JPH11123191A - Ultrasonic diagnostic system - Google Patents

Ultrasonic diagnostic system

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JPH11123191A
JPH11123191A JP878998A JP878998A JPH11123191A JP H11123191 A JPH11123191 A JP H11123191A JP 878998 A JP878998 A JP 878998A JP 878998 A JP878998 A JP 878998A JP H11123191 A JPH11123191 A JP H11123191A
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JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
scanning line
reception
predetermined
diagnostic apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP878998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Watanabe
一宏 渡辺
Akira Shinami
章 司波
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve spatial resolution by generating a second reception signal along a prescribed scanning line from a first reception signal along plural different scanning lines obtained by a transmission/reception means so as to output an image. SOLUTION: Based on an inputted scanning line switching signal and a control clock, a counter 2050 prepares three scanning lines L0 to L2, for example. Their scanning line data is written in each scanning line data FIFO 2051 to 2053 and sent to a displacement arithmetic part 2054 and a second order differential arithmetic part 2055 to obtain the displacement (d) of a target. In addition, target intensity is obtained. Then, a noticing scanning line such as displacement data (d) on L1 is inputted to a high resolution making differential luminance arithmetic part 2064 to execute prescribed arithmetic processing here to generate new scanning line data expressing a received ultrasonic beam with a small beam diameter. Thereby, small spatial separation is executed to improve the spatial resolution.

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、被検体内に送信さ
れその被検体内で反射して戻ってきた超音波を受信して
受信信号を得、その受信信号に基づく画像を生成する超
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 wave for receiving an ultrasonic wave transmitted into a subject, reflected from the subject and returned, obtains a received signal, and generates an image based on the received signal. It relates to a diagnostic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】被検体、特に人体内に超音波を送信し被
検体内の各組織で反射して戻ってきた超音波を受信して
その受信信号による被検体内の画像を生成する超音波診
断装置が、従来から、被検体内部の疾患の診断に役立て
られている。図15は、超音波診断装置を用いて、被検
体内のある一点にターゲット(超音波反射体)が存在す
る場合の、そのターゲットの像を得る様子を示す模式図
である。
2. Description of the Related Art An ultrasonic wave which transmits an ultrasonic wave to a subject, particularly a human body, receives an ultrasonic wave reflected and returned from each tissue in the subject, and generates an image of the inside of the subject based on the received signal. 2. Description of the Related Art A diagnostic device has been conventionally used for diagnosing a disease inside a subject. FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a state in which an image of a target (ultrasonic reflector) is obtained when a target (ultrasonic reflector) exists at a certain point in the subject using the ultrasonic diagnostic apparatus.

【0003】この超音波診断装置には、図15(a)に
示すように、所定の方向(図15の左右方向)に配列さ
れた多数の超音波振動子21が備えられており、これら
の超音波振動子21が被検体の体表にあてがわれ、ある
1回の超音波送受信のタイミングでは、そのタイミング
の超音波送受信のために設定されたある開口22に含ま
れる複数の超音波振動子を電気パルスで励振することに
より、被検体内に向けて超音波パルスが送信される。こ
の超音波送信に際し、開口22に含まれる複数の超音波
振動子それぞれを励振するタイミングを調整しさらにそ
れら複数の超音波振動子それぞれを励振する励振強度
を、開口22に含まれる超音波振動子の配列の位置(配
列順位)を変数とする所定の重み付け関数23に従って
調整することにより、被検体内に、指向性を持った超音
波ビーム24が形成される。
As shown in FIG. 15A, this ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a number of ultrasonic transducers 21 arranged in a predetermined direction (horizontal direction in FIG. 15). The ultrasonic transducer 21 is applied to the body surface of the subject, and at one ultrasonic transmission / reception timing, a plurality of ultrasonic vibrations included in a certain opening 22 set for the ultrasonic transmission / reception at that timing. By exciting the probe with an electric pulse, an ultrasonic pulse is transmitted toward the inside of the subject. In transmitting the ultrasonic waves, the excitation intensity for exciting each of the plurality of ultrasonic transducers included in the opening 22 is adjusted, and the excitation intensity for exciting each of the plurality of ultrasonic transducers is changed to the ultrasonic oscillator included in the opening 22. Is adjusted in accordance with a predetermined weighting function 23 using the position of the array (array order) as a variable, thereby forming a directional ultrasonic beam 24 in the subject.

【0004】被検体内で反射して戻ってきた超音波は、
開口22を構成する複数の超音波振動子それぞれで受信
され、それらの受信信号それぞれが重み付け関数23に
従ってそれぞれ増幅されるとともに、被検体内に延びる
超音波ビーム24に沿う方向の超音波反射信号が強調さ
れるように(これを、ここでは「受信超音波ビーム」を
形成する、と称する。これに対し、被検体内に送信され
た超音波ビームを「送信超音波ビーム」と称する。)、
相対的に遅延されるとともに互いに加算される。ここで
は相対的に遅延して互いに加算する処理を「整相加算」
と称する。
[0004] The ultrasonic wave reflected back in the subject is
Each of the plurality of ultrasonic transducers constituting the aperture 22 is received, and each of the received signals is amplified according to the weighting function 23, and the ultrasonic reflected signal in the direction along the ultrasonic beam 24 extending into the subject is obtained. As emphasized (this is referred to herein as forming a “received ultrasound beam”, whereas an ultrasound beam transmitted into the subject is referred to as a “transmitted ultrasound beam”).
They are relatively delayed and added together. Here, the process of adding each other with a relatively delay is referred to as “phasing addition”.
Called.

【0005】このような超音波送受信の過程を、超音波
振動子21の配列方向に開口22を順次移動させながら
繰り返す。開口22を順次移動させながら超音波の送受
信を繰り返す過程を「走査」と称する。尚、ここでは、
簡単のため送信開口と受信開口、送信の重み付け関数と
受信の重み付け関数、送信超音波ビームと受信超音波ビ
ームを特に区別せずに説明したが、それらは、送信側と
受信側とで異なっていてもよく、送信側と受信側とでそ
れぞれ適切に設定される。
The process of transmitting and receiving ultrasonic waves is repeated while sequentially moving the openings 22 in the direction in which the ultrasonic transducers 21 are arranged. The process of repeating transmission and reception of ultrasonic waves while sequentially moving the opening 22 is referred to as “scanning”. Here,
For simplicity, the transmission aperture and the reception aperture, the transmission weighting function and the reception weighting function, and the transmission ultrasonic beam and the reception ultrasonic beam have been described without distinction, but they are different between the transmission side and the reception side. Alternatively, the settings may be appropriately set on the transmission side and the reception side.

【0006】上記の走査の過程において得られた、複数
本の受信超音波ビームを表す複数の受信信号の強度を輝
度として表示することにより、被検体内の画像を得るこ
とができる。ここでは、被検体内に唯一のターゲットが
存在する場合について考察しており、超音波ビーム24
(ここでは送信超音波ビームと受信超音波ビームとの双
方)が指向性を有することから、走査の過程で設定され
る各開口についての受信信号の強度は、図15(b)に
示すような各値を示す。ここではそれらの信号強度分布
を「ビームプロファイル」と称する。
[0006] By displaying the intensities of a plurality of received signals representing a plurality of received ultrasonic beams obtained in the above scanning process as luminance, an image of the inside of the subject can be obtained. Here, the case where only one target exists in the subject is considered, and the ultrasonic beam 24
Since both the transmission ultrasonic beam and the reception ultrasonic beam have directivity, the intensity of the reception signal for each aperture set in the scanning process is as shown in FIG. Each value is shown. Here, those signal intensity distributions are referred to as “beam profiles”.

【0007】図15(c)は、このような信号強度分布
を持つ受信信号を輝度であらわした画像(ターゲット
像)である。
FIG. 15C shows an image (target image) in which a received signal having such a signal intensity distribution is represented by luminance.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のターゲット像の
寸法が小さいほど超音波診断装置の分解能が良好である
ことになるが、通常、このターゲット像の寸法は、ター
ゲット25自体の寸法と比べかなり大きく広がってい
る。従来、このターゲット像の寸法を決定づける受信信
号の強度分布(ビームプロファイル)は、開口22の寸
法と、重み付け関数23と、送受信される超音波の波長
λとで決まってしまい、従来これらの要素を最適に設定
するよう工夫がなされてきたもの、それ以上の分解能の
改善には限界があった。
The smaller the size of the target image, the better the resolution of the ultrasonic diagnostic apparatus. However, usually, the size of the target image is considerably larger than the size of the target 25 itself. It is widely spread. Conventionally, the intensity distribution (beam profile) of the received signal that determines the size of the target image is determined by the size of the aperture 22, the weighting function 23, and the wavelength λ of the transmitted / received ultrasonic wave. Although some efforts have been made to optimize the settings, there is a limit to further improvement in resolution.

【0009】また、従来、ターゲット25の位置を求め
る場合、被検体を走査して受信信号強度のピーク位置を
求めることによってそのターゲット25の超音波振動子
21の配列方向の位置を求めることが可能であるが、走
査の際に順次設定される開口の間隔が粗く、例えば図1
5(a)の左右方向について飛び飛びにしか開口が設定
されないと、真のピーク位置を検出することができず、
ターゲットの位置の検出精度が低下する結果となる。一
方、ターゲットの十分な位置検出精度を得るために開口
を細かく設定すると、超音波送受信を、その細かく設定
された開口の数に対応した回数だけ多数回行なう必要が
あり、被検体を一回走査するのに長時間を要し、フレー
ムレートが低下するという問題がある。
Conventionally, when the position of the target 25 is determined, the position of the target 25 in the array direction of the ultrasonic transducers 21 can be determined by scanning the subject and determining the peak position of the received signal intensity. However, the intervals of the openings sequentially set at the time of scanning are coarse.
If the openings are set only in the horizontal direction of 5 (a), the true peak position cannot be detected,
As a result, the detection accuracy of the target position is reduced. On the other hand, if the aperture is finely set in order to obtain sufficient target position detection accuracy, it is necessary to perform ultrasonic transmission and reception a number of times corresponding to the number of the finely set apertures, and scan the subject once. It takes a long time to perform the operation, and there is a problem that the frame rate is reduced.

【0010】また、上記と同様の現象は、一本の超音波
ビーム内、すなわちその超音波ビームの延びる方向(被
検体内の深さ方向)についても生じる。図16は、被検
体内のターゲットで反射して戻ってきた超音波の信号波
形およびその信号の処理過程を示す模式図である。被検
体内には、例えば図16(A)と同様なバースト波状の
超音波が送波され、そのバースト波状の超音波は被検体
内で反射されて戻ってくるが、ここでは被検体内に唯一
のターゲットが存在するものとし、その送信バースト波
がその唯一のターゲットで反射して超音波振動子に戻っ
てきた超音波もやはりバースト波となる。ここでは、図
16(A)は、このようにして反射して戻ってきた超音
波バースト波であるとし、この図16(A)に示す波形
の超音波が超音波振動子でピックアップされる。このよ
うにしてピックアップされた信号は対数増幅され、包絡
線検波されて、図16(B)に示す包絡線信号が得られ
る。次いでこの包絡線信号がA/D変換により量子化さ
れる。したがって、被検体内の唯一のターゲットから得
られた信号は、被検体内の深さ方向にもあるパルス幅を
持つことになり、深さ方向の分解能は、このパルス幅に
応じた分解能に制限されることになる。
[0010] The same phenomenon as described above also occurs in one ultrasonic beam, that is, in the direction in which the ultrasonic beam extends (the depth direction in the subject). FIG. 16 is a schematic diagram showing a signal waveform of an ultrasonic wave reflected and returned by a target in a subject and a process of processing the signal. In the subject, for example, a burst wave-like ultrasonic wave similar to that shown in FIG. 16A is transmitted, and the burst wave-like ultrasonic wave is reflected and returned inside the subject. It is assumed that there is only one target, and the ultrasonic wave whose transmitted burst wave is reflected by the single target and returns to the ultrasonic transducer also becomes a burst wave. Here, it is assumed that FIG. 16A shows the ultrasonic burst wave reflected and returned in this manner, and the ultrasonic wave having the waveform shown in FIG. 16A is picked up by the ultrasonic transducer. The signal picked up in this manner is logarithmically amplified and subjected to envelope detection to obtain an envelope signal shown in FIG. Next, this envelope signal is quantized by A / D conversion. Therefore, a signal obtained from only one target in the subject has a certain pulse width in the depth direction inside the subject, and the resolution in the depth direction is limited to a resolution corresponding to the pulse width. Will be done.

【0011】従来、この深さ方向の分解能を向上させる
ために、周波数の高い超音波を採用するなどの工夫がな
されてきたものの、例えば周波数の高い超音波は減衰が
はげしく被検体内の深い領域を観察することができない
などの制限があり、深さ方向の分解能に限界があった。
また、深さ方向についてターゲットの位置を求める場
合、受信信号強度のピーク位置(包絡線信号の頂点の位
置)を求めることによってそのターゲットの深さ方向の
位置を求めることが可能であるが、A/D変換のサンプ
リング間隔が粗いとバースト波の真のピーク位置を検出
することができず、ターゲットの位置の検出精度が低下
する結果となる。一方、ターゲットの十分な位置検出精
度を得るために、高速のA/D変換器を用いて、サンプ
リング間隔を十分細かく設定すると、データ量も増える
結果となり、高速のA/D変換器やデータの増大に伴う
メモリ容量の増大化に伴うコスト上昇が避けられないこ
とになる。
Conventionally, in order to improve the resolution in the depth direction, a high frequency ultrasonic wave has been devised. However, for example, a high frequency ultrasonic wave is greatly attenuated and a deep region in a subject is deep. And the resolution in the depth direction is limited.
When the position of the target in the depth direction is obtained, the position of the target in the depth direction can be obtained by obtaining the peak position of the received signal strength (the position of the vertex of the envelope signal). If the sampling interval of the / D conversion is coarse, the true peak position of the burst wave cannot be detected, resulting in a decrease in the target position detection accuracy. On the other hand, if the sampling interval is set sufficiently small using a high-speed A / D converter in order to obtain sufficient target position detection accuracy, the data amount will increase, and the high-speed A / D converter and data An increase in cost due to an increase in memory capacity accompanying the increase is inevitable.

【0012】本発明は、上記事情に鑑み、従来よりも空
間分解能を向上させることのできる超音波診断装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the spatial resolution as compared with the related art.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の超音波診断装置のうちの第1の超音波診断装置は、
被検体内に送信され被検体内で反射して戻ってきた超音
波を受信して被検体内に延びる所定の走査線に沿う第1
の受信超音波ビームをあらわす第1の受信信号を生成す
る過程を異なる複数本の走査線について順次繰り返す送
受信手段と、送受信手段により得られた異なる複数本の
走査線に沿う複数の第1の受信超音波ビームをあらわす
複数の第1の受信信号に基づいて所定の走査線に沿う第
2の受信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成
する演算を、異なる複数本の走査線について実行する演
算手段と、演算手段で得られた第2の受信信号に基づく
画像を出力する画像出力手段とを備えたことを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems A first ultrasonic diagnostic apparatus of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, which achieves the above object, comprises:
A first ultrasonic wave is received along the predetermined scanning line extending into the object after receiving the ultrasonic wave transmitted into the object and reflected in the object.
Transmitting and receiving means for sequentially repeating a process of generating a first received signal representing the received ultrasonic beam for a plurality of different scanning lines, and a plurality of first receiving means along the different plurality of scanning lines obtained by the transmitting and receiving means An operation of generating a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam along a predetermined scanning line based on a plurality of first reception signals representing an ultrasonic beam is executed for a plurality of different scanning lines. It is characterized by comprising a calculating means and an image output means for outputting an image based on the second received signal obtained by the calculating means.

【0014】ここで、演算手段は、被検体内の超音波反
射源の位置を求める演算を含む演算を実行することによ
り上記第2の受信信号を生成するものであってもよく、
その場合に、上記演算手段は、所定の走査線を挟む2本
の走査線に沿う2本の受信超音波ビームをあらわす2つ
の第1の受信信号に基づいて、被検体内の超音波反射源
の、その所定の走査線からの距離を求める演算を含む演
算を実行することにより、その所定の走査線に沿う第2
の受信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成す
るものであることが好ましい。
Here, the calculating means may generate the second received signal by executing a calculation including a calculation for determining the position of the ultrasonic reflection source in the subject.
In this case, the calculating means is configured to determine the ultrasonic reflection source in the subject based on two first reception signals representing two reception ultrasonic beams along two scanning lines sandwiching the predetermined scanning line. By performing an operation including an operation of calculating a distance from the predetermined scanning line, the second operation along the predetermined scanning line is performed.
It is preferable to generate a second reception signal representing the reception ultrasonic beam of the above.

