JPS5848849A - 超音波映像装置 - Google Patents

超音波映像装置

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Publication number
JPS5848849A
JPS5848849A JP14630981A JP14630981A JPS5848849A JP S5848849 A JPS5848849 A JP S5848849A JP 14630981 A JP14630981 A JP 14630981A JP 14630981 A JP14630981 A JP 14630981A JP S5848849 A JPS5848849 A JP S5848849A
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JP
Japan
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circuit
range
signal
gain
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP14630981A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Adachi
安達 和之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP14630981A priority Critical patent/JPS5848849A/ja
Publication of JPS5848849A publication Critical patent/JPS5848849A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523Details of pulse systems
    • G01S7/526Receivers
    • G01S7/529Gain of receiver varied automatically during pulse-recurrence period

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波映像装置、特にエコー信号のゲインを補
正する手段を有する超音波映像装置に関するものである
従来の超音波映像装置のエコー信号のゲイン補正方法と
しては、エコー信号のスライスレベルを変化させ、出力
されるエコー信号の絶対値を決定する方法(通常GAI
Nと称される)と、超音波のイニシャルエコーの近傍の
エコー信号を制御する方法(NEARGAINと称され
る)、及び、遠距離エコー信号を制御する方法CFAR
GAINと称される)とが用いられている。第1図にF
ARGAINを正、負、0にした場合の各々のゲイン補
正回路の特性を図示する。
また、近年は被検体の深度方向を数段に分割して各々ノ
分割範1111に独立VCSTC(5ensttivt
tyTirn、a CotLtrol)をかけて補正を
行なう方法も用いられている。
しかしながら、これらの従来のゲイン補正方法は、第2
図に示す様に、映像信号にDCバイアスをかける方法で
あるため、ホワイトノイズレベルも共に強調さ力、てし
゛まい、微弱エコー観測時の大きな妨げとなっていた。
また、これらの補正方法の条件設定はかなりの熟練度全
必要とし、特に近年の多段STCによる方法の操作に於
ては、各段の条件を決定し、がっ、スムーズな画像を表
示させるためには、高度の熟練を要するものである。
更に、観測ポイント以外のゲインも調整されてしまうた
め、表示像の前後関係、あるいは左右関係において関連
づけが困難となる不都合も生じたO本発明は以上の様な
従来の超音波映像装置の欠点全除去するためになされ/
ヒものであり、全体表示像の一部分を補正部分として定
め、その定められた範囲内のエコー信号に対し、周辺エ
コー信号レベルを変化させることなく、tri、ホワイ
トノイズレベルを上げることなく、エコー信号のみを強
調し;かつ、補正範囲をm−カーにて表示することの可
能な超音波映像装置全提供することを目的とする。
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の実施例の構成を示すブロック図である
図に於て、1は超音波ビームを被検体Pに送出し、被検
体P内より反射されて戻って来る超音波エコーを捕えて
電気信号に変換する超音波探触子であり、複数個の超音
