JPS6036038A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPS6036038A
JPS6036038A JP14391883A JP14391883A JPS6036038A JP S6036038 A JPS6036038 A JP S6036038A JP 14391883 A JP14391883 A JP 14391883A JP 14391883 A JP14391883 A JP 14391883A JP S6036038 A JPS6036038 A JP S6036038A
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JP
Japan
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circuit
signal
subject
attenuation coefficient
subtraction circuit
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JP14391883A
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貴司 伊藤
剛 望月
河西 千広
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Hitachi Ltd
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Aloka Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は超音波診断装置、特に断層画像を表示する超音
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 that displays tomographic images.

背景技術 超音波診断装置においては、通常の場合、パルスエコー
法が採用され1、この種の超音波診断装置は被検体中に
超音波パルスビームを送受波する探触子を含み、被検体
からのエコー信号に基づいて断層画像を表示する。すな
わち、パルスエコー法においては、探触子から超音波パ
ルスビームを被検体内に発射し、種々の深をからの反射
波を検出して、その強度を深さの関数としてCRT上に
表示しており、超音波の反射は被検体中で音響インピー
ダンスの変化する部分で生じるため、パルスエコー法に
よれば、被検体内における臓器等の境界面を画像表示す
ることができる。従って、パルスエコー法によれば、被
検体の形態情′@ヲ得ることができるが、生体組織の質
的診断を行うことが困’Afであるという問題があった
BACKGROUND TECHNOLOGY Ultrasonic diagnostic equipment usually employs the pulse echo method1, and this type of ultrasound diagnostic equipment includes a probe that transmits and receives an ultrasonic pulse beam into the subject. A tomographic image is displayed based on the echo signal. In other words, in the pulse-echo method, an ultrasonic pulse beam is emitted from a probe into the subject, the reflected waves from various depths are detected, and the intensity is displayed on a CRT as a function of depth. Since reflection of ultrasonic waves occurs at parts of the subject where acoustic impedance changes, the pulse echo method allows for image display of interfaces between organs and the like within the subject. Therefore, according to the pulse echo method, morphological information of the subject can be obtained, but there is a problem in that it is difficult to qualitatively diagnose the living tissue.

そこで、生体組織の減衰係数全計測し、これを生体組織
の質的診断に利用しようという研究が行われており、こ
の代表的なものとして超計波CT(C,omputed
 Tomography )が提案されている。この超
音波CTの原理は、多数の異なる方向から被検体内に超
音波を透過させ、これらの透過超晋波強度から再構成演
算を行い、生体組織の減衰係数をめようとするものであ
る。しかしながら、この超音波CTにおい−Cは、超音
波の透過波を検出するという原理を用いているため、被
検体内に超音波を透過させにくい物質、例えば骨、空気
等が存在する場合には、生体組織の減衰係数を計測する
ことができないという欠点があった。
Therefore, research is being conducted to measure all the attenuation coefficients of living tissues and use this for qualitative diagnosis of living tissues.
Tomography) has been proposed. The principle of ultrasonic CT is to transmit ultrasonic waves into the subject from many different directions, perform reconstruction calculations based on the intensity of these transmitted ultrasonic waves, and calculate the attenuation coefficient of the living tissue. . However, since this ultrasound CT-C uses the principle of detecting transmitted waves of ultrasound, if there are substances in the subject that are difficult for ultrasound to pass through, such as bone or air, However, there was a drawback that the attenuation coefficient of living tissue could not be measured.

発明の目的 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、反射エコー信号から被検体の減衰係数を容易
に計測することができる超音波診断装置を提供すること
にある。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily measure the attenuation coefficient of a subject from reflected echo signals.

発明の構成 前記目的を達成するために、本発明は、被検体に超音波
パルスビームを送受波し被検体からの反射エコー信号に
基づいて断層画像を表示する超音波診断装置において、
反射エコー信号から特定の周波数成分を取り出す帯域通
過フィルタ及び検波回路と、該帯域通過フィルタ及び検
波回路からの信号全対数変換する対数変換器と、該対数
変換器からの信号とこの信号を所定の時間間隔だけ遅延
させた遅延信号との差分全求める減算回路と、を含み、
前記特定の周波数成分に対する超旨波の減饅係倣を計測
することを特徴とする。
Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic pulse beam to and from a subject and displays a tomographic image based on reflected echo signals from the subject.
A bandpass filter and a detection circuit extract a specific frequency component from a reflected echo signal, a logarithmic converter performs full logarithmic conversion of the signal from the bandpass filter and detection circuit, and a logarithmic converter converts the signal from the logarithmic converter and this signal into a predetermined signal. a subtraction circuit that calculates the total difference between the delayed signal and the delayed signal delayed by a time interval;
The present invention is characterized in that the attenuation effect of the ultrasonic wave for the specific frequency component is measured.

