JPH11113896A - Ultrasonograph - Google Patents

Ultrasonograph

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Publication number
JPH11113896A
JPH11113896A JP28155597A JP28155597A JPH11113896A JP H11113896 A JPH11113896 A JP H11113896A JP 28155597 A JP28155597 A JP 28155597A JP 28155597 A JP28155597 A JP 28155597A JP H11113896 A JPH11113896 A JP H11113896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
real part
imaginary part
equation
ratio
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP28155597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Fujiki
俊昭 藤木
Yuji Kondo
祐司 近藤
Yoshiaki Kobayashi
好明 小林
Masao Kobayashi
正夫 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP28155597A priority Critical patent/JPH11113896A/en
Publication of JPH11113896A publication Critical patent/JPH11113896A/en
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display new information representing the character of tissue. SOLUTION: In this device, a receipt signal is converted into a complex signal in an orthogonal detection circuit 16. In a divider 26, a real part in the complex signal is divided by an imaginary part, while in a divider 28, the imaginary part is divided by the real part. On the basis of the output from the divider 26 or 28, a B mode image or an M mode image is formed. A ratio of the real part to the imaginary part. is related to phase information contained in a reflection signal, and by means of the ratio, new disease diagnostic information can be provided.

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】本発明は超音波診断装置に関
し、特に、直交検波後の複素信号を利用して超音波画像
を形成する超音波診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that forms an ultrasonic image using a complex signal after quadrature detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波は音響的な特性の異なる境界(組
織間)で反射する性質を有しており、反射波の強度すな
わち受信信号の振幅は、組織間における固有音響インピ
ーダンスの差に相当する。そのような超音波の性質を利
用し、従来の超音波診断装置では、超音波パルスの送受
波により得られた受信信号が包絡線検波によってベース
バンドの信号に変換され、その信号の振幅を輝度に対応
させることにより、Bモード画像やMモード画像が形成
されている。従来、組織性状の評価は、上記のような輝
度画像におけるコントラストや質感に基づいて行われて
いる。
2. Description of the Related Art Ultrasonic waves have the property of being reflected at boundaries having different acoustic characteristics (between tissues), and the intensity of a reflected wave, that is, the amplitude of a received signal, corresponds to the difference in intrinsic acoustic impedance between tissues. I do. Utilizing such properties of ultrasonic waves, in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, a received signal obtained by transmitting and receiving an ultrasonic pulse is converted into a baseband signal by envelope detection, and the amplitude of the signal is converted to a luminance. , A B-mode image and an M-mode image are formed. Conventionally, the evaluation of the texture is performed based on the contrast and the texture in the luminance image as described above.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波の反
射の際には位相が変わることが知られており、特に、固
有音響インピーダンスが低い組織から固有音響インピー
ダンスが高い組織への間で超音波が反射する際には位相
が維持されて正相となり、その一方、固有音響インピー
ダンスが高い組織から固有音響インピーダンスが低い組
織への間で超音波が反射する際には位相が反転して逆相
になるということが知られている。ここで、組織間での
音響特性の差によって超音波反射時における位相のずれ
量(位相差)が異なるという事実を前提とすれば、位相
あるいは位相差に関わる情報によって組織の何らかの性
状を表せるという結論に帰着する。
By the way, it is known that the phase changes when the ultrasonic wave is reflected. In particular, the ultrasonic wave changes from a tissue having a low specific acoustic impedance to a tissue having a high specific acoustic impedance. When the sound is reflected, the phase is maintained and becomes positive.On the other hand, when the ultrasonic wave is reflected from a tissue having a high specific acoustic impedance to a tissue having a low specific acoustic impedance, the phase is inverted and the phase is reversed. It is known that Here, assuming the fact that the amount of phase shift (phase difference) at the time of ultrasonic reflection differs due to the difference in acoustic characteristics between tissues, it is possible to express some property of the tissue by the information related to the phase or the phase difference. I come to the conclusion.

