JPS59218144A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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Publication number
JPS59218144A
JPS59218144A JP9267483A JP9267483A JPS59218144A JP S59218144 A JPS59218144 A JP S59218144A JP 9267483 A JP9267483 A JP 9267483A JP 9267483 A JP9267483 A JP 9267483A JP S59218144 A JPS59218144 A JP S59218144A
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JP
Japan
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ultrasonic
frequency
echo
image
depth
Prior art date
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Pending
Application number
JP9267483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
岡崎 敬久
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9267483A priority Critical patent/JPS59218144A/en
Publication of JPS59218144A publication Critical patent/JPS59218144A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波断層像とともに超音波エコーの周波数分
布を表示できるようにした超音波診断装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying an ultrasonic tomographic image as well as a frequency distribution of ultrasonic echoes.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

従来の超音波診断装置は生体内に超音波ビームを送信し
てそのエコーを検出し、電気信号に変換しておシ、エコ
ー0強度に基づく断層像を得ている。
A conventional ultrasonic diagnostic apparatus transmits an ultrasonic beam into a living body, detects its echo, converts it into an electrical signal, and obtains a tomographic image based on the zero echo intensity.

しかしながら、生体は種々の組織が分布しておシ、その
生体側々に周波数に依存した減衰特性を持っている。従
って生体にょシ周波数に依存した減衰特性が異なる。し
かし、人体を考えてみると例えば腹部など部位を特定す
ると臓器等の分布は深さ位置こそ違いは認められるもの
の分布状況は固体別に見てもほぼ同じである。
However, a living body is made up of various tissues, and each side of the living body has frequency-dependent attenuation characteristics. Therefore, the attenuation characteristics depending on the biological frequency differ. However, when considering the human body, if we specify a specific part, such as the abdomen, the distribution of organs is almost the same even if we look at each individual, although there are differences in the depth position.

したがって、超音波断層像とともに該超音波断層像の位
置のエコー周波数分布を見ることができると像を解析す
るうえで極めて有用となる。
Therefore, being able to see the echo frequency distribution at the position of the ultrasound tomogram along with the ultrasound tomogram is extremely useful in analyzing the image.

例えば超音波診断部位にガン組織などのような正常の生
体には存在しない組織があれば、その位置近傍において
上記周波数分布が変化するであろうから、断層像では見
逃し易い大きさであった場合でも周波数分布から発見す
ることが可能となる。また、深さにょシ変化するが組成
によるエコーの周波数はほぼ定まるので、それによって
組成の推測も可能となる。
For example, if there is tissue that does not exist in a normal living body, such as cancerous tissue, in the ultrasound diagnosis site, the above frequency distribution will change in the vicinity of that location, so if the tissue is large enough to be easily overlooked in a tomographic image. However, it is possible to discover it from the frequency distribution. Furthermore, although the frequency of echoes varies depending on the depth, the frequency of the echoes depends on the composition, so it is possible to estimate the composition.

しかしながら、従来装置においてはこのような生体組織
とエコー周波数との関連を積極的に利用するようなこと
は無く、エコー強度分布のみによって診断が行われてい
ることがら、診断能力にも限界がある。
However, conventional devices do not actively utilize this relationship between living tissues and echo frequencies, and diagnose only based on the echo intensity distribution, so there are limits to their diagnostic ability. .

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、生体組織に
よる周波数に依存した減衰の特性を積極的に用い、生体
内のエコー強度分布と生体内の周波数に依存した減衰特
性の像を表示できるようにして診断能力を飛躍的に向上
させることができる超音波診断装置を提供することを目
〔発明の概要〕 すなわち、本発明は上記目的を達成するため、超音波ビ
ームを走査してそのエコーを検出し、超音波ビーム位置
に対応させて前記エコーのレベルに応じた輝度でモニタ
装置に像として表示さ゛せることによシ超音波断層像を
得る超音波診断装置において、前記超音波断層像におけ
る周波数分析位置を指定する手段と、この指定位置に対
応する前記モニタ装置上の超音波断層位置にマーカを表
示する手段と、前記指定位置に対応する位置を超音波ビ
ームが走査したとき、そのエコーの検出出力をエコーの
得られた深さ別に周波数分析する周波数分析手段と、こ
の周波数分析結果をエコーの得られた深さに対応させて
周波数のレベル分布状態を示す像として前記モニタ装置
に与える手段とより構成し、超音波断層像における所望
の位置を指定するとその指定位置を超音波ビームが走査
した際のエコーの検出出力を周波数分析し、その周波数
分析による周波数分布状態の像をモニタ装置(表示装置
)に表示するようにし、超音波断層像とその断層像中の
所望位置における生体内のエコーの周波数分布状態を客
観的に観察できるようにする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and actively utilizes the frequency-dependent attenuation characteristics of living tissue to display images of the echo intensity distribution in the living body and the frequency-dependent attenuation characteristics in the living body. [Summary of the Invention] In other words, in order to achieve the above object, the present invention aims to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can dramatically improve diagnostic ability by scanning an ultrasonic beam. In an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains an ultrasonic tomographic image by detecting an echo and displaying it as an image on a monitor device with a brightness corresponding to the level of the echo in correspondence with the ultrasonic beam position, the ultrasonic tomographic image is means for specifying a frequency analysis position in an image; means for displaying a marker at an ultrasound tomographic position on the monitor device corresponding to the specified position; and when an ultrasound beam scans a position corresponding to the specified position; a frequency analysis means for frequency-analyzing the detection output of the echo according to the depth at which the echo was obtained; and the monitor device as an image showing the frequency level distribution state by making the frequency analysis result correspond to the depth at which the echo was obtained. When a desired position in an ultrasonic tomographic image is specified, the detection output of the echo when the ultrasonic beam scans the specified position is frequency-analyzed, and an image of the frequency distribution state is obtained by the frequency analysis. The ultrasonic tomographic image and the frequency distribution state of echoes in the living body at a desired position in the tomographic image can be objectively observed by displaying it on a monitor device (display device).

