JPH09224938A - Ultrasonic diagnostic device and method for optimizing delay time - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device and method for optimizing delay time

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JPH09224938A
JPH09224938A JP3689696A JP3689696A JPH09224938A JP H09224938 A JPH09224938 A JP H09224938A JP 3689696 A JP3689696 A JP 3689696A JP 3689696 A JP3689696 A JP 3689696A JP H09224938 A JPH09224938 A JP H09224938A
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ultrasonic
correlation
delay time
scanning
diagnostic apparatus
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Kinya Takamizawa
欣也 高見沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the quality of an ultrasonic tomogram through the effect of dynamic focusing method. SOLUTION: This ultrasonic diagnostic device has an oscillator 60, a pulser 61, a transmission delay circuit 62, a transmission rate signal generator 63, and a delay time control circuit 64, which scan ultrasonic signals for each scanning line on a cross section within an examinee, and an oscillator 60, a preamplifier 65, a reception delay circuit 66, and an adder 70, which produce focused input signals by imparting a delay time to a plurality of ultrasonic echo signals obtained as scans are provided. The device also includes an A/D converter 82, a buffer memory 83, and a correlation processing circuit 84, which calculate an amount showing the correlation among the input signals for each parameter, based on the input signals on a plurality of scanning lines, the signals being obtained at each of in vivo speed sound values that dominate the degree of focusing of the input signals, and an optimum sound speed value detecting circuit 85 and a delay time control circuit 64 which optimize the delay time imparted to the echo signals according to the in-vivo sound speed value at which the amount of correlation for each of the in-vivo sound speed values is at a minimum.

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、超音波信号を用い
て体内の断層像を表示する、いわゆる超音波診断装置及
び超音波信号に与える遅延時間を最適化する遅延時間最
適化方法に係わり、特に、生体内の音速値の不確定さに
よって生ずる超音波ビームパターン劣化を自動的に補正
し、高分解能化を図った超音波診断装置及び遅延時間最
適化方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called ultrasonic diagnostic apparatus for displaying a tomographic image in a body using an ultrasonic signal and a delay time optimizing method for optimizing a delay time given to the ultrasonic signal. In particular, the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a delay time optimizing method that automatically correct the ultrasonic beam pattern deterioration caused by the uncertainty of the sound velocity value in the living body to improve the resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波信号(超音波ビーム、超音波パル
スともいう)を被検体の体内に放射し、当該被検体内の
各組織からの反射波により生体情報を得る超音波診断法
は、超音波断層法と超音波ドップラ法の2つの技術開発
により近年急速な進歩を遂げている。今日最も普及して
いる電子走査型の装置は、配列型(アレイ型)の超音波
トランスデューサ(超音波振動子)を用い、これを電子
的に高速度に制御し走査することによって、リアルタイ
ム表示を可能とした。
2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic method in which an ultrasonic signal (also referred to as an ultrasonic beam or an ultrasonic pulse) is radiated into the body of a subject, and biological information is obtained by reflected waves from each tissue in the subject, Rapid progress has been made in recent years by the development of two technologies, ultrasonic tomography and ultrasonic Doppler. The most popular electronic scanning device today uses an array-type ultrasonic transducer (ultrasonic transducer), which is electronically controlled at a high speed to perform real-time display. Made possible

【0003】例えばセクタ電子走査型超音波診断装置の
従来例をブロック図を用いて図19に示す。超音波プロ
ーブにおいて配列されている振動子の素子数をMとする
(振動子4(1)〜4(M))。超音波パルスを生体内
(あるいは媒質内)へ送信する場合には、まず送信レー
ト信号発生器1から、超音波パルスの繰り返し周波数を
決定するレートパルスが出力される。このレートパルス
は、Mチャンネルから構成される送信用遅延回路2
(1)〜2(M)に送られ、送信時の超音波ビームの収
束距離(F0 )を決定する遅延時間τf と、所定方向
(θ0 )に超音波ビームを偏向するための遅延時間τs
とが与えられてMチャンネルの振動子駆動回路(パル
サ)3(1)〜3(M)に供給される。
A conventional example of a sector electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus is shown in FIG. 19 using a block diagram. Let M be the number of transducer elements arranged in the ultrasonic probe (transducers 4 (1) to 4 (M)). When transmitting an ultrasonic pulse into a living body (or a medium), the transmission rate signal generator 1 first outputs a rate pulse that determines the repetition frequency of the ultrasonic pulse. This rate pulse is transmitted by the delay circuit 2 for transmission composed of M channels.
(1) to 2 (M), a delay time τ f that determines the convergence distance (F 0 ) of the ultrasonic beam at the time of transmission, and a delay for deflecting the ultrasonic beam in a predetermined direction (θ 0 ). Time τ s
Are supplied to the M-channel oscillator drive circuits (pulsars) 3 (1) to 3 (M).

【0004】すなわち、m番目の遅延回路2(m)にお
いて設定される遅延時間τ(m)は、τf (m)+τs
(m)であり、τf 及びτs は次のように設定される
(τf(m)については図3参照)。
That is, the delay time τ (m) set in the m-th delay circuit 2 (m) is τ f (m) + τ s
(M), and τ f and τ s are set as follows (see FIG. 3 for τ f (m)).

【0005】[0005]

【数1】 ただし、dは、振動子配列間隔、Vは生体内音速、F0
は焦点距離、θ0 は偏向角(セクタ角)である。なお、
τf (m)については、図20参照。
[Equation 1] Here, d is the transducer array interval, V is the in-vivo sound velocity, and F 0
Is the focal length, and θ 0 is the deflection angle (sector angle). In addition,
See FIG. 20 for τ f (m).

【0006】このパルサ3(1)〜3(M)では、前記
超音波振動子4(1)〜4(M)を駆動し超音波を発生
するための駆動パルスが生成され、その駆動パルスの送
信タイミングは送信用遅延回路2(1)〜2(M)の出
力によって決定される。このパルサ(駆動回路)3
(1)〜3(M)の出力は、超音波振動子4(1)〜4
(M)に供給され、当該超音波振動子4(1)〜4
(M)を駆動し、超音波を発生する。
In the pulsers 3 (1) to 3 (M), drive pulses for driving the ultrasonic transducers 4 (1) to 4 (M) to generate ultrasonic waves are generated. The transmission timing is determined by the outputs of the transmission delay circuits 2 (1) to 2 (M). This pulsar (driving circuit) 3
The outputs of (1) to 3 (M) are ultrasonic transducers 4 (1) to 4 (4).
(M) is supplied to the ultrasonic transducers 4 (1) to 4 (4).
(M) is driven to generate ultrasonic waves.

【0007】超音波振動子4(1)〜4(M)から発生
し、生体内に放射された超音波の一部は、生体内の臓器
の境界面あるいは生体組織の音響散乱体にて反射され、
再び超音波振動子4(1)〜4(M)によって受信さ
れ、電気信号に変換される。この受信信号は、プリアン
プ5(1)〜5(M)を介して増幅された後、送信時同
様、受信時の超音波ビームの収束距離を決定する遅延時
間と超音波ビームの偏向角度を決定するための遅延時間
と与えるためのMチャンネルの受信用遅延回路6(1)
〜6(M)を経て加算器7に送られる。この加算器7で
Mチャンネルの受信用遅延回路6の出力信号は加算合成
される。そして、その加算器7の出力信号は、対数増幅
器8、包絡線検波回路9にて対数圧縮、検波され、A/
D変換器10によりA/D変換された後、図示しない書
き込み・読み出し制御器により画像メモリ11に一旦ス
トアされる。
A part of the ultrasonic waves generated from the ultrasonic transducers 4 (1) to 4 (M) and radiated into the living body is reflected by the boundary surface of the organ in the living body or the acoustic scatterer of the living tissue. Is
It is again received by the ultrasonic transducers 4 (1) to 4 (M) and converted into electric signals. This received signal is amplified through the preamplifiers 5 (1) to 5 (M), and then the delay time that determines the convergence distance of the ultrasonic beam at the time of reception and the deflection angle of the ultrasonic beam are determined as in the case of transmission. Delay time for receiving and delay circuit for receiving M channel 6 (1)
It is sent to the adder 7 through ~ 6 (M). The output signal of the M-channel reception delay circuit 6 is added and synthesized by the adder 7. The output signal of the adder 7 is logarithmically compressed and detected by the logarithmic amplifier 8 and the envelope detection circuit 9 to obtain A /
After being A / D converted by the D converter 10, it is temporarily stored in the image memory 11 by a write / read controller (not shown).

【0008】画像メモリ11にストアされた信号は、書
き込み・読み出し制御器によりテレビフォーマットで読
み出されてテレビモニタ13に送られ、そのモニタ13
にて超音波断層像として表示される。
The signal stored in the image memory 11 is read out in the television format by the writing / reading controller and sent to the television monitor 13, and the monitor 13
Is displayed as an ultrasonic tomographic image.

【0009】一方、加算器7の出力は、2つの直交位相
検波回路に送られる。すなわち、加算器7の出力は、ま
ずミキサ回路14−1,14−2に送られる。また、基
準信号発生器20からは、所定の周波数(一般には超音
波周波数f0 に略等しい周波数が用いられる)を有する
連続波(基準信号)が出力される。この基準信号発生器
20の出力は分岐し、その一方は、移相器15にて位相
が90度SHIFTしてミキサ回路14−1に入力さ
れ、他方は、直接ミキサ回路14−2に入力される。こ
のミキサ回路14−1,14−2の出力は、ローパスフ
ィルタ16−1,16−2に送られ、そのローパスフィ
ルタ16−1,16−2により和の周波数成分が除去さ
れ差の周波数成分のみが抽出される。この差の周波数を
有した信号は、A/D変換器17−1,17−2にてデ
ィジタル信号に変換された後一旦メモリ回路にストアさ
れる。
On the other hand, the output of the adder 7 is sent to two quadrature phase detection circuits. That is, the output of the adder 7 is first sent to the mixer circuits 14-1 and 14-2. Further, the reference signal generator 20 outputs a continuous wave (reference signal) having a predetermined frequency (generally, a frequency substantially equal to the ultrasonic frequency f0 is used). The output of the reference signal generator 20 is branched, one of which is phase-shifted by 90 degrees in the phase shifter 15 and input to the mixer circuit 14-1, and the other is directly input to the mixer circuit 14-2. It The outputs of the mixer circuits 14-1 and 14-2 are sent to the low-pass filters 16-1 and 16-2, and the low-pass filters 16-1 and 16-2 remove the frequency components of the sum and only the frequency components of the difference. Is extracted. The signal having this difference frequency is converted into a digital signal by the A / D converters 17-1 and 17-2 and then temporarily stored in the memory circuit.

【0010】一方、ドップラ信号を算出するためには、
同一部位を連続的に走査し、そのときの複数の信号を用
いる必要がある。この複数回走査により得られた複数の
信号をメモリ(図示せず)にて一旦記憶し、所定のデー
タ数が揃った時点でFFT回路18にてドップラ信号の
周波数分析が行なわれ、ドップラ周波数(流速)が求め
られる。FFT回路18で求められた流速は、演算器1
9に送られる。
On the other hand, in order to calculate the Doppler signal,
It is necessary to continuously scan the same site and use a plurality of signals at that time. A plurality of signals obtained by the plurality of scans are temporarily stored in a memory (not shown), and when a predetermined number of data are gathered, the FFT circuit 18 analyzes the frequency of the Doppler signal to obtain the Doppler frequency ( Flow velocity) is required. The flow velocity obtained by the FFT circuit 18 is calculated by the calculator 1
9

【0011】超音波血流イメージング法(超音波ドップ
ラ法)において表示される物理量は、スペクトルの中心
(すなわち流速の平均値)とスペクトルの分散値(すな
わち流速の乱れの状態)である。これらの計算は演算器
19にて実施される。演算器19にて算出された値は、
画像メモリ11にて一旦記憶されテレビモニタ13にて
表示される。ここで前記演算器19の出力は前記断層像
上にてカラーにて表示される場合が一般的である。
The physical quantities displayed in the ultrasonic blood flow imaging method (ultrasonic Doppler method) are the center of the spectrum (that is, the average value of the flow velocity) and the dispersion value of the spectrum (that is, the state of disturbance of the flow velocity). These calculations are carried out by the calculator 19. The value calculated by the calculator 19 is
It is temporarily stored in the image memory 11 and displayed on the television monitor 13. Here, the output of the arithmetic unit 19 is generally displayed in color on the tomographic image.

【0012】以上述べたように、従来の超音波診断装置
では、方位分解能を高めるために送信及び受信の少なく
とも一方において超音波ビームを集束させる方法がとら
れている。特に、電子走査型の配列型振動子では、送受
信信号の遅延時間制御による電子集束法が用いられるの
が一般的である。遅延時間を制御するための制御回路と
して、超音波診断装置は、遅延制御回路21を有してい
る。この遅延制御回路21により、前掲式(1)の如く
送受信信号に与える遅延時間を制御している。
As described above, the conventional ultrasonic diagnostic apparatus employs a method of focusing an ultrasonic beam in at least one of transmission and reception in order to improve lateral resolution. In particular, an electronic scanning array transducer generally uses an electron focusing method by controlling a delay time of a transmission / reception signal. The ultrasonic diagnostic apparatus has a delay control circuit 21 as a control circuit for controlling the delay time. The delay control circuit 21 controls the delay time given to the transmission / reception signal as in the above-mentioned formula (1).

【0013】ただし、超音波ビームを集束させる電子集
束法の問題点は、集束点から離れた場所(深さ)ではビ
ームが拡散し、分解能が低下することである。この問題
点を解決する方法として、従来よりダイナミック集束法
が用いられている。ダイナミック集束法は、受信時にお
いて、時間とともに集束点が連続的に深さ方向に移動す
るような遅延時間制御を行なう方法であり、反射信号は
常に受信超音波ビームが集束された領域から得られる。
図21にてその原理を説明する。
However, a problem of the electron focusing method for focusing the ultrasonic beam is that the beam spreads at a place (depth) away from the focusing point and the resolution is lowered. As a method for solving this problem, a dynamic focusing method has been conventionally used. The dynamic focus method is a method of performing delay time control so that the focus point continuously moves in the depth direction with time during reception, and the reflected signal is always obtained from the area where the received ultrasonic beam is focused. .
The principle will be described with reference to FIG.