【0004】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、組織の性状を表す新しい情報
を表示できる超音波診断装置を提供することにある。
[0004] The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying new information indicating the properties of a tissue.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、超音波の送受波により得られた受信信号
を複素信号に変換する複素信号変換手段と、前記複素信
号の実数部と虚数部の比を演算する比演算手段と、前記
実数部と虚数部の比を表示する表示手段と、を含むこと
を特徴とする。ここで、前記比演算手段は、実数部を虚
数部で割ることによって、あるいは、虚数部を実数部で
割ることによって、比を演算する。
To achieve the above object, the present invention provides a complex signal converting means for converting a received signal obtained by transmitting and receiving an ultrasonic wave into a complex signal, and a real part of the complex signal. And a ratio calculating means for calculating a ratio between the real part and the imaginary part, and a display means for displaying a ratio between the real part and the imaginary part. Here, the ratio calculating means calculates the ratio by dividing the real part by the imaginary part or by dividing the imaginary part by the real part.

【0006】上記構成によれば、受信信号が例えば直交
検波などによって複素信号に変換され、その複素信号の
実数部と虚数部の比が演算される。その比は、生体組織
の性状を表すものであると認められ、本発明によれば従
来の超音波診断装置では表示できない新しい情報を提供
可能である。
According to the above configuration, the received signal is converted into a complex signal by, for example, quadrature detection, and the ratio between the real part and the imaginary part of the complex signal is calculated. It is recognized that the ratio indicates the property of the living tissue, and according to the present invention, it is possible to provide new information that cannot be displayed by the conventional ultrasonic diagnostic apparatus.

【0007】[超音波の反射に関わるモデリング]以下
に、超音波の反射に関わるモデリングについて説明し、
受信信号の位相及び振幅が媒質とどのような関係にある
のか明らかにする。
[Modeling related to reflection of ultrasonic waves] The modeling related to reflection of ultrasonic waves will be described below.
Clarify how the phase and amplitude of the received signal are related to the medium.

【0008】(1)従来の考え方 異なる音響特性を有する2つの音響媒質[0]、[1]が接合
され、その境界面からの超音波の反射を考える。各媒質
における密度及び音速をそれぞれρ0,ρ1,c0,c1
定義すれば、各媒質の固有音響インピーダンスZ0、Z1
は、
(1) Conventional Concept Two acoustic media [0] and [1] having different acoustic characteristics are joined, and reflection of ultrasonic waves from the boundary surface is considered. If the density and the sound velocity in each medium are defined as ρ 0 , ρ 1 , c 0 , c 1 , respectively, the specific acoustic impedances Z 0 , Z 1 of each medium
Is

【数1】 と表される。その境界面における音圧の反射係数R
pは、
(Equation 1) It is expressed as Reflection coefficient R of sound pressure at the boundary surface
p is

【数2】 と表される。そして、入射音圧をPinとすれば受信音圧
rは、
(Equation 2) It is expressed as Then, the incident sound pressure P in Tosureba received sound pressure P r is,

【数3】 と表される。(Equation 3) It is expressed as

【0009】この従来のモデリングによれば、媒質間で
の固有音響インピーダンスのわずかな変化を反映して、
受信信号の強度は、固有音響インピーダンスの差が大き
いところでより強いことになる。また、反射係数の正負
は、超音波の反射の際の位相の回転方向を表すものであ
り、固有音響インピーダンスの大きな媒質から小さな媒
質へ超音波が進入する際、その境界面では、超音波は反
転して反射するものと考えられる。
According to this conventional modeling, reflecting a slight change in the specific acoustic impedance between the media,
The strength of the received signal will be stronger where the difference in intrinsic acoustic impedance is large. The sign of the reflection coefficient indicates the direction of rotation of the phase when the ultrasonic wave is reflected.When the ultrasonic wave enters from a medium having a large specific acoustic impedance to a medium having a small specific acoustic impedance, the ultrasonic wave is It is considered that the light is inverted and reflected.

【0010】しかしながら、この従来のモデリングで
は、異なる2つの媒質が接する境界面に平面進行波が進
入することを前提としており、また、波が進入する媒質
1が無限遠に続くという条件が前提となる。
However, in this conventional modeling, it is assumed that a plane traveling wave enters a boundary surface where two different media are in contact with each other, and a condition that the medium 1 into which the wave enters continues at infinity. Become.

