JPH1176232A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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Publication number
JPH1176232A
JPH1176232A JP26288597A JP26288597A JPH1176232A JP H1176232 A JPH1176232 A JP H1176232A JP 26288597 A JP26288597 A JP 26288597A JP 26288597 A JP26288597 A JP 26288597A JP H1176232 A JPH1176232 A JP H1176232A
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JP
Japan
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signal
gain
ultrasonic
digital
circuit
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Application number
JP26288597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutaka Okada
一孝 岡田
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1176232A publication Critical patent/JPH1176232A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration of an ultrasonic image generation of noises from occurring by preventing an A/D converter of each channel in an ultrasonic transmitting/receiving part from being saturated. SOLUTION: In this ultrasonic diagnostic apparatus, an A/D output amplitude control circuit 15 wherein a receiving signal of each channel A/D-converted in an ultrasonic transmitting/receiving part 2 is inputted and the max. amplitude level is detected by monitoring the amplitude level and a gain correcting signal is outputted by detecting this max. amplitude level is provided and a digital variable gain amplification circuit 17 which makes gain variable on a digital receiving signal being A/D-converted in the ultrasonic transmitting/receiving part 2 and received wave-focused is provided. It is possible thereby that by controlling the A/D output amplitude control circuit 15, when the amplitude level of the receiving signal is small, amplification is performed by gain correction of analog variable gain amplification circuit 9a-9n in the ultrasonic transmitting/receiving part 2 and when the amplitude level of the receiving signal is at the max. amplitude, the amplification is performed by fixing the gain of the analog variable gain amplification circuit 9a-9n and performing gain correction of the digital variable gain amplification circuit 17.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
被検体内の診断部位について超音波画像を得て画像表示
する超音波診断装置に関し、特に、超音波画像の画像劣
化やノイズ発生を防止することができる超音波診断装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus which obtains an ultrasonic image of a diagnostic site in a subject using ultrasonic waves and displays the image, and more particularly to image deterioration and noise generation of the ultrasonic image. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of preventing the occurrence of an error.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、図2
に示すように、多数の振動子素子が配列されて多チャン
ネルに形成され被検体内に超音波を送受信する探触子1
と、この探触子1を駆動して超音波を送信させると共に
受信した反射エコー信号をアナログ的にゲインを可変し
て増幅し且つデジタル信号に変換し更に所定の遅延を与
えて受波フォーカスをかける超音波送受信部2と、この
超音波送受信部2からの出力信号に対し所定の処理を行
う画像処理回路3と、この画像処理回路3からの画像信
号を入力して書き込むと共に読み出し表示座標系に変換
して出力するデジタルスキャンコンバータ(以下「DS
C」と略称する)4と、このDSC4からの画像信号を
表示する画像表示装置5とを有して成っていた。
2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic diagnostic apparatus of this type is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a probe 1 in which a large number of transducer elements are arranged and formed in multiple channels to transmit and receive ultrasonic waves in a subject
Then, the probe 1 is driven to transmit an ultrasonic wave, and the received reflected echo signal is amplified and variably converted into a digital signal by varying the gain in an analog manner. An ultrasonic transmission / reception unit 2 to be applied, an image processing circuit 3 for performing predetermined processing on an output signal from the ultrasonic transmission / reception unit 2, an image signal from the image processing circuit 3 to be input and written and read and displayed by a display coordinate system. Digital scan converter (hereinafter referred to as “DS
C "), and an image display device 5 for displaying an image signal from the DSC 4.

【0003】なお、上記超音波送受信部2の内部構成
は、探触子1を駆動して超音波を送信させるための送信
信号を発生すると共に送波フォーカスをかけるため各チ
ャンネルに所定の遅延を与える送波フォーカス回路6
と、この送波フォーカス回路6で発生した送信信号を高
圧信号に変換し上記探触子1の振動子素子群を駆動する
送波回路7と、被検体内からの反射エコーを受信した探
触子1の振動子素子群からの受信信号を増幅する初段増
幅回路8a〜8n(振動子素子がnチャンネルあるとす
る)と、この初段増幅回路8a〜8nからの受信信号を
入力し各チャンネルのゲインを調整して増幅するアナロ
グ可変ゲイン増幅回路9a〜9nと、このアナログ可変
ゲイン増幅回路9a〜9nからの出力信号をデジタル信
号に変換するA/D変換器10a〜10nと、このA/
D変換器10a〜10nからのデジタルの受信信号に所
定の遅延を与えるデジタル遅延回路11a〜11nと、
このデジタル遅延回路11a〜11nからの各チャンネ
ルの受信信号を加算して受波フォーカスをかける受信チ
ャンネル加算回路12とから成っている。
The internal configuration of the ultrasonic transmission / reception unit 2 generates a transmission signal for driving the probe 1 to transmit an ultrasonic wave, and a predetermined delay is given to each channel to focus the transmission. Sending wave focusing circuit 6
A transmission circuit 7 for converting a transmission signal generated by the transmission focus circuit 6 into a high-voltage signal to drive the transducer element group of the probe 1, and a probe receiving a reflected echo from inside the subject. First stage amplifier circuits 8a to 8n (assuming that there are n channels of transducer elements) for amplifying signals received from the transducer element group of the element 1, and receiving signals from the first stage amplifier circuits 8a to 8n, Analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n for adjusting and amplifying gains, A / D converters 10a to 10n for converting output signals from the analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n into digital signals,
Digital delay circuits 11a to 11n for providing a predetermined delay to digital reception signals from the D converters 10a to 10n;
A reception channel addition circuit 12 adds reception signals of the respective channels from the digital delay circuits 11a to 11n and focuses the reception.

