JPS6031738A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPS6031738A
JPS6031738A JP13869583A JP13869583A JPS6031738A JP S6031738 A JPS6031738 A JP S6031738A JP 13869583 A JP13869583 A JP 13869583A JP 13869583 A JP13869583 A JP 13869583A JP S6031738 A JPS6031738 A JP S6031738A
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signal
circuit
echo signal
delayed
deconvolution
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剛 望月
貴司 伊藤
河西 千広
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Hitachi Ltd
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Aloka Co Ltd
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (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。
(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】 産業上の利用分野 本発明は超音波診断装置、特に距111分解能の高い超
音波診断画像を表示することの可能な超音波診断装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying an ultrasonic diagnostic image with a high 111 resolution.

背景技術 近年、被検体に向は超音波を送受波し、これ&こより得
られるエコー信号をCRT上に画1象表示する装置が周
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、各種の診断用ど
して幅広く用いられている。
BACKGROUND ART In recent years, devices have become well known that transmit and receive ultrasonic waves to and from a subject and display the echo signals obtained from this and the resulting image on a CRT screen. Since various internal information can be obtained, it is widely used for various diagnostic purposes.

第1図には、このような超音波診断装置の基本原即が示
されており、この装置は、振動子1oがら被検体12に
向番ノ超音波パルス5(t)の送波を行っている。この
ように送波された超音波パルス5(t)は、被検体12
内部を伝搬して行き、被検体12内の音響インピーダン
スの異なる各境界面a、b、c、d、e ・・・で次々
と反射され、エコー信号e([)として振動子10に戻
ってくる。
FIG. 1 shows the basic structure of such an ultrasonic diagnostic device, and this device transmits an ultrasonic pulse 5(t) from a transducer 1o to a subject 12. ing. The ultrasonic pulse 5(t) transmitted in this way is transmitted to the subject 12.
It propagates inside, is reflected one after another at each boundary surface a, b, c, d, e, etc. with different acoustic impedance inside the object 12, and returns to the vibrator 10 as an echo signal e([). come.

従って、このエコー信号e(t)を検出し、これに所定
の画像処理を施しCRT上に表示すれば、被検体内の音
響特性分布を画像として表示することができ、CRT上
に表示された画像パターンから被検体12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。
Therefore, by detecting this echo signal e(t), performing predetermined image processing on it, and displaying it on a CRT, it is possible to display the acoustic characteristic distribution inside the subject as an image, and the The presence or absence of an abnormality existing inside the subject 12 and its location can be known from the image pattern.

このような異常の有無等の判断は画像の距離分解能が高
い程確実に行うことが可能であり、このため、従来より
、得られる画像の距離分解能を高めるための各挿装Uの
開発実用化が行われている。
The higher the distance resolution of the image, the more reliable it is to judge the presence or absence of such an abnormality, and for this reason, we have been developing and putting into practical use each insertion U to increase the distance resolution of the obtained image. is being carried out.

このような装置の1つとして、例えば振動子10が受波
したエコー信号e(t )からキャリア周波数を除去す
る所定の検波を行った後、該エコー信号に所定の微分処
理を行い」−コー信号の距離分解能を高めるものが知ら
れ′Cいる。
As one such device, for example, after performing a predetermined detection to remove the carrier frequency from the echo signal e(t) received by the transducer 10, the echo signal is subjected to predetermined differential processing. There are known methods for increasing the distance resolution of signals.

しかし、一般に振動子10から送波される超音波パルス
5(t)は、第1図に示づように所定の振動子のインパ
ルス応答波形を呈する。このような超音波パルスsB)
による距離分解能は、超音波パルスS(t )の波形に
より決定されてしまうという欠点があった。従って、こ
のような従来の超音波診断装置では、超音波パルスS(
[)のパルス幅以下にまで接近した2つの反射体からの
エコー信号は、全く 1つにまとまつ−(観測され、こ
のエコー信号を微分しても両反射体からの信号を分離す
るほどの十分な距離分解能を得ることができずその有効
な対策がめられていた。
However, the ultrasonic pulse 5(t) transmitted from the transducer 10 generally exhibits a predetermined impulse response waveform of the transducer, as shown in FIG. Such an ultrasonic pulse sB)
The disadvantage is that the distance resolution is determined by the waveform of the ultrasonic pulse S(t). Therefore, in such a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic pulse S(
The echo signals from two reflectors that are close to each other within the pulse width of [) are observed to be completely unified. It was not possible to obtain sufficient distance resolution, and effective countermeasures were sought.