【0011】超音波診断において、実際の生体内では、
境界面は複雑に入り組んだものとなっており、一般に上
記のような理想的なモデリングを行うことはできない。
超音波の反射についても、より一般的な形で論じる必要
がある。そこで、以下のように、複素信号を利用したモ
デリングを導入する。
In ultrasonic diagnosis, in an actual living body,
The boundary surface is complicated and complicated, and it is generally impossible to perform the ideal modeling as described above.
Ultrasound reflections also need to be discussed in a more general way. Therefore, modeling using a complex signal is introduced as follows.

【0012】(2)複素信号による音響反射の考え方 ある媒質における波は、平面進行波とその逆方向の波の
合成であるから、互いに接合する媒質[0]及び媒質[1]に
おける音圧P0,1及び粒子速度v0,v1は、以下のよ
うに表される。
(2) Concept of acoustic reflection by complex signal Since a wave in a certain medium is a combination of a plane traveling wave and a wave in the opposite direction, the sound pressure P in the medium [0] and the medium [1] which are joined to each other is considered. 0, P 1 and the particle velocities v 0 , v 1 are expressed as follows.

【0013】[0013]

【数4】 但し、角周波数ωは一定とし、(Equation 4) However, the angular frequency ω is constant,

【数5】 はそれぞれ位相定数を表し、xは位置を表すものとす
る。
(Equation 5) Represents a phase constant, and x represents a position.

【0014】上記(A4)式におけるベクトルA0
0,A1,B1は、条件によって定まる複素定数であ
る。音圧および粒子速度は境界面において連続であるか
ら、
The vector A 0 ,
B 0 , A 1 , and B 1 are complex constants determined by conditions. Since sound pressure and particle velocity are continuous at the interface,

【数6】 という条件を与えることができる。したがって、以下の
ようになる。
(Equation 6) Condition can be given. Therefore, it becomes as follows.

【0015】[0015]

【数7】 音響インピーダンス密度は境界において連続であると考
えられるから、
(Equation 7) Since the acoustic impedance density is considered to be continuous at the boundary,

【数8】 が得られる。よって、境界における音圧の反射係数Rp
は、
(Equation 8) Is obtained. Therefore, the reflection coefficient R p of the sound pressure at the boundary
Is

【数9】 と表される。ここで、Z0は媒質[0]における固有音響イ
ンピーダンスであり、Z1Lは媒質[1]における媒質[0]と
の境界面における音響インピーダンス密度である。複素
定数A1,B1は、媒質[1]の他の境界条件が与えられな
ければ決まらない。
(Equation 9) It is expressed as Here, Z 0 is the intrinsic acoustic impedance of the medium [0], and Z 1L is the acoustic impedance density of the medium [1] at the interface with the medium [0]. The complex constants A 1 and B 1 cannot be determined unless other boundary conditions of the medium [1] are given.

【0016】上記(A9)式を更に検討する。複素数同
士の分数関数はやはり複素数となるから、
The above equation (A9) will be further studied. Since the fractional function between complex numbers is still a complex number,

【数10】 とおき、更に、(Equation 10) Toki, and

【数11】 とすれば、以下の式が導かれる。ただし、Z1aは入射側
である媒質[1]での音響インピーダンス密度であり、θ1
はその音響インピーダンス密度の位相成分を表してい
る。
[Equation 11] Then, the following equation is derived. Here, Z 1a is the acoustic impedance density in the medium [1] on the incident side, and θ 1
Represents the phase component of the acoustic impedance density.

【0017】[0017]

【数12】 したがって、入力音圧Pinに対する反射音圧Prは以下
のようになる。
(Equation 12) Therefore, reflected sound pressure P r with respect to the input sound pressure P in is as follows.

【0018】[0018]

【数13】 これにより、反射信号の振幅Amp1および位相Arg1
は、それぞれ以下のように表される。
(Equation 13) Thereby, the amplitude Amp 1 and the phase Arg 1 of the reflected signal are obtained.
Are represented as follows.

【0019】[0019]

【数14】 ここで、媒質[1]側に平面進行波しか存在しない場合に
は、上記(A8)式において、B1=0であるから、Z
1a=ρ11=Z1となり、(A13)式は(A3)式と
同じになることがわかる。
[Equation 14] Here, when only a plane traveling wave exists on the medium [1] side, since B 1 = 0 in the above formula (A8), Z
1a = ρ 1 c 1 = Z 1 , and it can be seen that the expression (A13) is the same as the expression (A3).

