易いものであるが、重要な所見と重なって超音波断
面像の読影を困難にするため、実用装置には適さない。In the actual ultrasonic diagnosis, when the oscillated ultrasonic wave pulse enters the living body 37 from the living body surface 38, there is a living body tissue 46, and there is reflection from this living body tissue 46. As shown in C), the mixed reflected wave signal M in which the reflected wave from the in-vivo tissue 46 and the multiple reflected waves R2, R3, ... Which are the film reflected waves from the resin thin film 36 and the living body surface 38 are superimposed. Becomes Multiple reflected wave signals R2, R
.. are relatively easy to recognize because they are generated in a line shape at equal intervals overlapping the cross-sectional image created by the reflected wave from the in-vivo tissue 46. However, the ultrasonic cross-sectional image overlaps with important findings. It is not suitable for a practical device because it makes it difficult to read.
【0044】図3には、多重反射として第2の反射波信
号R2 だけが符号45として表示されているが、超音波
プローブ10をできるだけ小型・軽量にし、超音波振動
子30をできるだけ生体表面38に近付けて超音波断面
像の方位解像度を上げようとすると、距離Xが小さくな
るため、第2の反射波R2 のみならず第3の反射波R3
以降も超音波断面像中に重ねて表示されることが生じ
る。In FIG. 3, only the second reflected wave signal R2 is shown as reference numeral 45 as the multiple reflection, but the ultrasonic probe 10 is made as small and lightweight as possible, and the ultrasonic transducer 30 is made as close to the living body surface 38 as possible. When the azimuth resolution of the ultrasonic cross-sectional image is increased by approaching to the position, the distance X becomes smaller, so that not only the second reflected wave R2 but also the third reflected wave R3.
After that, the ultrasonic cross-sectional image may be displayed in an overlapping manner.
【0045】この超音波診断装置では、機械走査方式
(メカニカルセクタ)の超音波プローブ10を採用し、
超音波パルスUPの多重反射と生体37内からの反射が
混在した図5(C)に示す混成反射波信号(超音波プロ
ーブ10の反射波情報)Mから図4(B)に示す多重反
射波のみの波形信号(膜反射波情報)R2 ,R3 …を差
し引き、超音波断面像に多重反射による影響を取り除い
た図5(D)に示す反射波信号(生体内組織情報)Rに
より超音波断面像を生成するようにしたものである。This ultrasonic diagnostic apparatus employs a mechanical scanning type (mechanical sector) ultrasonic probe 10.
The mixed reflected wave signal (reflected wave information of the ultrasonic probe 10) M shown in FIG. 5 (C) in which the multiple reflection of the ultrasonic pulse UP and the reflection from the living body 37 are mixed to the multiple reflected wave shown in FIG. 4 (B). Only the waveform signal (membrane reflected wave information) R2, R3 ... Is subtracted to remove the effect of multiple reflection on the ultrasonic cross-sectional image, and the ultrasonic wave cross section is obtained by the reflected wave signal (in-vivo tissue information) R shown in FIG. It is designed to generate an image.
【0046】次に、生体組織からの反射波と多重反射波
との混成反射波波形から多重反射による反射波の波形を
取り除く、信号処理について説明する。Next, the signal processing for removing the waveform of the reflected wave due to the multiple reflection from the mixed reflected wave waveform of the reflected wave from the living tissue and the multiple reflected wave will be described.
【0047】図4に示す電気回路は超音波診断装置の本
体ケーシング12側に収容されるこの信号処理回路40
で、多重反射波による影響を取り除く信号処理回路40
を示すものである。The electric circuit shown in FIG. 4 is a signal processing circuit 40 accommodated in the main body casing 12 side of the ultrasonic diagnostic apparatus.
Then, the signal processing circuit 40 for removing the influence of the multiple reflected waves
Is shown.
【0048】この信号処理回路40は超音波振動子30
駆動用の超音波パルスを送信させる超音波パルス送信回
路41を備える。超音波パルスを送信させる超音波パル
ス送信回路41はマイコンあるいはCPU(以下、CP
Uという。)48の基準クロックから分周された例えば
5KHzのレート周波数を発生させるパルス発生器43
を有し、このレートパルス発生器43でパルサ44がト
リガされるようになっている。レートパルス発生器43
でトリガされるパルサ44にパルス電圧が印加される
と、図5(B)に符号Eで示す超音波パルスが超音波振
動子30に加えられ、超音波振動子30から符号Eで示
す超音波パルスが発振せしめられる。The signal processing circuit 40 includes an ultrasonic transducer 30.
An ultrasonic pulse transmission circuit 41 that transmits an ultrasonic pulse for driving is provided. The ultrasonic pulse transmission circuit 41 for transmitting an ultrasonic pulse is a microcomputer or a CPU (hereinafter, CP
U. ) A pulse generator 43 for generating a rate frequency of, for example, 5 KHz divided from 48 reference clocks
And a pulser 44 is triggered by the rate pulse generator 43. Rate pulse generator 43
When a pulse voltage is applied to the pulsar 44 triggered by, the ultrasonic pulse indicated by the symbol E in FIG. 5B is applied to the ultrasonic transducer 30, and the ultrasonic transducer 30 indicates the ultrasonic wave indicated by the symbol E. The pulse is made to oscillate.
【0049】超音波振動子30から発振された超音波パ
ルスEは、図3に示す樹脂薄膜36および生体表面38
で多重反射される一方、生体37内に入り生体組織46
からも反射される。生体組織46からの反射や多重反射
が混在した混成反射波信号Mは超音波振動子30で音圧
信号から電圧信号(電気信号)に変換されて取り出さ
れ、超音波パルス受信回路49に入力される。この超音
波パルス受信回路49と超音波パルス発振回路41とか
ら超音波パルス送受信回路50が構成される。The ultrasonic pulse E oscillated from the ultrasonic transducer 30 is the resin thin film 36 and the living body surface 38 shown in FIG.
