JPH08117227A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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JPH08117227A
JPH08117227A JP26275494A JP26275494A JPH08117227A JP H08117227 A JPH08117227 A JP H08117227A JP 26275494 A JP26275494 A JP 26275494A JP 26275494 A JP26275494 A JP 26275494A JP H08117227 A JPH08117227 A JP H08117227A
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JP
Japan
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wavefront
ultrasonic
reflector
signal
spatial frequency
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Withdrawn
Application number
JP26275494A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Gondo
雅彦 権藤
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08117227A publication Critical patent/JPH08117227A/en
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE: To eliminate an influence of a stationary reflector so as to extract doppler information with higher accuracy by using an aperture synthesis technique adopting the concept of previously invented spatial frequency to overcome the disadvantage of the conventional color doppler. CONSTITUTION: When simply vibrating element groups are driven in order for transmission to obtain a wave front signal and find the spectral distribution, as spectral components by a stationary reflector are mixed, vibrator arrays 1 are driven in the different directions to transmit and receive ultrasonic waves, each data corresponding to the driving order is stored in a wave front memory 10 to be fetched as first and second wave front data in a designated focal point position from the wave front memory 10 by LUT 11, first and second spectral distributions are obtained to take a difference between the distributions. Thus, doppler information caused by a moving reflector, from which an influence of the stationary reflector is removed can be extracted with good accuracy.

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、超音波を用いて移動反
射体、例えば生体内の血管を流れる血流等のドプラ情報
を抽出する超音波診断装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for extracting Doppler information such as a blood flow in a moving reflector, for example, a blood vessel in a living body, using ultrasonic waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波のドプラ効果を利用して血流速度
分布を測定し、超音波反射の映像(Bモード像)と重畳
表示する超音波診断装置がカラードプラ装置と呼ばれて
広く用いられている。この血流速度の測定原理は、振動
子アレイを用いた超音波ビームによりパルス波を一定周
期で送信し、生体中の血球等の反射体より返ってきた超
音波の位相変化を測定することで、ドプラ周波数を検出
する。そして、多数の空間におけるドプラ周波数を求め
て2次元の血流速度分布として表示する。
2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus for measuring blood flow velocity distribution by utilizing the Doppler effect of ultrasonic waves and superimposing and displaying the image (B mode image) of ultrasonic reflection is widely used as a color Doppler device. Has been. The principle of measurement of this blood flow velocity is to transmit a pulse wave with a constant cycle by an ultrasonic beam using a transducer array and measure the phase change of the ultrasonic waves returned from a reflector such as blood cells in the living body. , Detect the Doppler frequency. Then, the Doppler frequencies in many spaces are obtained and displayed as a two-dimensional blood flow velocity distribution.

【0003】このカラードプラ装置は、初めのうちは心
臓等の循環器系を対象としていたが、最近ではドプラの
もつ情報量の多さから腹部臓器の診断にも多用されるよ
うになってきた。
This color Doppler device was initially intended for the circulatory system such as the heart, but recently, due to the large amount of information that Doppler has, it has come to be frequently used for diagnosis of abdominal organs. .

【0004】このような従来のカラードプラ超音波診断
装置には、超音波ビーム方向について生じるドプラ効果
を検出しているため、ビームと直交する方向の血流につ
いては、その血流速度を測定することはできない本質的
な欠点があった。
Since such a conventional color Doppler ultrasonic diagnostic apparatus detects the Doppler effect occurring in the ultrasonic beam direction, the blood flow velocity in the direction orthogonal to the beam is measured. There was an inherent drawback that could not be done.

【0005】また、良好なドプラ信号を得るためには、
10回程度の超音波パルスの送信シーケンスが必要とな
り血流分布の映像を得るには、大幅に画像の更新時間が
かかり、フレームレイトが低下する欠点があった。
To obtain a good Doppler signal,
The ultrasonic pulse transmission sequence needs to be performed about 10 times, and it takes a considerable amount of time to update the image to obtain an image of the blood flow distribution, which has a drawback of decreasing the frame rate.

【0006】このような欠点を解決するための超音波診
断装置として、本発明人により、特開平5−11547
7号公報に提案されている。この発明は、開口合成技術
に空間周波数の概念を取り入れ、Bモード像と同様に高
い分解能で、フレームレイトを低下させることなく超音
波ビームと直交する方向の血流を測定できるもので、従
来広く使用されているカラードプラ超音波診断装置と原
理的に大きく異なるものである。
As an ultrasonic diagnostic apparatus for solving such a drawback, the inventor of the present invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11547/1993.
It is proposed in Japanese Patent Publication No. 7. The present invention incorporates the concept of spatial frequency into the aperture synthesis technique and can measure the blood flow in the direction orthogonal to the ultrasonic beam with a high resolution as in the B-mode image without lowering the frame rate. In principle, this is largely different from the color Doppler ultrasonic diagnostic apparatus used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明人による特開平
5−115477号公報では、マルチプレクサにより振
動素子を順次切り替えながら、送信・受信を繰り返し、
各振動素子によって得られた反射信号を波面メモリに格
納し、この反射信号の集まりの中から所定の焦点に対応
する波面信号を取り出し、この波面信号を空間関数とし
てとらえ、スペクトル分布検出器により空間周波数を検
出し、このスペクトル分布より血流速度を求める。この
スペクトル分布の中で、血球が近づく場合はプラスの周
波数成分、遠ざかる場合はマイナスの周波数成分とな
り、また動きのない生体組織の反射信号成分は空間周波
数の直流成分となって現れてくる。そこで、直流成分か
らBモード像を作成し、直流成分以外の成分からドプラ
の2次元分布像を作成しBモード像に合成し、カラード
プラの超音波像として表示しようとするものである。
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-115477 by the present inventor, transmission / reception is repeated while sequentially switching vibration elements by a multiplexer,
The reflected signal obtained by each vibrating element is stored in the wavefront memory, the wavefront signal corresponding to a given focus is extracted from the collection of reflected signals, the wavefront signal is regarded as a spatial function, and the space distribution is detected by the spectrum distribution detector. The frequency is detected, and the blood flow velocity is obtained from this spectral distribution. In this spectral distribution, a positive frequency component appears when the blood cells approach, a negative frequency component when the blood cells move away, and a reflection signal component of the living tissue that does not move appears as a direct current component of the spatial frequency. Therefore, a B-mode image is created from the DC component, a two-dimensional Doppler distribution image is created from components other than the DC component, the B-mode image is synthesized, and the resulting image is displayed as a color Doppler ultrasonic image.

【0008】ところが、反射体が移動していなくても、
合成しようとする焦点以外の別空間に静止反射体が存在
すると、直流以外の空間周波数成分が出力されること
が、後の検討により分かってきた。
However, even if the reflector does not move,
It has been found from a later study that a spatial frequency component other than direct current is output when a static reflector is present in another space other than the focus to be synthesized.

【0009】このことを、図3を用いて説明する。1は
振動子アレイ、2−1〜2−nは振動素子、10は波面
メモリ、21は所定の焦点に対応するようにサンプリン
グされた波面信号を示し、SIは波面信号の実数部を、
SQは波面信号の虚数部をそれぞれ示す。
This will be described with reference to FIG. 1 is a transducer array, 2-1 to 2-n are oscillating elements, 10 is a wavefront memory, 21 is a wavefront signal sampled so as to correspond to a predetermined focal point, and SI is a real part of the wavefront signal,
SQ represents the imaginary part of the wavefront signal.