【0020】上記の(A14)式及び(A15)式の示
すところは、反射信号は単に固有音響インピーダンスの
変化分を反映するのではなく、境界条件によって変化す
る音響インピーダンス密度Z1Lの違いを反映するという
ことである。
The expressions (A14) and (A15) show that the reflected signal does not simply reflect the change in the specific acoustic impedance, but reflects the difference in the acoustic impedance density Z 1L that changes according to the boundary conditions. That is to do.

【0021】要するに、反射信号の振幅及び反射信号の
位相回転(位相差)は、音響反射を生じる境界での音響
インピーダンス密度の相違に依存する。換言すれば、受
信信号には、音響インピーダンス密度に関わる情報が内
包されている。
In short, the amplitude of the reflected signal and the phase rotation (phase difference) of the reflected signal depend on the difference in acoustic impedance density at the boundary where acoustic reflection occurs. In other words, the information related to the acoustic impedance density is included in the received signal.

【0022】(3)上記のモデリングの検討 ところで、(A9)式を図形的に解釈すると、図1のよ
うな図形が得られる。ここで、Z1Lを固定して考える。
(A9)式の分子[Z1L−Z0]は、実軸上で−Z0だけ変
移した点を中心として半径|Z1L|の円周上を動く。
(A9)式の分母[Z1L+Z0]は実軸上で+Z0だけ変移
した点を中心として半径|Z1L|の円周上を動く。(A
9)式の絶対値を考えると、分母及び分子は、原点か
ら、各円と虚数値が一定の直線に交わる点(交点)まで
の距離として表される。そして、位相はそれぞれの位相
の差として与えられることがわかる。
(3) Examination of the above modeling By the way, when the equation (A9) is interpreted graphically, a graphic as shown in FIG. 1 is obtained. Here, it is assumed that Z 1L is fixed.
(A9) molecule [Z 1L -Z 0] of the equation, the radius about a point that is displaced by -Z 0 on the real axis | moves circumferential upper | Z 1L.
The denominator [Z 1L + Z 0 ] in the equation (A9) moves on the circumference of the radius | Z 1L | about the point shifted by + Z 0 on the real axis. (A
Considering the absolute value of the expression 9), the denominator and the numerator are expressed as a distance from the origin to a point (intersection) at which each circle and an imaginary value intersect a certain straight line. Then, it can be seen that the phase is given as a difference between the respective phases.

【0023】実際に(A13)式、(A15)式に数値
を代入して計算すると、反射係数の大きさ及び位相は以
下の各図のように表される。
When the numerical values are actually substituted into the expressions (A13) and (A15) and calculated, the magnitude and phase of the reflection coefficient are expressed as shown in the following figures.

【0024】図2は、各Z1aに関し、反射係数の変化を
複素平面上でみたものである。ただし、(A13)式に
おいて反射信号は規格化されており、またPin=1とな
っている。図3は、Z1aに対する反射係数の絶対値を各
θ値についてみたものである。また図4、図5は、θ1
に対する振幅特性および位相特性をそれぞれ表してい
る。上述したように、音響インピーダンス密度の変化に
対し、反射振幅あるいは反射位相が変化する。
FIG. 2 shows the change in the reflection coefficient of each Z 1a on a complex plane. However, in equation (A13), the reflected signal is standardized, and P in = 1. Figure 3 is a tried with the absolute value of the reflection coefficient for Z 1a each θ value. 4 and 5 show θ 1
Respectively represent the amplitude characteristic and the phase characteristic. As described above, the reflection amplitude or the reflection phase changes with the change in the acoustic impedance density.

【0025】なお、もう一度、音響インピーダンス密度
について考えてみる。
The acoustic impedance density will be considered again.

