JPS6274346A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPS6274346A
JPS6274346A JP21494785A JP21494785A JPS6274346A JP S6274346 A JPS6274346 A JP S6274346A JP 21494785 A JP21494785 A JP 21494785A JP 21494785 A JP21494785 A JP 21494785A JP S6274346 A JPS6274346 A JP S6274346A
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JP
Japan
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scanning
data
distance
raster
scanning direction
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Application number
JP21494785A
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Japanese (ja)
Inventor
達朗 馬場
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6274346A publication Critical patent/JPS6274346A/en
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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、セクタ走査において距離方向の距離変化に応
じて走査方向の方位分解能の向上を図った超音波診断装
置、特に2次元ドツプラー走査を必要とする超音波血流
イメージング装置のBモード像を得る装置の画質の改善
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that improves the azimuth resolution in the scanning direction according to distance changes in the distance direction in sector scanning, and particularly requires two-dimensional Doppler scanning. The present invention relates to improving the image quality of an apparatus for obtaining B-mode images of an ultrasonic blood flow imaging apparatus.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般的に、実時間Bモードディスプレイは、探触子群の
各探触子を電子スキャンすることにより超音波ビームを
移動させて被検体を走査し、各パルス放射ごとに、被検
体の内部組織からの超音波エコー信号を当該探触子で受
信し、これを送受信部において処理し、ディジタル信号
に変換して順次ラインバッファメモリ群に記憶し、この
ラインバッファメモリ群からラスターデータを循環的に
読み出して加算器により加算し、それをフレームメモリ
に記憶し画像処理を行ってTVモニタにディスプレイし
ている。
Typically, real-time B-mode displays move an ultrasound beam across a subject by electronically scanning each probe in a group of probes, and with each pulsed emission, the internal tissue of the subject is The probe receives an ultrasonic echo signal from the transceiver, processes it in the transmitting/receiving section, converts it into a digital signal, and sequentially stores it in a line buffer memory group. Raster data is cyclically generated from this line buffer memory group. The data is read out, added by an adder, stored in a frame memory, subjected to image processing, and displayed on a TV monitor.

ところで、この種の装置においては、血流イメージング
像中のバックのBモード像に横流れを生じるという問題
がある。すなわち、第17図で示すセクタ定量時のワイ
ヤーファントム像(条件:4レ一ト重復走査、走査角9
0°ラスタ一数64本、視野深度15cm)で表われて
いるように、超音波ビームがシャープでないことに起因
して11以下のワイヤ径をもつファントムも走査方向に
細長く表示される。そして、同一ラスターを連続して複
数回走査する場合に、視野角度、フレーム周期を劣化す
ることなく表示するためには走査線の数を減らすしかな
く、このため、走査方向の特性を考える必要がある。
However, in this type of device, there is a problem in that a lateral flow occurs in a back B-mode image in a blood flow imaging image. That is, the wire phantom image during sector quantification shown in FIG. 17 (conditions: 4-rate repeating scan, scan angle 9
As shown in 64 0° rasters and a depth of field of 15 cm, phantoms with wire diameters of 11 or less are also displayed as elongated in the scanning direction due to the fact that the ultrasound beam is not sharp. When scanning the same raster multiple times in succession, the only way to display the viewing angle and frame period without deteriorating is to reduce the number of scanning lines, and for this reason, it is necessary to consider the characteristics of the scanning direction. be.

次に、第18図に示す走査ビーム送受信器出力からフレ
ームメモリ書込みまでの処理を表わした概略説明図によ
り上記問題をさらに説明すると、第18図(a)は断層
像中の1点として捉えられるべきワイヤー像の走査ビー
ム送受信器出力から推定したレスポンス関数であり、こ
れは深さ80鰭(フォーカス地点)でのワイヤーファン
トム像を示して、このあとのシミュレーションでは走査
方向についてガウシアン関数に近似した。第18図(b
)は、第18図(a)のような走査ビーム送受信器出力
(ラインデータ)をディジタル変換してラスターデータ
とし、フレームメモリに書込む処理の中で、第1に、セ
クター走査によるためラインデータを座標変換してフレ
ームメモリに書込む動作があるが、これは距離方向の距
離に応じて走査方向のサンプリング距離が変化するとい
う問題、第2に、超音波装置の伝達経路を通過した空間
的に上記レスポンス関数を重ね合わせたものとみなせる
という問題がある。第18図(’C)は、さらにフレー
ムメモリというディジタルのマス目に座標変換して書込
む際に、表示の倍率に応じてラインデータを距離方向の
倍率に応じたピクセライズを行う必要がある。さらに、
この書込みラスクー間に補間データを発生させる。この
ような経路により表示画像が構成される。
Next, to further explain the above problem using a schematic explanatory diagram showing the processing from the scanning beam transmitter/receiver output to frame memory writing shown in FIG. 18, FIG. 18(a) is captured as one point in the tomographic image This is the response function estimated from the scanning beam transmitter/receiver output of the power wire image. This shows the wire phantom image at a depth of 80 fins (focus point), and in subsequent simulations, it was approximated to a Gaussian function in the scanning direction. Figure 18 (b
) is a process in which the scanning beam transmitter/receiver output (line data) as shown in Fig. 18(a) is digitally converted into raster data and written into the frame memory. There is an operation to coordinate coordinate transform and write it into the frame memory, but this has the problem that the sampling distance in the scanning direction changes depending on the distance in the distance direction, and secondly, the spatial There is a problem in that it can be regarded as a superposition of the above response function. In FIG. 18('C), when the coordinates are converted and written into a digital square called a frame memory, it is necessary to pixelize the line data according to the magnification in the distance direction according to the display magnification. moreover,
Interpolated data is generated between these written rasques. A display image is constructed by such a route.