【0010】図3(a)は反射体Pが振動子アレイの正
面にある場合で、振動素子2−1から超音波パルスが送
波されると反射体Pによって超音波パルスが反射され、
反射信号22−1として波面メモリ10に格納される。
次に、振動素子2−2から超音波パルスを送波し、反射
体Pから反射された反射信号が22−2として波面メモ
リ10に格納される。
FIG. 3A shows a case where the reflector P is in front of the transducer array. When the ultrasonic pulse is transmitted from the vibrating element 2-1, the ultrasonic pulse is reflected by the reflector P,
The reflected signal 22-1 is stored in the wavefront memory 10.
Next, an ultrasonic pulse is transmitted from the vibration element 2-2, and the reflection signal reflected from the reflector P is stored in the wavefront memory 10 as 22-2.

【0011】同様に、全ての振動素子2−nまで送信・
受信を行い、多数の反射信号22−1〜22−nが得ら
れる。これら反射信号は振動素子と反射体Pまでの伝搬
距離が異なるために、それぞれ異なる信号波形となる。
Similarly, all the vibration elements 2-n are transmitted.
Reception is performed and a large number of reflected signals 22-1 to 22-n are obtained. These reflected signals have different signal waveforms because the propagation distances between the vibration element and the reflector P are different.

【0012】ここで、方位指向性をもたせるために反射
体Pが存在する空間に焦点を形成するように、各振動素
子と焦点までの往復の伝搬距離を考慮して、反射信号2
2−1から22−nを・印で示す時点でサンプリングす
る。このサンプリングされた信号は所定焦点に対応した
波面信号21となる。また、サンプリングする時に、直
交検波もしくは直交サンプリングを行うことにより実数
部SIと虚数部SQが得られる。
Here, in order to form a focal point in the space where the reflector P exists in order to provide the directional directivity, the reflected signal 2 is considered in consideration of the round-trip propagation distance between each vibrating element and the focal point.
2-1 to 22-n are sampled at the time points indicated by. The sampled signal becomes the wavefront signal 21 corresponding to the predetermined focus. Further, when sampling, quadrature detection or quadrature sampling is performed to obtain a real part SI and an imaginary part SQ.

【0013】この波面信号21を高速フーリエ変換等の
スペクトル分布検出器により、スペクトル分布P(f)
を求める。この時、焦点を形成しようとする位置に反射
体が存在しているため、サンプリング時には各振動素子
で受波した受信信号同士が同位相となる。このため、波
面信号は直流成分のみとなり、他のスペクトル成分はゼ
ロとなる。
The wavefront signal 21 is subjected to a spectral distribution P (f) by a spectral distribution detector such as fast Fourier transform.
Ask for. At this time, since the reflector exists at the position where the focal point is to be formed, the reception signals received by the respective vibrating elements have the same phase during sampling. Therefore, the wavefront signal has only the DC component, and the other spectral components are zero.

【0014】この直流成分のみに着目すれば、従来から
行われている時間調整して合成加算する「Delay
and Sum」といわれる開口合成技術と同じであ
る。
Focusing only on this DC component, the "Delay
This is the same as the aperture synthesis technology called “and Sum”.

【0015】次に、図3(b)は反射体Pが合成しよう
とする焦点空間(×印で示す)の正面より下側にある場
合で、波面信号およびスペクトル成分により空間周波数
がどのようになるかを示したものである。この場合、反
射体Pと振動素子2−nの距離が短くなるために、反射
信号22−nは22−1に比べて手前の位置にくること
になる。これらの反射信号を図3(a)と同じ時刻でサ
ンプリングすれば(・印で示す位置で)、プラスの周波
数成分をもつ空間周波数が得られる。
Next, FIG. 3B shows the case where the reflector P is below the front surface of the focal space (indicated by X) to be synthesized, and how the spatial frequency depends on the wavefront signal and the spectral component. It shows what will happen. In this case, since the distance between the reflector P and the vibrating element 2-n becomes short, the reflected signal 22-n comes to a position closer than that of 22-1. If these reflected signals are sampled at the same time as in FIG. 3 (a) (at the position indicated by the mark), a spatial frequency having a positive frequency component can be obtained.

【0016】反対に、図3(c)は反射体Pが合成しよ
うとする焦点空間の正面よりも上側にある場合を示した
もので、反射体Pと振動素子2−1の距離が短くなるた
めに反射信号22−1は22−nに比べて手前の位置に
くる。この場合は、マイナスの空間周波数成分をもつこ
とになる。
On the contrary, FIG. 3C shows the case where the reflector P is above the front of the focal space to be combined, and the distance between the reflector P and the vibrating element 2-1 becomes short. Therefore, the reflection signal 22-1 comes to a position closer than that of 22-n. In this case, it has a negative spatial frequency component.

【0017】前記の3つの場合で説明したように、合成
しようとする焦点の近傍空間では、サンプリングによっ
て得られた波面信号のスペクトル分布の各周波数成分
が、各方位の反射信号の大きさに対応する。
As described in the above three cases, in the space near the focus to be combined, each frequency component of the spectral distribution of the wavefront signal obtained by sampling corresponds to the magnitude of the reflected signal in each direction. To do.

【0018】図4は以上の説明をもとに、振動子アレイ
1と3つの反射体Pa,Pb,Pcとの位置関係と、ス
ペクトル分布の空間周波数との関係を示したものであ
る。ここでは、スペクトル分布の各周波数成分が、各方
位の反射信号の大きさを示すことが分かる。
Based on the above description, FIG. 4 shows the positional relationship between the transducer array 1 and the three reflectors Pa, Pb, Pc and the spatial frequency of the spectral distribution. Here, it can be seen that each frequency component of the spectrum distribution indicates the magnitude of the reflected signal in each direction.

【0019】このため、求めたスペクトル分布には、焦
点以外の静止物体の反射信号の情報が含まれていること
から、単純に直流以外のスペクトル成分を用いて、移動
に基づくドプラ情報を検出するだけでは、十分な結果が
得られないことか判明した。すなわち、測定の原理的な
欠陥により大きな誤差が含まれてしまう場合があり、こ
の点について改良する余地がある。
For this reason, since the obtained spectral distribution includes the information of the reflection signal of the stationary object other than the focus, the Doppler information based on the movement is simply detected by using the spectral component other than the direct current. It turned out that the result was not enough. That is, a large error may be included due to a defect in the principle of measurement, and there is room for improvement in this respect.

【0020】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、従来のカラードプラのもつ欠点を解決するべく先に
発明された空間周波数の概念を取り入れた開口合成技術
を用いて、静止反射体の影響をなくして精度を高めてド
プラ情報を抽出する超音波診断装置を提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an aperture synthesizing technique incorporating the concept of spatial frequency, which was previously invented in order to solve the drawbacks of the conventional color Doppler, was used to create a static reflector. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that eliminates the influence, enhances accuracy, and extracts Doppler information.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、観察対象に対して、所定の複数の方向について互い
に異なる第1および第2の駆動順序で超音波の送受波を
行う超音波送受波手段と、前記超音波送受波手段へ超音
波励起信号を出力する送信部と、前記超音波送受波手段
から出力される前記観察対象の反射信号を増幅する受信
部と、を有する送受信手段と、前記受信部の出力信号を
格納し、前記第1および第2の駆動順序ごとに前記超音
波が送受波される各方向に対応させて第1および第2の
波面データとして格納する波面メモリと、前記波面デー
タ生成手段からの第1および第2の波面データに基づい
て、第1および第2の空間周波数分布を求めるスペクト
ル分布検出手段と、前記スペクトル分布検出手段により
求められた第1および第2の空間周波数分布の差を検出
して、前記観察対象中の運動反射体の運動速度を算出す
る運動速度検出手段と、を有する。
An ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from an object to be observed in first and second driving orders which are different from each other in a plurality of predetermined directions. Transmitting / receiving means, transmitting / receiving means for outputting an ultrasonic wave excitation signal to the ultrasonic wave transmitting / receiving means, and receiving means for amplifying the reflected signal of the observation target output from the ultrasonic wave transmitting / receiving means. And a wavefront memory for storing the output signal of the receiving unit and storing it as first and second wavefront data corresponding to each direction in which the ultrasonic waves are transmitted and received for each of the first and second driving orders. And a spectral distribution detecting means for obtaining first and second spatial frequency distributions based on the first and second wavefront data from the wavefront data generating means, and a first and second spectral distribution detecting means for obtaining the spectral distribution detecting means. Beauty detects a difference between the second spatial frequency distribution, having a movement speed detection means for calculating a movement velocity of the moving reflector in the observation target.

