JPS60139239A - 超音波診断装置 - Google Patents

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】 ｒ産業上の利用分野〕 本発明は超音波診断装置、特に被検体に向は所定の送信
線シ返し周期で超音波を送受波し被検部位からのデータ
信号を得る超音波診断装置に関する。

〔従来技術〕

近年、被検体に肉用超音波を送受波し、これによシ得ら
れた受波信号をｃｔｔ’ｒ上に画像表示する装置が周知
であり、ＣＲＴ画面上に表示される画像から被検体の各
種内部情報を得ることができるため、例えば血流、心臓
等のドプラ診断用として、或いは各種物体の探傷用とし
て幅広く用いられている。

第１図には、このような超音波診断装置の一例が示され
ており、この装置は探触子１０を被検体１２の所望被検
部位１４へ向はセットし、この探触子１０から被検部位
１４に向は超音波１００の送受波を行っている。

ここにおいて、超音波の送波は送受信器１８から送信パ
ルスを所定の送信繰り返し周期で探触子１０に印加する
ことにより行われ、探触子１０からはこの送信パルスが
印加されるたびに超音波が生体１２の内部に向は送波さ
れる。

このように送波された超音波１００は生体１２内部を伝
搬していき、被検部位１４で反射されエコーとして探触
子１０に戻ってくる。従って、このエコーを検出しＣＲ
Ｔ上に表示すれば、体内組織の音饗特性の分布を画像と
して表示することができ、また健全な組織と腫瘍組織と
は音響的特性が異なるので、ＣＲＴ上に表示された画像
パターンから被検部位１４内部に存在する異常の有無及
びその位置を知ることができる。

ところで、このような超音波診断装置において、超音波
の送信繰り返し周期Ｔは、被検部位１４に向けた超音波
の送受波に要する時間よシ長く設定されている。このた
め、被検部位１４からのエコー１１０は各超音波の送波
に係る受波期間中に受波されるが、この被検部位１４よ
り深い位置に、探触子１０からの超音波送受波時間が超
音波の送信線シ返し周期Ｔを上回る何らかのエコー源１
６が存在すると、各超音波の送波に対するエコーの受波
期間中に、第２図に示すように、被検部位１４からの真
のエコー１１０のほかに前回以前の超音波送波に係るエ
コー源１６からの遅延エコー１２０も受波ぢれることに
なる。

しかし、従来の超音波診断装置においては、このように
して得られた受波信号をそのまま被検部位１４からのデ
ータとして信号処理しているため、得られる受波信号に
は真のエコー１１０のほかに遅延エコー１２０が誤差成
分として含まれることとなり、被検部位１４の正確な診
断画像を得ることができないという欠点があった。

特にこのような遅延エコー成分の混入は、得られる診断
画像の近距離領域の画像を劣化させ、しかも、その劣化
の割合は送信繰り返し周期を短くするほど大きくなるた
め、その有効な対策が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、被検体に向は所定の送信繰り返し周期
で超音波を送受波し、被検部位からのデータ信号を得る
に当ｆｃＪ＋、データ信号中に含まれる前回以前の超音
波送波に係る遅延エコー成分を除去し、被検部位からの
正確なデータ信号を得ることの可能な超音波診断装置を
提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的ｔ−蓮成するため、本発明の装置は、被検体に
向は所定の送信繰り返し周期で超音波を送受波し被検部
位からのデータ信号を得る超音波診断装置において、超
音波周期の奇数倍の偽及び整数倍の２種類の送信繰り返
し周期を有しこの２種類の送信繰り返し周期を交互に繰
り返し超音波の送受波を行う送受信器と、送受信器を介
して得られる前回の受波信号を今回の送信繰）返し周期
時間分遅延して出力する遅延囲路と、送受信器を介して
得られる今回の受渡信号及び遅延回路を介して得られる
前回の受波信号を合成し被検部位からのデータ信号を得
る合成回路と、を含み、データ信号中に含まれる前回以
前の超音波送波に係る１１ずイ１−Ｉ＃Ａル謄出手スｒ
Ｌｆ、鱗動しヰ１〔実施例〕 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

