JPH08308839A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH08308839A JPH08308839A JP7122152A JP12215295A JPH08308839A JP H08308839 A JPH08308839 A JP H08308839A JP 7122152 A JP7122152 A JP 7122152A JP 12215295 A JP12215295 A JP 12215295A JP H08308839 A JPH08308839 A JP H08308839A
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】生体内の不均一媒質に起因する超音波パルス伝
搬時間の歪み補正を、三角関数展開ならびに展開係数の
離散入力により短時間で実行する。 【構成】不均一媒質による遅延時間歪みを三角関数に展
開し補正する超音波診断装置で、展開係数を離散的に変
化させる手段と展開係数を連続的に変化させる手段とを
有し、離散的に入力される値の絶対値がベッセル関数の
ゼロ点あるいは極値点であることとした。
搬時間の歪み補正を、三角関数展開ならびに展開係数の
離散入力により短時間で実行する。 【構成】不均一媒質による遅延時間歪みを三角関数に展
開し補正する超音波診断装置で、展開係数を離散的に変
化させる手段と展開係数を連続的に変化させる手段とを
有し、離散的に入力される値の絶対値がベッセル関数の
ゼロ点あるいは極値点であることとした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は医療診断に用いる超音波
診断装置に係り、特に、不均一媒質の影響を除去するた
めに、探触子受波信号の遅延時間分布を変更することを
特徴とする超音波診断装置に関する。
診断装置に係り、特に、不均一媒質の影響を除去するた
めに、探触子受波信号の遅延時間分布を変更することを
特徴とする超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置は配列する複数の探触子
素子からの受波信号に遅延時間分布を与え、所定の方向
に指向性を持つ超音波ビームを形成することにより被検
体の断層像を構成する。しかし、人体は不均一媒質であ
るため、高分解能の超音波ビームを形成するには被検体
に合わせて遅延時間分布を変化させる必要がある。
素子からの受波信号に遅延時間分布を与え、所定の方向
に指向性を持つ超音波ビームを形成することにより被検
体の断層像を構成する。しかし、人体は不均一媒質であ
るため、高分解能の超音波ビームを形成するには被検体
に合わせて遅延時間分布を変化させる必要がある。
【０００３】これを図２で説明する。図２で２１ないし
２５は探触子素子、２６は反射体である。簡単のため受
信のみで考えると、媒質が音速既知で均一ならば反射体
２６からの反射パルス波面は理想波面２７として素子２
１ないし２５に到達する。このとき反射体２６と素子２
１ないし２５の位置関係により素子２３には最も早く、
素子２１，２５には最も遅くパルスが到達する。そのた
め全てのパルスの到達時間を合わせるために素子２２，
２３，２４が受信するパルスに適当な遅延を与える。こ
れにより全パルスの到達時間を合わせ、その後、加算す
ることにより、目的方向からの受信パルスのみを増幅し
高分解能の断層像を構成する。音速既知の均一媒質なら
ば与えるべき遅延は解析的に求めることができる。
２５は探触子素子、２６は反射体である。簡単のため受
信のみで考えると、媒質が音速既知で均一ならば反射体
２６からの反射パルス波面は理想波面２７として素子２
１ないし２５に到達する。このとき反射体２６と素子２
１ないし２５の位置関係により素子２３には最も早く、
素子２１，２５には最も遅くパルスが到達する。そのた
め全てのパルスの到達時間を合わせるために素子２２，
２３，２４が受信するパルスに適当な遅延を与える。こ
れにより全パルスの到達時間を合わせ、その後、加算す
ることにより、目的方向からの受信パルスのみを増幅し
高分解能の断層像を構成する。音速既知の均一媒質なら
ば与えるべき遅延は解析的に求めることができる。
【０００４】素子２１ないし２５と反射体２６との距離
をｌｉ（１≦ｉ≦５）、超音波診断装置の設定音速を