以上のことから、ワイヤーファントムを光学で扱う星状
点源と考え、特定の距離で超音波装置の伝達経路が変化
せず、常に線形な応答性をもつものと仮定すると、フレ
ームメモリ上の像は超音波診断装置の伝達経路の系統誤
差を持つものと考えることができる。
From the above, if we consider the wire phantom as a star-like point source treated optically and assume that the transmission path of the ultrasonic device does not change at a certain distance and always has a linear response, then the image on the frame memory can be considered to have systematic errors in the transmission path of the ultrasonic diagnostic device.

第19図により上記問題の走査方向の系統誤差について
さらに説明すると、非常にシャープな超音波ビームの送
受信によって得られるある特定の距離の走査方向の反射
エコー階調データをA (x)とし、それに対し、超音
波装置の伝達経路によってワイヤーファントムのような
点反射源がポケでしまうのを超音波装置の伝達経路での
系統誤差と考え、これをB (x)という走査方向の関
数で与える。すると、実際にはフレームメモリに書込ま
れる際にC(x) =A (x) *B (x)という
たたみ込み積分が行われ、さらにこのC(X)がディジ
タル化される。そして、フレームメモリでは走査方向に
階調データがなまるとともに、ディジタル化による不連
続性を有することになる。この考えに基づいて、第18
図で示す信号処理経路中に補正回路を入れることによっ
て、もとのワイヤーファントム像に戻すことが可能とな
り、走査方向のボケが解消される。
To further explain the systematic error in the scanning direction of the above problem using FIG. On the other hand, the fact that a point reflection source such as a wire phantom is missed by the transmission path of the ultrasound device is considered to be a systematic error in the transmission path of the ultrasound device, and this is expressed as a function of the scanning direction called B (x). Then, when actually writing to the frame memory, convolution integration is performed as C(x) = A (x) *B (x), and this C(X) is further digitized. In the frame memory, the gradation data becomes dull in the scanning direction and has discontinuity due to digitization. Based on this idea, the 18th
By inserting a correction circuit into the signal processing path shown in the figure, it becomes possible to return to the original wire phantom image, and blurring in the scanning direction is eliminated.

〔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あり、もとの
ワイヤーファントム像に戻すことが可能な補正手段を備
えた超音波診断装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus equipped with a correction means capable of returning to the original wire phantom image.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するための本発明の概要は、超音波パル
スに対して得られる超音波エコー信号をサンプリングし
かつディジタル信号に変換して順次ラインバッファメモ
リ群に記憶し、このラインバッファ・メモリ群からのラ
スターデータを循環的に読み出しながら画像処理を行う
超音波診断装置において、上記ラインパンツアメモリか
ら読み出した同じ深さのラスターデータに対してこの深
さによって変化する関数をコンボリューション演算する
ことにある。
The outline of the present invention for achieving the above object is to sample an ultrasonic echo signal obtained in response to an ultrasonic pulse, convert it into a digital signal, and sequentially store it in a line buffer memory group. In an ultrasonic diagnostic apparatus that performs image processing while cyclically reading out raster data from the line panzer memory, convolution calculation is performed on the raster data at the same depth read out from the line panzer memory with a function that changes depending on the depth. It is in.

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

以下、本発明の原理とその実施例について添付図面を参
照して説明する。
The principle of the present invention and its embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings.

先ず、本発明の原理について説明する。First, the principle of the present invention will be explained.

第18図においてC(x)は既述した通り系統誤差をも
つため、これに対して補正を行うものであるが、その補
正方法として空間周波数領域での補正と、距離領域(走
査方向)での補正とが考えられる。そこで、以下の実施
例では第1図に示すように超音波診断装置のリアルタイ
ム性を生かすために距離領域での補正を考え、B (x
)の逆関数(B (x) *D (x)−δ(x)デル
タ関数)となるD (X)をC(x)にたたみ込むこと
で補正データA” (X)を得ることにした。この関係
式を第2図の説明図により表わすと次のとおりである。
In Fig. 18, C(x) has systematic errors as mentioned above, so corrections are made for this.The correction methods include correction in the spatial frequency domain and correction in the distance domain (scanning direction). This can be considered as a correction. Therefore, in the following embodiment, as shown in FIG.
), we decided to obtain the correction data A'' (X) by convolving D (X), which is the inverse function (B (x) *D (x) - δ(x) delta function), with C (x). This relational expression is expressed as follows using the explanatory diagram of FIG.