【0015】また、上記演算手段は、上記第1の受信信
号があらわす第1の受信超音波ビームのビーム径よりも
細いビーム径を有する第2の受信超音波ビームをあらわ
す第2の受信信号を生成する演算を実行するものである
ことが好ましい。第1の受信超音波ビームのビーム径よ
りも細いビーム径を有する第2の超音波ビームをあらわ
す第2の受信信号を生成する場合に、上記演算手段が、
所定の走査線を含む複数本の走査線を横切る所定の横断
線上の、その所定の走査線の近隣における第1の受信信
号の変化に基づいて、その所定の走査線およびその所定
の走査線に隣接する走査線のうちの少なくとも一方の走
査線と上記所定の横断線との交点に関する前記第2の受
信信号に代えてその交点に関し新たな受信信号を採用す
るか否かを判定し、新たな受信信号を採用する条件が成
立したときにその交点に関し、上記第2の受信信号に代
えてその交点に関し新たな受信信号を採用するものであ
ることが好ましく、この場合、上記演算手段が、上記第
1の受信信号の、上記所定の横断線と上記所定の走査線
との交点におけるその所定の横断線に沿う方向の微分値
を求め、その微分値と所定のしきい値との大小比較を行
なうことにより、その所定の横断線と上記少なくとも一
方の走査線との交点に関する上記第2の受信信号に代え
てその交点に関し新たな受信信号を採用するか否かを判
定するものであることも好ましい形態である。
[0015] Further, the calculating means generates a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam having a beam diameter smaller than the beam diameter of the first reception ultrasonic beam represented by the first reception signal. It is preferable to execute the operation to be generated. When generating a second reception signal representing a second ultrasonic beam having a beam diameter smaller than the beam diameter of the first reception ultrasonic beam, the calculating means includes:
Based on a change in a first received signal in a vicinity of the predetermined scan line on a predetermined traversing line that crosses a plurality of scan lines including the predetermined scan line, the predetermined scan line and the predetermined scan line It is determined whether or not to adopt a new reception signal for the intersection of at least one of the adjacent scanning lines in place of the second reception signal for the intersection of the predetermined traverse line and the new intersection signal. It is preferable that a new reception signal is employed for the intersection when the condition for employing the reception signal is satisfied, instead of the second reception signal, and in this case, the arithmetic means A differential value of the first received signal in a direction along the predetermined transverse line at an intersection of the predetermined transverse line and the predetermined scan line is obtained, and a magnitude comparison between the differential value and a predetermined threshold value is performed. By doing It is also a preferable embodiment that it is determined whether or not to adopt a new received signal at the intersection of the predetermined intersection line with the intersection of the at least one scanning line instead of the second received signal. .

【0016】また、上記目的を達成する本発明の超音波
診断装置のうちの第2の超音波診断装置は、被検体内に
バースト波状に送信され被検体内で反射して戻ってきた
超音波を受信して被検体内に延びる所定の走査線に沿う
第1の受信超音波ビームをあらわす第1の受信信号を生
成する送受信手段と、上記送受信手段により得られた所
定の走査線に沿う第1の受信超音波ビームをあらわす第
1の受信信号に基づいてその所定の走査線に沿う第2の
受信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成する
演算を実行する演算手段と、演算手段で得られた第2の
受信信号に基づく画像を出力する画像出力手段とを備え
たことを特徴とする。
A second ultrasonic diagnostic apparatus among the ultrasonic diagnostic apparatuses of the present invention that achieves the above object is an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits a burst wave into the subject and reflects back in the subject. Transmitting and receiving means for generating a first reception signal representing a first reception ultrasonic beam along a predetermined scanning line extending into the subject, and receiving a first reception signal along the predetermined scanning line obtained by the transmission / reception means. Computing means for performing an operation of generating a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam along a predetermined scanning line based on a first reception signal representing one reception ultrasonic beam; and computation means And an image output means for outputting an image based on the second received signal obtained in (1).

【0017】ここで、演算手段は、被検体内の超音波反
射源の、上記所定の走査線に沿う方向の深さ位置を求め
る演算を含む演算を実行することにより上記第2の受信
信号を生成するものであってもよく、その場合に、上記
演算手段は、所定の走査線上の所定点を挟む、その所定
の走査線上の2点に関する第1の受信信号に基づいて、
被検体内の超音波反射源の、その所定の走査線に沿う方
向の、その所定点からの距離を求める演算を含む演算を
実行することにより、その所定の走査線に沿う第2の受
信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成するも
のであることが好ましい。
Here, the calculation means executes the calculation including the calculation of the depth position of the ultrasonic reflection source in the subject in the direction along the predetermined scanning line, thereby converting the second reception signal. May be generated, in which case, the calculating means interposes a predetermined point on a predetermined scanning line, based on first reception signals related to two points on the predetermined scanning line,
By performing an operation including an operation for obtaining a distance from the predetermined point in a direction along the predetermined scanning line of the ultrasonic reflection source in the subject, a second reception ultrasonic wave along the predetermined scanning line is performed. It is preferable to generate a second reception signal representing a sound beam.

【0018】また、上記演算手段は、走査線に沿う方向
について、上記第1の受信信号があらわす第1の受信超
音波ビームの分解能よりも高い分解能を有する第2の受
信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成する演
算を実行するものであることが好ましい。走査線に沿う
方向について、第1の受信超音波ビームの分解能よりも
高い分解能を有する第2の受信超音波ビームをあらわす
第2の受信信号を生成したときは、上記演算手段が、所
定の走査線上の、所定点の近隣における第1の受信信号
の変化に基づいて、その所定点を含む、その所定の走査
線上の所定点の近傍の点のうちの少なくとも一交点に関
する第2の受信信号に代えてその点に関し新たな受信信
号を採用するか否かを判定し、新たな受信信号を採用す
る条件が成立したときにその点に関する上記第2の受信
信号に代えてその点に関し新たな受信信号を採用するも
のであることが好ましく、この場合、上記演算手段が、
上記第1の受信信号の、上記所定点におけるその所定の
走査線に沿う方向の微分値を求め、その微分値と所定の
しきい値との大小比較を行なうことにより、その所定点
を含む、その所定の走査線上のその所定点の近傍の点の
うちの少なくとも一点に関する上記第2の受信信号に代
えてその点に関し新たな受信信号を採用するか否かを判
定するものであることも好ましい形態である。
The calculating means may include a second received ultrasonic beam having a higher resolution than a first received ultrasonic beam represented by the first received signal in a direction along the scanning line. It is preferable to execute an operation for generating the second received signal. When a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam having a higher resolution than the resolution of the first reception ultrasonic beam in the direction along the scanning line is generated, the arithmetic unit performs a predetermined scan. Based on a change in the first received signal in the vicinity of the predetermined point on the line, the second received signal relating to at least one of the points near the predetermined point on the predetermined scanning line, including the predetermined point, Instead, it is determined whether or not a new reception signal is to be adopted for that point, and when a condition for employing the new reception signal is satisfied, a new reception is made for that point in place of the second reception signal for that point. Preferably, a signal is adopted, and in this case, the arithmetic unit includes:
The first received signal, the differential value in the direction along the predetermined scanning line at the predetermined point is obtained, and by comparing the differential value with a predetermined threshold value, the predetermined point is included. It is also preferable to determine whether or not to adopt a new reception signal for the point in place of the second reception signal for at least one of the points near the predetermined point on the predetermined scanning line. It is a form.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、先ず、本発明の超音波診断
装置の実施形態に関する理論上の説明を行ない、次い
で、その実施形態の装置構成について説明する。図1
は、受信超音波のビームのビームプロファイルの模式図
である。ここでは、複数の走査線 …,L0,L1,L
2,… に沿って順次に超音波が送受信されるものと
し、複数の走査線 …,L0,L1,L2,… のピツ
チをh、ターゲットと、ここで着目している走査線L1
との間の距離をdとし、さらに、実際のビームプロファ
イルがガウシアン関数
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described theoretically, and then the configuration of the apparatus will be described. FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram of a beam profile of a received ultrasonic beam. Here, a plurality of scanning lines..., L0, L1, L
, L0, L1, L2,..., H, a target, and a scanning line L1 of interest here.
And the actual beam profile is a Gaussian function

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】に従うものとする。ここでxは、ターゲッ
トの位置を原点としたときの走査線の配列方向(図1の
左右方向)の距離をあらわしている。ターゲットの強度
をPとすれば、そのターゲットに起因する、走査線L
0,L1,L2に関する受信信号の振幅A,C,Bは、
それぞれ、
[0021] Here, x represents the distance in the arrangement direction of the scanning lines (the left-right direction in FIG. 1) when the position of the target is set as the origin. If the intensity of the target is P, the scanning line L caused by the target is
The amplitudes A, C, and B of the received signals for 0, L1, and L2 are
Each,

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】となる。(2)式と(4)式との比をとる
と、 B/A=e4adh ……(5) となる。(5)式の辺々の対数をとると、 ln(B)−ln(A)=4ahd ……(6) したがって d={ln(B)−ln(A)}/4ah ……(7) となる。ここでaは、(1)式に示すように、実際のビ
ームプロファイルを規定する値であって既知であり、h
は走査線間のピッチであってこれも既知である。したが
って、この(7)式は、走査線L0,L2に関する、対
数検波された受信信号どうしの差を求めることにより、
ターゲットの変位dを求めることができることをあらわ
している。
## EQU1 ## Taking the ratio of the equations (2) and (4), B / A = e 4adh (5) Taking the logarithm of each side of the equation (5), ln (B) -ln (A) = 4ahd (6) Therefore, d = {ln (B) -ln (A)} / 4ah (7) Becomes Here, a is a value that defines an actual beam profile and is known, as shown in Expression (1), and h is
Is the pitch between scan lines, which is also known. Therefore, this equation (7) is obtained by calculating the difference between the logarithmically detected received signals for the scanning lines L0 and L2.
This indicates that the displacement d of the target can be obtained.

【0024】また、ターゲットの強度Pは、上記のよう
にして求めたターゲットの変位dを用いて、
The target strength P is calculated by using the target displacement d obtained as described above.

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】のうちのいずれか1つの式で求められる。
以下では(10)式を用いる。このようにして、(7)
式よりターゲットの変位dが求められ、(10)式より
ターゲットの強度Pが求められると、新たな細いビーム
プロファイルg1 (x)に従ったときの着目走査線L1
に関する受信信号は、
It is determined by any one of the following equations.
Hereinafter, equation (10) is used. Thus, (7)
When the displacement d of the target is obtained from the expression and the intensity P of the target is obtained from the expression (10), the scanning line L1 of interest in accordance with the new narrow beam profile g 1 (x) is obtained.
The received signal for

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】で与えられる。実際のビームプロファイル
f(x)の1/k倍のビーム幅(分解能k倍)のビーム
プロファイルg1 (x)を得ようとすると、(11)式
は、
Given by If an attempt is made to obtain a beam profile g 1 (x) having a beam width 1 / k times the resolution of the actual beam profile f (x) (k times the resolution), equation (11) gives

【0029】[0029]

【数5】 (Equation 5)

【0030】となる。(12)式の辺々の対数をとる
と、 ln(Cc )=ln(C)−a(k2 −1)d2 ……(13) となる。すなわち、着目走査線L1に関する対数検波さ
れた振幅ln(C)からa(k2 −1)d2 を減ずるこ
とにより、分解能がk倍に高められた振幅ln(Cc
が求められる。
## EQU1 ## Taking the logarithm of each side of the expression (12), ln (C c ) = In (C) −a (k 2 −1) d 2 (13) That is, by subtracting a (k 2 −1) d 2 from the logarithmically detected amplitude ln (C) of the scan line L1 of interest, the amplitude ln (C c ) whose resolution has been increased k-fold.
Is required.

【0031】以上のような演算を行なうことにより、実
際の受信超音波ビーム(本発明の第1の超音波診断装置
にいう第1の受信超音波ビーム)のビームプロファイル
よりも細いビームプロファイルを持つ受信超音波ビーム
(本発明の第1の超音波診断装置にいう第2の受信超音
波ビームの一例)を生成することができる。尚、上記説
明では、着目走査線L1を挟む2本の走査線L0,L2
の信号に基づいて、着目走査線(L1)とターゲットと
の間の距離dを求めたが、着目走査線L1とターゲット
との間の距離dを求めるにあたり、必ずしも、その、着
目走査線L1を挟む2本の走査線の信号を用いる必要は
なく、任意の複数本の走査線の信号に基づいて任意の走
査線とターゲットとの間の距離を求めてもよい。
By performing the above calculation, a beam profile smaller than the beam profile of the actual received ultrasonic beam (the first received ultrasonic beam in the first ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention) is obtained. A received ultrasonic beam (an example of a second received ultrasonic beam in the first ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention) can be generated. In the above description, the two scanning lines L0 and L2 sandwiching the target scanning line L1 are described.
The distance d between the target scanning line (L1) and the target was obtained based on the signal of the above. However, in obtaining the distance d between the target scanning line L1 and the target, the target scanning line L1 was not necessarily used. It is not necessary to use the signals of the two scanning lines sandwiched therebetween, and the distance between any one of the scanning lines and the target may be determined based on the signal of any one of the plurality of scanning lines.

【0032】また、上記説明では、ビームプロファイル
がガウシアン関数に従うものとして説明したが、ビーム
プロファイルを規定する関数として他の関数を採用して
もよい。以上は、超音波ビームを横断する方向(図15
(a)の左右方向)に関する説明であるが、同様のこと
は、一本の超音波ビームの延びる方向(図15(a)の
上下方向、被検体内の深さ方向)に関しても成立する。
以下、この一本の超音波ビームの延びる方向に関し説明
する。
In the above description, the beam profile is assumed to follow the Gaussian function. However, another function may be adopted as a function for defining the beam profile. The above is the direction traversing the ultrasonic beam (FIG. 15).
Although the description is related to (left-right direction in FIG. 15A), the same holds true for the direction in which one ultrasonic beam extends (vertical direction in FIG. 15A, depth direction in the subject).
Hereinafter, the direction in which the one ultrasonic beam extends will be described.

【0033】図2は、被検体内のある一点のターゲット
で反射して戻ってきた超音波の、深さ方向のビームプロ
ファイル(バースト波のプロファイル(図16参照))
を示す模式図である。このビームプロファイル(バース
ト波のプロファイル)は、図16を参照して説明したよ
うに、被検体内にバースト波を送波し被検体内のある一
点のターゲットで反射して戻ってきたバースト波を受信
し、対波増幅、包絡線検波することにより得られるもの
であり、さらにA/D変換により、ディスクリートな各
点(各深さ位置)の信号に変換される。
FIG. 2 shows a beam profile in the depth direction of an ultrasonic wave reflected and returned from a certain point in the subject (burst wave profile (see FIG. 16)).
FIG. As described with reference to FIG. 16, the beam profile (burst wave profile) transmits the burst wave into the subject and reflects the burst wave returned by reflecting at a certain point in the subject. The signal is obtained by receiving, pair wave amplification, and envelope detection, and further converted into discrete signals at each point (each depth position) by A / D conversion.

【0034】ここでは、各時刻t0,t1,t2,…に
A/D変換によりサンプリングが行われたものとし、時
刻t0,t1,t2,…のピッチをΔとし、ターゲット
と、ここで着目しているサンプリング点t1との間の距
離をrとし、さらに、深さ方向のビームプロファイル
(バースト波のプロファイル)がガウシアン関数
Here, it is assumed that sampling is performed by A / D conversion at each of the times t0, t1, t2,..., The pitch of the times t0, t1, t2,. The distance from the sampling point t1 is defined as r, and the beam profile in the depth direction (burst wave profile) is represented by a Gaussian function.

【0035】[0035]

【数6】 (Equation 6)

【0036】に従うものとする。ここでzは、ターゲッ
トの位置を原点としたときの深さ方向(図2の左右方
向)の距離をあらわしている。尚、超音波は信号処理の
速度と比べ被検体内をゆっくりと進み、各サンプリング
時刻t0,t1,t2,…は、すなわち被検体内の各深
さ位置に対応している。
The following is assumed. Here, z represents the distance in the depth direction (the left-right direction in FIG. 2) when the position of the target is set as the origin. The ultrasonic wave travels slowly inside the subject compared to the speed of signal processing, and each sampling time t0, t1, t2,... Corresponds to each depth position in the subject.

【0037】ここで、ターゲットの強度をPとすれば、
そのターゲットに起因する、時刻t0,t1,t2,…
に関する受信信号の振幅D,E,Fは、それぞれ、
Here, assuming that the intensity of the target is P,
Times t0, t1, t2,... Resulting from the target.
The received signal amplitudes D, E, and F are

【0038】[0038]

【数7】 (Equation 7)

【0039】となる。(14)式と(16)式との比を
とると、
## EQU1 ## Taking the ratio of equations (14) and (16),

【0040】[0040]

【数8】 (Equation 8)

【0041】となる。(17)式の辺々の対数をとる
と、 ln(F)−ln(D)=4brΔ ……(18) したがって r={ln(F)−ln(D)}/4bΔ ……(19) となる。ここでbは、(13)式に示すように、実際の
超音波ビームの深さ方向のバースト波のプロファイルを
規定する値であって既知であり、Δはサンプルリング間
隔に対応した深さ方向の間隔であってこれも既知であ
る。したがってこの(19)式は、サンプリング点t
0,t2に関する、対数検波された受信信号どうしの差
を求めることにより、ターゲットの深さ方向の変位rを
求めることができることをあらわしている。。
## EQU1 ## Taking the logarithm of each side of the equation (17), ln (F) −ln (D) = 4brΔ (18) Therefore, r = {ln (F) −ln (D)} / 4bΔ (19) Becomes Here, b is a value that defines the actual profile of the burst wave in the depth direction of the ultrasonic beam as shown in Expression (13) and is known, and Δ is the depth direction corresponding to the sampling interval. Which is also known. Therefore, this equation (19) can be expressed as follows:
It shows that the displacement r in the depth direction of the target can be obtained by obtaining the difference between the logarithmically detected received signals with respect to 0 and t2. .