ｃ、素子２１ないし２５の受波信号に与える遅延時間を
τｉ（１≦ｉ≦５），ｌｉ（１≦ｉ≦５）の中で最大の
ものをｌmax とおけば、
をｌｉ（１≦ｉ≦５）、超音波診断装置の設定音速を
ｃ、素子２１ないし２５の受波信号に与える遅延時間を
τｉ（１≦ｉ≦５），ｌｉ（１≦ｉ≦５）の中で最大の
ものをｌmax とおけば、
【０００５】
【数１】 τｉ＝（ｌmax−ｌｉ）／ｃ …（数１） である。しかし実際には素子２１ないし２５と反射体２
６との間に不均一媒質２９が存在するためにパルス波面
は歪み波面２８になる。よって各素子受波信号に与える
遅延時間を変化させなければならない。
６との間に不均一媒質２９が存在するためにパルス波面
は歪み波面２８になる。よって各素子受波信号に与える
遅延時間を変化させなければならない。
【０００６】文献 プロシーディング オブ １９９１
ウルトラソニック シンポジウム(Proceeding of １
９９１ Ultrasonics Symposium）pp.１２０１−１２０
６（１９９１年）では、歪み波面の補正による断層像の
画質改善が報告されている。さらに不均一媒質による遅
延時間歪みが三角関数で与えられた場合の超音波ビーム
の理論式が開示され、遅延時間歪みの空間周波数が高い
ほど画像に悪影響を及ぼすと記述されている。
ウルトラソニック シンポジウム(Proceeding of １
９９１ Ultrasonics Symposium）pp.１２０１−１２０
６（１９９１年）では、歪み波面の補正による断層像の
画質改善が報告されている。さらに不均一媒質による遅
延時間歪みが三角関数で与えられた場合の超音波ビーム
の理論式が開示され、遅延時間歪みの空間周波数が高い
ほど画像に悪影響を及ぼすと記述されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記文献では不均一媒
質による遅延時間歪みが任意の関数で表わされる場合の
有効な補正アルゴリズムについて述べられていない。ま
た遅延時間歪みが三角関数で表わされるとき三角関数の
空間周波数が高いほど画質への悪影響が大きいとしてい
るが、三角関数の振幅が画質に及ぼす影響については記
述がない。
質による遅延時間歪みが任意の関数で表わされる場合の
有効な補正アルゴリズムについて述べられていない。ま
た遅延時間歪みが三角関数で表わされるとき三角関数の
空間周波数が高いほど画質への悪影響が大きいとしてい
るが、三角関数の振幅が画質に及ぼす影響については記
述がない。
【０００８】本発明の目的は不均一媒質による遅延時間
歪みを三角関数に展開し補正する超音波診断装置で、遅
延時間歪みが任意の関数で表わされる場合の有効な歪み
補正アルゴリズムを実現する装置構成を提供することに
ある。
歪みを三角関数に展開し補正する超音波診断装置で、遅
延時間歪みが任意の関数で表わされる場合の有効な歪み
補正アルゴリズムを実現する装置構成を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、配列する複数の素子の受波信号に遅延
時間分布を与え、所定の方向に指向性をもつ超音波ビー
ムを形成することにより被検体の断層像を構成し、前記
受波信号に与える遅延時間分布を変更することが可能で
あり、前記素子の配列番号を変数とみなす直交関数系を
なす三角関数集合と、前記三角関数集合の各々の要素関
数に乗算する展開係数とから前記遅延時間分布の変更を
行う超音波診断装置で、第１の遅延部と第２の遅延部と
を有し、素子の配列番号を変数とみなす直交関数系をな
す三角関数集合と、前記三角関数集合の各々の要素関数
に乗算する展開係数とから決定される遅延時間分布の変
更は第２の遅延部で行われ、前記第２の遅延部は展開係
数を離散的に変化させる手段ならびに展開係数を連続的
に変化させる手段を有し、前記展開係数を離散的に変化
させる手段により決定される展開係数の絶対値が送受信
超音波の周波数を用いて位相換算した場合、ベッセル関
数のゼロ点あるいは極値点であることとした。これによ
り不均一媒質による遅延時間歪みが任意の関数で表わさ
れる場合でも有効な歪み補正が行えるという特徴があ
る。
め、本発明では、配列する複数の素子の受波信号に遅延
時間分布を与え、所定の方向に指向性をもつ超音波ビー
ムを形成することにより被検体の断層像を構成し、前記
受波信号に与える遅延時間分布を変更することが可能で