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はリニア電子スキャン方式の超音波診断装置に対
する本発明の適用例を示すブロック図であシ、図中1は
複数の超音波振動素子を並設して構成される超音波送受
用の探館子である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of application of the present invention to an ultrasonic diagnostic apparatus using a linear electronic scan method. I am Takukanko.

また、2は装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ
であシ、3はその入力ポート、また4は出力ポートであ
る。5は前記マイクロコンピ−タ2によシ制御されて超
音波の送受信及び送受信位置、焦点制御などを行う送受
信制御装置、6はこの送受信制御装置5によシ制御され
て超音波ビームの焦点がマイクロコンピュータ2で指示
される指定の深さとなるようにディレ一時間を設定する
送信ディレーライン群でアシ、ディレーラインは探触子
1における送受に供する1組の分の超音波振動素子数に
対応する数だけ設けられている。
Further, 2 is a microcomputer that controls the entire device, 3 is its input port, and 4 is its output port. Reference numeral 5 is a transmission/reception control device which is controlled by the microcomputer 2 and controls the transmission and reception of ultrasound, the transmission/reception position, focus, etc.; A transmission delay line group that sets a delay time to the specified depth specified by the microcomputer 2. The delay line corresponds to the number of ultrasonic transducer elements for one set used for transmission and reception in the probe 1. There are as many as required.

即ち、リニア電子スキャン方式の超音波装置は例えば隣
接する所定個数の超音波振動素子を1組としてこれら1
組分の超音波振動素子について励振パルスを与え、各々
励振させて超音波を発生させるものであシ、この励振さ
せる1組の超音波振動素子について各々適宜に励振タイ
ミングをずらすことによシ各超音波振動素子から送信さ
れる超音波に位相差を持たせ、この位相差による干渉を
利用して超音波ビームを得るようにしだものである。従
って、この位相差を持たせるために少なくとも前記1組
分の超音波振動素子対応の数のディレーラインを有して
おシ、各々のディレーラインは超音波ビームの焦点位置
やビーム径によって定まる各々対応の超音波振動素子の
必要なディレ一時間をトリがパルスに対し与えることが
できるようになっている。尚、超音波ビームをリニアス
キャンさせるためには探触子1における前記゛励振さ“
せる1組分の超音波振動素子群の位置を順次シフトさせ
てゆく必要があるが、これは例えば前記送受信制御装置
5の制御のもとに超音波振動素子を選択切換えする図示
しない切換装置によシ励振すべき超音波振動素子を選択
することによシ行う。
That is, an ultrasonic device using a linear electronic scanning method, for example, uses a predetermined number of adjacent ultrasonic transducer elements as one set.
An excitation pulse is applied to each group of ultrasonic vibrating elements, and each of them is excited to generate ultrasonic waves. The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer element has a phase difference, and the interference caused by this phase difference is used to obtain an ultrasonic beam. Therefore, in order to provide this phase difference, there are at least as many delay lines as the number of ultrasonic transducer elements for one set, and each delay line is determined by the focal position and beam diameter of the ultrasonic beam. The bird can give the pulse the necessary delay time of the corresponding ultrasonic transducer. In addition, in order to linearly scan the ultrasonic beam, the above-mentioned "excitation" in the probe 1 is necessary.
It is necessary to sequentially shift the positions of one set of ultrasonic transducer elements, but this is done by, for example, a switching device (not shown) that selectively switches the ultrasonic transducer elements under the control of the transmission/reception control device 5. This is done by selecting the ultrasonic vibrating element to be excited.