なお前記第１図に示す装置と対応する部材には同一符号
を付し、その説明は省略する。

（１）　本発明の原理 本発明の詳細な説明するに当たり、まず被検体に向は超
音波を送受波しこれにより得られた被検部位からのデー
タ信号から、該データ信号中に含まれる前回以前の超音
波送波に係る遅延エコー成分を除去する本発明の原理に
ついて説明する。

例えば、第１図に示すように、被検体１２内の被検部位
１４よシ深い位置に、探触子】０からの超音波の送受波
時間が超音波の送信繰９返し周期より長い何らかのエコ
ー源１６が存在する音響モデルを仮定する。

このような音響モデルに対し、探触子１０から所定の送
信繰り返し周期で超音波１００を送受波し被検部位１４
からのデータ信号を得ると、このデータ信号中には、前
述したように、被検部位１４からの真のエコー１１０の
ｌｌ≠）ｆ−曲回ｔＪ前の詔存波送波に係るエコー源１
６からの遅延エコー１２０が誤差成分として混入する。

ここにおいて、探触子１ｏがら被検体１２に向は超音波
１００を送波した際、この超音波１００の送波により被
検部位１４から得られる真のエコー１１０は次式で表わ
される。

ｖｒ　＝　Ａｔ（ｒ）　ｔｊｃωａｔ−ψ（ｒ））　・
・曲（１）ｒ ただし、ψ（す＝ωｅ’−１ Ａｒ（ｒ’ｒ　：反射体の反射強度 ωＣ：超音波の角周波数 ｒ　；反射体までの距離 Ｃ：音速 ｔ　：超音波送波時を基準とする時間 また同様にして行われた前回の超音波１００の送波によ
シエコー源１６にて得られる遅延エコー１２０は次式で
表わされる。

Ｖｆ＝　Ａｆ（ｒｌ　ｇｊ（ωｃｔ−ψ（ｒ）−ωｃ’
ｒ）　、、曲（２）ただし、Ａ４（ｒ）　：遠距離標的
による反射強度受波し得られる実際の受波信号は、前記
（１）式及び（２）式の和として次式をもって表−わさ
れる。

Ｖ＝　ｔＡｒ（ｒｌ　＋　Ａｔ＜ｒ）　ｔ　−ｊｏ）ｃ
Ｔ＋　ｇｊ　（ｃａｃｔ−ψ（ｒ））、、、、、、（３
１ここにおいて、超音波の送信線シ返し周期Ｔを超音波
周期イの整数倍の値Ｔ１とすると、Ｔ４　＝　’Ｌ’ｎ
　＝　’　＝と ｆｃ　（ｏｃ　”””” ただし、ｎ：自然数 ｆｃ：超音波周波数（バースト送信を行う場合はそのバ
ースト周波数） となり、ωｃＴ、　＝　２　ｎπとなるため、前記（３
）式は次式をもって表わされる。

■、＝（〜ｒ）十Ｎ（ｒ））εｊ（０１−ψ（ｒ））・
・・・・・（５）また超音波の送信繰り返し周期Ｔを、
超音波側Ｔ２＝（とり＝（凹＞　１　＝電空・・・・・
・（６）２ｆｃ となｊ）　、　ωｅ’ｌ’、　＝　（２ｎ＋ｌ　）πと
なるため、前記（３）式は次式をもって表わされる。

Ｖ＝　＝　＋　Ａｔ（ｒｌ　−Ａｆ（ｒ））　ｇ　ｊ（
＝１−ψ（ｒｌ）　、、、、、、（７）ここにおいて、
前記（５）式及び（７）式の和をめれば、その値は次式 ％式％（８） となシ、いわゆる被検部位１４がらの真のエコーシ返し
超音波の送受波を行い、前記（５）式及び（６）式で表
わされる受波信号ＶＩ及びｖ２を合成し被検部位からの
データ信号を得ることにょシ、データ信号中に含まれる
前回以前の超音波送波に係る遅延エコー成分を除去する
ことができ、遅延エコー１２０を発生するエコー源１６
の有無にかかゎシなく被検部位１４からの正確な情報を
得ることが可能となる。