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
Embodiments Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

寸ず本発明の原理について説明する。超音波の減衰係数
αは周波数rの関数であり、これをα(f)と表わす。
The principle of the present invention will be briefly explained. The attenuation coefficient α of ultrasonic waves is a function of the frequency r, and is expressed as α(f).

そして、被検体からの反射エコー信号のうち、探触子か
ら遠い部分で反射されたものは、被検体内での伝搬路が
長くなるため、探触子付近からのエコー信号と比較して
超音波の減衰が大きくなる。また減衰係数は、周波数の
関数であるため、超音波の強度が減少するだけでなく、
反射エコー信号のスペクトルも変化することとなる。本
発明は、この性質を利用したものであり、スペクトルの
うち特定の周波数に着目し、その変化から特定周波数に
対する減衰係数を計測するものである。
Among the reflected echo signals from the object, those reflected from the part far from the probe have a longer propagation path within the object, so they are much larger than the echo signals from near the probe. Attenuation of sound waves increases. Also, the attenuation coefficient is a function of frequency, so not only does the intensity of the ultrasound wave decrease;
The spectrum of the reflected echo signal will also change. The present invention takes advantage of this property, focuses on a specific frequency in the spectrum, and measures the attenuation coefficient for the specific frequency based on the change.

第1図には、本発明の原理によるブロック回路が示され
ている。
FIG. 1 shows a block circuit according to the principles of the invention.

探触子10は、発振器12により励振されて超音波パル
スビームを被検体(図示せず)に発射し、被検体からの
反射エコーは、探触子10により受信される。探触子1
0には、帯域通過フィルタ14が接続され、該帯域通過
フィルタ14により、反射エコー信号から特定の周波数
成分を取り出すことができる。なおここで、反射エゴ=
信号は時刻tの関数としてめられ、超音波診断装置に使
用される超音波の周波数帯域においては、音速は周波数
にかかわらず一定であると考えら、11、この音速1c
で表わすと、反射エコーの発生した位置Xと探触子が反
射エコーを検出した時刻tとは次の関係を有する。
The probe 10 is excited by an oscillator 12 to emit an ultrasonic pulse beam to a subject (not shown), and a reflected echo from the subject is received by the probe 10 . Probe 1
0 is connected to a bandpass filter 14, which allows a specific frequency component to be extracted from the reflected echo signal. Here, reflected ego =
The signal is measured as a function of time t, and considering that in the frequency band of ultrasound used in ultrasound diagnostic equipment, the speed of sound is constant regardless of frequency, 11, this speed of sound 1c
Expressed as , the position X where the reflected echo occurs and the time t when the probe detects the reflected echo have the following relationship.

x=Ct/2 ・・・(1) 従って、以下の説明においては、被検体内の位置Xと時
刻tとを同等に取り扱う場合がある。
x=Ct/2 (1) Therefore, in the following explanation, the position X within the subject and the time t may be treated equally.

前記帯域通過フィルタ14のインパルス応$b(t)は
、次式で与えられるものとする。
It is assumed that the impulse response $b(t) of the bandpass filter 14 is given by the following equation.

h (t) = a (t)咋(2πf、t ) ==
=j2)(2)式において、flは帯域通過フィルタ1
4の中心周波数であり、またa (t) lはインパル
ス応答の包絡線を意味する。そして、帯域通過フィルタ
14は因果性システムであり、 ・(t)−〇(t〈0) 。(、〉、。)°゛′°゛(3) とみなし得るものとする。
h (t) = a (t) (2πf, t) ==
= j2) In equation (2), fl is bandpass filter 1
4, and a (t) l means the envelope of the impulse response. Then, the bandpass filter 14 is a causal system, ・(t)−〇(t〈0). (,〉,.)°゛′°゛(3).

帯域通過フィルタ140入カとなるべき反射エコー信号
をp (t)で表イノすと、この帯域通過フィルタ14
の出力信号b(t)は(2)式を用いて次のように表わ
すことができる。
If the reflected echo signal to be input to the bandpass filter 140 is represented by p (t), then this bandpass filter 14
The output signal b(t) can be expressed as follows using equation (2).

ここで、p(τ)Xa(を−τ)2τについてツー リ
工変換した結果をA(f、t)e”σ・1)と表ゎずと
、jv(f、t) A(f、t)e は次のようになる。
Here, the result of tooling transformation of p(τ) t) e becomes as follows.