7は超音波励振・やルスを発生するパルサ群であシ、こ
のノクルサ群7は少なくとも前記励振すべき1組の超音
波振動素子群の数に対応する数のパルサを有すると共に
前記送信ディレーライン群6のディレーラインと対応が
とられていて各々対応するディレーラインによシ定まる
ディレ一時間だけ遅れてトリガパルスが与えられこれに
よって超音波励振パルスを出力する。この・臂ルサ群7
の各ノ4ルサ出力超音波励振・ぐルスは前記の図示しな
い切換装置によシ選択されている1組分の超音波振動素
子群の各対応する位置の超音波振動素子に与えられてこ
れを励振する。
Reference numeral 7 denotes a pulsar group that generates ultrasonic excitation and irradiation. Correspondence is established with the delay lines of group 6, and a trigger pulse is applied after a delay of one hour determined by each corresponding delay line, thereby outputting an ultrasonic excitation pulse. This - Lusa group 7
The output ultrasonic excitation/gusus from each of the four generators is applied to each ultrasonic vibrating element at a corresponding position in one set of ultrasonic vibrating element groups selected by the aforementioned switching device (not shown). Excite.

尚、超音波振動素子数と同数のパルサを設けた場合には
超音波ビーム発生位置に対応する位置の前記1組分の超
音波振動素子群に対“応するパルサを選択してトリガパ
ルスを与え励振する。
In addition, when the same number of pulsers as the number of ultrasonic transducer elements are provided, the pulser corresponding to the one set of ultrasonic transducer elements at the position corresponding to the ultrasonic beam generation position is selected and the trigger pulse is generated. Give and excite.

そしてこの場合、切換装置は不要となる。8はこの励振
された各超音波振動素子によシ検出された超音波エコー
の検出出力を各々増幅するノリアンプ群であシ、また、
9はこのノリアンプ群8で各々増幅されて出力される各
超音波振動素子の出力の遅延を行う受信ディレーライン
群である。との受信ディレーライン群9は前記1組分の
超音波振動素子数分あり、前記送受信制御装置5に制御
されて各対応の超音波振動素子に対する送信時のディレ
一時間及び超音波エコーの受信時の焦点位置制御などに
よって必要なディレ一時間が設定される。
In this case, a switching device is not required. 8 is a Noriamp group that amplifies the detection output of the ultrasonic echo detected by each of the excited ultrasonic transducer elements;
Reference numeral 9 denotes a reception delay line group for delaying the output of each ultrasonic transducer element that is amplified and output by the Noriamp group 8. The reception delay line group 9 has the number of ultrasonic transducer elements for one set, and is controlled by the transmission/reception control device 5 to delay one hour of transmission and reception of ultrasonic echoes for each corresponding ultrasonic transducer element. The necessary delay time is set by controlling the focal point position at the time.

また、ここでは各々の超音波振動素子の検出出力の遅延
後、加算されて一つのエコー信号に合成される。
Further, here, after the detection outputs of the respective ultrasonic transducer elements are delayed, they are added and synthesized into one echo signal.

10はこの合成されたエコー信号を増幅、検波、対数圧
縮などの受信処理を行う受信回路であシ、11はこの受
信回路10よ多出力されるエコー信号のディジタル化さ
れたデータをエコー信号の生体内における深さ位置及び
探触子1における超音波ビーム発生位置に対応した画素
位置に記録してゆく画像メモリであシ、この画像メモリ
1ノの記録位置及び読み出し位置はマイクロコンピータ
2の制御のもとに出力ポート4を介して与えられる制御
出力によって行われる。
10 is a receiving circuit that performs reception processing such as amplification, detection, logarithmic compression, etc. on this combined echo signal, and 11 is a receiving circuit that converts the digitized data of the echo signal that is outputted from this receiving circuit 10 into the echo signal. It is an image memory that records at pixel positions corresponding to the depth position in the living body and the ultrasound beam generation position on the probe 1. The recording position and readout position of this image memory 1 are controlled by the microcomputer 2. This is done by means of a control output provided via output port 4 under.

12は受信ディレーライン群9よ多出力された合成後の
エコー信号を受けてこれを周波数分析する周波数分析部
であシ、13はこの周波数分析部12の出力する周波数
分析出力を送信時の超音波ビームの周波数スペクトラム
に応じ、これが7ラツトである場合にとシ得るレベルと
なるような補正を行って周波数に応じて異なる音波のレ
ベルtノーマライズすなわち送信超音波の周波数分布レ
ベルの一様化を行った際に本来得られる周波数分布のレ
ベルとなるよりにノーマライズする周波数ノーマライズ
部であシ、この周波数ノーマライズ部13によシノーマ
ライズされた周波数分析出力をディジタルデータ化した
後、周波数位置と深さに対応させて画像メモリ11の対
応画素位置に記憶させる。周波数分析は周波数別にその
レベルに応じた輝度(階調)を与えるかたちで行われる
。また、画像メモリ11に対する記憶位置はマイクロコ
ンピュータ2によ多出力ポート4を介して周波数、深さ
に対応させながら行われる。
Reference numeral 12 denotes a frequency analyzer which receives multiple combined echo signals outputted from the reception delay line group 9 and analyzes the frequency thereof. Reference numeral 13 designates the frequency analysis output output from the frequency analyzer 12 as According to the frequency spectrum of the sound wave beam, correction is made to the level that can be obtained when this is 7 rats, and the level of the sound wave, which varies depending on the frequency, is normalized, that is, the frequency distribution level of the transmitted ultrasound is made uniform. There is a frequency normalization unit that normalizes the frequency distribution to the level originally obtained when the frequency distribution is performed. After converting the frequency analysis output synorized by this frequency normalization unit 13 into digital data, the frequency position and depth are converted into digital data. is stored in the corresponding pixel position of the image memory 11 in correspondence with the pixel position. Frequency analysis is performed by giving brightness (gradation) according to the level of each frequency. Furthermore, the storage location in the image memory 11 is determined by the microcomputer 2 via the multiple output ports 4 while corresponding to the frequency and depth.