【0014】振動子からの距離が0からr1 までの反射
信号が得られる範囲では(すなわち時間0から2r1 /
Vまでの範囲)、焦点距離がf1 になるように受信遅延
時間は設定される。次に、振動子からの距離がr1 から
r2 までの反射信号が得られる範囲では(すなわち時間
2r1 /Vから2r2 /Vまでの範囲)、焦点距離がf
2 になるように受信遅延時間は設定される。さらに、振
動子からの距離がr2以上の範囲から反射信号が得られ
る場合は(すなわち時間2r2 /V以上の範囲)、焦点
距離がf3 になるように受信遅延時間は設定される。た
だし、0≦f1≦r1 ,r1 ≦f2 ≦r2 ,r2 ≦f3
である。
In the range where the reflection signal from the oscillator to the distance 0 to r1 can be obtained (that is, from time 0 to 2r1 /
The reception delay time is set so that the focal length is f1 (range up to V). Next, in the range where the reflection signal from the transducer is r1 to r2 is obtained (that is, from the time 2r1 / V to 2r2 / V), the focal length is f
The reception delay time is set to be 2. Further, when the reflected signal is obtained from the range where the distance from the oscillator is r2 or more (that is, the range where the time is 2r2 / V or more), the reception delay time is set so that the focal length becomes f3. However, 0≤f1≤r1, r1≤f2≤r2, r2≤f3
It is.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述したダイナミック
集束法の説明では、そのダイナミック集束時の集束点が
f1 〜f3 の3段階に変化する場合について述べたが、
最近の装置では、受信遅延回路のディジタル化の実現等
の影響もあり、画像メモリの画素単位での連続的な集束
点の設定が可能となってきている。
In the above description of the dynamic focusing method, the case where the focusing point at the time of the dynamic focusing changes in three steps of f1 to f3 has been described.
In recent devices, continuous focusing points can be set for each pixel of the image memory due to the influence of digitalization of the reception delay circuit.

【0016】ダイナミック集束法を用いて連続的に集束
点を設定する際には、上述した(1)式を用いて受信遅
延時間を設定することになるが、その(1)式に示した
遅延時間決定パラメータの中で生体内音速値Vは臓器に
よって異なることは従来より知られており、例えば筋肉
では「V=1560m/sec 」に対して脂肪では「V=1480m/
sec 」という報告もあり、また、被検体の間でもかなり
の差がある。
When the focal point is continuously set by using the dynamic focusing method, the reception delay time is set by using the equation (1), and the delay shown by the equation (1) is set. It has been conventionally known that the in-vivo sound velocity value V among the time-determining parameters differs depending on the organ. For example, “V = 1560 m / sec” for muscle and “V = 1480 m / sec for fat”.
sec ”is also reported, and there are considerable differences among subjects.

【0017】このように生体内音速値は実際には普遍的
に定めることが不可能な量であるため、集束点も確定す
ることができず、ダイナミック集束法を行なう上で支障
となっていた。
As described above, since the in-vivo sound velocity value is actually an amount that cannot be universally determined, the focusing point cannot be determined, which is an obstacle to the dynamic focusing method. .

【0018】すなわち、与えられた遅延時間τf (m)
に対して常にF0 V=一定であるから、上記の脂肪・筋
肉のように音速値に約5%の差異があると、集束点10
0mmにおける集束点の移動は、5mmとなり、無視で
きない量である。したがって、このような場合には、必
ずしも集束点からの受信をとらえ、それを表示している
とは言い難く、その結果画質劣化が生じてしまった。
That is, given delay time τ f (m)
On the other hand, F 0 V = constant at all times, so if there is a difference of about 5% in the speed of sound like the above fat / muscle, the focus point 10
The movement of the focusing point at 0 mm is 5 mm, which is a non-negligible amount. Therefore, in such a case, it cannot be said that the reception from the focusing point is always captured and displayed, and as a result, the image quality is deteriorated.

【0019】また、装置の設定音速値と実際の音速値が
等しい時については、図22(B)に示したように、振
動子からの距離が0からr1 までの反射信号が得られる
範囲(すなわち時間0から2r1 /Vまでの範囲)、実
際の焦点距離f1'は0−r1の略中点になるように定め
られる。同様にして距離がr1 からr2 までの反射信号
が得られる範囲では(すなわち時間2r1 /Vから2r
2 /Vまでの範囲)、実際の焦点距離f2'はr1 −r2
の略中点に、また、距離r2 以上の範囲から反射信号が
得られる場合は(すなわち時間2r2 /V以上の範
囲)、実際の焦点距離f3'はr3 以降になるように定め
られる。
Further, when the set sound velocity value of the device is equal to the actual sound velocity value, as shown in FIG. 22 (B), the range (0) to r1 (distance from the transducer) where the reflection signal can be obtained. That is, in the range from time 0 to 2r1 / V), the actual focal length f1 'is determined to be approximately the midpoint of 0-r1. Similarly, in the range where the reflected signals with the distances r1 to r2 are obtained (that is, from the time 2r1 / V to 2r).
(Range up to 2 / V), the actual focal length f2 'is r1-r2
When the reflected signal is obtained at the approximate midpoint of the distance r2 or more in the range of distance r2 or more (that is, in the range of time 2r2 / V or more), the actual focal length f3 'is determined to be r3 or later.

【0020】これに対して、例えば実際の生体内音速値
が装置内の設定音速値より大きな場合には、図22
(A)に示すように、実際の集束点f1'〜f3'は設定集
束点f1〜f3 (一般にf1 =r1 /2,f2 =(r1
+r2 )/2,f3 >r3 )に対してf1'<f1 ,f2'
<f2 ,f3'<f3 となり、特に各々の音速値の差が大
きい場合にはf2'<r1 のような場合も発生し、ダイナ
ミック集束法の効果が生かされなかった。
On the other hand, for example, when the actual in-vivo sound velocity value is larger than the set sound velocity value in the apparatus, FIG.
As shown in (A), the actual focus points f1 'to f3' are set focus points f1 to f3 (generally f1 = r1 / 2, f2 = (r1
+ R2) / 2, f3> r3), f1 '<f1, f2'
<F2, f3 '<f3, and especially when the difference between the sound velocity values is large, a case of f2'<r1 occurs, and the effect of the dynamic focusing method cannot be utilized.

【0021】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、設定集束点と実際の集束
点を絶えず一致させることにより、ダイナミック集束法
の効果を最大限に生かして超音波断層像の画質をさらに
向上させることをその目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to make the maximum effect of the dynamic focusing method by constantly matching the set focusing point and the actual focusing point. Its purpose is to further improve the image quality of an ultrasonic tomographic image.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、本発明では、例えば隣接した走査線上の受信
信号の内、例えば断層像上で指定された領域(任意の深
さ)内の信号間の相関関係を示す量(相関量)を演算す
る。そして、演算された相関量に基づいて受信信号の集
束度合(受信フォーカスの深さ位置等)を制御するよう
になっている。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, for example, in a received signal on adjacent scanning lines, for example, in a region (arbitrary depth) designated on a tomographic image. The amount (correlation amount) indicating the correlation between the signals is calculated. Then, the degree of focusing of the received signal (the depth position of the receiving focus, etc.) is controlled based on the calculated correlation amount.

【0023】すなわち、受信信号の集束度合を支配する
例えば生体内音速値等のパラメータ値を順次変化させな
がら、その都度演算された相関量を比較する。そして、
相関量が最小になるパラメータ値(最適値)を探し、そ
のパラメータ値に基づいて集束度合を決定するパラメー
タ(例えば遅延時間や受信フォーカスの深さ位置の変化
度合等)を最適化するように構成されている。
That is, while the parameter values, such as the in-vivo sound velocity value, which govern the degree of focusing of the received signal are sequentially changed, the correlation amounts calculated each time are compared. And
A parameter value (optimum value) that minimizes the amount of correlation is searched for, and a parameter that determines the focusing degree based on the parameter value (for example, delay time or the degree of change in the depth position of the receiving focus) is configured to be optimized. Has been done.

【0024】このように構成すれば、診断部位別、ある
いは被検体別等、必要に応じて例えば一定周期毎に隣接
する走査線上の受信信号間の相関量が最小になるパラメ
ータ値(生体内音速値)に基づいて集束パラメータ(遅
延時間や受信フォーカスの深さ位置の変化度合等)を設
定することができるため、超音波ビームの受信フォーカ
ス度合(深さ位置等)は、生体内音速値の変化等に関係
なく常に一定となる。したがって、例えばピクセル単位
で行なう高精細な受信ダイナミックフォーカスにおいて
も常に集束点からの受信信号のみを収集し、それらの受
信信号に基づいて、より一層の高分解能、高画質の超音
波断層像を得ることができる。
With this configuration, a parameter value (in-vivo sound velocity) that minimizes the amount of correlation between received signals on adjacent scanning lines, for example, at fixed intervals for each diagnostic region, for each subject, etc. Since the focusing parameters (delay time, degree of change of depth position of reception focus, etc.) can be set based on the value), the degree of reception focus of ultrasonic beam (depth position, etc.) It is always constant regardless of changes. Therefore, for example, even in high-definition reception dynamic focus performed on a pixel-by-pixel basis, only the reception signals from the focal points are always collected, and an ultrasonic tomographic image with higher resolution and higher image quality is obtained based on those reception signals. be able to.

【0025】また、本発明では、超音波信号を同一の走
査線に対して複数回繰り返し走査し、その複数回の繰り
返し走査毎に得られた複数の走査線上の受信信号に基づ
いて当該繰り返し走査毎の相関量を演算する。そして、
演算された繰り返し走査毎の相関量を加算平均すること
により、誤差の少ない正確な相関量を求めることができ
る。
In the present invention, the ultrasonic signal is repeatedly scanned on the same scanning line a plurality of times, and the repeated scanning is performed based on the received signals on the plurality of scanning lines obtained at each of the plurality of repeated scanning. The correlation amount for each is calculated. And
An accurate correlation amount with a small error can be obtained by averaging the calculated correlation amounts for each repeated scan.

【0026】さらに、本発明では、断面上の異なる部位
の走査線上の受信信号に基づいて当該異なる部位毎の相
関量を演算し、演算された繰り返し走査毎の相関量を加
算平均することにより、誤差の少ない正確な相関量を求
めることが可能になる。
Further, according to the present invention, the correlation amount for each different portion is calculated based on the received signal on the scanning line of the different portion on the cross section, and the calculated correlation amount for each repeated scanning is added and averaged. It is possible to obtain an accurate correlation amount with a small error.

【0027】一方、上述した問題点を解決するために、
本発明では、例えばセクタ走査等の超音波信号を偏向さ
せて走査する場合において、隣接した走査線上の受信信
号の内、例えば断層像上で指定された領域(任意の深
さ)の信号間の相関関係を示す量(相関量)を演算す
る。そして、演算された相関量に基づいて超音波信号の
偏向角を制御するようになっている。
On the other hand, in order to solve the above problems,
In the present invention, for example, in the case of scanning by deflecting an ultrasonic signal such as sector scanning, among received signals on adjacent scanning lines, for example, between signals in a region (arbitrary depth) designated on a tomographic image. An amount indicating the correlation (correlation amount) is calculated. Then, the deflection angle of the ultrasonic signal is controlled based on the calculated correlation amount.

【0028】すなわち、超音波信号の偏向角を支配する
例えば生体内音速値等のパラメータ値を順次変化させな
がら、その都度演算された相関量を比較する。そして、
相関量が最小になるパラメータ値(最適値)を探し、そ
のパラメータ値に基づいて偏向角を決定するパラメータ
(例えば遅延時間)や受信フォーカス深さ位置を決定す
るパラメータ(当該深さ位置の変化度合等)を制御する
ようになっている。
That is, while the parameter values that control the deflection angle of the ultrasonic signal, such as the in-vivo sound velocity value, are sequentially changed, the correlation amounts calculated each time are compared. And
A parameter value (optimum value) that minimizes the correlation amount is searched, and a parameter that determines the deflection angle (for example, delay time) based on the parameter value or a parameter that determines the reception focus depth position (the degree of change of the depth position). Etc.).

【0029】このように構成すれば、例えばセクタ走査
を行なう場合、診断部位別、あるいは被検体別等、必要
に応じて例えば一定周期毎に隣接する走査線上の受信信
号間の相関量が最小になるパラメータ値(生体内音速
値)に基づいてパラメータ(遅延時間や深さ位置の変化
度合等)を設定することができるため、超音波ビームの
偏向角は、生体内音速値の変化等に関係なく常に一定と
なり、また、受信フォーカス深さ位置を最適化できる。
したがって、高分解能、高画質の超音波断層像を得るこ
とができる。
With this configuration, for example, when performing a sector scan, the correlation amount between the received signals on the adjacent scanning lines is minimized at fixed intervals, for example, depending on the diagnosis region or the subject. Since the parameters (delay time, degree of change of depth position, etc.) can be set based on the parameter value (in-vivo sound velocity value), the deflection angle of the ultrasonic beam is related to changes in in-vivo sound velocity value. Instead, it is always constant, and the receiving focus depth position can be optimized.
Therefore, a high resolution and high quality ultrasonic tomographic image can be obtained.

【0030】さらに、偏向角制御手段として、走査変換
用のメモリへの当該超音波走査信号の書き込みを制御す
ることもできる。すなわち、相関量が最小になるパラメ
ータ値に基づいて当該パラメータ値に対応する偏向角デ
ータを求めて、その偏向角データに応じてメモリへの受
信信号の書き込みアドレスを変更することにより、生体
内音速値の変化に起因した偏向角の誤差を補正すること
ができる。
Further, as the deflection angle control means, it is possible to control the writing of the ultrasonic scanning signal into the memory for scanning conversion. That is, the deflection angle data corresponding to the parameter value with which the correlation amount is minimized is obtained, and the writing address of the received signal to the memory is changed according to the deflection angle data, whereby the in-vivo sound velocity is changed. It is possible to correct an error in the deflection angle due to the change in the value.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】最初に本発明の共通の概念を図1
乃至図4を用いて説明する。なお、図1及び図2は、セ
クタ電子走査を行なう超音波診断装置の超音波送受信部
分を示す概略図(一部断面図)であり、送信器50、受
信器51、表示器52、遅延回路53…53、振動子5
4…54、遅延時間制御回路55がそれぞれ示されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the common concept of the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are schematic diagrams (partial cross-sectional views) showing an ultrasonic wave transmission / reception portion of an ultrasonic diagnostic apparatus that performs sector electronic scanning, and includes a transmitter 50, a receiver 51, a display 52, and a delay circuit. 53 ... 53, vibrator 5
54, and a delay time control circuit 55 are shown.

【0032】今、セクタ電子走査を行なう超音波診断装
置において、その超音波ビーム送受信方向(走査方向、
走査角度ともいう)がθ及びθ+Δθの略隣接する走査
において得られた受信信号(それぞれe1(t),e2(t)と
する)の内、「A」集束点付近のビーム幅が広い場合
(集束が予定通りに行なわれていない場合;図1(A)
及び(B)参照)、「B」当該ビーム幅が狭い場合(集
束がより正確に行なわれている場合;図2(A)及び
(B)参照)について、ビーム幅と相関関数の関係を述
べる。
Now, in an ultrasonic diagnostic apparatus for performing sector electronic scanning, its ultrasonic beam transmission / reception direction (scanning direction,
Of the received signals (e1 (t) and e2 (t), respectively) obtained in substantially adjacent scans of θ and θ + Δθ, the beam width near the “A” focusing point is wide ( Focusing is not done as planned; Figure 1 (A)
And (B)), and “B”, the relationship between the beam width and the correlation function is described for the case where the beam width is narrow (when focusing is performed more accurately; see FIGS. 2A and 2B). .