あり、前記素子の配列番号を変数とみなす直交関数系を
なす三角関数集合と、前記三角関数集合の各々の要素関
数に乗算する展開係数とから前記遅延時間分布の変更を
行う超音波診断装置で、第１の遅延部と第２の遅延部と
を有し、素子の配列番号を変数とみなす直交関数系をな
す三角関数集合と、前記三角関数集合の各々の要素関数
に乗算する展開係数とから決定される遅延時間分布の変
更は第２の遅延部で行われ、前記第２の遅延部は展開係
数を離散的に変化させる手段ならびに展開係数を連続的
に変化させる手段を有し、前記展開係数を離散的に変化
させる手段により決定される展開係数の絶対値が送受信
超音波の周波数を用いて位相換算した場合、ベッセル関
数のゼロ点あるいは極値点であることとした。これによ
り不均一媒質による遅延時間歪みが任意の関数で表わさ
れる場合でも有効な歪み補正が行えるという特徴があ
る。
【００１０】
【作用】本発明では不均一媒質による遅延時間歪みを三
角関数に展開し補正する超音波診断装置で、第１の遅延
部と第２の遅延部とを有し、素子の配列番号を変数とみ
なす直交関数系をなす三角関数集合と、前記三角関数集
合の各々の要素関数に乗算する展開係数とから決定され
る遅延時間分布の変更が第２の遅延部で行われ、前記第
２の遅延部は展開係数を離散的に変化させる手段ならび
に展開係数を連続的に変化させる手段を有し、前記展開
係数を離散的に変化させる手段により決定される展開係
数の絶対値が送受信超音波の周波数を用いて位相換算し
た場合、ベッセル関数のゼロ点あるいは極値点であるこ
ととしたので、不均一媒質による遅延時間歪みが任意の
関数で表わされる場合でも歪み補正を短時間で行うこと
ができる。
角関数に展開し補正する超音波診断装置で、第１の遅延
部と第２の遅延部とを有し、素子の配列番号を変数とみ
なす直交関数系をなす三角関数集合と、前記三角関数集
合の各々の要素関数に乗算する展開係数とから決定され
る遅延時間分布の変更が第２の遅延部で行われ、前記第
２の遅延部は展開係数を離散的に変化させる手段ならび
に展開係数を連続的に変化させる手段を有し、前記展開
係数を離散的に変化させる手段により決定される展開係
数の絶対値が送受信超音波の周波数を用いて位相換算し
た場合、ベッセル関数のゼロ点あるいは極値点であるこ
ととしたので、不均一媒質による遅延時間歪みが任意の
関数で表わされる場合でも歪み補正を短時間で行うこと
ができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例における超音波
診断装置の構成図である。図中、１は探触子、２は第１
の遅延部、３は第２の遅延部、４は加算部、５は表示
部、６は展開係数離散変更手段、７は展開係数連続変更
手段である。なお実際の診断装置には他にも増幅部，検
波部等があるがここでは説明を簡単にするため省略し
た。
診断装置の構成図である。図中、１は探触子、２は第１
の遅延部、３は第２の遅延部、４は加算部、５は表示
部、６は展開係数離散変更手段、７は展開係数連続変更
手段である。なお実際の診断装置には他にも増幅部，検
波部等があるがここでは説明を簡単にするため省略し
た。
【００１２】探触子１から被検体内に超音波パルスを送
受信する。第１の遅延部２は被検体が音速既知の均一媒
質であると仮定して各素子信号に対し解析的に求められ
る初期遅延時間分布を与える。だが被検体は音速未知の
不均一媒質であるため、高分解能の断層像を得るために
必要な歪み波面を考慮した遅延時間分布と初期遅延時間
分布との間に差が生じる。そこで第２の遅延部３で各素
子信号にさらに遅延時間分布を与え、歪み波面を考慮し
た遅延時間分布と初期遅延時間分布との差を除去し全信
号の到達時間を合わせる。以降では歪み波面を考慮した
遅延時間分布と初期遅延時間分布との差を誤差遅延時間
分布，第２の遅延部３で与える遅延時間分布を補正遅延
時間分布とよぶ。
受信する。第１の遅延部２は被検体が音速既知の均一媒
質であると仮定して各素子信号に対し解析的に求められ
る初期遅延時間分布を与える。だが被検体は音速未知の
不均一媒質であるため、高分解能の断層像を得るために
必要な歪み波面を考慮した遅延時間分布と初期遅延時間
分布との間に差が生じる。そこで第２の遅延部３で各素
子信号にさらに遅延時間分布を与え、歪み波面を考慮し
た遅延時間分布と初期遅延時間分布との差を除去し全信