但し、CJ+1’走査側の超音波ラスクーで走査方向i
番目のラスター距離jの 反射エコーデータ D4.。〜Dj+11’距離jでの補距離数系列A”4
. 、− INT(n/2) :表示側(フレームメモ
リ)の超音波ラスターで走査力 向i −I NT (n/ 2)番目のラスターの距離
jの処理データ、 この場合、表示側ではINT (n/2)≦i≦N −I NT(n/2)の範囲とす
る。
However, in the ultrasonic lasque on the CJ+1' scanning side,
Reflected echo data D4 for the th raster distance j. . ~Dj+11' Complementary distance number series A"4 at distance j
.. , - INT (n/2): processing data of scanning force direction i - I NT (n/2)-th raster distance j in the ultrasonic raster on the display side (frame memory), In this case, on the display side, INT ( n/2)≦i≦N −I NT(n/2).

ここで補正関数系列り5.、はラスター距離jすなわち
深さによって変化する関数である。例えばセクタ走査に
おいてはビームが扇状に広がるため、浅い部分と深い部
分とでは円弧方向のサンプリングピッチが異なる。つま
り同じ長さの弧に対するデータ数は深い部分では少な(
、浅い部分では多い。従って同じ長さの弧に対して同じ
補正関数系列り、、にとするために、この系列り4.、
は浅い部分では広がった偶関数に、また深い部分では狭
い偶関数になっている。
Here, the correction function series 5. , is a function that varies depending on the raster distance j, that is, the depth. For example, in sector scanning, the beam spreads in a fan shape, so the sampling pitch in the arc direction differs between shallow and deep areas. In other words, the number of data for an arc of the same length is small in the deep part (
, many in shallow parts. Therefore, in order to have the same correction function series for arcs of the same length, this series is 4. ,
is a wide even function in the shallow part, and a narrow even function in the deep part.

上記関係式を用いた補正手段を適応したプロ・ツク図と
基本タイミングの原理とを第3図(a) 、 (b)に
より説明すると、これは超音波ビームの走査を行ない反
射エコー信号を出力する走査ビーム送受信器と、プロー
ブによる走査で得られたデータを2次元子面に逐次書込
み、TVモニタの周期で非同期に読み出すフレームメモ
リと、補正手段であるデータ処理部とにより構成され、
超音波の反射エコー像中で特にBモード像はセクタやリ
ニアなどの走査を行ないフレームメモリで画像が構成さ
れTVモニタに表示される。その際、走査ビーム送受信
器出力が1枚のフレームメモリに書き込まれる時には、
走査方向が決っていて時間的に深さ方向の反射エコーデ
ータの変化する1次元のラインデータ(Aモード信号)
として転送される。この転送の間に上記補正手段である
データ処理部により補正処理を行ない走査方向の方位分
解能を向上するものであって、この補正処理とは、走査
方向の数本骨のラスターデータに走査系を通して得られ
る走査方向の系統誤差を補正するための補正関数系列を
たたみ込むものであり、その補正関数は距離方向に応じ
て走査角度、多段フォーカス等のフォーカス条件に応じ
て変化する。第3図(a)において1はラインバッファ
メモリであり、走査方向にn本分のラスターデータを蓄
え、1ラスク一周期ごとに右へ転送される。2は距離方
向に応じて重み系列の変化する重みROM乗算器であり
、ラインバッファメモリ1から読出されたデータが走査
ビーム送受信号と同じ距離方向クロックで出力されたラ
スターデータと距離方向に応じて重み系列の変化する重
みROM乗算回路2からの出力信号とを乗算する。3は
加算器で各々の乗算信号を加算してフレームメモリ4に
書き込んでいる。
The program diagram to which the correction means using the above relational expression is applied and the principle of basic timing are explained with reference to Fig. 3 (a) and (b). It consists of a scanning beam transmitter/receiver that performs scanning, a frame memory that sequentially writes data obtained by scanning with a probe onto a two-dimensional surface and reads it out asynchronously at the cycle of the TV monitor, and a data processing unit that is a correction means.
Among reflected echo images of ultrasonic waves, the B-mode image in particular is scanned in sectors and linearly, and the image is constructed in a frame memory and displayed on a TV monitor. At that time, when the scanning beam transceiver output is written to one frame memory,
One-dimensional line data (A mode signal) in which the scanning direction is fixed and reflected echo data changes in the depth direction over time.
will be transferred as During this transfer, the data processing section, which is the correction means, performs correction processing to improve the azimuth resolution in the scanning direction. This correction processing involves passing raster data of several bones in the scanning direction through the scanning system. A correction function series for correcting the obtained systematic error in the scanning direction is convolved, and the correction function changes depending on the distance direction and the scanning angle and focus conditions such as multi-step focusing. In FIG. 3(a), numeral 1 denotes a line buffer memory, which stores n lines of raster data in the scanning direction and transfers it to the right every raster cycle. Reference numeral 2 denotes a weight ROM multiplier whose weight series changes according to the distance direction, and the data read from the line buffer memory 1 is combined with the raster data outputted at the same distance direction clock as the scanning beam transmission/reception signal according to the distance direction. It is multiplied by the output signal from the weight ROM multiplier circuit 2 whose weight series changes. 3 is an adder which adds the respective multiplied signals and writes the result into the frame memory 4.