【0033】一般に超音波ビーム幅に対して隣接する走
査線の間隔(走査間隔;ここではΔθ)は小さく設定さ
れている。このため、隣接する2つの超音波ビームBa
,Bb は、図1に示すように一部の領域を共通に有し
ており、この共通部分は集束が不十分でビーム幅が広い
ほど大きい。すなわち、ビーム幅が広い(ビームの広が
り状態が大きい、ビームのサイドロープレベルの広がり
が大きい)ほど、それぞれの走査によって得られた受信
信号内には、同一散乱体からの情報が共通に多く含まれ
ているため、各々の受信信号間の相関強度(相関係数)
はより大きくなる。
Generally, the interval between adjacent scanning lines (scan interval; here Δθ) is set small with respect to the ultrasonic beam width. Therefore, two adjacent ultrasonic beams Ba
, Bb have some regions in common as shown in FIG. 1, and this common region is larger as the focusing is insufficient and the beam width is wider. That is, the wider the beam width (the wider the beam divergence state, the greater the divergence of the beam side rope level), the more common the information from the same scatterer is contained in the received signal obtained by each scanning. Therefore, the correlation strength between each received signal (correlation coefficient)
Will be larger.

【0034】これに対して、集束が完全に行なわれてい
る場合ほど、図2に示すように、隣接する超音波ビーム
Ba',Bb'の共通部分は狭くなり、それぞれの走査によ
り得られた各信号間の相関係数は小さくなる。すなわ
ち、ビーム幅と相関強度C(0)は定性的には図3に示し
たようになる。
On the other hand, as the focusing is performed more completely, the common portion of the adjacent ultrasonic beams Ba 'and Bb' becomes narrower as shown in FIG. 2 and obtained by each scanning. The correlation coefficient between each signal becomes small. That is, the beam width and the correlation strength C (0) are qualitatively as shown in FIG.

【0035】なお、θ方向の受信信号e1(t)とθ+Δθ
方向からの受信信号e2(t)(両者の波形は図4(a)及
び図4(b)参照)の相関係数C(0) は次式で示される
(図4(c)参照)。
The received signal e1 (t) in the θ direction and θ + Δθ
The correlation coefficient C (0) of the received signal e2 (t) from the direction (the waveforms of both are shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b)) is expressed by the following equation (see FIG. 4 (c)).

【0036】[0036]

【数2】 ここで、e2(t)* はe2(t)の複素共役関数である。[Equation 2] Here, e2 (t) * is a complex conjugate function of e2 (t).

【0037】すなわち、隣接した2つ以上の超音波ビー
ムの相関係数C(0) を制御することにより、集束点付近
のビーム幅を制御することが可能なことが分かる。
That is, it can be seen that the beam width near the focus point can be controlled by controlling the correlation coefficient C (0) of two or more adjacent ultrasonic beams.

【0038】本発明は、上述した性質を利用して、例え
ばダイナミックフォーカスにおける各集束点を得る遅延
時間を、その集束点のビーム幅が最小になるように制御
して、上述した集束点の誤差を低減するように構成され
ている。
According to the present invention, by utilizing the above-mentioned property, the delay time for obtaining each focus point in dynamic focus is controlled so that the beam width of the focus point is minimized, and the error of the focus point described above is controlled. Is configured to reduce

【0039】次に、相関処理に基づくオートフォーカス
法の処理手順の概要を端的に説明する第1実施形態を図
5に示す。
Next, FIG. 5 shows a first embodiment for briefly explaining the outline of the processing procedure of the autofocus method based on the correlation processing.

【0040】この超音波診断装置は、例えばセクタ走査
を行なう診断装置であり、M個の振動子を直線状に並べ
た電気−音響トランスデューサである配列型超音波振動
子60(1)〜60(M)を有している。この配列型振
動子60には、その各振動子60(1)〜60(M)を
駆動させて超音波信号を例えば生体内に放射するための
送信系と、生体内から反射され、各振動子60(1)〜
60(M)により受信されたエコー信号を処理するため
の受信系とがそれぞれ接続されている。
This ultrasonic diagnostic apparatus is, for example, a diagnostic apparatus that performs sector scanning, and is an array type ultrasonic transducer 60 (1) -60 (which is an electro-acoustic transducer in which M transducers are linearly arranged. M). The array type vibrator 60 has a transmission system for driving the vibrators 60 (1) to 60 (M) to radiate an ultrasonic signal into, for example, a living body, and each vibration reflected from the living body. Child 60 (1) ~
The receiving system for processing the echo signal received by 60 (M) is respectively connected.

【0041】送信系は、各配列型振動子60(1)〜6
0(M)をそれぞれ駆動させる駆動パルスを出力するM
チャンネルのパルサ(振動子駆動回路)61(1)〜6
1(M)と、各パルサ61(1)〜61(M)に接続さ
れ、当該パルサ61(1)〜61(M)の駆動パルス出
力タイミングを遅延制御する送信遅延回路62(1)〜
62(M)と、各送信遅延回路62(1)〜62(M)
に遅延制御用のレートパルスを送る送信レート信号発生
器63と、各送信遅延回路62(1)〜62(M)が与
える遅延時間を個別に制御する遅延時間制御回路64と
を備えている。
The transmission system is composed of array type transducers 60 (1) to 6 (6).
M for outputting drive pulse for driving 0 (M) respectively
Channel pulser (vibrator drive circuit) 61 (1) -6
1 (M) and transmission pulse delay circuits 62 (1) to 61 (1) to 61 (M), which delay control the drive pulse output timing of the pulsers 61 (1) to 61 (M).
62 (M) and each transmission delay circuit 62 (1) to 62 (M)
A transmission rate signal generator 63 for sending a rate pulse for delay control and a delay time control circuit 64 for individually controlling the delay time given by each of the transmission delay circuits 62 (1) to 62 (M).

【0042】送信遅延回路62(1)〜62(M)は、
送信レート信号発生器63から送られたレートパルスに
対し、遅延時間制御回路64により制御された送信時の
超音波ビームの集束距離(F0 )を決定する遅延時間τ
f と、所定方向(θ0 )に超音波ビームを偏向するため
の遅延時間τs とを与えて各パルサ61(1)〜61
(M)に出力し、当該パルサ61(1)〜61(M)
は、送られたレートパルスに応じてそれぞれ個別に駆動
し、各振動子60(1)〜60(M)を駆動するように
なっている。
The transmission delay circuits 62 (1) to 62 (M) are
With respect to the rate pulse sent from the transmission rate signal generator 63, a delay time τ which determines the focusing distance (F0) of the ultrasonic beam at the time of transmission controlled by the delay time control circuit 64.
f and a delay time τ s for deflecting the ultrasonic beam in a predetermined direction (θ 0 ) are given to each of the pulsers 61 (1) to 61 (61).
(M) and outputs the pulser 61 (1) to 61 (M).
Are individually driven according to the sent rate pulse to drive the respective transducers 60 (1) to 60 (M).

【0043】すなわち、m(m<M)番目の遅延回路6
2(m)において設定される遅延時間τ(m)は、τf
(m)+τs (m)であり、τf (m)及びτs (m)
は次のように設定される(τf (m)については図20
参照)。
That is, the m-th (m <M) th delay circuit 6
The delay time τ (m) set in 2 (m) is τ f
(M) + τ s (m), and τ f (m) and τ s (m)
Is set as follows (for τ f (m), see FIG.
reference).

【0044】[0044]

【数3】 ただし、dは、振動子配列間隔、Vは生体内音速、F0
は焦点距離、θ0 は偏向角(セクタ角)である。
(Equation 3) Here, d is the transducer array interval, V is the in-vivo sound velocity, and F 0
Is the focal length, and θ 0 is the deflection angle (sector angle).

【0045】受信系は、各配列型振動子60(1)〜6
0(M)により受信され電気信号に変換された受信信号
をそれぞれ増幅するプリアンプ65(1)〜65(M)
と、各プリアンプ65(1)〜65(M)により増幅さ
れた受信信号に対し、異なる遅延時間を与えながら受信
処理する受信するMチャンネルの受信遅延回路66
(1)〜66(M)と、各受信遅延回路66(1)〜6
6(M)が与える遅延時間を個別に制御する遅延時間制
御回路64とを備えている。
The receiving system is composed of array type transducers 60 (1) to 6 (6).
Preamplifiers 65 (1) to 65 (M) for amplifying received signals received by 0 (M) and converted into electric signals
And a reception delay circuit 66 for receiving M channels that performs reception processing while giving different delay times to the reception signals amplified by the preamplifiers 65 (1) to 65 (M).
(1) to 66 (M) and the reception delay circuits 66 (1) to 6
A delay time control circuit 64 for individually controlling the delay time given by 6 (M).

【0046】受信遅延回路66(1)〜66(M)は、
遅延時間制御回路64の制御に応じて、送信時同様、受
信時の超音波ビームの集束距離を決定する遅延時間τf
と超音波ビームの偏向角度を決定する遅延時間τs とを
受信信号に与えるようになっている。このとき、遅延時
間制御回路64は、異なる深さ(焦点距離F0 ,F1
2 ,F3 ,…)に応じてほぼ連続的に集束された受信
信号が生成されるように、遅延時間τf を変化させるこ
ともできる(受信ダイナミックフォーカス)。
The reception delay circuits 66 (1) to 66 (M) are
According to the control of the delay time control circuit 64, the delay time τ f that determines the focusing distance of the ultrasonic beam at the time of reception similarly to the time of transmission
And a delay time τ s that determines the deflection angle of the ultrasonic beam are given to the received signal. At this time, the delay time control circuit 64 uses different depths (focal lengths F 0 , F 1 ,
It is also possible to change the delay time τ f (reception dynamic focus) so that a reception signal that is substantially continuously focused according to F 2 , F 3 , ...

【0047】また、受信系は、受信遅延回路66(1)
〜66(M)からそれぞれ出力された受信信号を加算合
成する加算器70と、この加算器70により加算合成さ
れた受信信号を対数増幅(圧縮)する対数増幅器71
と、対数圧縮された受信信号を包絡線検波して検波信号
(Aモード信号)を生成する検波回路72と、この検波
信号をディジタル信号に変換するA/D変換器73と、
このA/D変換器73によりA/D変換されたディジタ
ル画像信号をストアする画像メモリ74と、この画像メ
モリ64に対するディジタル画像信号の書き込み/読み
出し制御を行なう書き込み・読み出し制御器75と、画
像メモリ74から読み出されたディジタル画像信号をア
ナログ画像信号に変換するD/A変換器76と、D/A
変換器76により変換されたアナログ画像信号を超音波
断層像として表示するテレビモニタ77とを備えてい
る。
Further, the reception system includes a reception delay circuit 66 (1).
To 66 (M), the adder 70 adds and combines the received signals, and the logarithmic amplifier 71 that logarithmically amplifies (compresses) the received signals added and combined by the adder 70.
A detection circuit 72 for generating a detection signal (A mode signal) by envelope detection of the logarithmically compressed reception signal; an A / D converter 73 for converting the detection signal into a digital signal;
An image memory 74 for storing the digital image signal A / D converted by the A / D converter 73, a write / read controller 75 for controlling writing / reading of the digital image signal to / from the image memory 64, and an image memory A D / A converter 76 for converting the digital image signal read out from the analog image signal 74 into an analog image signal;
The television monitor 77 displays the analog image signal converted by the converter 76 as an ultrasonic tomographic image.

【0048】一方、超音波診断装置は、送信遅延時間及
び受信遅延時間の少なくとも一方を隣接受信信号間の相
関強度に応じて制御するユニットを備えている。すなわ
ち、この遅延時間制御ユニットは、上述した遅延時間制
御回路64と、加算器70の分岐出力側に接続され、受
信信号の一部をサンプリングするゲート回路80と、こ
のゲート回路80のサンプリング領域をモニタ77上で
指定可能なトラックボールあるいはジョイスティック等
を有し診断装置のパネル上等に設置された指定器81
と、ゲート回路80の出力側に接続されたA/D変換器
82と、このA/D変換器82からの分岐出力にそれぞ
れ接続されたバッファメモリ83,83と、各バッファ
メモリ83,83の読み出し側に接続された相関処理回
路84と、この相関処理回路84の出力側に接続された
最適音速値検出回路85とを有している。相関処理回路
84は、バッファメモリ83,83から出力された信号
を相関演算して相関係数を求める演算回路と、この演算
回路で求められた相関係数を記憶するメモリとを備えて
いる。最適音速値検出回路85は、相関処理回路84の
メモリに記憶された複数の相関係数の中から最小の相関
係数及びその相関係数に対応する設定音速値を求めるよ
うになっている。この最適音速値検出回路85の出力側
は、遅延時間制御回路64に接続されている。
On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a unit for controlling at least one of the transmission delay time and the reception delay time according to the correlation strength between adjacent reception signals. That is, this delay time control unit includes the delay time control circuit 64 described above, a gate circuit 80 connected to the branch output side of the adder 70 and sampling a part of the received signal, and a sampling area of the gate circuit 80. A designator 81 having a trackball or a joystick that can be designated on the monitor 77 and installed on the panel of the diagnostic device or the like.
Of the A / D converter 82 connected to the output side of the gate circuit 80, the buffer memories 83 and 83 connected to the branch outputs from the A / D converter 82, and the buffer memories 83 and 83, respectively. It has a correlation processing circuit 84 connected to the reading side and an optimum sound velocity value detection circuit 85 connected to the output side of the correlation processing circuit 84. The correlation processing circuit 84 includes a calculation circuit that calculates the correlation coefficient by performing a correlation calculation on the signals output from the buffer memories 83 and 83, and a memory that stores the correlation coefficient calculated by this calculation circuit. The optimum sound velocity value detection circuit 85 is adapted to obtain the minimum correlation coefficient from a plurality of correlation coefficients stored in the memory of the correlation processing circuit 84 and the set sound velocity value corresponding to the correlation coefficient. The output side of the optimum sound velocity value detection circuit 85 is connected to the delay time control circuit 64.

【0049】次に、本実施形態の超音波診断装置の全体
動作について、特に隣接受信信号間の相関強度に応じた
遅延時間制御によるオートフォーカスの処理動作を中心
に説明する。
Next, the overall operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described, particularly focusing on the autofocus processing operation by delay time control according to the correlation strength between adjacent received signals.

【0050】超音波パルスを生体内へ送信する場合にお
いて、送信レート信号発生器63から出力されたレート
パルスは、送信遅延回路62(1)〜62(M)に送ら
れる。そして、レートパルスは、送信遅延回路62
(1)〜62(M)において、予め設定された暫定値と
しての音速値Vx1(例えば1530m/sec )に基づいて遅延
時間制御回路64により算出、決定された遅延時間τf
及び遅延時間τs が与えられてMチャンネルの振動子駆
動回路(パルサ)61(1)〜61(M)に供給され
る。
When transmitting the ultrasonic pulse into the living body, the rate pulse output from the transmission rate signal generator 63 is sent to the transmission delay circuits 62 (1) to 62 (M). Then, the rate pulse is transmitted by the transmission delay circuit 62.
In (1) to 62 (M), the delay time τ f calculated and determined by the delay time control circuit 64 based on the sound velocity value V x1 (for example, 1530 m / sec) as a preset provisional value.
And a delay time τ s are supplied to the M-channel oscillator drive circuits (pulsers) 61 (1) to 61 (M).