【0022】[0022]

【作用】本発明の構成にでは、単純に振動素子群を順番
に送信駆動して、波面信号を得てスペクトル分布を求め
るだけでは、静止反射体によるスペクトル成分が混在す
るため、超音波送受波手段を互い異なる第1及び第2の
駆動順序で超音波の送受波を行い、これら駆動順序に対
応した第1及び第2の波面データから第1と第2の空間
周波数分布を求めこれら分布の差分をとることにより、
静止反射体の影響を取り除けるので、血流等の移動反射
体のみに起因するドプラ情報を精度良く抽出できる。
In the configuration of the present invention, if the vibration element groups are simply driven in order to obtain the wavefront signal and the spectral distribution is obtained, the spectral components due to the stationary reflectors are mixed, so that ultrasonic wave transmission / reception is performed. The means transmits and receives ultrasonic waves in different first and second driving orders, and obtains the first and second spatial frequency distributions from the first and second wavefront data corresponding to these driving orders. By taking the difference,
Since the influence of the stationary reflector can be removed, the Doppler information due to only the moving reflector such as blood flow can be accurately extracted.

【0023】従って、本発明の構成を用いれば、精度の
良い2次元の血流分布像を表示することも可能である。
Therefore, by using the configuration of the present invention, it is possible to display a highly accurate two-dimensional blood flow distribution image.

【0024】[0024]

【実施例】まず、本発明の原理について、図2を参照し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】図2は空間周波数の概念を取り入れた開口
合成技術を用いて、移動体によるドプラ情報を取り出す
原理についての説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of extracting Doppler information by a moving body by using the aperture synthesis technique which incorporates the concept of spatial frequency.

【0026】図2(a)は振動子アレイ1の送信駆動順
序を上から順にライン1,2,3,…,7とした場合
で、これをシーケンスAと呼び、第1のスペクトル分布
を検出する過程を説明するものである。ここでは、反射
体Pが振動子アレイに近づいている状態を示している。
FIG. 2A shows a case where the transmission driving order of the transducer array 1 is line 1, 2, 3, ..., 7 from the top, which is called sequence A, and the first spectral distribution is detected. This is to explain the process of doing. Here, a state is shown in which the reflector P is approaching the transducer array.

【0027】送受信シーケンスがライン1からライン7
へ変わるに従い、反射体Pと振動素子2−1〜2−7の
空間距離が徐々に短くなるために、反射信号22−1〜
22−7はライン番号が大きくなるに従い、反射体が静
止している時に比べて、時間的に徐々に早く到達するよ
うになる。波面メモリ10内で・印で示すのが、焦点を
構成する波面信号を得るためのサンプリング時刻であ
る。
The transmission / reception sequence is line 1 to line 7
Since the spatial distance between the reflector P and the vibrating elements 2-1 to 2-7 gradually becomes shorter, the reflected signals 22-1 to 22-1.
In 22-7, as the line number increases, the arrival time gradually becomes faster than when the reflector is stationary. In the wavefront memory 10, the mark .circleincircle. Is the sampling time for obtaining the wavefront signal forming the focal point.

【0028】反射信号22−1〜22−7をサンプリン
グして得られた波面信号21は、交流信号となる。波面
信号21から高速フーリエ変換等によりスペクトル分布
を求めるとプラスの空間周波数をもつスペクトルPA
(f)となる。このスペクトルPA(f)の中で、破線
で示すスペクトル成分は図示していない静止反射体に起
因するものであり、一方、斜線で示すスペクトル成分は
移動反射体Pによるものから構成される。
The wavefront signal 21 obtained by sampling the reflected signals 22-1 to 22-7 becomes an AC signal. When the spectrum distribution is obtained from the wavefront signal 21 by fast Fourier transform or the like, the spectrum PA having a positive spatial frequency is obtained.
(F). In this spectrum PA (f), the spectral component indicated by the broken line is due to the stationary reflector (not shown), while the spectral component indicated by the diagonal line is due to the moving reflector P.

【0029】静止反射体によるスペクトル分布は図3ま
たは図4で説明した既述の理由により、反射体の分布の
仕方に応じて様々な周波数成分をもつことになる。
The spectral distribution due to the stationary reflector has various frequency components depending on the distribution of the reflector due to the reasons described above with reference to FIG. 3 or 4.

【0030】図2(b)は振動子アレイ1の送信駆動順
序を図2(a)の場合と逆に、ライン7,6,5,…,
1とした場合で、これをシーケンスBと呼び第2のスペ
クトル分布を検出する過程を説明するものである。この
シーケンスBにおいても反射体Pが振動子アレイ1に近
づいている状態を示している。ここでは、シーケンスA
と異なり振動素子の駆動順序が逆であるために反射信号
22−1〜22−7はライン番号が大きくなるに従い、
反射信号が徐々に遠ざかるように見える。波面メモリ1
0内で・印で示す時刻でサンプリングすれば波面信号2
1が得られる。この波面信号は(a)で示すシーケンス
Aの場合と異なり、スペクトル分布を求めるとマイナス
の空間周波数をもつスペクトル成分が検出される。ここ
で、マイナスの周波数分布が識別できるのは、波面信号
を複素数で扱っていることによる。
In FIG. 2B, the transmission drive sequence of the transducer array 1 is opposite to that in FIG. 2A, and lines 7, 6, 5, ...
In the case where it is set to 1, this is referred to as a sequence B, and the process of detecting the second spectral distribution will be described. This sequence B also shows a state in which the reflector P is approaching the transducer array 1. Here, the sequence A
Unlike the driving order of the oscillating element, the reflected signals 22-1 to 22-7 have larger line numbers,
The reflected signal appears to gradually move away. Wavefront memory 1
Wavefront signal 2 if sampled within 0
1 is obtained. This wavefront signal is different from the case of the sequence A shown in (a), and when the spectrum distribution is obtained, a spectrum component having a negative spatial frequency is detected. Here, the negative frequency distribution can be identified because the wavefront signal is handled by a complex number.

【0031】シーケンスAとシーケンスBの場合で移動
体によるスペクトル成分の出方が異なるのは、波面信号
21の変数軸の方向が互いに逆になっているためであ
る。
The difference between the sequence A and the sequence B in the way of appearance of the spectrum component by the moving body is that the directions of the variable axes of the wavefront signal 21 are opposite to each other.

