JPH1071143A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH1071143A JPH1071143A JP8230802A JP23080296A JPH1071143A JP H1071143 A JPH1071143 A JP H1071143A JP 8230802 A JP8230802 A JP 8230802A JP 23080296 A JP23080296 A JP 23080296A JP H1071143 A JPH1071143 A JP H1071143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- diagnostic apparatus
- ultrasonic diagnostic
- subject
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/0115—Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8934—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a dynamic transducer configuration
- G01S15/8938—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a dynamic transducer configuration using transducers mounted for mechanical movement in two dimensions
- G01S15/894—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a dynamic transducer configuration using transducers mounted for mechanical movement in two dimensions by rotation about a single axis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52023—Details of receivers
- G01S7/52025—Details of receivers for pulse systems
- G01S7/52026—Extracting wanted echo signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
体内の組織からの反射波をフィルタリングするフィルタ
の特性を急峻にし、被検体を高品位に診断可能にする。 【解決手段】可変容量ダイオードを用いてC1,C2,
C3を構成し、L1及びC1からなるLCフィルタ、L
2及びC2からなるLCフィルタ、L3及びC3からな
るLCフィルタを3段接続してフィルタを構成すること
により、カットオフ周波数が20MHzを越える場合に
おいても実用的な遮断特性を有するフィルタを構成する
ことができる。
Description
係り、特に、被検体に超音波を送波してその反射波に基
づいて被検体を診断する超音波診断装置に関する。
に内蔵された超音波振動子から超音波を送波し、被検体
内の組織で反射された反射波を当該超音波振動子で受波
し、増幅・検波等の処理を行った後に、画像としてCR
T等の表示器に表示する体腔内超音波診断装置が広く知
られている。
診断領域を通過する際に被検体の組織による吸収・減衰
を受ける。生体での吸収係数は、1〜3dB/(cm・
MHz)程度である。この吸収・減衰の影響は、超音波
の伝播距離に依存する他、超音波の周波数にも依存し、
高周波のものほど減衰が大きい。
の分解能は、超音波の周波数が高いほど細かくなるが、
一方で、感度は、超音波の吸収・減衰のために超音波振
動子から距離が遠くなるほど低下し、SN比が劣化した
画像となる。
ついては高い周波数の超音波を用いて高分解能の画像を
得て、遠距離の部分については低い周波数の超音波を用
いて低分解能ではあるがSN比の劣化が少ない画像を得
るという方法がある。この方法は、被検体内の組織で反
射された反射波を超音波振動子で受波し、これをフィル
タリングするフィルタの特性を超音波振動子からの距離
(観察深度)に応じて変化させるものである。
フィルタ(LPF)とハイパスフィルタ(HPF)とを
組合わせたバンドパスフィルタ(BPF)が使用され
る。ローパスフィルタは、観察深度が深くなるにつれて
カットオフ周波数を低くして、観察深度が浅い領域にお
いては高分解能を実現し、観察深度が深い領域において
はSN比の劣化を防止する。また、ハイパスフィルタ
は、観察深度が深くなるにつれてカットオフ周波数を低
くして、これによりバンドパスフィルタの帯域幅を一定
にして熱雑音を所定値以下に抑える。
ては、利用する周波数は、大凡3.5〜10MHz程度
である。かかる周波数において、観察深度に応じて特性
を可変するフィルタを実現するには、そのローパスフィ
ルタ及びハイパスフィルタを一段のRC回路またはLC
回路で構成し、そのコンデンサ(C)としては、可変容
量ダイオードが採用されている。
脈管を撮像するための体腔内超音波診断装置のように、
利用する周波数が20MHzを越えると、それにつれて
帯域が広くなり、取り込む熱雑音が増加する。熱雑音の
RMS値は、帯域の1/2乗に比例するためである。
可変のフィルタにおいて、周波数の遮断特性を急峻に
し、余分な熱雑音の影響を排除する必要が生じる。とこ
ろが、前述のような一段のRC回路またはLC回路によ
って構成されたフィルタでは、周波数の遮断特性が悪