【0051】各パルサ61(1)〜61(M)は、送信
遅延回路62(1)〜62(M)の出力に応じて決定さ
れた送信タイミングにより駆動パルスを各超音波振動子
60(1)〜60(M)に供給し、その結果、各超音波
振動子60(1)〜60(M)が駆動されて超音波ビー
ムが生体内に放射される。
Each of the pulsers 61 (1) to 61 (M) sends a drive pulse to each ultrasonic transducer 60 (1) at a transmission timing determined according to the output of the transmission delay circuits 62 (1) to 62 (M). ) To 60 (M), and as a result, each of the ultrasonic transducers 60 (1) to 60 (M) is driven to emit an ultrasonic beam into the living body.

【0052】生体内に放射された超音波ビームの一部
は、生体内の臓器の境界面あるいは生体組織の音響散乱
体にて反射され、再び超音波振動子60(1)〜60
(M)によって受信され、電気信号に変換される。この
受信信号は、プリアンプ65(1)〜65(M)を介し
て増幅された後、送信時同様、設定音速値VX1に基づい
て決定された受信時の遅延時間τf 及び遅延時間τs
受信遅延回路66(1)〜66(M)により与えられて
加算器70に送られる(図6、ステップS1)。
A part of the ultrasonic beam radiated in the living body is reflected by the boundary surface of the organ in the living body or the acoustic scatterer of the living tissue, and the ultrasonic transducers 60 (1) -60 are again provided.
It is received by (M) and converted into an electrical signal. This received signal, after being amplified through the preamplifiers 65 (1) to 65 (M), has the delay time τ f and the delay time τ s at the time of reception, which are determined based on the set sound velocity value VX1, as at the time of transmission. It is given by the reception delay circuits 66 (1) to 66 (M) and sent to the adder 70 (FIG. 6, step S1).

【0053】加算器70の出力は、対数増幅器71、検
波回路72を介して対数圧縮、検波され、A/D変換器
73を介してディジタル画像信号として書き込み・読み
出し制御器75の制御により画像メモリ74にストアさ
れる。そして、書き込み・読み出し制御器75によりテ
レビフォーマットで読み出され、D/A変換器76を介
してモニタ77に送られ、超音波断層像として表示され
る。
The output of the adder 70 is logarithmically compressed and detected by a logarithmic amplifier 71 and a detection circuit 72, and is output as a digital image signal by an A / D converter 73 as an image memory under the control of a write / read controller 75. Stored at 74. Then, it is read out in the television format by the writing / reading controller 75, sent to the monitor 77 via the D / A converter 76, and displayed as an ultrasonic tomographic image.

【0054】続いて、暫定的な遅延時間Vx1に基づいて
得られた超音波断層像(図7参照)上において、おおよ
その測定する深度及び関心領域(以下、測定領域とい
う)を設定する。この場合、トラックボールあるいはジ
ョイスティック等の指定器81によって測定領域を設定
することができる(ステップS2)。
Then, on the ultrasonic tomographic image (see FIG. 7) obtained based on the provisional delay time Vx1, the depth to be measured and the region of interest (hereinafter referred to as the measurement region) are set. In this case, the measurement area can be set by the designator 81 such as a trackball or a joystick (step S2).

【0055】加算器70の出力の内、上記測定領域内か
らのエコー信号の一部がゲート回路80に抽出される。
本実施形態では、図7に示すように、測定領域内の例え
ば中央付近の隣接する2つの走査(走査方向(走査角
度)θ及びθ+Δθ(Δθは走査間隔))で得られたエ
コー信号の内の前記深度及び関心領域の部分)が、ゲー
ト回路80により抽出(サンプリング)されてA/D変
換器82に送られる。なお、走査方向(走査角度)と
は、走査線の振動子60の配列方向に直交する方向から
の偏向角度をいう(図7参照)。
Of the output of the adder 70, a part of the echo signal from the above measurement area is extracted by the gate circuit 80.
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, of the echo signals obtained in two adjacent scans (scanning direction (scanning angle) θ and θ + Δθ (Δθ is a scanning interval)) in the measurement region, for example, near the center. Of the depth and the region of interest) are extracted (sampled) by the gate circuit 80 and sent to the A / D converter 82. The scanning direction (scanning angle) means the deflection angle of the scanning line from the direction orthogonal to the array direction of the transducers 60 (see FIG. 7).

【0056】A/D変換器82によりA/D変換された
走査方向θの受信信号e1(t)及び走査方向θ+Δθの受
信信号e2(t)は、それぞれバッファメモリ83,83に
記憶される(ステップS3)。
The received signal e1 (t) in the scanning direction θ and the received signal e2 (t) in the scanning direction θ + Δθ which are A / D converted by the A / D converter 82 are stored in the buffer memories 83 and 83, respectively ( Step S3).

【0057】そして、バッファメモリ83,83に記憶
された受信信号e1(t)及びe2(t)は、それぞれ相関処理
回路84の演算回路に入力され、その演算回路にて上記
(2)式に基づく演算が実行され、相関係数C(0)が
算出される(ステップS4)。この受信信号に関する設
定音速値(暫定値)Vx1と算出された相関係数C1(0)
は、相関処理回路84のメモリに一旦記憶される(ステ
ップS5)。
Then, the received signals e1 (t) and e2 (t) stored in the buffer memories 83, 83 are respectively input to the arithmetic circuit of the correlation processing circuit 84, and the arithmetic circuit produces the above equation (2). Based on the calculation, the correlation coefficient C (0) is calculated (step S4). Set sound velocity value (provisional value) V x1 related to this received signal and calculated correlation coefficient C1 (0)
Are temporarily stored in the memory of the correlation processing circuit 84 (step S5).

【0058】次に、前記設定音速値Vx1に対して所定分
増加(あるいは減少)させた新たな設定音速値Vx2に対
して、遅延時間制御回路64により上記(3)式に基づ
いて遅延時間が算出される。そして、上述した最初の設
定音速値Vx1の場合と同様に算出された遅延時間が各受
信遅延回路66(1)〜66(M)にて受信信号に与え
られ(ステップS6)、以下、最初の設定音速値Vx1
場合と同様の処理(ステップS3〜ステップS5)が行
なわれる。
Next, the delay time control circuit 64 delays the new set sound velocity value V x2 , which is increased (or decreased) by a predetermined amount with respect to the set sound velocity value V x1 , based on the above equation (3). The time is calculated. Then, the delay time calculated similarly to the case of the first set sound velocity value V x1 described above is given to the reception signal by each of the reception delay circuits 66 (1) to 66 (M) (step S6). The same processing (step S3 to step S5) as in the case of the set sound velocity value V x1 is performed.

【0059】すなわち、上記指定領域と略同一の領域か
らのエコー信号のうち隣接する2つの走査(走査方向
(θ),(θ+Δθ))によって得られた受信信号e1
(t)' 及びe2(t)' は、バッファメモリ83,83に記
憶された後、相関処理回路84の演算回路に入力されて
相関係数C2(0)が算出される。この受信信号に関する設
定音速値Vx2と算出された相関係数C2(0)は、最初の設
定音速値Vx1と相関係数C1(0)と同様に、メモリに記憶
される。
That is, the received signal e1 obtained by two adjacent scans (scanning direction (θ), (θ + Δθ)) of the echo signals from the substantially same area as the designated area.
(t) 'and e2 (t)' are stored in the buffer memories 83, 83 and then input to the arithmetic circuit of the correlation processing circuit 84 to calculate the correlation coefficient C2 (0). The set sound velocity value V x2 related to the received signal and the calculated correlation coefficient C2 (0) are stored in the memory similarly to the first set sound velocity value V x1 and the correlation coefficient C1 (0).

【0060】この様に、設定音速値Vx1、Vx2、…、V
xnを予め定められた範囲で順次変化させて上述した処理
(ステップS3〜ステップS5)が行なわれることによ
り、その音速値Vx1、Vx2、…、Vxnに対応した相関係
数C1(0)、C2(0)、…、Cn(0)が相関処理回路84の演
算回路により算出され、メモリに記憶される。
In this way, the set sound velocity values V x1 , V x2 , ..., V
By sequentially changing xn within a predetermined range and performing the above-described processing (steps S3 to S5), the correlation coefficient C1 (0 corresponding to the sound velocity values V x1 , V x2 , ..., V xn is obtained. , C2 (0), ..., Cn (0) are calculated by the arithmetic circuit of the correlation processing circuit 84 and stored in the memory.

【0061】そして、最適設定音速検出回路85によ
り、メモリに記憶された相関係数C1(0)、C2(0)、…、
Cn(0)の中で最も小さな相関係数Cmin(0)及びその最小
相関係数Cmin(0)に対応する最適設定音速値Vxsが求め
られる(ステップS7;図8参照)。
Then, by the optimum set sound velocity detection circuit 85, the correlation coefficients C1 (0), C2 (0), ...
The optimum set sound velocity value V xs corresponding to the smallest correlation coefficient Cmin (0) among Cn (0) and its minimum correlation coefficient Cmin (0) is obtained (step S7; see FIG. 8).

【0062】求められた最適設定音速値Vxsに基づいて
遅延時間制御回路64により最適な集束用遅延時間τfr
が求められ、最終的な最適遅延時間τ(=τfr+τs
が設定され、その最適遅延時間は、受信遅延回路66
(1)〜66Mにて、新しい受信信号に与えられる(ス
テップS8)。この結果、最適遅延時間に基づいて、深
さ方向全領域での集束用遅延時間の最適化を行なうこと
ができ、音速値に依存せずに最適に受信フォーカスされ
た超音波画像を表示することができる。
The optimum focusing delay time τ fr is set by the delay time control circuit 64 based on the obtained optimum set sound velocity value V xs.
And the final optimum delay time τ (= τ fr + τ s )
Is set, and the optimum delay time is set by the reception delay circuit 66.
At (1) to 66M, a new received signal is given (step S8). As a result, it is possible to optimize the focusing delay time in the entire depth direction based on the optimum delay time, and to display the optimally received and focused ultrasound image without depending on the sound velocity value. You can

【0063】以上述べたように、本実施形態によれば、
生体内の音速が変化しても、常に受信信号の相関係数が
最小になる最適な音速値を設定することができ、この最
適音速値に基づいて受信信号の集束遅延時間を定めるこ
とができるため、生体内の音速の変化に係わらず常に所
定の焦点に超音波ビームを集束することができる。この
結果、超音波断層像の画質、分解能が向上する。
As described above, according to this embodiment,
Even if the speed of sound in the living body changes, it is possible to set the optimum sound speed value that minimizes the correlation coefficient of the received signal, and the focusing delay time of the received signal can be determined based on this optimum sound speed value. Therefore, the ultrasonic beam can always be focused on a predetermined focus regardless of the change in the sound velocity in the living body. As a result, the image quality and resolution of the ultrasonic tomographic image are improved.

【0064】特に、異なる深さに応じて連続的に(特に
ピクセル単位で)遅延時間を制御する高精細なダイナミ
ック集束法を用いた場合に、その各集束点は生体内音速
値に係わらずデータ取得部位と一致するため、非常に高
分解能高画質の超音波断層像を得ることができる。
In particular, when a high-definition dynamic focusing method is used in which the delay time is controlled continuously (especially in pixel units) according to different depths, each focusing point is data regardless of the in-vivo sound velocity value. Since it coincides with the acquisition site, it is possible to obtain an ultrasonic tomographic image with very high resolution and high image quality.

【0065】なお、上述した実施形態では、最適設定音
速値に応じた遅延時間を受信信号に与える場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
送信信号にも同様な遅延時間を与えることができる。
In the above embodiment, the case where the delay time corresponding to the optimum set sound velocity value is given to the received signal has been described, but the present invention is not limited to this.
A similar delay time can be given to the transmission signal.

【0066】また、各設定音速値において1回のみの相
関係数演算では値が不安定である場合は、ステップS5
の処理後、同一測定領域においてステップS3〜ステッ
プS5の処理を所定数繰り返し行なって所定数の相関係
数を算出し(図9;ステップS10)、所定数の相関係
数が算出された時点でステップS11の処理において算
出された所定数の相関係数の加算平均を求め、ステップ
S6以下の処理を行なうこともできる。
Further, if the value is unstable in the calculation of the correlation coefficient only once at each set sound velocity value, step S5
After the processing of step S3, the processing of steps S3 to S5 is repeated a predetermined number of times in the same measurement area to calculate a predetermined number of correlation coefficients (FIG. 9; step S10). It is also possible to obtain the arithmetic mean of the predetermined number of correlation coefficients calculated in the processing of step S11 and perform the processing of step S6 and thereafter.

【0067】さらに、同一の測定領域で複数の相関係数
を算出するのではなく、ある測定領域において相関係数
を求めたら、複数の部位へ測定領域を順次移動させ、そ
の部位の測定領域においてステップS3〜ステップS5
の処理をそれぞれ行なって当該複数の部位の相関係数を
算出し(ステップS15)、複数の部位の相関係数が全
て算出された時点で、ステップS16の処理において算
出された複数の部位の相関係数の加算平均値を求めて、
ステップS6以下の処理を行なうこともできる。
Further, instead of calculating a plurality of correlation coefficients in the same measurement area, if the correlation coefficient is obtained in a certain measurement area, the measurement areas are sequentially moved to a plurality of parts and the measurement areas of the parts are measured. Step S3 to Step S5
Is performed to calculate the correlation coefficients of the plurality of parts (step S15), and when the correlation coefficients of the plurality of parts are all calculated, the phase of the plurality of parts calculated in the process of step S16 is calculated. Find the arithmetic mean of the relations,
It is also possible to perform the processing from step S6 onward.

【0068】このように、同一の測定領域あるいは複数
の部位からそれぞれ求められた相関係数を加算平均する
ことにより、より正確な相関係数を求めることが可能に
なる。
As described above, a more accurate correlation coefficient can be obtained by averaging the correlation coefficients respectively obtained from the same measurement region or a plurality of regions.

【0069】また、ステップS2において測定する深度
及び測定する関心領域(測定領域)を設定したが、この
測定領域を予め所定の領域に設定しておいてもよい(図
11、ステップS2A)。
Although the depth to be measured and the region of interest (measurement region) to be measured are set in step S2, this measurement region may be set in advance to a predetermined region (FIG. 11, step S2A).

【0070】さらに、本実施形態では、設定音速の変化
に伴って遅延時間を変え、隣接走査による信号から相関
係数を算出する方法について述べたが、この時新たに設
定された遅延時間にて超音波画像を同時に表示してもよ
い。このようにすれば、超音波画像の画質(分解能)が
改善されていく様子をモニタリングすることが可能にな
る。
Further, in this embodiment, the method of changing the delay time according to the change of the set sound velocity and calculating the correlation coefficient from the signal by the adjacent scanning is described. At this time, the delay time newly set is used. Ultrasound images may be displayed simultaneously. This makes it possible to monitor how the image quality (resolution) of the ultrasonic image is improving.