【0032】また、図示していない静止反射体では、振
動子アレイのシーケンスAやBで駆動順序が変わって
も、送信ごとに反射体が移動することがないため、同一
の波面信号が得られるためスペクトル分布の形状も同じ
となる。静止反射体と移動反射体の両者を含む場合は、
線形処理を行っているため、スペクトル分布も静止反射
体による成分と移動反射体による成分が単純に合成され
る。
Further, with a stationary reflector (not shown), the same wavefront signal can be obtained because the reflector does not move for each transmission even if the driving order is changed in the sequence A or B of the transducer array. Therefore, the shape of the spectrum distribution is also the same. If it includes both static and moving reflectors,
Since the linear processing is performed, the component due to the stationary reflector and the component due to the moving reflector are also simply combined in the spectral distribution.

【0033】シーケンスAで得られたスペクトル分布P
A(f)とシーケンスBで得られたスペクトル分布PB
(f)とから差分演算PA(f)−PB(f)を行え
ば、静止反射体によるスペクトル成分がなくなり、図2
(c)で示す差分演算結果となり、移動体Pのみによる
スペクトル成分のみが出力される。
Spectral distribution P obtained in sequence A
Spectral distribution PB obtained by A (f) and sequence B
If the difference calculation PA (f) -PB (f) is performed from (f), the spectral component due to the stationary reflector is eliminated, and FIG.
The difference calculation result shown in (c) is obtained, and only the spectrum component of only the moving body P is output.

【0034】このスペクトルから0点を中心に点対称加
算PA(f)+PA(−f)を行えば、図2(d)に示
す移動体スペクトルが得られる。この移動体スペクトル
の周波数は移動体の速度に比例し、大きさは移動体の反
射強度に比例する。
If the point symmetric addition PA (f) + PA (-f) is performed from this spectrum with the zero point as the center, the moving body spectrum shown in FIG. 2 (d) is obtained. The frequency of this mobile body spectrum is proportional to the speed of the mobile body, and the magnitude thereof is proportional to the reflection intensity of the mobile body.

【0035】このように、振動子アレイ1の駆動シーケ
ンスを2種類設けて、それらによって得られた波面信号
のスペクトル分布の差分をとることによって、静止反射
体の影響を取り除き、移動体のみの情報を抽出すること
ができる。
As described above, two types of drive sequences for the transducer array 1 are provided, and the difference between the spectral distributions of the wavefront signals obtained by these is taken to eliminate the influence of the stationary reflector and to obtain the information of only the moving body. Can be extracted.

【0036】図を参照して本発明の実施例について、以
下に説明する。図1は、本発明の一実施例に係る構成図
である。1は振動子アレイ、2−1〜2−nは振動素
子、3は超音波パルス波面、4は振動子を切り替えるた
めのマルチプレクサ、5はパルス発生器、6は送信駆動
回路、7は受信増幅回路、8は受信増幅回路の増幅度を
制御するためのSTCコントロール回路、9はA/Dコ
ンバータ、10は波面メモリ、11は所定焦点の波面信
号を取り出すために波面メモリのアドレスを出力するル
ックアップテーブル(LUT)、12は高速フーリエ変
換回路(FFT)、13aおよび13bは波面信号のス
ペクトル成分を格納するためのメモリ、14は2つのス
ペクトル成分の差分を取り出す差分回路、15は点対称
加算回路、16はカラーフロー処理回路、17aおよび
17bは直流成分検出回路、18はデジタルスキャンコ
ンバータ(DSC)、19はモニタ装置、20はタイミ
ングコントロール回路をそれぞれ示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram according to an embodiment of the present invention. 1 is a transducer array, 2-1 to 2-n are oscillating elements, 3 is an ultrasonic pulse wavefront, 4 is a multiplexer for switching transducers, 5 is a pulse generator, 6 is a transmission drive circuit, 7 is reception amplification A circuit, 8 is an STC control circuit for controlling the amplification degree of the reception amplification circuit, 9 is an A / D converter, 10 is a wavefront memory, and 11 is a look for outputting an address of the wavefront memory to extract a wavefront signal of a predetermined focus. Up table (LUT), 12 is a fast Fourier transform circuit (FFT), 13a and 13b are memories for storing the spectral components of the wavefront signal, 14 is a differential circuit for extracting the difference between two spectral components, and 15 is point-symmetrical addition. Circuit, 16 color flow processing circuit, 17a and 17b DC component detection circuit, 18 digital scan converter (DSC), 19 Nita device, 20 denotes a timing control circuit.

【0037】この実施例では、まず原理説明のところで
説明したように、シーケンスAで波面信号のスペクトル
分布を得る。タイミングコントロール回路20の制御下
でマルチプレクサ4を振動素子2−1に切り替え、パル
ス発生器5で発生するパルスを送信駆動回路6で増幅
し、振動素子2−1を駆動し、超音波パルス3を発生さ
せる。この超音波パルスは生体組織および血球から反射
波として返ってくるので、受信増幅回路7により適正な
大きさに増幅する。この時、遠距離からの反射波である
ほど信号が小さくなるのでSTCコントロール回路8の
制御により時間とともに増幅度を大きくする。
In this embodiment, first, as explained in the explanation of the principle, the spectrum distribution of the wavefront signal is obtained in the sequence A. The multiplexer 4 is switched to the vibration element 2-1 under the control of the timing control circuit 20, the pulse generated by the pulse generator 5 is amplified by the transmission drive circuit 6, the vibration element 2-1 is driven, and the ultrasonic pulse 3 is generated. generate. Since this ultrasonic pulse returns as a reflected wave from the living tissue and blood cells, it is amplified by the reception amplification circuit 7 to an appropriate size. At this time, the signal becomes smaller as it is a reflected wave from a long distance, so the amplification degree is increased with time by the control of the STC control circuit 8.

【0038】このようにして距離による減衰分が補正さ
れた受信増幅回路7の出力は、A/Dコンバータ9によ
ってデジタル信号に変換される。この時の変換速度は入
力の信号帯域の情報を損なわないようにするため、例え
ば超音波中心周波数が7.5MHz の場合は60MHz 程度
の周波数でサンプリングしA/D変換した方が良い。こ
のA/D変換されたデジタル信号は、単に時系列の反射
信号として波面メモリ10に格納されていく。
The output of the reception amplification circuit 7 in which the attenuation due to distance is corrected in this way is converted into a digital signal by the A / D converter 9. In order to prevent the information of the input signal band from being damaged, the conversion speed at this time is preferably A / D converted by sampling at a frequency of about 60 MHz when the ultrasonic center frequency is 7.5 MHz. The A / D converted digital signal is stored in the wavefront memory 10 simply as a time-series reflection signal.

【0039】次に、マルチプレクサ4を切り替えて振動
素子2−2を選択し、一連の送信・受信を繰り返し、同
様にして得られた反射信号を順次、波面メモリ10へ格
納していく。これらの処理を振動素子2−nまで、つま
りn回の送信・受信を行い波面メモリ10に全ての波面
データを書き込む。
Next, the multiplexer 4 is switched to select the vibrating element 2-2, a series of transmission and reception is repeated, and the reflected signals obtained in the same manner are sequentially stored in the wavefront memory 10. All the wavefront data is written in the wavefront memory 10 by performing these processes up to the vibration element 2-n, that is, transmitting and receiving n times.