く、実用的な診断画像が得られない。
のであり、被検体に超音波を送波してその反射波に基づ
いて被検体を診断する超音波診断装置において、被検体
を高品位に診断可能にすることを目的とする。
め、本発明に係る第1の超音波診断装置は、被検体に超
音波を送波してその反射波に基づいて被検体を診断する
超音波診断装置であって、被検体からの反射波を電気信
号として受信する受信手段と、受信に係る電気信号をフ
ィルタリングするフィルタ手段と、前記フィルタ手段の
フィルタ特性を制御する制御手段とを備え、前記フィル
タ手段は、可変容量ダイオードを含むLCフィルタを少
なくとも2段接続してなり、前記制御手段は、前記可変
容量ダイオードの容量を観察深度に応じて調整すること
により前記フィルタ手段のフィルタ特性を制御すること
を特徴とし、フィルタ手段を多段化することにより、被
検体を高品位に診断することができる。
て、前記制御手段は、観察深度が深くなるにつれて前記
フィルタ手段の高域側のカットオフ周波数を低くするこ
とが好ましい。
て、前記制御手段は、被検体に超音波を送波してからの
経過時間に基づいて前記フィルタ手段の高域側のカット
オフ周波数を低くすることが好ましい。
て、前記フィルタ手段の高域側のカットオフ周波数は2
0MHz以上の範囲で可変であり、通過帯域の平坦特性
は0.1dB以内であることが好ましい。
る前記フィルタ手段を構成する回路素子において、前記
可変容量ダイオードを含むコンデンサの値は、前記フィ
ルタ手段のカットオフ周波数の可変範囲における下限付
近と、上限付近と、中間付近で最適化され、インダクタ
の値は、前記中間付近で最適化されてなることが好まし
い。
て、前記フィルタ手段は、バンドパスフィルタであるこ
とが好ましい。
は、被検体に超音波を送波してその反射波に基づいて被
検体を診断する超音波診断装置であって、超音波を発生
して被検体に送波する送波手段を内蔵したカテーテル
と、被検体からの反射波を電気信号として受信する受信
手段と、受信に係る電気信号をフィルタリングするフィ
ルタ手段と、前記フィルタ手段のフィルタ特性を制御す
る制御手段とを備え、前記制御手段は、前記カテーテル
が挿入された体腔の内部においては前記フィルタ特性を
略一定に維持し、当該体腔の外部においては当該体腔の
壁組織付近からの観察深度に応じて前記フィルタ特性を
変化させることを特徴とし、不要な分解能の劣化を抑え
ることにより、被検体を高品位に診断することができ
る。
て、前記制御手段は、前記カテーテルが挿入された体腔
の外部においては、当該体腔の壁組織付近からの観察深
度が深くなるにつれて前記フィルタ手段の高域側のカッ
トオフ周波数を低くすることが好ましい。
て、前記制御手段は、被検体からの反射波のうち所定レ
ベルを越える反射波の受信に基づいて、当該反射波の受
信の後は、当該反射波に係る被検体内の組織からの観察
深度が深くなるにつれて前記フィルタ手段の高域側のカ
ットオフ周波数を低くすることが好ましい。
て、前記制御手段は、被検体からの反射波のうち所定レ
ベルを越える反射波の受信からの経過時間に応じて前記
フィルタ手段の高域側のカットオフ周波数を低くするこ
とが好ましい。
て、前記フィルタ手段は、可変容量ダイオードを含むL
Cフィルタで構成され、前記制御手段により前記可変容
量ダイオードの容量が調整されることによりフィルタ特
性が変化することが好ましい。
て、前記フィルタ手段は、可変容量ダイオードを含むL
Cフィルタを少なくとも2段接続してなり、前記制御手
段により前記可変容量ダイオードの容量が調整されるこ
とによりフィルタ特性が変化することが好ましい。
て、前記フィルタ手段の高域側のカットオフ周波数は2
0MHz以上の範囲で可変であり、通過帯域の平坦特性
は0.1dB以内であることが好ましい。
置において、前記フィルタ手段によりフィルタリングし
た電気信号に基づいて画像情報を生成する画像化手段を
さらに備えることが好ましい。
の好適な実施の形態を説明する。
断装置において使用する周波数可変フィルタの構成を説
明する。本実施の形態に係る周波数可変フィルタは、ロ
ーパスフィルタとハイパスフィルタとを組合わせてなる
バンドパスフィルタにより構成される。ローパスフィル
タ及びハイパスフィルタは、その遮断特性を急峻にすべ
く多段(2段以上)のものを採用する。
インダクタ(L)及びコンデンサ(C)を用いたLCフ
ィルタによりローパスフィルタを構成する例を説明す
る。図1(a)は、L及びCを用いたチェビシェフ型の
2段のローパスフィルタを示し、図1(b)は、L及び
Cを用いたチェビシェフ型の3段のローパスフィルタを
示す。
フ周波数をfcとし、通過帯域の平坦特性が0.1dB
以内であることを条件として回路定数を定める方法を説
明する。
数L1,C1,L2,C2は、 L1=g1・R/(2πfc), C1=g2/(2πfc・R), L2=g3・R/(2πfc), C2=g4/(2πfc・R), で表わされる。
を、 g1=1.03822, g2=1.51632, g3=1.78916, g4=1.78916, g5=1.51632, g6=1.03822, とすると、図1(b)に示すローパスフィルタの回路定
数L1,C1,L2,C2,L3,C3は、 L1=g1・R/(2πfc), C1=g2/(2πfc・R), L2=g3・R/(2πfc), C2=g4/(2πfc・R), L3=g5・R/(2πfc), C3=g6/(2πfc・R), で表わされる。
条件(通過帯域の平坦特性が0.1dB以内)を満たす
ように設定すると、 LN=g2N-1・R/(2πfc), CN=g2N/(2πfc・R) で表わされる。
を小さくすると、Lは大きく、Cは小さくなり、一方、
特性インピーダンス(R)を大きくすると、Lは小さ