【0071】なお、上述した第1実施形態では、ゲート
回路80及び指定器81を用いて所定の測定領域の受信
信号のみを抽出したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、図12に第1実施形態の変形例を示
す。
In the first embodiment described above, only the received signal in the predetermined measurement area is extracted using the gate circuit 80 and the designator 81, but the present invention is not limited to this, and for example, FIG. 12 shows a modification of the first embodiment.

【0072】この変形例は、加算器70から出力された
隣接する2つ以上の受信信号を直接遅延時間制御ユニッ
トのA/D変換器82′に送り、相関強度C(0) を求め
るようになっている。
In this modification, two or more adjacent received signals output from the adder 70 are directly sent to the A / D converter 82 'of the delay time control unit so that the correlation strength C (0) is obtained. Has become.

【0073】すなわち、本変形例の遅延時間制御ユニッ
トにおいては、加算器70の分岐出力側にA/D変換器
82′が接続されている。A/D変換器82′の出力側
は、第1実施形態と略同等の構成であり、また、その他
の構成要素も第1実施形態と略同等であるため、その説
明は省略する。
That is, in the delay time control unit of this modification, the A / D converter 82 'is connected to the branch output side of the adder 70. The output side of the A / D converter 82 'has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and the other components are also substantially the same as those of the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.

【0074】本実施形態では、第1実施形態の図6にお
けるステップS1の終了後、すなわち、加算器70から
出力された、隣接する2つの走査による反射信号(受信
信号)e1(t)′及びe2(t)′は、直接A/D変換器8
2′に送られ、そのA/D変換器82′によりA/D変
換された後、それぞれバッファメモリ83,83に記憶
される(図13;ステップS3A)。以下、ステップS
4〜ステップS8の処理が第1実施形態ど同様に行なわ
れ、最小の相関係数Cmin(0)及びその最小相関係数Cmi
n(0)に対応する最適設定音速値Vxsが求められる。そし
て、その最適設定音速値Vxsに基づいて最適な集束用遅
延時間τfr及び最終的な最適遅延時間τが受信遅延回路
66(1)〜66(M)にて新しい受信信号に与えられ
る。
In the present embodiment, after the end of step S1 in FIG. 6 of the first embodiment, that is, the reflected signal (received signal) e1 (t) 'and the reflected signal (received signal) e output from the adder 70 by two adjacent scans. e2 (t) 'is the direct A / D converter 8
2 ', is A / D converted by the A / D converter 82', and then stored in the buffer memories 83 and 83, respectively (FIG. 13; step S3A). Hereinafter, step S
The process of 4 to step S8 is performed similarly to the first embodiment, and the minimum correlation coefficient Cmin (0) and the minimum correlation coefficient Cmi are obtained.
The optimum set sound velocity value V xs corresponding to n (0) is obtained. Then, the optimum focusing delay time τ fr and the final optimum delay time τ are given to the new reception signal by the reception delay circuits 66 (1) to 66 (M) based on the optimum set sound velocity value V xs .

【0075】この変形例においても、上述した第1実施
形態と同様に、生体内の音速の変化に係わらず、所定の
焦点に超音波ビームを集束することができるため、超音
波断層像の画質、分解能が向上する。
Also in this modification, as in the first embodiment described above, the ultrasonic beam can be focused on a predetermined focus regardless of the change of the sound velocity in the living body, so that the image quality of the ultrasonic tomographic image is improved. , The resolution is improved.

【0076】(第2実施形態)本発明の隣接する2方向
からの受信信号に対して相関処理を行ない最適な遅延時
間を求める遅延時間制御ユニットのその他の構成(より
具体的な構成)を第2実施形態として図14に示す。
(Second Embodiment) Another configuration (more specific configuration) of the delay time control unit according to the present invention, which performs correlation processing on received signals from two adjacent directions to obtain an optimum delay time, is described below. FIG. 14 shows a second embodiment.

【0077】本実施形態の遅延時間制御ユニットは、加
算器70の出力側が分岐し、その分岐出力それぞれに接
続されたミキサ90a,90bと、このミキサ90a,
90bの出力側にそれぞれ接続されたローパスフィルタ
91a,91bと、このローパスフィルタ91a,91
bの出力側にそれぞれ接続されたA/D変換器92a,
92bと、各A/D変換器92a,92bに2個2個ず
つ接続されたバッファメモリ93…93と、各バッファ
メモリ93の読み出し側に接続された相関処理回路94
と、相関処理回路94の出力側に接続された最適音速値
検出回路95と、この最適音速値検出回路95の出力側
に接続された遅延時間制御回路64とを備えている。ま
た、遅延時間制御ユニットは、基準信号発生器96と、
この基準信号発生器96の分岐出力の一方に接続された
π/2移相器97とを有し、このπ/2移相器97の出
力は一方のミキサ90aに接続され、また、基準信号発
生器96の他方の出力は直接ミキサ90bに接続されて
いる。なお、その他の構成は、第1実施形態の構成(図
5)と同等であるため、その説明は省略する。
In the delay time control unit of this embodiment, the output side of the adder 70 is branched, and mixers 90a and 90b connected to the branched outputs, and the mixers 90a and 90a, respectively.
The low-pass filters 91a and 91b respectively connected to the output side of 90b, and the low-pass filters 91a and 91b.
A / D converters 92a respectively connected to the output side of b
92b, two buffer memories 93 ... 93 connected to each of the A / D converters 92a and 92b, and a correlation processing circuit 94 connected to the read side of each buffer memory 93.
An optimum sound velocity value detection circuit 95 connected to the output side of the correlation processing circuit 94, and a delay time control circuit 64 connected to the output side of the optimum sound velocity value detection circuit 95. The delay time control unit includes a reference signal generator 96,
And a π / 2 phase shifter 97 connected to one of the branched outputs of the reference signal generator 96, the output of the π / 2 phase shifter 97 is connected to one mixer 90a, and the reference signal The other output of the generator 96 is directly connected to the mixer 90b. Note that the other configurations are the same as the configurations of the first embodiment (FIG. 5), and thus description thereof will be omitted.

【0078】次に、本実施形態の超音波診断装置の全体
動作について、特に隣接受信信号間の相関強度に応じた
遅延時間制御によるオートフォーカスの処理動作を中心
に説明する。なお、第1実施形態と略同等の動作につい
ては、一部その説明を省略又は簡略化している。
Next, the overall operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment will be described, particularly focusing on the autofocus processing operation by delay time control according to the correlation strength between adjacent received signals. It should be noted that the description of the operation substantially equivalent to that of the first embodiment is partially omitted or simplified.

【0079】最初に、走査方向θからの受信信号e1
(t)、及び走査方向θ+Δθからの受信信号e2(t)は、
それぞれ次式により近似的に数式化できる。
First, the received signal e1 from the scanning direction θ
(t) and the received signal e2 (t) from the scanning direction θ + Δθ are
Each can be approximately mathematically expressed by the following equations.

【0080】[0080]

【数4】 ただし、 Yn はn番目の散乱体の超音波反射係数、 tn
はn番目の反射体から音波が戻ってくるまでの時間、ω
0 (=2πf0 )は超音波角周波数である。また、e1
(t)は、N1番目からN2番目までの散乱体からの受信
信号である。一方、e2(t)は、N1′番目からN2′番
目までの散乱体からの受信信号であり、両者の受信信号
には共通の散乱体からのものが含まれていることは既に
述べた通りである。
(Equation 4) Where Y n is the ultrasonic reflection coefficient of the nth scatterer, t n
Is the time until the sound wave returns from the nth reflector, ω
0 (= 2πf 0 ) is the ultrasonic angular frequency. Also, e1
(t) is the received signal from the N1th to N2th scatterers. On the other hand, e2 (t) is the received signal from the N1'th to N2'th scatterers, and both received signals include those from the common scatterer, as described above. Is.

【0081】図14において、第1実施形態と同様に、
図6におけるステップS1の終了後、すなわち、加算器
70からの出力(隣接する2つの走査による受信信号)
は、上式(4)に示したe1(t)及びe2(t)で表され、こ
れらの受信信号e1(t)及びe2(t)は、それぞれミキサ9
0a及びミキサ90bに送られる。一方、基準信号発生
器96から出力された超音波(角)周波数と略等しい周
波数を有する基準信号sin(ω0 t)の内一方は、そのまま
ミキサ90bの一方の入力端子を介して入力され、前記
加算器出力e1(t)及びe2(t)と乗算される。
In FIG. 14, as in the first embodiment,
After the end of step S1 in FIG. 6, that is, the output from the adder 70 (received signal by two adjacent scans)
Is represented by e1 (t) and e2 (t) shown in the above equation (4), and these received signals e1 (t) and e2 (t) are respectively generated by the mixer 9
0a and mixer 90b. On the other hand, one of the reference signals sin (ω 0 t) having a frequency substantially equal to the ultrasonic (angular) frequency output from the reference signal generator 96 is directly input via one input terminal of the mixer 90b, It is multiplied with the adder outputs e1 (t) and e2 (t).

【0082】ミキサ90bからは直流成分と 2ω0 成分
が出力されるが、ローパスフィルタ91bにて 2ω0
分は除去され、下式で示される信号が得られる。
Although the DC component and the 2ω 0 component are output from the mixer 90b, the 2ω 0 component is removed by the low pass filter 91b, and the signal represented by the following equation is obtained.

【0083】[0083]

【数5】 ただし、[ e1(t)]i及び[ e2(t)]iは、e1(t)及びe2
(t)の「cos 成分」(虚数成分;イマジナリーパート)
を表す。
(Equation 5) However, [e1 (t)] i and [e2 (t)] i are e1 (t) and e2
“Cos component” of (t) (imaginary component; imaginary part)
Represents

【0084】一方、基準信号発生器96から出力された
基準信号sin(ω0 t)の内、他方は、π/2移相器97に
て90度(π/2)位相がずれ、cos(ω0 t)としてミキ
サ90aの一方の入力端子を介して入力され、前記加算
器出力e1(t)及びe2(t)と乗算される。さらに、ミキサ
90aからの出力は、上述したミキサ90bからの出力
と同様に、ローパスフィルタ91aにて高周波数成分が
除去され、下式で示される信号が得られる。
On the other hand, of the reference signal sin (ω 0 t) output from the reference signal generator 96, the other is shifted by 90 ° (π / 2) in phase by the π / 2 phase shifter 97 and cos ( ω 0 t) is input through one input terminal of the mixer 90a and is multiplied by the adder outputs e1 (t) and e2 (t). Further, in the output from the mixer 90a, the high-frequency component is removed by the low-pass filter 91a in the same manner as the output from the mixer 90b described above, and the signal represented by the following equation is obtained.

【0085】[0085]

【数6】 ただし、[ e1(t)]r及び[ e2(t)]rは、e1(t)及びe2
(t)の「sin 成分」(実成分;リアルパート)を表す。
すなわち、加算器70から出力された信号e1(t)及びe
2(t)は、ミキサ90a及び90b、ローパスフィルタ9
1a及び91b等の作用により、当該信号のcos 成分、
sin 成分に直交位相検波される(図15、ステップS2
0)。
(Equation 6) However, [e1 (t)] r and [e2 (t)] r are e1 (t) and e2
Indicates the "sin component" (real component; real part) of (t).
That is, the signals e1 (t) and e output from the adder 70
2 (t) is the mixers 90a and 90b, the low-pass filter 9
By the action of 1a and 91b, the cos component of the signal,
Quadrature detection is performed on the sin component (FIG. 15, step S2).
0).

【0086】直交位相検波された信号は、A/D変換器
92a,92bにてディジタル信号に変換された後バッ
ファメモリ93…93に一旦記憶される。そして、バッ
ファメモリ93…93に記憶された信号は、相関処理回
路94の演算回路により、下式に示すように複素数とし
て合成される(ステップS21)。
The signals subjected to the quadrature phase detection are converted into digital signals by the A / D converters 92a and 92b and then temporarily stored in the buffer memories 93 ... 93. The signals stored in the buffer memories 93 ... 93 are combined as a complex number by the arithmetic circuit of the correlation processing circuit 94 as shown in the following equation (step S21).

【0087】[0087]

【数7】 (Equation 7)

【0088】合成された複素信号E1(t) 及びE2(t) は、
演算回路により下式に従って相関処理が行なわれる。
The combined complex signals E1 (t) and E2 (t) are
Correlation processing is performed by the arithmetic circuit according to the following equation.

【0089】[0089]

【数8】 ここで、E2(t) * はE2(t) の複素共役関数、すなわち、(Equation 8) Where E2 (t) * is the complex conjugate function of E2 (t), that is,

【数9】E2(t) * =[ e2(t)]r−j[e2(t)]i である(ステップS22)。この受信信号に関する設定
音速値Vx1と算出された相関係数C1(0)は、相関処理回
路94のメモリに一旦記憶される(ステップS23)。
[Equation 9] E2 (t) * = [e2 (t)] r-j [e2 (t)] i (step S22). The set sound velocity value V x1 related to the received signal and the calculated correlation coefficient C1 (0) are temporarily stored in the memory of the correlation processing circuit 94 (step S23).

【0090】以下、第1実施形態と同様に、ステップS
6以下の処理が行なわれる。すなわち、設定音速値を変
えながら相関係数が順次求められ、最適設定音速値検出
回路95により最小の相関係数Cmin(0)及び最適設定音
速値Vxsが求められる。そして、求められた最適設定音
速値Vxsに基づいて遅延時間制御回路64により最適な
集束用遅延時間τfr及び最終的な最適遅延時間τが設定
され、その最適遅延時間τが受信遅延回路66(1)〜
66(M)にて新しい受信信号に与えられることによ
り、音速値に依存せずに最適に受信フォーカスされた超
音波画像を表示することができる。
Thereafter, as in the first embodiment, step S
Processing of 6 or less is performed. That is, the correlation coefficient is sequentially obtained while changing the set sound velocity value, and the optimum set sound velocity value detection circuit 95 finds the minimum correlation coefficient Cmin (0) and the optimum set sound velocity value V xs . Then, the optimum focusing delay time τ fr and the final optimum delay time τ are set by the delay time control circuit 64 based on the obtained optimum setting sound velocity value V xs , and the optimum delay time τ is set to the reception delay circuit 66. (1) ~
By giving a new received signal at 66 (M), it is possible to display an ultrasonic image which is optimally received and focused without depending on the sound velocity value.

【0091】以上述べたように、本実施形態によれば、
第1実施形態と同様に、生体内の音速の変化に係わら
ず、所定の焦点に超音波ビームを集束することができる
ため、特に、ピクセル単位に近い高精細なダイナミック
集束法を用いた場合に、非常に高分解能画質の超音波断
層像を得ることができる。
As described above, according to this embodiment,
Similar to the first embodiment, since the ultrasonic beam can be focused on a predetermined focus regardless of the change of the sound velocity in the living body, especially when the high-definition dynamic focusing method close to the pixel unit is used. It is possible to obtain an ultrasonic tomographic image with very high resolution.

