JPS61279235A

JPS61279235A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPS61279235A
Application number: JP60120919A
Authority: JP
Inventors: 博福喜多; 植野　進一郎; 孝悦斉藤; 屋野　勉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1986-12-10
Also published as: JPH0580217B2

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】産業上の利用分野本発明は、被検体からの超音波エコー信号の超音波送信
レベル依存を検出する超音波診断装置に関するものであ
る。

従来の技術最近、高周波、例えば１ｏＭＨｚ程度以上の超音波を用
いる高分解能な超音波診断装置の臨床への応用が盛んに
試みられている。一方、超音波の周波数を上昇させると
、その伝搬に伴う非線形な波形の歪現象が顕著になるこ
とが知られており、例えばウルトラサウンド　イン　メ
ディシン　アンド　バイオロジー（Ｕｌｔｒａｓｏｕｎ
ｄ　ｉｎ　Ｍｅｄｃｉｎｅ＆　Ｂｉｏｌｏｇｙ　　）　
、　ＴＯ１６，Ｎｏ４．　１９８０　。

ＰＰ３４５−３６９　　等に記載されている。このよう
な周波数帯では、診断応用の範囲内の超音波送信レベル
の増加に対して、超音波エコー信号のレベルが線形に増
加しないという問題も顕著となる。以下、第３図を参照
して従来の送、受信回路について説明する。

第３図において１００は超音波を発生する超音波トラン
スデユーサ、１０１は超音波トランスデユーサ１００を
駆動する送信回路、１０２は超音波トランスデユーサ１
００からの受信信号を受信する受信回路、１０３は被検
体である。

以下、上記従来例の動作について説明する。送信回路１
０１において発生した駆動パルスは、超音波トランスデ
ユーサ１００に加えられ、超音波トランスデユーサ１０
０は超音波パルスを発生する。発生した超音波送信パル
スは被検体１０３の中を伝播し、被検体１０３の中の音
響的不連続性により反射され、超音波エコー信号となり
、超音波トランスデユーサ１００において受信信号に変
換され、受信回路１０２に導かれる。一般に超音波エコ
ー信号はそのレベルが小さく、とりわけ超音波周波数が
高い場合には被検体１０３の中での減衰が大となり、超
音波エコー信号のレベルは更に小さくなる。このため、
特に被検体１０３の深い部位からの超音波エコー信号を
得る場合には、より大きな超音波送信パルスを発生させ
るため、送信回路１０１の出力レベルを可変にすること
も行われている。

発明が解決しようとする問題点しかし、以上のような従来の構成では、単純に送信回路
１ｏ１の出力レベルを増大した場合、非線形現象が大と
なり、超音波診断装置の分解能の低下につながるという
問題点があった。

以下、第４図を参照して、超音波送信パルスの被検体１
０３への伝搬に伴う超音波の非線形現象を説明する。第
４図（ａ）において、実線で示す波形は、非線形現象に
より波形歪を生じた超音波パルスの例、第４図（ｂ）に
おいて実線は同じく非線形現象により生じた音場分布の
歪の例であり、第４図（ＩＬ）　、　（ｂ）において破
線はそれぞれ現象が線形であると仮定した場合のもので
ある。このような非線形現象は、線形の近似が成立つ場
合に比べて実質的に超音波パルスの分解能の劣化に対応
することになり、このような現象の存在するもとで、断
層像を得ることは好ましくない。そして従来においては
、このような超音波エコー信号の超音波送信レベルに対
する非線形現象を検出し、診断情報として用いることは
できなかった。

そこで、本発明は従来技術の以上のような問題を解決す
るもので、超音波エコー信号の超音波送信レベルに対す
る非線形現象を検出することができ、これにより分解能
を向上させ、あるいは新たな診断情報表示を行なうこと
もできるようにした超音波診断装置を提供しようとする
ものである。

問題点を解決するための手段そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、被検体に対する超音波送信パルスを発生し、出力
レベルを制御するレベル制御部を有する超音波送信部と
、被検体からの超音波エコー信号を受信し、一時記憶補
正演算部を有する受信部と、上記レベル制御部と一時記
憶補正演算部を制御する総合感度制御部を備えたもので
ある。