く、Cは大きくなることが理解される。
は、L及びCの双方を可変にすることが望ましいが、連
続的に回路定数を変えることが可能なのは、現実的には
Cのみであり、Lの回路定数は固定にする必要がある。
なお、アナログスイッチを用いてLの値を数段階に切替
える手法があるが、体腔内超音波診断装置に適用する場
合、信号が高い周波数であるために寄生容量の影響が大
きく、回路構成が複雑となるだけであり、所望の性能を
得ることは困難である。
も、体腔内超音波診断装置に適用する場合には十分であ
る。以下、3段のローパスフィルタ(図1(b)参照)
における回路定数の設計例を説明する。
波診断装置に適用することを前提として、観察深度が浅
い場合には主に40MHzの信号を通過させ、観察深度
が深い場合には主に30MHzの信号を通過させるもの
とする。
〜44MHzの範囲で変化させるものとすると、L1,
L2,L3,C1,C2,C3は、厳密には図2に示す
ように変化させる必要がある。ところが、前述のよう
に、Lを変化させることは困難であるため、L1,L
2,L3の値をカットオフ周波数(fc)の中心の周波
数(39MHz)における値で固定する。
1,C2,C3は、 L1=0.21μH, L2=0.37μH, L3=0,31μH, C1=110〜142pF, C2=129〜168pF, C3=75〜97pF, とする必要がある。
フ周波数(fc)が最小になるのは、C1=142p
F,C2=168pF,C3=97pFの場合であり、
この組合わせをCASE1とする。また、カットオフ周
波数(fc)が最大になるのは、C1=110pF,C
2=129pF,C3=75pFの場合であり、この組
合わせをCASE2とする。
2におけるローパスフィルタの周波数特性を夫々示す。
図3及び図4を参照すると、CASE1におけるカット
オフ周波数(fc)は、39.8MHz、CASE2に
おけるカットオフ周波数(fc)は、45.3MHzで
あることが理解される。すなわち、カットオフ周波数
は、39.8〜45.3MHzの範囲で変化することに
なるが、これは、設計目標のカットオフ周波数の可変範
囲である34〜44MHzからずれている。
目標からのずれと回路定数のバラツキを考慮して、カッ
トオフ周波数(fc)を30〜48MHzの範囲で変化
させる場合のL1,L2,L3,C1,C2,C3の値
を求め、上記の場合と同様に、L1,L2,L3の値を
中心の周波数(39MHz)における値に固定する。
〜48MHzの範囲で変化させる場合のL1,L2,L
3,C1,C2,C3の値を示す図である。同図に基づ
いて、上記と同様にL1,L2,L3,C1,C2,C
3の値を決定すると、 L1=0.22μH, L2=0.39μH, L3=0.33μH, C1=101〜161pF, C2=119〜190pF, C3=69〜110pF, となる。但し、Lの値は、実際に選択可能なE24系列
より、図5に示す値に近いものを選択した。
フ周波数(fc)が最小になるのは、C1=161p
F,C2=190pF,C3=110pFの場合であ
り、この組合わせをCASE3とする。また、カットオ
フ周波数(fc)が最大になるのは、C1=101p
F,C2=119pF,C3=69pFの場合であり、
この組合わせをCASE4とする。
4におけるローパスフィルタの周波数特性を夫々示す。
図6及び図7を参照すると、CASE3におけるカット
オフ周波数(fc)は、36.4MHz、CASE4に
おけるカットオフ周波数(fc)は、45.9MHzで
あることが理解される。すなわち、カットオフ周波数
(fc)は、36.4〜45.9MHzの範囲で変化す
ることになる。この範囲は、設計目標である34〜44
MHzに対して10%以内の誤差であり、許容すること
ができる範囲である。
ダイオードを用いて構成したローパスフィルタの具体例
を示す回路図である。同図の回路は、C11,C12,
D11,D12によりC1を構成し、C21,C22,
D21,D22によりC2を構成し、C31,C32,
D31,D32によりC3を構成した例である。
1,D32は、可変容量ダイオードである。可変容量ダ
イオードは、入力信号(超音波信号を電気信号に変換し
た信号)の周波数を考慮すると、FM用が好適である。
一般に、FM用の可変容量ダイオードは、1〜14Vの
逆電圧に対して、9〜40pFの範囲で容量が変化す
る。図8に示す例においては、C1,C2,C3の値を
変化させる範囲が広いため、夫々2個の可変容量ダイオ
ードを並列接続して用いている。
及びD12は、制御信号V1の電圧で制御され、C2を
構成する可変容量ダイオードD21及びD22は、制御
信号V2の電圧で制御され、C3を構成する可変容量ダ
イオードD31及びD32は、制御信号V3の電圧で制
御される。
おける可変容量ダイオードに逆バイアスを印加するため
の保護抵抗である。また、C11,C21,C31は、
直流成分を遮断するためのコンデンサである。
記のローパスフィルタの設計と同様の考え方で設計した
ハイパスフィルタの構成例である。
うに、ローパスフィルタにおけるL及びCを逆にした構
成を有する。図9(b)は、図9(a)に示すハイパス
フィルタを可変容量ダイオードを用いて構成した例を示
す。
で構成され、C5は、C51,C52,D51で構成さ
れ、C6は、C61,C62,D61,D62で構成さ
れる。
は、可変容量ダイオードである。C4を構成する可変容
量ダイオードD41及びD42は、制御信号V4の電圧
で制御され、C5を構成する可変容量ダイオードD51
は、制御信号V5の電圧で制御され、C6を構成する可
変容量ダイオードD61及びD62は、制御信号V6の
電圧で制御される。
するコンデンサである。
は、上記のローパスフィルタとハイパスフィルタを組合
