JPS6282352A - 超音波撮像装置 - Google Patents

超音波撮像装置

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JPS6282352A
JPS6282352A JP60224152A JP22415285A JPS6282352A JP S6282352 A JPS6282352 A JP S6282352A JP 60224152 A JP60224152 A JP 60224152A JP 22415285 A JP22415285 A JP 22415285A JP S6282352 A JPS6282352 A JP S6282352A
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JP
Japan
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signal
received
ultrasonic
memory
phase delay
Prior art date
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Pending
Application number
JP60224152A
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English (en)
Inventor
Masao Oba
大場 正男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Keiki Co Ltd filed Critical Tokyo Keiki Co Ltd
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Publication of JPS6282352A publication Critical patent/JPS6282352A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 未発IIは、超?9波を対象物に照射してその反射像を
得る超音波撮像装置に関する。
(従来技術) 従来、この種の超音波撮像装置としては、複数個の超音
波送受信用振動子を用いて超音波の送受信を行い、受信
した超音波信号から開口合成処理により対象物の反射像
を得る超音波診断装置が知られている。これは、人体等
の対象物に対し超音波を送信すると共に対象物からの反
射波を受信する超gf波送受信器として、第4図に示す
ように複数(例えば84)個の超音波振動子1を一列に
並べた振動子アレイから成る探触子を備えている。その
振動子アレイ中の各振動子1は、パルス発生器で作られ
た所定周波数のパルス信号を加えられると振動して超音
波を発生し、超音波を受けると電圧を発生する圧電素子
で構成されている。
装置の作動時には、公知の振動子切換器(図示省略)に
より、−直線−ヒに配列された各振動子1を、対象物に
向けて超rf波を送信する送信素子または対象物からの
反射超音波を受信する受信素子に順次切り換えて超音波
の送受信を行い、受信素子で受信した超音波から開口合
成処理により対象物の反射像を得るようにしている。
今、図に示すように合成対象の素子(振動子)の数を2
N+1、各素子の開口長およびピッチを夫々a、dとす
ると、合成開口長は D= (2N+1)d となる。ここで、超音波の波長を入、振動子アレイの中
心から方位x=nd (nは整数)の位置にある素子か
ら距離Rxの点Pにおける反射係数を[(X)で表わし
、 RX =EI下J(X−x)2 =  R+(X−x)2/2R と近似すると、再構成像は =f(X) eJ(ωt−2/2R)  −jhX2 
/Re と表わされる。ただし、k(=2π/入)は波長定数で
ある。
ト記(1)式において、 J(ωを十hx2/R) e(3) は受信信号に対する位相の補正を表わしており。
開口合成処理においては、これを演算することが必要で
ある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、」二足(3)式を jωt   jAx2/R e    Xe jωt のように分離し、受信信号e   に位相補正項jkx
”/Rを掛算することは、複素数の掛算という複雑な演
算を必要とし、そのために処理時間が長くなるという問
題があった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような問題点を解決するため、−F記(
3)式を、 2π ω h = −= −(cは超音波の伝搬速度)入    
 C であるから、 jω(t+x2/cR) e(4) と考え、時間を(X2/cR)だけずらしてデータを取
る方法を採用し、加算のみで位相の補正ができるように
した。
すなわち、本発明は、複数個の超音波送受信用振動子を
配列して成る振動子アレイと、この振動rアレイ中の振