このため、従来の超音波診断装置では、高い分解能の診
断画像を必要とする場合には、振動子10に波長の短い
高周波数の振動子を用いていた。
For this reason, in conventional ultrasonic diagnostic apparatuses, when a high resolution diagnostic image is required, a high frequency transducer with a short wavelength is used as the transducer 10.

このようにすることにより、振動子10から送波される
超音波パルスsB )はそのパルス幅が短くなるため、
得られるエコー信号e(【)の距離分解能が相対的に向
上し、高い分解能の診断画像を得ることが可能となる。
By doing this, the pulse width of the ultrasonic pulse sB ) transmitted from the vibrator 10 becomes shorter, so that
The distance resolution of the obtained echo signal e([) is relatively improved, making it possible to obtain a high-resolution diagnostic image.

しかし、一般に生体内部では高い周波数の超音波は低い
周波数の超音波に比べその減衰率が大きいため、このよ
うな高周波超音波パルスを用いると生体深部で十分な感
皮を得ることができず、得られるエコー信号e(t )
のSN比が低下し、生体深部の該1!7i層画像を青る
ことができないという問題があった。
However, in general, high-frequency ultrasound waves have a higher attenuation rate than low-frequency ultrasound waves inside a living body, so when such high-frequency ultrasound pulses are used, it is not possible to obtain sufficient skin sensitivity deep inside the body. The obtained echo signal e(t)
There was a problem in that the signal-to-noise ratio was lowered and the 1!7i layer image of the deep part of the living body could not be blued.

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ものであ
り、その目的は、距離分解能及びSN比の優れた超音波
診断装置を得ることが可能な超音波診Igi装置を提供
することにある。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of such conventional problems, and its purpose is to provide an ultrasonic diagnostic Igi device that can obtain an ultrasonic diagnostic device with excellent distance resolution and signal-to-noise ratio. There is a particular thing.

発明の構成 前記目的を達成するため、本発明の装置は、被検体に向
は超音波を送受波し得られるエコー信号に基づき被検体
の診断画像を表示する超音波診断装置において、エコー
信号を遅延処理しこれを一定時間間隔で遅延された複数
の遅延信号として出力する遅延回路と、各遅延信号に所
定の重み付り処理を行う重み付は回117と一1mみ、
イリけされた各遅延信号を加算出力する加算器と、を含
むエコー信号のデコンボルーション回路を備え、エコー
信号から距離分解能の高い画像信号を得ることを特徴と
する。
Structure of the Invention In order to achieve the above-mentioned object, the apparatus of the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves toward a subject and displays a diagnostic image of the subject based on the obtained echo signals. A delay circuit that performs delay processing and outputs the delayed signals as a plurality of delayed signals delayed at fixed time intervals, and a weighting circuit that performs predetermined weighting processing on each delayed signal are circuits 117 and 11m,
The apparatus is characterized in that it includes an echo signal deconvolution circuit including an adder that adds and outputs the eliminated delayed signals, and obtains an image signal with high distance resolution from the echo signals.

実施例 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。Example Next, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

1勇11すL 前記第1図において、振動子10から被検体12に向は
超音波パルスS(t )を送波する。ここにおいて、超
音波パルスs(t )−に対する被検体12内の各境界
面a、’b、c、d、e;・・・におtjる反射系列を
r(t )とし、被検体12内で超音波パルス5(t)
が変化しないと仮定すると、被検体12から得られるエ
コー信号e([)は次式に示づごとく、反射系列r(t
’)と超音波パルスS([)のコンポルージョンを以て
近似される。
1. In FIG. 1, an ultrasonic pulse S(t) is transmitted from the transducer 10 to the subject 12. Here, r(t) is the reflection series tj on each boundary surface a, 'b, c, d, e; Ultrasonic pulse 5 (t) within
Assuming that does not change, the echo signal e([) obtained from the subject 12 is the reflection series r(t
') and the ultrasonic pulse S([).

e(t )= Nt )* S(1) −(1)ただし
、4;はコンポルージョンを表わす。
e(t)=Nt)*S(1)-(1) where 4; represents a convolution.

該第(1)式を、フーリエ変換し、対応する各関数を大
文字で表わすと、前記第(1)式は次式F (f )=
R(f )S(f ) ・・・ (2)をもって表わさ
れ、従って、反射M列R<f)は次のようにしてめるこ
とができる。
When the equation (1) is Fourier transformed and each corresponding function is expressed in capital letters, the equation (1) becomes the following equation F (f )=
R(f)S(f) (2) Therefore, the reflection M sequence R<f) can be determined as follows.