【0042】また、ターゲットの強度Pは、上記のよう
にして求めたターゲットの変位rを用いて、
The target strength P is calculated by using the target displacement r obtained as described above.

【0043】[0043]

【数9】 (Equation 9)

【0044】のうちのいずれか1つの式で求められる、
以下では(22)式を用いる。このようにして、(1
9)式よりターゲットの深さ方向の変位rが求められ、
(22)式よりターゲットの強度Pが求められると、新
たな、深さ方向に細いビームプロファイル(パルス幅の
狭いバースト波)g2 (z)に従ったときのサンプリン
グ点t1に関する受信信号は、
Which is obtained by any one of the following expressions:
Hereinafter, equation (22) is used. In this way, (1
The displacement r in the depth direction of the target is obtained from the equation 9), and
When the target intensity P is obtained from the equation (22), the received signal related to the sampling point t1 according to a new beam profile (burst wave with a narrow pulse width) g 2 (z) in the depth direction becomes

【0045】[0045]

【数10】 (Equation 10)

【0046】で与えられる、バースト波の実際のプロフ
ァイルf2 (z)の1/k倍のパルス幅(分解能k倍)
のバースト波プロファイルg2 (z)を得ようとすると
(23)式は、
The pulse width (resolution k times) of 1 / k times the actual profile f 2 (z) of the burst wave given by
When trying to obtain a burst wave profile g 2 (z) of the following equation (23),

【0047】[0047]

【数11】 [Equation 11]

【0048】となる。(24)式の辺々の対数をとる
と、 ln(Fc )=ln(F)−b(k2 −1)r2 ……(25) となる。すなわち、着目サンプリング点t1に関する対
数検波された振幅ln(F)からb(k2 −1)r2
減ずることにより、分解能がk倍に高められた振幅ln
(Fc )が求められる。
Is as follows. (24) Taking the sides s of the logarithm of the equation, the ln (F c) = ln ( F) -b (k 2 -1) r 2 ...... (25). That is, by subtracting b (k 2 -1) r 2 from the amplitude ln (F) of the logarithmic detection for the target sampling point t1, the amplitude ln whose resolution is increased by k times
(F c ) is required.

【0049】以上のような演算を行なうことにより、実
際の受信超音波ビーム(本発明の第2の超音波診断装置
にいう第1の受信超音波ビーム)を構成するバースト波
よりもパルス幅の狭いバースト波により構成される受信
超音波ビーム(本発明の第2の超音波診断装置にいう第
2の受信超音波ビームの一例)を生成することができ
る。
By performing the above-described calculation, the pulse width of the pulse wave is larger than that of the burst wave constituting the actual received ultrasonic beam (the first received ultrasonic beam in the second ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention). It is possible to generate a received ultrasonic beam (an example of a second received ultrasonic beam in the second ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention) constituted by a narrow burst wave.

【0050】尚、上記説明では、着目サンプリング点t
1を挟む2つのサンプリング点0,t2の信号に基づい
て、着目サンプリングt1とターゲットとの間の距離r
を求めたが、着目サンプリング点t1とターゲットとの
間の距離rを求めるにあたり、必ずしも、その、着目サ
ンプリング点t1を挟む2つのサンプリング点の信号を
用いる必要はなく、任意の複数のサンプリング点の信号
に基づいて、任意のサンプリング点とターゲットとの間
の深さ方向の距離を求めてもよい。
In the above description, the target sampling point t
The distance r between the target sampling t1 and the target is determined based on the signals of the two sampling points 0 and t2 sandwiching 1.
However, in obtaining the distance r between the target sampling point t1 and the target, it is not always necessary to use the signals of the two sampling points sandwiching the target sampling point t1, and The distance in the depth direction between an arbitrary sampling point and the target may be obtained based on the signal.

【0051】また、上記説明では、バースト波のプロフ
ァイルがガウシアン関数に従うものとして説明したが、
バースト波のプロファイルを規定する関数として他の関
数を採用してもよい。以上のように、超音波ビームを横
断する方向(図15(a)の左右方向)についても、超
音波ビームの延びる方向(図15(a)の上下方向、被
検体内の深さ方向)についても同様の原理を採用して分
解能を向上させることができる。
In the above description, the burst wave profile has been described as following the Gaussian function.
Another function may be adopted as a function defining the profile of the burst wave. As described above, with respect to the direction traversing the ultrasonic beam (the left-right direction in FIG. 15A), the direction in which the ultrasonic beam extends (the vertical direction in FIG. 15A and the depth direction in the subject) Can also improve the resolution by employing the same principle.

【0052】尚、以上では、各方向についてそれぞれ独
立に説明したが、それらの2方向について同時に演算を
行ない、両方向について同時に分解能を高めてもよい。
ところで、以上のようにしてビーム径の細い受信超音波
ビームや深さ方向に分解能を向上させた受信超音波ビー
ムを生成すると、分解能が向上する反面、いわゆるブラ
ックホールが目立つという問題がある。
In the above description, each direction has been described independently. However, the calculation may be performed simultaneously in these two directions to increase the resolution in both directions at the same time.
By the way, when a receiving ultrasonic beam having a small beam diameter or a receiving ultrasonic beam having an improved resolution in the depth direction is generated as described above, the resolution is improved, but there is a problem that a so-called black hole is conspicuous.

【0053】図3は、複数本の走査線とブラックホール
を含む画像を重ねて描いた模式図、図4は、図3に示す
複数の走査線を横切って延びる横断線A−A’に沿う走
査線データ(各受信信号の、各走査線と横断線A−A’
との交点における各データ)、あるいは図3にあらわす
一本の走査線Lに沿う走査線データ(その走査線に沿う
受信超音波ビームをあらわす受信信号の各サンプリング
点における各データ)を示すグラフである。
FIG. 3 is a schematic diagram in which an image including a plurality of scanning lines and a black hole is superimposed, and FIG. 4 is along a transverse line AA ′ extending across the plurality of scanning lines shown in FIG. Scan line data (each scan line and transverse line AA 'of each received signal)
3 is a graph showing scanning line data along one scanning line L shown in FIG. 3 (data at each sampling point of a received signal representing a received ultrasonic beam along the scanning line) shown in FIG. is there.

【0054】ブラックホールとは、被検体内で複雑に反
射、散乱する超音波どうしの干渉(スペックル干渉)に
より生じる、画像上にランダムにあらわれる‘黒点’を
いい、このブラックホールは、図3に示す通り、ほぼ円
形ないし楕円形をなし、ほとんどの場合、その円(楕
円)の中心を走査線が一本通り、横断線A−A’に沿う
方向の場合、その走査線の両側の走査線は、その円(楕
円)の外側を通っている。図4に示すように、ブラック
ホールの中央の走査線データは、その両側の走査線デー
タよりも値が小さく、谷になっている。また、走査線L
に沿う方向の場合、サンプリングの細かさによるが、横
断線A−A’に沿う方向のピッチ(走査線のピッチ)と
同様の細かさのピッチでサンプリングを行うものとする
と、やはりほとんどの場合、そのブラックホールの中心
にサンプリング点が1つ存在し、その両側のサンプリン
グ点はその円(楕円)の外側に存在する。
A black hole refers to a 'black spot' which appears randomly on an image and is caused by interference (speckle interference) between ultrasonic waves reflected and scattered in a subject in a complicated manner. As shown in FIG. 7, the scanning line is substantially circular or elliptical, and in most cases, one scanning line passes through the center of the circle (ellipse), and in the direction along the transverse line AA ′, scanning is performed on both sides of the scanning line. The line passes outside the circle (ellipse). As shown in FIG. 4, the scanning line data at the center of the black hole has a smaller value than the scanning line data on both sides of the black hole and has a valley. Also, the scanning line L
In the case of the direction along, depending on the fineness of the sampling, if sampling is performed at the same fine pitch as the pitch in the direction along the transverse line AA ′ (the pitch of the scanning line), again, in most cases, One sampling point exists at the center of the black hole, and the sampling points on both sides exist outside the circle (ellipse).

【0055】図5は、実際のビームプロファイルを持つ
受信超音波ビームを用いたときの走査線データ(元の走
査線データと称する)と、細いビーム径もしくは短いパ
ルス幅を有するビームプロファイルを持つ走査線データ
(新たな走査線データと称する)を示すグラフである。
新たな走査線データの場合、この図5に示すように、ビ
ーム径が細くなった分、あるいはパルス幅が短くなった
分、ブラックホールが拡がる傾向にあり、ブラックホー
ルが広がると画像上でそのブラックホールが目立ち、見
にくい画像となってしまう。
FIG. 5 shows scanning line data (referred to as original scanning line data) when a received ultrasonic beam having an actual beam profile is used, and scanning with a beam profile having a narrow beam diameter or a short pulse width. 5 is a graph showing line data (referred to as new scan line data).
In the case of new scanning line data, as shown in FIG. 5, the black hole tends to expand due to the decrease in the beam diameter or the decrease in the pulse width. Black holes are conspicuous, making the image difficult to see.

【0056】そこで、ここでは以下のようにしてブラッ
クホールを修正する。図6は、走査線データの二階微分
を示すグラフである。ブラックホールの位置は、被検体
の同じ深さ位置における走査線データの二階微分値、す
なわち図3に示す横断面線A−A’ないしは走査線Lに
沿う方向の走査線データの二階微分値を求めることによ
って検出できる。すなわち、ブラックホールでは、図6
に示すように、その二階微分値が正の大きな値をとるた
め、適当な閾値を設定してその二階微分値がその閾値を
越えるか否かを判定することにより、そのブラックホー
ルの位置を検出することができる。ここで走査線がL
0,L1,L2の順に並ぶものとし、各走査線L0,L
1,L2上の走査線データをそれぞれL0,L1,L2
であらわしたとき走査線L1における二階微分値はL2
+L0−2L1であらわされる。
Therefore, here, the black hole is corrected as follows. FIG. 6 is a graph showing the second derivative of the scanning line data. The position of the black hole is the second derivative of the scan line data at the same depth position of the subject, that is, the second derivative of the scan line data in the direction along the cross-sectional line AA ′ or the scan line L shown in FIG. It can be detected by asking. That is, in the black hole, FIG.
As shown in the above, since the second derivative takes a large positive value, the position of the black hole is detected by setting an appropriate threshold and determining whether or not the second derivative exceeds the threshold. can do. Here, the scanning line is L
0, L1, and L2, and each scanning line L0, L
Scan line data on L1, L2 and L2, respectively.
When the second differential value on the scanning line L1 is represented by L2
+ L0-2L1.

【0057】このようにしてブラックホールを検出し、
そのブラックホールの中心が存在す走査線(あるいはサ
ンプリング点)に隣接する2本の走査線上(あるいは2
つのサンプリング点)の走査線データの値を修正してそ
の部分の輝度が大きく下がらないようにしてやればブラ
ックホールの拡大を防止することができる。図7は、ブ
ラックホールの両端の走査線データの修正方法の説明図
である。
In this manner, a black hole is detected,
On two scanning lines (or two scanning lines) adjacent to the scanning line (or sampling point) where the center of the black hole exists.
If the value of the scanning line data at one sampling point) is corrected so that the luminance of that portion does not decrease significantly, the expansion of the black hole can be prevented. FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of correcting scanning line data at both ends of a black hole.

【0058】ここでは、上記のようにしてブラックホー
ルが検出されると、そのブラックホールの中心が存在す
る走査線(あるいはサンプリング点)に隣接する2本の
走査線上(あるいは2つのサンプリング点)の走査線デ
ータに関しては、細いビーム径(あるいは短かいパルス
幅)を実現する演算により求められた新たな走査線デー
タは採用せず、元の走査線データから一定値を減じた値
が採用される。具体的には図7にa,bで示す走査線デ
ータをそれぞれa−c,b−cに修正する。こうするこ
とによってブラックホールの端部の極端の輝度低下が抑
えられる。その他、細いビーム径(あるいは短かいパル
ス幅)を実現する演算により求められた新たな走査線デ
ータに代えて、元の走査線データに1以下の正の定数を
乗算した値を採用してもよい。この場合も同様にブラッ
クホール端部の極端な輝度低下を抑えることができる。
Here, when a black hole is detected as described above, two black scanning lines (or two sampling points) adjacent to the scanning line (or two sampling points) where the center of the black hole is located. As for the scan line data, a new scan line data obtained by an operation for realizing a narrow beam diameter (or a short pulse width) is not used, and a value obtained by subtracting a certain value from the original scan line data is used. . Specifically, the scanning line data indicated by a and b in FIG. 7 is corrected to ac and bc, respectively. By doing so, an extreme decrease in brightness at the end of the black hole can be suppressed. In addition, a value obtained by multiplying the original scanning line data by a positive constant of 1 or less may be used instead of the new scanning line data obtained by the operation for realizing the narrow beam diameter (or the short pulse width). Good. In this case as well, an extreme decrease in luminance at the end of the black hole can be similarly suppressed.

【0059】図8は、ブラックホール両端の走査線デー
タの修正方法の他の例の説明図である。ここでは、上記
と同様にしてブラックホールを検出した後、そのブラッ
クホール中心の走査線(あるいはサンプリング点)およ
びその走査線(あるいはサンプリング点)両側の隣接走
査線(あるいは隣接サンプリング点)に関し、その走査
線(あるいはサンプリング点)を挟む両側の走査線の走
査線データの平均値が採用される。具体的には、図8に
b,c,dで示す走査線データを、それぞれ(a+c)
/2,(b+d)/2,(c+e)/2に修正する。こ
のような修正を行なうと、ブラックホールの両端ばかり
でなく、ブラックホールの中心の輝度も上げられるた
め、さらに見やすい画像の提供が可能である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of another example of the method of correcting the scanning line data at both ends of the black hole. Here, after a black hole is detected in the same manner as above, the scanning line (or sampling point) at the center of the black hole and the adjacent scanning lines (or adjacent sampling points) on both sides of the scanning line (or sampling point) are obtained. The average value of the scanning line data of the scanning lines on both sides of the scanning line (or sampling point) is adopted. Specifically, the scanning line data indicated by b, c, and d in FIG.
/ 2, (b + d) / 2, (c + e) / 2. By performing such correction, not only both ends of the black hole but also the brightness of the center of the black hole can be increased, so that it is possible to provide a more easily viewable image.

【0060】以上で、本発明の実施形態に関する理論上
の説明を終了し、次に本発明の実施形態の装置構成につ
いて説明する。図9は、本発明の超音波診断装置の一実
施形態を示すブロック図である。ここでは先ず、このブ
ロック図を参照して、本実施形態の超音波診断装置の概
要について説明する。以下、各部の作用ないし機能の説
明はあとにまわし、先ずは、この超音波診断装置の構成
について説明する。
The above is the end of the theoretical description of the embodiment of the present invention. Next, the configuration of the device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. First, the outline of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment will be described with reference to this block diagram. Hereinafter, the operation or function of each unit will be described later, and first, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus will be described.

【0061】この超音波診断装置の本体部10は、大別
して、制御部100、信号処理部200、ディジタルス
キャンコンバータ部300、ドプラ処理部400、表示
制御部500、生体信号アンプ部600から構成されて
いる。制御部100は、CPU部101とビームスキャ
ン制御部102からなり、CPU部101には、操作パ
ネル701、一体的に構成されたタッチパネル702と
EL表示器703、およびフロッピィディスク装置70
4が接続されている。
The main body 10 of the ultrasonic diagnostic apparatus is roughly composed of a control section 100, a signal processing section 200, a digital scan converter section 300, a Doppler processing section 400, a display control section 500, and a biological signal amplifier section 600. ing. The control unit 100 includes a CPU unit 101 and a beam scan control unit 102. The CPU unit 101 includes an operation panel 701, an integrated touch panel 702 and an EL display 703, and a floppy disk device 70.
4 are connected.

【0062】また、信号処理部200は、送受信部20
1、受信ディレイ制御部202、ビームフォーマ部20
3、コントロールインターフェイス部204、演算部2
05、およびドプラシグナル処理部206から構成され
ており、コントロールインターフェイス部204と、送
受信部201、受信ディレイ制御部202、およびドプ
ラシグナル処理部206は、制御ライン207で結ばれ
ている。また、コントロールインターフェイス部204
と演算部205は制御ライン208で結ばれており、さ
らに、受信ディレイ制御部202とビームフォーマ部2
03は制御ライン209で結ばれている。信号処理部2
00を構成する送受信部201には、超音波プローブ2
0が、着脱自在に、ここでは最大4本まで接続される。
Further, the signal processing unit 200
1, reception delay control section 202, beamformer section 20
3. Control interface unit 204, arithmetic unit 2
The control interface unit 204 is connected to the transmission / reception unit 201, the reception delay control unit 202, and the Doppler signal processing unit 206 via a control line 207. Also, the control interface unit 204
And the arithmetic unit 205 are connected by a control line 208. Further, the reception delay control unit 202 and the beamformer unit 2
03 is connected by a control line 209. Signal processing unit 2
The transmitting and receiving unit 201 constituting the ultrasonic probe 2
0 is detachably connected here, up to a maximum of four.

【0063】また、ディジタルスキャンコンバータ部3
00には、白黒用スキャンコンバータ301、カラー用
スキャンコンバータ302、およびスクロール用スキャ
ンコンバータ303が備えられている。また、ドプラ処
理部400には、パルス/連続波ドプラ解析部401と
カラードプラ解析部402が備えられている。
The digital scan converter 3
00 is provided with a black-and-white scan converter 301, a color scan converter 302, and a scroll scan converter 303. Further, the Doppler processing unit 400 includes a pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and a color Doppler analysis unit 402.