動子を順次切り換えて超音波の送受信を行う切換手段と
前記振動子で受信した超音波から開口合成処理により対
象物の反射像を得る像再生処理手段とを備えたa音波撮
像装置において、像再生処理手段に、前記受信素子で受
信した超音波信号の位相遅れに対応する時間だけずれた
サンプリングデータを記憶した記憶手段を設け、詳記(
Q手段からサンプリングデータを読み出して演算するこ
とにより、前記受信信号の位相遅れを補正するようにし
たものである。
(実施例) 以F、添伺図面に示す本発明の実施例について説明する
第1図は、超音波診断装置において受信した信号に開に
1合成処理を施す信号処理回路を示す0図において、1
1は振動子アレイおよび振動子切換回路を含む、t4i
音波送受信器、12は距離減衰および散乱減衰の補償の
ためのゲイン補正回路、13は90°位相dれ回路、1
4aおよび14bはA/D変換器、15aおよび15b
は受信信号のサンプリングデータを記憶するバッファメ
モリ、16aおよび16bは各バッファメモリの7ドレ
ツシングに使用する補正メモリ、17aおよび17bは
各バッフ7メモリ15a、15bかも読み出したデータ
を加算する加算器、18aおよび18bは2乗計算器、
19は後述の90°サンプリング法により像再生点の信
号とそれより位相が80°遅れた点の信号の2乗和を求
める加算器、20は加算器20の出力の乎方根をとった
後、距#Rで正規化するIE規化回路、22はリフレッ
シュメモリである。
−I−記の信号処理回路では、送受信器11の受信素子
で受信され11つゲイン補正された反射超音波信号は、
そのままA/D変換されてバッファメモリ15aに記憶
される一方、位相を90°遅らされた後A/D変換され
てバッファメモリ15bに記憶される。これは、後述の
90’サンプリング法により映像信号を求めるためであ
る。
各バッファメモリ15a、15bには、a音波の中心周
波数の数倍程度でサンプリングされたデータが、第2図
に示すように方位(X)方向および距離(R)方向に2
次元的に記憶される。開口合成処理では、ある点(xo
 、 Ro )の映像信号を得るために、図の木印を付
したアドレスに記(Qされたデータを加算する必要があ
る。そのアドレスを(x 、 R)とすれば、 (Xi≦X≦X2) の関係がある。そこで、各Xに対するRの値を予め計算
して各補正メモリ16a、16bに記憶しておく。その
結果、与えられた(xo 、 Ro )に対して各補正
メモリ16a、16bから即時に必要な(x 、 R)
の組合せが得られ、それらのアドレスを指定することに
より、各バッファメモリ15a、15bから(XO、R
o )の映像信号を得るのに必要なデータが読み出され
る。
この場合において、前掲の (4)式で表わされる受信
信号に対する位相補正は、各補1Fメモリ16a、16
bに記憶されたXに対するRの値により決定される時間
(x2/cR)だけ遅れたデータを各バッファメモリ1
5a、15bから読み出して演算することで行われる。
すなわち、名パンファメモリ15a、15bは、夫々の
補正メモリ16a、16bで指定されるアドレスにL記
の時間遅れのサンプリングデータを記憶しており、これ
を読み出して加算することによって受信信号の位相を補
正したデータが得られる。
次に、対象物の再構成像を表わすヒ記(1)式はそのま
までは映像信号とすることができず、受信信号の包路線
をとらなければならない、そのため、本発明の実施例で
は90°サンプリング法を採用している。これは、サン
プリングする信号F (t)と同時に、それより90°
位相遅れのある信号F (t+π/2ω)をもサンプリ
ングする方法である。後者は、 F(t+π/2ω) = f(t+π/2ω)sin  ω(t+−rr/2
ω)= f(t+−yr/2ω) cos ωtと表わ
すことができ、更にωがf (t)の周波数より十分大
きければ、f(t+π/2ω)=f(t)と近似できる
ことから、F(t)とF(t+π/2ω)のモ方根自乗
和を計算すれば、 = f (t) となって包路線が得られる。
この方法によれば、映像化点の高々2倍の点における値
を求めるだけでよいことになる。すなわち、受信信号の
映像化点におけるデータとこれより位相が90°遅れた
点におけるデータとを同時に求め、演算回路で両者の平
方根2乗和を計算することにより、受信信号の包路線す
なわち映像信号が得られる。
第1図の信t)処理回路は、−1−記の30°サンプリ
ング法に基づき、バッファメモリ15aに記憶されたデ
ータと、/ヘツファメモリ15bに記憶された90°位
相遅れのデータとを夫々2乗した後、加算器20で加算
し、iE規化回路21で平方根を求めることにより包路
線を得て映像信号とするものである。なお、映像信号を
得るために加算するサンプリングデータの欽は、超音波
の指向性により距mRが大きいほど多いので、正規化回
路21では、−1,記の平方根をサンプリングデータの
数で割算する(距#Rで正規化する)ようにしている。
次に、第3図は他の実施例を示す。これは、第1図の信