この場合、走査方式は、同一ラスターを4回づつ走査し
ており、血流データ(カラーで表示)はサンプリングに
4ラスタ一分、演算に2ラスタ一分の時間が必要なため
実際には走査スタートよりも6ラスタ一周期の遅れで出
力され、その出力も4ラスク一周期に1回としている。
In this case, the scanning method scans the same raster four times, and the blood flow data (displayed in color) requires one minute for four rasters for sampling and one minute for 2 rasters for calculation, so it is actually scanned. It is output with a delay of one period of 6 rasters from the start, and the output is also once every period of 4 rasters.

これに対し走査ビーム送受信器からのエコーデータ(白
黒)は走査ラスターの時間とずれを生じないで取込める
In contrast, echo data (black and white) from the scanning beam transceiver can be captured without any time lag with respect to the scanning raster.

しかしこの場合、エコーデータ処理にかけ、遅延を与え
ることができれば、エコーデータ、血流データが同一タ
イミングでフレームメモリ4に取り込めるためハードウ
ェアを小規模にできる。従って、空き時間を有効に利用
して、入力のエコーデータをラインバッファメモリ1に
蓄え、2ラスター前までのデータと現在走査している3
回目の同一走査ラスクーのエコー出力を距離によって重
み系列の変化する重みROM乗算回路2をiiI遇させ
、加算器3により加算している。このようにして補正関
数のコンボリューションを行ないフレームメモリ4であ
る書込み補間ブロックへ血流データと同一タイミングで
出力されるように構成されている。
However, in this case, if a delay can be applied to the echo data processing, the echo data and blood flow data can be taken into the frame memory 4 at the same timing, so that the hardware can be made smaller. Therefore, by making effective use of free time, input echo data is stored in line buffer memory 1, and the data up to two rasters ago and the currently scanned data are stored in line buffer memory 1.
The echo outputs of the same scan scan are added by an adder 3 using a weight ROM multiplication circuit 2 whose weight sequence changes depending on the distance. In this way, the correction function is convoluted and outputted to the write interpolation block, which is the frame memory 4, at the same timing as the blood flow data.

第4図は距離15cm地点での走査方向の系統誤差の空
間周波数特性(但し、使用した装置は距離3 am地点
に電子フォーカス地点をもつものであり、1ピクセルは
約0.5鰭に相当する)を示し、エコーデータの走査方
向の系統誤差(粒子形状を与える関数)を空間周波数軸
上で与えたものである。
Figure 4 shows the spatial frequency characteristics of systematic errors in the scanning direction at a distance of 15 cm (however, the device used has an electronic focus point at a distance of 3 am, and 1 pixel corresponds to approximately 0.5 fins). ), and the systematic error (function giving the particle shape) in the scanning direction of the echo data is given on the spatial frequency axis.

これは超音波診断装置によって固有の関数を持つと共に
、多段フォーカスやフォーカス点の設定によって距離(
Depth)で変化するものである。従って、系統誤差
は実際の装置の測定結果をもとに距離15cm固定した
時のフレームメモリの1ピクセルを単位の走査方向の系
統誤差の空間周波数特性を示している。さらにいえば、
後のシミュレーションの容易さのため系統誤差をガウシ
アン関数で近似し、距離15cm地点での40dBのエ
コーゲイン幅を4σとし、 j (x)  = −exp (−x ” /δ2)ζ
「・δ の 関数で近似した。
This has a unique function depending on the ultrasound diagnostic equipment, and the distance (
Depth). Therefore, the systematic error indicates the spatial frequency characteristic of the systematic error in the scanning direction in units of one pixel of the frame memory when the distance is fixed at 15 cm based on the measurement results of an actual device. Furthermore,
For ease of later simulation, the systematic error is approximated by a Gaussian function, and the 40 dB echo gain width at a distance of 15 cm is set to 4σ, and j (x) = −exp (−x ” / δ2)ζ
``Approximated by a function of δ.

G、(ω) = exp () となる。G, (ω) = exp () becomes.

但し、実測値より13mm=25pixを対応させる。However, based on actual measurements, 13mm=25pix is set.

1pixはフレームメモリの一画素の長さのことである
1 pix is the length of one pixel in the frame memory.