【0092】特に、本実施形態によれば、加算器から出
力された受信信号をミキサ、ローパスフィルタを介して
複素信号に変換してからA/D変換し、メモリに記憶し
ているため、信号のサンプリングやメモリへの記憶が第
1実施形態の構成と比べて容易になる。
In particular, according to this embodiment, the received signal output from the adder is converted into a complex signal through the mixer and the low-pass filter, A / D converted, and stored in the memory. Sampling and storage in a memory are easier than in the configuration of the first embodiment.

【0093】なお、第1〜2実施形態では、各々の設定
音速値に対して前掲式(3)を用い、m番目振動子の送
信あるいは受信信号に与える遅延時間をそれぞれ算出す
る場合について述べたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば遅延時間設定回路がROM(リード
オンリーメモリ)等の記憶部を有し、この記憶部に予め
遅延時間データを記憶させておく。そして、遅延時間制
御回路のCPUは、記憶部に記憶された遅延時間データ
を読み出し制御して当該送信あるいは受信信号に与える
こともできる。
In the first and second embodiments, the case where the delay time given to the transmission or reception signal of the m-th transducer is calculated by using the above-mentioned formula (3) for each set sound velocity value has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the delay time setting circuit has a storage unit such as a ROM (Read Only Memory), and the delay time data is stored in advance in this storage unit. Then, the CPU of the delay time control circuit can read and control the delay time data stored in the storage unit and give it to the transmission or reception signal.

【0094】一般に、記憶部には焦点距離F0 (あるい
は受信時間)に対してM本(M個)の振動子に与えられ
る遅延時間が記憶されている。すなわち、暫定的な生体
内音速をVx1とすれば、焦点距離F0 に超音波を集束す
る場合に、m番目の振動子の送信あるいは受信信号に与
えられる集束用遅延時間τf (m)は、
In general, the storage unit stores delay times given to M (M) transducers with respect to the focal length F 0 (or reception time). That is, assuming that the provisional in-vivo sound velocity is Vx1, the focusing delay time τ f (m) given to the transmission or reception signal of the m-th transducer when focusing the ultrasonic wave at the focal length F 0 is ,

【数10】 となる。ただし、Kは比例定数である。記憶部(以下、
ROM(テーブル)として説明する)にはF0 に対して
τf (m)が記憶されている。ここで、集束点をF0
し、設定音速値Vx1を(ΔVx1)だけ大きくするために
は、遅延時間制御回路64のCPUは、集束点F0 用に
ROM内に記憶されている集束用遅延時間データτ
f (m)を、F0 +ΔF(ΔFは焦点距離の変化度合)
からの受信信号に対して用いる(もちろん、最終的に与
えられる遅延時間は、τ(=τf +τs)である)よう
に読み出し制御すればよい。ただし、ΔF=(ΔVx1
x1)である。
(Equation 10) Becomes Here, K is a proportional constant. Storage unit (hereinafter,
In the ROM (described as a table), τ f (m) is stored for F 0 . Here, in order to set the focus point to F 0 and increase the set sound velocity value V x1 by (ΔV x1 ), the CPU of the delay time control circuit 64 uses the focus point stored in the ROM for the focus point F 0 . Delay time data τ
f (m) is F 0 + ΔF (ΔF is the degree of change in focal length)
The read control may be performed so that it is used for the received signal from (of course, the delay time finally given is τ (= τ f + τ s )). However, ΔF = (ΔV x1 /
V x1 ).

【0095】すなわち、設定音速値の順次変化に応じて
遅延時間(集束用遅延時間)を制御することは、予めR
OM内に記憶された遅延時間データの読み出しアドレス
の変更に基づく焦点距離の変化によって極めて簡単に実
施可能である。
That is, it is necessary to control the delay time (focusing delay time) in advance according to the sequential change of the set sound velocity value.
This can be implemented very easily by changing the focal length based on the change of the read address of the delay time data stored in the OM.

【0096】また、集束用遅延時間τf と偏向用遅延時
間τs は、それぞれに独立なROM(記憶部)を用いて
記憶していることは少なく、合成遅延時間(すなわち、
τf+τs )としてROMに記憶されていることが多い
が、この場合でも、τf の変化に応じて全体の遅延時間
τの読み出しアドレスを制御することにより、全体遅延
時間の制御が可能になる。
Further, the focusing delay time τ f and the deflection delay time τ s are rarely stored in independent ROMs (storage units), and the combined delay time (ie,
It is often stored in ROM as τ f + τ s ), but even in this case, the total delay time can be controlled by controlling the read address of the total delay time τ according to the change of τ f. Become.

【0097】さらに、本実施形態においても、第1実施
形態と同様に、ゲート回路を用いてある測定領域の信号
のみを抽出して上述した相関処理が可能であり、また、
第1実施形態で述べた各種の変形(図9〜図11)を行
なうことも可能である。
Further, also in the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to extract only the signal in a certain measurement region using the gate circuit and perform the above-mentioned correlation processing.
Various modifications (FIGS. 9 to 11) described in the first embodiment can be performed.

【0098】(第3実施形態)上述した第1及び第2実
施形態では、設定音速が実際の生体内音速と異なった場
合に発生する集束点移動とこの移動に伴う画質劣化の改
善策について説明したが、セクタ走査方式の場合には、
設定音速と実際の生体内音速の際はセクタ偏向角の誤差
となって現れる。すなわち、差異がΔVx1ある場合は、
実際の偏向角は増大あるいは減少する。
(Third Embodiment) In the above-described first and second embodiments, the movement of the focal point that occurs when the set sound velocity is different from the actual in-vivo sound velocity, and a measure for improving image quality deterioration due to this movement will be described. However, in the case of the sector scanning method,
At the set sound velocity and the actual in-vivo sound velocity, it appears as an error in the sector deflection angle. That is, when the difference is ΔV x1 ,
The actual deflection angle increases or decreases.

【0099】本実施形態における超音波診断装置は、上
述した偏向角の増大あるいは減少を補正する手段を有し
ている。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment has means for correcting the increase or decrease of the deflection angle described above.

【0100】この補正手段として、本実施形態における
超音波診断装置は、図14に示す構成において、遅延時
間制御回路64がROMテーブル等の記憶部を有し、こ
の記憶部には、θ0 に対する走査角用遅延時間データτ
s (m)が記憶されている。セクタ偏向角θ0 と設定音
速は既に示したように下式
As the correction means, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, in the configuration shown in FIG. 14, the delay time control circuit 64 has a storage section such as a ROM table, and this storage section corresponds to θ 0 . Delay time data for scanning angle τ
s (m) is stored. Sector deflection angle θ 0 and set sound velocity are

【数11】 のように表される。ただし、K′は比例定数である。[Equation 11] It is represented as However, K'is a proportional constant.

【0101】例えば遅延時間制御回路64のROMテー
ブル等の記憶部には、θ0 に対する遅延時間データτs
(m)が記憶されている。ここで、偏向角をθ0 とし、
設定音速値Vx1を(ΔVx1)だけ大きくするためには、
遅延時間制御回路64のCPUは、偏向角用にROM内
に記憶されている走査角用遅延時間データτs (m)を
「θ0 +Δθx1」の偏向に対して用いればよい。ただ
し、「Δθx1=−(ΔVx1/Vx1)tan θ0 」である。
For example, the storage unit such as the ROM table of the delay time control circuit 64 stores the delay time data τ s for θ 0 .
(M) is stored. Here, the deflection angle is θ 0 ,
In order to increase the set sound velocity value V x1 by (ΔV x1 ),
The CPU of the delay time control circuit 64 may use the scanning angle delay time data τ s (m) stored in the ROM for the deflection angle for the deflection of “θ 0 + Δθ x1 ”. However, “Δθ x1 = − (ΔV x1 / V x1 ) tan θ 0 ”.

【0102】すなわち、設定音速値の順次変化に応じて
遅延時間を制御することは、予めROM内に記憶された
遅延時間データの読み出しアドレスの変更によって極め
て簡単に実施可能である。ただし、偏向角については、
他の方法も考えられる。一般に集束用遅延時間τf と偏
向用遅延時間τs は、それぞれに独立なROM(記憶
部)を用いて記憶していることは少なく、合成遅延時間
τ(すなわち、τf +τs )としてROMに記憶されて
いることが多い。このような場合、変更角の補正は以下
に示すように表示系にて行なうことも可能であり、RO
Mからの読み出し制御処理に比べて、容易に遅延時間を
制御することが可能である。
That is, controlling the delay time in accordance with the sequential change of the set sound velocity value can be performed very easily by changing the read address of the delay time data stored in the ROM in advance. However, regarding the deflection angle,
Other methods are possible. In general, the focusing delay time τ f and the deflection delay time τ s are rarely stored using independent ROMs (storage units), and the combined delay time τ (that is, τ f + τ s ) is stored in the ROM. Often stored in. In such a case, the correction of the change angle can be performed by the display system as shown below.
The delay time can be controlled more easily than the read control processing from M.

【0103】すなわち、遅延時間τs を用いた場合、設
定音速値がVx1+ΔVx1であれば、上述したように、
That is, when the delay time τ s is used and the set sound velocity value is V x1 + ΔV x1 , as described above,

【数12】 だけ増減するため、この増減に伴って、表示モニタの表
示範囲(表示セクタ角度)を調節すればよい。
(Equation 12) The display range (display sector angle) of the display monitor may be adjusted accordingly.

【0104】このような表示系による遅延時間制御手段
を備えた超音波診断装置の構成を図16に示す。この超
音波診断装置は、書き込み・読み出し制御器75aを制
御するコンピュータ回路を搭載した画像メモリ制御回路
100を備えている。この画像メモリ制御回路100
は、最適設定音速値検出回路95′に接続されている。
本実施形態の最適設定音速値検出回路95′は、相関処
理回路94から送られた相関係数データに基づいて最小
の相関係数及びその最小相関関数に対応する最適設定音
速値を求め、さらに最適設定音速値に基づいて最適な偏
向角度データ(セクタ走査角度データ)を求めて、その
最適偏向角度データを画像メモリ制御回路100に送る
ようになっている。画像メモリ制御回路100は、送ら
れた最適偏向角度データに基づいて、書き込み・読み出
し制御器75aを制御して画像メモリ74内に書き込ま
れる画像信号の書き込みアドレスを制御するようになっ
ている。なお、その他の構成は、第2実施形態の図14
に示した構成と略同様であるため、その説明は省略す
る。
FIG. 16 shows the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus provided with the delay time control means based on such a display system. This ultrasonic diagnostic apparatus includes an image memory control circuit 100 equipped with a computer circuit that controls the writing / reading controller 75a. This image memory control circuit 100
Is connected to the optimum set sound velocity value detection circuit 95 '.
The optimum set sound velocity value detection circuit 95 ′ of the present embodiment obtains the optimum set sound velocity value corresponding to the minimum correlation coefficient and its minimum correlation function based on the correlation coefficient data sent from the correlation processing circuit 94, and further The optimum deflection angle data (sector scanning angle data) is obtained based on the optimum set sound velocity value, and the optimum deflection angle data is sent to the image memory control circuit 100. The image memory control circuit 100 controls the write / read controller 75a based on the sent optimum deflection angle data to control the write address of the image signal written in the image memory 74. It should be noted that other configurations are the same as those of the second embodiment shown in FIG.
Since the configuration is substantially the same as that shown in, the description thereof will be omitted.

【0105】本実施形態において、超音波パルスを生体
内へ送信する場合には、まず送信レート信号発生器63
から出力されたレートパルスは、送信遅延回路62
(1)〜62(M)に送られ、予め設定された暫定値と
しての音速値Vx1に基づいて遅延時間制御回路64によ
り算出、決定された遅延時間τf 及び遅延時間τs が与
えられてMチャンネルの振動子駆動回路(パルサ)61
(1)〜61(M)に供給される。すなわち、m番目の
送信遅延回路62(m)において設定される遅延時間τ
(m)は、「τf (m)+τs (m)」であり、τ
f (m)及びτs (m)は、下式のように設定される。
In this embodiment, when transmitting the ultrasonic pulse into the living body, first, the transmission rate signal generator 63
The rate pulse output from the transmission delay circuit 62
(1) to 62 (M), the delay time τ f and the delay time τ s calculated and determined by the delay time control circuit 64 based on the sound velocity value V x1 as a preset provisional value are given. M channel oscillator drive circuit (pulsar) 61
(1) to 61 (M). That is, the delay time τ set in the m-th transmission delay circuit 62 (m)
(M) is “τ f (m) + τ s (m)”, and τ
f (m) and τ s (m) are set as in the following equation.

【0106】[0106]

【数13】 ただし、dは、振動子配列間隔、Vx1は生体内音速、F
0 は焦点距離、θ0 は偏向角(セクタ角)である。
(Equation 13) Here, d is the transducer arrangement interval, V x1 is the in-vivo sound velocity, F
0 is the focal length, and θ 0 is the deflection angle (sector angle).

【0107】このパルサ61(1)〜61(M)は、送
信遅延回路62(1)〜62(M)の出力に応じて決定
された送信タイミングにより駆動パルスを超音波振動子
60(1)〜60(M)に供給し、その結果、超音波振
動子60(1)〜60(M)が駆動され、超音波が生体
内に放射される。
The pulsars 61 (1) to 61 (M) send the drive pulse to the ultrasonic transducer 60 (1) at the transmission timing determined according to the outputs of the transmission delay circuits 62 (1) to 62 (M). To 60 (M), and as a result, the ultrasonic transducers 60 (1) to 60 (M) are driven and ultrasonic waves are radiated into the living body.

【0108】生体内に放射された超音波の一部は、生体
内の臓器の境界面あるいは生体組織の音響散乱体にて反
射され、再び超音波振動子60(1)〜60(M)によ
って受信され、電気信号に変換される。この受信信号
は、プリアンプ65(1)〜65(M)を介して増幅さ
れた後、送信時同様、設定音速値Vx1に基づいて決定さ
れた受信時の遅延時間τf 及び遅延時間τs が受信遅延
回路66(1)〜66(M)により与えられて加算器7
0に送られる。
A part of the ultrasonic waves radiated into the living body is reflected by the boundary surface of the organ in the living body or the acoustic scatterer of the living tissue, and again by the ultrasonic transducers 60 (1) to 60 (M). It is received and converted into an electrical signal. This reception signal is amplified through the preamplifiers 65 (1) to 65 (M), and then, similarly to the transmission, the delay time τ f and the delay time τ s at the time of reception determined based on the set sound velocity value V x1. Is given by the reception delay circuits 66 (1) to 66 (M) to adder 7
Sent to 0.