14は超音波断層像中のエコー信号周波数解析位置を設
定するためのスイッチであシ、このスイッチ14は右方
向シフト用SWR、左方向シフト用SWLの二つのスイ
ッチがあってこのスイッチの一方を選択して押圧するこ
とにより、スイッチ出力が入力ポート3を介してマイク
ロコンピュータ2に与えられ、この押している時間に対
応して前記エコー信号周波数解析位置がシ、フトされる
14 is a switch for setting the echo signal frequency analysis position in the ultrasonic tomographic image.This switch 14 has two switches, SWR for rightward shift and SWL for leftward shift. By selecting and pressing the switch, a switch output is given to the microcomputer 2 via the input port 3, and the echo signal frequency analysis position is shifted in accordance with the time the button is pressed.

15は画像メモリ11よシ読み出される超音波断層像及
び周波数解析出力による分布像を表、示するテレビモニ
タであシ、また必要に応じて前記エコーF分周波数解析
位置を示すマーカを表示する。このマーカはマイクロコ
ンピータ2の制御のもとに画像メモリ11上の対応位置
に書き込むか或いは図示しないマーカ発生器よシテレビ
走査に合わせ、上記位置をテレビ走査線が走査した時点
でマーカ信号を発生させるなどし、テレビモニタ15上
にはその表示゛した超音波断層像中の対応位置に表示さ
せる。
Reference numeral 15 is a television monitor that displays the ultrasound tomographic image read out from the image memory 11 and the distribution image based on the frequency analysis output, and also displays a marker indicating the echo F frequency analysis position as necessary. This marker is written in a corresponding position on the image memory 11 under the control of the microcomputer 2, or a marker generator (not shown) generates a marker signal at the time when the television scanning line scans the above position in accordance with the television scanning. etc., and the image is displayed on the television monitor 15 at the corresponding position in the displayed ultrasonic tomographic image.

次に上記構成の本装置の作用について説明する。Next, the operation of this device having the above configuration will be explained.

マイクロコンピュータ2の制御のもとに送受信制御装置
5が動作してこの送受信制御装置5は送信時の超音波ビ
ーム焦点位置に応じたディレ一時間を得るべく送信ディ
レーライン群6の各ディレーラインにディレ一時間を設
定する。
The transmission/reception control device 5 operates under the control of the microcomputer 2, and the transmission/reception control device 5 adjusts each delay line of the transmission delay line group 6 to obtain a delay time corresponding to the ultrasonic beam focus position during transmission. Set one hour delay.

そして、これら各ディレーラインを通してトリガパルス
をパルサ群7に与える。パルサ群7はこのトリガパルス
によって超音波励振ノソルスを各々発生し、超音波ビー
ム発生位置の1組分の対応超音波振動素子に与える。こ
れによシ1組陸の各々の超音波振動素子から超音波が発
生し、相互の干渉によって所定の深さで収束する超音練
ビームとなる。。この超音波ビームによる生1体・中の
各深さからのエコーは探触子1に入シ、前記励振させた
各−々の超音波振動素子によシ検出して電気信号に変換
される。そして、各々の超音波振動素子からの電気信号
は各々シリアンプ群8のプリアンプによシ各別に増幅さ
れ、受信ディレーライン群9に−よシフオーカスコント
ロールされると共に時間軸を合わせたうえで加算合成さ
れる。そして、7工コー信号として受信回路10及び周
波数解析部12に送られる。受信回路10では加算合成
されたエコーの信号を対数圧縮、増幅、検波した後、デ
ィジタルデータ化し、画像メモリ11に送る。画像メモ
リ11はマイクロコンピュータ2より超音波ビームの走
査位置及び受信した超音波エコーの深さに対応した画素
位”置のアドレス信号が与えられ、書込み制御されるの
で、前記データは該アドレス対応の画素位置にデータを
記憶してゆく。
A trigger pulse is then applied to the pulsar group 7 through each of these delay lines. The pulser group 7 each generates an ultrasonic excitation nosorus by this trigger pulse, and applies it to the corresponding ultrasonic vibrating element of one set of the ultrasonic beam generation position. As a result, ultrasonic waves are generated from each of the ultrasonic vibrating elements in one group, and an ultrasonic beam is formed which converges at a predetermined depth due to mutual interference. . Echoes from this ultrasonic beam from various depths inside the living body enter the probe 1, are detected by each of the excited ultrasonic vibrating elements, and are converted into electrical signals. . The electrical signals from each ultrasonic vibrating element are amplified separately by the preamplifiers in the serial amplifier group 8, subjected to horizontal focus control to the reception delay line group 9, and are summed and synthesized after aligning the time axes. be done. Then, it is sent to the receiving circuit 10 and the frequency analysis section 12 as a 7-channel signal. The receiving circuit 10 logarithmically compresses, amplifies, and detects the echo signals that have been added and combined, and then converts them into digital data and sends them to the image memory 11. The image memory 11 is given an address signal from the microcomputer 2 at a pixel position corresponding to the scanning position of the ultrasonic beam and the depth of the received ultrasonic echo, and is controlled for writing, so that the data is written to the address corresponding to the address. Data is stored at pixel positions.