号の到達時間を合わせる。以降では歪み波面を考慮した
遅延時間分布と初期遅延時間分布との差を誤差遅延時間
分布，第２の遅延部３で与える遅延時間分布を補正遅延
時間分布とよぶ。
【００１３】第２の遅延部３では素子の配列番号を変数
とみなす直交関数系をなす三角関数集合と、三角関数集
合の各々の要素関数に乗算する展開係数とから遅延時間
分布を変更する。これを詳細に説明する。補正遅延時間
分布をｄ（ｘ）、誤差遅延時間分布をｅ（ｘ）とおいた
とき、任意のｄ（ｘ），ｅ（ｘ）は数２，数３で表わす
ことができる。
とみなす直交関数系をなす三角関数集合と、三角関数集
合の各々の要素関数に乗算する展開係数とから遅延時間
分布を変更する。これを詳細に説明する。補正遅延時間
分布をｄ（ｘ）、誤差遅延時間分布をｅ（ｘ）とおいた
とき、任意のｄ（ｘ），ｅ（ｘ）は数２，数３で表わす
ことができる。
【００１４】
【数２】
【００１５】
【数３】
【００１６】Ｎは素子数、ｘは素子の配列番号であり探
触子の位置座標に対応する。２πｎ／Ｎは空間周波数で
ある。数２の{sin((２πｎ／Ｎ)ｘ)，cos((２πｎ／Ｎ)
ｘ)}が本発明における直交関数系をなす三角関数集合で
あり、ａn，ｂnが展開係数である。なおａn，ｂn，
Ａn，Ｂnは送受信超音波の周波数を用いて時間を位相換
算した値とする。第２の遅延部３ではａn，ｂnを入力し
補正遅延時間分布を数２により決定し信号に与える。ｄ
（ｘ）がｅ（ｘ）に等しいとき、つまり全てのｎについ
てａn＝Ａn，ｂn＝Ｂnのとき不均一による遅延時間歪み
の補正は完全である。第２の遅延部３の全出力信号を加
算部４で加算することにより目的方向からの受信信号の
みを増幅し、表示部５に断層像を表示する。
触子の位置座標に対応する。２πｎ／Ｎは空間周波数で
ある。数２の{sin((２πｎ／Ｎ)ｘ)，cos((２πｎ／Ｎ)
ｘ)}が本発明における直交関数系をなす三角関数集合で
あり、ａn，ｂnが展開係数である。なおａn，ｂn，
Ａn，Ｂnは送受信超音波の周波数を用いて時間を位相換
算した値とする。第２の遅延部３ではａn，ｂnを入力し
補正遅延時間分布を数２により決定し信号に与える。ｄ
（ｘ）がｅ（ｘ）に等しいとき、つまり全てのｎについ
てａn＝Ａn，ｂn＝Ｂnのとき不均一による遅延時間歪み
の補正は完全である。第２の遅延部３の全出力信号を加
算部４で加算することにより目的方向からの受信信号の
みを増幅し、表示部５に断層像を表示する。
【００１７】本発明では第２の遅延部３で展開係数離散
変更手段６，展開係数連続変更手段７の二つを用いてａ
n，ｂnを入力する。その理由を説明する。第２の遅延部
３における遅延時間分布変更の結果構成される超音波ビ
ームはexp（ｊ（ｅ（ｘ）−ｄ（ｘ）））のフーリエ変
換である。ｅ（ｘ）−ｄ（ｘ）を最終誤差とよぶことに
する。最終誤差が０で素子数Ｎが十分に大きければ超音
波ビームはデルタ関数となり表示部５の断層像は高分解
能となる。最終誤差は数４で表わすことができる。
変更手段６，展開係数連続変更手段７の二つを用いてａ
n，ｂnを入力する。その理由を説明する。第２の遅延部
３における遅延時間分布変更の結果構成される超音波ビ
ームはexp（ｊ（ｅ（ｘ）−ｄ（ｘ）））のフーリエ変
換である。ｅ（ｘ）−ｄ（ｘ）を最終誤差とよぶことに
する。最終誤差が０で素子数Ｎが十分に大きければ超音
波ビームはデルタ関数となり表示部５の断層像は高分解
能となる。最終誤差は数４で表わすことができる。
【００１８】
【数４】
【００１９】ただしαn＝Ａn−ａn，βn＝Ｂn−ｂnであ
る。
る。
【００２０】ここで最終誤差が、数５と表わされる場合
の超音波ビームについて考える。
の超音波ビームについて考える。
【００２１】
【数５】 ｅ（ｘ）−ｄ（ｘ）＝ｅ1（ｘ）＋ｅ2（ｘ） …（数５） 超音波ビームは、数６のフーリエ変換である。
【００２２】
【数６】 exp(ｊ(ｅ1(ｘ)＋ｅ2(ｘ)))＝exp(ｊｅ1(ｘ))・exp（ｊｅ2(ｘ))…（数６） 数６のフーリエ変換をＥ（ω）とおき、exp（ｊｅ
1（ｘ))，exp（ｊｅ2（ｘ))のフーリエ変換をそれぞれ
Ｅ1（ω），Ｅ2（ω）とおけば、Ｅ（ω）はＥ1（ω)と
Ｅ2(ω）のコンボリューションである。探触子中心前方
とビームのなす角をγとおいたとき、λを超音波の波長
としてωλ／２π＝sin(γ）の関係がある。つまりフー