わせてなるバンドパスフィルタの構成例を示す回路図で
ある。
域の中心周波数を30MHzとした場合をCASE5、
帯域の中心周波数を40MHzとした場合をCASE6
とする。図11は、CASE5及び6における制御信号
V1〜V6の電圧値を示す図である。
フィルタの周波数特性を示す図、図13は、CASE6
におけるバンドパスフィルタの周波数特性を示す図であ
る。図12及び図13より、20MHzを越える高い周
波数においても実用的なフィルタ、すなわち遮断特性が
急峻(良好)なフィルタが得られることが理解される。
CASE5における帯域(−3dB)は23.8〜3
7.4MHz、中心周波数(帯域の中心)は30.6M
Hzとなる。また、CASE6における帯域は31.5
〜48.7MHz、中心周波数は40.1MHzとな
る。この結果は、カットオフ周波数が20MHzを越え
る場合においても、実用上十分な周波数特性を有するバ
ンドパスフィルタが得られることを示している。
周波数の範囲を定め、2)その範囲の下限値、上限値、
中間値(例えば、下限値と上限値との平均値)における
回路定数を求め、3)Cの値については、求めた回路定
数を満足する可変容量の素子を採用し、4)Lの値につ
いては、中間値における回路定数を採用して、多段のフ
ィルタを構成することにより、遮断特性が良好でカット
オフ周波数が可変のフィルタを得ることができる。
変容量ダイオードを採用し、該可変容量ダイオードの容
量を制御可能な構成とすることにより、LCフィルタの
特性(通過帯域)を電圧制御によって連続的或いは離散
的に調整することができる。
に関するが、上記の手法は、例えばベッセル型のフィル
タ等の他の特性のフィルタにも適用可能である。
診断装置に適用することにより、観察深度が浅い領域で
は高域側(ローパスフィルタ)のカットオフ周波数を高
くして高分解能の画像を得ることができ、一方、観察深
度が深い領域では高域側(ローパスフィルタ)のカット
オフ周波数を低くしてSN比の劣化が小さい画像を得る
ことができる。
は、上記のバンドパスフィルタを利用した体腔内超音波
診断装置の構成例を示すブロック図である。カテーテル
110に内蔵された超音波振動子101は、送受信部1
02により駆動されて超音波を発生・送波し、被検体内
で反射された反射波を受波して、これを電気信号に変換
して検出信号として送受信部102に出力する。送受信
部102は、超音波振動子101から供給される検出信
号を増幅して、受信信号Vrxとして周波数可変フィル
タ103に供給する。
7による制御に従って、すなわち、観察深度に応じて周
波数特性(カットオフ周波数)を変更可能なフィルタで
あって、上記のバンドパスフィルタにより構成される。
具体的には、周波数可変フィルタ103は、制御部10
7から供給される制御信号V1〜V6に基づいて、可変
容量ダイオードの容量が制御され、これにより周波数特
性(カットオフ周波数)が制御される。
信号は、対数増幅部104において対数増幅され、次い
で、A/D変換部105においてA/D変換された後に
DSC(Digital Scan Converter)106に入力され
る。これにより、表示部であるCRT108には、超音
波断層像がリアルタイムに表示される。
可変フィルタ103、対数増幅部104、A/D変換部
105及びDSC106を統括的に制御する。
ロック図である。図16は、制御部107における代表
的な信号波形を示す図である。クロック発生部201
は、所定の時間間隔を示すクロック信号Vfを発生す
る。観察深度は、超音波の音速と時間とにより定まるた
め、クロック信号Vfは、観察深度を間接的に示す。
ロック信号Vfに基づいて、超音波振動子101を駆動
して超音波を発生せしめる駆動信号として機能する送受
信タイミング信号Vtを生成する。
は連続的に回動する。そして、送受信タイミング信号V
tに基づいて超音波振動子101から超音波の送受信を
行うことにより、所定の位置でのエコーデータが得られ
る。このエコーデータから画像化(CRT109への表
示)が実行され、超音波振動子101が1回転すること
により、360度の診断画像を得ることができる。
タイミング信号Vtの立上りエッジによりリセットさ
れ、以下、クロック信号Vfに同期して観察深度を示す
深度情報D(徐々に深度が増加)を発生する。なお、観
察深度は、クロック信号Vfの周期と音速とから一意的
に定まり、クロック信号Vfのパルス数(経過時間)
は、観察深度を示す。
ような、深度Dと制御信号V1〜V6の電圧との関係を
示すテーブル205を保持しており、深度情報Dに対応
する電圧情報DV1〜DV6(図16及び図17のV1
〜V6に対応)を出力する。D/A変換部205は、電
圧情報DV1〜DV6を夫々D/A変換し、制御信号V
1〜V6を制御する。これにより、周波数可変フィルタ
103は、観察深度の深くなるにつれて、帯域の中心周
波数を低くする(換言すると、ローパスフィルタとハイ
パスフィルタのカットオフ周波数を低くする)。
スフィルタ)における高域側(ローパスフィルタ)のカ
ットオフ周波数(fc)と制御電圧V1〜V3との関係
と、深度Dと制御電圧V1〜V3との関係を示す図であ
る。
スフィルタ)における低域側(ハイパスフィルタ)のカ
ットオフ周波数(fc)と制御電圧V4〜V6との関係
と、深度Dと制御電圧V4〜V6との関係を示す図であ
る。
〜V6とカットオフ周波数(fc)との関係は、上記の
周波数可変フィルタの回路定数と可変容量ダイオードの
特性とにより定まる。一方、深度Dとカットオフ周波数
(fc)との関係は、超音波の減衰率や熱雑音等を考慮
して定めた一例である。
腔内診断装置の構成例は、夫々の音線における送波から
の経過時間(観察深度)に応じて周波数可変フィルタ1
03の特性を変化(すなわち、ローパスフィルタとハイ