【0064】さらに、表示制御部500は、ここでは1
つのブロックで示されており、この表示制御部500に
は、プリンタ705、VTR(ビデオテープレコーダ)
706、観察用テレビモニタ707、およびスピーカ7
08が接続されている。また、生体信号アンプ部600
も、表示制御部500と同様、ここでは1つのブロック
で示されており、この生体信号アンプ部600には、E
CG電極ユニット709、心音マイク710、および脈
波用トランスデューサ711が接続されている。
Further, the display control section 500 here
The display control unit 500 includes a printer 705 and a VTR (video tape recorder).
706, observation television monitor 707, and speaker 7
08 is connected. Also, the biological signal amplifier unit 600
Also, like the display control unit 500, it is shown here as one block.
The CG electrode unit 709, the heart sound microphone 710, and the pulse wave transducer 711 are connected.

【0065】さらに、この超音波診断装置には、電源部
800が備えられている。この電源部800は、商用電
源に接続され、この超音波診断装置各部に必要な電力を
供給する。また、本体部10は、CPUバス901を有
しており、このCPUバス901は、制御部100を構
成するCPU部101およびビームスキャン制御部10
2と、信号処理部200を構成するコントロールインタ
ーフェイス部204と、ディジタルスキャンコンバータ
部300を構成する白黒用スキャンコンバータ301、
カラー用スキャンコンバータ302、およびスクロール
用スキャンコンバータ303と、ドプラ処理部400を
構成するパルス/連続波ドプラ解析部401およびカラ
ードプラ解析部402と、さらに画像表示部500とを
接続している。また、この本体部10は、エコーバス9
02を有しており、このエコーバス902は、信号処理
部200を構成する演算部205で生成される画像デー
タを、ディジタルスキャンコンバータ部300に供給す
る。また、ドプラ処理部400を構成するパルス/連続
波ドプラ解析部401およびカラードプラ解析部402
で生成されたデータも、エコーバス902を経由してデ
ィジタルスキャンコンバータ部300に供給される。さ
らに、この本体部10は、ビデオバス903を有してお
り、このビデオバス903は、ディジタルスキャンコン
バータ部300を構成する白黒用スキャンコンバータ3
01、カラー用スキャンコンバータ302、およびスク
ロール用スキャンコンバータ303のいずれかで生成さ
れたビデオ信号を表示制御部500に伝達する。
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a power supply section 800. The power supply unit 800 is connected to a commercial power supply and supplies necessary power to each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus. The main unit 10 has a CPU bus 901. The CPU bus 901 is connected to the CPU 101 and the beam scan control unit 10 that constitute the control unit 100.
2, a control interface unit 204 constituting the signal processing unit 200, a black-and-white scan converter 301 constituting the digital scan converter unit 300,
The color scan converter 302 and the scroll scan converter 303, the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and the color Doppler analysis unit 402 included in the Doppler processing unit 400, and the image display unit 500 are connected. The main body 10 is provided with an echo bus 9.
The echo bus 902 supplies image data generated by the arithmetic unit 205 included in the signal processing unit 200 to the digital scan converter unit 300. Further, a pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and a color Doppler analysis unit 402 constituting the Doppler processing unit 400
Are also supplied to the digital scan converter unit 300 via the echo bus 902. Further, the main body 10 has a video bus 903, and the video bus 903 is used for the black and white scan converter 3 constituting the digital scan converter 300.
01, the video signal generated by one of the color scan converter 302 and the scroll scan converter 303 is transmitted to the display control unit 500.

【0066】操作パネル701は、多数のキーを備えた
キーボード等からなり、この操作パネル701を操作す
るとその操作情報がCPU部101で検知され、その操
作情報に応じた指令が、その指令に応じて、ビームスキ
ャン制御部102、コントロールインターフェイス部2
04、ディジタルスキャンコンバータ部300、ドプラ
処理部400、あるいは表示制御部500に伝達され
る。
The operation panel 701 is composed of a keyboard or the like having a number of keys. When the operation panel 701 is operated, the operation information is detected by the CPU section 101, and a command corresponding to the operation information is issued according to the command. And the beam scan control unit 102 and the control interface unit 2
04, the digital scan converter unit 300, the Doppler processing unit 400, or the display control unit 500.

【0067】EL表示部703は、液晶表示画面を有
し、また、CPU部101は、そのEL表示部703の
液晶表示画面に表示するEL用線画を作成するEL用線
画作成部を兼ねており、そのCPU部101で生成され
たEL用線画がEL表示部703の液晶表示画面上に表
示される。そのEL表示部703の液晶表示画面上には
タッチパネル702が備えられており、そのタッチパネ
ル702に指で触れるとそのタッチパネル702上の指
で触れた位置をあらわす位置情報がCPU部101に伝
達される。このタッチパネル702およびEL表示器7
03は、例えば、操作パネル701の操作により、この
超音波診断装置に、ある1つのモードに関するパラメー
タを設定する旨指示すると、CPU101により、その
1つのモード用に設定すべき多数のパラメータ一覧がE
L表示部703に表示され、タッチパネル702を指で
触れて所望のパラメータを設定するなど、この超音波診
断装置への各種の指示を入力し易いように構成されたも
のである。
The EL display section 703 has a liquid crystal display screen, and the CPU section 101 also functions as an EL line drawing creation section for creating an EL line drawing to be displayed on the liquid crystal display screen of the EL display section 703. The EL line drawing generated by the CPU unit 101 is displayed on the liquid crystal display screen of the EL display unit 703. A touch panel 702 is provided on the liquid crystal display screen of the EL display unit 703, and when the touch panel 702 is touched with a finger, position information indicating the position touched by the finger on the touch panel 702 is transmitted to the CPU unit 101. . The touch panel 702 and the EL display 7
For example, when the operator instructs the ultrasonic diagnostic apparatus to set a parameter relating to a certain mode by operating the operation panel 701, the CPU 101 displays a list of a large number of parameters to be set for the one mode by the CPU 101.
It is displayed on the L display unit 703, and is configured to easily input various instructions to the ultrasonic diagnostic apparatus, such as setting desired parameters by touching the touch panel 702 with a finger.

【0068】フロッピィディスク装置704は、図示し
ないフロッピィディスクが装脱自在に装填され、その装
填されたフロッピィディスクをアクセスする装置であっ
て、CPU部101により、オペレータが操作パネル7
01やタッチパネル702の操作により行なった指示が
そのフロッピィディスク装置704に装填されたフロッ
ピィディスクに書き込まれ、この超音波診断装置への電
源投入時、あるいは操作パネル701の操作により初期
状態へのリセットが指示された時に、そのフロッピィデ
ィスク装置704に装填されたフロッピィディスクから
そこに書き込まれている各種の指示情報がCPU部10
1に入力され、CPU部101は、その指示情報に応じ
て各部を初期状態に設定する。これは、この超音波診断
装置を稼働させるにあたって必要となる、操作パネル7
01やタッチパネル702から設定すべきパラメータ等
が多数存在し、例えば電源投入のたびにそれら多数のパ
ラメータ等を設定し直すのは極めて大変であり、このた
めフロッピィディスクに初期状態のパラメータ等を書き
込んでおいて、電源投入時や初期状態へのリセットが指
示された時には、そのフロッピィディスクに書き込まれ
ているパラメータ等を読み込んでそれらのパラメータ等
に応じて各部を設定することにより、パラメータ等の設
定効率化を図るというものである。
The floppy disk device 704 is a device in which a floppy disk (not shown) is removably mounted, and accesses the loaded floppy disk.
01 and instructions given by operating the touch panel 702 are written to the floppy disk loaded in the floppy disk device 704, and resetting to the initial state by turning on the power to the ultrasonic diagnostic apparatus or by operating the operation panel 701 is performed. When instructed, various kinds of instruction information written from the floppy disk loaded in the floppy disk device 704 to the CPU 10
1, the CPU unit 101 sets each unit to an initial state according to the instruction information. This is the operation panel 7 necessary for operating this ultrasonic diagnostic apparatus.
01 and many parameters to be set from the touch panel 702. For example, it is extremely difficult to reset these many parameters every time the power is turned on. For this reason, it is necessary to write the initial state parameters and the like to a floppy disk. When the power is turned on or when resetting to the initial state is instructed, parameters and the like written on the floppy disk are read and each unit is set according to the parameters and the like, so that the setting efficiency of the parameters and the like is improved. It is to make it.

【0069】制御部100を構成するCPU部101
は、上述のように、主としてマン・マシンインターフェ
イスの役割りを担っているのに対し、同じく制御部10
0を構成するビームスキャン制御部102は、主とし
て、この超音波診断装置による超音波の送受信のタイミ
ング等、リアルタイム性が要求される制御を担当してい
る。この超音波診断装置で超音波の送受信を行なう時に
は、信号処理部200を構成する各部を制御するための
データがビームスキャン制御部102からCPUバス9
01を経由して信号処理部200のコントロールインタ
ーフェイス部204に伝達され、このコントロールイン
ターフェイス部204は、制御ライン207を経由し
て、送受信部201、受信ディレイ制御部202、およ
びドプラシグナル処理部206を制御し、また、このコ
ントロールインターフェイス部204は、制御ライン2
08を介して演算部205を制御し、さらに受信ディレ
イ制御部202は、コントロールインターフェイス部2
04の制御を受けて、制御ライン209を介してビーム
フォーマ部203を制御する。信号処理部200の各部
の制御についての詳細は後述する。
CPU unit 101 constituting control unit 100
Is mainly responsible for the man-machine interface as described above, while the control unit 10
The beam scan control unit 102 constituting 0 is mainly in charge of control that requires real-time properties such as the transmission and reception timing of ultrasonic waves by the ultrasonic diagnostic apparatus. When transmitting and receiving an ultrasonic wave with this ultrasonic diagnostic apparatus, data for controlling each unit constituting the signal processing unit 200 is transmitted from the beam scan control unit 102 to the CPU bus 9.
01, and transmitted to the control interface unit 204 of the signal processing unit 200 via the control line 207. The control interface unit 204 controls the transmission / reception unit 201, the reception delay control unit 202, and the Doppler signal processing unit 206. The control interface unit 204 controls the control line 2
08, the arithmetic unit 205 is controlled, and the reception delay control unit 202 further includes a control interface unit 2
The beam former 203 is controlled via the control line 209 under the control of the controller 04. Details of control of each unit of the signal processing unit 200 will be described later.

【0070】送受信部201には、超音波プローブ20
が接続されている。この超音波プローブには、例えばリ
ニア走査型超音波プローブ、コンベックス走査型超音波
プローブ、セクタ走査型超音波プローブ、また特殊な超
音波プローブとしては、体腔内に挿入されるタイプの超
音波プローブ、さらには、これら各種の超音波プローブ
について、使用される超音波の周波数の相違による種別
等、多種類の超音波プローブが存在する。超音波プロー
ブを本体部10に装着するにはコネクタ(図示せず)が
用いられるが、本体部10側には超音波プローブを接続
するためのコネクタが4個取り付けられており、前述し
たように、多種類の超音波プローブのうち最大4本まで
同時装着が可能である。超音波プローブを本体部10に
装着すると、どの種類の超音波プローブが装着されたか
をあらわす情報が本体部10で認識できるように構成さ
れており、その情報は、制御ライン207、コントロー
ルインターフェイス部204、およびCPUバス901
を経由してCPU部101に伝えられる。一方、操作パ
ネル701からは、この超音波診断装置を使用するにあ
たり、今回、本体部10側の4つのコネクタのうちのど
のコネクタに接続された超音波プローブを使用するか指
示が入力される。その指示は、CPUバス901を経由
してビームスキャン制御部102に伝えられ、そのビー
ムスキャン制御部102から、使用する超音波プローブ
に応じたデータが、CPUバス901、コントロールイ
ンターフェイス部204、制御ライン207を経由して
送受信部201に伝達され、送受信部201は、上記の
ようにして指示された超音波プローブ20に対し、以下
に説明するように高電圧パルスを送信して超音波を送信
し、その超音波プローブで受信された信号を受け取る。
ここでは、図9に1つだけ示す超音波プローブ20が超
音波送受信のために選択されたものとする。
The transmitting / receiving unit 201 includes the ultrasonic probe 20
Is connected. The ultrasonic probe includes, for example, a linear scanning ultrasonic probe, a convex scanning ultrasonic probe, a sector scanning ultrasonic probe, and, as a special ultrasonic probe, an ultrasonic probe of a type inserted into a body cavity, Furthermore, there are many types of ultrasonic probes, such as types of these various ultrasonic probes, depending on the difference in the frequency of the ultrasonic wave used. A connector (not shown) is used to attach the ultrasonic probe to the main body 10, but four connectors for connecting the ultrasonic probe are attached to the main body 10 as described above. In addition, up to four of the various types of ultrasonic probes can be simultaneously mounted. When the ultrasonic probe is mounted on the main body 10, information indicating which type of ultrasonic probe is mounted can be recognized by the main body 10. The information is stored in the control line 207 and the control interface 204. , And CPU bus 901
Is transmitted to the CPU unit 101 via. On the other hand, when using this ultrasonic diagnostic apparatus, an instruction is input from the operation panel 701 to which connector of the four connectors on the main body unit 10 to use this time. The instruction is transmitted to the beam scan control unit 102 via the CPU bus 901, and data corresponding to the ultrasonic probe to be used is transmitted from the beam scan control unit 102 to the CPU bus 901, the control interface unit 204, the control line The transmission / reception unit 201 is transmitted to the transmission / reception unit 201 via the transmission unit 207, and transmits a high-voltage pulse to the ultrasonic probe 20 designated as described above to transmit ultrasonic waves as described below. Receive the signal received by the ultrasound probe.
Here, it is assumed that only one ultrasonic probe 20 shown in FIG. 9 has been selected for transmitting and receiving ultrasonic waves.

【0071】図9に示す超音波プローブ20はいわゆる
リニア走査型の超音波プローブであり、その先端には、
複数の超音波振動子21が配列されており、超音波の送
受信にあたっては、被検体(特に人体)1の体表に超音
波振動子21があてがわれる。その状態で、送受信部2
01から複数の超音波振動子21それぞれに向けて超音
波送信用の各高電圧パルスが印加される。複数の超音波
振動子21それぞれに印加される各高電圧パルスは、コ
ントロールインターフェイス部204の制御により相対
的な時間差が調整されており、これら相対的な時間差が
どのように調整されるかに応じて、これら複数の超音波
振動子21から、被検体1の内部に延びる複数の走査線
2のうちのいずれか一本の走査線に沿って、被検体内部
の所定深さ位置に焦点が結ばれた超音波パルスビームが
送信される。
The ultrasonic probe 20 shown in FIG. 9 is a so-called linear scanning type ultrasonic probe.
A plurality of ultrasonic transducers 21 are arranged, and when transmitting and receiving ultrasonic waves, the ultrasonic transducer 21 is applied to the body surface of the subject 1 (particularly a human body). In that state, the transmitting and receiving unit 2
Each high-voltage pulse for transmitting ultrasonic waves is applied from 01 to each of the plurality of ultrasonic transducers 21. The relative time difference between the high-voltage pulses applied to each of the plurality of ultrasonic transducers 21 is adjusted by the control of the control interface unit 204, and the relative time difference is adjusted according to how the relative time differences are adjusted. Then, a focus is formed from the plurality of ultrasonic transducers 21 at a predetermined depth position inside the subject along any one of the plurality of scanning lines 2 extending inside the subject 1. The transmitted ultrasonic pulse beam is transmitted.