【0004】また、図2において、符号13は装置の操
作者が画像のゲイン等を調整操作する操作パネルを示
し、符号14は上記操作パネル13で入力されたゲイン
調整信号を取り込んでアナログ可変ゲイン増幅回路9a
〜9nにゲイン制御信号を送出するアナログゲイン制御
信号発生回路を示している。
In FIG. 2, reference numeral 13 denotes an operation panel on which the operator of the apparatus adjusts the image gain and the like. Reference numeral 14 denotes a gain adjustment signal input from the operation panel 13 to obtain an analog variable gain. Amplifier circuit 9a
9 to 9n show analog gain control signal generation circuits for transmitting gain control signals.

【0005】このような超音波診断装置において、上記
超音波送受信部2で処理する受信信号は、被検体の表層
部からの反射エコー強度は強く、深部からの反射エコー
強度は弱いので、そのまま画像表示すると特に深部の超
音波画像についてはコントラストが低く良好な画像が得
られないものであった。これに対し、被検体の深度に応
じて表層部からの受信信号はあまり増幅せず、深部から
の受信信号は大きく増幅するようにゲイン制御するた
め、上記アナログ可変ゲイン増幅回路9a〜9nが設け
られている。また、被検体の体格によって太った者と痩
せた者とでも、受信信号の信号レベルが異なるので、上
記アナログ可変ゲイン増幅回路9a〜9nは、操作パネ
ル13で入力されたゲイン調整信号に連動してゲイン制
御できるようになっている。さらに、上記デジタル遅延
回路11a〜11nと受信チャンネル加算回路12とか
らなるデジタル整相手段のS/Nを良好とするために
は、できるだけ大きな信号レベルで受信信号をA/D変
換器10a〜10nに入力させることが望ましい。
In such an ultrasonic diagnostic apparatus, the intensity of the reflected echo from the surface layer of the subject and the intensity of the reflected echo from the deep part of the received signal processed by the ultrasonic transmission / reception unit 2 are low. When displayed, particularly with respect to an ultrasonic image in a deep part, a good image cannot be obtained because of low contrast. On the other hand, the analog variable gain amplifying circuits 9a to 9n are provided in order to perform gain control so that the received signal from the surface layer is not greatly amplified according to the depth of the subject and the received signal from the deep part is greatly amplified. Have been. Further, since the signal level of the received signal is different between a fat person and a thin person depending on the physique of the subject, the analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n operate in conjunction with the gain adjustment signal input on the operation panel 13. The gain can be controlled. Further, in order to improve the S / N of the digital phasing means including the digital delay circuits 11a to 11n and the reception channel adding circuit 12, the reception signals are converted into A / D converters 10a to 10n at a signal level as large as possible. It is desirable to input to

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置においては、上記各A/D変換器1
0a〜10nの出力信号のデジタルbit数は、処理速
度及びコストとの関係から通常は8〜12bit程度で
ある。このようなA/D変換器10a〜10nのデジタ
ルbit数では、アナログ可変ゲイン増幅回路9a〜9
nのゲインが高くなりすぎた場合は、入力信号が過大と
なって該A/D変換器10a〜10nが飽和してしまう
ものであった。したがって、A/D変換器10a〜10
nの出力デジタル信号が異常となり、最終的に得られる
超音波画像が劣化したり、ノイズが発生したりするもの
であった。
However, in such a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, each of the above A / D converters 1 is used.
The number of digital bits of the output signals 0a to 10n is usually about 8 to 12 bits in view of the processing speed and cost. With such digital bit numbers of the A / D converters 10a to 10n, the analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n
If the gain of n becomes too high, the input signal becomes excessive and the A / D converters 10a to 10n are saturated. Therefore, A / D converters 10a to 10a
The output digital signal of n became abnormal, and the finally obtained ultrasonic image deteriorated or noise was generated.