パスフィルタのカットオフ周波数を低くする)させるも
の、換言すると、カテーテルの方向に拘わらず、全ての
音線に関して一律に音線の送波からの経過時間に応じて
周波数可変フィルタ103の特性を変化させている。
たカテーテルを血管内に挿入した場合、カテーテルが血
管の中心に位置することは希であり、図17に示すよう
に、通常は中心から偏って位置することになる。従っ
て、カテーテル(超音波振動子)から血管壁までの距離
は、超音波振動子の方向(すなわち、送波する方向)に
よって変化することになる。その結果、血管壁のうちカ
テーテルから近い部分では高分解能の画像を得ることが
できるが、カテーテルから遠い部分では相対的に低分解
能の画像しか得られない。このような結果は、例えば、
血管の径が大きい大動脈(太い部分では30mmを越え
る径を有する)において、特に顕著になる。また、血管
に限らず、体腔内に生理食塩水等を導入してカテーテル
により撮像する場合にも、当該体腔が大きいほど顕著に
なる。
に比べて超音波の減衰率が格段に小さい。従って、カテ
ーテルを挿入した血管や脈管、その他の体腔内において
は、観察深度に応じて周波数可変フィルタ103のカッ
トオフ周波数を低下させることは、特に当該体腔が大き
い場合において、徒に分解能を低下させる原因となる。
は、カテーテル110が位置する血管や脈管、その他の
体腔の内部においては、周波数可変フィルタ103のカ
ットオフ周波数を変化させることなく、その外部におい
ては、観察深度に応じて周波数可変フィルタ103のカ
ットオフ周波数を変化させる。
示す図である。血管や脈管、その他の体腔に挿入するカ
テーテルにおける超音波振動子の回転方向は、一般に、
カテーテルの先端側から見た時に、反時計回りである。
従って、図17に示す例においては、カテーテル内の超
音波振動子は連続的に回動し、所定の位置で音線1、
2、・・・を得ることにより、360度の診断画像を得
ることができる。
管等の体腔の壁で反射された反射波を検知し、それをト
リガとして、以下、体腔の壁からの観察深度が深くなる
につれて周波数可変フィルタ103のカットオフ周波数
を低くする。従って、超音波振動子101の方向によら
ず、体腔の壁を一様な分解能で撮像することができ、さ
らに体腔の壁の外部に関しても同様に、超音波振動子1
01の方向によらず、一様な分解能で撮像することがで
きる。
印に示すように、受信信号Vrxは、制御部107にも
供給される。
である。また、図19は、制御部107の代表的な信号
の波形を示す図である。コンパレータ301は、送受信
部102から供給される受信信号Vrxと、所定の閾値
Vrefとを比較して、カテーテル110が挿入された
体腔の壁からの反射波を検知して、検知信号Vcを出力
する。送波とカテーテル110が挿入された体腔の壁か
らの反射波との間には血液や生理食塩水からの反射波
(極めて小さい信号)だけであるため、送波に続く体腔
の壁からの反射波を検知できるように、閾値Vrefの
レベルを調整する。閾値Vrefのレベル調整は、操作
者が適宜行える構成にすることもできる。
ロック信号Vfに基づいて、超音波振動子101を駆動
して超音波を発生せしめる駆動信号として機能する送受
信タイミング信号Vtを生成する。
タイミング信号Vtの立上りエッジを検知して所定幅の
ハイレベルのパルス信号Vtrgrを出力する。
の出力Vcの立上りエッジに同期してハイレベルを出力
し、モノマルチバイブレータ303の出力信号Vtrg
rの立下りエッジに同期して出力をロウレベルにリセッ
トする。換言すると、フリップフロップ304は、カテ
ーテル110が挿入された体腔の壁からの反射波を検知
してから、次の音線の送波までの期間アクティブになる
窓信号Vwndwを出力する。
を示すクロック信号Vfを発生する。深度情報生成部3
06は、窓信号Vwndwの立下りエッジによりリセッ
トされ、窓信号Vwndwがアクティブ(ハイレベル)
である期間のみクロック信号Vfに同期して深度情報D
(徐々に深度が増加)を発生する。
ような、深度Dと制御信号V1〜V6の電圧との関係を
示すテーブル307を保持しており、深度情報Dに対応
する電圧情報DV1〜DV6(図16及び図17のV1
〜V6に対応)を出力する。D/A変換部309は、電
圧情報DV1〜DV6を夫々D/A変換し、制御信号V
1〜V6を制御する。これにより、周波数可変フィルタ
103は、カテーテル110が挿入された体腔の壁の内
側においては、帯域(カットオフ周波数)を一定に維持
し、外側に関しては、当該体腔の壁からの観察深度が深
くなるにつれて、帯域の中心周波数を低くする(すなわ
ち、ローパスフィルタとハイパスフィルタとのカットオ
フ周波数を低くする)。
110が挿入された体腔の壁を一様に高解像度に撮像す
ることができる。また、当該体腔の壁の外側に関して
も、超音波振動子の方向によらず一様な解像度で撮像す
ることができる。
されるものではなく、その技術的思想の範囲を逸脱しな
い範囲で様々な変形が可能である。
することができる。
す図である。
の範囲で変化させる場合の回路定数を示す図である。
特性を示す図である。
特性を示す図である。
の範囲で変化させる場合の回路定数を示す図である。
特性を示す図である。
特性を示す図である。
フィルタの具体例を示す回路図である。
る。
わせてなるバンドパスフィルタの構成例を示す回路図で
ある。
6の電圧値を示す図である。
波数特性を示す図である。
波数特性を示す図である。
診断装置の構成例を示すブロック図である。
ある。
る。
形を示す図である。
における高域側(ローパスフィルタ)のカットオフ周波
数(fc)と制御電圧V1〜V3との関係と、深度Dと
制御電圧V1〜V3との関係を示す図である。
における低域側(ハイパスフィルタ)のカットオフ周波