第5図はサンプリングによる走査方向の空間周波数特性
を示し、単位を与えるためフレームメモリの1 pix
を単位としている。また、走査方向のサンプリング間隔
をα(ピクセル)としている。
Figure 5 shows the spatial frequency characteristics in the scanning direction by sampling, and to give the unit 1 pixel of the frame memory.
The unit is . Further, the sampling interval in the scanning direction is α (pixel).

リニア走査の場合、距離によってこの特性が変化するこ
とはないが、セクタ走査の場合には距離が大になるに従
って走査方向のサンプリング間隔αが大になる上、補間
により空間周波数のカットオフ周波数が低下する(なお
、1/2αの空間周波数をカットオフ周波数と称する)
。さらにいえば、走査方向の空間周波数は0次のホルダ
ーとなるためその伝達関数Gz(s)は、 となり、空間周波数特性は、 Gz(ω)=17.I″″i″″αとなるカットオフ周
波数ωαを求めると、 を計算して □=β      ・・・■ とする。また距離と走査方向のサンプリング距離は比例
するため、 α−r−Depth      ・・・■但し、γ:比
例定数 Depth :距離 ■、■式より 2・γ ω α = □ α・Depth となり、Depthが大になるほどカットオフ周波数ω
αが小さくなることがわかる。
In the case of linear scanning, this characteristic does not change depending on the distance, but in the case of sector scanning, the sampling interval α in the scanning direction increases as the distance increases, and the cutoff frequency of the spatial frequency increases due to interpolation. decreases (the spatial frequency of 1/2α is called the cutoff frequency)
. Furthermore, since the spatial frequency in the scanning direction becomes a zero-order holder, its transfer function Gz(s) is as follows, and the spatial frequency characteristic is as follows: Gz(ω)=17. When the cutoff frequency ωα that is I″″i″″α is calculated, □=β...■ is obtained. Also, since the distance and the sampling distance in the scanning direction are proportional, α-r-Depth ...■ However, γ: proportionality constant Depth: distance ■, ■ From the formula, 2・γ ω α = □ α・Depth, and the Depth is The larger the cutoff frequency ω
It can be seen that α becomes smaller.

第6図は走査線3ラスターのそれぞれの補正重み系列を
20”−0,5,a、=2.0.a2 =−0,5とし
た場合の補正回路の空間周波数特性を示している。
FIG. 6 shows the spatial frequency characteristics of the correction circuit when the correction weight series for each of the three rasters of scanning lines is set to 20''-0,5,a,=2.0.a2=-0,5.

なお、これらの補正重み系列は距離や装置の走査方向の
空間周波数特性によって変化する。さらに、ラスタ一単
位での処理のため、セクタ走査の場合、第5図のサンプ
ング特性と同様、距離に応じて走査方向のサンプリング
距離αが変化する。第6図で示されているように、αの
2倍のサンプリング距離よりも低い空間周波数領域にお
いて、高域強調フィルターとして作用していることが理
解できる。これは補間処理などで失なわれる1/2α以
下の高域成分を補正する場合に有効である。さらにいえ
ば、Cz+(z)=aoz2+a+z +az/z”と
なり、空間周波数特性は、 G3(ω)  =SQRT  (Re(G3+4w))
”+Im(G3LJw+)2)となる。さらにnピクセ
ル区間の1次補間の特性を加えると、 G、(z) =−−(z’−’ +z’−”+ −= 
+1)/z’−’−Gz(z)さらにサンプリング特性
Gz(z)と移動平均特性とで与えられると考えられる
ため、 G、(ω)= で与える。
Note that these correction weight series change depending on the distance and the spatial frequency characteristics of the device in the scanning direction. Furthermore, since processing is performed in units of raster, in the case of sector scanning, the sampling distance α in the scanning direction changes depending on the distance, similar to the sampling characteristics shown in FIG. As shown in FIG. 6, it can be seen that it acts as a high-frequency emphasis filter in a spatial frequency region lower than the sampling distance twice α. This is effective when correcting high-frequency components of 1/2α or less that are lost due to interpolation processing or the like. Furthermore, Cz+(z)=aoz2+a+z +az/z", and the spatial frequency characteristic is G3(ω) = SQRT (Re(G3+4w))
"+Im(G3LJw+)2).Additionally, by adding the characteristics of linear interpolation in n pixel interval, G, (z) =--(z'-'+z'-"+ -=
+1)/z'-'-Gz(z) Furthermore, since it is considered to be given by the sampling characteristic Gz(z) and the moving average characteristic, it is given by G, (ω)=.