RCf>−E(f’) ・・・ (3)S (f ) このような手法は一般にデコンボルーションと呼ばれる
RCf>-E(f') (3) S (f) Such a method is generally called deconvolution.

本発明の特徴事項は、このJ:うなデコンボルーション
の手法を超音波診断装置に適用したことにあり、前記第
(3)式により1qられるR(f)を逆フーリエ変換す
ることにより、超音波パルス5(t)の送波に対する被
検体12の反射系列r(【)を得ることができる。従っ
て、このようにして得られたr(t)を画像信号として
用い被検体の診断画像を表示すれば、超音波パルスS(
【)のパルス幅に制限されることなく、距離分解能に優
れた診断画像を得ることが可能となる。
The feature of the present invention is that this J:Una deconvolution method is applied to an ultrasonic diagnostic device, and by inverse Fourier transforming R(f), which is 1q according to the above equation (3), It is possible to obtain a reflection sequence r([) of the subject 12 with respect to the transmitted wave of the sound wave pulse 5(t). Therefore, if r(t) obtained in this way is used as an image signal to display a diagnostic image of the subject, the ultrasound pulse S(
It is possible to obtain diagnostic images with excellent distance resolution without being limited by the pulse width of [).

また、本発明によれば、高周波の超音波パルスs(t 
)を使用することなく距離分解能の高い診断画像を得る
ことができるため、超音波の減衰による影響の大きな被
検体深部からもSN比及び距離分解能の高い7診断画像
を得ることが可能となる。
Further, according to the present invention, a high-frequency ultrasonic pulse s(t
), it is possible to obtain a diagnostic image with a high distance resolution, so it is possible to obtain a diagnostic image with a high SN ratio and a high distance resolution even from the deep part of the subject where the influence of ultrasound attenuation is large.

ここにおいて、実際の装置では、超音波パルス5(t)
及びエコー信号e(t >がノイズの影響を受1)る。
Here, in the actual device, the ultrasonic pulse 5(t)
and the echo signal e(t > is affected by noise1).

このようなノイズの影響を除去Jるため、第(3)式の
R([)から所定の帯域のR(r)だ【プを取出す窓関
数W(f)を用い、R(lを次式 に基づきめることが好ましい。
In order to remove the influence of such noise, a window function W(f) is used to extract R(r) in a predetermined band from R([) in equation (3), and R(l is Preferably, it is based on the formula.

従つ°C1予めS(「)を実測によりめておき、更にノ
イズを考慮して窓関数W(f)を定めておくことにより
、得られるエコー信号E (f )に基づき被検体12
の反射系列R(f)をめることができる。そして、この
ようにしてめたR <f )を逆フーリエ変換すれば請
求める反射系列r(t)を得ることができ、距離分解能
及びSN比の高い良好な診断画像を得ることが可能とな
る。
Therefore, by determining S(') in advance by actual measurement and determining the window function W(f) in consideration of noise, the test object 12 is determined based on the obtained echo signal E(f).
The reflection series R(f) can be determined. Then, by inverse Fourier transforming R < f ) obtained in this way, it is possible to obtain a desired reflection sequence r(t), and it becomes possible to obtain a good diagnostic image with high distance resolution and S/N ratio. .

実験データ 次に、前述した本発明の原理を、5M l−I Z 、
 20mmφの凹面振動子10を用いて確認した実験デ
ータを説明する。
Experimental data Next, the principle of the present invention described above is
Experimental data confirmed using a concave vibrator 10 with a diameter of 20 mm will be explained.

第2図には、前記振動子10から送波される超音波パル
スs(t )が示されており、実施例において、このs
(t )は、振動子10を水中におきその焦点(振動子
より13cm)に置かれた平板の完全反射体に向は超音
波を送波し、このとき該完全反射体から得られたエコー
を20nsの周期でリンプリングしめたものである。
FIG. 2 shows the ultrasonic pulse s(t) transmitted from the transducer 10, and in the embodiment, this s
(t), the transducer 10 is placed in water, and an ultrasonic wave is transmitted toward a flat perfect reflector placed at its focal point (13 cm from the transducer), and the echo obtained from the perfect reflector is is limped at a period of 20 ns.

第3図は、第2図に示す超音波パルスsB )をフーリ
エ変換して得られたS([)の周波数スペクトラムであ
る。
FIG. 3 is a frequency spectrum of S([) obtained by Fourier transforming the ultrasonic pulse sB ) shown in FIG. 2.