リエ変換後の空間周波数ωはビーム位置を方向余弦で表
わしたものである。
1（ｘ))，exp（ｊｅ2（ｘ))のフーリエ変換をそれぞれ
Ｅ1（ω），Ｅ2（ω）とおけば、Ｅ（ω）はＥ1（ω)と
Ｅ2(ω）のコンボリューションである。探触子中心前方
とビームのなす角をγとおいたとき、λを超音波の波長
としてωλ／２π＝sin(γ）の関係がある。つまりフー
リエ変換後の空間周波数ωはビーム位置を方向余弦で表
わしたものである。
【００２３】図３を用いてＥ（ω），Ｅ1（ω），Ｅ
2（ω）の関係を述べる。Ｅ1(ω），Ｅ2(ω）をそれぞ
れ図３(ａ)，(ｂ)のようなビームと仮定する。ここでＥ
1(ω）は探触子中心前方のみに極大値を持つため一般に
良いビームとされ、Ｅ2(ω）は極大値が二つに分離して
いるため一般に悪いビームとされる。Ｅ1(ω)とＥ2(ω)
のコンボリューションであるＥ（ω）は図３（ｃ）であ
り、Ｅ1(ω）が良いビームであるにもかかわらずＥ
2(ω）の影響でＥ（ω）は極大値が二つに分離した悪い
ビームとなる。つまり、数４のように最終誤差を三角関
数の和として展開した場合、要素三角関数の中に悪いビ
ームを形成するものが一つでも存在すると、他の要素三
角関数の構成するビームが良い場合でも、全体のビーム
はコンボリューションにより悪くなる。よってａn，ｂn
を入力するときに、数４のαn，βnが一つずつ順番に０
に近づくようａn，ｂnを入力するのではなく、数４の各
要素三角関数につきビームを大きく劣化させるαn，βn
が残らないようａn，ｂnを粗く入力した後に、αn，βn
が一つずつ順番に０に近づくようａn，ｂnを細かく入力
する手法が高分解能の断層像を早く得る方法として有効
である。つまり第２の遅延部３よりビームを大きく劣化
するαn，βnと等しいａn，ｂnを離散的に入力し、離散
的に入力した値を初期値としてａn，ｂnの微調整をする
方法が有効である。
2（ω）の関係を述べる。Ｅ1(ω），Ｅ2(ω）をそれぞ
れ図３(ａ)，(ｂ)のようなビームと仮定する。ここでＥ
1(ω）は探触子中心前方のみに極大値を持つため一般に
良いビームとされ、Ｅ2(ω）は極大値が二つに分離して
いるため一般に悪いビームとされる。Ｅ1(ω)とＥ2(ω)
のコンボリューションであるＥ（ω）は図３（ｃ）であ
り、Ｅ1(ω）が良いビームであるにもかかわらずＥ
2(ω）の影響でＥ（ω）は極大値が二つに分離した悪い
ビームとなる。つまり、数４のように最終誤差を三角関
数の和として展開した場合、要素三角関数の中に悪いビ
ームを形成するものが一つでも存在すると、他の要素三
角関数の構成するビームが良い場合でも、全体のビーム
はコンボリューションにより悪くなる。よってａn，ｂn
を入力するときに、数４のαn，βnが一つずつ順番に０
に近づくようａn，ｂnを入力するのではなく、数４の各
要素三角関数につきビームを大きく劣化させるαn，βn
が残らないようａn，ｂnを粗く入力した後に、αn，βn
が一つずつ順番に０に近づくようａn，ｂnを細かく入力
する手法が高分解能の断層像を早く得る方法として有効
である。つまり第２の遅延部３よりビームを大きく劣化
するαn，βnと等しいａn，ｂnを離散的に入力し、離散
的に入力した値を初期値としてａn，ｂnの微調整をする
方法が有効である。
【００２４】ビームを大きく劣化するαn，βnについて
考察する。まず、数４における各要素三角関数のビーム
形状について調べる。数４における任意の要素三角関数
をsin成分，cos成分のそれぞれにつき、数７，数８とお
く。
考察する。まず、数４における各要素三角関数のビーム
形状について調べる。数４における任意の要素三角関数
をsin成分，cos成分のそれぞれにつき、数７，数８とお
く。
【００２５】
【数７】 ｆ1（ｘ）＝αnsin（ωnｘ） …（数７）
【００２６】
【数８】 ｆ2（ｘ）＝βncos（ωnｘ） …（数８） ここでωn＝２πｎ／Ｎである。
【００２７】数７のビームＦ1(ω）はexp（ｊｆ
1（ｘ））のフーリエ変換であり、数９となる。
1（ｘ））のフーリエ変換であり、数９となる。
【００２８】
【数９】
【００２９】数８のビームＦ2(ω）はexp（ｊｆ
2（ｘ））のフーリエ変換であり、数１０となる。
2（ｘ））のフーリエ変換であり、数１０となる。
【００３０】
【数１０】
【００３１】Ｊnは第ｎ次のベッセル関数、Ｄは探触子
の口径である。