第7図〜第9図は第1の方式の概略を説明しており、2
組のラインバッファメモリーa、lbがペアになり走査
方向n本分のラスターデータを蓄え、1ラスタ一周期ご
とに右へ転送されていく。この場合、ラインバッファメ
モリla、lbがペアになっているのは、ラインバッフ
ァメモリーa、lbはRD(リード)とWR(ライト)
を同時に行なうことができないため、ラスター周期ごと
にその動作が交互に切り換るためである。その動作は第
8図に示した通りであり、各ラインバッファメモリla
、lbのペアからRDデータが、走査ビーム送受器5か
らの信号と同じ距離方向クロックで出てくるものとし、
距離方向に応じて重み系列の変化する重み発生器2a■
〜■とそれぞれのラスターデータとを乗算器2bにより
乗算し、これらの乗算データを加算器3で加算してフレ
ームメモリ4に書き込み、画像処理を行なってTVモニ
タ6に表示している。このようにして、走査方向の数ラ
スターと距離方向の距離に応じて重みの変化する重み系
列とを、コンポリj1.−ジョンしてフレームメモリ4
へ書き込むものである。
Figures 7 to 9 outline the first method;
A pair of line buffer memories a and lb store n lines of raster data in the scanning direction, and are transferred to the right every raster cycle. In this case, line buffer memories la and lb are paired as line buffer memory a and lb are RD (read) and WR (write).
This is because the operations cannot be performed at the same time, so the operations are switched alternately every raster period. Its operation is as shown in FIG. 8, and each line buffer memory la
, lb pair, the RD data is assumed to come out with the same distance direction clock as the signal from the scanning beam transceiver 5,
Weight generator 2a whose weight sequence changes depending on the distance direction
~■ and the respective raster data are multiplied by the multiplier 2b, and these multiplied data are added by the adder 3, written into the frame memory 4, image processed, and displayed on the TV monitor 6. In this way, the number raster in the scanning direction and the weight series whose weight changes depending on the distance in the distance direction are combined into composite j1. - Frame memory 4
This is what you write to.

第9図は方式1のプローブ7の走査ラスターとフレーム
メモリ4の走査ラスターとの関係を示しており、超音波
ビームの走査側と、TVモニタ6による表示側の座標お
よび長さの単位が1対1に対応したものとしている。1
〜Nは走査側ラスターであり、超音波1画面構成周期中
に第8図で表わした順に走査される。これに対し、表示
側は、走査方向の左右対象な補正関数をたたみ込んだ場
合、その補正関数のn個の系列の半分の値から始まり、
Nから半分の値を引いた値まで、N−n本の補正処理し
たラスターデータを発生する。
FIG. 9 shows the relationship between the scanning raster of the probe 7 and the scanning raster of the frame memory 4 in Method 1, and the coordinates and length units of the scanning side of the ultrasound beam and the display side of the TV monitor 6 are 1. It corresponds to 1:1. 1
.about.N is a raster on the scanning side, which is scanned in the order shown in FIG. 8 during one ultrasonic screen configuration period. On the other hand, when the display side convolves a correction function that is symmetrical in the scanning direction, it starts from half the value of the n series of correction functions,
N-n pieces of corrected raster data are generated up to the value obtained by subtracting half the value from N.

第10図〜第12図は第2の方式の概略を説明しており
、叙述した第1方式と異なる点は、走査側で同一ラスタ
ーをm回走査してから隣のラスターへ移るようにしてい
ることであり、m回同−走査してm947分得られたデ
ータ中で1ライン周期のみ書込み、残りの周期は書込ん
だデータを次の走査による書込み周期がくるまで繰り返
して読み出す動作を行ない、また、ラインバッファメモ
リ1間の転送で左側のラインバッファメモリ1が読出し
たものを右側が書込むように動作させるためには、重み
系列が最大m個必要である。その後の処理は、叙述した
第1方式のように、走査方向の数ラスター分のラインデ
ータと距離に応じて補正関数系列の変化する重み系列と
をたたみ込むものであり、第11図で示したRDとWR
のタイミングで動作する。第12図は第1方式と同様に
走査側ラスターと表示側ラスターとの関係を示しており
、走査側は1,2.・・・1Mまでm個ずつ走査を行う
が表示側はmの半分の値αからMからmの半分の値を引
いたβまで、M−m+1本の補正処理を行なったラスタ
ーデータを発生することを表わしている。
Figures 10 to 12 outline the second method, which differs from the first method described above by scanning the same raster m times on the scanning side and then moving to the next raster. This means that only one line period is written in the data obtained for m947 minutes by scanning m times, and in the remaining periods, the written data is repeatedly read out until the writing period of the next scan arrives. In addition, in order to cause the right side to write what is read by the left line buffer memory 1 during transfer between the line buffer memories 1, a maximum of m weight sequences are required. The subsequent processing, like the first method described above, is to convolve line data for several rasters in the scanning direction with a weight series of a correction function series that changes depending on the distance, as shown in Figure 11. RD and WR
It operates at the timing of FIG. 12 shows the relationship between the scanning side raster and the display side raster as in the first method, and the scanning side is 1, 2, . ... Scanning is performed for m pieces up to 1M, but the display side generates raster data that has been subjected to correction processing of M - m + 1 lines from α, which is half of m, to β, which is half of m from M. It represents that.