数(fc)と制御電圧V4〜V6との関係と、深度Dと
制御電圧V4〜V6との関係を示す図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 被検体に超音波を送波してその反射波に
基づいて被検体を診断する超音波診断装置であって、 被検体からの反射波を電気信号として受信する受信手段
と、 受信に係る電気信号をフィルタリングするフィルタ手段
と、 前記フィルタ手段のフィルタ特性を制御する制御手段
と、 を備え、前記フィルタ手段は、可変容量ダイオードを含
むLCフィルタを少なくとも2段接続してなり、前記制
御手段は、前記可変容量ダイオードの容量を観察深度に
応じて調整することにより前記フィルタ手段のフィルタ
特性を制御することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、観察深度が深くなるに
つれて前記フィルタ手段の高域側のカットオフ周波数を
低くすることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断
装置。 - 【請求項3】 前記制御手段は、被検体に超音波を送波
してからの経過時間に基づいて前記フィルタ手段の高域
側のカットオフ周波数を低くすることを特徴とする請求
項1に記載の超音波診断装置。 - 【請求項4】 前記フィルタ手段の高域側のカットオフ
周波数は20MHz以上の範囲で可変であり、通過帯域
の平坦特性は0.1dB以内であることを特徴とする請
求項1に記載の超音波診断装置。 - 【請求項5】 前記フィルタ手段を構成する回路素子に
おいて、前記可変容量ダイオードを含むコンデンサの値
は、前記フィルタ手段のカットオフ周波数の可変範囲に
おける下限付近と、上限付近と、中間付近で最適化さ
れ、インダクタの値は、前記中間付近で最適化されてな
ることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 【請求項6】 前記フィルタ手段は、バンドパスフィル
タであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいず
れか1項に記載の超音波診断装置。 - 【請求項7】 被検体に超音波を送波してその反射波に
基づいて被検体を診断する超音波診断装置であって、 超音波を発生して被検体に送波する送波手段を内蔵した
カテーテルと、 被検体からの反射波を電気信号として受信する受信手段
と、 受信に係る電気信号をフィルタリングするフィルタ手段
と、 前記フィルタ手段のフィルタ特性を制御する制御手段
と、 を備え、前記制御手段は、前記カテーテルが挿入された
体腔の内部においては前記フィルタ特性を略一定に維持
し、当該体腔の外部においては当該体腔の壁組織付近か
らの観察深度に応じて前記フィルタ特性を変化させるこ
とを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項8】 前記制御手段は、前記カテーテルが挿入
された体腔の外部においては、当該体腔の壁組織付近か
らの観察深度が深くなるにつれて前記フィルタ手段の高
域側のカットオフ周波数を低くすることを特徴とする請
求項7に記載の超音波診断装置。 - 【請求項9】 前記制御手段は、被検体からの反射波の
うち所定レベルを越える反射波の受信に基づいて、当該
反射波の受信の後は、当該反射波に係る被検体内の組織
からの観察深度が深くなるにつれて前記フィルタ手段の
高域側のカットオフ周波数を低くすることを特徴とする
請求項7に記載の超音波診断装置。 - 【請求項10】 前記制御手段は、被検体からの反射波
のうち所定レベルを越える反射波の受信からの経過時間
に応じて前記フィルタ手段の高域側のカットオフ周波数
を低くすることを特徴とする請求項7に記載の超音波診
断装置。 - 【請求項11】 前記フィルタ手段は、可変容量ダイオ
ードを含むLCフィルタで構成され、前記制御手段によ
り前記可変容量ダイオードの容量が調整されることによ
りフィルタ特性が変化することを特徴とする請求項7乃
至請求項10のいずれか1項に記載の超音波診断装置。 - 【請求項12】 前記フィルタ手段は、可変容量ダイオ
ードを含むLCフィルタを少なくとも2段接続してな
り、前記制御手段により前記可変容量ダイオードの容量
が調整されることによりフィルタ特性が変化することを
特徴とする請求項7乃至請求項10のいずれか1項に記
載の超音波診断装置。 - 【請求項13】 前記フィルタ手段の高域側のカットオ
フ周波数は20MHz以上の範囲で可変であり、通過帯
域の平坦特性は0.1dB以内であることを特徴とする
請求項12に記載の超音波診断装置。 - 【請求項14】 前記フィルタ手段によりフィルタリン
グした電気信号に基づいて画像情報を生成する画像化手
段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項
13のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23080296A JP3462351B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 超音波診断装置 |
US08/919,322 US6106462A (en) | 1996-08-30 | 1997-08-28 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
DE69723784T DE69723784T2 (de) | 1996-08-30 | 1997-08-28 | Ultraschall Diagnose Gerät |