超音波ビームはマイクロコンビーータ2の制御のもとに
順次リニアスキャンされてゆくので、前述の動作を繰シ
返しながら画像メモリ11に各超音波ビーム位置のエコ
ーのデータが記憶されてゆく。このようにして画像メモ
リ1ノにはリニアスキャンによる超音波断層像のディジ
タル・データが記憶される。そしてこの超音波断層像の
データはマイクロコンピュータ2の制御のもとにテレビ
モニタ15の走査に合わせて画像の水平方向に順次読み
出さ°れ、水平走査が終ると画像の垂直方向に例えば一
画素分ずらし、再び水平方向に順次読み出すと云うかた
ちで画像メモリ11よシ出力される。この出力はアナロ
グ信号に変換後、同期信号やブランキング信号などを付
加されてコンポジットビデオ信号化゛ され、テレビモ
ニタ15に送られる。そして、このテレビモニタ15上
に超音波断層像(Bモード像)として表示される; 本装置はこの超音波断層像の他に、超音波エコーの周波
数分布像を表示゛できるようにしている。すなわち−1
この周波数分布像を表示するためには超音波断層像中の
周波数分布を見たい位置を指定する。
Since the ultrasonic beam is sequentially linearly scanned under the control of the microconbeater 2, echo data at each ultrasonic beam position is stored in the image memory 11 by repeating the above operations. In this manner, digital data of an ultrasonic tomographic image obtained by linear scanning is stored in the image memory 1. The data of this ultrasonic tomographic image is read out sequentially in the horizontal direction of the image in accordance with the scanning of the television monitor 15 under the control of the microcomputer 2, and when the horizontal scanning is completed, data of one pixel in the vertical direction of the image is read out. The images are outputted from the image memory 11 by being shifted and read out sequentially in the horizontal direction again. After converting this output into an analog signal, a synchronization signal, a blanking signal, etc. are added to the output to create a composite video signal, which is sent to the television monitor 15. Then, it is displayed on the television monitor 15 as an ultrasonic tomographic image (B-mode image); in addition to this ultrasonic tomographic image, this apparatus is also capable of displaying a frequency distribution image of ultrasonic echoes. i.e. -1
In order to display this frequency distribution image, the position in the ultrasound tomographic image where the frequency distribution is desired to be viewed is specified.

これは、例えばマイクロコンビーータ2に周波数分布表
示を指令し、このマイクロコンビーータ2に周波数分布
表示制御を行わせることによシ打、う。すなわち、この
状態にするとテレビモニタ15上の超音波断層像上に周
波数分布解析位置を示す例えば一本の垂直ラインによる
マーカが表示される。
This can be done, for example, by instructing the microconbeater 2 to display the frequency distribution and causing the microconbeater 2 to control the frequency distribution display. That is, in this state, a marker, for example, a single vertical line, indicating the frequency distribution analysis position is displayed on the ultrasonic tomographic image on the television monitor 15.

このマーカはスイッチ14の右方向・、左方向シフト用
のスイッチSWR、SWLの操作で超音波断層像上を左
右にシフトさせることができ、任意の位置にセットする
ことができる。すなわち、今、右方向77ト用のスイッ
チSWRを押したとするとこのスイッチSWRの出力は
入力ポート3を介してマイクロコンビーータ2に与えら
れる。
This marker can be shifted left and right on the ultrasonic tomographic image by operating the switches SWR and SWL for rightward and leftward shifting of the switch 14, and can be set at any position. That is, if the switch SWR for right direction 77 is now pressed, the output of this switch SWR is given to the microconbeater 2 via the input port 3.

する5とマイクロコンピユー、夕2は例−えばこのスイ
ッチ押圧時間分内部クロック信号を加算計数してその計
数値を位置データとし、この位、置デ−タの対応する画
像メモリ1ノ上の対応画素位置に前記マーカを移動させ
て書込む。また、左方向シフト用のスイッチ流を押した
場合にはそのスイッチSWLの押されている間、内部ク
ロック信号を減算計数する。従って、このスイッチSW
R、SWLの操作によシマーカ位置を左右任意に移動し
てセットすることができる。そして画像メモリ11から
の画像データ読み出しによってテレビモニタ15上に表
示された超音波断層像上にこのマーカが重畳表示され、
セット位置が確認できる。
For example, the microcomputer 5 and the microcomputer 2 count the internal clock signals for the time when this switch is pressed, use the counted value as position data, and store the position data on the corresponding image memory 1. The marker is moved to the corresponding pixel position and written. Furthermore, when the leftward shift switch is pressed, the internal clock signal is subtracted and counted while the switch SWL is pressed. Therefore, this switch SW
By operating R and SWL, the shimmerer position can be moved and set to the left or right. Then, by reading the image data from the image memory 11, this marker is superimposed and displayed on the ultrasound tomographic image displayed on the television monitor 15.
You can check the set position.