波振動素子を並設して構成されている。2は前記超音波
探触子1の超音波振動素子の励振タイミングを設定する
ための遅延回路であり、前記超音波振動素子のうち同時
に励振される一単位分の素子数と同数の遅延素子から成
る。また、該遅延素子は送受兼用しても、送受別系統で
設けても良い。3は探触子駆動回路でちゃ、前記超音波
探触子1の各超音波振動素子のうち、励振すべき素子を
選択し前記遅延回路2の対応する遅延素子に接続するも
のである04は遅延回路2及び探触子駆動回路乙の動作
の制御を行う制御回路である。5は超音波探触子1によ
り検出され、探触子駆動回路3あ遅延回路2を経て合成
され声エコー信号を増幅する増幅回路であシ、6は該増
幅回路5の出力分対数伸長し、更に対数圧縮して信号成
分を強調するログアンプ(対数増幅器)である。7は該
ログアンプ6の出力を検波する検波回路であり、8は該
検波回路7の出力信号にBモード等の表示モードに合わ
せるための各種の信号処理を施す信号処理回路である。
9は該信号処理回路8の出力に所望のレベルの信号を加
算し、レベルシフトさせてゲイン調整を行うゲイン加算
回路である。このゲイン加算回路9は制御入力によ)出
力が可変できるものであシ、この制御入力として従来の
制御方法であるGAIN、NEARGAIN。
FARGAINの制御信号をそれぞれ発生する制御入力
回路からのGAiN、NEARGAIN、FARGAI
Nが該ゲイン加算回路9に接続されている。10は前記
信号処理回路8の出力に前記ゲイン加算回路9の出力を
加算しゲイン調整1更に後述する範囲指定回路17から
の範囲指定信号によシ指定範囲期間内ゲインを変化させ
るダイナミックレンジ決定回路であり、前記信号処理回
路8の出力を所望のダイナミックレンジに見合う信号に
増幅し出力する011はリファレンス電圧を発生させる
リファレンス電圧可変回路であり、12は該リファレン
ス電圧可変回路11の出力するリファレンス電圧全参照
し、これによって定まる電圧値を比較基準に、ダイナミ
ックレンジ決定回路10の出力をディジタル信号に変換
するA/D変換回路である。12′は範囲指定回路17
によシ指定された範囲外のダイナミックレンジ決定回路
10の出力信号全リファレンス電圧をかけずにディジタ
ル化するA、/D変換回路であり、これらの両A/D変
換回路12 、12’の出力信号A、Bはスイッチング
回路16に入力され、該スイッチング回路16は範囲指
定回路17からのコントロール信号により制御され指定
された範囲内でのみ出力Ae選び出す。
13は該スイッチング回路16で選択されたディジタル
信号を順次記憶しテレビ走査の走査速度で読み出すディ
ジタル−スキャン・コンバータ(DSC)でおυ、該デ
ィジタル・スキャン・コンバータ13から読み出された
ディジタル信号はD/A変換回路14によシアナログ信
号に変換される。15はTVモニタであり、前記D/A
変挽回路14のアナログ出力信号を映像信号として画像
表示する。17は全体表示画像の中から特にゲイン補正
を大きくしてエコー信号を強調する範囲を指定する範囲
指定回路であり、該範囲指定回路の範囲指定のコントロ
ール信月はダイナミックレンジ決定回路10及びスイッ
チング回路16並びに範囲マーカー発生回路18に送ら
れる。範囲マーカー発生回路1Bは範囲指定回路17に
より指定された指定範囲を表示画像中にマーカーで表示
するための回路であり、該範囲マーカー発生回路18の
出力信号はI)/A変換回路14に入力される。
第4図は第6図の破線部内の回路の具体的構成例であり
、ダイナミックレンジ決定回路10としては演算増幅器
(オペアンプ) OPが用いられており、該演算増幅器
OPの反転側入力端子には信号処理回路8.ゲイン加算
回路9.範囲指定回路17の出力信号がそれぞれ入力す
る抵抗器上。
Rh、Rcが接続されている。また、該演算増幅器OP
の反転側入力端子と出力端子を結ぶ帰還経路には外部よ
シ調整可能な入力伯月のダイナミックレンジ調整用可変
抵抗器VR1が接続されておシ、該演算増幅器OPの出
力端子はA/D変換回路12の基準となる比較器CMP
の非反転入力端子に接続されている。該比較器CMPの
反転iEI入力端子には外部から調整可能なリファレン
ス電圧調整用可変抵抗器様にして接続され、リファレン
ス電圧可変回路11を形成している。
次に第3図と第4図の回路の動作を説明する。
第6図に於て、超音波探触子1は、n個の隣接する超音
波振動素子を一単位として、これらを位置によりタイミ
ングを変えて励振(〜、この励振毎に超音波振動素子百
71ピッチ分移動12、新たな一単位を励振し、逐次1
ピッチ分づつ移動しなから励振を繰り返(〜て超音波ビ