従って、(5)式を用いると、(4)式は次のように変
形される。
Therefore, using equation (5), equation (4) is transformed as follows.

b (t) =A (r+ 、t)低(2πf、j+ξ
DI、t)1 ・・・(6)ここで、ξ(r+、t、)
は位相項である。この(6)式の意味するところ1d次
のようになる。ずなゎぢ、帯域通過フィルタ14の出力
信号の包絡線A(f、t)は関数p(τ)Xa(を−τ
)のフーリエスペクトルの周波数「1における絶対値と
なり、換言すれば、帯域通過フィルタ14に接続された
検波回路16の出力信号A(f+、t)id反射エコー
信号P(τ)に窓関数a(t−τ)を掛けて取り出され
た信号に含°まhる周波数f、の成分の絶対値を与える
こととなる。
b (t) = A (r+, t) low (2πf, j+ξ
DI, t)1 ... (6) Here, ξ(r+, t,)
is the phase term. The meaning of this equation (6) is as follows. Zunaji, the envelope A(f, t) of the output signal of the bandpass filter 14 is the function p(τ)Xa(−τ
) is the absolute value at the frequency "1" of the Fourier spectrum. t-τ) to give the absolute value of the component of frequency f included in the extracted signal.

次にA(f、、t)すなわち検波回路16の出力信号に
減衰係数α([)がどのように関係するかを述へ、A(
fl、t)から減衰係数α(f) 請求めるための手段
について説明する。
Next, we will explain how the attenuation coefficient α([) is related to A(f,,t), that is, the output signal of the detection circuit 16.
The means for requesting the damping coefficient α(f) from fl, t) will be explained.

前述したように、減衰係数α(f)は周波数fの関数で
あるため、反射エコー信号の波形は反射体の深さに依存
する。そして、被検体内において位置Xの反射係1kr
(x)とすると、この位置Xから反射される反射エコー
信号PX(τ)は次のようになる。
As mentioned above, since the attenuation coefficient α(f) is a function of the frequency f, the waveform of the reflected echo signal depends on the depth of the reflector. Then, the reflection coefficient at position X in the subject is 1 kr.
(x), the reflected echo signal PX(τ) reflected from this position X is as follows.

ここで、5(f)は被検体に入射する超音波パルス波形
のフーリエ変換である。この(7)式を用いると、被検
体からの反射エコー信号P(τ)は次のようにf!、Z
)。
Here, 5(f) is the Fourier transform of the ultrasonic pulse waveform incident on the subject. Using this equation (7), the reflected echo signal P(τ) from the subject is expressed as f! ,Z
).

次に窓関数a(を−τHr−+81式にかけて得られる
信号について考える。
Next, consider the signal obtained by multiplying the window function a( by the equation -τHr-+81.

第2図には、本発明の原理による各種の波形が示されて
おり、第2図において、横軸は反射エコーを検出した時
刻τ(または被検体内の位置X)を示し、時刻τと位置
Xとは前述したように(1)式の関係がある。
FIG. 2 shows various waveforms based on the principle of the present invention. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the time τ (or position As described above, the position X has the relationship expressed by equation (1).

第2図(aJにおいては、被検体内の反射係数r(x)
が示され、反射係fir(x)は、被検体内で音響イン
ピーダンスの変化する境界面でのみ存在するため、イン
パルス列で示されている。また第2図(blにおいては
、(8)式で表わされる反射エコー信号P(τ)が示さ
れ、第2図tc)においては、k’、域通過フィルタ1
4のインパルス応答の包絡線ぼ(t−τ)が示されてお
り、更に第2図(d)においては、上記tblとtd)
との漬すなわち反射エコー信号P(τ)に窓関数a(を
−τ)を掛けた信号が示さ牙1ている。
Figure 2 (in aJ, reflection coefficient r(x) inside the subject)
is shown, and the reflection coefficient fir(x) is shown as an impulse train because it exists only at interfaces where acoustic impedance changes within the subject. Further, in FIG. 2 (bl), the reflected echo signal P(τ) expressed by equation (8) is shown, and in FIG. 2 (tc), k', the pass filter 1
The envelope curve (t-τ) of the impulse response of 4 is shown, and in FIG. 2(d), the above tbl and td)
In other words, the signal obtained by multiplying the reflected echo signal P(τ) by the window function a(−τ) is shown.

纂2図から明らかなように、窓関数a(t−τ)が矩形
に近くなるように帯域通過フィルター4を選択すると 
l) (τ)・a(を−τ)は、位置Xが凪土ヨ社< 
X< Ctの範囲にある反射体からの反射2 エコーと近似することができる。すなわち、Ct となる。この(9)式をτについてフーリエ変換すると
1 、 S L r)e−affl tC−2”y”e が・侍られる。
As is clear from Figure 2, if the bandpass filter 4 is selected so that the window function a(t-τ) is close to a rectangle,
l) (τ)・a(−τ) means that the position X is calm <
It can be approximated as a reflection 2 echo from a reflector in the range of X<Ct. That is, Ct. When this equation (9) is Fourier transformed with respect to τ, 1, S L r) e-affl tC-2"y"e is obtained.

そして、検波回路16の出力信号は、On式においてf
=f、としたときの値の絶対値となる。従って、 ・・・・(l]J と表わされる。
Then, the output signal of the detection circuit 16 is f
It is the absolute value of the value when = f. Therefore, it is expressed as ...(l]J.