【0007】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、超音波送受信部内における各チャンネルのA/D
変換器の飽和を防止して超音波画像の画像劣化やノイズ
発生を防止することができる超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。
Accordingly, the present invention addresses such a problem, and the A / D of each channel in the ultrasonic transmission / reception unit.
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of preventing saturation of a converter and preventing image deterioration and noise generation of an ultrasonic image.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、多数の振動子素子が配列されて多チャンネルに形成
され被検体内に超音波を送受信する探触子と、この探触
子を駆動して超音波を送信させると共に受信した反射エ
コー信号をデジタル信号に変換する超音波送受信部と、
この超音波送受信部からの出力信号に対し所定の処理を
行う画像処理回路と、この画像処理回路からの画像信号
を読み出し表示座標系に変換して出力するデジタルスキ
ャンコンバータと、このデジタルスキャンコンバータか
らの画像信号を表示する画像表示装置とを有する超音波
診断装置において、上記超音波送受信部内でA/D変換
された各チャンネルの受信信号を入力しその信号レベル
の検出により補正信号を出力するA/D出力制御回路を
設け、上記超音波送受信部内でA/D変換されたデジタ
ルの受信信号についてゲインを可変するデジタル可変ゲ
イン増幅回路を設けるようにしたものである。
In order to achieve the above object, a probe in which a large number of transducer elements are arranged and formed in multiple channels and transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject is provided. An ultrasonic transmitting and receiving unit that drives and transmits ultrasonic waves and converts a received reflected echo signal into a digital signal,
An image processing circuit that performs a predetermined process on an output signal from the ultrasonic transmission / reception unit, a digital scan converter that reads an image signal from the image processing circuit, converts the read image signal into a display coordinate system, and outputs the digital signal. In the ultrasonic diagnostic apparatus having an image display device for displaying the image signal of the above, the received signal of each channel A / D converted in the ultrasonic transmitting and receiving unit is inputted, and the correction signal is outputted by detecting the signal level. A / D output control circuit is provided, and a digital variable gain amplifying circuit for varying the gain of a digital reception signal A / D converted in the ultrasonic transmission / reception unit is provided.

【0009】本発明の望ましい実施の一形態による超音
波診断装置は、多数の振動子素子が配列されて多チャン
ネルに形成され被検体内に超音波を送受信する探触子
と、この探触子を駆動して超音波を送信させると共に受
信した反射エコー信号をアナログ的にゲインを可変して
増幅し且つデジタル信号に変換し更に所定の遅延を与え
て受波フォーカスをかける超音波送受信部と、この超音
波送受信部からの出力信号に対し所定の処理を行う画像
処理回路と、この画像処理回路からの画像信号を入力し
て書き込むと共に読み出し表示座標系に変換して出力す
るデジタルスキャンコンバータと、このデジタルスキャ
ンコンバータからの画像信号を表示する画像表示装置と
を有する超音波診断装置において、上記超音波送受信部
内でA/D変換された各チャンネルの受信信号を入力し
その信号振幅レベルを監視して最大振幅レベルを検出す
ると共にこの最大振幅レベルの検出によりゲイン補正信
号を出力するA/D出力振幅制御回路を設け、上記超音
波送受信部内でA/D変換され受波フォーカスされたデ
ジタルの受信信号についてゲインを可変するデジタル可
変ゲイン増幅回路を設け、上記A/D出力振幅制御回路
により、受信信号の信号振幅レベルが小さい場合は上記
超音波送受信部内のアナログ可変ゲイン増幅回路のゲイ
ン補正を行って増幅し、受信信号の信号振幅レベルが最
大振幅となる場合は上記アナログ可変ゲイン増幅回路の
ゲインを固定してデジタル可変ゲイン増幅回路のゲイン
補正を行って増幅するようにしたものである。
An ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention comprises a probe in which a number of transducer elements are arranged and formed in multiple channels to transmit and receive ultrasonic waves to and from a subject. An ultrasonic transmitting and receiving unit that drives and transmits an ultrasonic wave and amplifies the received reflected echo signal by changing the gain in an analog manner and converts it to a digital signal, further giving a predetermined delay, and performing reception focusing, An image processing circuit that performs predetermined processing on an output signal from the ultrasonic transmission / reception unit, a digital scan converter that inputs and writes an image signal from the image processing circuit, reads the image signal, converts it into a display coordinate system, and outputs the digital scan converter. In an ultrasonic diagnostic apparatus having an image display device for displaying an image signal from the digital scan converter, an A / D conversion is performed in the ultrasonic transmitting and receiving unit. An A / D output amplitude control circuit for receiving a received signal of each channel, monitoring a signal amplitude level thereof, detecting a maximum amplitude level, and outputting a gain correction signal by detecting the maximum amplitude level; A digital variable gain amplifying circuit for varying the gain of a digital received signal that has been A / D converted and received and focused in the unit is provided. When the signal amplitude level of the received signal is small by the A / D output amplitude control circuit, The gain of the analog variable gain amplifying circuit in the ultrasonic transmission / reception unit is corrected and amplified, and when the signal amplitude level of the received signal becomes the maximum amplitude, the gain of the analog variable gain amplifying circuit is fixed and the digital variable gain amplifying circuit is fixed. The gain is corrected and amplified.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明による超
音波診断装置の実施の形態を示すブロック図である。こ
の超音波診断装置は、超音波を利用して被検体内の診断
部位について超音波画像を得て画像表示するもので、図
1に示すように、探触子1と、超音波送受信部2と、画
像処理回路3と、デジタルスキャンコンバータ(以下
「DSC」と略称する)4と、画像表示装置5とを有
し、さらにA/D出力振幅制御回路15と、デジタルゲ
イン制御信号発生回路16と、デジタル可変ゲイン増幅
回路17とを設けて成る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus obtains an ultrasonic image of a diagnostic site in a subject using ultrasonic waves and displays the image. As shown in FIG. 1, a probe 1 and an ultrasonic transmitting / receiving unit 2 are provided. , An image processing circuit 3, a digital scan converter (hereinafter abbreviated as "DSC") 4, and an image display device 5, and further includes an A / D output amplitude control circuit 15, a digital gain control signal generation circuit 16 And a digital variable gain amplifier 17.