While being multiple-reflected by the
It is also reflected from. The mixed reflected wave signal M in which reflections and multiple reflections from the living tissue 46 are mixed is converted from a sound pressure signal into a voltage signal (electrical signal) by the ultrasonic transducer 30 and extracted, and input to the ultrasonic pulse receiving circuit 49. It The ultrasonic pulse receiving circuit 49 and the ultrasonic pulse oscillating circuit 41 constitute an ultrasonic pulse transmitting / receiving circuit 50.
【0050】超音波パルス受信回路49に入力された混
成反射波信号Mは、リミタ51を経て増幅器52に案内
され、ここで増幅される。リミタ51は超音波パルス送
信回路41からの高圧の送信高周波パルスが超音波パル
ス受信回路49に入力されないようにする制限器であ
る。The mixed reflected wave signal M input to the ultrasonic pulse receiving circuit 49 is guided to the amplifier 52 via the limiter 51 and is amplified therein. The limiter 51 is a limiter that prevents the high-voltage transmission high-frequency pulse from the ultrasonic pulse transmission circuit 41 from being input to the ultrasonic pulse reception circuit 49.
【0051】従来の超音波診断装置では、超音波パルス
受信回路49の増幅器52からの出力が検波回路で振幅
検波されてA/D変換された後、デジタルスキャンコン
バータにより断面像情報が作成され、表示手段に表示さ
れるようになっている。In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the output from the amplifier 52 of the ultrasonic pulse receiving circuit 49 is amplitude-detected by the detection circuit and A / D converted, and then cross-sectional image information is created by the digital scan converter. It is adapted to be displayed on the display means.
【0052】図4に示す信号処理回路40においては、
超音波パルス受信回路49から出力された混成反射信号
Mは例えば2〜10MHzの高周波信号のまま受信信号
処理手段55のA/D変換器56に入力されてA/D変
換される。In the signal processing circuit 40 shown in FIG. 4,
The mixed reflection signal M output from the ultrasonic pulse receiving circuit 49 is input to the A / D converter 56 of the reception signal processing means 55 as it is as a high frequency signal of 2 to 10 MHz and is A / D converted.
【0053】この受信信号処理手段55はA/D変換器
56と、多重反射波信号が各走査線毎に記憶されたメモ
リ57と、メモリ57からの出力を反転させ、メモリ出
力の振幅および位相を微調整し、メモリ出力をON・O
FFさせる調整回路58と、メモリ出力がA/D変換器
56からの出力と加算される加算器等の演算器59と、
演算器出力の振幅が検波される検波回路60と、検波回
路60からの出力から超音波断面像情報を作成するデジ
タルスキャンコンバータ61とを有し、デジタルスキャ
ンコンバータ61からの超音波断面像(生体組織像)情
報は、テレビモニタ等の表示装置62に超音波断面像と
して表示される。The reception signal processing means 55 inverts the output from the A / D converter 56, the memory 57 in which the multiple reflected wave signal is stored for each scanning line, and the memory 57, and the amplitude and phase of the memory output. Finely adjust the memory output to ON / O.
An adjusting circuit 58 for FF, an arithmetic unit 59 such as an adder for adding the memory output to the output from the A / D converter 56,
It has a detection circuit 60 for detecting the amplitude of the output of the arithmetic unit, and a digital scan converter 61 for creating ultrasonic cross-sectional image information from the output from the detection circuit 60. The tissue image) information is displayed as an ultrasonic cross-sectional image on the display device 62 such as a television monitor.
【0054】受信信号処理手段55の調整回路58はメ
モリ57の出力を反転する機能、多重反射波信号の振幅
および位相(時相)を微調整する機能,メモリ出力をO
N・OFFする機能を有し、これらの機能はCPU48
によって制御される。CPU48はメモリ57から読み
出されるメモリ出力信号が、超音波振動子30が走査し
ている走査線に対応したものとなるように制御される。The adjusting circuit 58 of the reception signal processing means 55 has a function of inverting the output of the memory 57, a function of finely adjusting the amplitude and phase (time phase) of the multiple reflected wave signal, and a memory output of O.
It has the function of turning off and on.
Controlled by. The CPU 48 is controlled so that the memory output signal read from the memory 57 corresponds to the scanning line scanned by the ultrasonic transducer 30.
【0055】調整回路58のON・OFF機能をOFF
にし、表示装置62を観測すると、図3に示すように樹
脂薄膜36および生体表面38の位置に最初の膜反射波
である第1の反射波信号R1 の像が、第2,第3…の反
射波の位置に第2,第3…反射波信号R2 ,R3 …に対
応したライン状の多重反射波信号R2 ,R3 …の像が、
図5(C)に示すように観測される。The ON / OFF function of the adjusting circuit 58 is turned off.
Then, when the display device 62 is observed, as shown in FIG. 3, the images of the first reflected wave signal R1 which is the first film reflected wave at the positions of the resin thin film 36 and the living body surface 38 are the second, third, ... The images of the line-shaped multiple reflected wave signals R2, R3 ... Corresponding to the second, third ... Reflected wave signals R2, R3.
It is observed as shown in FIG.
【0056】次に、調整回路58に組み込まれた反転回
路を活かしてON・OFF機能をONにすると、位相が反
転されたメモリ出力である多重反射波信号が調整回路5
8から出力され、反転されたメモリ出力信号がA/D変
換器56からの出力信号(混成反射波信号M)に加算さ
れ、表示装置62上のライン状の多重反射波像が軽減さ
れる。調整回路58の振幅および位相の微調整を行なう
と、多重反射波像の消滅状態を確認した上で、メモリ5
7に記憶された多重反射波情報および微調整機能を一旦
固定し、その後、超音波プローブ30を被検体である生
体に当てて診断に供する。符号64はアースである。Next, when the ON / OFF function is turned ON by utilizing the inverting circuit incorporated in the adjusting circuit 58, the multiple reflected wave signal which is the memory output with the phase inverted is adjusted.