【0026】[0026]

【数15】 とおくと、(Equation 15) After all,

【数16】 となる。図4では、音響インピーダンス密度の位相θ1
が−π/2以下のときあるいはπ/2以上のときに、反
射係数が1を越え、入射音圧よりも反射音圧のほうが大
きくなってしまう。(A17)式からわかるように、こ
のような状態を与える条件は、音響インピーダンス密度
の実数部が負となるときであり、すなわち、a<bのと
きである。これは媒質[1]において進行波よりも後退波
のほうが大きいということで、別の音源が存在しない限
りあり得ない。
(Equation 16) Becomes In FIG. 4, the phase θ 1 of the acoustic impedance density is shown.
Is less than -π / 2 or more than π / 2, the reflection coefficient exceeds 1, and the reflected sound pressure becomes larger than the incident sound pressure. As can be seen from equation (A17), the condition for providing such a state is when the real part of the acoustic impedance density is negative, that is, when a <b. This means that the backward wave is larger than the traveling wave in the medium [1], which is impossible unless another sound source exists.

【0027】(4)実数部、虚数部の比の演算 ところで、上記(A15)式で求めた位相角は、Z1a
よびθ1を反映したものである。ここで、Z1aおよびθ1
を検出する目的であれば、必ずしも位相差の演算は不要
である。つまり、実数部、虚数部の比によって、生体組
織の性状を表した新しい情報を得られる。以下の(B
1)式は虚数部I/実数部Rを表しており、以下の(B
2)式はその逆の実数部R/虚数部Iを表している。
(4) Calculation of ratio between real part and imaginary part The phase angle obtained by the above equation (A15) reflects Z 1a and θ 1 . Where Z 1a and θ 1
The calculation of the phase difference is not necessarily required for the purpose of detecting. That is, new information representing the properties of the living tissue can be obtained from the ratio between the real part and the imaginary part. The following (B
Equation (1) represents the imaginary part I / real part R, and the following (B)
Expression 2) expresses the opposite real part R / imaginary part I.

【0028】[0028]

【数17】 (B1)式及び(B2)式について、Z1aが1の近傍の
条件で計算を行うと、図6及び図7のグラフを得られ
る。図6の横軸はθ1を表しており、その縦軸は(B
1)式の計算値を表している。図7の横軸はZ1aを表し
ており、その縦軸は(B2)式の計算値を表している。
図6に示されるように、θ1に対してはRIRが良い相関
を示し、図7に示されるように、Z1aに対してRRIが良
い相関を示している。よって、実数部及び虚数部の比を
もって生体組織の性状を表すことが可能である。
[Equation 17] When the equations (B1) and (B2) are calculated under the condition that Z 1a is close to 1, the graphs of FIGS. 6 and 7 are obtained. The horizontal axis of FIG. 6 represents θ 1 , and the vertical axis thereof is (B
1) represents the calculated value of the equation. The horizontal axis in FIG. 7 represents Z 1a , and the vertical axis represents the calculated value of equation (B2).
As shown in FIG. 6, for the theta 1 shows the correlation good R IR, as shown in FIG. 7, R RI indicates a good correlation to Z 1a. Therefore, the properties of the living tissue can be represented by the ratio between the real part and the imaginary part.

【0029】ここで、更に注目すべきことは、上述した
(A14)とは異なり、(B1)式及び(B2)式に
は、入力音圧Pinの成分が含まれていないことである。
[0029] It has now, should be further noted that, unlike the above-described (A14), is that the (B1) to the equation and (B2) formula, contains no component of the input sound pressure P in.