【0011】上記探触子1は、被検体内の診断部位に向
けて超音波を送信及び受信するもので、図示省略したが
その内部には、超音波の発生源であると共に反射エコー
を受信する多数の振動子素子が配列されており、多チャ
ンネルの探触子に形成されている。
The probe 1 transmits and receives an ultrasonic wave toward a diagnostic site in a subject. Although not shown, the probe 1 is a source of the ultrasonic wave and receives a reflected echo. Are arranged in a multi-channel probe.

【0012】超音波送受信部2は、上記探触子1を駆動
して超音波を送信させると共に受信した反射エコー信号
をアナログ的にゲインを可変して増幅し且つデジタル信
号に変換し更に所定の遅延を与えて受波フォーカスをか
けるもので、その内部構成は、探触子1を駆動して超音
波を送信させるための送信信号を発生すると共に送波フ
ォーカスをかけるため各チャンネルに所定の遅延を与え
る送波フォーカス回路6と、この送波フォーカス回路6
で発生した送信信号を高圧信号に変換し上記探触子1の
振動子素子群を駆動する送波回路7と、被検体内からの
反射エコーを受信した探触子1の振動子素子群からの受
信信号を増幅する初段増幅回路8a〜8n(振動子素子
がnチャンネルあるとする)と、この初段増幅回路8a
〜8nからの受信信号を入力し各チャンネルのゲインを
調整して増幅するアナログ可変ゲイン増幅回路9a〜9
nと、このアナログ可変ゲイン増幅回路9a〜9nから
の出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器10
a〜10nと、このA/D変換器10a〜10nからの
デジタルの受信信号に所定の遅延を与えるデジタル遅延
回路11a〜11nと、このデジタル遅延回路11a〜
11nからの各チャンネルの受信信号を加算して受波フ
ォーカスをかける受信チャンネル加算回路12とから成
る。
The ultrasonic transmission / reception unit 2 drives the probe 1 to transmit ultrasonic waves, amplifies the received reflected echo signal by changing the gain in an analog manner, converts the signal into a digital signal, and further converts the signal into a digital signal. The receiver focuses by giving a delay, and its internal configuration is to generate a transmission signal for driving the probe 1 to transmit an ultrasonic wave and to apply a predetermined delay to each channel in order to focus the transmission. Transmission focus circuit 6 for providing
The transmission circuit 7 converts the transmission signal generated in the above into a high-voltage signal and drives the transducer element group of the probe 1, and the transducer element group of the probe 1 that receives the reflected echo from inside the subject. First stage amplifier circuits 8a to 8n (assuming that the vibrator element has n channels), and the first stage amplifier circuit 8a
Analog gain amplifier circuits 9a to 9n, which receive the received signals from .about.8n and adjust and amplify the gain of each channel.
and an A / D converter 10 for converting output signals from the analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n into digital signals.
a to 10n, digital delay circuits 11a to 11n for giving a predetermined delay to digital reception signals from the A / D converters 10a to 10n, and digital delay circuits 11a to 11n.
And a reception channel addition circuit 12 for adding the reception signals of the respective channels from 11n to focus the reception wave.