EP97402017A EP0826981B1 (en) | 1996-08-30 | 1997-08-28 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23080296A JP3462351B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1071143A true JPH1071143A (ja) | 1998-03-17 |
JP3462351B2 JP3462351B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=16913509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23080296A Expired - Fee Related JP3462351B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6106462A (ja) |
EP (1) | EP0826981B1 (ja) |
JP (1) | JP3462351B2 (ja) |
DE (1) | DE69723784T2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004135951A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Olympus Corp | 超音波画像処理装置 |
JP2005278665A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Toshiba Corp | 超音波診断装置及び超音波プローブ |
JP2020529885A (ja) * | 2017-09-28 | 2020-10-15 | ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッドBoston Scientific Scimed,Inc. | 血管内超音波撮像システムに沿った信号経路に対して周波数ベースの調整を行うためのシステムおよび方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5787551B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2015-09-30 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 信号受信装置及び信号受信方法 |
JP6265933B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2018-01-24 | 富士フイルム株式会社 | 音響波診断装置およびその制御方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3192491A (en) * | 1962-12-06 | 1965-06-29 | Gen Dynamics Corp | Tuneable double-tuned circuits with variable coupling |
JPS57203434A (en) * | 1981-06-08 | 1982-12-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnostic apparatus |
US4442713A (en) * | 1982-03-09 | 1984-04-17 | Sri International | Frequency varied ultrasonic imaging array |
US4446740A (en) * | 1982-03-09 | 1984-05-08 | Sri International | Frequency controlled hybrid ultrasonic imaging arrays |
JPS60127457A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-08 | Fujitsu Ltd | 超音波媒体特性値測定装置 |
US4584880A (en) * | 1984-06-04 | 1986-04-29 | Dymax Corporation | Tissue signature tracking tranceiver |
KR870001910B1 (ko) * | 1985-05-31 | 1987-10-21 | 삼성전자부품 주식회사 | 다중챈널방송수신기의 하이패스/로우패스 절환필터 |
US5125410A (en) * | 1989-10-13 | 1992-06-30 | Olympus Optical Co., Ltd. | Integrated ultrasonic diagnosis device utilizing intra-blood-vessel probe |
JP2814900B2 (ja) * | 1993-12-07 | 1998-10-27 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置 |
-
1996