【0030】一般に、現在使用されている超音波診断装
置には、60〜90dBのダイナミックレンジが要求さ
れている。通常のシステムでは、これを実現するために
受信信号に対してLogAmpなどによる非線形処理を
施し信号の振幅を圧縮している。ところが図4、図5に
見られるように、十分に弱い反射信号が得られるときに
は対象となる媒質の音響インピーダンス密度の大きさZ
1aは、周辺媒質の固有音響インピーダンスZ0に近い値
となり、位相は零近辺である。生体組織各部の固有音響
インピーダンスは、その実測値から見ると、数%からせ
いぜい十数%の範囲でしか変動しない。それゆえ、受信
信号のダイナミックレンジも数dBですむはずである。
この矛盾は、従前の超音波診断装置による計測結果が生
体内の固有音響インピーダンスの変化を直接反映してい
ないことから生じている。反射信号の強度には、そこに
入力する入射音圧Pinが積算されており、従前の超音波
診断装置は、この変化をとらえていると考える方が妥当
である。特定組織に入射する音圧は、そこに音が到達す
るまでの結果として決めるため、一般に深くなるほど弱
まるのは当然である。たとえ同じ深さであっても、そこ
に到達するまでの媒質の状況は部位によって大きく異な
り、しかもその部位までの状況が積分されて影響するた
めに、結果的にPinの部位ごとに非常に大きな差異を生
じるものと思われる。数十dBものダイナミックレンジ
は、むしろPinの変動幅に対応したものであると考えら
れる。
In general, a currently used ultrasonic diagnostic apparatus requires a dynamic range of 60 to 90 dB. In an ordinary system, to achieve this, the received signal is subjected to non-linear processing such as LogAmp to compress the signal amplitude. However, as shown in FIGS. 4 and 5, when a sufficiently weak reflected signal is obtained, the magnitude Z of the acoustic impedance density of the target medium is obtained.
1a becomes a value close to specific acoustic impedance Z 0 of the peripheral medium, the phase is near zero. The intrinsic acoustic impedance of each part of the living tissue varies from several percent to at most ten and several percent when viewed from the measured values. Therefore, the dynamic range of the received signal should be only a few dB.
This inconsistency arises from the fact that the measurement result obtained by the conventional ultrasonic diagnostic apparatus does not directly reflect a change in the specific acoustic impedance in the living body. The intensity of the reflected signals are integrated incident sound pressure P in the inputted thereto, conventional ultrasonic diagnostic apparatus, it is better thought of as captured this change is reasonable. Since the sound pressure incident on a specific tissue is determined as a result until the sound reaches the specific tissue, it is natural that the sound pressure generally decreases as the sound depth increases. Even if the same depth, varies greatly situations sites medium to reach there, yet in order to influence situation is integrated up to the site, resulting in very each site of P in It seems to make a big difference. Tens dB ones the dynamic range is rather considered to be corresponding to the fluctuation range of P in.

【0031】これに対し、(B1)式及び(B2)式で
は、Pinが消去されており、したがって、Z1aおよびθ
1の変化が直接反映するものである。これにより、最終
表示段階で要求されるダイナミックレンジを削減でき、
むしろインピーダンスの変化量が十分に小さいことを考
慮すると、(B1)式及び(B2)式の計算値を表示す
る際には、圧縮するのではなく拡大する必要がある。
[0031] In contrast, in the formula (B1) and (B2) type, and P in is erased, therefore, Z 1a and θ
The change of 1 directly reflects. This reduces the dynamic range required in the final display stage,
Rather, considering that the amount of change in impedance is sufficiently small, when displaying the calculated values of the equations (B1) and (B2), it is necessary to expand, rather than compress, the values.

【0032】なお、数十dBのダイナミックレンジは、
表示系以前に音響減衰があることによる要求であるか
ら、実数部及び虚数部のそれぞれについても、やはり数
十dBのダイナミックレンジが基本的に必要となる。
The dynamic range of several tens of dB is
Since this is a request due to the presence of sound attenuation before the display system, a dynamic range of several tens of dB is basically required for each of the real part and the imaginary part.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0034】図8には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図8はその全体構成を
示すブロック図である。
FIG. 8 shows a preferred embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 8 is a block diagram showing the entire configuration.

【0035】探触子10は生体表面に当接して用いら
れ、または体腔内に挿入して用いられる超音波探触子で
あり、この探触子10によって超音波の送波及び受波が
行われる。超音波ビームが電子走査されることにより、
二次元エコーデータ取込み領域が形成される。この場
合、その電子走査方式としては例えば電子リニア走査や
電子セクタ走査が挙げられる。もちろん、本発明はいわ
ゆるメカニカルスキャンが行われる場合にも適用可能で
ある。
The probe 10 is an ultrasonic probe used in contact with the surface of a living body or inserted into a body cavity, and the probe 10 transmits and receives ultrasonic waves. Will be By electronic scanning of the ultrasonic beam,
A two-dimensional echo data capturing area is formed. In this case, examples of the electronic scanning method include an electronic linear scanning and an electronic sector scanning. Of course, the present invention is also applicable to a case where a so-called mechanical scan is performed.