【0072】この送信される超音波パルスビームの属
性、すなわち、その超音波パルスビームの方向、焦点の
深さ位置、中心周波数等は、ビームスキャン制御部10
2からCPUバス901を経由してコントロールインタ
ーフェイス部204に伝えられた制御データにより定ま
る。この超音波パルスビームは被検体1の内部を進む間
にその1本の走査線上の各点で反射して超音波プローブ
20に戻り、その反射超音波が複数の超音波振動子21
で受信される。この受信により得られた複数の受信信号
は、送受信部201に入力されて送受信部201に備え
られた複数のプリアンプ(図示せず)でそれぞれ増幅さ
れた後ビームフォーマ部203に入力される。このビー
ムフォーマ部203には、多数の中間タップを備えたア
ナログ遅延線(後述する)が備えられており、受信ディ
レイ制御部202の制御により、送受信部201から送
られてきた複数の受信信号がアナログ遅延線のどの中間
タップから入力されるかが切り換えられ、これにより、
それら複数の受信信号が相対的に遅延されるとともに互
いに電流加算される。ここで、それら複数の受信信号に
関する相対的な遅延パターンを制御することにより、被
検体1の内部に延びる所定の走査線に沿う方向の反射超
音波が強調され、かつ被検体1の内部の所定深さ位置に
焦点が結ばれた、いわゆる受信超音波ビームが形成され
る。ここで、超音波は、被検体1内部を、信号処理の速
度と比べてゆっくりと進むため、1本の走査線に沿う反
射超音波を受信している途中で被検体内のより深い位置
に焦点を順次移動させる、いわゆるダイナミックフォー
カスを実現することもでき、この場合、超音波パルスビ
ーム1回の送信に対応する1回の受信の間であっても、
その途中で時間的に順次に、受信ディレイ制御部202
により、各超音波振動子で得られた各受信信号が入力さ
れる、アナログ遅延線の各タップが切り換えられる。
The attributes of the transmitted ultrasonic pulse beam, that is, the direction of the ultrasonic pulse beam, the depth position of the focal point, the center frequency, etc., are determined by the beam scan controller 10.
2 is determined by the control data transmitted to the control interface unit 204 via the CPU bus 901. The ultrasonic pulse beam is reflected at each point on one scanning line while traveling inside the subject 1 and returns to the ultrasonic probe 20, and the reflected ultrasonic waves are transmitted to a plurality of ultrasonic transducers 21.
Received at. A plurality of reception signals obtained by this reception are input to the transmission / reception unit 201 and amplified by a plurality of preamplifiers (not shown) provided in the transmission / reception unit 201, respectively, and then input to the beam former unit 203. The beamformer unit 203 is provided with an analog delay line (described later) having a large number of intermediate taps. Under the control of the reception delay control unit 202, a plurality of reception signals transmitted from the transmission / reception unit 201 are transmitted. Which intermediate tap of the analog delay line is input from is switched, whereby
The plurality of received signals are relatively delayed and current added to each other. Here, by controlling the relative delay patterns for the plurality of received signals, reflected ultrasonic waves in a direction along a predetermined scanning line extending inside the subject 1 are emphasized, and a predetermined A so-called received ultrasonic beam is formed which is focused on the depth position. Here, since the ultrasonic waves travel inside the subject 1 slowly compared with the speed of the signal processing, the ultrasonic waves reach a deeper position in the subject while receiving the reflected ultrasonic waves along one scanning line. It is also possible to realize a so-called dynamic focus by sequentially moving the focal point. In this case, even during one reception corresponding to one transmission of the ultrasonic pulse beam,
On the way, the reception delay control unit 202
Thereby, each tap of the analog delay line to which each received signal obtained by each ultrasonic transducer is input is switched.

【0073】この受信超音波ビームの属性、すなわち受
信超音波ビームの方向、焦点位置等についても、ビーム
スキャン制御部102からCPUバス901を経由して
コントロールインターフェイス部204に伝えられ、さ
らに制御ライン207を経由して受信ディレイ制御部2
02に伝えられてきた制御データにより定められ、受信
ディレイ制御部202はそのようにして伝えられてきた
制御データに基づいて、ビームフォーマ部203を制御
する。
The attributes of the received ultrasonic beam, that is, the direction and focal position of the received ultrasonic beam, are also transmitted from the beam scan control unit 102 to the control interface unit 204 via the CPU bus 901, and further transmitted to the control line 207. Delay control unit 2 via
The reception delay control unit 202 controls the beamformer unit 203 based on the control data transmitted as described above.

【0074】尚、上記説明では、超音波振動子21には
高電圧パルスを与え、超音波パルスビームを送信する旨
説明したが、この場合、前述したように超音波は信号処
理速度と比べるとゆっくりと被検体内を進むため、超音
波振動子21に高電圧パルスを印加した時点を起点と
し、超音波振動子21で反射超音波を受信する時点まで
の時間により、その時点で得られた信号が被検体内のど
の深さ位置で反射した反射超音波に対応する信号である
かを知ることができる。すなわち、送信される超音波が
パルス状のものであることにより、被検体の深さ方向に
分解能を持つことになる。通常は、このように、超音波
振動子21には高電圧パルスが印加されるが、特殊な場
合には、被検体内の深さ方向に分解能を持たないことを
許容し、超音波振動子21に連続的に繰り返す高電圧パ
ルス列信号を印加して被検体内に連続波としての超音波
ビームを送信することもある。
In the above description, it has been described that a high-voltage pulse is applied to the ultrasonic vibrator 21 and an ultrasonic pulse beam is transmitted. In this case, as described above, the ultrasonic wave is compared with the signal processing speed. In order to proceed slowly inside the subject, the time was obtained from the time when the high voltage pulse was applied to the ultrasonic vibrator 21 until the time when the ultrasonic vibrator 21 received the reflected ultrasonic wave. It is possible to know at which depth position in the subject the signal is a signal corresponding to the reflected ultrasonic wave. That is, since the transmitted ultrasonic waves are pulsed, the ultrasonic waves have resolution in the depth direction of the subject. Normally, a high-voltage pulse is applied to the ultrasonic vibrator 21 as described above. In a special case, the ultrasonic vibrator 21 is allowed to have no resolution in the depth direction in the subject. In some cases, an ultrasonic beam as a continuous wave may be transmitted into the subject by applying a high-voltage pulse train signal that is continuously repeated to 21.

【0075】ただし、以下においても、ドプラ処理部4
00を構成するパルス/連続波ドプラ解析部401の説
明の際に連続波に言及する場合を除き、パルス状の超音
波ビームを送信するものとして説明する。送受信部20
1およびビームフォーマ部203は、上記のようにし
て、被検体1内部の複数の走査線2のそれぞれに沿って
順次に超音波パルスビームの送信と受信とを繰り返し、
これにより生成される各走査線に沿う受信超音波ビーム
をあらわす受信信号が順次演算部205に入力される。
この演算部205では、入力された受信信号が対数圧縮
され、検波され、さらに、操作パネル701を操作する
ことにより指定された、被検体1内部のどの深さ領域ま
での画像を表示するかという指定(つまり被検体内部の
浅い領域のみの画像を表示すればよいのか、あるいはど
の程度深い領域までの画像を表示する必要があるかとい
う指定)に応じたフィルタリング処理等が施され、さら
にA/D変換器によりディジタルの受信信号に変換さ
れ、今度はそのディジタル受信信号(本発明にいう第1
の受信信号の一例)に基づいて、前述した演算の過程を
経ることにより、ビーム径の細い受信超音波ビームをあ
らわす受信信号(本発明にいう第2の受信信号の一例)
が生成されてその生成された受信信号が演算部205か
ら出力される。この演算部205の詳細については後述
する。この演算部205から出力された受信信号は、エ
コーバス902を経由して、ディジタルスキャンコンバ
ータ部300を構成する白黒用スキャンコンバータ30
1に入力される。この白黒用スキャンコンバータ301
では、表示用の各画素に対応したデータを生成するため
の補間演算処理が施され、さらに入力された受信信号が
表示用のビデオ信号に変換され、その表示用のビデオ信
号がビデオバス903を経由して表示制御部500に入
力される。この表示制御部500は、複数の走査線2で
規定される被検体断層面内の超音波反射強度分布による
Bモード像を観察用テレビモニタ707に表示する。そ
の際、必要に応じて、操作パネル701から入力された
患者名や撮影年月日、撮影条件等も、そのBモード像に
重畳されて表示される。このBモード像として、被検体
1内部が動いている様子をあらわす動画像を表示するこ
ともでき、あるいは、ある時点における静止画像を表示
することもでき、さらには、生体信号アンプ部600か
らの同期信号に基づいて、人体の心臓の動きに同期し
た、その心臓の動きの、ある位相における画像を表示す
ることもできる。
However, also in the following, the Doppler processing unit 4
In the description of the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 constituting 00, a description will be given assuming that a pulse-like ultrasonic beam is transmitted, except when a continuous wave is referred to. Transceiver 20
1 and the beam former 203 repeat transmission and reception of the ultrasonic pulse beam sequentially along each of the plurality of scanning lines 2 inside the subject 1 as described above,
The reception signals representing the reception ultrasonic beams generated along the respective scanning lines are sequentially input to the arithmetic unit 205.
The arithmetic unit 205 performs logarithmic compression and detection of the input received signal, and further determines to which depth area inside the subject 1 the image is displayed by operating the operation panel 701. A filtering process or the like according to the designation (that is, designation of whether to display an image only in a shallow region inside the subject or how deep the region needs to be displayed) is performed. It is converted into a digital reception signal by the D converter, and this digital reception signal (the first reception signal in the present invention)
(An example of a second received signal according to the present invention) which represents a received ultrasonic beam having a small beam diameter based on the above-described calculation process based on the example of the received signal described above.
Is generated, and the generated reception signal is output from the arithmetic unit 205. The details of the calculation unit 205 will be described later. The received signal output from the arithmetic unit 205 is transmitted via the echo bus 902 to the black and white scan converter 30 constituting the digital scan converter unit 300.
1 is input. This black and white scan converter 301
Then, an interpolation operation for generating data corresponding to each pixel for display is performed, the input received signal is converted into a video signal for display, and the video signal for display is transmitted to the video bus 903. The data is input to the display control unit 500 via the control unit. The display control unit 500 displays a B-mode image based on the ultrasonic reflection intensity distribution in the tomographic plane of the subject defined by the plurality of scanning lines 2 on the observation television monitor 707. At this time, the patient name, imaging date, imaging conditions, and the like input from the operation panel 701 are also displayed as superimposed on the B-mode image as necessary. As the B-mode image, a moving image representing a state in which the inside of the subject 1 is moving can be displayed, or a still image at a certain point in time can be displayed. Based on the synchronization signal, it is possible to display an image of a phase of the heart motion synchronized with the heart motion of the human body.

【0076】生体信号アンプ部600には、被検体(人
体)1の心電波形を得るためのECG電極ユニット70
9、心音をピックアップする心音マイク710、人体の
脈をとらえる脈波用トランスデューサ711が接続され
ており、生体信号アンプ部600では、これらのうちの
いずれか1つもしくは複数のセンサに基づいて同期信号
が生成され、表示制御部500に送られる。
An ECG electrode unit 70 for obtaining an electrocardiographic waveform of the subject (human body) 1 is
9, a heart sound microphone 710 for picking up a heart sound, and a pulse wave transducer 711 for capturing a pulse of a human body are connected. In the biological signal amplifier section 600, a synchronization signal is generated based on one or more of these sensors. Is generated and sent to the display control unit 500.

【0077】また表示制御部500には、観察用テレビ
モニタ707のほか、プリンタ705、VTR(ビデオ
テープレコーダ)706が接続されており、表示制御部
500は、オペレータからの指示に応じて、観察用テレ
ビモニタ707に表示された画像をプリンタ705ない
しはVTR706に出力する。再度、信号処理部200
の説明から始める。
The display control unit 500 is connected to a printer 705 and a VTR (video tape recorder) 706 in addition to the television monitor 707 for observation. The display control unit 500 performs observation in response to an instruction from an operator. The image displayed on the television monitor 707 is output to the printer 705 or the VTR 706. Again, the signal processing unit 200
Start with the description.

【0078】被検体内部に延びるある一本の走査線上の
超音波反射情報の時間変化を知ろうとするときは、オペ
レータからの指示に応じて、その関心のある一本の走査
線に沿って超音波が繰り返し送受信され、その1本の走
査線に沿う被検体の受信超音波ビームをあらわすデータ
がエコーバス902を経由してスクロール用スキャンコ
ンバータ303に入力される。このスクロール用スキャ
ンコンバータ303は、縦方向にその1本の走査線に沿
う被検体の深さ方向の超音波反射強度分布、横軸が時間
軸からなり時間軸方向にスクロールする画像(Mモード
像)をあらわすビデオ信号が生成され、ビデオバス90
3を経由して表示制御部500に入力され、例えば観察
用テレビモニタ707に、そのビデオ信号に基づく画像
が表示される。尚、表示制御部500は、白黒用スキャ
ンコンバータ301から送られてきたBモード像をあら
わすビデオ信号とスクロール用スキャンコンバータ30
3から送られてきたMモード像をあらわすビデオ信号と
を横に並べる機能や、Bモード像に、後述するカラーモ
ード像を重畳する機能も有しており、観察用テレビモニ
タ707には、オペレータからの指示に応じて、複数の
画像が並べて表示され、あるいは複数の画像が重畳して
表示される。
When it is desired to know the time change of the ultrasonic reflection information on a single scan line extending into the subject, the ultrasonic change is performed along the scan line of interest in accordance with the instruction from the operator. Sound waves are repeatedly transmitted and received, and data representing a received ultrasonic beam of the subject along one scanning line is input to the scroll scan converter 303 via the echo bus 902. The scroll scan converter 303 includes an image (M-mode image) in which the ultrasonic reflection intensity distribution in the depth direction of the subject along one scanning line in the vertical direction and the horizontal axis is a time axis and scrolls in the time axis direction. ) Is generated, and a video bus 90 is generated.
The image is input to the display control unit 500 via the monitor 3 and an image based on the video signal is displayed on, for example, a television monitor 707 for observation. Note that the display control unit 500 includes a video signal representing a B-mode image transmitted from the monochrome scan converter 301 and the scroll scan converter 30.
3 and a function of superimposing a color mode image, which will be described later, on the B mode image. In response to the instruction from, a plurality of images are displayed side by side, or a plurality of images are displayed in a superimposed manner.

【0079】もう一度、信号処理部200の説明に戻
る。信号処理部200を構成するドプラシグナル処理部
206は、被検体1内部の血流分布や、ある一点、ない
しある1本の走査線上の血流速度を求めるための構成要
素であり、このドプラシグナル処理部206では、ビー
ムフォーマ部203で生成された受信超音波ビームをあ
らわす受信信号に、いわゆる直交検波が施され、さらに
A/D変換によりディジタルデータに変換される。ドプ
ラシグナル処理部206から出力された直交検波後のデ
ータは、ドプラ処理部400に入力される。ドプラ処理
部400には、パルス/連続波ドプラ解析部401とカ
ラードプラ解析部402とが備えられており、ここで
は、ドプラシグナル処理部206から出力されたデータ
は、カラードプラ解析部402に入力されるものとす
る。カラードプラ解析部402では、各走査線それぞれ
に沿って例えば8回ずつ超音波送受信を行なったときの
データに基づく自己相関演算により、オペレータにより
指定された、Bモード画像上の関心領域(ROI)内の
血流分布をあらわすデータが求められる。ROI内の血
流分布をあらわすデータは、エコーバス902を経由し
てカラー用スキャンコンバータ302に入力される。こ
のカラー用スキャンコンバータ302では、そのROI
内の血流分布をあらわすデータが表示に適したビデオ信
号に変換され、そのビデオ信号は、ビデオバス903を
経由して表示制御部500に入力される。表示制御部5
00では、白黒用スキャンコンバータ301から送られ
てきたBモード像上のROIに、例えば超音波プローブ
20に近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の血流を
青、それらの輝度で血流速度をあらわしたカラーモード
像を重畳して、観察用テレビモニタ707に表示する。
これにより、そのROI内の血流分布の概要を把握する
ことができる。
Returning to the description of the signal processing unit 200 again. The Doppler signal processing unit 206 included in the signal processing unit 200 is a component for obtaining a blood flow distribution inside the subject 1 and a blood flow velocity on a certain point or a certain scanning line. In the processing unit 206, a so-called orthogonal detection is performed on the reception signal representing the reception ultrasonic beam generated by the beam former unit 203, and further converted into digital data by A / D conversion. The data after the quadrature detection output from the Doppler signal processing unit 206 is input to the Doppler processing unit 400. The Doppler processing unit 400 includes a pulse / continuous wave Doppler analyzing unit 401 and a color Doppler analyzing unit 402. Here, data output from the Doppler signal processing unit 206 is input to the color Doppler analyzing unit 402. Shall be performed. The color Doppler analysis unit 402 performs an autocorrelation operation based on data when, for example, eight times of ultrasonic transmission / reception are performed along each scanning line, and a region of interest (ROI) on a B-mode image specified by an operator. Data representing the blood flow distribution in the interior is required. Data representing the blood flow distribution in the ROI is input to the color scan converter 302 via the echo bus 902. In the color scan converter 302, the ROI
The data representing the blood flow distribution in the inside is converted into a video signal suitable for display, and the video signal is input to the display control unit 500 via the video bus 903. Display control unit 5
In the ROI on the B-mode image sent from the black-and-white scan converter 301, the blood flow in the direction approaching the ultrasonic probe 20 is red, the blood flow in the direction away from the blue is blue, and the blood flow velocity is based on the brightness. Are superimposed and displayed on the television monitor 707 for observation.
Thereby, it is possible to grasp the outline of the blood flow distribution in the ROI.

【0080】ここで、オペレータにより、そのROI内
のある1点もしくはある1本の走査線上の血流を詳細に
観察する旨の要求が入力されると、今度は送受信部20
1により、その関心のある一点を通る一本の走査線、も
しくはその関心のある1本の走査線に沿う方向に多数回
超音波の送受信が繰り返され、それにより得られた信号
に基づいてドプラシグナル処理部206で生成されたデ
ータが、ドプラ処理部400を構成するパルス/連続波
ドプラ解析部401に入力される。被検体内のある一点
の血流に関心があるときは、被検体内にはパルス状の超
音波ビームが送信され、ある1本の走査線上の血流情報
が平均化されることを許容しS/Nの良い血流情報を得
たいときは、被検体内には連続波としての超音波ビーム
が送信される。
Here, when the operator inputs a request for observing the blood flow on one point or one scanning line in the ROI in detail, the transmission / reception unit 20
1 repeats transmission / reception of ultrasonic waves many times in one scanning line passing through the point of interest or in the direction along the one scanning line of interest, and performs Doppler based on a signal obtained thereby. The data generated by the signal processing unit 206 is input to the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 included in the Doppler processing unit 400. When the user is interested in a certain point of blood flow in the subject, a pulsed ultrasonic beam is transmitted into the subject, and the blood flow information on one scan line is allowed to be averaged. To obtain blood flow information with good S / N, an ultrasonic beam as a continuous wave is transmitted into the subject.