第4図は、水中において、振動子10の焦点に被検体1
2として厚さICl1lのアクリル板を置き、この被検
体12に向は振動子10から超音波パルスs(、t)を
送波した場合に被検体12の前面及び後面から得られる
エコー18号e(【)である。
FIG. 4 shows a subject 1 at the focus of the vibrator 10 underwater.
2, an acrylic plate with a thickness of ICl 1l is placed, and the echo No. 18 e obtained from the front and rear surfaces of the object 12 when an ultrasonic pulse s (, t) is transmitted from the transducer 10 to the object 12. ([).

第5図は、第4図に示すエコー信号eB)をフーリエ変
換して得られるE <r )の周波数スペクトラムぐあ
る。
FIG. 5 shows a frequency spectrum of E<r) obtained by Fourier transforming the echo signal eB) shown in FIG.

このようにしてめた第3図及び第5図のS(「)及びE
 (f )の雑音レベルを考慮し、5(f)及びE([
)から所定の帯域の信号を取り出ず窓関数W(f)を決
定する。
S ('') and E in Figures 3 and 5 obtained in this way
Considering the noise level of (f), 5(f) and E([
) to determine the window function W(f) without extracting the signal in a predetermined band.

第6図には、このような窓関数W(f’)を用いてめI
cW <f ) /S’(f )の周波数スペクラムで
ある。
Figure 6 shows that using such a window function W(f'),
It is a frequency spectrum of cW<f)/S'(f).

従って、M5図に示すE (f )と第6図に示すW(
f)/5(f)を掛は合わせることにより、前記第(4
)式に示ずR(f )をめることができる。
Therefore, E (f ) shown in Figure M5 and W (
By multiplying f)/5(f), the above (4th
), R(f) can be set as shown in the formula.

第7図には、このようにしてめられたR(1>の周波数
スペクラムが示されており、第8図には、第7図に示す
R(f )を逆フーリエ変換してめた反射系列r(t 
)が示されている。
Figure 7 shows the frequency spectrum of R(1>) determined in this way, and Figure 8 shows the reflection obtained by inverse Fourier transforming R(f) shown in Figure 7. Series r(t
)It is shown.

このJ:うにしてめられた反射系列r(t)は、第8図
に示すごとく、小さなパルス幅を有し、第4図に示す反
射エコーe(’t’)、J:り高い分解能を示している
This J: reflection sequence r(t), as shown in FIG. 8, has a small pulse width, and the reflection echo e('t') shown in FIG. It shows.

従っC1予め第3図に示ずS(、f)及びノイズを考慮
した窓関数W(flをめておぎ、前記第(4)式に基づ
きエコー信号E(lをデニ1ンボルーション処理してR
<t >をめ、更にこのR(f)を逆フーリエ変換ツる
ことにより、エコー信号e、(t )より高い分解能を
もった被検体12の反則系列r(t)を得ることが可能
となる。
Therefore, C1, which is not shown in FIG. 3, is determined in advance by determining the window function W(fl) that takes S(, f) and noise into account, and then processes the echo signal E(l by Deni-1 convolution based on equation (4) above. R
<t>, and further performs an inverse Fourier transform on this R(f), it is possible to obtain the foul sequence r(t) of the object 12 with a higher resolution than the echo signal e,(t). Become.

具体的実施例 第9図には、本発明の超音波診11i装置の好適な実施
例が示されている。
Specific Embodiment FIG. 9 shows a preferred embodiment of the ultrasonic diagnostic device 11i of the present invention.

実施例の装置は、振動子10のフォーカシング調整を行
うフォーカス回路及び振動子10の電子切替走査を行う
切替回路を含むスキt・ノー16を有し、オシレータ回
路18からスキャノ16に超音波パルス送信繰返し周期
を定めるトリガーパルスが入力されると、このスキャナ
16は該トリガーパルスの入力に周期して振動子10を
励振制御し被検体12に向は超音波パルスe(t)の送
波を行う。
The device of the embodiment has a switch 16 including a focus circuit that performs focusing adjustment of the transducer 10 and a switching circuit that performs electronic switching scanning of the transducer 10, and transmits ultrasonic pulses from the oscillator circuit 18 to the scan sensor 16. When a trigger pulse that determines the repetition period is input, the scanner 16 controls the excitation of the transducer 10 at intervals of the input of the trigger pulse, and transmits an ultrasonic pulse e(t) to the subject 12. .