号処理回路が、送受信器11の受信素子で受信されゲイ
ン補正された反射超音波信号を位相遅れのない信号と8
0°位相遅れのある信号に分けて処理するのに対し、サ
ンプリング周波数を90゜のn倍(nは整数)に設定す
ることにより、位相どれのないデータと90°位相どれ
のあるデータとを1つのバッファメモリ15に同時に取
り込むことができるようにしたものである。そのため、
1つの補正メモリ16によるアドレッシングは、90゜
位相遅れのあるデータを1涜み出すときはアドレスをn
だけ加算すればよく、補正メモリ16とバッファメモリ
15との間に電子スイッチ31を介してアドルス加算器
32を接続している。また、パンツアメモリ15から位
相遅れのないデータと90゜位相遅れのあるデータとを
選択的に取り出すために、バッファメモリ15の出力側
に電子スイッチ33を設けている。2つの′1ヒ子スイ
ッチ31および33は、マイクロプロセッサ等の制御子
役によりTLいに連動して切り換えられる、すなわち位
相遅れのないデータを読み出すときは第3図の実線で小
才位置に、90’位相遅れのあるデータを読み出すとき
は破線で示す位置に夫々設定される。
以り、図示の実施例について説明したが、本発明は診断
装置に限らず、水中ソナー等の撮像装置に広く適用でき
るものである。
(発明の効果) 以りのように、本発明は、複数個の超音波送受信用振動
子を配列して成る振動子アレイと、該振動r−アレイ中
の振動子を対象物に向けて超音波を送信する送信素子ま
たは対象物からの反射超音波を受信する受信素子に11
「1次切り換える切換手段と、振動子アレイの受信素子
で受信した超音波から開に1合成処理により対象物の反
射像を得る像再生処理手段とを備えた超音波撮像装置に
おいて、像再生処理手段に、前記受信素子で受信した超
音波信号−の位相どれに対応する時間だけずれたサンプ
リングデータを記憶した記憶手段を有し、該記憶手段か
らサンプリングデータを読み出して演算することにより
、前記受信信号の位相遅れを補正するようにしたもので
あるから、複雑な演算を必要とせず、加算のみで位相の
補正を行うことができ、処理速度が向上するという効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の開口合成信号処理回路の構成
を示すブロック図、第2図は記憶手段のデータ記憶アド
レスを示す図、第3図は他の実施例を示すブロック図、
第4図は振動子アレイの形状および対象物までの距離を
示す図である。 1−一一一振動子、 11−−−一超音波送受信器、 12−−−−ゲイン補正回路、 13−−−−90°位相遅れ回路、 14 a、  14 b−一−−A/D変換器、15a
、15b−−−−バッファメモリ、16a、16b−−
−一補正用メモリ、17a、17b−−−一加算器、 18 a、 l 8 b−−−−2乗計算塁、19−−
−一加算器、 20−−−一信号正規化回路、 21−−−−リフレッシュメモリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数個の超音波送受信用振動子を配列して成る振動子ア
    レイと、該振動子アレイ中の振動子を対象物に向けて超
    音波を送信する送信素子または対象物からの反射超音波
    を受信する受信素子に順次切り換える切換手段と、前記
    振動子アレイの受信素子で受信した超音波から開口合成
    処理により対象物の反射像を得る像再生処理手段とを備
    えた超音波撮像装置において、 前記像再生処理手段は、前記受信素子で受信した超音波
    信号の位相遅れに対応する時間だけずれたサンプリング
    データを記憶した記憶手段を有し、該記憶手段から該サ
    ンプリングデータを読み出して演算することにより前記
    受信信号の位相遅れを補正するようにしたことを特徴と
    する超音波撮像装置。
JP60224152A 1985-10-08 1985-10-08 超音波撮像装置 Pending JPS6282352A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6743202B2 (en) * 1998-06-15 2004-06-01 Medrad, Inc. Encoding of syringe information

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS555687A (en) * 1978-05-24 1980-01-16 Gen Electric New ultrasoniccwave image formation device
JPS55143476A (en) * 1979-04-26 1980-11-08 Kiyoshi Nakayama Composing method for ultrasonic-wave opening surface

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