【0081】パルス/連続波ドプラ解析部401では、
ある1点もしくはある1本の走査線について多数回超音
波送受信を行なうことにより得られたデータに基づくF
FT(Fast Fourier Transfor
m)演算により、その一点の血流情報あるいはその一本
の走査線上の平均的な血流情報が得られる。このパルス
/連続波ドプラ解析部401で得られた血流情報をあら
わすデータは、エコーバス902を経由して、スクロー
ル用スキャンコンバータ303に入力され、スクロール
スキャンコンバータ303では、縦軸が血流速度、横軸
が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像をあ
らわすビデオ信号が生成される。このビデオ信号は、ビ
デオバス903を経由して表示制御部500に入力さ
れ、観察用テレビモニタ707上に、例えば白黒用スキ
ャンコンバータ301から送られてきたBモード像と並
べられて表示される。
In the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401,
F based on data obtained by performing ultrasonic transmission / reception many times for a certain point or a certain scanning line
FT (Fast Fourier Transformer)
m) By the calculation, the blood flow information of the one point or the average blood flow information on the one scanning line is obtained. The data representing the blood flow information obtained by the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 is input to the scroll scan converter 303 via the echo bus 902. A horizontal axis is a time axis, and a video signal representing an image scrolling in the time axis direction is generated. The video signal is input to the display control unit 500 via the video bus 903, and displayed on the observation television monitor 707 along with the B-mode image sent from, for example, the black-and-white scan converter 301.

【0082】図10は、複数の超音波振動子に印加され
る高電圧パルスの遅延パターンを示した概念図である。
配列された複数の超音波振動子21のうち、配列の両端
(A),(B)に位置する超音波振動子と比べ配列の中
央(O)よりに位置する超音波振動子に、時間的に遅れ
た高圧パルス212を印加する。このように、遅延パタ
ーンを持った高電圧パルスを複数の超音波振動子21に
印加することにより、被検体内の所定の方向に延び、か
つある深さ位置に焦点が形成された送信超音波パルスビ
ームが形成される。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a delay pattern of a high voltage pulse applied to a plurality of ultrasonic transducers.
Of the plurality of ultrasonic transducers 21 arranged, the ultrasonic transducer located at the center (O) of the array is temporally different from the ultrasonic transducers located at both ends (A) and (B) of the array. , A high-voltage pulse 212 is applied. By applying a high-voltage pulse having a delay pattern to the plurality of ultrasonic transducers 21 in this manner, the transmission ultrasonic wave extending in a predetermined direction in the subject and having a focal point formed at a certain depth position A pulse beam is formed.

【0083】図11は、ビームフォーマ部における、受
信超音波ビームの形成の仕方を示す原理説明図である。
ここでは、説明の簡単のため、複数のタップを備えた遅
延線1001a,…,1001m,…,1001nと、
制御信号に応じて受信信号の遅延線への入力ルートを切
り換える選択スイッチ1002a,…,1002m,
…,1002nとのペアが各超音波振動子21に対応し
て備えられているものとする。各選択スイッチ1002
a,…,1002m,…,1002nにはそれぞれ1つ
の超音波振動子21で得られた1つの受信信号が入力さ
れ、各選択スイッチ1002a,…,1002m,…,
1002nでは、その入力された受信信号が、遅延線の
複数のタップのうちの、制御信号に応じたタップから遅
延線に入力される。各遅延線は2001a,…,200
1m,…,2001nは受信信号が入力されたタップに
応じた遅延時間だけその入力された受信信号を遅延して
加算器1003に入力する。加算器1003は、その加
算器1003に同時に入力された受信信号どうしを加算
して、受信超音波ビームをあらわす受信信号を出力す
る。
FIG. 11 is a principle explanatory diagram showing a method of forming a received ultrasonic beam in the beam former section.
Here, for the sake of simplicity, delay lines 1001a,..., 1001m,.
Selection switches 1002a,..., 1002m for switching the input route of the received signal to the delay line according to the control signal.
, 1002n are provided corresponding to the respective ultrasonic transducers 21. Each selection switch 1002
, 1002m, one received signal obtained by one ultrasonic transducer 21 is input to each of the selection switches 1002a,..., 1002m,.
In 1002n, the input received signal is input to the delay line from the tap corresponding to the control signal among the plurality of taps of the delay line. Each delay line is 2001a,.
.., 2001n delay the input received signal by a delay time corresponding to the tap at which the received signal is input and input the delayed signal to the adder 1003. The adder 1003 adds the received signals simultaneously input to the adder 1003, and outputs a received signal representing a received ultrasonic beam.

【0084】なお、この図11では、解りやすさのた
め、超音波振動子の個数と同数の、遅延線1001a,
…,1001m,…,1001nと選択スイッチ100
2a,…,1002m,…,1002nとのペアを備え
るとともに、各遅延線1001a,…,1001m,
…,1001nから出力された受信信号を互いに加算す
る加算器103を備えた構成について説明したが、実際
には、多数のタップを備えた一本の遅延線に、複数の超
音波振動子で得られた複数の受信信号が、入力されるタ
ップがそれぞれ制御されながら入力され、それら複数の
受信信号がそれぞれ入力された各タップに応じた時間だ
け遅延されると共にその遅延線内で互いに電流的に加算
され、その一本の遅延線から、制御された遅延パターン
に従って遅延を受けかつ互いに加算された受信信号が、
直接に出力される。
In FIG. 11, the number of delay lines 1001a, 1001a,
, 1001m, ..., 1001n and selection switch 100
, 1002m,..., 1002n, and each delay line 1001a,.
.., 1001n, the configuration including the adder 103 for adding the received signals to each other has been described. However, in practice, a plurality of ultrasonic transducers are used to provide a single delay line having a large number of taps. The received signals are input while the input taps are respectively controlled, and the received signals are delayed by a time corresponding to the input taps, respectively, and are mutually current-driven in the delay line. From the one delay line, the received signals that have been delayed according to the controlled delay pattern and added together are:
Output directly.

【0085】図12は、遅延パターンと、走査線の方向
と、焦点位置との関係を示した説明図である。A−B間
に複数の超音波振動子が配列されているものとし、A−
B間の中点をOとする。このとき、各超音波振動子に印
加される高電圧パルスに、図12(A)に示すようにB
側に位置する超音波振動子に対し長めの遅延時間を与え
て各超音波振動子に印加すると、中点OからB側に傾い
た方向に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成さ
れ、図12(B)に示すように、左右対称の遅延パター
ンを与えると中点Oから超音波振動子の配列方向に対し
垂直に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成さ
れ、図12(C)に示すように、A側に位置する超音波
振動子に対し長めの遅延時間を与えた高電圧パルスを印
加すると、A側に傾いた送信超音波ビームが得られる。
また、同一の走査線に沿う送信超音波ビームであって
も、高電圧パルスの遅延パターンに応じて焦点位置を定
めることができる。具体的には、図12(A)〜(C)
に破線で示すように焦点を中心としてA−B間を結ぶ線
分に接する円弧を描くいて考える。各超音波振動子から
送信された超音波パルスがその円弧上に同時に到達する
と、それらの超音波パルスは焦点に集まるように進む。
したがって、例えば図12(B)のように焦点を形成す
る場合は、A点およびB点に位置する超音波振動子に同
時に高電圧パルスが印加され、その高電圧パルスの印加
によってA点およびB点に位置する超音波振動子から発
せられた超音波パルスがその円弧上に達したタイミング
でO点に位置する超音波振動子に高電圧パルスが印加さ
れてそのO点に位置する超音波振動子から超音波パルス
が送信される。こうすることにより、図12(B)に示
す走査線に沿うとともに図12(B)に示す焦点位置で
最も細いビーム径を有する送信超音波パルスビームが形
成される。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the relationship among the delay pattern, the direction of the scanning line, and the focal position. It is assumed that a plurality of ultrasonic transducers are arranged between AB and AB.
The middle point between B is O. At this time, as shown in FIG. 12A, B is applied to the high voltage pulse applied to each ultrasonic transducer.
When a longer delay time is given to the ultrasonic transducer located on the side and applied to each ultrasonic transducer, a transmission ultrasonic beam is formed along a scanning line extending in a direction inclined from the midpoint O to the B side, As shown in FIG. 12 (B), when a symmetrical delay pattern is given, a transmission ultrasonic beam is formed along a scanning line extending from the midpoint O perpendicular to the arrangement direction of the ultrasonic transducers. As shown in), when a high voltage pulse having a longer delay time is applied to the ultrasonic transducer located on the A side, a transmitted ultrasonic beam inclined to the A side is obtained.
Further, even in the case of transmitting ultrasonic beams along the same scanning line, the focal position can be determined according to the delay pattern of the high-voltage pulse. Specifically, FIGS. 12 (A) to 12 (C)
As shown by a broken line in FIG. 2, consider drawing an arc tangent to a line segment connecting AB with the focus at the center. When the ultrasonic pulses transmitted from each ultrasonic transducer reach the arc at the same time, the ultrasonic pulses advance to be focused.
Therefore, for example, when a focal point is formed as shown in FIG. 12B, high voltage pulses are simultaneously applied to the ultrasonic transducers located at the points A and B, and the points A and B are applied by the application of the high voltage pulses. At the timing when the ultrasonic pulse emitted from the ultrasonic transducer located at the point reaches the arc, a high voltage pulse is applied to the ultrasonic transducer located at the point O and the ultrasonic vibration located at the point O An ultrasonic pulse is transmitted from the child. In this way, a transmission ultrasonic pulse beam having the narrowest beam diameter along the scanning line shown in FIG. 12B and at the focal position shown in FIG. 12B is formed.

【0086】ここで、A−B間に配列された、超音波送
信に用いられている複数の超音波振動子は、例えば超音
波プローブ20(図9参照)に配列された複数の超音波
振動子21の一部であって、送信超音波パルスビームの
形成に用いる複数の超音波振動子からなる送信開口を、
超音波プローブ20に配列された超音波振動子21の配
列方向に移動することにより、走査線を、超音波振動子
21の配列方向に平行移動させることができる。
Here, the plurality of ultrasonic transducers used for transmitting the ultrasonic waves arranged between A and B are, for example, a plurality of ultrasonic vibrators arranged on the ultrasonic probe 20 (see FIG. 9). A transmitting aperture, which is a part of the transducer 21 and includes a plurality of ultrasonic transducers used for forming a transmitting ultrasonic pulse beam,
By moving the ultrasonic transducers 21 arranged in the ultrasonic probe 20 in the arrangement direction, the scanning lines can be moved in parallel in the arrangement direction of the ultrasonic transducers 21.

【0087】このようにして、超音波プローブ20に配
列された超音波振動子21上の任意の点を始点として被
検体内の任意の方向に延びる走査線に沿うとともに、そ
の走査線上の任意の点に焦点を持つ送信超音波ビームを
得ることができる。受信超音波ビームの形成についても
上記の送信超音波ビームの場合と同様である。
As described above, starting from an arbitrary point on the ultrasonic transducers 21 arranged on the ultrasonic probe 20, the scanning line extends in an arbitrary direction in the subject and extends along an arbitrary point on the scanning line. A transmitted ultrasonic beam having a focal point can be obtained. The formation of the receiving ultrasonic beam is the same as that of the transmitting ultrasonic beam.

【0088】すなわち、被検体内で反射し各超音波振動
子に戻ってきた超音波を各超音波振動子で受信すること
により得られた各受信信号を、図12(A)に示すよう
に、B側の超音波振動子で得られた受信信号に対し長め
の遅延時間を与えた上で互いに加算すると、中点Oを始
点としB側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが形
成され、図12(B)に示すように左右対称の遅延時間
を与えた上で互いに加算すると、中点Oを始点として超
音波振動子の配列方向に対し垂直に延びる走査線に沿う
受信超音波ビームが形成され、図12(C)に示すよう
にA側の超音波振動子で得られた受信信号に対し長めの
遅延時間を与えた上で互いに加算すると、点Oを始点と
しA側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが得られ
る。また、同一の走査線に沿う受信超音波ビームであっ
ても、遅延パターンに応じて焦点位置を定めることがで
きる。具体的には、焦点で反射してそれぞれ各点A,
O,Bに向かう超音波は、焦点と各点A,O,Bとを結
ぶ各線分と、円弧との交点に同時に到達することにな
り、焦点で反射した超音波を各超音波振動子で受信する
時刻に差異が生じることになる。そこで焦点で反射した
超音波が先に到達した超音波振動子で得られた受信信号
を、超音波が後から到達する超音波振動子に超音波が到
達する迄の間遅延させた上で互いに加算すると、焦点を
通る走査線に沿う方向に延び、かつその焦点で最も細く
絞られた受信超音波ビームが形成されることになる。
That is, as shown in FIG. 12 (A), each reception signal obtained by receiving the ultrasonic wave reflected in the subject and returned to each ultrasonic transducer by each ultrasonic transducer is shown in FIG. When a long delay time is given to the reception signals obtained by the ultrasonic transducers on the B side and added to each other, a reception ultrasonic beam is formed along the scanning line inclined from the middle point O to the B side. Then, as shown in FIG. 12 (B), when a symmetrical delay time is given and added to each other, the reception ultrasonic wave along the scanning line extending from the midpoint O as a starting point and perpendicular to the arrangement direction of the ultrasonic transducers A beam is formed, and as shown in FIG. 12 (C), a long delay time is given to the received signal obtained by the ultrasonic transducer on the A side, and the signals are added to each other. A received ultrasonic beam is obtained along the inclined scanning line. Further, even for the received ultrasonic beams along the same scanning line, the focal position can be determined according to the delay pattern. Specifically, each point A,
The ultrasonic waves directed to O and B will simultaneously reach the intersection of the arc with each line segment connecting the focal point and each point A, O and B, and the ultrasonic waves reflected at the focal point will be reflected by each ultrasonic transducer. There will be a difference in the time of reception. Therefore, the ultrasonic wave reflected by the focal point is delayed by the reception signal obtained by the ultrasonic vibrator that arrives first until the ultrasonic wave reaches the ultrasonic vibrator that the ultrasonic wave reaches later, The addition results in the formation of a most narrowed received ultrasound beam that extends in a direction along the scan line passing through the focal point and is at that focal point.

【0089】ここで、送信の場合と同様、A−B間に配
列された、反射超音波の受信に用いられている複数の超
音波振動子は、例えば超音波プローブ20(図9参照)
に配列された複数の超音波振動子21の一部であって、
反射超音波の受信に用いる複数の超音波振動子からなる
受信開口を、超音波プローブ20に配列された超音波振
動子21の配列方向に移動することにより、走査線を、
配列された超音波振動子21の方向に平行移動させるこ
とができる。
Here, as in the case of transmission, a plurality of ultrasonic transducers arranged between A and B and used for receiving reflected ultrasonic waves are, for example, the ultrasonic probe 20 (see FIG. 9).
A part of the plurality of ultrasonic transducers 21 arranged in
By moving the receiving aperture composed of a plurality of ultrasonic transducers used for receiving reflected ultrasonic waves in the direction in which the ultrasonic transducers 21 arranged on the ultrasonic probe 20 are arranged, scanning lines can be formed.
It can be translated in the direction of the arranged ultrasonic transducers 21.

【0090】このようにして、送信および受信の双方に
ついて、超音波プローブ20に配列された超音波振動子
21上の任意の点を始点として被検体内の任意の方向に
延びる走査線に沿うとともにその走査線上の任意の点に
焦点を持つ超音波ビームを得ることができる。図13
は、図9に示す演算部205におけるA/D変換後のデ
ィジタル受信信号の演算処理回路の一例を示すブロック
図である。ここでは、A/D変換後の受信信号を構成す
る、被検体内の各点のデータを走査線データと称してい
る。この図13に示す演算処理回路には多数のFIFO
(First−in First−outメモリ)が配
置されているが、これらのFIFOは、いずれもカウン
タ2050の出力値を書込みアドレスおよび読出しアド
アレスの双方として採用するものであり、かつ走査線1
本分の走査線データを格納するだけの容量を持ってい
る。 A/D変換後の元の走査線データ(実際のビーム
プロファイルを持つ受信超音波ビーム(本発明の第1の
超音波診断装置にいう第1の超音波ビーム)をあらわす
走査線データ)が、3つのFIFO2051,205
2,2053のうちのFIFO2051に順次入力され
る。走査線データがFIFO2051に順次入力される
にあたって、FIFO2051の書込みアドレスは、コ
ントロールインターフェィス部204(図9参照)から
与えられる制御クロックに同期してカウントアップされ
るカウンタ2050の出力値で与えられる。
As described above, for both transmission and reception, the scanning point extends along the scanning line extending in an arbitrary direction in the subject from an arbitrary point on the ultrasonic transducer 21 arranged on the ultrasonic probe 20 as a starting point. An ultrasonic beam having a focus at an arbitrary point on the scanning line can be obtained. FIG.
10 is a block diagram illustrating an example of an arithmetic processing circuit for a digital reception signal after A / D conversion in the arithmetic unit 205 illustrated in FIG. Here, the data of each point in the subject that constitutes the received signal after the A / D conversion is referred to as scanning line data. The arithmetic processing circuit shown in FIG.
(First-in First-out memory), these FIFOs each employ the output value of the counter 2050 as both the write address and the read address, and scan line 1
It has the capacity to store the scan line data for this line. Original scanning line data after A / D conversion (scanning line data representing a received ultrasonic beam having the actual beam profile (first ultrasonic beam referred to in the first ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention)) is Three FIFOs 2051, 205
The data is sequentially input to the FIFO 2051 out of 2,2053. When the scan line data is sequentially input to the FIFO 2051, the write address of the FIFO 2051 is given by the output value of the counter 2050 that is counted up in synchronization with the control clock given from the control interface unit 204 (see FIG. 9).