このようにして送波された超音波パルスe(、t)は、
被検体12の内部を伝搬する途中で音響インピーダンス
の異なる各境界面で次々と反射される。
The ultrasonic pulse e(,t) transmitted in this way is
While propagating inside the subject 12, the light is reflected one after another at each interface having a different acoustic impedance.

そして、その反射エコーe(t)は振動子10で受波さ
れ、ここで電気信号に変換され、更にスキVす16内に
設【ノられたフォーカス回路を介して本発明の特徴的構
成要素であるデコンボルーション回路20に入力される
Then, the reflected echo e(t) is received by the vibrator 10, where it is converted into an electric signal, and further transmitted through a focus circuit installed in the spacer 16, which is a characteristic component of the present invention. The signal is input to a deconvolution circuit 20.

本発明の装置にJ3いて、このデコンボルーション回路
20は、エコー信号を遅延処理しこれを一定の間隔で遅
延された複数の遅延信号として出力する理M回路と、各
遅延信号に所定の重み付は処理を行う重みイ」け回路と
、重みイJitされた各遅延信号を加算比ツノする加算
器とを含み、これら回路を用いて入力されたエコー信号
e(t )をデコンボルーション処理し、これにより得
られた信号r(t)を増幅器22に向は出力している。
In the apparatus of the present invention, the deconvolution circuit 20 includes a logic M circuit for delay processing an echo signal and outputting it as a plurality of delayed signals delayed at regular intervals, and a logic M circuit for delay processing the echo signal and outputting it as a plurality of delayed signals delayed at regular intervals, and a deconvolution circuit 20 for applying a predetermined weight to each delayed signal. The attached circuit includes a weighting circuit for processing and an adder for adding the weighted delayed signals, and these circuits are used to deconvolve the input echo signal e(t). The signal r(t) obtained thereby is output to the amplifier 22.

このようにして増幅器22に入力された信号r(t)は
、ここで所定の増幅率をもって増幅された後、検波回路
24を介してメモリ26に入力ここにおいて、本発明の
特徴事項であるデコンボルーション回路20は非再帰型
と再帰型の2種類に大別して考えることができる。
The signal r(t) thus input to the amplifier 22 is amplified with a predetermined amplification factor and then input to the memory 26 via the detection circuit 24. The convolution circuit 20 can be roughly classified into two types: non-recursive type and recursive type.

以下に、このデコンボルーション回路20の好適な実施
例を説明する。
A preferred embodiment of this deconvolution circuit 20 will be described below.

デコンボルーション回路の第1実」」 第10図には、非再帰型のデコンボルーション回路20
の好適な実施例が示されており、実施例の回路は、スキ
ャナ16から出力されるエコー信号eB )をそのまま
遅延回路30に入力し、エコー信号eB)の非再帰型デ
コンボルーション処理を行っている。
10 shows a non-recursive deconvolution circuit 20.
A preferred embodiment is shown in which the circuit of the embodiment inputs the echo signal eB) outputted from the scanner 16 as it is to the delay circuit 30, and performs non-recursive deconvolution processing on the echo signal eB). ing.

ここにおいて、前記遅延回路30は、入力されたエコー
信号e([)に所定の遅延処理を施し、エコー信号e(
t)をそれぞれ一定時間間隔てで遅延した複数の遅延信
号e(を−τ)、e(t−、zτ)・・・ e(t−n
τ)として重み付り回路32に向は出力している。
Here, the delay circuit 30 performs predetermined delay processing on the input echo signal e([), and performs predetermined delay processing on the input echo signal e([).
A plurality of delayed signals e(-τ), e(t-, zτ)... e(t-n
τ) to the weighting circuit 32.

市みfζ1け回路32は、図示しない制御回路からの信
号に基づき各遅延信号に対応した複数の重み付は信号a
1、a2・・・ anを出力する重みf]け器34と、
これら重み付は信号と遅延回路30の出力する各遅延信
号とを乗界する複数の乗算機36−1.36−2・・・
 36−nとを含み、遅延回路30から化ツノされる遅
延信号に所定の重み(=Iけ処理を行っている。
The market fζ1-digit circuit 32 generates a plurality of weights corresponding to each delayed signal based on a signal from a control circuit (not shown).
1, a2...an, a weight f] generator 34,
These weightings are performed by a plurality of multipliers 36-1, 36-2, . . . that multiply the signal and each delayed signal output from the delay circuit 30.
36-n, and a predetermined weight (=I) is applied to the delayed signal outputted from the delay circuit 30.