（２）本発明の装置の実施例 第３図には、前述した原理を適用する本発明の超音波診
断装置の好適な実施例が示されてお夕、実施例の装置は
、探触子１ｏｔ−被検体１２の所望被検部位１４に向は
セットし、所定の送信線シ返し周期Ｔで超音波１００を
送受波し、被検部位１４からのデータ信号を得るもので
ある。

ルスを探触子１ｏに印加している。

これにより、探触子１ｏがらは前記送信パルスこれによ
り、合成回路２２には、送受信器１８から今回の受波信
号及び遅延回路２ｏがら送信縁シ返し周期１回分遅延し
た前回の受波信号が同時に入力されることになる。

合成回路２２はこのようにして入力される今回の受波信
号及び前回の受波信号の双方を合成し、これを被検部位
１４からのデータ信号として出力する。

本発明は以上の構成から成り、次にその作用を、説明す
る。

本発明の装置によれば、探触子１０から被検体１２の所
望被検部位１４に向け、超音波周期デの整数倍及び奇数
倍の７の２種類の送信繰９返し周期Ｔ、及びＴ、を交互
に繰シ返し、超音波１００の送受波が行われる。

このため、被検体１２に向は超音波１００の送受波を行
うたびに被検体１２からは前記（５）式に示す受波信号
Ｖ、及び前記（７）式に示す受波信号■、が送受信器１
８を介して交互に出力されることになる。

そして、このようにして送受信器１Ｂを介して出力場れ
るこれら受波信号は遅延回路２０及び合２２には、遅延
回路２０にて送信繰り返し周期１回分遅延された前回の
受波信号が入力されるため、合成回路２２では前記（８
）式に示す演算が行われることとなる。

そして、この合成回路２２がらは、前記（８）式に示す
演算結果Ｖ、が被検部位１４からのデータ信号として出
力される。

このようにして、本発明の装置によれば、被検体１２内
に被検部位１４よｐ深い位置に何らかのエコー源１６が
存在する場合で本、データ信号中に含まれる前回以前の
超音波送波に係る遅延エコー成分を除去し、被検部位１
４からの正確なデータを得ることが可能となる。

（３）本発明の具体的な実施例 次に本発明の具体的な実施例を第５図に基づいて説明す
る。

実施例の装置では、制御回路２４からの制御信号に基づ
き送受信器１８が前記第４図に示すタイミングチャート
に従いｓ　ＴＩ及びＴ、０２種類の送信縁シ返し周期を
交互に繰シ返し、超音波の送受波を行っている。

ここにおいて、送受波される超音波１０００角周波数を
ωＣ（バースト送信を行う場合にはバーストの角周波数
）とすると、送受信器１８に入力される受波信号ＫＵ、
前記（５）式及び（７）式に示すごとく、ωｃ１の時間
変動項が含まれることとなる。この結果、その取扱いを
容易にするためＫは、εＪ＊ｃｔの搬送波によって復調
処理を行う必要がある。

このため、実施例の装置では、受波信号を送受信器１８
にて一定の割合で増幅した後、複素復調回路２６のサイ
ン復調部２８ａ及びコサイン復調部２８ｂＫそれぞれ入
力している。

サイン復一部２８ａは、入力された受波信号をε風１の
搬送波でそのサイン成分のみを復調検波した後、ＡＤ変
換部３０ａにてデジタル信号処理を施し出力している。

またコサイン復調部２８ｂは、入力された受波信号をε
ＪＩＪＪＪの搬送波でそのコサイン成分のみを復調検波
した後、ＡＤ変換部３０ｂにてデジタル信号処理を施し
出力している。