第13図、第14図は走査方向[有]〜■のラスターデ
ータと走査方向の方位分解能補正関数の重み系列■〜■
とのコンボリューション処理を示しており、RATE 
1とは上述の第1.第2方式のラスクー周期信号であり
、PIXCK  1とは距離方向の単位を与えるクロ・
7りである。超音波の反射エコー信号は、RATE 1
のZのタイミングでプローブ7の振動子を励振し受信す
るので、音速が一定と仮定した場合、RATEのZより
の時間が距離に比例する。このRATE 1でカウンタ
のクリアをかけPIXCK  1でカウンタをインクレ
メントし、重み発生器2aに距離データを与えるととも
に、表示の視野深度、走査角度、走査線の本数、フォー
カス地点などに応じて重み発生器■〜○より一連の補正
系列データを発生し、それぞれ■〜■のラインバッファ
メモリ1のデータとコンボリューションを行うように構
成されている。
Figures 13 and 14 show raster data in the scanning direction [Yes] to ■ and the weight series of the azimuth resolution correction function in the scanning direction ■ to ■.
It shows convolution processing with RATE
1 refers to the above-mentioned 1. This is the Lascou periodic signal of the second method, and PIXCK 1 is a clock signal that gives the unit in the distance direction.
It is 7ri. The reflected echo signal of the ultrasound is RATE 1
Since the transducer of the probe 7 is excited and received at the Z timing of RATE, the time from Z of RATE is proportional to the distance, assuming that the speed of sound is constant. This RATE 1 clears the counter, PIXCK 1 increments the counter, gives distance data to the weight generator 2a, and generates weights according to the display field of view, scanning angle, number of scanning lines, focus point, etc. It is configured to generate a series of correction series data from the devices ① to ◯, and perform convolution with the data in the line buffer memory 1 of ① to ◯, respectively.

本発明は以上のようになしたから、第14図で示すフレ
ームメモリの表示平面までの走査方向信号の経路で明ら
かなように、出力波形h (x)とオリジナルな波形f
  (x)との間には、走査方向について、という距離
領域(空間周波数の逆領域をいう)の関係があり、空間
周波数領域では H(ω)=G「(ω)・F(ω) の関係になる。
Since the present invention is made as described above, as is clear from the path of the scanning direction signal to the display plane of the frame memory shown in FIG.
(x), there is a relationship in the distance domain (referring to the inverse domain of spatial frequency) in the scanning direction, and in the spatial frequency domain, H(ω)=G'(ω)・F(ω) Become a relationship.

さらに0次のホルダー特性CZ(ω)および補間などの
ホルダー周期よりも短い周期で作用する1次補間の特性
G、(ω)も加わり、フレームメモリ表示での特性L 
(x)は、周波数領域L(ω)の表現では、L(ω)=
H(ω)・CZ (ω)・Ca (ω)となる。一方、
前述の補正特性G 3(ω)をこれに加えると、 L’(ω)=H(ω)・02(ω)・G、j(ω)・G
4(ω)となり、補正が可能であることが表われている
In addition, the zero-order holder characteristic CZ (ω) and the characteristic G, (ω) of linear interpolation, which operates at a shorter period than the holder period such as interpolation, are added, and the characteristic L in the frame memory display is
(x) is expressed in the frequency domain L(ω) as L(ω)=
H(ω)・CZ(ω)・Ca(ω). on the other hand,
Adding the aforementioned correction characteristic G3(ω) to this, L'(ω)=H(ω)・02(ω)・G, j(ω)・G
4(ω), indicating that correction is possible.

第16図に補正処理の効果の一例が示されており、フレ
ームメモリ上にIPix #0.5 asとなるように
倍率を与えた時の距離10cmの走査方向の空間周波数
特性が表われ、第16図(a)はL(ω)であり従来装
置の特性であり、第16図(b)はそれに重み系列−0
,5,2,0,−0,5の補正処理を行なった本発明装
置の特性であって、第16図(b)は高域の空間周波数
特性が補正されていることが明確に表われている。尚、
本発明は上記実施例セクター走査を例にしたが、深さに
よってビーム幅を変えるリニア走査等にも応用できるこ
とは言う迄もない。
An example of the effect of the correction process is shown in FIG. 16, which shows the spatial frequency characteristics in the scanning direction at a distance of 10 cm when a magnification is given so that IPix #0.5 as is displayed on the frame memory. Figure 16(a) shows L(ω), which is the characteristic of the conventional device, and Figure 16(b) shows the weight sequence -0.
, 5, 2, 0, -0, 5. FIG. 16(b) shows the characteristics of the device of the present invention that has undergone correction processing of . ing. still,
Although the present invention has been exemplified by sector scanning in the above embodiment, it goes without saying that it can also be applied to linear scanning, etc. in which the beam width is changed depending on the depth.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は上述のとおり、走査方向数本分のラスターデー
タに走査系を通して生じる走査方向の系統誤差を補正す
るための補正関数系列D4.3をたたみ込むように構成
したから、高周波領域特性が補正され、Bモード像の横
流れ現象が解消される。
As described above, the present invention is configured to convolve the correction function series D4.3 for correcting systematic errors in the scanning direction that occur through the scanning system into raster data for several lines in the scanning direction, so that the high frequency region characteristics are corrected. This eliminates the lateral flow phenomenon in the B-mode image.