そして、このようにして重み付は回路32から出力され
る重みイ]りされ1=各遅延信号は加算器38にて加算
され、デンコンボルーションされた画像信@r(t)と
して増幅器22に向は出力される。
In this way, the weighting is carried out by the weight output from the circuit 32, and each delayed signal is added in the adder 38 and sent to the amplifier 22 as a deconvolved image signal @r(t). direction is output.

従って、加算器38から出力される信号r(t )は次
式 をもって表わされることになる。
Therefore, the signal r(t) output from the adder 38 is expressed by the following equation.

ここにおいて、前記第(5)式の両辺をフーリエ変換す
ると、 この第(6)式を前記第(4)式と比較すれば、の関係
が得られ、この第(7)式で、表わされるW(f )/
S (f )を逆フーリエ変換1”ることによりaiを
めることができる。
Here, when both sides of the above equation (5) are Fourier transformed, and when this equation (6) is compared with the above equation (4), the following relationship is obtained, and this equation (7) is expressed as W(f)/
ai can be determined by subjecting S (f ) to 1'' inverse Fourier transform.

従って、W(r)/S<f)をめておき、これを逆フー
リエ変換することによりデコンボルーションに必要なa
iを予めめることができ、このようにしてめたaiを重
み付は器34から出力することにより、加算器38から
出力される前記第(5)式の信号r(t>は、エコー化
@ e(t )をデコンボルーション処理したものとす
ることかできる。
Therefore, by setting W(r)/S<f) and performing inverse Fourier transform on this, the a required for deconvolution is
i can be predetermined, and by outputting the weighted ai obtained in this way from the weighting unit 34, the signal r(t> of the equation (5) output from the adder 38 becomes an echo It is also possible to use the deconvolution process of @e(t).

従って、本実施例の装置によれば、予め重み付tノ器3
4から出力される重み付けal、a2、a3、・・・を
W(r)/S’(f)の逆フーリエ変換によりめておく
ことにより、入力されるエコー信号e(t )を自動的
にデコンボルーション処理し分解能の高い画像信号r(
t )として出力し、CRT’ 28上に距離分解能及
びSN比に優れた診断画像を表示することが可能となる
Therefore, according to the device of this embodiment, the weighted t-shaped device 3
By determining the weights al, a2, a3, ... output from 4 by inverse Fourier transform of W(r)/S'(f), the input echo signal e(t) is automatically calculated. Image signal r(
t), and a diagnostic image with excellent distance resolution and signal-to-noise ratio can be displayed on the CRT'28.

デコンボルーション回路の 2 まIこ、第11図には再帰型のデコンボルーション回路
の好適な実施例が示されている。
Deconvolution Circuit 2 FIG. 11 shows a preferred embodiment of a recursive deconvolution circuit.

実施例の回路は、スキャナ16の出力するエコー信号e
(t)から加算器38の出力信号を減算する減算器40
を含み、該減算器40から出力される信号「(t)を遅
延回路30に入力し、エコー信号e(t )の再帰型デ
コンボルーション処理を行っている。
The circuit of the embodiment uses the echo signal e output from the scanner 16.
Subtractor 40 that subtracts the output signal of adder 38 from (t)
The signal "(t) output from the subtracter 40 is input to the delay circuit 30, and recursive deconvolution processing is performed on the echo signal e(t).

ここにおいて、遅延回路30は、人力された信号r([
)に対し所定の遅延処理を施し、こfしを一定時間間隔
てで遅延した複数の遅延信号r(を−τ)、r(t −
2τ〉 ・・・ 「(を−nτ)として化ツノする。
Here, the delay circuit 30 outputs a manually inputted signal r([
) is subjected to predetermined delay processing, and multiple delayed signals r(−τ) and r(t −
2τ〉... "(to transform into -nτ).

このようにして出力された各遅延信号は重み4=Jけ回
路32により所定の重み付は処理が行われ、重み付けさ
れた各遅延信号は加算器38から次式に示す加算信号と
して出力される。従って、エコー信号e(t )からこ
の加算器38の出力を減算する減算器40の出力化@ 
r(t )は、次式をもって表わされ、この第(9)式
の両辺をフーリエ変換すると、 となる゛。
Each delayed signal outputted in this manner is subjected to a predetermined weighting process by the weight 4=J circuit 32, and each weighted delayed signal is outputted from the adder 38 as an addition signal expressed by the following equation. . Therefore, the output of the subtracter 40 that subtracts the output of this adder 38 from the echo signal e(t) @
r(t) is expressed by the following equation, and when both sides of equation (9) are Fourier transformed, the following equation is obtained.

このようにしてめられた前記第(10)式をR([)に
ついて整理すると、その値は次式となり、ここにおいて
、該第(11)式を前記第(4〉式と比較すると、両式
の間には次式に表わす関係が成立する。
When formula (10) obtained in this way is rearranged with respect to R([), its value becomes the following formula. Here, when comparing formula (11) with formula (4), it is found that both The relationship expressed by the following equation holds between the equations.

従って、本実施例のデコンボルーション回路においても
、予めS(1>/W(r)をめ、その値に基づき前記第
(12)式を逆フーリエ変換してaiをめ、このうにし
てめたaiを重み付番ノ器34から重み付は信号どして
出力することにより、エコー信号e(t)を自動的にデ
コンボルーション処理した分解能の高い信@r(t)を
減算器40から増幅器22へ向は出力し、CRT 28
上に距離分解能及びSN比の優れた診断画像を表示づる
ことが可能となる。
Therefore, in the deconvolution circuit of this embodiment, S(1>/W(r) is determined in advance, and based on that value, equation (12) is inversely Fourier transformed to determine ai. By outputting the collected ai as a weighted signal from the weight numbering unit 34, the echo signal e(t) is automatically deconvoluted and a high resolution signal @r(t) is output to the subtracter. 40 to the amplifier 22, and the CRT 28
It becomes possible to display a diagnostic image with excellent distance resolution and signal-to-noise ratio.

なお、振動子10から送波される超音波パルスs(t 
)は被検体12内を伝搬り−る途中で所定の減衰や振動
子の音波のフA−カシングにより波形が変化する。従っ
て、本実施例の装置のごとく、スキャナ16内にフォー
カス回路を設()超音波パルス5(t)のダイナミック
フォーカスを行うような装置では、その超音波パルスの
焦点距離に応じた重み角けをもってデコンボルーション
処理を行うことが必要となる。
Note that the ultrasonic pulse s(t
) changes its waveform during propagation within the subject 12 due to predetermined attenuation and focusing of the sound wave of the vibrator. Therefore, in an apparatus such as the apparatus of this embodiment, in which a focus circuit is provided in the scanner 16 to perform dynamic focusing of the ultrasonic pulse 5(t), the weight angle is adjusted according to the focal length of the ultrasonic pulse. It is necessary to perform deconvolution processing with .

このため、前記第10図及び第11図に示す各重み付は
器34は、超音波パルス5(t)のダイナミックフォー
カスに連動して重み付は定数a1、a2、・・・ の値
の切替を行い、超音波パルスS([)の焦点距離と整合
した重み付は処理が可能となるよう形成されている。
For this reason, each weighting device 34 shown in FIGS. 10 and 11 switches the values of the weighting constants a1, a2, . . . in conjunction with the dynamic focus of the ultrasonic pulse 5(t). , and weighting that matches the focal length of the ultrasonic pulse S([) is formed to enable processing.

従って、本実施例の装置では、被検体12内の浅部から
深部にかけて得られる各エコー信号に最適なデコンボル
ーション処理を施すことが可能となり、その結果CRT
28上に優れた分解能でかつSN比の良好な診断画像を
表示することが可能となる。
Therefore, in the apparatus of this embodiment, it is possible to perform optimal deconvolution processing on each echo signal obtained from the shallow part to the deep part within the subject 12, and as a result, the CRT
It becomes possible to display a diagnostic image with excellent resolution and a good signal-to-noise ratio on the screen 28.

また、本発明の装置では、高分解能の診断画像を得るた
めに、従来の装置のごとく、高周波の超音波パルスを用
いる必要がないため、被検体12内にお【ノる減衰が少
ない通常周波数の超音波パルスを用い、被検体12の深
部の診断画像をSN比及び分解能の優れた画像として表
示することができる。
Furthermore, in order to obtain high-resolution diagnostic images, the device of the present invention does not need to use high-frequency ultrasonic pulses unlike conventional devices. A diagnostic image of the deep part of the subject 12 can be displayed as an image with excellent signal-to-noise ratio and resolution using the ultrasonic pulses.

1里1■1114 以上説明したように、本発明の装置によれば、超音波ビ
ームの送受波により得られる」エコー信号をデコンボル
ーション処]!l!ツることにより、距離分解能が高い
良好な診断画像を得ることができる。
1 ri 1 ■ 1114 As explained above, according to the device of the present invention, the echo signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic beam is deconvoluted! l! By doing so, it is possible to obtain good diagnostic images with high distance resolution.

更に、本発明の装置によれば、減衰の大きな高周波超音
波パルスを用□いることなく距離分解能の高い診断画像
を得ることがでさるため、超音波の減衰が大きい被検体
深部からもSN比及び距離分解能に優れた診断画像を得
ることが可能となる。
Furthermore, according to the apparatus of the present invention, it is possible to obtain diagnostic images with high distance resolution without using high-frequency ultrasound pulses with large attenuation. It also becomes possible to obtain diagnostic images with excellent distance resolution.

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

第1図は超音波パルスの送受波を示す説明図、第2図な
いし第8図は超音波の送受波により得られる実験データ
の波形説明図、 第9図は本発明の超音波診断装置の好適な実施例を示す
ブロック図、 第10図及び第11図は本発明の要部であるデコンボル
ーション回路の第1実施例及び第2実施例のブロック図
である。 12 ・・・ 被検体 20 ・・・ デコンボルーション回路32 ・・・ 
重み付は回路 34 ・・・ 重み付は器 36 ・・・ 乗樟器 38 ・・・ 加算器。 出願人 アロカ株式会社
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the transmission and reception of ultrasonic pulses, Figs. 2 to 8 are explanatory diagrams of waveforms of experimental data obtained by transmission and reception of ultrasonic waves, and Fig. 9 is an explanatory diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. Block Diagram Showing Preferred Embodiment FIGS. 10 and 11 are block diagrams of a first embodiment and a second embodiment of a deconvolution circuit, which is the main part of the present invention. 12... Subject 20... Deconvolution circuit 32...
Weighting circuit 34 ... Weighting device 36 ... Multiplier 38 ... Adder. Applicant Aloka Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)被検体に向は超音波を送受波し得られるエコー信
号に基づき被検体の診断画像を表示する超音波診断装置
において、エコー信号を遅延処理しこれを一定時間間隔
で遅延された複数の遅延信号として出力する遅延回路と
、各遅延信号に所定の重みイ1け処理を行う重み付は回
路と、重み付けされた各遅延信号を加葬出力する加算器
と、を含むエコー信号のデコンボルーション回路を備え
、エコー信号から距離分解能の高い画像信号を得ること
を特徴とする超音波診断装置。 (2、特許請求の範囲(1)記載の装置において、デコ
ンボルーション回路は、エコー信号を直接遅延回路に入
力しエコー信号の非再帰型デコンボルーション処理を行
うことを特徴とする超音波診断装置。 (3)特許請求の範囲(1)記載の装置において、デコ
ンボルーション回路は、エコー信号から加飾器の出力を
減算する減算器を含み、減算器7))ら出力されるエコ
ー信号を遅延回路に入力し、1コ一信号の再帰型デコン
ボルーション処理を行うことを特徴とする超音波診断装
置。 (4)特許請求の範囲(1)ないしく3)の0ずれかに
記載の装置において、重み付は回路Iよ、超音波のダイ
ナミックフォーカスに連動して重みイ1け処理の切替制
御を行うことを特徴とする超音波診断装置。
[Scope of Claims] (1) In an ultrasound diagnostic device that transmits and receives ultrasound waves to and from a subject and displays a diagnostic image of the subject based on the obtained echo signals, the echo signals are delayed and delayed for a certain period of time. a delay circuit that outputs a plurality of delayed signals that are delayed at intervals; a weighting circuit that performs a predetermined weighting process on each delayed signal; and an adder that outputs each of the weighted delayed signals; What is claimed is: 1. An ultrasonic diagnostic device comprising: an echo signal deconvolution circuit including an echo signal deconvolution circuit, and obtaining an image signal with high distance resolution from the echo signal. (2. In the apparatus according to claim (1), the deconvolution circuit inputs the echo signal directly to the delay circuit and performs non-recursive deconvolution processing on the echo signal. Apparatus. (3) In the apparatus according to claim (1), the deconvolution circuit includes a subtracter that subtracts the output of the decorator from the echo signal, and the echo signal output from the subtracter 7)) An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by inputting the signal into a delay circuit and performing recursive deconvolution processing on each signal. (4) In the apparatus according to any one of claims (1) to 3), the weighting is performed by the circuit I, and the switching control of the weighting process is performed in conjunction with the dynamic focus of the ultrasound. An ultrasonic diagnostic device characterized by:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016086947A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 セイコーエプソン株式会社 Ultrasonic measuring device, ultrasonic imaging device, and ultrasonic measuring method

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