【0109】加算器70からの出力(2つの走査(走査
方向θ及びθ+Δθで得られた反射信号))は、前掲式
(4)に示したe1(t)及びe2(t)で表され、これらの受
信信号e1(t)及びe2(t)は、それぞれミキサ90a及び
ミキサ90b及びローパスフィルタ91a,91bを介
して前掲式(5)及び式(6)に示す信号が得られる
(第2実施形態、図15、ステップS20参照)。これ
らの信号は、A/D変換器92a,92bを介してディ
ジタル信号としてバッファメモリ93…93に記憶され
た後、相関処理回路94の演算回路により、前掲式
(7)に示す複素数として合成され(図15、ステップ
S21参照)、さらに演算回路により前掲式(8)に従
って相関処理が行なわれる(図15、ステップS22〜
S23参照)。
The output from the adder 70 (two scans (reflection signals obtained in the scanning directions θ and θ + Δθ)) is represented by e1 (t) and e2 (t) shown in the above equation (4), The received signals e1 (t) and e2 (t) are obtained by the mixer 90a and the mixer 90b and the low-pass filters 91a and 91b, respectively, and the signals shown in the above formulas (5) and (6) are obtained (second embodiment). Morphology, see FIG. 15, step S20). These signals are stored in the buffer memories 93 ... 93 as digital signals through the A / D converters 92a and 92b, and then are combined by the arithmetic circuit of the correlation processing circuit 94 into the complex numbers shown in the above equation (7). (See step S21 in FIG. 15) Further, the correlation processing is performed by the arithmetic circuit according to the above-mentioned expression (8) (step S22-FIG. 15).
(See S23).

【0110】以下、第1及び第2実施形態と同様に、設
定音速値を変えながら相関係数が順次求められ、最適設
定音速値検出回路95′により最小の相関係数Cmin
(0)′及び最適設定音速値Vxs′が求められる(図1
7、ステップS30)。
Hereinafter, similar to the first and second embodiments, the correlation coefficient is sequentially obtained while changing the set sound velocity value, and the optimum set sound velocity value detection circuit 95 'produces the minimum correlation coefficient Cmin.
(0) ′ and the optimum set sound velocity value V xs ′ are calculated (see FIG. 1).
7, step S30).

【0111】そして、最適設定音速値検出回路95′
は、図17に示すように、求められた最適設定音速値V
xs′に基づいて、当該最適設定音速値Vxs′に対応する
最適偏向角度(セクタ走査角度)データを上式(12)
を用いて求め(ステップS31)、その最適偏向角度デ
ータを画像メモリ制御回路100に送る(ステップS3
2)。また同様に、最適集束点(データ取得深さ)につ
いても、前掲式(12)によって求め、画像メモリ制御
回路100に送る。
Then, the optimum set sound velocity value detection circuit 95 '
Is the calculated optimum sound velocity value V as shown in FIG.
'based on, the optimum set sound velocity value V xs' xs optimum deflection angle (sector scan angle) where the data corresponding to the (12)
(Step S31), the optimum deflection angle data is sent to the image memory control circuit 100 (step S3).
2). Similarly, the optimum focusing point (data acquisition depth) is also obtained by the above equation (12) and sent to the image memory control circuit 100.

【0112】画像メモリ制御回路100は、送られた最
適偏向角度データ及び最適データ取得(サンプリング)
深さデータに基づいて書き込み・読み出し制御器75a
を制御して、A/D変換器73を介して送られるディジ
タル画像信号の画像メモリ74への書き込みアドレスを
制御する(ステップS33)。すなわち、画像メモリ7
4へ書き込まれる(ストアされる)超音波走査信号(デ
ィジタル画像信号)は、最適音速値での最適な走査角度
及びデータサンプリング深さに対応した書き込み位置に
なるため、D/A変換器76を介してモニタ77に表示
される超音波断層像の画質が向上する。
The image memory control circuit 100 obtains (sampling) optimum deflection angle data and optimum data sent.
Write / read controller 75a based on depth data
To control the write address of the digital image signal sent via the A / D converter 73 to the image memory 74 (step S33). That is, the image memory 7
Since the ultrasonic scanning signal (digital image signal) written (stored) in No. 4 becomes the writing position corresponding to the optimum scanning angle and the data sampling depth at the optimum sound velocity value, the D / A converter 76 is used. Through this, the image quality of the ultrasonic tomographic image displayed on the monitor 77 is improved.

【0113】以上偏向角の増減に伴う補正は、第1及び
第2実施形態で説明した集束点の移動に伴う補正と同時
に用いることも可能なことは言うまでもない。また、集
束点の移動に伴う補正と偏向角増減に伴う補正は必ずし
も同時に行なう必要はなく、特に、超音波断層像の分解
能改善を目的とするならば、集束点の補正のみを行なっ
てもよい。
It goes without saying that the correction associated with the increase or decrease of the deflection angle can be used simultaneously with the correction associated with the movement of the focal point described in the first and second embodiments. Further, the correction associated with the movement of the focal point and the correction associated with the increase / decrease of the deflection angle do not necessarily have to be performed at the same time. In particular, for the purpose of improving the resolution of the ultrasonic tomographic image, only the correction of the focusing point may be performed. .

【0114】また、本実施形態においても、第1実施形
態と同様に、ゲート回路を用いてある測定領域の信号の
みを抽出して上述した相関処理が可能であり、また、第
1実施形態で述べた各種の変形(図9〜図11)を行な
うことも可能である。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to extract only the signal in a certain measurement region by using a gate circuit and perform the above-mentioned correlation processing. It is also possible to make the various modifications described (FIGS. 9-11).

【0115】さらに、上述した実施形態では、本発明の
遅延時間制御を電子セクタ走査型の超音波診断装置を用
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、電子リニア走査、電子コンベックス走査型の超音波
診断装置等はいうまでもなく、アニュラアレイプローブ
を用いた機械走査型の超音波診断装置においても適用可
能である。
Furthermore, in the above-mentioned embodiments, the delay time control of the present invention has been described using the electronic sector scanning type ultrasonic diagnostic apparatus, but the present invention is not limited to this, and electronic linear scanning, It is applicable not only to the electronic convex scanning type ultrasonic diagnostic apparatus but also to a mechanical scanning type ultrasonic diagnostic apparatus using an annular array probe.

【0116】さらにまた、上述した実施形態では、遅延
時間制御を受信信号に対して行なう例を示したが、送信
信号と受信信号の何れにおいて行なってもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the delay time control is performed on the reception signal is shown, but it may be performed on either the transmission signal or the reception signal.

【0117】一方、本発明は隣接する2つ以上の走査に
基づく受信信号間での相関処理によって超音波ビームの
形状を評価するものであるが、本明細書で言う隣接と
は、厳密な意味での隣接走査である必要はなく、図18
に示すように、例えば順次10回の走査(走査番号1〜
走査番号10)が行なわれるセクタ走査において、走査
線1と走査線2の選択のみならず、走査線1と走査線3
あるいは走査線1と走査線4のように、数走査線分飛び
越して選択してもよい。この飛び越しが可能な範囲は、
少なくとも走査線1上の受信信号と相関関係が見込める
受信信号が得られた走査線までである。
On the other hand, the present invention evaluates the shape of the ultrasonic beam by the correlation processing between the received signals based on two or more adjacent scans. The term "adjacent" as used in the present specification means strictly. 18 does not need to be the adjacent scan in FIG.
As shown in FIG.
In the sector scan in which the scan number 10) is performed, not only the selection of the scan line 1 and the scan line 2, but also the scan line 1 and the scan line 3 is performed.
Alternatively, like scanning line 1 and scanning line 4, selection may be made by jumping over several scanning lines. This jumping range is
It is at least up to the scanning line where the received signal which can be expected to have a correlation with the received signal on the scanning line 1 is obtained.

【0118】上述した走査線の最適な選択法は、ビーム
幅と走査密度によって決定されるものである。さらに、
複数箇所においてそれぞれ相関係数を算出し、加算平均
にてより正確な値を得ようとする場合には、例えば走査
1と走査4、走査2と走査5、走査3と走査6、…のよ
うな選択方法が考えられる。
The optimum scanning line selecting method is determined by the beam width and the scanning density. further,
When calculating the correlation coefficient at each of a plurality of points and obtaining a more accurate value by arithmetic mean, for example, scan 1 and scan 4, scan 2 and scan 5, scan 3 and scan 6, ... Various selection methods are possible.

【0119】さらに、上述した実施形態では、隣接する
2つの走査による2つの受信信号について相関処理が行
なわれたが本発明はこれに限定されるものではなく、例
えば、隣接する複数走査による複数の受信号間で相関処
理を行なうこともできる。
Further, in the above-described embodiment, the correlation processing is performed on two received signals by two adjacent scans, but the present invention is not limited to this. For example, a plurality of adjacent scans by a plurality of adjacent scans may be performed. Correlation processing can also be performed between received signals.

【0120】なお、本発明の実施形態において、ドプラ
信号の血流ユニット部分の構成については、記載を省略
したが、第1〜第3実施形態の各診断装置において、従
来例の図19に示した血流ユニット部分を構成要素とし
て加えてもよく、この血流ユニット部分の動作は、従来
例と同等である。
Although the description of the configuration of the blood flow unit portion of the Doppler signal is omitted in the embodiment of the present invention, it is shown in FIG. 19 of the conventional example in each diagnostic device of the first to third embodiments. The blood flow unit portion may be added as a constituent element, and the operation of this blood flow unit portion is the same as that of the conventional example.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、例
えば生体内音速値が変化しても、常に所定の深さ位置に
超音波ビームを集束させることができるため、その生体
内音速値の変化に起因して従来の超音波断層像上に発生
していた設定集束点と実際の集束点の誤差から生ずる分
解能劣化が大幅に低減し、被検体の体格や検査部位等に
よらず常に最適な条件での診断が可能になる。また特
に、本発明は、超音波ビームを所定の深さに誤差なく集
束させることが可能になるため、ピクセル単位に近い高
精細なダイナミック集束法を行なった場合に特に威力を
発揮し、高分解能高画質の超音波断層像を得ることがで
き、診断精度をさらに向上させることができる。
As described above, according to the present invention, even if the in-vivo sound velocity value changes, for example, the ultrasonic beam can be always focused at a predetermined depth position. The resolution degradation caused by the error between the set focus point and the actual focus point that was generated on the conventional ultrasonic tomographic image due to the change in the value is significantly reduced, regardless of the physique of the subject or the examination site. Diagnosis is always possible under optimal conditions. Further, in particular, the present invention makes it possible to focus an ultrasonic beam at a predetermined depth without error, and therefore, it is particularly effective when a high-definition dynamic focusing method close to a pixel unit is performed, and high resolution is achieved. A high-quality ultrasonic tomographic image can be obtained, and diagnostic accuracy can be further improved.

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

【図1】(A)は、本発明の共通の概念を説明するため
の超音波診断装置の超音波送受信部分及びビーム幅の広
い超音波ビームを概略的に示す図、(B)は、(A)に
おけるビーム幅の広い超音波ビームをラインL1 で切断
した場合の断面ビーム形状を示す図。
FIG. 1A is a diagram schematically showing an ultrasonic transmission / reception part of an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic beam having a wide beam width for explaining the common concept of the present invention, and FIG. The figure which shows the cross-sectional beam shape at the time of cutting the ultrasonic beam with a wide beam in A) at line L1.

【図2】(A)は、本発明の共通の概念を説明するため
の超音波診断装置の超音波送受信部分及びビーム幅の狭
い超音波ビームを概略的に示す図、(B)は、(A)に
おけるビーム幅の狭い超音波ビームをラインL2 で切断
した場合の断面ビーム形状を示す図。
FIG. 2A is a diagram schematically showing an ultrasonic transmission / reception part of an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic beam having a narrow beam width for explaining the common concept of the present invention, and FIG. The figure which shows the cross-sectional beam shape at the time of cutting the ultrasonic beam with a narrow beam width in A) at line L2.

【図3】ビーム幅と相関強度の関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between beam width and correlation intensity.

【図4】(a)は、走査方向θからの受信信号e1(t)の
信号波形を示す図、(b)は、走査方向(θ+Δθ)か
らの受信信号e2(t)の信号波形を示す図、(c)は、相
関係数を示す式を表す図。
4A is a diagram showing a signal waveform of a reception signal e1 (t) from a scanning direction θ, and FIG. 4B is a signal waveform of a reception signal e2 (t) from a scanning direction (θ + Δθ). The figure (c) is a figure showing the formula which shows a correlation coefficient.

【図5】第1実施形態に係わる超音波診断装置の全体構
成を概略的に示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.

【図6】第1実施形態における超音波診断装置の遅延時
間制御処理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 6 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.

【図7】超音波断層像上で指定される測定領域の一例を
示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a measurement region designated on an ultrasonic tomographic image.

【図8】設定音速と相関強度との関係の一例を示すグラ
フ。
FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the set sound velocity and the correlation strength.

【図9】第1実施形態における超音波診断装置の相関強
度に応じた遅延時間制御処理の一例を示す概略フローチ
ャート。
FIG. 9 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing according to the correlation strength of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.

【図10】第1実施形態における超音波診断装置の遅延
時間制御処理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 10 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.

【図11】第1実施形態における超音波診断装置の遅延
時間制御処理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 11 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment.

【図12】第1実施形態の変形例における超音波診断装
置の全体構成を概略的に示すブロック図。
FIG. 12 is a block diagram schematically showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a modified example of the first embodiment.

【図13】第1実施形態の変形例における超音波診断装
置の遅延時間制御処理の一例を示す概略フローチャー
ト。
FIG. 13 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the modified example of the first embodiment.

【図14】第2実施形態の変形例における超音波診断装
置の全体構成を概略的に示すブロック図。
FIG. 14 is a block diagram schematically showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a modified example of the second embodiment.

【図15】第2実施形態における超音波診断装置の遅延
時間制御処理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 15 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment.

【図16】第3実施形態の変形例における超音波診断装
置の全体構成を概略的に示すブロック図。
FIG. 16 is a block diagram schematically showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a modified example of the third embodiment.

【図17】第3実施形態における超音波診断装置の遅延
時間制御処理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 17 is a schematic flowchart showing an example of delay time control processing of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment.

【図18】隣接走査における走査線の選択例を説明する
ための図。
FIG. 18 is a diagram for explaining an example of scanning line selection in adjacent scanning.

【図19】従来の超音波診断装置の全体構成を示すブロ
ック図。
FIG. 19 is a block diagram showing the overall configuration of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.

【図20】電子集束法の原理を説明するための図。FIG. 20 is a diagram for explaining the principle of the electron focusing method.

【図21】ダイナミック集束法の原理を説明するための
図。
FIG. 21 is a diagram for explaining the principle of the dynamic focusing method.