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

第1図及び第2図は本発明の原理を示す概要説明図、第
3図(a) 、 (b)は本発明の原理を示すブロック
図およびデータ処理のタイミングチャート図、第4〜 
 と 図1’第J図は本発明の周波数特性を示すグラフ、第7
図〜第9図は第1方式の実施例を示すものであり、それ
ぞれ第7図はブロック図、第8図はデータ処理のタイム
チャート図、第9図は走査ラスターの関係を示す概略説
明図である。第10図〜第12図は第2方式の実施例を
示し、それぞれ第10図はブロック図、第11図はデー
タ処理のタイムチャート図、第12図は走査ラスクーの
概略説明図である。 第13図及び第14図はラスターデータと補正関数重み
系列のコンボリューション処理を示すものであり、第1
3図はブロック図、第14図はデータ処理のタイムチャ
ート図である。第15図はフレームメモリの表示平面ま
での走査方向信号の経路を示す概略説明図、第16図(
a)は従来の周波数特性を示すグラフ、第16図(b)
は本発明の補正処理による周波数特性を示すグラフ、第
17図はセクタ走査によるワイヤーファントム像を示す
説明図、第18図は走査ビーム送受信器出力からフレー
ムメモリ書込みまでの処理を示す概略説明図、第19図
は超音波診断装置の走査方向の系統誤差を示す概略説明
図である。 1、la、lb・・・ラインハソファメモリ、2・・・
重みROM乗算回路、3・・・加算器、4・・・フレー
ムメモリ。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  大胡典夫 疋1イ剖のラフクー に元贋11めラフ 7− K(x)         L(x) 第16図 (b) 相氏徨 第17図
1 and 2 are schematic diagrams illustrating the principle of the present invention, 3(a) and 3(b) are block diagrams and data processing timing charts illustrating the principle of the present invention, and 4-
and Figure 1' Figure J is a graph showing the frequency characteristics of the present invention, Figure 7.
9 to 9 show an embodiment of the first method, respectively. FIG. 7 is a block diagram, FIG. 8 is a time chart of data processing, and FIG. 9 is a schematic explanatory diagram showing the relationship between scanning rasters. It is. FIGS. 10 to 12 show an embodiment of the second method, with FIG. 10 being a block diagram, FIG. 11 being a time chart of data processing, and FIG. 12 being a schematic explanatory diagram of scanning Lasque. Figures 13 and 14 show the convolution process of raster data and correction function weight series.
FIG. 3 is a block diagram, and FIG. 14 is a time chart of data processing. FIG. 15 is a schematic explanatory diagram showing the path of the scanning direction signal to the display plane of the frame memory, and FIG. 16 (
a) is a graph showing conventional frequency characteristics, Fig. 16(b)
is a graph showing the frequency characteristics due to the correction processing of the present invention, FIG. 17 is an explanatory diagram showing a wire phantom image by sector scanning, FIG. 18 is a schematic explanatory diagram showing the processing from the scanning beam transmitter/receiver output to frame memory writing, FIG. 19 is a schematic explanatory diagram showing systematic errors in the scanning direction of the ultrasonic diagnostic apparatus. 1, la, lb...line ha sofa memory, 2...
Weight ROM multiplication circuit, 3... Adder, 4... Frame memory. Agent Patent attorney Noriyuki Ken Yudo Ogo Norio 1st autopsy Rough 11th original forgery 7- K(x) L(x) Figure 16 (b) Aiji Toru Figure 17

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 超音波パルスに対して得られる超音波エコー信号をサン
プリングしかつディジタル信号に変換して順次ラインバ
ッファメモリ群に記憶し、このラインバッファ・メモリ
群からのラスターデータを循環的に読み出しながら画像
処理を行う超音波診断装置において、上記ラインバッフ
ァメモリから読み出した同じ深さのラスターデータに対
してこの深さによって変化する関数をコンボリューショ
ン演算する如く構成したことを特徴とする超音波診断装
置。
Ultrasonic echo signals obtained in response to ultrasonic pulses are sampled, converted into digital signals, and sequentially stored in a line buffer memory group, and image processing is performed while cyclically reading raster data from this line buffer memory group. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that the ultrasonic diagnostic apparatus is configured to perform a convolution calculation on raster data of the same depth read from the line buffer memory with a function that changes depending on the depth.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02215446A (en) * 1989-02-17 1990-08-28 Toshiba Corp Ultrasonic blood stream imaging device
JPH02246951A (en) * 1989-03-20 1990-10-02 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02215446A (en) * 1989-02-17 1990-08-28 Toshiba Corp Ultrasonic blood stream imaging device
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