【0040】次に、ルックアップテーブル11により所
定焦点と各振動素子までの往復伝搬距離に相当するアド
レスを発生し、波面メモリ10の出力をサンプリングし
て波面信号を得る。この波面信号をもとに高速フーリエ
変換器FFT12によりシーケンスAでのスペクトル分
布PA(f)を求める。この所定焦点におけるスペクト
ル分布を観測領域の全空間、例えば256*256の画
素全てにわたって以上の処理を行いメモリ13aに格納
する。
Next, the look-up table 11 is used to generate an address corresponding to the round-trip propagation distance between the predetermined focus and each vibrating element, and the output of the wavefront memory 10 is sampled to obtain a wavefront signal. Based on this wavefront signal, the fast Fourier transformer FFT12 finds the spectral distribution PA (f) in the sequence A. The spectral distribution at this predetermined focus is subjected to the above processing over the entire space of the observation region, for example, all 256 * 256 pixels, and stored in the memory 13a.

【0041】このように、一連の動作を行った後、次の
シーケンスBの処理を行っていく。シーケンスAの場合
と異なるのは、振動子アレイ1の駆動順序が振動素子2
−nから振動素子2−1に向かっていくことである。こ
のシーケンスBによって得られた全画像領域でのスペク
トル分布PB(f)をメモリ13bに格納する。そして
差分回路14で2つのスペクトル分布の差分PA(f)
−PB(f)を求め、点対称加算回路15によりPA
(f)+PB(−f)の移動体スペクトルを求める。
In this way, after performing a series of operations, the processing of the next sequence B is performed. The difference from the case of the sequence A is that the driving order of the vibrator array 1 is the vibration element 2
This is to go from -n to the vibration element 2-1. The spectral distribution PB (f) in the entire image area obtained by this sequence B is stored in the memory 13b. Then, the difference circuit 14 calculates the difference PA (f) between the two spectral distributions.
-PB (f) is calculated and PA is calculated by the point symmetric addition circuit 15.
The mobile body spectrum of (f) + PB (-f) is obtained.

【0042】この移動体スペクトルの周波数や大きさ
は、血流速度にほぼ比例したものとなるので、カラーフ
ロー処理回路14により、血流発生部位を示すドプラ画
像信号を出力する。例えば、移動体スペクトル(d)が
プラスの周波数成分をもっていれば赤等の暖色系で該当
部位を着色し、移動体スペクトル(d)がマイナスの周
波数成分をもっていれば青色等の寒色系で該当部位を着
色するようにドプラ画像信号を作成する。
Since the frequency and magnitude of the moving body spectrum are substantially proportional to the blood flow velocity, the color flow processing circuit 14 outputs the Doppler image signal indicating the blood flow generation site. For example, if the moving body spectrum (d) has a positive frequency component, the corresponding part is colored with a warm color system such as red, and if the moving body spectrum (d) has a negative frequency component, a corresponding part with a cold color system such as blue. A Doppler image signal is created so as to color.

【0043】一方、シーケンスAで得られたスペクトル
分布PA(f)から、直流成分検出回路17aにより直
流成分のみを取り出し、同様にシーケンスBで得られた
スペクトル分布PB(f)から、直流成分検出回路17
bにより直流成分のみを取り出し、超音波反射信号の強
さを表すBモード像の信号をつくる。この2つのBモー
ド信号や、ドプラ画像信号をもとに、デジタルスキャン
コンバータ(DSC)18で座標変換や補間処理を行
い、モニタ装置19へ出力する。
On the other hand, the DC component detection circuit 17a extracts only the DC component from the spectrum distribution PA (f) obtained in the sequence A, and the DC component is detected from the spectrum distribution PB (f) similarly obtained in the sequence B. Circuit 17
Only the DC component is extracted by b, and a B-mode image signal representing the strength of the ultrasonic reflection signal is created. A digital scan converter (DSC) 18 performs coordinate conversion and interpolation processing based on the two B-mode signals and the Doppler image signal, and outputs them to the monitor device 19.

【0044】シーケンスAやシーケンスBのタイミング
でマルチプレクサ4の選択順序を切り替えたり、開口合
成を行うためのルックアップテーブルLUT11を制御
するのはタイミングコントロール回路20である。
The timing control circuit 20 controls the lookup table LUT 11 for switching the selection order of the multiplexer 4 at the timings of the sequence A and the sequence B and for performing aperture synthesis.

【0045】本実施例によれば、振動子アレイ1の送信
駆動順序を2通り変えて波面信号のスペクトル分布を求
め、これらのスペクトル分布の差分処理を行うことによ
り、移動反射体のみに起因するドプラ情報を検出するこ
とができる。そして、本実施例では、2つのスペクトル
分布の差分処理により、静止反射体と移動反射体の分離
が容易にできるため、精度の高い血流速度分布の画像を
作成することができる。
According to the present embodiment, the transmission drive order of the transducer array 1 is changed in two ways to obtain the spectral distribution of the wavefront signal, and the difference processing of these spectral distributions is performed, so that only the moving reflector is caused. Doppler information can be detected. In the present embodiment, since the stationary reflector and the moving reflector can be easily separated by the difference processing of the two spectral distributions, an image of the blood flow velocity distribution with high accuracy can be created.

【0046】また、本発明では、Bモード像が得られる
全ての空間領域で血流分布像が、フレームレイトが低下
することなく全画面で得られる。
Further, in the present invention, the blood flow distribution image can be obtained in the entire screen without lowering the frame rate in all the spatial regions where the B mode image is obtained.

【0047】ところで、シーケンスAとシーケンスBで
は、どちらも静止反射体によるスペクトルが得られるた
め、2枚のBモード像が得られる。このため、ドプラ情
報を得るために、シーケンスAとシーケンスBを交互に
繰り返したとしてもBモード像のフレームレイトが低下
することはない。
By the way, in both the sequence A and the sequence B, the spectrum by the stationary reflector is obtained, so that two B-mode images are obtained. Therefore, even if the sequence A and the sequence B are alternately repeated to obtain the Doppler information, the frame rate of the B-mode image does not decrease.

【0048】前記実施例では、空間周波数信号のスペク
トル分布を求めるために、高速に周波数分布を検出する
ため高速フーリエ変換回路を用いるように説明したが、
MEM(最大エントロピー法)やウェーブレット変換等
の周波数解析の信号処理技術を用いても良い。
In the above embodiment, the fast Fourier transform circuit is used to detect the frequency distribution at high speed in order to obtain the spectrum distribution of the spatial frequency signal.
A signal processing technique of frequency analysis such as MEM (maximum entropy method) or wavelet transform may be used.

【0049】また本実施例では、多数振動子を配列した
振動子アレイ1を電子的に駆動している構成のものを用
いているが、観察対象に対して複数の方向の波形データ
が得られればよいので、例えばメカニカル走査による構
成のものでもよい。
In this embodiment, the oscillator array 1 in which a large number of oscillators are arranged is electronically driven, but waveform data in a plurality of directions can be obtained with respect to the observation target. Since it is sufficient, it may be configured by mechanical scanning, for example.