【0036】探触子10には送信器12が接続されてい
る。この送信器12から探触子10へ送信信号が供給さ
れる。また、探触子10には、受信器14が接続されて
いる。この受信器14によって受信信号に対する増幅な
どの処理がなされる。
A transmitter 12 is connected to the probe 10. A transmission signal is supplied from the transmitter 12 to the probe 10. Further, a receiver 14 is connected to the probe 10. The receiver 14 performs processing such as amplification on the received signal.

【0037】直交検波回路16は、受信器14から出力
される受信信号を複素信号に変換する回路である。具体
的には、直交検波回路16は、受信信号に対して互いに
90度位相の異なる2つの参照信号を混合する2つのミ
キサ18,20と、それらのミキサから出力される信号
のうちベースバンド領域内における信号成分を抽出する
ローパスフィルタ(LPF)22,24と、で構成され
る。この直交検波回路16自体は公知の回路である。
The quadrature detection circuit 16 is a circuit for converting a received signal output from the receiver 14 into a complex signal. Specifically, the quadrature detection circuit 16 includes two mixers 18 and 20 for mixing two reference signals having phases different from each other by 90 degrees with respect to the received signal, and a baseband region of the signals output from the mixers. And low-pass filters (LPFs) 22 and 24 for extracting signal components in the inside. The quadrature detection circuit 16 itself is a known circuit.

【0038】直交検波回路16から出力される複素信号
は2つの除算器26,28に入力されている。具体的に
は、複素信号を構成する実数部及び虚数部がそれぞれ除
算器26,28に入力されている。ここで、除算器26
は、虚数部Iによって実数部Rを割る回路であり、一
方、除算器28は実数部Rによって、虚数部Iを割る回
路である。すなわち、これらの除算器26,28は実数
部及び虚数部の比を演算する回路である。除算器26,
28から出力される信号は上述した(B1)式及び(B
2)式によって表されるものである。
The complex signal output from the quadrature detection circuit 16 is input to two dividers 26 and 28. Specifically, a real part and an imaginary part constituting the complex signal are input to dividers 26 and 28, respectively. Here, the divider 26
Is a circuit for dividing the real part R by the imaginary part I, while the divider 28 is a circuit for dividing the imaginary part I by the real part R. That is, these dividers 26 and 28 are circuits for calculating the ratio between the real part and the imaginary part. Divider 26,
The signal output from the signal 28 is expressed by the above-described equation (B1) and
It is represented by the expression 2).

【0039】表示処理回路30には、除算器26及び2
8からの信号が入力され、表示処理回路30はいずれか
の信号を選択して表示装置32へ出力する。表示装置3
2では、実数部を虚数部で割った結果を表した断層画像
又は虚数部を実数部で割った結果を表した断層画像が表
示されることになる。
The display processing circuit 30 includes dividers 26 and 2
The display processing circuit 30 selects one of the signals and outputs the selected signal to the display device 32. Display device 3
In 2, the tomographic image representing the result obtained by dividing the real part by the imaginary part or the tomographic image representing the result obtained by dividing the imaginary part by the real part is displayed.

【0040】図9には、他の実施形態に係る要部構成が
示されている。直交検波回路16から出力される実数部
R及び虚数部Iはそれぞれ切換器34に入力され、その
切換器34から除算器36に対して分子と分母に相当す
る信号が出力されている。例えば、R/Iを演算させる
場合には、切換器34から分子としてRが出力されかつ
分母としてIが出力される。一方、I/Rの演算を行わ
れる場合には、切換器34から分子としてIが出力され
かつ分母としてRが出力されることになる。除算器36
の除算結果は表示処理回路30を介して表示装置32に
出力され、これによって選択された除算結果がBモード
画像又はMモード画像として表示されることになる。
FIG. 9 shows a main part configuration according to another embodiment. The real part R and the imaginary part I output from the quadrature detection circuit 16 are respectively input to a switch 34, which outputs signals corresponding to a numerator and a denominator to a divider 36. For example, when calculating R / I, R is output from the switch 34 as the numerator and I is output as the denominator. On the other hand, when the I / R operation is performed, I is output from the switch 34 as the numerator and R is output as the denominator. Divider 36
Is output to the display device 32 via the display processing circuit 30, and the selected division result is displayed as a B-mode image or an M-mode image.