【0013】画像処理回路3は、上記超音波送受信部2
からの出力信号に対し所定の処理を行うもので、例えば
信号圧縮や包絡線検波などを行うようになっている。ま
た、DSC4は、上記画像処理回路3からの画像信号を
入力して内部に書き込むと共に読み出し後述の画像表示
装置5の表示座標系に変換して出力するもので、図示省
略したがその内部には、メモリ書き込み部と、デジタル
メモリ部と、メモリ読み出し部等が設けられている。さ
らに、画像表示装置5は、上記DSC4からの画像信号
を入力して表示するもので、例えばテレビモニタ等から
成る。
The image processing circuit 3 includes the ultrasonic transmitting / receiving unit 2
A predetermined process is performed on the output signal from the device, and for example, signal compression, envelope detection, and the like are performed. The DSC 4 receives the image signal from the image processing circuit 3 and writes and reads the image signal. The DSC 4 converts the image signal into a display coordinate system of an image display device 5 to be described later and outputs the converted image signal. , A memory writing unit, a digital memory unit, a memory reading unit, and the like. Further, the image display device 5 receives and displays the image signal from the DSC 4, and is composed of, for example, a television monitor.

【0014】なお、図1において、符号13は装置の操
作者が画像のゲイン等を調整操作する操作パネルを示
し、符号14は上記操作パネル13で入力されたゲイン
調整信号を取り込んでアナログ可変ゲイン増幅回路9a
〜9nにゲイン制御信号を送出するアナログゲイン制御
信号発生回路を示している。
In FIG. 1, reference numeral 13 denotes an operation panel on which an operator of the apparatus adjusts the gain of an image and the like, and reference numeral 14 denotes an analog variable gain obtained by taking in the gain adjustment signal input from the operation panel 13. Amplifier circuit 9a
9 to 9n show analog gain control signal generation circuits for transmitting gain control signals.

【0015】ここで、本発明においては、上記超音波送
受信部2と操作パネル13との間にA/D出力振幅制御
回路15が設けられると共に、このA/D出力振幅制御
回路15にデジタルゲイン制御信号発生回路16が接続
され、さらに超音波送受信部2内の受信チャンネル加算
回路12と画像処理回路3との間にデジタル可変ゲイン
増幅回路17が設けられて成り、上記A/D出力振幅制
御回路15により、受信信号の信号振幅レベルが小さい
場合は上記超音波送受信部2内のアナログ可変ゲイン増
幅回路9a〜9nのゲイン補正を行って増幅し、受信信
号の信号振幅レベルが最大振幅となる場合は上記アナロ
グ可変ゲイン増幅回路9a〜9nのゲインを固定してデ
ジタル可変ゲイン増幅回路17のゲイン補正を行って増
幅するようにされている。
Here, in the present invention, an A / D output amplitude control circuit 15 is provided between the ultrasonic transmission / reception unit 2 and the operation panel 13, and the A / D output amplitude control circuit 15 has a digital gain. A control signal generation circuit 16 is connected, and a digital variable gain amplifier circuit 17 is provided between the reception channel addition circuit 12 and the image processing circuit 3 in the ultrasonic transmission / reception section 2. When the signal amplitude level of the received signal is small by the circuit 15, the analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n in the ultrasonic transmission / reception unit 2 perform gain correction and amplify the signal, and the signal amplitude level of the received signal becomes the maximum amplitude. In this case, the gains of the analog variable gain amplifying circuits 9a to 9n are fixed, and the digital variable gain amplifying circuit 17 performs gain correction to amplify. There.

【0016】上記A/D出力振幅制御回路15は、前記
超音波送受信部2内でA/D変換された各チャンネルの
受信信号を入力しその信号振幅レベルを監視して最大振
幅レベルを検出すると共にこの最大振幅レベルの検出に
よりゲイン補正信号を出力するもので、最大振幅検出回
路18と、ゲイン補正信号発生回路19とから成る。最
大振幅検出回路18は、上記超音波送受信部2内のA/
D変換器10a〜10nの各チャンネルからの受信信号
を取り込んでその信号振幅レベルを常時監視し最大振幅
レベルを検出するもので、上記信号振幅レベルが最大振
幅直前に達するチャンネルが1チャンネルでもある場合
はその検出信号を出力するようになっている。また、ゲ
イン補正信号発生回路19は、上記最大振幅検出回路1
8から出力される検出信号を入力してゲイン補正信号を
出力するもので、上記最大振幅レベルの検出信号を入力
する共に前記操作パネル13からのゲイン調整信号を入
力して、アナログゲイン制御信号発生回路14及びデジ
タルゲイン制御信号発生回路16へゲイン補正信号を送
出するようになっている。
The A / D output amplitude control circuit 15 receives the received signal of each channel A / D converted in the ultrasonic transmission / reception unit 2, monitors the signal amplitude level, and detects the maximum amplitude level. A gain correction signal is output by detecting the maximum amplitude level, and comprises a maximum amplitude detection circuit 18 and a gain correction signal generation circuit 19. The maximum amplitude detection circuit 18 controls the A /
It receives the signals received from each channel of the D converters 10a to 10n, constantly monitors the signal amplitude level, and detects the maximum amplitude level. In the case where at least one channel reaches the signal amplitude level immediately before the maximum amplitude. Outputs the detection signal. Further, the gain correction signal generation circuit 19 includes the maximum amplitude detection circuit 1.
8 to output a gain correction signal by inputting a detection signal output from the control panel 8 and to input a detection signal of the maximum amplitude level and a gain adjustment signal from the operation panel 13 to generate an analog gain control signal. The gain correction signal is sent to the circuit 14 and the digital gain control signal generation circuit 16.