なお実施例の装置では、２種類の送信繰り返し周期Ｔ１
及びＴ、を交互に繰シ返し超音波の送受波を行っている
ため、各超音波の送波ごとにその送波された超音波と各
復調部２８ａ、２８ｂにて使用する搬送波の位相を整合
さぜる必要が小る。

このため、複素復調回路２６内には、搬送波選別部３２
が設けられており、この搬送波選別部３２Ｆ！制御回路
２４からの制御信号に基づき各送波超音波と位相が整合
した搬送波εｊｍｃｔを各復調部２８ａ及び２８ｂに入
力している。

実施例の複素復調回路２６は以上のように構成されてい
るため、送受信器１８を介して前記（５）式に示される
受波信号ｖｔが入力されると、この受波信号はこの複素
復調回路２６内にてそのサイン成分及びコサイン成分が
復調検波され、人り変換部３０ａ、３０ｂからそのサイ
ン成分■ｔ　（サイン）及びコサイン成分Ｖ＋　（コサ
イン）が次式のように出方される。

Ｖ＋（＋イン）　＝　（Ａｒｔｒ）　＋　Ａ４（す）　
ｓｉｎ　ｅｐ　（ｒｌ　＝−・（９）Ｖ、（：）サイア
　）−ｔＡｒ（ｒ）　＋　Ａｆ（ｒ））　”　９’（ｒ
）　・−・・（１０）また送受信器１８から前記（７）
式に示す受波信号■２が入力されると、この複素復調回
路２６は同様にしてそのサイン成分Ｖｔ　（サイン）及
びコサイン成分ｖ、（コサイン）を復調検波し、ＡＤ変
換部３０ａ　、３０ｂから受波信号■、のサイン成分及
びコサイン成分を次式のように出力する。

Ｖｙ（サイン）−（〜ｒ）　−Ａｒ（ｒｌ）ｓｕ＋　ｔ
ｐ（ｒｌ　＝−・Ｃｕ）Ｖ、（コサイア）＝　ｔＡｒ（
ｒ）　−Ａ４（ｒｌ）ａｍ　ｃｐ（ｒ）　−・−−−−
（１２）このようにして、この複素復調回路２６から出
力される受波信号■１又ｕ　Ｖｔのサイン成分及びコサ
イン成分はそれぞれ対応する遅延回路２０ａ、２０ｂに
入力されると共に合成回路２２の各加算器３４ａ。

３４ｂにそれぞれ人力芒れる。

遅延回路２０ａ、２０ｂは制御回路２４からの制御信号
に基づき、復調検波された各受渡信号を送信繰り返し周
期１回分の時間゛ｒ１又はＴ、たけ遅延して加算器３４
ａ、３４ｂに入力する。

従って、加算器３４ａには、ＡＤ変換部３０ａを介して
今回の受波信号のサイン成分及び遅延回路２０ａを介し
て前回の受波信号のサイン成分が同時に入力されること
になり、入力される前回及び今回の受波信号のサイン成
分は、この加算器３４ａにて加算され乗算器３６ａに入
力される。また他の加算器３４ｂＫは、ＡＤ変換部３０
ｂを介して今回の受波信号のコサイン成分及び遅延回路
２０ｂを介して前回の受波信号のコサイン成分が同時に
入力され、これら今回及び前回の受波信号のコサイン成
分はこの加算器３４ｂで加算器れ乗算器３６ｂに入力さ
れる。

ここにおいて、本発明の装置では、２種類の送信繰り返
し周期Ｔ１及びＴ！を交互に繰り返し超音波の送受波を
行っているため、加算器３４ａには、前記（５）式に示
す受波信号■１及び（７）式に示す受波信号■、のサイ
ン成分が同時に入力され、他の加算器３４ｂ　Ｋ　Ｕ、
両受波信号■１及び■、のコサイン成分が同時に入力さ
れることとなる。