ームを被検体Pに送出する。一単位の超音波振動素子群
はその位置により励振タイミングをわずかに移動するた
め、励振された各々の超音波振IIl素子より波紋状に
広がって伝播[7てゆく超音波は位相関係によって強調
されたり相殺されたりすることになり、励振タイミング
の設定によって所望の方向に、がっ、所望の深さで収束
する超音波ビームを送出することかできる。この様に【
〜て、一単位の超音波振*+)−<・′子群が順次1ピ
ツザ分移動して選]尺され、新たな一単位の超音波振動
素子群を形成し超音波ビームを送出し、該超音波ビーム
は順次シフトされ被検体Pを走査する。この際超音波振
動素子群の位置に応じた励振タイミングを与えるために
遅延回路2が動作し励振タイミングに応じた遅延量を与
える。
制御回路4は遅延回路2及び探触子駆動回路6を制御し
て励振すべき一単位分の超音波振動素子を選択しながら
その選択した各々の超音波振動素子に遅延素子よシ遅延
を与え駆動パルスを与えて励振し超音波ビームを送受す
る。
超音波探触子1よ如送出された超音波ビームは被検体P
内で反転しエコー信号となって再び超音波探触子1によ
シ抽えられる。該超音波探触子1によ)捕えられたエコ
ー信号は探触子駆動回路6゜遅延回路2を経て合成され
、増幅回路5により増幅され、ログアンプ乙に於て対数
伸長・圧縮され信号分が強調された後検波回路7で・検
波され、信号処理回路8では表示モードに合わせた各種
の信号処理が行なわれる。
以上の様にして信号処理されたエコー信号は第4図の抵
抗器Raに入力する。第4図の回路の抵抗器Rbには従
来のゲイン補正方法にょるGA I N 、NEARG
AIN、FARGAIN調整によるゲイン加算信号が入
力され信号処理されたエコー信号のゲインが調整される
ので、従来の方法によるゲイン補正も可能である。また
抵抗器RcにI′J′範囲指定回路17がらの範囲指定
コントロール信号が入力し、指定範囲内での演算増幅回
路OPのダイナ(ツクレンジの決定に寄与する0以上の
各抵抗器Rα、Rh、’R,に入力された各信号の合成
信号のダイナミックレンジは可変抵抗器Vi(,1によ
り調整され演算増幅器oPにより決定される。該演算増
幅器oPの出力は2分され一方はA/D変挽回路12′
に入力し直ちにディジタル化され、他方は比較器CMP
に入力しリファレンス電圧と比較された上でディジタル
化される。
このリファレンス電圧は可変抵抗器VR,2により調整
され指定範囲内のエコー信号全強調するのに最適な条件
に設定される。前記比較器C1l/IPに於てはエコー
信号はリファレンス電圧と比較されディジタル化される
ので、大きい振幅を有するエコー信号のみ強調され、ホ
ワイトノイズの様な小さい振幅の信号は押えられる。
この様にしてA/D変換回路12 、12’でディジタ
ル化された映像信月は、それぞれ出力A、Bとしてスイ
ッチング回路16に入力し、該スイッチング回路16は
範囲指定回路17からのコントロール信号により指定さ
れた範囲期間のみ出力Aを出力し、その他の期間では出
力B −!il−IJj力する。該スイッチング回路か
ら出力されたA、Bの両出力はディジタル拳スキャン・
コンバータ16に順次記憶された後テレビ走査の走査速
度で読み出されスキャン速度の変換が行なわれる。ディ
ジタル・スキャン・コンバータ13の出力信号はD/A
変換回路14でアナログ信号に変換されTVモニタ15
で画像表示される。以上の様にして表示された画像は範
囲指定回路17で指定された範囲内のエコー信号のみが
強調された画像となる訳であるが、指定範囲をマーカー
によって分り易く表示したい場合には範囲マーカー発生
回路18を動作させ第10図に示す様なマーカー全画像
中に表示する。
第5図は本発明によるAモード波形の比較全現わしたも
のであシ、深部微弱エコーを強調した場合の出力Aモー
ドを後段に示している。範囲指定回路17によって指定
された余1線部の補正範囲内のエコー信号a、bのみを
強調し、α′、b′なる補正エコー信号を得る。斜線を
施した補正範囲以外の範囲のエコー信号はなんら補正さ
れず、前記のスイッチング回路16により補正範囲の内
外のエコー信号が選択され、かつ、合成され表示画像と
して後段の補正Aモード像が得られろ。
第6図は第6図の範囲指定回路17の具体的構成例であ
り、本例に於ては表示画像に対しY方向(−F下方向)
の範囲を決定する。第6図の回路に於て、上限範囲調整
器、下限範囲調整器は補正範囲のそれぞれ上限値及び下
限値を設定する調整器であり、それぞれの設定値に応じ
て、超音波レートパルス(RP)Th入力として、Y 