このようにして与えられる位置データは超音波ビームの
スキャン位置と予め対応づけられておシいこの位置デー
タの示すスキャン位置の超音波ビーム送信によるエコー
の検出出力の加算合成後の出力が受信ディレーライン群
9側よシエコー信号として送られて来るとマイクロコン
ピータ2の制御えよシ周波数分析部12が作動して該出
力中に含まれる信号の周波数分布を解析し、周波数毎に
含まれる信号のレベルに応じだ出力を発生する。前記加
算合成されたエコー信号はその時間軸が生体中のエコー
の得られた深さに対応しているので周波数分析部12の
出力は順次深さ位置を変えた各深さ位置毎の周波数分布
を示す信号と々る。この信号は周波数ノーマライズ部1
3に送られ、周波数ノーマライズされる。
The position data given in this way is associated in advance with the scan position of the ultrasound beam, and the output after adding and combining the detection outputs of echoes from the ultrasound beam transmission at the scan position indicated by this position data is the reception delay. When the signal is sent as an echo signal from the line group 9 side, the frequency analyzer 12 under the control of the microcomputer 2 operates to analyze the frequency distribution of the signal contained in the output, and the level of the signal contained in each frequency. Generates output depending on. Since the time axis of the added and synthesized echo signal corresponds to the depth at which the echo was obtained in the living body, the output of the frequency analysis section 12 is a frequency distribution at each depth position where the depth position is sequentially changed. A signal indicating that. This signal is frequency normalized section 1
3 and frequency normalized.

ここで周波数ノーマライズと云うのは超音波の送信スペ
クトラム(送信超音波の周波数成分分布)が7ラツトで
ないため、送信スペクトラムの強度に応じこの送信スペ
クトラムをフラットにした場合の必要な補正量分の補正
をエコーのスペクトラムに対して施こして絶対的な分布
を求めるものである。
Frequency normalization here means that the transmission spectrum of the ultrasonic wave (frequency component distribution of the transmitted ultrasound) is not 7rat, so it is necessary to correct the amount of correction required when flattening the transmission spectrum according to the intensity of the transmission spectrum. is applied to the echo spectrum to obtain the absolute distribution.

すなわち、第2図(、)に示すように超音波ビームの送
信スペクトラム自体、の周波数特性は山形の分布をして
いる。また、ある深さの受信エコーのスペクトラムは第
2図(b)の如きであったとするとこの受信エコーのス
ペクトラムは7・ラットでない送信スペクトラムによる
ものであるので、前記ある深さの生体組織における反射
特性全的確に反映したものとは云えないから、該生体組
織における減衰特性が客観的にわかるように的確に反映
させた受信エコーのスペクトラムを得るためKは送信ス
ペクトラムがフラットであった場合を想定してこのフラ
ットにするための補正量を送信スペクトラムをもとにし
て得、この分、補正すれば良く、これにょシ第2図(b
)のような受信エコーのスペクトラムは生体組織におけ
る減衰特性が各周波数成分毎に的確に表われたすなわち
ノーマライズされたスペクトラムとして第2図(c)の
如きものが得られる。従りて、第2図(c)は前記ある
深さの生体組織における各周波数成分毎の減衰特性その
ものを示していることになシ、該減衰特性が客観的につ
かめるようになる。
That is, as shown in FIG. 2(,), the frequency characteristic of the transmission spectrum of the ultrasonic beam itself has a chevron-shaped distribution. Furthermore, if the spectrum of the received echo at a certain depth is as shown in Figure 2(b), the spectrum of this received echo is due to the transmitted spectrum other than 7. Since it cannot be said that all characteristics are accurately reflected, K assumes that the transmit spectrum is flat in order to obtain a received echo spectrum that accurately reflects the attenuation characteristics of the biological tissue so that it can be objectively understood. Then, the amount of correction to make this flat can be obtained based on the transmission spectrum, and the correction can be made by this amount, as shown in Figure 2 (b).
), the attenuation characteristics of the living tissue are accurately expressed for each frequency component, that is, a normalized spectrum as shown in FIG. 2(c) is obtained. Therefore, although FIG. 2(c) shows the attenuation characteristic itself for each frequency component in the living tissue at a certain depth, the attenuation characteristic can be objectively grasped.

尚、第2図(a)〜(c)において縦軸はエコーの強度
、横軸は周波数を示している。
In FIGS. 2(a) to 2(c), the vertical axis represents the echo intensity, and the horizontal axis represents the frequency.