の口径である。
【００３２】数９，数１０よりビームのピーク位置の方
向余弦はωn の整数倍である。つまりωn が大きいほど
ピーク位置が探触子中心から離れビームの分離が顕著と
なる。よって前記の文献に開示されている通り、遅延時
間歪みの空間周波数ωn が大きいほど画質が劣化する。
本発明では第２の遅延部３で大きなｎからａn，ｂnの入
力を始めることにより、画質劣化の顕著な高空間周波数
から先に誤差遅延時間分布を補正することが可能であ
る。次に、数９より探触子の中心前方のビーム振幅はＪ
0(｜αn｜）であり、｜αn｜が第０次ベッセル関数のゼ
ロ点である場合探触子中心前方のビームのみが消滅しビ
ームの分離が顕著となる。数１０の｜βn|についても全
く同様である。さらにビームのピーク位置の方向余弦は
ωn の整数倍であるが、ピークの絶対値は方向余弦ｋω
n でＪk（｜αn｜）である。よって｜αn｜が第ｋ次ベ
ッセル関数（ｋ≠０）の極値点である場合、方向余弦ｋ
ωnに大きなピークが出現しビームの分離が顕著とな
る。数１０の|βn｜についても全く同様である。
向余弦はωn の整数倍である。つまりωn が大きいほど
ピーク位置が探触子中心から離れビームの分離が顕著と
なる。よって前記の文献に開示されている通り、遅延時
間歪みの空間周波数ωn が大きいほど画質が劣化する。
本発明では第２の遅延部３で大きなｎからａn，ｂnの入
力を始めることにより、画質劣化の顕著な高空間周波数
から先に誤差遅延時間分布を補正することが可能であ
る。次に、数９より探触子の中心前方のビーム振幅はＪ
0(｜αn｜）であり、｜αn｜が第０次ベッセル関数のゼ
ロ点である場合探触子中心前方のビームのみが消滅しビ
ームの分離が顕著となる。数１０の｜βn|についても全
く同様である。さらにビームのピーク位置の方向余弦は
ωn の整数倍であるが、ピークの絶対値は方向余弦ｋω
n でＪk（｜αn｜）である。よって｜αn｜が第ｋ次ベ
ッセル関数（ｋ≠０）の極値点である場合、方向余弦ｋ
ωnに大きなピークが出現しビームの分離が顕著とな
る。数１０の|βn｜についても全く同様である。
【００３３】以上より数４から最初に除去すべきαn，
βn、つまり第２の遅延部３で最初に入力すべきａn，ｂ
nを、その絶対値が第０次ベッセル関数のゼロ点、ある
いは第ｋ次ベッセル関数（ｋ≠０）の極値点に等しい数
値とする。
βn、つまり第２の遅延部３で最初に入力すべきａn，ｂ
nを、その絶対値が第０次ベッセル関数のゼロ点、ある
いは第ｋ次ベッセル関数（ｋ≠０）の極値点に等しい数
値とする。
【００３４】本発明では第２の遅延部３で、展開係数離
散変更手段６から第０次ベッセル関数のゼロ点、第ｋ次
ベッセル関数（ｋ≠０）の極値点に±符号を付けた値を
ａn,ｂnとして離散的に入力する。
散変更手段６から第０次ベッセル関数のゼロ点、第ｋ次
ベッセル関数（ｋ≠０）の極値点に±符号を付けた値を
ａn,ｂnとして離散的に入力する。
【００３５】これを図４で説明する。図中、６は展開係
数離散変更手段、７は展開係数連続変更手段、８は展開
係数離散変更手段の絶対値入力部、９は展開係数離散変
更手段の符号入力部である。簡単のため一つのａn の入
力部のみを示す。図４では絶対値入力部８により離散入
力できるａn の絶対値の個数を五つとし、つまみの矢印
を１ないし５の数字に合わせると各数字に対応してあら
かじめ設定されたａnの絶対値が入力される。離散入力
できる五つのａn の絶対値として例えば（０，第１次ベ
ッセル関数の第１極大点，第０次ベッセル関数の第１ゼ
ロ点，第２次ベッセル関数の第１極大点，第３次ベッセ
ル関数の第１極大点）が考えられるがこれに限るもので
はない。ただし補正をしない場合に対応する|ａn｜＝０
は常に必要である。第０次ベッセル関数の第１ゼロ点は
｜ａn｜≒２.４であり、周波数３.５ＭＨｚ として時間
換算すると１０９nsecに対応し生体で十分起きうる値で
ある。なお離散入力できるａn の絶対値の個数は五つに
限るものではない。符号入力部９からはａn の符号を入
力する。図４では＋の符号を押せば正数が、−の符号を
押せば負数が入力される。
数離散変更手段、７は展開係数連続変更手段、８は展開
係数離散変更手段の絶対値入力部、９は展開係数離散変
更手段の符号入力部である。簡単のため一つのａn の入
力部のみを示す。図４では絶対値入力部８により離散入
力できるａn の絶対値の個数を五つとし、つまみの矢印
を１ないし５の数字に合わせると各数字に対応してあら
かじめ設定されたａnの絶対値が入力される。離散入力
できる五つのａn の絶対値として例えば（０，第１次ベ
ッセル関数の第１極大点，第０次ベッセル関数の第１ゼ
ロ点，第２次ベッセル関数の第１極大点，第３次ベッセ
ル関数の第１極大点）が考えられるがこれに限るもので
はない。ただし補正をしない場合に対応する|ａn｜＝０
は常に必要である。第０次ベッセル関数の第１ゼロ点は
｜ａn｜≒２.４であり、周波数３.５ＭＨｚ として時間
換算すると１０９nsecに対応し生体で十分起きうる値で
ある。なお離散入力できるａn の絶対値の個数は五つに
限るものではない。符号入力部９からはａn の符号を入
力する。図４では＋の符号を押せば正数が、−の符号を
押せば負数が入力される。
【００３６】ａn を第０次ベッセル関数のゼロ点，第ｋ
次ベッセル関数（ｋ≠０）の極値点に±符号を付けた値
に限定し離散入力したとき、Ａn＝ａnとなればビーム劣
化の顕著な要素三角関数を最終誤差から除去できたこと
になり画質が大きく改善される。一方ａn を入力しても
画質に変化が見られない場合、あるいは画質が劣化する
場合はａn＝０として次のａnあるいはｂn の入力に移
る。以上全てのｎ（０≦ｎ≦Ｎ／２）につきａn，ｂnの
初期値を第０次ベッセル関数のゼロ点，第ｋ次ベッセル
関数（ｋ≠０）の極値点に±符号を付けた値に限定して
決定する。なお前述の通りａn，ｂnの離散入力は大きい
ｎから始める。なお数３では入力すべきａn，ｂnはそれ
ぞれＮ／２＋１個ずつあるが、生体で考えられる遅延時
間分布歪みの最大空間周波数ωnが推定できる場合、前
記ωnのｎより大きいａn，ｂnの入力は不要である。
次ベッセル関数（ｋ≠０）の極値点に±符号を付けた値
に限定し離散入力したとき、Ａn＝ａnとなればビーム劣
化の顕著な要素三角関数を最終誤差から除去できたこと
になり画質が大きく改善される。一方ａn を入力しても
画質に変化が見られない場合、あるいは画質が劣化する
場合はａn＝０として次のａnあるいはｂn の入力に移
る。以上全てのｎ（０≦ｎ≦Ｎ／２）につきａn，ｂnの
初期値を第０次ベッセル関数のゼロ点，第ｋ次ベッセル
関数（ｋ≠０）の極値点に±符号を付けた値に限定して
決定する。なお前述の通りａn，ｂnの離散入力は大きい
ｎから始める。なお数３では入力すべきａn，ｂnはそれ
ぞれＮ／２＋１個ずつあるが、生体で考えられる遅延時
間分布歪みの最大空間周波数ωnが推定できる場合、前
記ωnのｎより大きいａn，ｂnの入力は不要である。
【００３７】最後に展開係数連続変更手段７により
ａn，ｂnの微調整をする。展開係数離散変更手段６でａ
n，ｂnの初期値は決定するので初期値からの変化分のみ
を入力する。図４では＋の方向につまみを回すとａn が
初期値より大きくなり、−の方向につまみを回すとａn
が初期値より小さくなることとした。
ａn，ｂnの微調整をする。展開係数離散変更手段６でａ
n，ｂnの初期値は決定するので初期値からの変化分のみ
を入力する。図４では＋の方向につまみを回すとａn が
初期値より大きくなり、−の方向につまみを回すとａn
が初期値より小さくなることとした。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、不均一媒質による遅延
時間歪みを三角関数に展開し補正する超音波診断装置
で、展開係数を離散的に変化させる手段と展開係数を連
続的に変化させる手段とを有し、離散的に入力される値
の絶対値がベッセル関数のゼロ点あるいは極値点である
こととした。これにより不均一媒質による遅延時間歪み
が任意の関数で表わされる場合の歪み補正が短時間で行
える。
時間歪みを三角関数に展開し補正する超音波診断装置
で、展開係数を離散的に変化させる手段と展開係数を連
続的に変化させる手段とを有し、離散的に入力される値
の絶対値がベッセル関数のゼロ点あるいは極値点である
こととした。これにより不均一媒質による遅延時間歪み
が任意の関数で表わされる場合の歪み補正が短時間で行
える。
【図１】本発明の第１の実施例である超音波診断装置の
ブロック図。
ブロック図。
【図２】生体が均一である場合と、不均一である場合の
反射パルス波面を表わす説明図。
反射パルス波面を表わす説明図。
【図３】二つの超音波ビームのコンボリューションの説
明図。
明図。
【図４】図１における展開係数離散変更手段，展開係数
連続変更手段を詳細に表わす説明図。
連続変更手段を詳細に表わす説明図。
１…探触子、２…第１の遅延部、３…第２の遅延部、４
…加算部、５…表示部、６…展開係数離散変更手段、７
…展開係数連続変更手段。
…加算部、５…表示部、６…展開係数離散変更手段、７
…展開係数連続変更手段。
Claims (3)
- 【請求項１】配列する複数の素子の受波信号に遅延時間
分布を与え、所定の方向に指向性をもつ超音波ビームを
形成することにより被検体の断層像を構成し、前記受波
信号に与える遅延時間分布を変更することが可能であ
り、前記素子の配列番号を変数とみなす直交関数系をな
す三角関数集合と、前記三角関数集合の各々の要素関数
に乗算する展開係数とから前記遅延時間分布の変更を行
う超音波診断装置において、第１の遅延部と第２の遅延
部とを有し、素子の配列番号を変数とみなす直交関数系
をなす三角関数集合と、前記三角関数集合の各々の要素
関数に乗算する展開係数とから決定される遅延時間分布
の変更は第２の遅延部で行われ、前記第２の遅延部は展
開係数を離散的に変化させる手段ならびに展開係数を連
続的に変化させる手段を有し、前記展開係数を離散的に
変化させる手段により決定される展開係数の絶対値が送
受信超音波の周波数を用いて位相換算した場合、ベッセ
ル関数のゼロ点あるいは極値点であることを特徴とする
超音波診断装置。 - 【請求項２】前記展開係数を連続的に変化させる手段
は、前記展開係数を離散的に変化させる手段により決定
した展開係数からの変化値を指定する請求項１に記載の
超音波診断装置。 - 【請求項３】前記展開係数を離散的に変化させる手段
が、展開係数の絶対値を入力する部分と、展開係数の符
号を入力する部分とから構成される請求項１に記載の超
音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7122152A JPH08308839A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7122152A JPH08308839A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308839A true JPH08308839A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14828897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7122152A Pending JPH08308839A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08308839A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010463A1 (fr) * | 1998-08-18 | 2000-03-02 | Hitachi Medical Corporation | Appareil de diagnostic aux ultrasons |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP7122152A patent/JPH08308839A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010463A1 (fr) * | 1998-08-18 | 2000-03-02 | Hitachi Medical Corporation | Appareil de diagnostic aux ultrasons |
| US6423005B1 (en) | 1998-08-18 | 2002-07-23 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| US6620102B2 (en) | 1998-08-18 | 2003-09-16 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
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