作用本発明の技術的手段による作用は次のようになる。即ち
、総合感度制御部により超音波送信部のレベル制御部と
受信部の一時記憶補正演算部を制御し、超音波送信部よ
り異なる超音波送信レベルで超音波パルスを発生し、被
検体より得た受信信号を一時記憶補正演算部で一時記憶
し、その受信信号レベルを補正した後、減算することに
より非線形現象が主因となって生じたエコー波形の差部
分を検出し、診断情報として提供することができる。

実施例以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

第１図は本発明の一実施例における超音波診断装置のブ
ロック回路図である。第１図において、１は超音波トラ
ンスデユーサ、２はパルス送信部で、これら超音波トラ
ンスデユーサ１及びパルス送信部２により超音波送信部
が構成されている。

パルス送信部２はパルス発振器３と、このパルス発振器
３の出力レベルを変化させるレベル制御部とより構成さ
れている。パルス送信部２が出力する駆動パルスは超音
波トランスデユーサ１に加えられ、超音波トランスデユ
ーサ１は超音波送信パルスを発生する。発生した超音波
送信パルスは被検体５の中の音響的不連続性により反鼾
され、超音波エコー信号となり、超音波トランスデユー
サ１において受信信号に変換される。６はプリアンプ、
７は一時記憶補正演算部γで、これらプリアンプ６と一
時記憶補正演算部アにより受信部が構成され、上記超音
波トランスデユーサ１において変換された受信信号がプ
リアンプ６に導かれる。

一時記憶補正演算部７はプリアンプ６の出力レベルを制
御する可変利得部９、可変利得部９の出力をデジタル化
するＡ　／　Ｄ変換器１０、ｐ、　／　Ｄ変換器１０の
出力を一時記憶するメモ！Ｊ１１，１２、メモＩＪ　１
１　、１２の出力を減算する演算部１３とより構成され
ている。１４は総合感度制御部で、パルス送信部２のレ
ベル制御部４と一時記憶補正演算部７の可変利得部９を
制御する。１６は演算部１３の出力が導かれる表示部で
ある。

以上のような構成において、以下その動作を説明する。

まず、総合感度制御部１４がレベル制御部４の出力レベ
ルを「Ｔ」、可変利得部９の利得をｒＲＪに設定し、上
記のようにパルス送信部２の駆動パルスにより超音波ト
ランスデユーサ１より超音波送信パルスを発生させる。

この超音波送信パルスは被検体６の中を伝播し、被検体
６の中の音響的不連続性によシ反射して超音波エコー信
号となり、超音波トランスデユーサ１において受信信号
に変換する。この受信信号をプリアンプ６に導き、利得
制御部９により出力レベルを制御し、Ａ　／　Ｄ変換器
１０によりデジタル化し、メモリ１１にエコー情報とし
て記憶する。次の超音波送信パルスを発生させる場合に
は、総合感度制御部１４がレベル制御部４の出力レベル
を例えば「２Ｔ」、可変利得部９の利得を「Ｒ、／　２
　Ｊに設定し、上記と同様にしてメモリ１２にエコー情
報を記憶する。次にこれらメモリ１１と１２の内容を演
算部１３において減算し、その結果を表示部１４に表示
する。

この場合、被検体６の中で生じる超音波エコー信号のレ
ベルがパルス送信部２の駆動パルスのレベルに線形に比
例する場合には、可変利得部９の出力は駆動パルスに依
存せず、同一波形となり、演算部１３の出力はキャンセ
ルされる。しかしながら、被検体６の中を伝搬する超音
波送信パルスに非線形歪が生じる場合には、超音波エコ
ー信号のレベルが送信部２の駆動パルスのレベルに比例
しない場合があり、演算部１３の出力はキャンセルされ
ず、被検体６の非線形性に対応した結果が得られる。