【0091】このカウンタ2050の出力値は、同時に
FIFO2051の読出しアドレスとしても用いられ、
FIFO2051の出力値が示すアドレスにそれまで格
納されていたデータは、今度はFIFO2052の同じ
アドレスに書き込まれていくく。これと同様に、FIF
O2052にそれまで格納されていたデータは、FIF
O2053の同じアドレスに書き込まれていく。このよ
うに構成することにより、隣接する3本の走査線(ここ
では、走査線L0,L1,L2の3本とする。図13参
照)の走査線データが用意される。
The output value of the counter 2050 is also used as a read address of the FIFO 2051 at the same time.
The data previously stored at the address indicated by the output value of the FIFO 2051 is now written to the same address of the FIFO 2052. Similarly, the FIF
The data previously stored in O2052 is
It is written to the same address in O2053. With this configuration, scan line data of three adjacent scan lines (here, three scan lines L0, L1, and L2; see FIG. 13) is prepared.

【0092】カウンタ2050は、図9に示すコントロ
ールインターフェィス部204から与えられる走査線切
替え信号によりリセットされ、このリセットにより、そ
の出力値、すなわちFIFOの書込みアドレスおよび読
出しアドレスは、そのFIFOの先頭のアドレスに戻る
ようになっている。このようにして用意された3本の走
査線L0,L1,L2の走査線データは、同一深さの走
査線データどうしが同時に二階微分演算部2055に入
力され、さらにこれら同一深さの3つの走査線データの
うち2本の走査線L0,L2の2つの走査線データが変
位演算部2054に入力される。二階微分演算部205
5では、図6に示すような、走査線データの二階微分
(走査線L0,L1,L2上の同一深さの走査線データ
をそれぞれL0,L1,L2としたとき、走査線L1に
関し、二階微分はL0+L2−2L1となる)が求めら
れ、変位演算部2050では、前述した(7)式に従っ
て変位dが求められる。
The counter 2050 is reset by a scanning line switching signal provided from the control interface unit 204 shown in FIG. 9, and by this reset, its output value, that is, the write address and the read address of the FIFO are changed to the first address of the FIFO. To return to. The scan line data of the three scan lines L0, L1, and L2 prepared in this way are simultaneously input to the second-order differential operation unit 2055 at the same depth. Two pieces of scan line data of two scan lines L0 and L2 among the scan line data are input to the displacement calculator 2054. Second derivative operation unit 205
5, the second-order differentiation of the scanning line data as shown in FIG. 6 (when the scanning line data of the same depth on the scanning lines L0, L1, and L2 is L0, L1, and L2, respectively, The derivative is L0 + L2-2L1), and the displacement calculator 2050 calculates the displacement d according to the above-described equation (7).

【0093】変位演算部2054で求められた変位は、
FIFO2059に格納され、さらにFIFO2060
に格納される。また、二階微分演算部2055で求めら
れた二階微分値は、FIFO2061に格納され、さら
にFIFO2062に格納され、さらにFIFO206
3に格納される。また、FIFO2052から読み出さ
れた走査線データ(振幅値)は、FIFO2053に格
納されるとともにFIFO2056に格納され、FIF
O2056に格納された振幅値(走査線データ)はその
後FIFO2057に格納され、さらに2058に格納
される。
The displacement obtained by the displacement calculation unit 2054 is
Stored in the FIFO 2059 and further stored in the FIFO 2060
Is stored in The second-order differential value obtained by the second-order differential operation unit 2055 is stored in the FIFO 2061, further stored in the FIFO 2062, and further stored in the FIFO 2062.
3 is stored. The scanning line data (amplitude value) read from the FIFO 2052 is stored in the FIFO 2053 and the FIFO 2056, and is stored in the FIFO 2056.
The amplitude value (scanning line data) stored in O2056 is then stored in FIFO 2057 and further stored in 2058.

【0094】FIFO2056〜2063にこのように
して格納されたデータのうち、FIFO2057に格納
された現在着目している走査線データ(振幅値)が減算
部2067に入力され、FIFO2060に格納された
現在着目している走査線の変位データが高分解能化差分
輝度演算部2064に入力され、FIFO2056,2
058に格納された、現在着目している走査線よりも一
本後の走査線および一本前の走査線の走査線データがブ
ラックホール中央輝度演算部2065およびブラックホ
ール端部輝度演算部2066に入力され、FIFO20
61,2062,2063に格納された、現在着目して
いる走査線の二階微分値(FIFO2062)、一本後
の走査線の二階微分値(FIFO2061)、一本前の
走査線の二階微分値(FIFO2063)がブラックホ
ール判定部2068に入力される。
Of the data stored in the FIFOs 2056 to 2063 in this way, the scan line data (amplitude value) currently focused on stored in the FIFO 2057 is input to the subtraction unit 2067 and stored in the FIFO 2060. The displacement data of the scanning line being input is input to the high-resolution difference luminance calculating unit 2064, and the FIFO 2056, 2
The scan line data of the next scan line and the previous scan line from the scan line of interest currently stored in 058 are sent to the black hole center luminance calculation unit 2065 and the black hole end luminance calculation unit 2066. Input and FIFO20
61, 2062, and 2063, the second derivative of the scan line of interest (FIFO 2062), the second derivative of the next scan line (FIFO 2061), and the second derivative of the previous scan line (FIFO 2061). FIFO 2063) is input to the black hole determination unit 2068.

【0095】高分解能化差分輝度演算部2064では、
前述した(13)式の第2項、すなわちa(k2 −1)
2 が演算されてその演算結果が減算部2067に入力
される。減算部2067には、FIFO2057から入
力された走査線データ、すなわち(13)式の第1項に
示すln(C)も入力され、減算部2067では、それ
ら2つの入力間の減算が行なわれ、(13)式に示すl
n(Cc )、すなわち、細いビーム径を持つ受信超音波
ビーム(本発明の第1の超音波診断装置にいう第2の受
信超音波ビーム)をあらわす新たな走査線データが生成
される。この減算部2067の出力ln(Cc )はセレ
クタ2069に入力される。
In the high-resolution difference luminance calculator 2064,
The second term of the aforementioned equation (13), that is, a (k 2 -1)
d 2 is calculated, and the calculation result is input to the subtraction unit 2067. The subtraction unit 2067 also receives the scanning line data input from the FIFO 2057, that is, ln (C) shown in the first term of the expression (13). The subtraction unit 2067 performs subtraction between these two inputs. L shown in equation (13)
New scan line data representing n (C c ), that is, a received ultrasonic beam having a small beam diameter (a second received ultrasonic beam in the first ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention) is generated. The output ln (C c ) of the subtraction unit 2067 is input to the selector 2069.

【0096】また、ブラックホール中央輝度演算206
5では、本実施形態では、図8を参照して説明した(b
+d)/2の演算が行なわれる。その演算結果はやはり
セレクタ2069に入力される。また、ブラックホール
端部輝度演算部2066では、本実施形態では、図7を
参照して説明した、a−c,b−cの演算が行なわれ
る。このブラックホール端部輝度演算部2066での演
算結果もセレクタ2069に入力される。
Also, black hole center luminance calculation 206
5, this embodiment has been described with reference to FIG.
+ D) / 2 is performed. The calculation result is also input to the selector 2069. Further, in the present embodiment, the black hole edge luminance calculation unit 2066 performs the calculation of ac and bc described with reference to FIG. The calculation result of the black hole edge luminance calculation unit 2066 is also input to the selector 2069.

【0097】ブラックホール判定部2068には、FI
FO2061〜2063に格納された二階微分値が入力
されるとともに、図9に示すコントロールインターフェ
イス部204からの閾値も入力され、図6を参照して説
明した判定方法により、ブラックホールの存在が判定さ
れる。ブラックホール判定部2068での判定結果は輝
度選択信号としてセレクタ2069に入力され、セレク
タ2069では、現在がブラックホールの両端部のいず
れか場合にはブラックホール端部輝度演算部2066で
得られた演算結果が選択され、ブラックホールの中央の
場合は、ブラックホール中央輝度演算部2065で得ら
れた演算結果が選択され、ブラックホールの中央、両端
部のいずれでもないときは減算部2067で得られた演
算結果が選択される。
The black hole determination unit 2068 includes FI
The second order differential values stored in the FOs 2061 to 2063 are input, and a threshold value is also input from the control interface unit 204 shown in FIG. 9, and the presence of a black hole is determined by the determination method described with reference to FIG. You. The result of the determination by the black hole determination unit 2068 is input to the selector 2069 as a luminance selection signal. In the selector 2069, if the current is one of the both ends of the black hole, the calculation obtained by the black hole edge luminance calculation unit 2066 The result is selected. In the case of the center of the black hole, the calculation result obtained by the black hole center luminance calculation unit 2065 is selected. When the result is neither the center nor both ends of the black hole, the calculation result is obtained by the subtraction unit 2067. The calculation result is selected.

【0098】尚、ブラックホール判定部2068では、
ブラックホールの中央部が判定されるが、その時点で、
その中央部が存在する走査線よりも一本前の走査線上に
存在する、ブラックホール端部に関するデータが時間的
に先に行き過ぎてしまわないよう、セレクタ2069に
はその内部にFIFOと同様のバッファが備えられてい
る。
Note that the black hole determination unit 2068
The center of the black hole is determined, at which point
The selector 2069 has a buffer similar to a FIFO inside the selector 2069 so that data relating to the black hole edge existing on the scanning line immediately before the scanning line where the center portion exists does not go too far in time. Is provided.

【0099】セレクタ2069からは、上記のように選
択されたデータ(これを新規走査線データと称する)が
出力される。このセレクタ2069から出力された新規
走査線データは、図9に示すエコーバス902を経由し
て白黒用スキャンコンバータ301に入力され、表示用
のビデオ信号に変換された後ビデオバス903を経由し
て表示制御部500に入力され、例えば観察用テレビモ
ニタ707の表示画面上に、上記のようにして求められ
た新規走査線データに基づくBモード像が表示される。
The selector 2069 outputs the data selected as described above (this is referred to as new scanning line data). The new scan line data output from the selector 2069 is input to the black-and-white scan converter 301 via the echo bus 902 shown in FIG. 9 and is converted to a video signal for display and then displayed via the video bus 903. The B-mode image is input to the control unit 500 and displayed on the display screen of the observation television monitor 707, for example, based on the new scanning line data obtained as described above.

【0100】この新規走査線データに基づくBモード像
は、これまで説明してきたように高分解能の画像である
とともに、ブラックホールが目立たない高画質の画像で
ある。図14は、図9に示す演算部205におけるA/
D変換後のディジタル受信信号の演算処理回路の他の例
を示すブロック図である。
The B-mode image based on the new scanning line data is a high-resolution image as described above and a high-quality image in which black holes are not conspicuous. FIG. 14 shows A / A in the arithmetic unit 205 shown in FIG.
FIG. 11 is a block diagram illustrating another example of a processing circuit for processing a digital reception signal after D conversion.

【0101】この図14に示す演算処理回路を構成する
各ブロックには、図3に示す演算処理回路を構成するブ
ロックと同一の名称、番号が付されており、各ブロック
では、図13に示す演算処理回路の対応するブロックに
おける、複数の走査線を横切る方向の演算と同等の演算
が、走査線の延びる方向(深さ方向)について実行され
る。尚、複数のブロックにおける各演算の実行に伴う相
対的なタイミングずれは、いずれかのブロック内にレジ
スタ等を持ち、タイミング調整がなされるものとする。
The blocks constituting the arithmetic processing circuit shown in FIG. 14 are given the same names and numbers as the blocks constituting the arithmetic processing circuit shown in FIG. 3, and each block is shown in FIG. An operation equivalent to an operation in a direction crossing a plurality of scanning lines in a corresponding block of the arithmetic processing circuit is executed in a direction in which the scanning lines extend (a depth direction). It should be noted that the relative timing shift due to the execution of each operation in a plurality of blocks is assumed to have a register or the like in any of the blocks and to be adjusted in timing.

【0102】A/D変換後の元の走査線データ(実際の
バースト波パルス幅を持つ受信超音波ビーム(本発明の
第2の超音波診断装置にいう第1の受信超音波ビーム)
をあらわす走査線データ)が、各サンプリング点毎に順
次に、変位演算部2054、二階微分演算部2055、
ブラックホール中央輝度演算部2065、ブラックホー
ル端部輝度演算部2066、および減算部2067に入
力される。ここでは、現在、図2に示す3つの時刻t
0,t1,t2における、順次隣接する3つのサンプリ
ング点のうち、時刻t1のサンプリング点に関する演算
を実行するタイミングにあるものとして説明する。
Original scan line data after A / D conversion (received ultrasonic beam having actual burst wave pulse width (first received ultrasonic beam referred to in the second ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention)
Is sequentially output for each sampling point, the displacement calculation unit 2054, the second-order differentiation calculation unit 2055,
It is input to the black hole center luminance calculator 2065, the black hole edge luminance calculator 2066, and the subtractor 2067. Here, three times t shown in FIG.
The description will be made assuming that the operation is performed at the timing of executing the operation on the sampling point at time t1 among the three adjacent sampling points at 0, t1, and t2.

【0103】変位演算部205では、(19)式に従っ
た、深さ方向の変位rが求められ、二階微分演算部20
55では、図6に示すような走査線データの二階微分
(各時刻t0,t1,t2における走査線データ(サン
プリングデータ)を、それぞれt0,t1,t2であら
わしたとき、サンプリングデータt1に関し、二階微分
はt0+t2−2t1となる)が求めらえる。
The displacement calculating unit 205 calculates the displacement r in the depth direction according to the equation (19).
55, the second derivative of the scanning line data as shown in FIG. 6 (when the scanning line data (sampling data) at each time t0, t1, t2 is represented by t0, t1, t2, respectively, The differentiation is t0 + t2-2t1).

【0104】変位演算部2054で求められた変位r
は、高分解能化差分輝度演算部2064に入力され、二
階微分演算部2055で求められた二階微分値はブラッ
クホール判定部2068に入力される。高分解能化差分
輝度演算部2064では、前述した(25)式の第2
項、すなわちb(k2 −1)r2 が演算されてその演算
結果が減算部2067に入力される。減算部2067に
は、走査線データ自体、すなわち、(25)式の第1項
であるln(F)も入力され、減算部2067では、そ
れら2つの入力間の減算が行なわれ、(25)式に示す
ln(Fc )、すなわち、短いパルス幅のバースト波か
らなる受信超音波ビーム(本発明の第2の超音波診断装
置にいう第2の受信超音波ビーム)をあらわす新たな走
査線データが生成される。この減算部2067の出力l
n(Fc )は、セレクタ2069に入力される。
The displacement r obtained by the displacement calculation unit 2054
Is input to the high-resolution difference luminance calculation unit 2064, and the second-order differential value obtained by the second-order differentiation calculation unit 2055 is input to the black hole determination unit 2068. In the high-resolution difference luminance calculation unit 2064, the second expression
The term, that is, b (k 2 -1) r 2 is calculated, and the calculation result is input to the subtraction unit 2067. The scanning line data itself, that is, ln (F), which is the first term of the equation (25), is also input to the subtraction unit 2067, and the subtraction unit 2067 performs a subtraction between these two inputs. A new scanning line representing ln (F c ) shown in the equation, that is, a received ultrasonic beam composed of a burst wave having a short pulse width (a second received ultrasonic beam in the second ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention). Data is generated. Output 1 of this subtraction unit 2067
n (F c ) is input to the selector 2069.

【0105】また、ブラックホール中央輝度演算部20
65では、本実施形態では、図8を参照して説明した
(b+d)/2の演算が行なわれる。その演算結果はや
はりセレクタ2069に入力される。また、ブラックホ
ール端部輝度演算部2066では、本実施形態では、図
7を参照して説明した、a−c,b−cの演算が行なわ
れる。このブラックホール端部輝度演算部2066での
演算結果をセレクタ2069に入力される。
Also, the black hole center luminance calculating section 20
At 65, in the present embodiment, the calculation of (b + d) / 2 described with reference to FIG. 8 is performed. The calculation result is also input to the selector 2069. Further, in the present embodiment, the black hole edge luminance calculation unit 2066 performs the calculation of ac and bc described with reference to FIG. The calculation result of the black hole edge luminance calculation unit 2066 is input to the selector 2069.

【0106】ブラックホール判定部2068には、二階
微分演算部2055で求められた二階微分値が入力され
るとともに、図9に示すコントロールインターフェイス
部204からの閾値も入力され、図6を参照して説明し
た判定方法により、ブラックホールの存在が判定され
る。ブラックホール判定部2068での判定結果は輝度
選択信号としてセレクタ2069に入力され、セレクタ
2069では、現在がブラックホールの両端部のいずれ
かの場合にはブラックホール端部輝度演算部2066で
得られた演算結果が選択され、ブラックホールの中央の
場合は、ブラックホール中央輝度演算部2065で得ら
れた演算結果が選択され、ブラックホールの中央、両端
部のいずれでもないときは減算部2067で得られた演
算結果が選択される。
The second order differential value obtained by the second order differential operation unit 2055 is input to the black hole determination unit 2068, and the threshold value from the control interface unit 204 shown in FIG. 9 is also input to the black hole determination unit 2068. The presence of a black hole is determined by the described determination method. The result of the determination by the black hole determination unit 2068 is input to the selector 2069 as a luminance selection signal. In the selector 2069, in the case where the current is one of both ends of the black hole, the black hole edge luminance calculation unit 2066 obtains the result. The calculation result is selected, and in the case of the center of the black hole, the calculation result obtained in the black hole center luminance calculation unit 2065 is selected. When the calculation result is neither the center nor the both ends of the black hole, the calculation result is obtained in the subtraction unit 2067. Is selected.