従って、加算器３４ａからは前記（８）式に示す信号ｖ
５のサイン成分Ａｒ（ｒ）・ｓｉｎ何ｒ）が出力され、
加算器３４ｂからは同様に（８）式に示す信号■、のコ
サイン成分Ａ　ｒ（ｒ）　ｃｏｓψ（ｒ）が出力される
こととなる。

このようにして、各加算器３４ａ、３４ｂから出力され
る信号Ｖ、のサイン成分及びコサイン成分は乗算器３６
ａ　、　３６ｂにてそれぞｔｌ、　２乗され、これら乗
算器３６ａ　、　３６ｂの出力は加算器３８にて加算さ
れ、次式に示す信号として出力される。

１Ａｒ（ｒ）−ＳＩｎ　ψ（ｒ））”＋（１＼ｒ（す＊
ＱＩｉ　ψ（ｒ））”＝　（Ａ「（ｒｌｐ　（ｓｉｎ”
　ψ（ｒ）　＋　ｃｐｓ”ψ（ｒ））　＝　（Ａｒ（ｒ
））”−（１３）このようにして、加算器３８からは、
信号■、から位相成分が除去された信号の２乗値が出力
きれることとなるため、この加算器３８の出力の平方根
全平方根演算部４０を介してめれば、被検部位１４０反
射強度Ａ、（りの値のみから成るデータ信号を得ること
が可能となる。

このように、本実施例の装置を用いれば、被検体１２内
に被検部位１４よｐ深い位置に何らかのエコー源が存在
する場合でも、データ信号中に含まれる前回以前の超音
波送波に係る遅延エコー成分を除去し、被検部位１４か
ら？データ信号を得ることが可能となる。

更に本実施例の装置によれば、得られるデータ信号から
のその位相成分を除去し、被検部位１４０反射強度Ａｒ
（ｒ）を得ることができるため、被検部位１４が例えば
血流、心臓などの動的標体のような場合でも、当該被検
部位１４から正確なデータを得ることが可能となる。

従って、本実施例の装置１によシ得られたデータ信号を
ＣＲＴなどを含む表示装置４２に入力すれば、ＣＲＴ上
には当該被検部位１４の正確な診断画像を表示すること
が可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被検体に向は所
定の送信繰り返し周期で超音波を送受波し被検部位から
のデータ信号を得るに尚た９、データ信号中に含まれる
前回以前の超音波送波に係る遅延エコー成分を除去し、
被検部位からの正確なデータを得ることが可能となる。

従って、本発明の装置を用いれば、遅延エコーの発生の
有無にかかわりなく、所望被検部位の正確な診断画像を
ＣｋＬＴ上に表示することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波診断装置の額略説明図、第２図は従来の
超音波診断装置の送信縁シ返し周期を示すターイミング
チヤード図、 第３図は本発明に係る超音波診断装置の好適な実施例を
示すブロック図、 第４図は第３図扛示す装置の送信繰り返し周期を表わす
タイミングチャート図、 第５図は本発明の具体的な実施例を示すブロック図であ
る。 １２・・・被検体 １４・・・被検部位 １８・・・送受信器　− ２ｏ・・・遅延回路 一゛２°２・・・合成回路 １００・・・超音波 １１０・・・真のエコー １２０・・・遅延エコー。 出願人　アロカ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に向は所定の送信線シ返し周期で超音波を
   送受波し被検部位からのデータ信号を得る超音波診断装
   置において、超音波周期の奇数倍の１及び整数倍の２種
   類の送信線シ返し周期を有しこの２種類の送信繰り返し
   周期を交互に繰り返し超音波の送受波を行う送受信器と
   、送受信器を介して得られる前回の受波信号を今回の送
   信線シ返し周期時間分遅延して出力する遅延回路と、送
   受信器を介して得られる今回の受波信号及び遅延回路を
   介して得られる前回の受波信号を合成し被検部位からの
   データ信号を得る合成回路と、を含み、データ信号中に
   含まれる前回以前の超音波送波に係る遅延エコー成分を
   除去することを特徴とする超音波診断装置。