【0041】以上の超音波診断装置によれば、従来の超
音波診断装置では得られない実数部と虚数部の比を超音
波画像として表示できるので、新しい疾病診断情報を提
供できるという利点がある。特に、その実数部及び虚数
部の比は組織の性状を表すものであることが確認されて
おり、疾病診断精度を向上できるという効果を得られ
る。なお、R/Iの画像かI/Rの画像かをユーザー選
択するための入力部などを設けてもよい。また、それら
の2つの画像を並列して画像表示させるようにしてもよ
い。あるいは2つの画像を所定の色相をもって区別し、
かつそれらの合成表示を行ってもよい。あるいは、従来
のBまたは、M画像の(√(I2+Q2))にオーバーレ
イ表示を行ってもよい。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus described above, the ratio of the real part to the imaginary part, which cannot be obtained by the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, can be displayed as an ultrasonic image, so that there is an advantage that new disease diagnostic information can be provided. . In particular, it has been confirmed that the ratio between the real part and the imaginary part represents the properties of the tissue, and the effect of improving the accuracy of disease diagnosis can be obtained. Note that an input unit or the like may be provided for the user to select an R / I image or an I / R image. Further, the two images may be displayed in parallel. Alternatively, two images are distinguished by a predetermined hue,
In addition, a composite display thereof may be performed. Alternatively, an overlay display may be performed on (√ (I 2 + Q 2 )) of the conventional B or M image.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実数部及び虚数部の比を超音波画像として表示でき、こ
れによって組織の性状を表す新しい情報を疾病診断情報
として提供できるという利点がある。
As described above, according to the present invention,
There is an advantage that the ratio between the real part and the imaginary part can be displayed as an ultrasonic image, and thereby new information representing the tissue properties can be provided as disease diagnosis information.

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

【図1】 反射係数を表す計算式における分子と分母の
関係を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a numerator and a denominator in a calculation expression representing a reflection coefficient.

【図2】 反射係数の計算値を表す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a calculated value of a reflection coefficient.

【図3】 反射係数の計算値を表す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a calculated value of a reflection coefficient.

【図4】 振幅特性の計算値を表す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing calculated values of amplitude characteristics.

【図5】 位相特性の計算値を表す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing calculated values of phase characteristics.

【図6】 虚数部を実数部で割った場合における計算結
果を表した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a calculation result when an imaginary part is divided by a real part.

【図7】 実数部を虚数部で割った場合における計算結
果を表した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a calculation result when a real part is divided by an imaginary part.

【図8】 本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示
すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図9】 本発明に係る超音波診断装置の他の実施形態
の要部構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a main configuration of another embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【符号の説明】 10 探触子、12 送信器、14 受信器、16 直
交検波回路、26,28 除算器、30 表示処理回
路、32 表示装置。
[Description of Signs] 10 probe, 12 transmitter, 14 receiver, 16 quadrature detection circuit, 26, 28 divider, 30 display processing circuit, 32 display device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正夫 東京都三鷹市牟礼6丁目22番1号 アロカ 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masao Kobayashi Aloka Co., Ltd. 6-22-1, Mury, Mitaka-shi, Tokyo

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超音波の送受波により得られた受信信号
を複素信号に変換する複素信号変換手段と、 前記複素信号の実数部と虚数部の比を演算する比演算手
段と、 前記実数部と虚数部の比を表示する表示手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
1. A complex signal conversion means for converting a reception signal obtained by transmission and reception of an ultrasonic wave into a complex signal, a ratio calculation means for calculating a ratio between a real part and an imaginary part of the complex signal, and the real part And a display means for displaying a ratio of an imaginary part and an ultrasonic diagnostic apparatus.
【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記比演算手段は、実数部を虚数部で割ることを特徴と
する超音波診断装置。
2. An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said ratio calculating means divides a real part by an imaginary part.
【請求項3】 請求項1記載の装置において、 前記比演算手段は、虚数部を実数部で割ることを特徴と
する超音波診断装置。
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein said ratio calculating means divides an imaginary part by a real part.
JP28155597A 1997-10-15 1997-10-15 Ultrasonograph Pending JPH11113896A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8303504B2 (en) 2007-08-23 2012-11-06 Fujifilm Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus

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