【図22】従来のダイナミック集束法の問題点を説明す
るための図。
FIG. 22 is a diagram for explaining a problem of the conventional dynamic focusing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 送信器 51 受信機 52 表示器 53 遅延回路 54 振動子 55 遅延時間制御回路 60(1)〜60(M) 超音波振動子 61(1)〜61(M) 振動子駆動回路(パルサ) 62(1)〜62(M) 送信遅延回路 63 送信レート信号発生器 64 遅延時間制御回路 65(1)〜65(M) プリアンプ 66(1)〜66(M) 受信遅延回路 70 加算器 71 対数増幅器 72 検波回路 73 A/D変換器 74 画像メモリ 75、75a 書き込み・読み出し制御回路 76 D/A変換器 77 テレビモニタ 82 A/D変換器 83,83 バッファメモリ 84,94 相関処理回路 85,95 最適設定音速値検出回路 90a,90b ミキサ 91a,91b ローパスフィルタ 92a,92b A/D変換器 93 バッファメモリ 96 基準信号発生器 97 π/2移相器 100 画像メモリ制御回路 50 Transmitter 51 Receiver 52 Display 53 Delay Circuit 54 Transducer 55 Delay Time Control Circuit 60 (1) -60 (M) Ultrasonic Transducer 61 (1) -61 (M) Transducer Drive Circuit (Pulsar) 62 (1) to 62 (M) transmission delay circuit 63 transmission rate signal generator 64 delay time control circuit 65 (1) to 65 (M) preamplifier 66 (1) to 66 (M) reception delay circuit 70 adder 71 logarithmic amplifier 72 Detection Circuit 73 A / D Converter 74 Image Memory 75, 75a Writing / Reading Control Circuit 76 D / A Converter 77 TV Monitor 82 A / D Converter 83,83 Buffer Memory 84,94 Correlation Processing Circuit 85,95 Optimal Set sound velocity value detection circuit 90a, 90b Mixer 91a, 91b Low pass filter 92a, 92b A / D converter 93 Buffer memory 96 units Signal generator 97 [pi / 2 phase shifter 100 image memory control circuit

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体内の断面上で走査線毎に超音波信
号を走査する走査手段と、前記走査に応じて得られた複
数の超音波エコー信号に対して遅延時間を与えて集束さ
れた受信信号を生成する生成手段とを備えた超音波診断
装置において、 前記受信信号間の相関関係を示す量を複数の走査線上の
受信信号に基づいて演算する演算手段と、前記演算され
た相関量に基づいて前記受信信号の集束度合を制御する
集束度合制御手段とを備えたことを特徴とする超音波診
断装置。
1. A scanning means for scanning an ultrasonic signal for each scanning line on a cross section in a subject, and a plurality of ultrasonic echo signals obtained in response to the scanning are delayed and focused. In the ultrasonic diagnostic apparatus including a generating unit that generates a received signal, a calculating unit that calculates an amount indicating a correlation between the received signals based on the received signals on a plurality of scanning lines, and the calculated correlation. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a focusing degree control means for controlling the focusing degree of the received signal based on the amount.
【請求項2】 前記演算手段は、前記受信信号の集束度
合を支配する複数のパラメータ値毎に得られた前記複数
の走査線上の受信信号に基づいて当該複数のパラメータ
値毎の相関量を演算する手段である請求項1記載の超音
波診断装置。
2. The calculating means calculates a correlation amount for each of the plurality of parameter values based on the received signals on the plurality of scanning lines obtained for each of the plurality of parameter values that govern the degree of convergence of the received signal. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, which is means for performing.
【請求項3】 前記集束度合制御手段は、前記複数のパ
ラメータ値毎の相関量の内当該相関量が最小になるパラ
メータ値に基づいて前記複数のエコー信号に与える遅延
時間を最適化する遅延時間最適化手段を有した請求項2
記載の超音波診断装置。
3. The delay time for optimizing the delay time given to the plurality of echo signals based on the parameter value that minimizes the correlation amount among the correlation amounts for each of the plurality of parameter values. Claim 2 which has the optimization means
An ultrasonic diagnostic apparatus as described in the above.
【請求項4】 前記集束度合制御手段は、前記複数のパ
ラメータ値毎の相関量の内当該相関量が最小になるパラ
メータ値に基づいて、前記受信信号が取得される集束位
置を最適化する集束位置最適化手段を有した請求項2記
載の超音波診断装置。
4. The focusing degree control means optimizes a focusing position at which the received signal is acquired, based on a parameter value that minimizes the correlation value among correlation values for each of the plurality of parameter values. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, further comprising position optimization means.
【請求項5】 前記パラメータ値は生体内の音速値であ
る請求項3又は4記載の超音波診断装置。
5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein the parameter value is an in-vivo sound velocity value.
【請求項6】 前記複数の走査線上の受信信号は相関関
係を見込める範囲の信号である請求項1記載の超音波診
断装置。
6. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the received signals on the plurality of scanning lines are signals in a range where correlation can be expected.
【請求項7】 前記複数の走査線上の受信信号は、隣接
する走査線上の受信信号である請求項6記載の超音波診
断装置。
7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the reception signals on the plurality of scanning lines are reception signals on adjacent scanning lines.
【請求項8】 前記受信信号に基づいて前記断面の超音
波断層像を生成する断層像生成手段と、前記超音波断層
像をモニタに表示する表示手段と、前記モニタに表示さ
れた超音波断層像上において所望の領域を指定する指定
手段とを備え、前記演算手段は、前記受信信号間の相関
量を前記指定領域内の複数の走査線上の受信信号に基づ
いて演算する手段である請求項1記載の超音波診断装
置。
8. A tomographic image generation unit that generates an ultrasonic tomographic image of the cross section based on the received signal, a display unit that displays the ultrasonic tomographic image on a monitor, and an ultrasonic tomographic image displayed on the monitor. A designation unit for designating a desired region on the image, wherein the calculation unit is a unit for calculating a correlation amount between the reception signals based on reception signals on a plurality of scanning lines in the designation region. 1. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 1.
【請求項9】 前記走査手段は、前記超音波信号を同一
の走査線に対して複数回繰り返し走査する手段を有し、
前記演算手段は、前記複数回の繰り返し走査毎に得られ
た前記複数の走査線上の受信信号に基づいて当該複数の
繰り返し走査毎の相関量を演算し、演算された複数の繰
り返し走査毎の相関量を加算平均する手段であり、前記
集束度合制御手段は、加算平均された相関量に基づいて
前記受信信号の集束度合を制御する手段である請求項1
記載の超音波診断装置。
9. The scanning means includes means for repeatedly scanning the ultrasonic signal on the same scanning line a plurality of times.
The calculating means calculates a correlation amount for each of the plurality of repeated scans based on the reception signals on the plurality of scanning lines obtained for each of the plurality of repeated scans, and calculates the correlation for each of the calculated plurality of repeated scans. The means for averaging the amounts, and the focusing degree control means is means for controlling the focusing degree of the received signal based on the averaging amount of correlation.
An ultrasonic diagnostic apparatus as described in the above.
【請求項10】 前記演算手段は、前記断面上の異なる
部位の走査線上の受信信号に基づいて当該異なる部位毎
の相関量を演算し、演算された複数の繰り返し走査毎の
相関量を加算平均する手段であり、前記集束度合制御手
段は、加算平均された相関量に基づいて前記受信信号の
集束度合を制御する手段である請求項1記載の超音波診
断装置。
10. The calculating means calculates a correlation amount for each different portion based on a received signal on a scanning line of a different portion on the cross section, and adds and averages the calculated correlation amounts for each of a plurality of repeated scans. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the focusing degree control means is means for controlling the focusing degree of the received signal based on the correlation amount obtained by averaging.
【請求項11】 前記演算手段により求められた相関量
に基づいて前記超音波信号の走査角度を制御する走査角
度制御手段を備えた請求項1記載の超音波診断装置。
11. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising a scanning angle control means for controlling a scanning angle of the ultrasonic signal based on the correlation amount obtained by the calculation means.
【請求項12】 被検体内の断面上で超音波信号に偏向
角を与えて走査する走査手段と、前記走査に応じて得ら
れた複数の超音波エコー信号に対して遅延時間を与えて
集束された受信信号を生成する生成手段とを備えた超音
波診断装置において、 前記受信信号間の相関関係を示す量を複数の走査線上の
受信信号に基づいて演算する演算手段と、前記演算され
た相関量に基づいて前記超音波信号の偏向角を制御する
偏向角制御手段とを備えたことを特徴とする超音波診断
装置。
12. A scanning means for scanning an ultrasonic signal by applying a deflection angle to a cross section in a subject, and a plurality of ultrasonic echo signals obtained in response to the scanning with a delay time for focusing. In the ultrasonic diagnostic apparatus including a generating unit that generates the received signal, the calculating unit calculates the amount indicating the correlation between the received signals based on the received signals on a plurality of scanning lines, and the calculated unit. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a deflection angle control means for controlling a deflection angle of the ultrasonic signal based on a correlation amount.
【請求項13】 請求項12に記載した超音波診断装置
において、前記受信信号が取得される集束位置を制御す
る集束位置制御手段をさらに備えた超音波診断装置。
13. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 12, further comprising a focus position control unit that controls a focus position at which the received signal is acquired.
【請求項14】 前記演算手段は、前記超音波信号の偏
向角を支配する複数のパラメータ値毎に得られた前記複
数の走査線上の受信信号に基づいて当該複数のパラメー
タ値毎の相関量を演算する手段であり、前記偏向角制御
手段は、前記複数のパラメータ値毎の相関量の内当該相
関量が最小になるパラメータ値に基づいて前記偏向角を
制御する手段である請求項12又は13記載の超音波診
断装置。
14. The calculation means calculates the correlation amount for each of the plurality of parameter values based on the received signals on the plurality of scanning lines obtained for each of the plurality of parameter values that control the deflection angle of the ultrasonic signal. 14. The calculation means is a means for calculating the deflection angle, and the deflection angle control means is a means for controlling the deflection angle based on a parameter value that minimizes the correlation amount among the correlation amounts for each of the plurality of parameter values. The ultrasonic diagnostic apparatus described.
【請求項15】 前記偏向角制御手段は、前記相関量に
基づいて前記超音波信号に前記偏向角用の遅延時間を与
えることにより当該偏向角を制御する手段である請求項
14記載の超音波診断装置。
15. The ultrasonic wave according to claim 14, wherein the deflection angle control means is a means for controlling the deflection angle by giving a delay time for the deflection angle to the ultrasonic signal based on the correlation amount. Diagnostic device.
【請求項16】 前記受信信号に基づいて前記断面の超
音波断層像を生成する断層像生成手段と、前記超音波断
層像をモニタに表示する表示手段とを有し、前記表示手
段は、前記超音波信号走査に基づく受信信号が書き込ま
れるメモリと、このメモリに書き込まれた受信信号を走
査変換して画像信号として読み出す書き込み・読み出し
制御手段とを有するとともに、 前記偏向角制御手段は、前記相関量が最小になるパラメ
ータ値に基づいて当該パラメータ値に対応する偏向角デ
ータを求める手段と、求められた偏向角データに応じて
前記書き込み・読み出し制御手段による前記メモリへの
前記受信信号の書き込みアドレスを補正するアドレス補
正手段を備えた請求項14記載の超音波診断装置。
16. A tomographic image generation unit that generates an ultrasonic tomographic image of the cross section based on the received signal, and a display unit that displays the ultrasonic tomographic image on a monitor, wherein the display unit includes: The memory includes a memory in which a received signal based on ultrasonic signal scanning is written, and a writing / reading control unit that scan-converts the received signal written in the memory and reads out as an image signal. Means for obtaining deflection angle data corresponding to the parameter value having the smallest amount, and write address of the received signal to the memory by the write / read control means according to the obtained deflection angle data. 15. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 14, further comprising address correction means for correcting the error.
【請求項17】 前記モニタに表示された超音波断層像
上において所望の領域を指定する指定手段とを備え、前
記演算手段は、前記受信信号間の相関量を前記指定領域
内の複数の走査線上の受信信号に基づいて演算する手段
である請求項16記載の超音波診断装置。
17. A designating unit for designating a desired region on the ultrasonic tomographic image displayed on the monitor, wherein the computing unit calculates a correlation amount between the received signals in a plurality of scans within the designated region. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 16, which is a means for performing calculation based on a received signal on the line.
【請求項18】 前記走査手段は、前記超音波信号を同
一の走査線に対して複数回繰り返し走査する手段を有
し、前記演算手段は、前記複数回の繰り返し走査毎に得
られた前記複数の走査線上の受信信号に基づいて当該複
数の繰り返し走査毎の相関量を演算し、演算された複数
の繰り返し走査毎の相関量を加算平均する手段であり、
前記偏向角制御手段は、加算平均された相関量に基づい
て前記超音波信号の偏向角を制御する手段である請求項
16記載の超音波診断装置。
18. The scanning means has means for repeatedly scanning the ultrasonic signal on the same scanning line a plurality of times, and the arithmetic means has a plurality of the plurality of scan signals obtained for each of the plurality of repeated scans. Is a means for calculating the correlation amount for each of the plurality of repetitive scans based on the received signal on the scanning line, and adding and averaging the calculated correlation amount for each of the repetitive scans.
17. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 16, wherein the deflection angle control means is means for controlling the deflection angle of the ultrasonic signal based on the added and averaged correlation amount.
【請求項19】 前記演算手段は、前記断面上の異なる
部位の走査線上の受信信号どうしから当該異なる部位毎
の相関量を演算し、演算された複数の繰り返し走査毎の
相関量を加算平均する手段であり、前記偏向角制御手段
は、加算平均された相関量に基づいて前記超音波信号の
偏向角を制御する手段である請求項16記載の超音波診
断装置。
19. The calculating means calculates a correlation amount for each different portion from the received signals on the scanning lines of different portions on the cross section, and adds and averages the calculated correlation amounts for each of a plurality of repeated scans. 17. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 16, wherein the deflection angle control means is a means for controlling the deflection angle of the ultrasonic signal based on the averaged correlation amount.
【請求項20】 被検体内の断面上において超音波信号
を走査線毎に走査して得られた複数の超音波エコー信号
対して遅延時間を与えて集束された受信信号を生成する
ステップと、生成された受信信号間の相関関係を示す量
を複数の走査線上の受信信号に基づいて演算するステッ
プと、前記集束度合を制御するために前記演算された相
関量に基づいて前記複数のエコー信号に与える遅延時間
を最適化するステップとを備えたことを特徴とする遅延
時間最適化方法。
20. A step of giving a delay time to a plurality of ultrasonic echo signals obtained by scanning an ultrasonic signal for each scanning line on a cross section in a subject to generate a focused reception signal, Calculating a quantity indicating the correlation between the generated reception signals based on the reception signals on a plurality of scanning lines, and the plurality of echo signals based on the calculated correlation quantity for controlling the degree of focusing And a step of optimizing a delay time given to the delay time optimization method.
【請求項21】 前記演算ステップは、前記受信信号の
集束度合を支配する複数のパラメータ値毎に得られた前
記複数の走査線上の受信信号に基づいて当該複数のパラ
メータ値毎の相関量を演算するステップであり、前記遅
延時間最適化ステップは、前記複数のパラメータ値毎の
相関量の内当該相関量が最小になるパラメータ値に基づ
いて前記複数のエコー信号に与える遅延時間を最適化す
るステップである請求項20記載の遅延時間最適化方
法。
21. The calculation step calculates a correlation amount for each of the plurality of parameter values based on the reception signals on the plurality of scanning lines obtained for each of the plurality of parameter values that govern the degree of focusing of the reception signal. The delay time optimizing step is a step of optimizing a delay time given to the plurality of echo signals based on a parameter value that minimizes the correlation amount among the correlation amounts of the plurality of parameter values. The delay time optimization method according to claim 20, wherein
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