【0017】また、デジタルゲイン制御信号発生回路1
6は、上記A/D出力振幅制御回路15内のゲイン補正
信号発生回路19からのゲイン補正信号を入力してゲイ
ン制御信号を発生するものである。さらに、デジタル可
変ゲイン増幅回路17は、上記超音波送受信部2内でA
/D変換され受波フォーカスされたデジタルの受信信号
についてゲインを可変するもので、上記デジタルゲイン
制御信号発生回路16からのゲイン制御信号を入力して
超音波送受信部2内の受信チャンネル加算回路12より
出力される受信信号についてデジタル的にゲインを可変
するようになっている。なお、このデジタル可変ゲイン
増幅回路17は、超音波送受信部2の内部に限らず、そ
の外部に設けてもよい。
Also, a digital gain control signal generating circuit 1
Numeral 6 is for inputting a gain correction signal from a gain correction signal generation circuit 19 in the A / D output amplitude control circuit 15 to generate a gain control signal. Further, the digital variable gain amplifying circuit 17
The gain control signal from the digital gain control signal generation circuit 16 is input to the reception channel addition circuit 12 in the ultrasonic transmission / reception unit 2 for varying the gain of the digital reception signal subjected to the / D conversion and the reception focus. The gain of the received output signal is digitally varied. The digital variable gain amplifier 17 is not limited to the inside of the ultrasonic transmission / reception unit 2 and may be provided outside.

【0018】次に、このように構成された本発明の超音
波診断装置の動作について説明する。まず、A/D出力
振幅制御回路15内の最大振幅検出回路18は、超音波
送受信部2内のA/D変換器10a〜10nの各チャン
ネルからの受信信号を取り込んでその信号振幅レベルを
常時監視し、最大振幅レベルを検出する。このとき、上
記信号振幅レベルが最大振幅直前に達するチャンネルが
1チャンネルでもある場合はその検出信号を出力し、ゲ
イン補正信号発生回路19へ送出する。すると、このゲ
イン補正信号発生回路19は、上記最大振幅検出回路1
8から出力される最大振幅レベルの検出信号を入力する
共に操作パネル13からのゲイン調整信号を入力して、
アナログゲイン制御信号発生回路14及びデジタルゲイ
ン制御信号発生回路16へゲイン補正信号を送出する。
Next, the operation of the thus configured ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention will be described. First, the maximum amplitude detection circuit 18 in the A / D output amplitude control circuit 15 fetches reception signals from each channel of the A / D converters 10a to 10n in the ultrasonic transmission / reception unit 2 and constantly changes the signal amplitude level. Monitor and detect the maximum amplitude level. At this time, if at least one channel reaches the signal amplitude level immediately before the maximum amplitude, the detection signal is output and sent to the gain correction signal generation circuit 19. Then, the gain correction signal generation circuit 19 is connected to the maximum amplitude detection circuit 1.
8 and the gain adjustment signal from the operation panel 13 as well as the maximum amplitude level detection signal
A gain correction signal is sent to the analog gain control signal generation circuit 14 and the digital gain control signal generation circuit 16.

【0019】このとき、上記ゲイン補正信号発生回路1
9は、最大振幅検出回路18から出力される信号振幅レ
ベルの検出信号の内容に応じて、アナログゲイン制御信
号発生回路14を介してアナログ可変ゲイン増幅回路9
a〜9n、及びデジタルゲイン制御信号発生回路16を
介してデジタル可変ゲイン増幅回路17をそれぞれ次の
ように制御する。まず、最大振幅検出回路18で検出し
た信号振幅レベルが小さい場合は、超音波送受信部2内
の受信信号の増幅は、アナログ可変ゲイン増幅回路9a
〜9nのゲインを可変して総て行い、デジタル可変ゲイ
ン増幅回路17のゲインは最小ゲインに固定しておく。
一方、上記信号振幅レベルが1チャンネルでも最大振幅
直前に達する場合は、アナログ可変ゲイン増幅回路9a
〜9nのゲインは最大レベルに達する直前のゲインで固
定し、残りの増幅ゲインはデジタル可変ゲイン増幅回路
17のゲインを可変して受信信号の増幅を行う。
At this time, the gain correction signal generation circuit 1
Reference numeral 9 denotes an analog variable gain amplifying circuit 9 via an analog gain control signal generating circuit 14 in accordance with the content of the detection signal of the signal amplitude level output from the maximum amplitude detecting circuit 18.
a to 9n and the digital variable gain amplifying circuit 17 via the digital gain control signal generating circuit 16 are controlled as follows. First, when the signal amplitude level detected by the maximum amplitude detection circuit 18 is small, the amplification of the reception signal in the ultrasonic transmission / reception unit 2 is performed by the analog variable gain amplification circuit 9a.
The gain of the digital variable gain amplifying circuit 17 is fixed to the minimum gain.
On the other hand, when the signal amplitude level reaches just before the maximum amplitude even in one channel, the analog variable gain amplifier circuit 9a
The gains up to 9n are fixed at the gains immediately before reaching the maximum level, and the remaining amplification gains amplify the received signal by varying the gain of the digital variable gain amplifier circuit 17.