また、ノーマライズについて一例をあげてみると、今、
周波数2 MHz 、 6 MHzの周波数位置におい
て、第2図(、)に示す送信スペクトラムの上記周波数
位置AWtA6での補正量を一20dB、−10dB、
また第2図(b)に示す受信エコーのスペクトラムにお
ける上記周波数位置B2+B6のレベルが一35dB、
−30dBであったとすると第2図(c)で示すノーマ
ライズ後の上記周波数位置C2*C5におけるレベルは
C2=B2−A2=−35dB  (−20dB)=−
15dB。
Also, to give an example of normalization, now,
At the frequency positions of 2 MHz and 6 MHz, the correction amount at the frequency position AWtA6 of the transmission spectrum shown in FIG. 2 (,) is -20 dB, -10 dB,
Furthermore, the level of the frequency position B2+B6 in the spectrum of the received echo shown in FIG. 2(b) is -35 dB,
If it is -30dB, the level at the frequency position C2*C5 after normalization shown in Figure 2(c) is C2=B2-A2=-35dB (-20dB)=-
15dB.

Cs”B6A6=−30dB−(−10dB)=  2
0dBとなる。
Cs”B6A6=-30dB-(-10dB)=2
It becomes 0dB.

なお送信スペクトラムは探触子1の特性等によシ11は
定まってしまうのでこの送信スペクトラムは予め、マイ
クロコンピュータ2に入力しておいてノーマライズ時に
利用しても良いし、また、実際に送信スペクトラムを周
波数分析部12にて測定してその測定データをノーマラ
イズに利用するように’しても良い。
Note that the transmission spectrum 11 is determined by the characteristics of the probe 1, etc., so this transmission spectrum can be input into the microcomputer 2 in advance and used during normalization, or the transmission spectrum can be actually may be measured by the frequency analysis section 12 and the measured data may be used for normalization.

このように生体断層面の特定位置に対する超音波エコー
の周波数分析後、ノーマライズして得られたデータは周
波数を横軸にまた生体中必深さを縦軸にした平面上にレ
ベルに応じた輝度データとして画像メモIJ Z l上
の周波数分析像記憶領域に記憶させる。そして、この記
憶データをテレビ走査に合わせて順次画像メモリ11よ
り読み出し、コンポジットビデオ信号化した後、テレビ
モニタ15に与えて像として表示させる。この表示は超
音波断層像とともに第3図に示す如く並列的に同一画面
上に表示するようにしても良いし、各々別のモニタに表
示しても良い。
After frequency analysis of ultrasound echoes for a specific position on the biological tomographic plane, the data obtained by normalization is displayed on a plane with the frequency on the horizontal axis and the depth inside the body on the vertical axis, and the brightness according to the level. It is stored as data in the frequency analysis image storage area on the image memo IJZl. Then, this stored data is sequentially read out from the image memory 11 in accordance with the television scanning, converted into a composite video signal, and then applied to the television monitor 15 to be displayed as an image. This display may be displayed in parallel with the ultrasonic tomographic image on the same screen as shown in FIG. 3, or may be displayed on separate monitors.

また、第3図におけるAは超音波断層像を、そしてMは
前述のマーカを、そしてBはマーカMの位置における周
波数分布像である。
Further, in FIG. 3, A is an ultrasonic tomographic image, M is the aforementioned marker, and B is a frequency distribution image at the position of marker M.

尚、周波数分布像は第3図小)の如き周波数、深さ別に
輝度変化で示すようにする方式の他、第4図のように深
さ別に周波数分布レベルを線で表わすようにしても良い
The frequency distribution image may be expressed by a change in brightness according to frequency and depth as shown in Fig. 3 (Small), or alternatively, the frequency distribution level may be expressed by a line according to depth as shown in Fig. 4. .

また、相対的な深さによる周波数の変化を知るのみでお
れば第1図における周波数ノーマライズ部は省略しても
良い。
Furthermore, if only the change in frequency due to relative depth is to be known, the frequency normalizing section in FIG. 1 may be omitted.