8 and the inverted memory output signal is added to the output signal (mixed reflected wave signal M) from the A / D converter 56, and the line-shaped multiple reflected wave image on the display device 62 is reduced. When the amplitude and phase of the adjusting circuit 58 are finely adjusted, the disappearance state of the multiple reflected wave image is confirmed, and then the memory 5
The multiple reflection wave information and the fine adjustment function stored in 7 are temporarily fixed, and then the ultrasonic probe 30 is applied to the living body as the subject for diagnosis. Reference numeral 64 is ground.
【0057】また、メモリ57への多重反射波情報の記
憶はファントム(図示せず)を用いて行なわれる。ファ
ントムは表面層が生体皮膚と同程度の音響インピーダン
ス(1.5〜1.6×106 kg/m2 sec )を有し、内
部が生体皮膚層と同程度の音響インピーダンスで、音響
インピーダンスの反射のない一様な物質で作られる。こ
のファントムに超音波プローブ10を当てて反射波R1
,R2 ,R3 …を受信し、その反射波信号をA/D変
換器56でデジタル信号に変換し、A/D変換器56か
らの出力を各走査線毎にメモリ57に記憶させること
で、メモリ57に多重反射波情報が各走査線毎にメモリ
される。The storage of the multiple reflected wave information in the memory 57 is performed by using a phantom (not shown). The surface layer of the phantom has the same acoustic impedance (1.5 to 1.6 × 10 6 kg / m 2 sec) as that of the body skin, and the inside has the same acoustic impedance as that of the body skin layer. Made of uniform material without reflection. The ultrasonic probe 10 is applied to this phantom and the reflected wave R1
, R2, R3, ..., The reflected wave signal is converted into a digital signal by the A / D converter 56, and the output from the A / D converter 56 is stored in the memory 57 for each scanning line. The multiple reflection wave information is stored in the memory 57 for each scanning line.
【0058】しかし、ファントムと生体とでは多少条件
が異なるので、生体37内を実際に観測しているとき
も、調整回路58のON・OFF機能をOFFとし、生
体内組織46から反射される反射波像(生体組織像に重
畳される多重反射波像)を確認し、多重反射波像の影響
が極小になるように、調整回路58の振幅・位相の微調
整機能を働かせて最良の超音波画像を得るようにセット
してもよい。その場合、メモリ57に記憶される走査線
毎の多重反射波波形を、その都度ファントムで測定して
記憶させる必要がなく、超音波プローブ10については
決まった値となるので、その波形を合成してCPU58
からメモリ57に供給してもよい。However, since the conditions of the phantom and the living body are slightly different, the ON / OFF function of the adjusting circuit 58 is turned off even when the inside of the living body 37 is actually observed, and the reflection from the tissue 46 in the living body is reflected. Check the wave image (multiple reflected wave image superimposed on the biological tissue image), and use the fine adjustment function of the amplitude and phase of the adjustment circuit 58 so that the effect of the multiple reflected wave image is minimized. It may be set to obtain an image. In that case, it is not necessary to measure and store the multiple reflection wave waveform for each scanning line stored in the memory 57 each time, and since the ultrasonic probe 10 has a fixed value, the waveforms are synthesized. CPU 58
May be supplied to the memory 57.
【0059】また、図4の調整回路58にはメモリ出力
を反転させる反転回路を備えた例で説明したが、調整回
路58にメモリ出力の反転回路を必ずしも備える必要が
ない。反転回路を備えない場合には、受信信号処理手段
55の演算器59は減算器として作用し、A/D変換器
56の出力からメモリ出力が減算される。Although the adjusting circuit 58 shown in FIG. 4 has been described as having the inverting circuit for inverting the memory output, the adjusting circuit 58 does not necessarily have to include the memory output inverting circuit. When the inverting circuit is not provided, the arithmetic unit 59 of the reception signal processing means 55 acts as a subtractor, and the memory output is subtracted from the output of the A / D converter 56.
【0060】また、図4に示す信号処理回路40ではA
/D変換器56で2〜10MHzの高周波信号を直接A
/D変換しているため、クロック周波数の高い高速のA
/D変換器が必要となるが、A/D変換器56の前に直
交検波回路を設けて直交検波することにより、低速のA
/D変換器の使用が可能となる。Further, in the signal processing circuit 40 shown in FIG.
A / D converter 56 directly outputs a high frequency signal of 2 to 10 MHz
A / D conversion allows high-speed A with high clock frequency
Although a / D converter is required, a quadrature detection circuit is provided in front of the A / D converter 56 to perform quadrature detection, thereby reducing the A
It becomes possible to use a / D converter.
【0061】図6は低速のA/D変換器を備えた信号処
理回路70を示すものである。図4の信号処理管路40
と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。FIG. 6 shows a signal processing circuit 70 having a low speed A / D converter. Signal processing line 40 of FIG.
The same components as those in FIG.
【0062】図6に示す信号処理回路70は、超音波パ
ルス受信回路49の増幅器52からの出力を受信信号処
理手段71の2つのミキサ72a,72bに入力され
る。ミキサ72a,72bに入力された信号は、CPU
48の基準クロックからの90°位相の異なる参照波と
掛け合せて直交検波し、振幅と位相を持った信号情報と
して取り出すことができる。直交検波された各高周波成
分をローパスフィルタ73a,73bでカットし、低周
波成分を通過させてA/D変換器74a,74bでA/
D変換する。ミキサ72a,72bとローパスフィルタ
73a,73bとから直交検波回路75が構成される。
この場合、A/D変換する図4に示すA/D変換器56
より低速のものでよく、消費電力やコストの低減が図れ
る。In the signal processing circuit 70 shown in FIG. 6, the output from the amplifier 52 of the ultrasonic pulse receiving circuit 49 is input to the two mixers 72a and 72b of the reception signal processing means 71. The signals input to the mixers 72a and 72b are the CPU
It is possible to take out quadrature detection by multiplying with reference waves having different phases by 90 ° from 48 reference clocks, and take out as signal information having amplitude and phase. Each high frequency component subjected to the quadrature detection is cut by the low pass filters 73a and 73b, the low frequency component is allowed to pass, and the A / D converters 74a and 74b perform A / D conversion.
D-convert. A quadrature detection circuit 75 is composed of the mixers 72a and 72b and the low pass filters 73a and 73b.
In this case, the A / D converter 56 shown in FIG.
A slower speed is sufficient, and power consumption and cost can be reduced.
【0063】次に、超音波診断装置において、多重反射
波の影響を取り除く別の方法を説明する。Next, another method for removing the influence of multiple reflected waves in the ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
【0064】この方法は、第1の反射波情報および伝達
関数から第2以降の反射波情報を推定して、多重反射波
の影響を取り除くものである。This method estimates the reflected wave information after the second reflected wave information from the first reflected wave information and the transfer function, and removes the influence of multiple reflected waves.
【0065】この方法の適用は、超音波プローブ10に
柔軟性に富む樹脂薄膜36を備え、この樹脂薄膜36を
生体表面(体表)38に接触させたとき、体表の形状に
よって変形し、ファントムで想定した位置とは僅かに異
なる位置に体表がくる場合、また、第1の反射波波形が
個々人の体表(皮膚や皮下)の状況に有効である。In the application of this method, the ultrasonic probe 10 is provided with a resin thin film 36 having high flexibility, and when the resin thin film 36 is brought into contact with the living body surface (body surface) 38, it is deformed according to the shape of the body surface, When the body surface comes to a position slightly different from the position assumed by the phantom, and the first reflected wave waveform is effective for the situation of the body surface (skin or subcutaneous) of an individual.
【0066】超音波プローブ10は通常生体表面(体
表)38との接触を次々に変えて診断に用いられるか
ら、樹脂薄膜36が柔かい膜状物質では膜の変形が生じ
る一方、体表部分も変化する。このため、超音波振動子
30から樹脂薄膜36までの距離Xが各走査線毎に異な
るとともに時々刻々距離Xは僅かに変化し、これに伴
い、反射波波形も変化している。したがって、超音波プ
ローブ10で検出される多重反射の様子が各走査線毎に
時々刻々僅かに変化しており、この変化も考慮して多重
反射波の影響を差し引かなければならない。Since the ultrasonic probe 10 is usually used for diagnosis by changing contact with the living body surface (body surface) 38 one after another, the film deformation occurs when the resin thin film 36 is soft and the body surface portion is also formed. Change. Therefore, the distance X from the ultrasonic transducer 30 to the resin thin film 36 differs for each scanning line, and the distance X slightly changes every moment, and the reflected wave waveform also changes accordingly. Therefore, the state of multiple reflection detected by the ultrasonic probe 10 slightly changes every scanning line, and the influence of multiple reflected waves must be subtracted in consideration of this change.
【0067】今、図3に示す超音波プローブ10から発
振される超音波送信パルス波形を時間領域の関数f0
(t),第1の反射波R1 の受信波形をf1 (t)と
し、多重反射波R2 ,R3 …の受信波形をそれぞれf2
(t),f3 (t)…と表し、これらのフーリエ変換を
F0 (ω),F1 (ω),F2 (ω),F3 (ω)…と
する。フーリエ変換されたF0 (ω),F1 (ω),F
2 (ω),F3 (ω)…は周波数領域の関数として表わ
され、f0 (t),f1 (t),f2 (t),f3
(t)…と等価である。Now, the ultrasonic transmission pulse waveform oscillated from the ultrasonic probe 10 shown in FIG.
(T), the received waveform of the first reflected wave R1 is f1 (t), and the received waveforms of the multiple reflected waves R2, R3 ...
(T), f3 (t) ..., and these Fourier transforms are F0 (.omega.), F1 (.omega.), F2 (.omega.), F3 (.omega.) ... Fourier transformed F0 (ω), F1 (ω), F
2 (ω), F3 (ω) ... Are expressed as a function in the frequency domain, and f0 (t), f1 (t), f2 (t), f3
It is equivalent to (t) ....
【0068】また、樹脂薄膜36と生体表面38部分で
の超音波パルスの入射波に対する反射波の伝達関数をG
(ω),超音波振動子30の振動子面での超音波の入射
波に対する反射波の伝達関数をH(ω),超音波パルス
が超音波振動子30で音圧信号から電圧信号に変換され
る伝達関数をI(ω)とすると、Further, the transfer function of the reflected wave with respect to the incident wave of the ultrasonic pulse at the resin thin film 36 and the living body surface 38 is G
(Ω), the transfer function of the reflected wave with respect to the incident wave of the ultrasonic wave on the vibrator surface of the ultrasonic vibrator 30 is H (ω), and the ultrasonic pulse is converted from the sound pressure signal to the voltage signal by the ultrasonic vibrator 30. Let I (ω) be the transfer function
【数2】 [Equation 2]
【数3】 ここで、樹脂薄膜36および生体表面38が完全反射体
であるとすると、伝達関数G(ω)=1であり、このと
きのフーリエ変換された受信波形F1 (ω),F2
(ω)をF1 0 (ω),F2 0 (ω)とすると、[Equation 3] Here, assuming that the resin thin film 36 and the living body surface 38 are perfect reflectors, the transfer function G (ω) = 1, and the Fourier transformed reception waveforms F1 (ω), F2 at this time are obtained.
If (ω) is F1 0 (ω) and F2 0 (ω),
【数4】 [Equation 4]
【数5】 となる。[Equation 5] Becomes
【0069】また、多重反射波R2 ,R3 …の受信波形
をf2 (t),f3 (t)…とすると、If the received waveforms of the multiple reflected waves R2, R3 ... Are f2 (t), f3 (t).
【数6】 [Equation 6]
【数7】 (2),(2)′式および(3),(3)′式より伝達
関数G(ω),H(ω)は、[Equation 7] From the equations (2), (2) 'and the equations (3), (3)', the transfer functions G (ω) and H (ω) are
【数8】 [Equation 8]
【数9】 で表わされる。[Equation 9] It is represented by.
【0070】この場合、第1の反射波波形f1 (t)は
直接観察することができ、第2以降の反射波波形f2
(t),f3 (t)…は、第1反射波波形f1 (t)と
(6)および(7)式に示す伝達関数G(ω),H
(ω)から推定することができる。In this case, the first reflected wave waveform f1 (t) can be directly observed, and the second and subsequent reflected wave waveforms f2.
(T), f3 (t) ... Are transfer functions G (ω), H shown in the first reflected wave waveform f1 (t) and equations (6) and (7).
It can be estimated from (ω).
【0071】実際には、伝達関数G(ω),H(ω)
は、超音波プローブ10を空中(大気中)あるいはアク
リル等の樹脂平面上にセットし、発振された超音波の反
射波波形から求めることができる。コンボリューション
はフーリエ変換の逆変換であるから、実演算はコンボリ
ューション演算であってもよい。In practice, the transfer functions G (ω), H (ω)
Can be obtained from the reflected wave waveform of the oscillated ultrasonic wave by setting the ultrasonic probe 10 in the air (in the air) or on a resin plane such as acrylic. Since the convolution is the inverse transform of the Fourier transform, the actual operation may be the convolution operation.
【0072】実測された第1の反射波波形f1 (t)と
伝達関数G(ω),H(ω)から、第2以降の反射波波
形f2 (t),f3 (t)…を求めることができ、多重
反射の各波形f2 (t),f3 (t)…を順次算出する
ことができる。From the actually measured first reflected wave waveform f1 (t) and transfer functions G (ω) and H (ω), second and subsequent reflected wave waveforms f2 (t), f3 (t) ... Thus, the waveforms f2 (t), f3 (t) ... Of multiple reflections can be sequentially calculated.
【0073】また、超音波プローブ10に多重反射の発
生する時刻は、第1の反射波R1 の到達する時刻t1 の
整数倍として求めることができる。この時刻t1 は僅か
ではあるが時々刻々変化する。The time at which multiple reflection occurs on the ultrasonic probe 10 can be obtained as an integral multiple of the time t1 at which the first reflected wave R1 arrives. This time t1 is slight but changes momentarily.
【0074】このようにして、生体内組織46からの反
射波と多重反射が混在した受信波形(混成反射波情報)
から算出された多重反射波の波形(膜反射波情報)f2
(t),f3 (t)…を差し引くことにより、多重反射
の影響を取り除くことができる。In this way, the received waveform in which the reflected wave from the in-vivo tissue 46 and the multiple reflection are mixed (mixed reflected wave information)
Waveform of multiple reflected waves (film reflected wave information) f2 calculated from
The effect of multiple reflection can be removed by subtracting (t), f3 (t) ...
【0075】この場合には、図4に示すメモリ57,調
整回路58およびCPU48に、第1反射波の波形f1
(t)から第2以降の反射波の波形f2 (t),f3
(t)…を(4)式および(5)式によって算出する機
能を備える必要がある。In this case, the memory 57, the adjusting circuit 58 and the CPU 48 shown in FIG.
Waveforms f2 (t) and f3 of reflected waves from (t) to the second and subsequent ones
It is necessary to have a function of calculating (t) ... With equations (4) and (5).
【0076】図7は、第1の反射波R1 と伝達関数G
(ω),H(ω)から多重反射の影響を演算し、取り除
くのに適した超音波診断装置の信号処理回路80を部分
的に示す。この信号処理回路80の他の構成は図4に示
す信号処理回路40と異ならないので説明を省略する。FIG. 7 shows the first reflected wave R1 and the transfer function G.
The signal processing circuit 80 of the ultrasonic diagnostic apparatus suitable for calculating and removing the influence of multiple reflection from (ω) and H (ω) is partially shown. The other configuration of the signal processing circuit 80 is the same as that of the signal processing circuit 40 shown in FIG.
【0077】この信号処理管路80は受信信号処理手段
81にデジタル信号処理回路82により作動制御される
第1メモリ83と第2メモリ84とを備えており、超音
波プローブ10のあるn番目の走査方向で得られた超音
波受信信号(混成多重波信号)にA/D変換器56でA
/D変換されて第1メモリ83に記憶される。この第1
メモリ83への記憶と同時にA/D変換信号が高速のデ
ジタル信号処理装置(以下、DCSという。)82で演
算される。DSP82での演算は、第1反射波波形f1
(t)が入力した後、第2反射波の到達するまでの時間
t1 の間に高速にて行なわれる。This signal processing line 80 is provided with a reception signal processing means 81, a first memory 83 and a second memory 84 whose operation is controlled by a digital signal processing circuit 82, and is the n-th ultrasonic probe 10. The A / D converter 56 converts the ultrasonic reception signal (mixed multiple wave signal) obtained in the scanning direction into
It is / D converted and stored in the first memory 83. This first
Simultaneously with the storage in the memory 83, the A / D converted signal is calculated by the high speed digital signal processing device (hereinafter referred to as DCS) 82. The calculation in the DSP 82 is the first reflected wave waveform f1.
After (t) is input, it is performed at high speed during the time t1 until the arrival of the second reflected wave.
【0078】このDSP82の演算は、超音波振動子3
0から発振された超音波パルスが樹脂薄膜36および生
体表面38から反射した最初(第1回目)の反射波の波
形f1 (t)に基づき、前述した(4)式および(5)
式により演算を行ない、第2以降の反射波の波形f2
(t),f3 (t)…を算出する。算出した第2以降の
反射波の波形f2 (t),f3 (t)…に第1反射波波
形f1 (t)の到達時間の整数倍の時間間隔で第2メモ
リ84に送信され、第2メモリ84に記憶される。第2
メモリ84には第1反射波波形f1 (t)から演算によ
って得られた多重反射の各波形f2 (t),f3 (t)
…が記憶される。The calculation of this DSP 82 is performed by the ultrasonic transducer 3
Based on the waveform f1 (t) of the first (first) reflected wave in which the ultrasonic pulse oscillated from 0 is reflected from the resin thin film 36 and the living body surface 38, the above-mentioned expressions (4) and (5) are used.
Waveform f2 of the second and subsequent reflected waves calculated by the formula
(T), f3 (t) ... Are calculated. The calculated second and subsequent reflected wave waveforms f2 (t), f3 (t) ... Are transmitted to the second memory 84 at a time interval that is an integral multiple of the arrival time of the first reflected wave waveform f1 (t). It is stored in the memory 84. Second
In the memory 84, the waveforms f2 (t) and f3 (t) of multiple reflection obtained by calculation from the first reflected wave waveform f1 (t)
... is remembered.
【0079】第2メモリ84に記憶された多重反射波情
報は調整回路58に送られ、この調整回路58で位相反
転や多重反射による影響が極小になるような多重反射波
情報の振幅と位相(時相)の微調整が行なわれ、A/D
変換器56から直接出力される混成反射波情報(生体組
織情報+多重反射波情報)に演算器59にて加算され
る。調整回路58に位相反転機能を備えない場合には、
演算器59は混成反射波情報から調整回路58の多重反
射波情報を差し引く減算器として機能する。The multiple reflected wave information stored in the second memory 84 is sent to the adjusting circuit 58, and the amplitude and phase of the multiple reflected wave information (the effect of phase inversion or multiple reflection is minimized in this adjusting circuit 58 ( Fine adjustment of (time phase) is performed and A / D
The calculator 59 adds the mixed reflected wave information (living tissue information + multiple reflected wave information) directly output from the converter 56. If the adjusting circuit 58 does not have a phase inversion function,
The arithmetic unit 59 functions as a subtracter for subtracting the multiple reflected wave information of the adjusting circuit 58 from the mixed reflected wave information.
【0080】この場合、DSP82での演算は、第1反
射波波形f1 (t)が入力された後、第2反射波波形f
2 (t)が到達するまでの時間t1 の間に行なわれ、D
SP82に高速演算が要求されるが、隣接する走査方向
での多重反射波の波形は近似的にほぼ等しいと考え、D
SP82の演算結果を第2メモリ84に一旦蓄え、次の
(n+1)番目の走査方向の反射波波形信号に対して到
達時間t1 は(n+1)番目の多重反射波波形を演算す
る代りに、n番目の演算波形を用いてもよい。この演算
信号処理により、DSP82での演算時間を約1桁下げ
ることができる。In this case, the calculation in the DSP 82 is such that after the first reflected wave waveform f 1 (t) is input, the second reflected wave waveform f
2 (t) is reached during time t1 and D
Although high-speed calculation is required for SP82, the waveforms of multiple reflected waves in adjacent scanning directions are considered to be approximately equal, and D
The calculation result of SP82 is temporarily stored in the second memory 84, and the arrival time t1 for the next (n + 1) th reflected wave waveform signal in the scanning direction is n instead of calculating the (n + 1) th multiple reflected wave waveform. The th calculation waveform may be used. By this arithmetic signal processing, the arithmetic time in the DSP 82 can be reduced by about one digit.
【0081】図7に示す信号処理回路80の演算信号処
理は、図6に示す信号処理回路に適用することができ
る。The arithmetic signal processing of the signal processing circuit 80 shown in FIG. 7 can be applied to the signal processing circuit shown in FIG.
【0082】なお、本発明の一実施例では、機械走査方
式の超音波診断装置について説明したが、超音波振動子
と被検体の生体表面との間に水等の超音波伝播媒体を用
いる場合にも、同様な方法で多重反射を除去できる。In the embodiment of the present invention, the mechanical scanning type ultrasonic diagnostic apparatus has been described. However, when an ultrasonic wave propagation medium such as water is used between the ultrasonic transducer and the living body surface of the subject. Also, multiple reflection can be removed by a similar method.
【0083】[0083]
【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る超音
波診断装置およびその信号処理方法においては、超音波
プローブの超音波トランスジューサから発振された超音
波パルスの生体からの反射波情報を信号処理して膜状物
質部分からの膜反射波情報(多重反射波情報)を取り除
いた生体組織情報を表示手段で表示するようにしたか
ら、良好な超音波診断画像が得られ、この画像には膜状
物質部分からの多重反射波が視野内に入らないため、ス
タンドオフを必要とせず、スタンドオフが小さくても多
重反射波によるアーチファクトを除去でき、超音波プロ
ーブの小型・軽量化を図って、超音波プローブの操作性
を著しく向上させ、信頼性を高めた実用的な超音波診断
装置を提供できる。As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus and the signal processing method thereof according to the present invention, the information of the reflected wave from the living body of the ultrasonic pulse oscillated from the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe is obtained. Since the biological tissue information obtained by removing the film reflected wave information (multiple reflected wave information) from the membranous substance portion by signal processing is displayed on the display means, a good ultrasonic diagnostic image can be obtained, and this image can be obtained. Since the multiple reflected waves from the film-like substance part do not enter the field of view, there is no need for a standoff, and even if the standoff is small, the artifacts due to the multiple reflected waves can be removed, and the ultrasonic probe can be made smaller and lighter. As a result, it is possible to provide a practical ultrasonic diagnostic apparatus in which the operability of the ultrasonic probe is significantly improved and the reliability is improved.
【0084】超音波プローブの超音波トランスジューサ
はアニュラアレイ型振動子を用いて可変口径や超音波パ
ルスの電子集束を行なう場合、超音波トランスジューサ
の外径が同一の場合、スタンドオフを小さくとることが
できるので、超音波トランスジューサが生体表面に近く
位置させることができ、方位分解能を向上させることが
でき、良好な超音波診断画像が得られる。The ultrasonic transducer of the ultrasonic probe may have a small stand-off when the outer diameter of the ultrasonic transducer is the same when electron focusing of a variable aperture or ultrasonic pulse is performed using an annular array type oscillator. Therefore, the ultrasonic transducer can be positioned close to the surface of the living body, the lateral resolution can be improved, and a good ultrasonic diagnostic image can be obtained.
【0085】この超音波診断装置では、超音波プローブ
に多重反射が発生する時刻や波形は超音波トランスジュ
ーサの走査線方向により異なるので、それぞれの走査線
方向に対する膜状物質部分からの超音波パルスの第1回
目の反射波情報を用いる必要がある。多重反射である膜
反射波情報は、第1の反射波より遅れて発生するので、
第1の反射波情報をデジタル化してメモリに蓄え、適切
な時相(位相)と振幅制御を行なうことにより、超音波
プローブの反射波情報から多重反射による膜反射波情報
を位相や振幅を考慮して差し引くことにより、生体内組
織からの反射波情報のみが、歪むことなく正確に表示さ
れる。In this ultrasonic diagnostic apparatus, the time and waveform at which multiple reflections occur in the ultrasonic probe differ depending on the scanning line direction of the ultrasonic transducer, so that the ultrasonic pulse from the film-shaped substance portion in each scanning line direction is different. It is necessary to use the first reflected wave information. Since the film reflected wave information that is multiple reflection occurs later than the first reflected wave,
The first reflected wave information is digitized and stored in the memory, and the appropriate time phase (phase) and amplitude control are performed to consider the phase and amplitude of the film reflected wave information by multiple reflection from the reflected wave information of the ultrasonic probe. Then, only the reflected wave information from the in-vivo tissue is accurately displayed without distortion.
【0086】生体表面に接する膜状物質部分が変形して
も、多重反射の元となる第1の反射波情報から第2以降
の反射波(多重反射波)の波形および位置をその都度推
定し、生体組織の反射波と多重反射波が重畳された超音
波プローブの反射波情報から多重反射によるアーチファ
クトを除去するので、膜状部分の変形や生体表面の変形
にも自動的に対応できる。Even if the portion of the membranous substance in contact with the surface of the living body is deformed, the waveforms and positions of the second and subsequent reflected waves (multiple reflected waves) are estimated from the first reflected wave information which is the source of multiple reflections. Since the artifact due to the multiple reflection is removed from the reflected wave information of the ultrasonic probe in which the reflected wave of the biological tissue and the multiple reflected wave are superposed, it is possible to automatically cope with the deformation of the membrane portion and the deformation of the living body surface.
【0087】この超音波診断装置には、5MHz以下で
も使用可能な小型でコンパクトな超音波プローブを用い
ることができるので、生体表面から5cm以上の深さの生
体内組織を観察でき、通常大部分の診断領域で使用す
る、例えば3.5MHz〜5MHz帯で実用的な超音波
プローブを実現でき、特に機械走査方式のアニュラアレ
イ型超音波トランスジューサを用いると、格段に優れた
画質を有する超音波診断装置が得られる。Since a small and compact ultrasonic probe that can be used even at 5 MHz or less can be used in this ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to observe an in-vivo tissue at a depth of 5 cm or more from the surface of the living body, and most of them are usually used. Used in the diagnostic area of, for example, a practical ultrasonic probe in the band of 3.5 MHz to 5 MHz can be realized, and in particular, when a mechanical scanning type annular array ultrasonic transducer is used, ultrasonic diagnosis with significantly superior image quality is achieved. The device is obtained.
【図1】本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図2】本発明に係る超音波診断装置に備える機械走査
方式の超音波プローブとこのプローブを生体表面に接触
させた状態を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a mechanical scanning type ultrasonic probe provided in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention and a state in which the probe is brought into contact with the surface of a living body.
【図3】超音波プローブに採用されるアニュラアレイ型
超音波トランスジューサを示す図。FIG. 3 is a view showing an annular array type ultrasonic transducer adopted in an ultrasonic probe.
【図4】本発明に係る超音波診断装置の信号処理回路の
一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a signal processing circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図5】(A)はパルサから放射される基準パルスとし
てのレートパルスの例、(B)は超音波パルスの多重反
射パルスの例、(C)は生体内組織の反射波と多重反射
の混成反射波形から多重反射パルス波形を差し引いて得
られる生体組織のみからの反射波波形の例をそれぞれ示
す図。5A is an example of a rate pulse as a reference pulse emitted from a pulsar, FIG. 5B is an example of multiple reflection pulses of an ultrasonic pulse, and FIG. 5C is a reflection wave and multiple reflection of in-vivo tissue. The figure which respectively shows the example of the reflected wave waveform only from a biological tissue obtained by subtracting a multiple reflected pulse waveform from a mixed reflected waveform.
【図6】本発明に係る超音波診断装置の信号処理回路の
第1変形例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a first modification of the signal processing circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the invention.
【図7】超音波診断装置の信号処理回路の第2変形例を
示す図。FIG. 7 is a diagram showing a second modification of the signal processing circuit of the ultrasonic diagnostic apparatus.