【0020】例えば、A/D変換器10a〜10nの出
力信号のデジタルbit数が10bitの場合、最大出
力データは3FFHであるが、最大振幅検出回路18か
ら出力される信号振幅レベルの検出信号が1チャンネル
でも3A0H(例えば3FFHの約90%とし、これを
最大振幅の直前とする)を超えたときは、その検出信号
をゲイン補正信号発生回路19に出力し、該ゲイン補正
信号発生回路19は、アナログ可変ゲイン増幅回路9a
〜9nのゲインを固定するゲイン補正信号をアナログゲ
イン制御信号発生回路14へ送出する。すると、該アナ
ログゲイン制御信号発生回路14は上記アナログ可変ゲ
イン増幅回路9a〜9nへゲイン制御信号を送出し、そ
のゲインは最大レベルに達する直前のゲインで固定され
る。この場合、上記A/D変換器10a〜10nが飽和
するまでの余裕が、3FFH−3A0H=5FH分だけ
ある。これにより、上記A/D変換器10a〜10n
は、飽和することなく動作することができるようにな
る。したがって、超音波送受信部2内における各チャン
ネルのA/D変換器10a〜10nの飽和を防止して超
音波画像の画像劣化やノイズ発生を防止することができ
る。
For example, when the number of digital bits of the output signals of the A / D converters 10a to 10n is 10 bits, the maximum output data is 3FFH, but the detection signal of the signal amplitude level output from the maximum amplitude detection circuit 18 is If even one channel exceeds 3A0H (for example, about 90% of 3FFH, which is just before the maximum amplitude), the detection signal is output to the gain correction signal generation circuit 19, and the gain correction signal generation circuit 19 , Analog variable gain amplifier circuit 9a
A gain correction signal for fixing the gain of .about.9n is sent to the analog gain control signal generation circuit 14. Then, the analog gain control signal generation circuit 14 sends a gain control signal to the analog variable gain amplifier circuits 9a to 9n, and the gain is fixed at the gain immediately before reaching the maximum level. In this case, there is a margin until the A / D converters 10a to 10n are saturated by 3FFH-3A0H = 5FH. Thereby, the A / D converters 10a to 10n
Can operate without saturation. Therefore, it is possible to prevent saturation of the A / D converters 10a to 10n of each channel in the ultrasonic transmission / reception unit 2, thereby preventing image deterioration of the ultrasonic image and generation of noise.

【0021】なお、上記最大振幅検出回路18で信号レ
ベルの最大振幅を検出した場合、これに連動してA/D
変換器の飽和の警告表示又は警告音を発生させることに
より、A/D変換器10a〜10nの飽和を操作者に注
意喚起することもできる。また、被検体の体格により受
信信号の信号レベルが大きく変わった場合でも、A/D
変換器の飽和の警告表示又は警告音の発生前であるなら
ば、飽和することなく上記A/D変換器10a〜10n
に最大振幅レベルの受信信号が入力できる。このことか
ら、デジタル整相のS/Nを向上することができる。し
たがって、被検体が変わり受信信号の信号レベルが変わ
っても、操作者が操作パネル13を操作してゲイン調整
信号を入力することにより、最善のゲインにすることが
でき超音波画像の画質を向上することができる。
If the maximum amplitude of the signal level is detected by the maximum amplitude detection circuit 18, the A / D
The warning of the saturation of the converters or the generation of a warning sound can also alert the operator to the saturation of the A / D converters 10a to 10n. Further, even when the signal level of the received signal greatly changes depending on the physique of the subject, the A / D
Before the warning display or warning sound of the saturation of the converter is generated, the A / D converters 10a to 10n are not saturated.
A received signal having a maximum amplitude level can be input to the input terminal. From this, it is possible to improve the S / N of digital phasing. Therefore, even if the subject changes and the signal level of the received signal changes, the operator can operate the operation panel 13 and input the gain adjustment signal to achieve the best gain, thereby improving the image quality of the ultrasonic image. can do.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
超音波送受信部内でA/D変換された各チャンネルの受
信信号を入力しその信号振幅レベルを監視して最大振幅
レベルを検出すると共にこの最大振幅レベルの検出によ
りゲイン補正信号を出力するA/D出力振幅制御回路を
設け、上記超音波送受信部内でA/D変換され受波フォ
ーカスされたデジタルの受信信号についてゲインを可変
するデジタル可変ゲイン増幅回路を設けたことにより、
上記A/D出力振幅制御回路の制御によって、受信信号
の信号振幅レベルが小さい場合は上記超音波送受信部内
のアナログ可変ゲイン増幅回路のゲイン補正を行って増
幅し、受信信号の信号振幅レベルが最大振幅となる場合
は上記アナログ可変ゲイン増幅回路のゲインを固定して
デジタル可変ゲイン増幅回路のゲイン補正を行って増幅
することができる。したがって、超音波送受信部内にお
ける各チャンネルのA/D変換器の飽和を防止して超音
波画像の画像劣化やノイズ発生を防止することができ
る。
The present invention has been configured as described above.
A / D which receives a received signal of each channel which has been A / D converted in the ultrasonic transmission / reception unit, monitors the signal amplitude level, detects a maximum amplitude level, and outputs a gain correction signal by detecting the maximum amplitude level. By providing an output amplitude control circuit and providing a digital variable gain amplifying circuit that varies the gain of a digital reception signal that has been A / D converted and received and focused in the ultrasonic transmission / reception unit,
If the signal amplitude level of the received signal is small by the control of the A / D output amplitude control circuit, the analog variable gain amplifier circuit in the ultrasonic transmission / reception unit performs gain correction to amplify the signal, and the signal amplitude level of the received signal is maximized. In the case of the amplitude, the gain of the digital variable gain amplifier circuit can be corrected by fixing the gain of the analog variable gain amplifier circuit to amplify. Therefore, it is possible to prevent saturation of the A / D converter of each channel in the ultrasonic transmission / reception unit, thereby preventing image deterioration of the ultrasonic image and generation of noise.