【0107】セレクタ2069からは、上記のように選
択されたデータ(新規走査線データ)が出力され、この
セレクタ2069から出力された新規走査線データは、
図13の説明と同様、図9に示すエコーバス902を経
由して白黒用スキャンコンバータ301に入力され、表
示用のビデオ信号に変換された後ビデオバス903を経
由して表示制御部500に入力され、例えば観察用テレ
ビモニタ707の表示画面上に、上記のようにして求め
られた新規走査線データに基づくBモード像が表示され
る。この新規走査線データに基づくBモード像は、深さ
方向について高分解能の画像であるとともにブラックホ
ールが目立たない高画質の画像である。
The selector 2069 outputs the data (new scanning line data) selected as described above. The new scanning line data output from the selector 2069 is
As in the description of FIG. 13, the signal is input to the black-and-white scan converter 301 via the echo bus 902 shown in FIG. 9, converted into a video signal for display, and then input to the display control unit 500 via the video bus 903. For example, on the display screen of the observation television monitor 707, a B-mode image based on the new scanning line data obtained as described above is displayed. The B-mode image based on the new scanning line data is a high-resolution image in the depth direction and a high-quality image in which black holes are inconspicuous.

【0108】以上では、複数の走査線を横切る方向、お
よび深さ方向のそれぞれについて高分解能化を図り、か
つブラックホールを目立ちにくくする各演算処理回路の
説明を行なったが、これらを組合せ、走査線を横切る方
向と深さ方向との双方について高分解能化を図り、ある
いは、それら双方向を組み合わせてブラックホールを目
立ちにくくする演算を行なってもよい。
In the above, the arithmetic processing circuits for improving the resolution in each of the direction traversing a plurality of scanning lines and in the depth direction and making the black holes less noticeable have been described. The resolution may be increased both in the direction crossing the line and in the depth direction, or an operation may be performed to combine the two directions to make the black hole less noticeable.

【0109】[0109]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりも空間分解能の高い画像を得ることができる超
音波診断装置が実現する。
As described above, according to the present invention,
An ultrasonic diagnostic apparatus capable of obtaining an image with higher spatial resolution than before is realized.

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

【図1】受信超音波のビームのビームプロファイルの模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a beam profile of a received ultrasonic beam.

【図2】超音波ビームの、深さ方向のビームプロファイ
ル(バースト波のプロファイル)の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a beam profile (burst wave profile) of an ultrasonic beam in a depth direction.

【図3】複数本の走査線とブラックホールを含む画像を
重ねて描いた模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram in which an image including a plurality of scanning lines and a black hole is overlaid.

【図4】図3に示す複数の走査線を横切って延びる横断
線A−A’に沿う走査線データを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing scan line data along a transverse line AA ′ extending across the plurality of scan lines shown in FIG. 3;

【図5】実際のビームプロファイルを持つ受信超音波ビ
ームを用いたときの走査線データと、細いビーム径もし
くは短いパルス幅を有するビームプロファイルを持つ走
査線データを示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing scanning line data when a received ultrasonic beam having an actual beam profile is used and scanning line data having a beam profile having a narrow beam diameter or a short pulse width.

【図6】走査線データの二階微分を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the second derivative of scanning line data.

【図7】ブラックホールの両端の走査線データの修正方
法の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a method of correcting scan line data at both ends of a black hole.

【図8】ブラックホールの両端の走査線データの修正方
法の他の例の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of another example of a method of correcting scanning line data at both ends of a black hole.

【図9】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブ
ロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.

【図10】複数の超音波振動子に印加される高電圧パル
スの遅延パターンを示した概念図である。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a delay pattern of a high voltage pulse applied to a plurality of ultrasonic transducers.

【図11】ビームフォーマ部における、受信超音波ビー
ムの形成の仕方を示す原理説明図である。
FIG. 11 is a principle explanatory diagram showing a method of forming a reception ultrasonic beam in a beam former unit.

【図12】遅延パターンと、走査線の方向と、焦点位置
との関係を示した説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a relationship among a delay pattern, a direction of a scanning line, and a focal position.

【図13】図9に示す演算部におけるA/D変換後のデ
ィジタル受信信号の演算処理回路の一例を示すブロック
図である。
13 is a block diagram illustrating an example of an arithmetic processing circuit for a digital reception signal after A / D conversion in the arithmetic unit illustrated in FIG. 9;

【図14】図9に示す演算部におけるA/D変換後のデ
ィジタル受信信号の演算処理回路の他の例を示すブロッ
ク図である。
14 is a block diagram illustrating another example of the arithmetic processing circuit for the digital reception signal after A / D conversion in the arithmetic unit illustrated in FIG. 9;

【図15】超音波診断装置を用いて、被検体内のある一
点にターゲット(超音波反射体)が存在する場合の、そ
のターゲットの像を得る様子を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing how an image of the target is obtained when a target (ultrasonic reflector) is present at a certain point in the subject using the ultrasonic diagnostic apparatus.

【図16】被検体内のターゲットで反射して戻ってきた
超音波の信号波形およびその信号の処理過程を示す模式
図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a signal waveform of an ultrasonic wave reflected and returned by a target in a subject and a process of processing the signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検体 2 走査線 10 本体部 20 超音波プローブ 21 超音波振動子 100 制御部 101 CPU部 102 ビームスキャン制御部 200 信号処理部 201 送受信部 202 受信ディレイ制御部 203 ビームフォーマ部 204 コントロールインターフェイス部 205 演算部 206 ドプラシグナル処理部 207,208,209 制御ライン 300 ディジタルスキャンコンバータ部 301 白黒用スキャンコンバータ 302 カラー用スキャンコンバータ 303 スクロールスキャンコンバータ 400 ドプラ処理部 401 パルス/連続波ドプラ解析部 402 カラードプラ解析部 500 表示制御部 600 生体信号アンプ部 701 操作パネル 702 タッチパネル 703 EL表示部 704 フロッピィディスク装置 705 プリンタ 706 VTR 707 観察用テレビモニタ 708 スピーカ 709 ECG電極ユニット 710 心音マイク 711 脈波用トランスデューサ 800 電源部 901 CPUバス 902 エコーバス 903 ビデオバス REFERENCE SIGNS LIST 1 subject 2 scanning line 10 main body unit 20 ultrasonic probe 21 ultrasonic transducer 100 control unit 101 CPU unit 102 beam scan control unit 200 signal processing unit 201 transmission and reception unit 202 reception delay control unit 203 beam former unit 204 control interface unit 205 Operation unit 206 Doppler signal processing unit 207, 208, 209 Control line 300 Digital scan converter unit 301 Black / white scan converter 302 Color scan converter 303 Scroll scan converter 400 Doppler processing unit 401 Pulse / continuous wave Doppler analysis unit 402 Color Doppler analysis unit 500 display control unit 600 biological signal amplifier unit 701 operation panel 702 touch panel 703 EL display unit 704 floppy disk device 705 pre Motor 706 VTR 707 observation television monitor 708 speaker 709 ECG electrode unit 710 heart sound microphone 711 pulse wave transducer 800 power supply unit 901 CPU bus 902 Ekobasu 903 video bus

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体内に送信され被検体内で反射して
戻ってきた超音波を受信して被検体内に延びる所定の走
査線に沿う第1の受信超音波ビームをあらわす第1の受
信信号を生成する過程を異なる複数本の走査線について
順次繰り返す送受信手段と、 前記送受信手段により得られた異なる複数本の走査線に
沿う複数の第1の受信超音波ビームをあらわす複数の第
1の受信信号に基づいて所定の走査線に沿う第2の受信
超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成する演算
を、異なる複数本の走査線について実行する演算手段
と、 前記演算手段で得られた第2の受信信号に基づく画像を
出力する画像出力手段とを備えたことを特徴とする超音
波診断装置。
An ultrasonic wave transmitted into a subject, reflected from the subject and returned, receives a first ultrasonic wave along a predetermined scanning line extending into the subject. Transmitting / receiving means for sequentially repeating a process of generating a received signal for a plurality of different scanning lines; and a plurality of first receiving ultrasonic beams along a plurality of different scanning lines obtained by the transmitting / receiving means. Calculating means for executing a second received signal representing a second received ultrasonic beam along a predetermined scanning line based on the received signal for a plurality of different scanning lines; and And an image output means for outputting an image based on the obtained second received signal.
【請求項2】 前記演算手段が、被検体内の超音波反射
源の位置を求める演算を含む演算を実行することにより
前記第2の受信信号を生成するものであることを特徴と
する請求項1記載の超音波診断装置。
2. The method according to claim 1, wherein the calculating unit generates the second reception signal by executing an operation including an operation for obtaining a position of the ultrasonic reflection source in the subject. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記演算手段が、所定の走査線を挟む2
本の走査線に沿う2本の第1の受信超音波ビームをあら
わす2つの第1の受信信号に基づいて、被検体内の超音
波反射源の、該所定の走査線からの距離を求める演算を
含む演算を実行することにより、該所定の走査線に沿う
第2の受信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生
成するものであることを特徴とする請求項2記載の超音
波診断装置。
3. The method according to claim 1, wherein the calculating means is configured to interpose a predetermined scanning line.
An operation for calculating the distance of the ultrasonic reflection source in the subject from the predetermined scanning line based on two first reception signals representing two first reception ultrasonic beams along the scanning lines 3. An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam along said predetermined scanning line is generated by executing an operation including: .
【請求項4】 前記演算手段が、前記第1の受信信号が
あらわす第1の受信超音波ビームのビーム径よりも細い
ビーム径を有する第2の受信超音波ビームをあらわす第
2の受信信号を生成する演算を実行するものであること
を特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
4. The arithmetic unit according to claim 1, wherein the second reception signal representing a second reception ultrasonic beam having a beam diameter smaller than the beam diameter of the first reception ultrasonic beam represented by the first reception signal is provided. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus performs a calculation to be generated.
【請求項5】 前記演算手段が、所定の走査線を含む複
数本の走査線を横切る所定の横断線上の、該所定の走査
線の近隣における前記第1の受信信号の変化に基づい
て、該所定の走査線および該所定の走査線に隣接する走
査線のうちの少なくとも一方の走査線と前記所定の横断
線との交点に関する前記第2の受信信号に代えて該交点
に関し新たな受信信号を採用するか否かを判定し、新た
な受信信号を採用する条件が成立したときに該交点に関
する前記第2の受信信号に代えて該交点に関し新たな受
信信号を採用するものであることを特徴とする請求項4
記載の超音波診断装置。
5. The method according to claim 1, wherein the calculating unit is configured to determine, based on a change in the first reception signal in a vicinity of the predetermined scanning line, on a predetermined transverse line that crosses a plurality of scanning lines including the predetermined scanning line. A new received signal for the intersection is replaced with the second received signal for the intersection of at least one of the predetermined scanning line and the scanning line adjacent to the predetermined scanning line and the predetermined transverse line. It is determined whether or not to adopt, and when a condition for employing a new reception signal is satisfied, a new reception signal is employed for the intersection instead of the second reception signal for the intersection. Claim 4
An ultrasonic diagnostic apparatus as described in the above.
【請求項6】 前記演算手段が、前記第1の受信信号
の、前記所定の横断線と前記所定の走査線との交点にお
ける該所定の横断線に沿う方向の微分値を求め、該微分
値と所定のしきい値との大小比較を行なうことにより、
該所定の横断線と前記少なくとも一方の走査線との交点
に関する前記第2の受信信号に代えて該交点に関し新た
な受信信号を採用するか否かを判定するものであること
を特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。
6. The arithmetic unit determines a differential value of the first received signal in a direction along the predetermined transverse line at an intersection of the predetermined transverse line and the predetermined scan line, and calculates the differential value. Is compared with a predetermined threshold value.
Determining whether to adopt a new reception signal for the intersection of the predetermined crossing line and the at least one scanning line instead of the second reception signal for the intersection. Item 7. An ultrasonic diagnostic apparatus according to Item 5.
【請求項7】 被検体内にバースト波状に送信され被検
体内で反射して戻ってきた超音波を受信して被検体内に
延びる所定の走査線に沿う第1の受信超音波ビームをあ
らわす第1の受信信号を生成する送受信手段と、 前記送受信手段により得られた所定の走査線に沿う第1
の受信超音波ビームをあらわす第1の受信信号に基づい
て該所定の走査線に沿う第2の受信超音波ビームをあら
わす第2の受信信号を生成する演算を実行する演算手段
と、 前記演算手段で得られた第2の受信信号に基づく画像を
出力する画像出力手段とを備えたことを特徴とする超音
波診断装置。
7. A first received ultrasonic beam along a predetermined scanning line extending in a subject is received by receiving an ultrasonic wave transmitted in a burst wave shape in the subject and reflected back in the subject. Transmission / reception means for generating a first reception signal; first transmission / reception means along a predetermined scanning line obtained by the transmission / reception means
Calculating means for executing a calculation for generating a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam along the predetermined scanning line based on the first reception signal representing the reception ultrasonic beam of the above, And an image output means for outputting an image based on the second reception signal obtained in (1).
【請求項8】 前記演算手段が、被検体内の超音波反射
源の、前記所定の走査線に沿う方向の深さ位置を求める
演算を含む演算を実行することにより前記第2の受信信
号を生成するものであることを特徴とする請求項7記載
の超音波診断装置。
8. The second receiving signal is obtained by executing an operation including an operation for obtaining a depth position of an ultrasonic reflection source in the subject in a direction along the predetermined scanning line. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is generated.
【請求項9】 前記演算手段が、所定の走査線上の所定
点を挟む、該所定の走査線上の2点に関する第1の受信
信号に基づいて、被検体内の超音波反射源の、該所定の
走査線に沿う方向の、該所定点からの距離を求める演算
を含む演算を実行することにより、該所定の走査線に沿
う第2の受信超音波ビームをあらわす第2の受信信号を
生成するものであることを特徴とする請求項8記載の超
音波診断装置。
9. The method according to claim 1, wherein the calculating unit is configured to determine whether the ultrasonic reflection source in the subject is at a predetermined point on the predetermined scanning line based on first reception signals related to two points on the predetermined scanning line. By performing an operation including an operation for obtaining a distance from the predetermined point in a direction along the scanning line, a second reception signal representing a second reception ultrasonic beam along the predetermined scanning line is generated. 9. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 8, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is an ultrasonic diagnostic apparatus.
【請求項10】 前記演算手段が、走査線に沿う方向に
ついて、前記第1の受信信号があらわす第1の受信超音
波ビームの分解能よりも高い分解能を有する第2の受信
超音波ビームをあらわす第2の受信信号を生成する演算
を実行するものであることを特徴とする請求項7記載の
超音波診断装置。
10. The method according to claim 1, wherein the calculating unit is configured to represent a second received ultrasonic beam having a higher resolution than a first received ultrasonic beam represented by the first received signal in a direction along the scanning line. 8. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus performs an operation for generating the second reception signal.
【請求項11】 前記演算手段が、所定の走査線上の、
所定点の近隣における前記第1の受信信号の変化に基づ
いて、該所定点を含む、該所定の走査線上の該所定点の
近傍の点のうちの少なくとも一点に関する前記第2の受
信信号に代えて該点に関し新たな受信信号を採用するか
否かを判定し、新たな受信信号を採用する条件が成立し
たときに該点に関する前記第2の受信信号に代えて該点
に関し新たな受信信号を採用するものであることを特徴
とする請求項10記載の超音波診断装置。
11. The method according to claim 1, wherein the calculating unit is configured to perform a
Based on a change in the first received signal in the vicinity of a predetermined point, the second received signal is replaced with at least one of points near the predetermined point on the predetermined scanning line, including the predetermined point. It is determined whether or not to adopt a new received signal for the point, and when a condition for employing the new received signal is satisfied, a new received signal for the point is substituted for the second received signal for the point. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 10, wherein:
【請求項12】 前記演算手段が、前記第1の受信信号
の、前記所定点における該所定の走査線に沿う方向の微
分値を求め、該微分値と所定のしきい値との大小比較を
行なうことにより、該所定点を含む、該所定の走査線上
の該所定点の近傍の点のうちの少なくとも一点に関する
前記第2の受信信号に代えて該点に関し新たな受信信号
を採用するか否かを判定するものであることを特徴とす
る請求項11記載の超音波診断装置。
12. The arithmetic means calculates a differential value of the first received signal in a direction along the predetermined scanning line at the predetermined point, and compares the differential value with a predetermined threshold value. By doing so, whether to adopt a new reception signal for the point in place of the second reception signal for at least one of points near the predetermined point on the predetermined scanning line, including the predetermined point, 12. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 11, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is configured to determine whether or not the ultrasonic diagnosis is performed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9575178B2 (en) 2012-04-27 2017-02-21 Konica Minolta, Inc. Beamforming method and ultrasonic diagnostic apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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