【0050】[付記]以上詳述したように本発明の実施
態様によれば、以下のような構成を得ることができる。
すなわち、 (1) 観察対象に対して、所定の複数の方向について
互いに異なる第1および第2の駆動順序で超音波の送受
波を行う超音波送受波手段と、前記超音波送受波手段へ
超音波励起信号を出力する送信部と、前記超音波送受波
手段から出力される前記観察対象の反射信号を増幅する
受信部と、を有する送受信手段と、前記受信部の出力信
号を格納し、前記第1および第2の駆動順序ごとに前記
超音波が送受波される各方向に対応させて第1および第
2の波面データとして格納する波面メモリと、前記波面
データ生成手段からの第1および第2の波面データに基
づいて、第1および第2の空間周波数分布を求めるスペ
クトル分布検出手段と、前記スペクトル分布検出手段に
より求められた第1および第2の空間周波数分布の差を
検出して、前記観察対象中の運動反射体の運動速度を算
出する運動速度検出手段と、を有する超音波診断装置。
[Appendix] As described in detail above, according to the embodiment of the present invention, the following constitution can be obtained.
That is, (1) an ultrasonic wave transmitting / receiving means for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from an observation target in first and second driving orders different from each other in a plurality of predetermined directions, and to the ultrasonic wave transmitting / receiving means. A transmitting unit that outputs a sound wave excitation signal, a receiving unit that has a receiving unit that amplifies the reflected signal of the observation target output from the ultrasonic wave transmitting and receiving unit, and stores an output signal of the receiving unit, and A wavefront memory that stores as first and second wavefront data corresponding to each direction in which the ultrasonic waves are transmitted and received for each of the first and second driving orders, and the first and first wavefront data from the wavefront data generating means. On the basis of the wavefront data of No. 2, the spectral distribution detecting means for obtaining the first and second spatial frequency distributions, and the difference between the first and second spatial frequency distributions obtained by the spectral distribution detecting means are detected. The ultrasonic diagnostic apparatus having a movement speed detection means for calculating a movement velocity of the moving reflector in the observation target.

【0051】付記1に記載の構成では、2つの空間周波
数分布の差分処理により、静止反射体と移動反射体の分
離が容易にできるため、精度の高い血流速度分布の画像
をつくることができる。また、付記1に記載の構成を用
いれば、Bモード像が得られる全ての空間領域で血流分
布像が、フレームレイトを低下させることなく全画面で
得ることができる。
In the structure described in Appendix 1, since the stationary reflector and the moving reflector can be easily separated by the difference processing of the two spatial frequency distributions, a highly accurate blood flow velocity distribution image can be created. . Further, by using the configuration described in appendix 1, the blood flow distribution image can be obtained on the entire screen without reducing the frame rate in all the spatial regions where the B mode image is obtained.

【0052】(2) 前記超音波送受波手段は、観察対
象に対して超音波の送受波を行う複数の超音波振動子
と、前記超音波の送受波を行う超音波振動子を選択する
選択手段と、前記選択手段を制御して、互いに異なる第
1および第2の駆動順序で前記超音波振動子を選択させ
る駆動シーケンス制御手段とを有し、前記送受信手段
は、前記選択手段を介して前記複数の超音波振動子と接
続されてなり、前記波面メモリは、前記第1および第2
の駆動順序ごとに各選択された前記超音波振動子に対応
させて、第1および第2の波面データとして前記受信部
の出力信号を格納する付記1に記載の超音波診断装置。
(2) The ultrasonic transmission / reception means selects a plurality of ultrasonic transducers for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from an observation target and ultrasonic transducers for transmitting / receiving the ultrasonic waves. Means and drive sequence control means for controlling the selecting means to select the ultrasonic transducers in first and second driving orders different from each other, and the transmitting / receiving means via the selecting means. The wavefront memory is connected to the plurality of ultrasonic transducers, and the wavefront memory includes the first and second wavefront memories.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the output signal of the receiving unit is stored as the first and second wavefront data in association with each selected ultrasonic transducer for each driving order.

【0053】(3) 前記選択手段は、前記送受信手段
と前記超音波振動子の間に設けられたマルチプレクサで
あり、前記駆動シーケンス制御手段は、前記マルチプレ
クサを切り換える切り換え制御手段である付記1に記載
の超音波診断装置。
(3) The selecting means is a multiplexer provided between the transmitting / receiving means and the ultrasonic transducer, and the drive sequence control means is a switching control means for switching the multiplexer. Ultrasonic diagnostic equipment.

【0054】(4) 前記第1および第2の駆動順序
は、予め決められた順序である付記1に記載の超音波診
断装置。
(4) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the first and second driving orders are predetermined orders.

【0055】(5) 前記複数の超音波振動子は、アレ
イ状に超音波エレメントが並べられたアレイ状振動子で
あり、前記駆動シーケンス制御手段は、第1の駆動順序
として前記アレイ状振動子の一端の超音波エレメントか
ら順に他端の超音波エレメントまでを選択し、第2の駆
動順序として前記アレイ状振動子の他端の超音波エレメ
ントから順に一端の超音波エレメントまでを選択するよ
う前記選択手段を制御する付記2に記載の超音波診断装
置。
(5) The plurality of ultrasonic transducers are array transducers in which ultrasonic elements are arranged in an array, and the drive sequence control means sets the array transducer as a first driving order. From the ultrasonic element at one end to the ultrasonic element at the other end in order, and as the second driving order, from the ultrasonic element at the other end of the arrayed transducer to the ultrasonic element at one end in order. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 2, which controls the selection unit.

【0056】(6) 前記波面メモリは、前記受信部の
出力信号を各超音波振動子ごとに時系列的に格納する格
納手段である付記1に記載の超音波診断装置。
(6) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the wavefront memory is storage means for storing the output signal of the receiving section for each ultrasonic transducer in time series.

【0057】(7) 前記第1および第2の駆動順序に
おいて各超音波振動子が形成する独立の音場から合成さ
れる合成音場が所定の位置に焦点を有するように、前記
波面メモリに格納されている前記受信手段の出力信号を
それぞれのサンプリング時刻に読出すメモリ読出し手段
を備えている付記6に記載の超音波診断装置。
(7) In the wavefront memory, the synthesized sound field synthesized from the independent sound fields formed by the ultrasonic transducers in the first and second driving orders has a focus at a predetermined position. 7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 6, further comprising memory reading means for reading the stored output signal of the receiving means at each sampling time.

【0058】(8) 前記メモリ読出し手段は、前記波
面メモリの読出される点が対応する空間的な位置によっ
て、前記合成音場の焦点を変化させるように制御する付
記7に記載の超音波診断装置。
(8) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 7, wherein the memory reading means controls so as to change the focus of the synthesized sound field according to the spatial position corresponding to the point to be read in the wavefront memory. apparatus.

【0059】(9) 前記メモリ読出し手段は、前記第
1および第2の駆動順序において各超音波振動子が形成
する独立の音場から合成される合成音場が、前記観察対
象を含む観察領域を少なくとも一次元走査するように、
前記波面メモリに格納されている前記受信手段の出力信
号をそれぞれのサンプリング時刻に読出す付記6に記載
の超音波診断装置。
(9) In the memory reading means, the synthetic sound field synthesized from the independent sound fields formed by the ultrasonic transducers in the first and second driving orders is the observation region including the observation target. To scan at least one dimension,
7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 6, wherein the output signal of the receiving means stored in the wavefront memory is read at each sampling time.

【0060】(10) 前記スペクトル分布検出手段
は、高速フーリエ変換により第1及び第2の空間周波数
分布を求める高速フーリエ変換器を含む付記1に記載の
超音波診断装置。
(10) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, wherein the spectral distribution detecting means includes a fast Fourier transformer that obtains the first and second spatial frequency distributions by fast Fourier transform.

【0061】付記10に記載の超音波診断装置では、高
速フーリエ変換器を用いることによって空間周波数分布
検出を高速に処理できる。
In the ultrasonic diagnostic apparatus described in Appendix 10, the spatial frequency distribution detection can be processed at high speed by using the fast Fourier transformer.

【0062】(11) 前記スペクトル分布検出手段の
出力から、直流成分を抽出する低域通過フィルタ手段
と、この低域通過フィルタ手段の出力を順次格納する第
1のメモリプレーンを含む画像メモリとを有する付記1
に記載の超音波診断装置。
(11) A low-pass filter means for extracting a DC component from the output of the spectral distribution detection means, and an image memory including a first memory plane for sequentially storing the output of the low-pass filter means. Appendix 1
The ultrasonic diagnostic apparatus according to item 1.

【0063】(12) 前記運動速度検出手段は、前記
第1および第2の空間周波数分布の差分をとる差演算手
段と、この差演算手段の出力を前記空間周波数分布の原
点について点対称加算演算を行う加算演算手段とを有す
る付記1に記載の超音波診断装置。
(12) The motion velocity detecting means calculates difference between the first and second spatial frequency distributions, and an output of the difference calculating means is point-symmetrical addition calculation with respect to the origin of the spatial frequency distribution. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 1, further comprising addition calculation means for performing the above.

【0064】(13) 前記画像メモリは、前記運動速
度検出手段の出力を順次格納する第2のメモリプレーン
を有する付記11に記載の超音波診断装置。
(13) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 11, wherein the image memory has a second memory plane for sequentially storing the output of the motion velocity detecting means.

【0065】(14) 前記画像メモリ手段は、前記第
1および第2のメモリプレーンに格納されている各画像
情報を重ね合わせて出力する画像重畳手段を有する付記
13に記載の超音波診断装置。
(14) The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 13, wherein the image memory means has an image superimposing means for superimposing and outputting the respective image information stored in the first and second memory planes.

【0066】付記14に記載の構成では、第1のメモリ
プレーンに格納されたデータは空間周波数の直流成分と
なり単純に反射強度を表しており、この直流成分以外の
周波数成分は、第2のメモリプレーンに格納されたデー
タ、つまり移動反射体例えば血流成分を表すドプラデー
タとして合成し、Bモード像のデータとして表示でき
る。
In the structure described in appendix 14, the data stored in the first memory plane becomes the direct current component of the spatial frequency and simply represents the reflection intensity, and the frequency components other than this direct current component are the second memory. The data stored in the plane, that is, the moving reflector, for example, Doppler data representing a blood flow component, can be combined and displayed as B-mode image data.

【0067】(15) 観察対象に対して、所定の複数
の方向について所定の第1の駆動順序で超音波を送波
し、前記各方向について観察対象からの反射波を受信し
てこの受信波形から合成される第1の波面データの空間
周波数分布を求め、前記観察対象に対して、前記所定の
複数の方向について前記所定の第1の駆動順序とは異な
る第2の駆動順序で超音波を送波し、前記各方向につい
て観察対象からの反射波を受信してこの受信波形から合
成される第2の波面データの空間周波数分布を求め、前
記第1波面データの空間周波数分布と、第2の波面デー
タの空間周波数分布との差を検出する超音波による移動
反射体の運動速度検出方法。
(15) Ultrasonic waves are transmitted to the observation target in a predetermined first driving order in a plurality of predetermined directions, reflected waves from the observation target are received in the respective directions, and the received waveforms are received. The spatial frequency distribution of the first wavefront data synthesized from is calculated, and ultrasonic waves are applied to the observation target in a second driving order different from the predetermined first driving order in the predetermined plurality of directions. The spatial frequency distribution of the second wavefront data, which is transmitted, receives the reflected waves from the observation target in each of the directions, and is synthesized from the received waveforms, and calculates the spatial frequency distribution of the first wavefront data and the second Detection method of moving velocity of moving reflector by ultrasonic wave to detect the difference between spatial frequency distribution of wavefront data of the above.

【0068】単純に振動素子群を順番に送信駆動して、
波面信号を得て空間周波数分布を求めるだけでは、静止
反射体による空間周波数成分が混在するが、付記15に
記載の超音波による移動反射体の運等速度検出方法で
は、第1波面データの空間周波数分布と、第2の波面デ
ータの空間周波数分布との差分を検出することにより、
静止反射体の影響を取り除き、移動反射体のみに起因す
るドプラ情報を抽出することができる。
Simply, the vibration element groups are sequentially driven for transmission,
Although the spatial frequency component due to the stationary reflector is mixed only by obtaining the spatial frequency distribution by obtaining the wavefront signal, in the method for detecting the constant velocity of the moving reflector by the ultrasonic wave described in Appendix 15, the space of the first wavefront data is used. By detecting the difference between the frequency distribution and the spatial frequency distribution of the second wavefront data,
It is possible to remove the influence of the stationary reflector and extract Doppler information due to only the moving reflector.

【0069】(16) 対象となる空間内の所定位置で
得られた受信信号同士を合成して、第1の波面データ及
び第2の波面データをそれぞれ得る付記15に記載の超
音波による移動反射体の運動速度検出方法。
(16) Moving reflection by ultrasonic waves described in appendix 15 for obtaining first wavefront data and second wavefront data by synthesizing reception signals obtained at a predetermined position in a target space. A method for detecting the speed of body movement.

【0070】付記16に記載の超音波による移動反射体
の運動速度検出方法では、いわゆる空間周波数の概念を
取り入れた開口合成技術を用いており、それぞれ所定の
同一焦点を構成する二つの波面データが得られ指向性を
鋭くでき、これら波面データから求めた空間周波数分布
の差分からは、静止反射体の影響が無く、かつ方位分解
能に優れた血流等の移動反射体に基づくドプラ情報を精
度良く求めることができる。
The method for detecting the moving velocity of a moving reflector using ultrasonic waves described in appendix 16 uses an aperture synthesizing technique that incorporates the concept of so-called spatial frequency. The obtained directivity can be sharpened, and from the difference in the spatial frequency distribution obtained from these wavefront data, the Doppler information based on the moving reflector such as blood flow that is not affected by the static reflector and has excellent azimuth resolution can be accurately obtained. You can ask.

【0071】(17) 前記第1波面データの空間周波
数分布と、第2の波面データの空間周波数分布との差を
検出した後、両空間周波数分布の原点を基準とした点対
象に、得られた差分値を加算する付記15に記載の超音
波による移動反射体の運動速度検出方法。
(17) After detecting the difference between the spatial frequency distribution of the first wavefront data and the spatial frequency distribution of the second wavefront data, it is obtained as a point object based on the origin of both spatial frequency distributions. 16. The method for detecting the moving velocity of a moving reflector using ultrasonic waves according to appendix 15, which adds the difference values.

【0072】(18) 観察対象に対して、所定の複数
の方向について互いに異なる第1および第2の駆動順序
で超音波の送受波を行う超音波送受波手段と、前記超音
波送受波手段へ超音波励起信号を出力する送信部と、前
記超音波送受波手段から出力される前記観察対象の反射
信号を増幅する受信部と、を有する送受信手段と、前記
受信部の出力信号を格納し、この出力信号を基に前記第
1および第2の駆動順序ごとに送受波される超音波の所
定の焦点を構成する第1および第2の波面データを得る
波面データ獲得手段と、前記波面データ獲得手段からの
第1および第2の波面データに基づいて、第1および第
2の空間周波数分布を求めるスペクトル分布検出手段
と、前記スペクトル分布検出手段により求められた第1
および第2の空間周波数分布の差を検出して、前記観察
対象中の運動反射体の運動速度を算出する運動速度検出
手段と、を有する超音波診断装置。
(18) To an ultrasonic wave transmitting / receiving means for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from an object to be observed in first and second driving orders different from each other in a plurality of predetermined directions, and to the ultrasonic wave transmitting / receiving means. A transmitting unit that outputs an ultrasonic excitation signal, a receiving unit that has a receiving unit that amplifies the reflection signal of the observation target output from the ultrasonic transmitting and receiving unit, and stores an output signal of the receiving unit, Wavefront data acquisition means for obtaining first and second wavefront data forming a predetermined focus of ultrasonic waves transmitted and received in the first and second driving orders based on the output signal, and the wavefront data acquisition Spectrum distribution detecting means for obtaining the first and second spatial frequency distributions based on the first and second wavefront data from the means, and the first distribution obtained by the spectrum distribution detecting means.
And a motion velocity detecting means for detecting a difference between the second spatial frequency distributions and calculating a motion velocity of the motion reflector in the observation target.

【0073】(19) 前記波面データ獲得手段は、前
記受信部の出力信号を各超音波振動子ごとに時系列的に
格納する格納手段と、前記格納手段に格納されたデータ
のうち所定焦点の波面データとして取出すために前記格
納手段のアドレスを指定するアドレス指定手段とからな
る付記18に記載の超音波診断装置。
(19) The wavefront data acquisition means includes a storage means for storing the output signal of the reception section in time series for each ultrasonic transducer, and a predetermined focus of the data stored in the storage means. 19. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 18, comprising addressing means for designating an address of the storage means for extracting as wavefront data.

【0074】(20) 前記運動速度検出手段は、前記
第1および第2の空間周波数分布の差分をとる差演算手
段と、この差演算手段の出力を前記空間周波数分布の原
点について点対称加算演算を行う加算演算手段とを有す
る付記18に記載の超音波診断装置。
(20) The motion velocity detecting means calculates a difference between the first and second spatial frequency distributions, and calculates the output of the difference calculating means with respect to the origin of the spatial frequency distribution by point symmetric addition calculation. 19. The ultrasonic diagnostic apparatus according to appendix 18, further comprising: an addition operation unit that performs

【0075】(21)前記超音波送受波手段はアレイ状
に並べた振動素子群からなり、これら振動素子群を前記
第1および第2の駆動順序として2種のシーケンスで送
信駆動して切り替えるためのマルチプレクサを有してお
り、前記格納手段は、振動素子群の素子それぞれに対応
する反射信号として格納するメモリであり、前記アドレ
ス指定手段は、伝搬距離に応じて焦点を形成するように
前記メモリのアドレスデータを発生して第1及び第2波
面データを得るルックアップテーブルであり、前記スペ
クトル分布検出手段は、ルックアップテーブルの発生す
るアドレスに応じて得られた第1及び第2波面データを
入力して二つの空間周波数分布を求めるスペクトル分布
検出器であり、前記運動速度検出手段は二つの空間周波
数分布の差分を検出し、移動反射体に起因するドプラ情
報を検出して血流速度分布を求める付記19に記載の超
音波診断装置。
(21) The ultrasonic wave transmitting / receiving means is composed of a vibrating element group arranged in an array, and these vibrating element groups are switched by transmitting and driving in two kinds of sequences as the first and second driving orders. The storage means is a memory for storing as a reflection signal corresponding to each element of the vibrating element group, and the addressing means is the memory so as to form a focus according to a propagation distance. Is a look-up table for generating the first and second wavefront data by generating the address data of the first and second wavefront data, wherein the spectral distribution detecting means obtains the first and second wavefront data obtained according to the address generated by the look-up table. It is a spectrum distribution detector that inputs two spatial frequency distributions, and the motion velocity detecting means detects the difference between the two spatial frequency distributions. And ultrasonic diagnostic apparatus according to Appendix 19 to obtain the detecting and the blood flow velocity distribution of the Doppler information due to the moving reflector.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波送受波手段の送信駆動順序を異なる2通りに変え
て各波面データの空間周波数分布をそれぞれ求め、これ
らの空間周波数分布の差分処理を行うことにより、移動
反射体のみに起因するドプラ情報を高精度に検出するこ
とができるという効果を有する。
As described above, according to the present invention,
By changing the transmission driving order of the ultrasonic wave transmitting / receiving means to two different ways, the spatial frequency distributions of the respective wavefront data are respectively obtained, and the difference processing of these spatial frequency distributions is performed to obtain Doppler information due to only the moving reflector. It has an effect that it can be detected with high accuracy.

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

【図1】図1は本発明の一実施例を説明するための構成
図。
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明の原理を説明するための概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the principle of the present invention.

【図3】図3は反射体の位置とスペクトル分布の対応関
係の説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a correspondence relationship between a position of a reflector and a spectral distribution.

【図4】図4はスペクトル分布の各周波数成分が、各方
位の反射信号に対応することを示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing that each frequency component of the spectrum distribution corresponds to a reflection signal in each direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…振動子アレイ 2−1〜2−7…振動素子 4…マルチプレクサ 7…受信増幅回路 9…A/Dコンバータ 10…波面メモリ 11…ルックアップテーブル(LUT) 12…高速フーリエ変換器(FFT) 14…差分回路 15…点対称加算回路 17a,17b…直流成分検出回路 18…デジタルスキャンコンバータ 19…モニタ装置 20…タイミングコントロール回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transducer array 2-1 to 2-7 ... Oscillation element 4 ... Multiplexer 7 ... Reception amplification circuit 9 ... A / D converter 10 ... Wavefront memory 11 ... Look-up table (LUT) 12 ... Fast Fourier transformer (FFT) 14 ... Difference circuit 15 ... Point symmetrical addition circuit 17a, 17b ... DC component detection circuit 18 ... Digital scan converter 19 ... Monitor device 20 ... Timing control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察対象に対して、所定の複数の方向に
ついて互いに異なる第1および第2の駆動順序で超音波
の送受波を行う超音波送受波手段と、 前記超音波送受波手段へ超音波励起信号を出力する送信
部と、前記超音波送受波手段から出力される前記観察対
象の反射信号を増幅する受信部と、を有する送受信手段
と、 前記受信部の出力信号を格納し、前記第1および第2の
駆動順序ごとに前記超音波が送受波される各方向に対応
させて第1および第2の波面データとして格納する波面
メモリと、 前記波面データ生成手段からの第1および第2の波面デ
ータに基づいて、第1および第2の空間周波数分布を求
めるスペクトル分布検出手段と、 前記スペクトル分布検出手段により求められた第1およ
び第2の空間周波数分布の差を検出して、前記観察対象
中の運動反射体の運動速度を算出する運動速度検出手段
と、を有する、 ことを特徴とする超音波診断装置。
1. An ultrasonic wave transmitting / receiving means for transmitting / receiving ultrasonic waves to / from an observation target in first and second driving orders different from each other in a plurality of predetermined directions, and to the ultrasonic wave transmitting / receiving means. A transmitting unit that outputs a sound wave excitation signal, a receiving unit that has a receiving unit that amplifies the reflection signal of the observation target that is output from the ultrasonic wave transmitting and receiving unit, and stores an output signal of the receiving unit, and A wavefront memory that stores as first and second wavefront data corresponding to each direction in which the ultrasonic waves are transmitted and received for each of the first and second driving orders, and first and second wavefront data from the wavefront data generating means. Based on the wavefront data of No. 2, by detecting a spectral distribution detecting unit for obtaining the first and second spatial frequency distributions, and detecting a difference between the first and second spatial frequency distributions obtained by the spectral distribution detecting unit. Having a movement speed detection means for calculating a movement velocity of the moving reflector in the observation target, an ultrasonic diagnostic apparatus characterized by.
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