検波回路16には、対数増幅器18が接続されており、
対数増幅器18により、検波回路16からの出力信号は
対数変換される。従って、対;13!増幅器18の出力
信号4(r、、t)は上記(1η式を対数変換したもの
となり、 %(fI、t)−ln A(f、、t)−An l s
(r、)l−α(f、)tC十ε(to、t、fI) 
+・+ aaと表わすことができる。ただし、(ロ)式
において、01)式の積分項の対数をε(tO+ t、
 r、 )で表わした。
A logarithmic amplifier 18 is connected to the detection circuit 16.
The output signal from the detection circuit 16 is logarithmically converted by the logarithmic amplifier 18 . Therefore, vs. 13! The output signal 4(r,,t) of the amplifier 18 is obtained by logarithmically transforming the above equation (1η), and is expressed as %(fI,t)-ln A(f,,t)-An l s
(r,)l−α(f,)tCtenε(to,t,fI)
It can be expressed as +・+ aa. However, in equation (b), the logarithm of the integral term in equation 01) is expressed as ε(tO+t,
r, ).

次に対数増幅器18からの出力信号とこの出力信号を遅
延時間dだけ遅延させた信号との差分を゛ 請求めるた
めに、遅延回路20及び減算回路2275玉設けられ、
この減算回路22の出力G。(I、、t)は、Go(f
I、t)−八z(r++t−d)−Ag([+、t)−
α(f、)−d、C−ε(to 、LJ+ >十ε(t
o、t−d、f、)・・・OJ となる。この04式により、Q′;4式における5(f
l)全消去することができ、誠痺回路22からの出力信
号G。(fI、t)は、周波数f1における減衰係数α
(fl)に遅延回路20の遅延時間dと音速Cとを掛け
、これに、誤差項として(−ε(to、t、L)+ε(
to、t−d山))が付加されている。
Next, in order to obtain the difference between the output signal from the logarithmic amplifier 18 and a signal obtained by delaying this output signal by a delay time d, a delay circuit 20 and a subtraction circuit 2275 are provided.
Output G of this subtraction circuit 22. (I,,t) is Go(f
I, t)-8z(r++t-d)-Ag([+,t)-
α(f,)-d, C-ε(to, LJ+ > tenε(t
o, t-d, f, )...OJ. According to this equation 04, 5(f
l) Output signal G from the Seiji circuit 22, which can be completely erased. (fI, t) is the damping coefficient α at frequency f1
(fl) is multiplied by the delay time d of the delay circuit 20 and the speed of sound C, and this is added as an error term (-ε(to, t, L)+ε(
to, td mountain)) is added.

そこで、この誤差項(−ε(to、t、fI)+ε(t
o、t−d山))すなマつち、t1υ式の積分項に着目
する。積分項における反射係数r (x十虹)は確率袈
欲とみるべきである。すなわち、被検体内の反射係数r
 (x)は、生体の呼吸性移動、脈はくによる移動、血
流による移動等により変動するため、確定値を待つとは
考えることができない。従って、被検体の統it的性質
が遅延時間dで示される範囲で均一とみなし得る場合f
f、考えると、ε(to、を山)及びε(tti+ ”
−+ fl)は同一の期待値μを持つこととなる。そこ
で、誤差項(−ε(to、t、fI)+6(to、t−
d、fl))の期待値をとると、E(−ε(tO+t+
”+)+ε(to、t−d、fl ))”Ef−ε(t
o t f、l+E(ε(tot−d fI)1=−μ
十μ =O となる。すなわち、誤差項(−ε(to、t、r+)+
ε(jo。
Therefore, this error term (-ε(to, t, fI)+ε(t
o, td mountain)) We will focus on the integral term of the t1υ equation. The reflection coefficient r (x ten rainbows) in the integral term should be viewed as a probability reflection. That is, the reflection coefficient r inside the object
Since (x) varies due to respiratory movement of the living body, movement due to pulse membranes, movement due to blood flow, etc., it cannot be considered to wait for a definite value. Therefore, if the systematic properties of the subject can be considered uniform within the range indicated by the delay time d, then f
Considering f, ε(to, the mountain) and ε(tti+ ”
−+ fl) have the same expected value μ. Therefore, the error term (-ε(to, t, fI)+6(to, t-
d, fl)), we get E(-ε(tO+t+
”+)+ε(to,t-d,fl))”Ef-ε(t
o t f, l+E(ε(tot-d fI)1=-μ
10 μ = O. That is, the error term (-ε(to, t, r+)+
ε(jo.

t−d 、 f、 )) の平均値は0となる。The average value of t-d, f, )) is 0.

従って、上記04式において、両辺の期待値をとると、
すなわち、減算回1i22からの出力信号の平均値をめ
ると、誤差項(−ε(t、、、tJ、)+ε(to。
Therefore, in the above equation 04, if we take the expected values of both sides,
That is, when the average value of the output signal from the subtraction circuit 1i22 is subtracted, the error term (-ε(t, , tJ,)+ε(to.

”Lf+)lは0に近づくので、α(fl)・d−Cが
めらhることか理解をねる。
``Since Lf+)l approaches 0, it is difficult to understand why α(fl)・d−C is so large.

そこで、減算回路22からの出力信号全平均化し出力信
号GO(fI、t)の平均値をめるために、平均化回路
が設けられており、平均化回路は、加算回路24、減設
器26及び遅延回路28から成る。
Therefore, an averaging circuit is provided in order to average all the output signals from the subtraction circuit 22 and obtain the average value of the output signal GO (fI, t). 26 and a delay circuit 28.

なお遅延回路28の遅延時間は発振器120碌り返し周
波数と等しく設定され、また減哀器26で決する重み全
変えることは、平均回数を変えることに相当する。
Note that the delay time of the delay circuit 28 is set equal to the return frequency of the oscillator 120, and changing the entire weight determined by the reducer 26 corresponds to changing the average number of times.

以−にのようにして、減算回路22からの出力信号G。The output signal G from the subtraction circuit 22 is obtained as described above.

(f、 、 t )の平均値がめられ、また遅延時間d
及び音速Vは既知であるので、前記03式に基づいて減
衰係数α(fl)をめることができ、これを適宜補正す
ることにより、表示波ft30に被検体の周波数f1に
おける減衰係数α(fl)が表示されることとなる。
The average value of (f, , t) is determined, and the delay time d
Since the sound velocity and sound velocity V are known, the attenuation coefficient α(fl) can be calculated based on the above formula 03, and by correcting this appropriately, the attenuation coefficient α(fl) at the frequency f1 of the subject is applied to the display wave ft30. fl) will be displayed.

なお以上の説明では、量率のために、減衰係数α(fl
)は被検体内で一定であるとしたが、上記の説明から容
易に埋填されるように、減衰係数α(f)は被検体内全
体にわたって均一である必要がなく、遅延回路20の遅
延時間dの範囲内で減衰係数α(f)が一定であると近
似できればよい。
In the above explanation, the attenuation coefficient α(fl
) is constant within the subject, but as can be easily understood from the above explanation, the attenuation coefficient α(f) does not need to be uniform throughout the subject, and the delay of the delay circuit 20 It is sufficient if it can be approximated that the attenuation coefficient α(f) is constant within the range of time d.

以上のように、本発明の原理によれば、反射エコー信号
に基づいて被検体の減衰係数を容易にg−1測すること
ができ、これにより、被検体内の特定周波数に対する減
衰係数を画像表示することができる。
As described above, according to the principle of the present invention, the attenuation coefficient g-1 of the object can be easily measured based on the reflected echo signal, and thereby the attenuation coefficient for a specific frequency within the object can be measured in an image. can be displayed.

次に第3図には、本発明の実施例による。超音波診断装
置のブロック回路が示され、第3図のブロック回路にお
いては、2種の特定周(皮に!i、r、、r2に対する
減衰係数α(fl)、α(f2)乍覇1則することがで
きる。
Referring next to FIG. 3, an embodiment of the present invention is shown. A block circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus is shown, and in the block circuit of FIG. can be followed.

ずなイクも、第3図ブロック回路においては、帯域通過
フィルタ14−1.14−2、検波回路16−4゜16
−2、対数増幅器18−1.18−2、遅延回路20−
1.20−2、減算回路22−1.22−2、加コJf
回路24−1.24−2、成長626−1,26−2、
及び遅延回路28−1.28−2は、特定周波紗f、 
、 f2について、それぞれ、2系統設けらA1ており
、これにより、2独の特定周波醜r、 、 r2にメ→
する減衰係数α(fl)、α(f2)を51測すること
が可能となる。
In the block circuit shown in FIG.
-2, logarithmic amplifier 18-1.18-2, delay circuit 20-
1.20-2, subtraction circuit 22-1.22-2, addition Jf
Circuit 24-1.24-2, Growth 626-1, 26-2,
And the delay circuit 28-1.28-2 has a specific frequency gauze f,
, f2 are provided with two systems, A1, respectively, and this allows the specific frequency r, , r2 of the two Germans to be connected to
It becomes possible to measure 51 damping coefficients α(fl) and α(f2).

寸だ一般に、生体内組織においては、減衰係数α([)
は周波数に比例し、この周波縁に対する減衰係賎の比例
定数は組織診断に有力なパラメータとなる。そこで、こ
の比例定数をβとすると、比例定数βは、 β−(α(fI)−α(f2)l /(fl−f2 )
 ・・・9勺となり、比例定数βを周波数f、 、 f
2及び減衰係数α(fl)、α(f2)からめることが
できる。
In general, in living tissue, the attenuation coefficient α([)
is proportional to the frequency, and the proportionality constant of the attenuation coefficient to this frequency edge is an important parameter for tissue diagnosis. Therefore, if this constant of proportionality is β, the constant of proportionality β is β-(α(fI)-α(f2)l/(fl-f2)
...9, and the proportionality constant β is the frequency f, , f
2 and damping coefficients α(fl) and α(f2).

従って、第3図のブロック回路によれば、減尺係数α(
fl)、α(f2)、比1+1]定数β及び通常のパル
スエコー画像を表示可能である。見、下、第3図ブロッ
ク回路について詳A1HK [明する。
Therefore, according to the block circuit of FIG. 3, the reduction factor α(
fl), α(f2), ratio 1+1] constant β and a normal pulse echo image can be displayed. See, below, Figure 3 for details of the block circuit.

第3図において、発振j指12がらの送信信号は、駆動
回路32を介して探触子1oに1共給さ、h、探触子1
0は超音波パルスビーム金波検体34に送波し、被検体
34からの反射エコーは、探触子10によって受波され
電気信号に変換される。探1リリミ子10かもの反射上
1−信−けは、高周波増幅器36、検波回路38及びビ
テオ壇輻器4oで所定の瑠幅作、用がなされた後、マル
チプレクサ42を介して表示装置(CRT)30に供給
さ」1、該表示装置t130により、通常のBモードあ
るいはIVノモードの断層画像表示が行われる。
In FIG. 3, the transmission signal from the oscillating j finger 12 is co-supplied to the probe 1o via the drive circuit 32.
0 is transmitted to the ultrasonic pulse beam gold wave specimen 34, and the reflected echo from the specimen 34 is received by the probe 10 and converted into an electrical signal. After the signal is reflected by the high-frequency amplifier 36, the detection circuit 38, and the video transmitter 4o, it is sent to the display device (via the multiplexer 42). The display device t130 displays a normal B mode or IV mode tomographic image.

なお探触子10から発射される超音波パルスビームを機
械的にあるいは眠気的に走査するために、走査制呻回路
44が設けられ、また表示装置30の掃引制御卸を行う
ために、掃引回路46が設けられ、掃引回路46は走食
制fi111回路44からの走査位置信号100及び発
振器12からの同J41j信号1[12に基づいて、表
示装置30に掃引l・リガ信号104を供給する。また
発振器12からの同期信号102は、掃引回路46の同
期信号として使用されるだけで7z<、装置各部の同期
信号としても使用される。
A scanning suppression circuit 44 is provided to mechanically or drowsily scan the ultrasonic pulse beam emitted from the probe 10, and a sweep circuit 44 is provided to perform sweep control of the display device 30. 46 is provided, and the sweep circuit 46 supplies a sweep l trigger signal 104 to the display device 30 based on the scan position signal 100 from the scan control fi111 circuit 44 and the same J41j signal 1[12 from the oscillator 12. Further, the synchronizing signal 102 from the oscillator 12 is used not only as a synchronizing signal for the sweep circuit 46 but also as a synchronizing signal for each part of the device.

実施1タリにおいては、周波数f、 、 f2に対する
減衰係数α(fI)、α(f2)を計測することを特徴
としており、このために、前記探触子10からの反射−
Lコー信号は、高周波増幅器48で所定の増幅作用を受
けた後、それぞh異なる中心周波数f、 、 f2を有
する帯域通過フィルタ14−1.14−2に供給される
。そして、前述した第1図ブロック回路と同様の作用に
より、周波数f、 、 f2に対する減技係Oα(r、
 > 、α(f2)がめられることとなる。
The first embodiment is characterized by measuring the attenuation coefficients α(fI) and α(f2) with respect to the frequencies f, , f2, and for this purpose, the reflection from the probe 10 -
After being subjected to a predetermined amplification effect by the high-frequency amplifier 48, the L-co signals are supplied to band-pass filters 14-1, 14-2 having center frequencies f, , f2 that are h different from each other. Then, by the same action as the block circuit in FIG. 1 described above, the subtractor Oα(r,
> , α(f2) is determined.

なお反射エコー信号の振幅は、被検体34内の成長によ
り、時間とともに小さくなっていく。そこで、帯域通過
フィルタ14−1.14−2への入力信号の振幅が大き
く変動しないようにするために、高周波増幅器48の利
得ケ時1司とともに増大する必−安があり、このために
、信号発生器50が設けられ、該信号発生器50により
、高周波増幅器48 を制御することができる。
Note that the amplitude of the reflected echo signal decreases over time due to growth within the subject 34. Therefore, in order to prevent the amplitude of the input signal to the band-pass filter 14-1, 14-2 from fluctuating greatly, the gain of the high-frequency amplifier 48 must increase with time. A signal generator 50 is provided, with which the high frequency amplifier 48 can be controlled.

また対数増幅器18−1と減帰回路22−1との間には
減算回路52−1が設けられ、同様にして、対数増幅器
18−2とIl、算回路22−2との間に7は減褒回1
塔52−2が設けられ、該減算回路52−1.52−2
にJ:9、高周波増幅器48の利得の変動を補正するこ
とができる。すなわち、対数増幅器1.8−1゜18−
2からの出力信号には、高周波増幅器48の利得の対数
が加算されており、信号発生器50からの利侍制側1惰
号を対V墳幅器54で対数変換しこJlを減算回路52
−1.52−2で減算することにより、高周波増幅器4
8の利得の変動全補正することが可能となる。
Further, a subtraction circuit 52-1 is provided between the logarithmic amplifier 18-1 and the subtraction circuit 22-1, and similarly, a subtraction circuit 52-1 is provided between the logarithmic amplifier 18-2 and the arithmetic circuit 22-2. Reduction time 1
A column 52-2 is provided, the subtraction circuit 52-1.52-2
J:9, the variation in the gain of the high frequency amplifier 48 can be corrected. That is, logarithmic amplifier 1.8-1°18-
The logarithm of the gain of the high-frequency amplifier 48 is added to the output signal from the signal generator 50, and the output signal from the signal generator 50 is logarithmically converted by the V amplifier 54. 52
By subtracting by -1.52-2, the high frequency amplifier 4
It becomes possible to completely correct the variation in gain of 8.

また遅延回路28−1.28−2の遅延時間は、発振器
12の繰返し周期と等しく設定されている。
Further, the delay time of the delay circuits 28-1 and 28-2 is set equal to the repetition period of the oscillator 12.

そして、加算回路24−1.24−2からの出力信号は
、そ、)1ぞれ、増幅器56−1.56−2で所足の増
幅わるいは減衰作用全骨け、増幅器56−1からの減衰
係数信号106−1は減衰係数α([1)を示し、同様
に1−て、増幅器56−2からの減衰係数信号106−
2は減衰1糸数α(f2)を示すこととなる。該減衰係
数信号106− i、 106−2はマルチプレクサ4
2を介して表示装置30に供給さ」1、表示装置30に
より減衰係数α(r+)、α(f2)が表示゛される。
Then, the output signals from the adder circuits 24-1 and 24-2 are amplified or attenuated by the amplifiers 56-1 and 56-2, respectively, and then from the amplifier 56-1. The attenuation coefficient signal 106-1 from the amplifier 56-2 indicates the attenuation coefficient α([1), and similarly, the attenuation coefficient signal 106-1 from the amplifier 56-2
2 indicates the number of attenuated threads α(f2). The attenuation coefficient signals 106-i, 106-2 are sent to the multiplexer 4
The attenuation coefficients α(r+) and α(f2) are supplied to the display device 30 via the display device 30 through the display device 30.

また減衰係数信号106−1. H]6−2は、系統減
算回路58に供、恰さ」t1系統誠減口路58及び該系
統減や回路58に接続さ牙1だ増幅器に0により、周波
数に対する減衰係数の比例定数βがめられる。すなわち
、系統減算回路58によりα(r+)−α(f2)がめ
られ、更に増幅器60の第1」得が17(r、−r、)
と設定されているので、前記(14)式に基づいて比例
定数βをめることが可能となる。そして、系統減算回路
58及び増幅器60によりめられた比例定数βの信号は
、マルチプレクサ42を介して表示装置30に供給さ」
1、該表示装置30により比例定数βが表示をねる。
Also, the attenuation coefficient signal 106-1. H]6-2 is supplied to the system subtraction circuit 58, and is connected to the system subtraction path 58 and the system subtraction circuit 58. I get criticized. That is, α(r+)−α(f2) is determined by the system subtraction circuit 58, and the first gain of the amplifier 60 is 17(r,−r,).
Therefore, it is possible to calculate the proportionality constant β based on the above equation (14). Then, the signal of the proportionality constant β determined by the system subtraction circuit 58 and the amplifier 60 is supplied to the display device 30 via the multiplexer 42.
1. The proportionality constant β is displayed by the display device 30.

なお実施例においては、表示装置30の前段にマルチプ
レクサil 2が接続されているので、マルチプレクサ
42により、周波数[、に対する減衰係数α(fI)、
周波数f2に対する減衰係数α(f2)、比1タリ定数
β、及び通常のBモー ドあるいはMモードの断層画像
のいず牙1か1細首たは2個以上を適宜選択して同時に
表示装置30に表示することができる。
In the embodiment, since the multiplexer il 2 is connected upstream of the display device 30, the multiplexer 42 allows the attenuation coefficient α(fI) for the frequency [,
The attenuation coefficient α (f2) for the frequency f2, the ratio 1 Tali constant β, and the normal B-mode or M-mode tomographic image of one or more tusks are selected as appropriate and displayed simultaneously on a display device. 30 can be displayed.

以上のように、実施例によれば、2種の周波数すfx 
bちf、 、 f2ViC文」スル減衰1糸数1fl)
、1f2)を51測することができ、史に周C皮数に対
する減衰係数の比例ポ峨βを51測することができる。
As described above, according to the embodiment, two types of frequencies fx
bchif, , f2ViC sentence "suru damping 1 thread count 1fl)
.

従って、減衰係数分布及び減衰係数の周波数に対する傾
きの分布を表示することが可能となり、病変部の診断に
有効な情報全提供することかり能となる。
Therefore, it becomes possible to display the attenuation coefficient distribution and the distribution of the slope of the attenuation coefficient with respect to frequency, and it becomes possible to provide all the information effective for diagnosis of the lesion.

なお上記実施例においては、減衰係数を計測するための
ブロックを2系統設け、2棟の周波df、。
In the above embodiment, two systems of blocks for measuring the attenuation coefficient are provided, and two frequencies df are provided.

f2に対する減衰係数α(r+)、α(f2)をめたが
、減衰係ムヲ計測するためのブロックを3系統以上設け
、3種以上の周波数に対する減衰係数を百↑測すること
も可能である。
Although we have measured the damping coefficients α(r+) and α(f2) for f2, it is also possible to set up three or more blocks to measure the damping coefficients and measure the damping coefficients for three or more frequencies. .

発明の詳細 な説明したように、本発明によれは、反射エコー信号か
ら被検体の減衰係数を容易に計測することができる。従
って、被検体の減衰係数を計測し、これを生体組織の質
的診断に有効に利用することができる。
As described in detail, according to the present invention, the attenuation coefficient of a subject can be easily measured from a reflected echo signal. Therefore, the attenuation coefficient of the subject can be measured and this can be effectively used for qualitative diagnosis of living tissue.

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

第1図は本発明の原理によるブロック回路図、第2図は
本発明の原理による波形図、 第3図(は本発明の実施例による超音波診断装置のブロ
ック回路図である。 14・・帯域通過フィルタ 16・・検波回路 18・・対数増幅器 20・・・遅延回路 22・・減算回路 24・・・加算回路 26・・・減衰器 28・・・遅延回路 34・・被検体 58・・・系統減算回路。 出願人 アロカ株式会社
FIG. 1 is a block circuit diagram according to the principle of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram according to the principle of the present invention, and FIG. 3 is a block circuit diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. Bandpass filter 16...detection circuit 18...logarithmic amplifier 20...delay circuit 22...subtraction circuit 24...addition circuit 26...attenuator 28...delay circuit 34...subject 58...・System subtraction circuit. Applicant: Aloka Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)被検体に超音波パルスビームを送受波し被検体か
らの反射エコー信号に基づいて断層画像を表示する超音
波診断装置において、反射エコー信号から特定の周波数
成分金取り出す帯域通過フィルタ及び検波回路と、該帯
域通過フィルタ及び検波回路からの信号を対数変換する
対数変換器と、該対数変換器からの信号とこの信号を所
定の時間間隔だけ遅延させた遅延信号との差分をめる減
算回路と、を含魯、前記特定の周波数成分に対する超音
波の減衰係数を計測すること1%徴とする超音波診断装
M。 (2、特許請求の範囲(1)記載の装置において、前記
減算回路からの信号全平均化する平均化回路が設けられ
、該平均化回路により被検体内の反射係数の仇討的変動
を低減させることを特徴とする超音波診断装置。 (3)%許請求の範囲(1)または(2)記載の装置に
おいて、前記帯域通過フィルタ及び検波回路、対V変換
器、減算回路は、複数の特定周波数成分についてそれぞ
れ複倣系統設けられ、各系統からの信号の差分をめる系
統減算回路が設けられ、各系統により複数の特定周波数
成分に対する減衰係数を計測し、系統減算回路により周
波数成分に対する減衰係数の比例定数を苫1測すること
を特徴とする超音波診断装置。
[Scope of Claims] (1) In an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic pulse beam to a subject and displays a tomographic image based on a reflected echo signal from the subject, a specific frequency component is detected from the reflected echo signal. A band-pass filter and a detection circuit for extracting, a logarithmic converter for logarithmically converting the signals from the band-pass filter and the detection circuit, and a signal from the logarithmic converter and a delayed signal obtained by delaying this signal by a predetermined time interval. an ultrasonic diagnostic device M, comprising: a subtraction circuit that calculates the difference between the two; (2. In the apparatus according to claim (1), an averaging circuit for averaging all the signals from the subtraction circuit is provided, and the averaging circuit reduces adverse fluctuations in the reflection coefficient within the subject. (3) In the device according to claim (1) or (2), the bandpass filter and the detection circuit, the V converter, and the subtraction circuit include a plurality of specific A multiple copying system is provided for each frequency component, and a system subtraction circuit that calculates the difference in signals from each system is provided.Each system measures the attenuation coefficient for multiple specific frequency components, and the system subtraction circuit calculates the attenuation coefficient for the frequency component. An ultrasonic diagnostic device characterized by measuring a proportionality constant of a coefficient.
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