10 超音波プローブ 11 ケーブル 12 本体ケーシング 13 プローブ本体 15 モータ 30 超音波振動子(超音波トランスジューサ) 33 プローブ容器 35 液状伝播媒体 36 樹脂薄膜(膜状物質) 37 生体(被検体) 38 生体表面 40,70,80 信号処理回路 41 超音波パルス送信回路 43 レートパルス発生器 44 パルサ 48 CPU(パソコン) 49 超音波パルス受信回路 50 超音波パルス送受信回路 51 リミタ 52 増幅回路 55 受信信号処理手段 56 A/D変換器 57 メモリ 58 調整回路 59 演算器(加算器) 60 検波回路 61 デジタルスキャンコンバータ 62 表示手段 72a,72b ミキサ 73a,73b ローパスフィルタ 74a,74b A/D変換器 75 直交検波回路 81 受信信号処理手段 82 デジタル信号処理回路 83 第1メモリ 84 第2メモリ 10 Ultrasonic Probe 11 Cable 12 Main Body Casing 13 Probe Main Body 15 Motor 30 Ultrasonic Transducer (Ultrasonic Transducer) 33 Probe Container 35 Liquid Propagation Medium 36 Resin Thin Film (Membrane Material) 37 Living Body (Subject) 38 Living Body Surface 40, 70, 80 Signal processing circuit 41 Ultrasonic pulse transmitting circuit 43 Rate pulse generator 44 Pulser 48 CPU (personal computer) 49 Ultrasonic pulse receiving circuit 50 Ultrasonic pulse transmitting / receiving circuit 51 Limiter 52 Amplifying circuit 55 Received signal processing means 56 A / D Converter 57 Memory 58 Adjustment circuit 59 Operation unit (adder) 60 Detection circuit 61 Digital scan converter 62 Display means 72a, 72b Mixers 73a, 73b Low-pass filter 74a, 74b A / D converter 75 Quadrature detection circuit 81 Received signal processing hand 82 digital signal processing circuit 83 first memory 84 a second memory
Claims (11)
スジューサ、超音波を伝播する液状伝播媒体およびこの
伝播媒体を収容する膜状物質を備えた超音波プローブ
と、この超音波プローブを駆動させる超音波送受信回路
と、超音波プローブで検出された反射波情報を信号処理
する受信信号処理手段と、信号処理された反射波情報を
表示する表示手段とを有し、前記受信信号処理手段は、
超音波トランスジューサから発振された超音波パルスの
反射波情報から膜状物質部分からの膜反射波情報を減算
して生体組織情報を求める処理機能を備えたことを特徴
とする超音波診断装置。1. An ultrasonic transducer including an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic pulses, a liquid propagation medium for propagating ultrasonic waves, and a film-like substance containing the propagation medium, and an ultrasonic wave for driving the ultrasonic probe. A transmission / reception circuit, a reception signal processing means for signal-processing the reflected wave information detected by the ultrasonic probe, and a display means for displaying the signal-processed reflected wave information, the reception signal processing means,
An ultrasonic diagnostic apparatus having a processing function of obtaining biological tissue information by subtracting film reflected wave information from a filmy substance portion from reflected wave information of an ultrasonic pulse oscillated from an ultrasonic transducer.
射波情報は、超音波トランスジューサで1回以上かつ膜
状物質部分で2回以上反射された多重反射波情報である
請求項1記載の超音波診断装置。2. The film reflected wave information signal-processed by the reception signal processing means is multiple reflected wave information reflected once or more by the ultrasonic transducer and twice or more by the filmy substance portion. Ultrasonic diagnostic equipment.
超音波トランスジューサを往復揺回可能に支持する旋回
駆動機構を備え、この旋回駆動機構により機械走査方式
の超音波プローブを構成した請求項1記載の超音波診断
装置。3. An ultrasonic probe is provided with a swivel drive mechanism for supporting an annular array type ultrasonic transducer so that the ultrasonic transducer can swing back and forth, and the swivel drive mechanism constitutes a mechanical scanning type ultrasonic probe. Ultrasonic diagnostic equipment.
憶するメモリを備え、このメモリに予め設定可能な膜反
射波情報が記憶された請求項1記載の超音波診断装置。4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the reception signal processing means includes a memory for storing the film reflected wave information, and the film reflected wave information which can be set in advance is stored in the memory.
検波する直交検波回路を備え、この直交検波回路で膜反
射波情報の振幅情報と位相情報を信号処理した請求項1
記載の超音波診断装置。5. The received signal processing means comprises a quadrature detection circuit for quadrature detection of film reflection wave information, and the quadrature detection circuit performs signal processing on amplitude information and phase information of the film reflection wave information.
The ultrasonic diagnostic apparatus described.
検出された第1回目の反射波情報を用いて超音波トラン
スジューサと膜状物質との伝達関数から膜反射波情報を
算出するデジタル信号処理回路を有する請求項1記載の
超音波診断装置。6. The digital signal processing, wherein the reception signal processing means calculates the film reflected wave information from the transfer function of the ultrasonic transducer and the film substance using the first reflected wave information detected by the ultrasonic probe. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a circuit.
直前の走査方向の膜状物質部分からの第1回目の反射波
情報を用いて膜反射波情報が演算されるデジタル信号処
理回路を備えた請求項1記載の超音波診断装置。7. The reception signal processing means comprises a digital signal processing circuit for calculating the film reflected wave information using the first reflected wave information from the film material portion in the scanning direction immediately before the ultrasonic probe. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
反射波情報を、膜状物質部分からの第1回目の超音波パ
ルスの反射波を受信する時間の整数倍の時間間隔に調節
されて出力され、出力された膜反射波情報が超音波パル
スの反射波情報から演算器で差し引かれるように設定し
た請求項6または7に記載の超音波診断装置。8. The digital signal processing circuit adjusts the calculated film reflected wave information to a time interval that is an integral multiple of the time for receiving the reflected wave of the first ultrasonic pulse from the film substance portion. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6 or 7, wherein the output information of the film reflected wave is set to be subtracted from the reflected wave information of the ultrasonic pulse by a calculator.
幅および時相の少なくとも一方を可変にする調整回路を
備えた請求項1記載の超音波診断装置。9. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the reception signal processing means includes an adjusting circuit that makes at least one of the amplitude and time phase of the film reflected wave information variable.
アレイ型超音波振動子を備える一方、液状伝播媒体は超
音波の減衰が少ない水を主成分とし、機械走査方式の超
音波プローブが用いられた請求項1記載の超音波診断装
置。10. The ultrasonic transducer is provided with an annular array type ultrasonic transducer, while the liquid propagation medium is mainly composed of water with little attenuation of ultrasonic waves, and a mechanical scanning type ultrasonic probe is used. 1. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 1.
た超音波パルスの生体からの反射波情報を受信し、この
生体反射波情報から超音波トランスジューサ表面と体表
部分からの多重反射波情報を減算し、多重反射波情報を
取り除いた生体組織反射波情報を表示手段に表示するこ
とを特徴とする超音波診断装置の信号処理方法。11. Received reflected wave information from a living body of an ultrasonic pulse oscillated from an ultrasonic transducer, subtracting multiple reflected wave information from the ultrasonic transducer surface and body surface portion from this living body reflected wave information, A signal processing method for an ultrasonic diagnostic apparatus, characterized in that the biological tissue reflected wave information from which the multiple reflected wave information has been removed is displayed on the display means.
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