このような結果が得られる場合について第２図を用いて
詳しく説明する。第２図は被検体断面のモデル図である
。第２図において、２１は超音波トランスデユーサ１に
設けられた回転軸、２２は回転軸２１を中心とする扇形
の走査領域、２３は被検体５の伝搬媒体、２４．２５は
それぞれ伝搬媒体中の反射体である。反射体２４に比べ
反射体２６の反射強度がきわめて大であり、超音波トラ
ンスデユーサ１のサイドロープ波による反射体２５の超
音波エコー信号がメインロープ波による反射体２４の超
音波エコー信号よりも大きい場合、一般には反射体２４
と２５の超音波による分離識別は難しい。しかし、この
場合でも、超音波送信パルスのメインロープ波における
レベルが非線形歪を生じる程度の値であり、一方、サイ
ドロープ波におけるレベルが非線形歪を殆んど生じない
程度のレベルであれば、上記のようにサイドロー１波Ｋ
ｊるエコー情報をキャンセルシ、メインロープ波のみに
よる高分解能な像を得ることが可能となる。

このように本実施例によれば、超音波送信部のレベル制
御４、受信部の一時記憶補正演算部７及び総合感度制御
部１４を用い、送信超音波パルスのメインロープにおけ
る非線形歪を利用し、サイドロープ波による受信信号を
キャンセルすることにより高分解能な断層像等を得るこ
とが可能となる。

なお、以上の説明では演算部１３の出力において、サイ
ドロープ波による受信エコー信号が完全にキャンセルさ
れる例を示したが、完全にキャンセルされない場合でも
かなりの効果が期待できる。

また演算部１３の人力に二つのメモ！Ｊ１１，１２を用
いたが、一方のメモリを省いても減算を実行することは
可能である。またレベル制御部４等は送信超音波パルス
発生毎にそのレベルを変える例を示したが、断層像が完
成する毎にそのレベルを変えてもよい。その場合にはメ
モリ１１、あるいはメモリ１２、あるいはメモリ１１と
１２は画像メモリとなる。またパルス送信部２をパルス
発振器３とその出力に設けられｍレベル制御部４により
構成したが、パルス発振器３の電源電圧を変えることに
より駆動パルスのレベルを変えるように構成してもよく
、この場合にはレベル制御部４はパルス発振器３の可変
電圧電源に相尚させてもよい。また可変利得部９の出力
をＡ／Ｄ変換器１０に接続したが、可変利得部９の出力
とＡ／Ｄ変換器１ｏの入力の間に対数増幅器、あるいは
検波器、あるいは対数増幅器と検波器の両方を設けても
よい。また可変利得部９をプリアンプ６の出力に設けた
が、デジタル乗算器等によシ可変利得部９を構成するこ
とにより、可変利得部９をＡ　／　Ｄ変換器１０の出力
あるいは演算部１３の入力等に設けてもよい。また一時
記憶の手段としてＡ　／　Ｄ変換器１０とメモリ１１．
１２による構成の例を示したが、ＣＯＤ等のアナログメ
モリによる構成も可能である。

発明の効果以上の説明よシ明らかなよって本発明によれば、超音波
送信部のレベル制御部と受信部の一時記憶補正演算部を
総合感度制御により制御し、送信超音波パルスのレベル
と受信利得を制御補正し、異なる送信超音波パルスレベ
ルのエコー情報を減算するようにしているので、サイド
ローブ波による受信信号をキャンセルし、メインローブ
波における非線形歪部分に起因するエコー情報を抽出し
、高分解能な断層像あるいは新たな診断情報を得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の一実施例を示すブロ
ック回路図、第２図は被検体断面のモデル図、第３図は
従来の超音波診断装置を示すブロック回路図、第４図（
２Ｌ）は非線形現象説明用の超音波パルス波形図、第４
図（ｂ）は非線形現象説明用の音場分布図である。１・・・・・・Ｍ音波）ランスデューサ、２・・・・・
・パルス送信部、３・・・・・・パルス発振器、４・・
・・・・レベル制御部、６・・・・・・被検体、６・・
・・・・プリアンプ、Ｔ・・・・・・一時記憶補正演算
部、９・・・・・・可変利得部、１０・・・・・・Ａ／
Ｄ変換器、１１　、１２・・・・・・メモリ、１３・・
拳・１拳演算部、１４・・・・・・総合感度制御部、１
６・・・・・・表示部。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

被検体に対する超音波送信パルスを発生し、出力レベル
を制御するレベル制御部を有する超音波送信部と、被検
体からの超音波エコー信号を受信し、一時記憶補正演算
部を有する受信部と、上記レベル制御部と一時記憶補正
演算部を制御する総合感度制御部を備えたことを特徴と
する超音波診断装置。