- 1996-08-30 JP JP23080296A patent/JP3462351B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-08-28 DE DE69723784T patent/DE69723784T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-28 EP EP97402017A patent/EP0826981B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-08-28 US US08/919,322 patent/US6106462A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004135951A (ja) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Olympus Corp | 超音波画像処理装置 |
JP2005278665A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Toshiba Corp | 超音波診断装置及び超音波プローブ |
JP4557579B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2010-10-06 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
JP2020529885A (ja) * | 2017-09-28 | 2020-10-15 | ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッドBoston Scientific Scimed,Inc. | 血管内超音波撮像システムに沿った信号経路に対して周波数ベースの調整を行うためのシステムおよび方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69723784T2 (de) | 2004-04-15 |
DE69723784D1 (de) | 2003-09-04 |
EP0826981A1 (en) | 1998-03-04 |
EP0826981B1 (en) | 2003-07-30 |
US6106462A (en) | 2000-08-22 |
JP3462351B2 (ja) | 2003-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11672511B2 (en) | High resolution intravascular ultrasound imaging systems and methods | |
US11596389B2 (en) | Method for multi-frequency imaging and composite image display using high-bandwidth transducer outputs | |
US4676105A (en) | Tissue signature tracking transceiver | |
US5218869A (en) | Depth dependent bandpass of ultrasound signals using heterodyne mixing | |
US20070167770A1 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
JPH10179589A (ja) | 高調波による超音波画像処理方法および装置 | |
KR20140121859A (ko) | 초음파 이미지들에서 비-고정 반향의 억제를 위한 필터링 시스템들 및 방법들 | |
JP3462351B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
US5671744A (en) | Ultrasonic diagnosis apparatus | |
JPH08280681A (ja) | 超音波診断装置 | |
JPH02116357A (ja) | 超音波診断装置 | |
JPH01160535A (ja) | 超音波診断装置 | |
JP3980733B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
JP5671319B2 (ja) | 適応的クラッタフィルタリング方法およびそのための超音波システム | |
JP2007185525A (ja) | 超音波診断装置 | |
US8118745B2 (en) | Ultrasound imaging apparatus | |
JP3742437B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
CN217659928U (zh) | 超声检测电路、超声探头及超声设备 | |
JPH01250226A (ja) | 超音波診断装置 | |
JP3889986B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
CN111065340B (zh) | 基于频率调节沿血管内超声成像系统的信号路径的系统和方法 | |
JP2004357901A (ja) | 超音波診断装置 | |
JP3241211B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
JPH088921B2 (ja) | 超音波パルスドプラ診断装置 | |
JP2997940B2 (ja) | 超音波血流イメージング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030718 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070815 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |