JPH09108223A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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JPH09108223A
JPH09108223A JP7270904A JP27090495A JPH09108223A JP H09108223 A JPH09108223 A JP H09108223A JP 7270904 A JP7270904 A JP 7270904A JP 27090495 A JP27090495 A JP 27090495A JP H09108223 A JPH09108223 A JP H09108223A
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JP
Japan
Prior art keywords
transducer
attenuation
diagnostic apparatus
ultrasonic diagnostic
signal
Prior art date
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Application number
JP7270904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Satou
比呂光 佐藤
Takemitsu Harada
烈光 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09108223A publication Critical patent/JPH09108223A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve image quality by improving deterioration in the ratio of signal to noise due to the attenuation of the receiving signal caused by varieties in the distances between oscillators and reflection points according to respective channels. SOLUTION: A compensating gain generator 18 calculates steering angle compensating amplification factors in relation to respective channels using coordinates of oscillators and a steering angle obtained from scanning control signals 14. An attenuation compensating circuit 15 multiplies this compensating amplification factor by a receiving signal 12 of each channel by a multiplier and a receiving signal formed by compensating attenuation of the receiving signal 12 dependent on the steering angle is output.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は生体内部の組織断層
像や運動反射体速度を表示する超音波診断装置、特に複
数の振動子を有し電子フォーカスを行う超音波診断装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for displaying a tissue tomographic image inside a living body and a moving reflector speed, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus having a plurality of transducers for electronic focusing.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波診断装置において、超音波を送受
信する複数の振動子をアレイ状に配置し、各振動子に接
続された遅延回路の遅延量を調節することにより、超音
波ビームの電子フォーカスが行われている。電子フォー
カスは送信フォーカスと受信フォーカスとがある。送信
フォーカスでは、所定の点において各振動子からの送信
波の時相が一致するように各振動子の送信遅延量を設定
して、超音波ビームがこの点に向けて集束するようなビ
ームフォーミングが実現される。一方、受信フォーカス
では、所定の点からの受信波の時相が一致するように各
振動子の受信信号に遅延を与えた後、この受信信号を加
算することにより、受信信号の距離及び方位についての
分解能を向上することができる。
2. Description of the Related Art In an ultrasonic diagnostic apparatus, a plurality of transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves are arranged in an array, and the delay amount of a delay circuit connected to each transducer is adjusted so that the ultrasonic beam electronic The focus is on. Electronic focus includes transmission focus and reception focus. In transmission focus, the transmission delay amount of each transducer is set so that the time phases of the transmission waves from each transducer match at a predetermined point, and beam forming is performed so that the ultrasonic beam is focused toward this point. Is realized. On the other hand, in reception focus, after delaying the reception signal of each transducer so that the time phase of the reception wave from a predetermined point is matched, this reception signal is added to determine the distance and azimuth of the reception signal. The resolution of can be improved.

【0003】超音波ビームのパルスは、送信フォーカス
された方向に進行し、この方向のいろいろな深さに存在
する反射点で反射される。反射波は振動子に近いところ
で反射したものから順次、振動子に戻る。反射点の深さ
は、超音波パルスの音速及び応答時間(送信から受信ま
での時間)とから計算できる。同じ深さを有する点全体
は振動子アレイを中心として円弧的な曲線(又は球面的
な曲面)を形成するが、受信フォーカスによればこの曲
線上の一部分に対して受信感度を上げることができる。
応答時間に連動して受信フォーカス位置を時間的に変化
させるダイナミックフォーカスにより、受信方向につい
ても有指向性を実現できる。すなわち一直線の受信ビー
ムが得られる。電子セクタ走査では、送受信の電子フォ
ーカスの指向方向を時間とともに変化させることによ
り、セクタ状の画像を得る。
A pulse of an ultrasonic beam travels in a transmission-focused direction and is reflected by reflection points existing at various depths in this direction. The reflected waves return to the vibrator in order from those reflected near the vibrator. The depth of the reflection point can be calculated from the speed of sound of the ultrasonic pulse and the response time (time from transmission to reception). The entire points having the same depth form an arc-shaped curve (or spherical curved surface) centering on the transducer array, but the reception focus can increase the reception sensitivity for a part of this curve. .
Directivity can be realized also in the receiving direction by the dynamic focus that temporally changes the receiving focus position in association with the response time. That is, a straight reception beam can be obtained. In the electronic sector scanning, a sector-shaped image is obtained by changing the directivity direction of transmission / reception electronic focus with time.

【0004】さて、深さの異なる点からの受信信号は送
信時からの減衰量が異なる。すなわち応答時間が遅い、
遠方の反射波ほど、生体内での減衰を強く受けて、受信
波は弱くなる。そのため、遠方の反射波ほど増幅率を上
げて受信信号振幅を補償する、TGC(Time Gain Comp
ensation)処理、又はSTC(Sensitivity Time Contr
ol)処理が行われる。
The received signals from different depths have different amounts of attenuation from the time of transmission. Ie the response time is slow,
The farther the reflected wave is, the more strongly it is attenuated in the living body and the weaker the received wave is. For this reason, the TGC (Time Gain Comp.
ensation) processing or STC (Sensitivity Time Contr)
ol) processing is performed.

【0005】従来は、ある深さの受信信号については、
超音波ビームのステアリング角度に関わり無く、全ての
振動子チャネルに対して一律の増幅率を乗じていた。
Conventionally, for a received signal of a certain depth,
Regardless of the steering angle of the ultrasonic beam, all the transducer channels were multiplied by a uniform amplification factor.

【0006】図5は、従来の受信処理系の構成を示すブ
ロック図である。反射波は、N個の振動子51で、Nチ
ャネルの信号として受信される。各振動子からの受信信
号52は、チャネルごとに遅延部53で遅延される。こ
の遅延時間は、走査制御信号54によってダイナミック
フォーカスを実現するように制御される。遅延部53か
ら出力された受信信号はSTC処理回路55にて後述の
処理を受けた後、加算器56で加え合わされた加算信号
57となり、表示処理を行う各処理部に出力される。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional reception processing system. The reflected wave is received by the N oscillators 51 as an N-channel signal. The reception signal 52 from each transducer is delayed by the delay unit 53 for each channel. This delay time is controlled by the scan control signal 54 so as to realize dynamic focus. The reception signal output from the delay unit 53 is subjected to processing to be described later in the STC processing circuit 55 and then added by the adder 56 to be an addition signal 57, which is output to each processing unit that performs display processing.

【0007】さてSTC処理回路55の処理を説明す
る。STCゲイン発生器58は、受信信号の生体内の発
生深さによる減衰差を補正する増幅率であるゲイン信号
59を発生する。この増幅率を、以下、深さ補償増幅率
と呼ぶ。この深さ補償増幅率は受信信号の応答時間に応
じて変化するが、各チャネル間では共通である。受信信
号52は乗算器60でゲイン信号59を乗算、増幅さ
れ、振幅の減衰量を補正される。STC処理回路55の
処理は各チャネル間で共通であるので、加算信号57に
対して行うことも可能である。
Now, the processing of the STC processing circuit 55 will be described. The STC gain generator 58 generates a gain signal 59 which is an amplification factor for correcting the attenuation difference due to the generation depth of the received signal in the living body. Hereinafter, this amplification factor will be referred to as a depth compensation amplification factor. This depth compensation amplification factor changes depending on the response time of the received signal, but is common to each channel. The received signal 52 is multiplied by the gain signal 59 in the multiplier 60, amplified, and the amplitude attenuation amount is corrected. Since the processing of the STC processing circuit 55 is common to each channel, it can be performed on the addition signal 57.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】超音波ビームをステア
リングする場合、超音波が各振動子から送信され、生体
内のある点で反射され、再び各振動子に戻るまでの行路
長は一般に振動子間で相違する。ステアリング角度が大
きいほどこの行路差も大きくなる。この行路差に応じて
周波数依存減衰の影響も異なるので、受信信号強度も各
チャネル間で差異を生じる。従来においては、このチャ
ネル間強度差を考慮せずに一律に増幅していた。そのた
めステアリング角度が大きいほど各チャネルを加算した
信号の強度が小さくなって、信号対雑音比が劣化し、こ
の信号を用いて画像表示した際に画質劣化を生ずるとい
う問題があった。
When steering an ultrasonic beam, an ultrasonic wave is generally transmitted from each transducer, reflected at a certain point in the living body, and returned to each transducer with a path length of generally the transducer. Differ between The greater the steering angle, the greater the difference in travel. Since the influence of frequency-dependent attenuation also differs depending on this path difference, the received signal strength also differs between channels. In the past, amplification was performed uniformly without considering the difference in intensity between channels. Therefore, the larger the steering angle, the smaller the intensity of the signal obtained by adding each channel, and the signal-to-noise ratio deteriorates, which causes a problem that the image quality deteriorates when an image is displayed using this signal.

【0009】本発明は、信号対雑音比を改善し、画質が
向上した超音波診断装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus with improved signal-to-noise ratio and improved image quality.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
超音波診断装置は、フォーカス点までの振動子ごとの行
路長の差による受信信号振幅の減衰率の差異を補償する
ように、受信信号を振動子ごとに増幅する減衰補償処理
回路を有することを特徴とする。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 of the present invention compensates a difference in attenuation rate of a received signal amplitude due to a difference in path length between transducers up to a focus point. It is characterized by having an attenuation compensation processing circuit for amplifying a received signal for each transducer.

【0011】すなわち、フォーカス点に対する距離が大
きい振動子の受信信号ほど減衰を強く受けるので、大き
い増幅率で増幅する。
That is, the received signal of the transducer having a larger distance from the focus point is more strongly attenuated, so that it is amplified with a larger amplification factor.

【0012】本発明の請求項2記載の超音波診断装置
は、減衰補償処理回路が、超音波ビームのステアリング
角度と振動子の位置とを用いて、前記減衰率の差異に応
じた振動子ごとの増幅率を計算して出力する補償ゲイン
演算部と、該増幅率を用いて各振動子からの受信信号振
幅を増幅するチャネル信号増幅部と、を有することを特
徴とする。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second aspect of the present invention, the attenuation compensation processing circuit uses the steering angle of the ultrasonic beam and the position of the transducer for each transducer according to the difference in the attenuation rate. And a channel signal amplification unit that amplifies the received signal amplitude from each transducer using the amplification factor.

【0013】本発明の請求項3記載の超音波診断装置
は、補償ゲイン演算部が、プローブ両端の2つの振動子
に対する減衰率の差異を計算し、これを補間近似するこ
とによって他の振動子の減衰率を求めて、振動子ごとの
増幅率を決定することを特徴とする。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 of the present invention, the compensation gain calculation unit calculates the difference in attenuation rate between the two transducers at both ends of the probe, and interpolates and approximates this difference to obtain another transducer. It is characterized in that the amplification factor of each oscillator is determined by obtaining the attenuation factor of.

【0014】本発明の請求項4記載の超音波診断装置
は、減衰補償処理回路が、前記減衰差を補償する増幅率
の、超音波ビームのステアリング角度と振動子の位置と
をパラメータとしたテーブルを格納した補償ゲイン記憶
部と、該増幅率を読み出して各振動子からの受信信号振
幅を増幅するチャネル信号増幅部と、を有することを特
徴とする。
In the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 of the present invention, the attenuation compensation processing circuit is a table in which the steering angle of the ultrasonic beam and the position of the transducer of the amplification factor for compensating for the attenuation difference are parameters. And a channel signal amplification unit that reads out the amplification factor and amplifies the amplitude of a received signal from each transducer.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】[実施形態1]図1は、本発明を実施した
超音波診断装置のブロック図である。プローブ1は振動
子アレイを有し、この振動子アレイを生体に押し当てた
状態で、超音波を送受信する。送受信器2で発生する送
信信号により、振動子アレイからは超音波パルスが生体
内に放射される。超音波パルスは生体内組織の音響イン
ピーダンスの変化に応じた強度の反射を生じる。反射波
は前記振動子アレイで検出され複数チャネルの受信信号
となり、この受信信号は送受信器2で各振動子間の加算
処理が行われる。走査制御器3は送受信器2に対し走査
制御信号を出力し、送信時には電子フォーカスによる超
音波ビームのステアリングを制御し、受信時には反射波
の応答時間に連動してダイナミックフォーカスを制御す
る。この走査制御器3の制御により、送受信器2からは
生体内をセクタ走査した受信信号が出力される。組織断
層エコー処理部4、カラードプラ処理部5又はスペクト
ルドプラ処理部6は、それぞれこの受信信号を処理/加
工して、映像信号をDSC(Digital ScanConverter)
7に出力する。DSC7は、セクタ走査の周期で書き込
まれる映像を、表示器8のフレームレートに合わせて読
み出すために用いられる。
[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus embodying the present invention. The probe 1 has a transducer array, and transmits and receives ultrasonic waves while the transducer array is pressed against a living body. An ultrasonic pulse is radiated into the living body from the transducer array by the transmission signal generated by the transceiver 2. The ultrasonic pulse generates a reflection having an intensity corresponding to a change in the acoustic impedance of the tissue in the living body. The reflected wave is detected by the transducer array and becomes a reception signal of a plurality of channels, and the reception signal is subjected to addition processing between the transducers in the transceiver 2. The scanning controller 3 outputs a scanning control signal to the transceiver 2, controls the steering of the ultrasonic beam by electronic focus at the time of transmission, and controls the dynamic focus at the time of reception in conjunction with the response time of the reflected wave. Under the control of the scan controller 3, the transceiver 2 outputs a reception signal obtained by performing a sector scan on the inside of the living body. The tissue tomographic echo processing unit 4, the color Doppler processing unit 5, or the spectrum Doppler processing unit 6 processes / processes the received signals, respectively, and converts the video signal into a DSC (Digital Scan Converter).
Output to 7. The DSC 7 is used to read an image written in a sector scan cycle in accordance with the frame rate of the display 8.

【0017】図2は、送受信器2内の受信処理系の構成
を示すブロック図である。N個の振動子11で受信され
たNチャネルの受信信号12は、チャネルごとに遅延部
13で遅延される。この遅延時間は、走査制御信号14
によってダイナミックフォーカスを実現するように制御
される。遅延部13から出力された受信信号はチャネル
ごとに、本発明の特徴的構成要素である減衰補償処理回
路15にて、受信信号12の生体内での行路差に応じた
減衰量の違いを補償され強度を揃えられた後、加算器1
6で加え合わされた加算信号17となり、表示処理を行
う各処理部に出力される。減衰補償処理回路15を構成
する補償ゲイン発生器18は、補償ゲイン演算部を内蔵
し、補償ゲイン演算部は振動子の座標と、走査制御信号
14から得られるステアリング角度とを用いて、各チャ
ネルに対するステアリング角度補償増幅率を算出する。
補償ゲイン発生器18はこのステアリング角度補償増幅
率と併せて、従来のSTC処理の深さ補償増幅率を算出
し、両増幅率の積をゲイン信号19として出力する。ゲ
イン信号19はチャネル信号増幅部20でチャネルごと
に受信信号に掛け合わされ、生体内での周波数依存減衰
が補償される。ここでチャネル信号増幅部20はチャネ
ルごとに設けられた乗算器により構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the reception processing system in the transceiver 2. The N-channel reception signal 12 received by the N transducers 11 is delayed by the delay unit 13 for each channel. This delay time depends on the scan control signal 14
Is controlled to realize dynamic focus. The reception signal output from the delay unit 13 is compensated for each channel by the attenuation compensation processing circuit 15, which is a characteristic component of the present invention, for the difference in the attenuation amount according to the path difference of the reception signal 12 in the living body. And the intensity is adjusted, adder 1
The addition signal 17 added in 6 is output to each processing unit that performs display processing. The compensation gain generator 18 that constitutes the attenuation compensation processing circuit 15 has a built-in compensation gain calculation unit, and the compensation gain calculation unit uses the coordinates of the transducer and the steering angle obtained from the scan control signal 14 for each channel. The steering angle compensation amplification factor for is calculated.
The compensation gain generator 18 calculates the depth compensation amplification factor of the conventional STC processing together with this steering angle compensation amplification factor, and outputs the product of both amplification factors as a gain signal 19. The gain signal 19 is multiplied by the received signal for each channel in the channel signal amplifier 20 to compensate for the frequency dependent attenuation in the living body. Here, the channel signal amplification unit 20 is composed of a multiplier provided for each channel.

【0018】なお、補償ゲイン発生器18は、ステアリ
ング角度補償増幅率と深さ補償増幅率との積を出力する
としたが、本発明の特徴はステアリング角度補償増幅率
によってチャネルごとに受信信号を補償する点にある。
ここで、チャネル共通の深さ補償ゲインを発生する従来
同様のSTCゲイン発生器を別途設け、補償ゲイン発生
器はステアリング角度補償増幅率のみを発生することと
してもよい。
Although the compensation gain generator 18 outputs the product of the steering angle compensation amplification factor and the depth compensation amplification factor, the feature of the present invention is that the reception signal is compensated for each channel by the steering angle compensation amplification factor. There is a point to do.
Here, an STC gain generator similar to the conventional one that generates the depth compensation gain common to the channels may be separately provided, and the compensation gain generator may generate only the steering angle compensation amplification factor.

【0019】次に補償ゲイン発生器18の処理を詳しく
説明する。図3は、超音波ビームのステアリングによる
受信信号の行路差を説明する概略図である。振動子アレ
イはリニア型であって、x軸上の線分PQに配列される
とする。点Pにチャネル0の振動子、点Qにチャネル
(N−1)の振動子が配置され、またチャネルm(m=
0〜N−1)の振動子のx座標をxm とする。ここで座
標原点をPQの中点に採っているので、x0 =ξとする
とxN-1 =−ξである。Dは振動子アレイの両端P、Q
間の距離であり、これをプローブ開口と定義する。ステ
アリング角度θは超音波ビームとz軸とがなす角であ
る。また点Rは超音波の反射点であり、この点と原点と
の距離をrとする。さて、ΔL=|PR−QR|とする
と、プローブ開口の両端での行路差は、両点からRまで
の往復距離の差、2ΔLである。三角形OPR、OQR
に余弦定理を用いてPR、QRを求めることにより、Δ
Lは以下の式で表される。
Next, the processing of the compensation gain generator 18 will be described in detail. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the path difference of the received signal due to the steering of the ultrasonic beam. It is assumed that the transducer array is of a linear type and is arranged in a line segment PQ on the x axis. A transducer of channel 0 is arranged at point P, a transducer of channel (N-1) is arranged at point Q, and channel m (m = m
The x coordinate of the oscillator of 0 to N-1) is defined as x m . Here, since the coordinate origin is taken as the middle point of PQ, if x 0 = ξ, then x N−1 = −ξ. D is both ends P and Q of the transducer array
Is the distance between and is defined as the probe aperture. The steering angle θ is an angle formed by the ultrasonic beam and the z axis. The point R is a reflection point of ultrasonic waves, and the distance between this point and the origin is r. Now, assuming that ΔL = | PR−QR |, the path difference at both ends of the probe opening is the difference between the round trip distances from both points to R, 2ΔL. Triangle OPR, OQR
By calculating PR and QR using the cosine theorem,
L is represented by the following formula.

【0020】 ΔL≒Dsin θ ……(1) 超音波の中心周波数をf0 、生体組織中の周波数依存減
衰係数をα、距離dを伝搬する前後の超音波の振幅比を
Aとすると、A=exp(−αf0 d) であり、dが微小で
あるときは、 A〓1−αf0 d ……(2) で表される。例えば図3のように反射点が点P寄りにあ
るときは、Qの受信信号はPの受信信号より減衰し、P
に対するQの振幅比AN-1 ( θ) は(2)式においてd
=2ΔLとして、 AN-1 ( θ) =1−2αf0 Dsin θ ……(3) となる。
ΔL≈D sin θ (1) Let f 0 be the center frequency of the ultrasonic wave, α be the frequency-dependent attenuation coefficient in the living tissue, and A be the amplitude ratio of the ultrasonic waves before and after propagating the distance d. = Exp (-αf 0 d) and when d is very small, it is represented by A〓1-αf 0 d (2). For example, when the reflection point is near the point P as shown in FIG. 3, the received signal of Q is attenuated more than the received signal of P, and P
The amplitude ratio A N-1 (θ) of Q to
= 2ΔL, A N-1 (θ) = 1-2αf 0 Dsin θ (3)

【0021】受信信号の全チャネルを加算器16で足し
合わせた加算信号17を考える。図4は、加算信号17
に対する各チャネルの受信信号の寄与(加算効率)を示
すグラフである。図4(a)は各チャネルの受信信号間
に行路差による減衰の違いがないと仮定した場合の加算
効率のグラフである。加算効率は各チャネルで1であ
り、この場合のグラフ面積S0 =Dを加算信号17の比
較基準とする。さて実際には、各チャネル間では減衰量
に差がある。図4(b)は図3に例示する場合における
加算効率のグラフである。加算効率は点Pに対する各チ
ャネルの受信信号の振幅比である。加算効率は正確には
図に示すように曲線となるが、これを点P、Qにおける
加算効率値を通る直線で近似すると、グラフ面積Sは、 S〓D(1−αf0 Dsin θ) ……(4) となり、 S/S0 〓1−αf0 Dsin θ ……(5) である。よって各チャネル間の受信信号の行路差を補正
しない従来のSTC処理のみを施した加算信号57はス
テアリング角度θが大きいほど、減衰の影響を強く受け
て小さくなることがわかる。
Consider an added signal 17 in which all channels of the received signal are added by the adder 16. FIG. 4 shows the addition signal 17
5 is a graph showing the contribution (addition efficiency) of the received signal of each channel to. FIG. 4A is a graph of the addition efficiency when it is assumed that there is no difference in attenuation due to the path difference between the received signals of the respective channels. The addition efficiency is 1 for each channel, and the graph area S 0 = D in this case is used as the comparison reference of the addition signal 17. Now, in reality, there is a difference in the amount of attenuation between each channel. FIG. 4B is a graph of the addition efficiency in the case illustrated in FIG. The addition efficiency is the amplitude ratio of the received signal of each channel to the point P. Accurately, the addition efficiency is a curve as shown in the figure, but if this is approximated by a straight line passing through the addition efficiency values at points P and Q, the graph area S will be S〓D (1-αf 0 Dsin θ) ... (4) and S / S 0 = 1-αf 0 Dsin θ (5) Therefore, it is understood that the larger the steering angle θ, the more the added signal 57 subjected to the conventional STC processing that does not correct the path difference of the received signal between the respective channels is strongly influenced by the attenuation and becomes smaller.

【0022】そこで補償ゲイン発生器18は、チャネル
mの受信信号fm ( θ, r) に乗算されるゲイン信号1
9として、ステアリング角度に依存した減衰を補償する
ような増幅率Gm ( θ, r) を出力する。Gm ( θ,
r) はステアリング角度補償増幅率κm ( θ) と深さ補
償増幅率λ( r) との積で表される。
Therefore, the compensation gain generator 18 multiplies the received signal f m (θ, r) of the channel m by the gain signal 1
As 9, the amplification factor G m (θ, r) that compensates for the attenuation depending on the steering angle is output. G m (θ,
r) is represented by the product of the steering angle compensation amplification factor κ m (θ) and the depth compensation amplification factor λ (r).

【0023】 Gm ( θ, r) =κm ( θ) ・λ( r) ……(6) 深さ補償増幅率λ( r) は従来からのSTC処理で使用
されている増幅率と同様でよいので、ここでは説明を省
略する。
G m (θ, r) = κ m (θ) .λ (r) (6) The depth compensation amplification factor λ (r) is the same as the amplification factor used in the conventional STC processing. Therefore, the description is omitted here.

【0024】ステアリングに依存した減衰率はプローブ
開口のいずれかの端部で最大値2αf0 Dsin θとな
る。ここで、各振動子位置での減衰率がプローブ開口端
からの距離に応じて直線的に変化すると近似すると、
The steering-dependent damping factor has a maximum value of 2αf 0 Dsin θ at either end of the probe aperture. Here, if it is approximated that the attenuation rate at each transducer position changes linearly according to the distance from the probe opening end,

【数1】 である。但し、θは点Rが点P寄りにあるとき正である
とする。加算信号17をF( θ, r) とすると、
(Equation 1) It is. However, θ is assumed to be positive when the point R is near the point P. If the addition signal 17 is F (θ, r),

【数2】 である。この加算信号17では、ステアリング角度に依
存した上記加算効率の劣化が補償されており、ステアリ
ング角度によらず良好な信号対雑音比が得られる。ま
た、これと合わせてステアリング角度の大きい領域や生
体内深い領域における信号レベルが補償されて向上する
ため、画像の画質が一様となり向上する。
(Equation 2) It is. The addition signal 17 compensates for the deterioration of the addition efficiency depending on the steering angle, and a good signal-to-noise ratio can be obtained regardless of the steering angle. Further, together with this, the signal level in the region where the steering angle is large or the region deep in the living body is compensated and improved, so that the image quality of the image becomes uniform and improved.

【0025】補償ゲイン演算部は、マイクロプロセッサ
を有し、各チャネルに対する補償ゲインを算出する。
The compensation gain calculator has a microprocessor and calculates the compensation gain for each channel.

【0026】[実施形態2]本実施形態である超音波診
断装置のブロック構成は図1、図2と同様である。しか
し補償ゲイン発生器は、補償ゲイン演算部の代わりに、
ステアリング角度補償増幅率κm ( θ) のテーブルを格
納したROM(Read Only Memory)である補償ゲイン記
憶部を内蔵する点が特徴である。すなわち、κm ( θ)
を(7)式によって逐一算出するのではなく、ステアリ
ング角度θとチャネル番号mとをパラメータとしたテー
ブルに、あらかじめκm ( θ) を計算して格納してお
き、受信信号を処理する際はこれを読み出して補償処理
を行う。
[Second Embodiment] The block configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIGS. However, the compensation gain generator, instead of the compensation gain calculator,
A feature is that a compensation gain storage unit, which is a ROM (Read Only Memory) storing a table of the steering angle compensation amplification factor κ m (θ), is incorporated. That is, κ m (θ)
Is not calculated by equation (7) step by step, but κ m (θ) is calculated and stored in advance in a table using the steering angle θ and the channel number m as parameters, and when processing the received signal, This is read and compensation processing is performed.

【0027】振動子アレイを構成する振動子エレメント
数Nを128とし、これらはその中心に対し対称に配置
されている。またセクタ走査角の範囲を−π/2〜π/
2とし、この範囲を256に分割する。振動子エレメン
トの配置の対称性から、 κm ( θ) =κN-m-1 ( −θ) ……(9) であるので、θのパラメータ数またはmのパラメータ数
のいずれかを半減することができる。4バイトで表され
る単精度浮動小数点数を用いて1つのκm ( θ)を表現
すると、テーブルを格納するのに必要なメモリ容量は約
65Kバイトである。
The number N of transducer elements constituting the transducer array is 128, and these are arranged symmetrically with respect to the center thereof. In addition, the range of the sector scan angle is -π / 2 to π /
2, and this range is divided into 256. From the symmetry of the arrangement of the transducer elements, κ m (θ) = κ Nm-1 (−θ) (9), so it is possible to reduce either the number of parameters of θ or the number of parameters of m by half. it can. When one κ m (θ) is represented by using a single precision floating point number represented by 4 bytes, the memory capacity required to store the table is about 65 Kbytes.

【0028】このように、κm ( θ) をテーブル化して
ROMに格納することにより、逐次計算するよりも処理
を高速化することができる。また、あらかじめ計算する
ので、実施形態1の(7)式のような近似ではなく、正
確なκm ( θ) の値を計算/格納して使用することがで
き、補償精度が向上する。特に、この超音波診断装置は
コンベックスプローブを使用する場合に有効である。な
ぜなら、凸曲線に振動子が配列されたコンベックスプロ
ーブに対するステアリング角度補償増幅率の表現式は、
リニアプローブに対応した(7)式より複雑であり、そ
の表現式を用いてステアリング角度補償増幅率を逐一計
算するのでは時間がかかるからである。
As described above, by storing κ m (θ) in the table and storing it in the ROM, the processing speed can be increased as compared with the sequential calculation. In addition, since the calculation is performed in advance, an accurate value of κ m (θ) can be calculated / stored and used instead of the approximation like the equation (7) of the first embodiment, and the compensation accuracy is improved. In particular, this ultrasonic diagnostic apparatus is effective when using a convex probe. Because the expression of the steering angle compensation amplification factor for the convex probe in which the transducers are arranged in a convex curve is
This is because it is more complicated than the equation (7) corresponding to the linear probe, and it takes time to calculate the steering angle compensation amplification factor one by one using the expression.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の超音波診断装置によれば、振動
子と反射点との間の距離が各チャネルで異なることによ
る受信信号の減衰が補償されて、信号対雑音比が改善さ
れ、画質が向上する効果がある。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the attenuation of the received signal due to the difference in the distance between the transducer and the reflection point in each channel is compensated for, and the signal-to-noise ratio is improved. It has the effect of improving the image quality.

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

【図1】 本発明の実施形態である超音波診断装置のブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明に係る送受信器内の受信処理系の構成
を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a reception processing system in a transceiver according to the present invention.

【図3】 超音波ビームのステアリングによる受信信号
の行路差を説明する概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a path difference of a reception signal due to steering of an ultrasonic beam.

【図4】 加算信号に対する各チャネルの受信信号の寄
与を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing the contribution of the received signal of each channel to the added signal.

【図5】 従来の受信処理系の構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional reception processing system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プローブ、2 送受信器、3 走査制御器、4 組
織断層エコー処理部、5 カラードプラ処理部、6 ス
ペクトルドプラ処理部、7 DSC、8 表示器、1
1,51 振動子、12,52 受信信号、13,53
遅延部、14,54 走査制御信号、15 減衰補償
処理回路、16,56 加算器、17,57 加算信
号、18 補償ゲイン発生器、19,59 ゲイン信
号、20 チャネル信号増幅部、55 STC処理回
路、58 STCゲイン発生器。
1 probe, 2 transceiver, 3 scanning controller, 4 tissue tomography echo processing unit, 5 color Doppler processing unit, 6 spectral Doppler processing unit, 7 DSC, 8 display device, 1
1,51 Transducer, 12,52 Received signal, 13,53
Delay unit, 14, 54 Scan control signal, 15 Attenuation compensation processing circuit, 16, 56 Adder, 17, 57 Addition signal, 18 Compensation gain generator, 19, 59 Gain signal, 20 channel signal amplification unit, 55 STC processing circuit , 58 STC gain generator.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波ビームを送受信する複数の振動子
を備え、各振動子に遅延回路が接続されて超音波ビーム
の電子フォーカスが行われる超音波診断装置において、 フォーカス点までの振動子ごとの行路長の差による受信
信号振幅の減衰率の差異を補償するように、受信信号を
振動子ごとに増幅する減衰補償処理回路を有することを
特徴とする超音波診断装置。
1. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a plurality of transducers for transmitting and receiving ultrasonic beams, wherein a delay circuit is connected to each transducer to perform electronic focusing of the ultrasonic beam, in each transducer up to a focus point. An ultrasonic diagnostic apparatus having an attenuation compensation processing circuit for amplifying a received signal for each transducer so as to compensate the difference in the attenuation rate of the received signal amplitude due to the difference in the path length.
【請求項2】 請求項1記載の超音波診断装置におい
て、 減衰補償処理回路が、 超音波ビームのステアリング角度と、振動子の位置とを
用いて、前記減衰率の差異に応じた振動子ごとの増幅率
を計算して出力する補償ゲイン演算部と、 該増幅率を用いて各振動子からの受信信号振幅を増幅す
るチャネル信号増幅部と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the attenuation compensation processing circuit uses the steering angle of the ultrasonic beam and the position of the oscillator for each transducer according to the difference in the attenuation rate. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a compensation gain calculation unit that calculates and outputs the amplification factor of 1. and a channel signal amplification unit that amplifies the received signal amplitude from each transducer using the amplification factor.
【請求項3】 請求項2記載の超音波診断装置におい
て、 補償ゲイン演算部が、プローブ両端の2つの振動子に対
する減衰率の差異を計算し、これを補間近似することに
よって他の振動子の減衰率を求めて、振動子ごとの増幅
率を決定することを特徴とする超音波診断装置。
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the compensation gain calculation unit calculates the difference in attenuation rate between the two transducers at both ends of the probe and interpolates and approximates the difference between the other transducers. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that an attenuation factor is obtained to determine an amplification factor for each transducer.
【請求項4】 請求項1記載の超音波診断装置におい
て、 減衰補償処理回路が、 前記減衰差を補償する増幅率の、超音波ビームのステア
リング角度と振動子の位置とをパラメータとしたテーブ
ルを格納した補償ゲイン記憶部と、 該増幅率を読み出して各振動子からの受信信号振幅を増
幅するチャネル信号増幅部と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the attenuation compensation processing circuit stores a table of the amplification factor for compensating for the attenuation difference, using the steering angle of the ultrasonic beam and the position of the transducer as parameters. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a stored compensation gain storage unit; and a channel signal amplification unit that reads out the amplification factor and amplifies a received signal amplitude from each transducer.
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