また本発明はリニア電子スキャンに限らずセクタスキャ
ン等の他の方式の超音波断層像を得る診断装置に対して
も適用することかで゛きるものである。
Further, the present invention can be applied not only to linear electronic scanning but also to diagnostic equipment that obtains ultrasonic tomographic images using other methods such as sector scanning.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明は、超音波ビームを走査して
そのエコーを検出し、超音波ビーム位置に対応させて前
記エコーのレベルに応じた輝度でそニタ装置に像として
表示させることによシ超音波断層像を得る超音波診断装
置において、前記超音波断層像における周波数分析位置
を指定する手段と、この指定位置に対応する前記モニタ
装置上の超音波断層位置にマーカを表示する手段と、前
記指定位置に対応する位置を超音波ビームが走査したと
き、そのエコーの検出出力をエコーの得られた深さ別に
周波数分析する周波数分析手段と、この周波数分析結果
をエコーの得られた深さに対応させて周波数のレベル分
布状態を示す像として前記モニタ装置(表示装置)に与
える手段とよシ構成し、超音波断層像における所望の位
置を指定するとその指定位置を超音波ビームが走査した
際のエコーの検出出力を周波数分析し、その周波数分析
による周波数分布状態の像をモニタ装置に表示するよう
にし、超音波断層像とその断層像中の所望位置における
生体内のエコーの周波数分布状態を客観的に観察できる
ようにしたので、生体組織の超音波周波数別の減衰特性
を客観的に見ることができ、ガン組織などの病変がある
場合などではその病変部ではガン組織特有の周波数分布
が見られる(すなわち、たとえば急激な周波数減衰が見
られる)ことから、超音波断層像と周波数分布状態の像
とを併用して診断することによシ、異なる診断情報を得
ることができ、診断上柾めて有効な超音波診断装置を提
供することができる。
As detailed above, the present invention scans an ultrasonic beam, detects its echo, and displays it as an image on a monitor device with a brightness corresponding to the level of the echo in correspondence with the ultrasonic beam position. In an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains ultrasonic tomographic images, means for specifying a frequency analysis position in the ultrasonic tomographic image, and means for displaying a marker at an ultrasonic tomographic position on the monitor device corresponding to the specified position. and frequency analysis means for frequency-analyzing the detection output of the echo according to the depth at which the echo was obtained when the ultrasonic beam scans a position corresponding to the specified position, and The means is configured to provide the monitor device (display device) with an image showing the frequency level distribution state corresponding to the depth, and when a desired position in the ultrasonic tomographic image is specified, the specified position is transmitted to the ultrasonic beam. The echo detection output during scanning is frequency-analyzed, and an image of the frequency distribution state resulting from the frequency analysis is displayed on a monitor device, and the ultrasound tomogram and the frequency of the in-vivo echo at a desired position in the tomogram are displayed. By making it possible to objectively observe the distribution state, it is possible to objectively observe the attenuation characteristics of different ultrasound frequencies in living tissue, and in cases where there is a lesion such as cancerous tissue, it is possible to objectively observe the attenuation characteristics of each ultrasound frequency in living tissue. Since a frequency distribution can be seen (that is, a rapid frequency attenuation can be seen, for example), different diagnostic information can be obtained by diagnosing using both an ultrasound tomogram and an image of the frequency distribution state. , it is possible to provide an ultrasonic diagnostic device that is extremely effective in terms of diagnosis.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
ノーマライズを説明するための図、第3図は本装置の画
像表示例を示す図、第4図は周波数分析結果の他の表示
例を示す図である。 1・・・ノぐル?lL 、?・・・マイクロコンピュー
タ、3・・・入力ポート、4・・・出力ポート、5・・
・送受信制御装置、6・・・送信ディレーライン群、7
・・・パルサ群、8・・・プリア/f群、9・・・受信
ディレーライン群、10・・・受信回路、11・・・画
像メモリ、12・・・周波数分析部、13・・・周波数
ノーマライ”ta、i 4・・・スイッチ、15・・・
テレビモニタ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining normalization, FIG. 3 is a diagram showing an example of image display of this device, and FIG. 4 is a diagram showing frequency analysis results and other information. It is a figure which shows the example of a display. 1... Nogle? LL,? ...Microcomputer, 3...Input port, 4...Output port, 5...
- Transmission/reception control device, 6... Transmission delay line group, 7
. . . Pulsar group, 8 . . . Prior/f group, 9 . . . Reception delay line group, 10 . Frequency normal "ta, i 4...switch, 15...
TV monitor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 超音波ビームを走査してそのエコーを検出し、超音波ビ
ーム位置に対応させて前記エコーのレベルに応じた輝度
で表示装置に像として表示させることによシ超音波断層
像を得る超音波診断装置において、前記超音波断層像に
おける周波数分析位置を指定する手段と、この指定位置
に対応する前記表示装置上の超音波断層位置にマーカを
表示する手段と、前記指定位置に対応する位置を超音波
ビームが走査したとき、そのエコーの検出出力をエコー
の得られた深さ別に周波数分析する周波数分析手段□と
、この周波数分析結果をエコーの得られた深さに対応さ
せて周波数のレベル分布状態を示す像として前記表示装
置に与える手段とよ多構成したことを特徴とする超音波
診断装置。
Ultrasonic diagnosis in which an ultrasonic tomographic image is obtained by scanning an ultrasonic beam, detecting its echo, and displaying the image on a display device with a brightness corresponding to the level of the echo in correspondence with the ultrasonic beam position. In the apparatus, means for specifying a frequency analysis position in the ultrasonic tomographic image, means for displaying a marker at an ultrasonic tomographic position on the display device corresponding to the specified position, and a means for displaying a marker at a position corresponding to the specified position on the ultrasonic tomographic image; When the sound wave beam scans, a frequency analysis means □ analyzes the detected output of the echo according to the depth at which the echo was obtained, and a frequency level distribution that corresponds the frequency analysis result to the depth at which the echo was obtained. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by comprising a plurality of means for providing an image to the display device as an image indicating a state.
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