−Time調整回路1によ如補正範囲の上限値を決定し
、さらに、該Y −Time調整回路1の出力パルス全
リファレンス信号としてY −Titne調整回路2に
よりエコー信号補正範囲の下限値を決定する。Y −T
fng調整回路1,2は具体的にはモノ・マルチパイプ
レーク等で構成される。第7図のタイミングチャートは
第6図の回路のタイミングを示すものであシ、矢印方向
への調整が範囲指定回路17によシ行なわれることを示
しており、斜線部がエコー信号補正範囲内であることを
表わしている。
第8図は表示画像に対するX方向(左右方向)の範囲を
決定する第6図の範囲指定回路17の具体的構成例であ
り、第6図の回路と同様の動作をするので説明を省略す
る。
第9図は第8図の回路のターイミングチヤードであり、
やはり斜線部がエコー信号補正範囲内である0 以上の第6図、第8図に示す様な回路により構成される
範囲指定回路17の上限、下限、右限。
左限の各範囲調整器全調整し、範囲指定コントロール信
号を発生しエコー信号のゲイン補正範囲を指定するので
ある。
第10図は本発明を実施した場合のBモード像の一例で
ある。範囲指定回路17により出力されるパルスを基に
、範囲マーカー発生回路18が働き、表示画像上に表示
されている。
以上説明した様に、本発明に於ては、エコー信号のゲイ
ン補正手段の作動する範囲を決定する手段を用いること
により、前記作動範囲を自由に調整でき、該作動範囲内
のエコー信号に対しホワイトノイズレベルを上げること
なくエコー信号出力としての強弱?調整することができ
ると共に、微弱エコー信号の補正時における周辺エコー
信号の彰響も1ノ1除でき、補正部と周辺部との関連も
スムーズとなり、観測しやすい超音波映像装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の超音波映像装置のゲイン補正特性図、第
2図は従来の補正法によるFARGAINを正とした場
合のAモード像の一例、第6図は本発明の実施例の構成
を示すブロック図、第4図は第6図の破線内の回路の具
体的構成例を示す回路図、第5図は本発明により補正さ
れたAモード像の一例、第6図は第6図の範囲指定回路
のY方向の範囲指定の具体的構成例、第7図は第6図の
回路の動作を示すタイミングチャート、第8図は第6図
の範囲指定回路のX方向の範囲指定の具体的(・14成
例、第9図は第8図の回路のタイミングチャート、第1
0図は本発明によるI3モード像の表示例である。 1・・・超音波探触子、 2・・・遅延回路、 6・・
・探触子駆動回路、  4・・・制御回路、  5・・
・増幅回路、6・・・ログアンプ、  7・・・検波回
路、  8・・・信号処Jli回路、  9・・・ゲイ
ン加算回路、  10・・・ダイナミックレンジ決定回
路、  11・・・リファレンス電圧可変回路、  1
2,12’・・・A/D変換回路、16・・・ディジタ
ル・スギャン・コンバータ、14・・・D/A変換回路
、 15・・・TVモニタ、16・・・スイッチング回
路、  17・・・範囲指定回路、18・・・範囲マー
カー発生回路、OP・・・演算増幅器、  CMP・・
・比較器。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)惧′J
)渾−1+ 一一%9・曹

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被検体内に超音波を放射IA該超音波のエコー信号に基
    づく像を画像表示する超音波映像装置に於て、少くとも
    、調整可能なリファレンス電圧と前記エコー信号を比較
    し、該比較値に基づいてディジタル信号化する手段を有
    する前記エコー信号のゲイン補正手段と、該ゲイン補正
    手段の作動する範囲を指定する範囲指定手段と、該指定
    された範囲をマーカー表示する手段を有すること全特徴
    とする超音波映像装置。
JP14630981A 1981-09-18 1981-09-18 超音波映像装置 Pending JPS5848849A (ja)

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JP14630981A JPS5848849A (ja) 1981-09-18 1981-09-18 超音波映像装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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