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

【図1】本発明による超音波診断装置の実施の形態を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図2】従来の超音波診断装置を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 探触子 2 超音波送受信部 3 画像処理回路 4 DSC 5 画像表示装置 8a〜8n 初段増幅回路 9a〜9n アナログ可変ゲイン増幅回路 10a〜10n A/D変換器 11a〜11n デジタル遅延回路 12 受信チャンネル加算回路 13 操作パネル 14 アナログゲイン制御信号発生回路 15 A/D出力振幅制御回路 16 デジタルゲイン制御信号発生回路 17 デジタル可変ゲイン増幅回路 18 最大振幅検出回路 19 ゲイン補正信号発生回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 probe 2 ultrasonic transmission / reception unit 3 image processing circuit 4 DSC 5 image display device 8 a to 8 n initial stage amplifier 9 a to 9 n analog variable gain amplifier 10 a to 10 n A / D converter 11 a to 11 n digital delay circuit 12 reception channel Addition circuit 13 Operation panel 14 Analog gain control signal generation circuit 15 A / D output amplitude control circuit 16 Digital gain control signal generation circuit 17 Digital variable gain amplification circuit 18 Maximum amplitude detection circuit 19 Gain correction signal generation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数の振動子素子が配列されて多チャン
ネルに形成され被検体内に超音波を送受信する探触子
と、この探触子を駆動して超音波を送信させると共に受
信した反射エコー信号をデジタル信号に変換する超音波
送受信部と、この超音波送受信部からの出力信号に対し
所定の処理を行う画像処理回路と、この画像処理回路か
らの画像信号を読み出し表示座標系に変換して出力する
デジタルスキャンコンバータと、このデジタルスキャン
コンバータからの画像信号を表示する画像表示装置とを
有する超音波診断装置において、上記超音波送受信部内
でA/D変換された各チャンネルの受信信号を入力しそ
の信号レベルの検出により補正信号を出力するA/D出
力制御回路を設け、上記超音波送受信部内でA/D変換
されたデジタルの受信信号についてゲインを可変するデ
ジタル可変ゲイン増幅回路を設けたことを特徴とする超
音波診断装置。
1. A probe in which a large number of transducer elements are arranged and formed in multiple channels to transmit and receive an ultrasonic wave into a subject, and a reflection device which drives the probe to transmit the ultrasonic wave and receives the ultrasonic wave. An ultrasonic transmitting / receiving unit that converts an echo signal into a digital signal, an image processing circuit that performs predetermined processing on an output signal from the ultrasonic transmitting / receiving unit, and reads an image signal from the image processing circuit and converts it into a display coordinate system In an ultrasonic diagnostic apparatus having a digital scan converter for outputting and outputting, and an image display device for displaying an image signal from the digital scan converter, a reception signal of each channel A / D-converted in the ultrasonic transmission / reception unit is transmitted. An A / D output control circuit for inputting and outputting a correction signal upon detection of the signal level is provided, and reception of A / D-converted digital data in the ultrasonic transmitting / receiving section is performed. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a digital variable gain amplifier circuit that varies a gain of a signal.
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