JPS6283655A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS6283655A JPS6283655A JP22346785A JP22346785A JPS6283655A JP S6283655 A JPS6283655 A JP S6283655A JP 22346785 A JP22346785 A JP 22346785A JP 22346785 A JP22346785 A JP 22346785A JP S6283655 A JPS6283655 A JP S6283655A
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- JP
- Japan
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- signal
- kernel
- hologram
- depth
- ultrasonic
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、超音波によって被検体を走査し、得られた反
、！ｌＪ′を信号をもとに、被検体のＵｒ層像を合成す
る超音波診断装置に関する。
、！ｌＪ′を信号をもとに、被検体のＵｒ層像を合成す
る超音波診断装置に関する。
超音波を用いて被検体の断層像を得る手法は。
外部から見ることのできない被検体内部の構造を調べる
方法として、医療や非破壊検査の分野において広く用い
られている。この様な手法を用いた装置の性能として重
要なのは、超音波進行方向に直交する方向の分解能（方
位分解能）である。この方位分解能を高める方法として
は、開口代法が知られている。これを用いることにより
、超音波ビームを単に物理的に収束させた場合にくらべ
。
方法として、医療や非破壊検査の分野において広く用い
られている。この様な手法を用いた装置の性能として重
要なのは、超音波進行方向に直交する方向の分解能（方
位分解能）である。この方位分解能を高める方法として
は、開口代法が知られている。これを用いることにより
、超音波ビームを単に物理的に収束させた場合にくらべ
。
振動子からの距離に依存しない良好な方位分１イ能を得
ることができる。ところで、開口合成法における断７゛
Ｘ４像を得るための処理の基本は１反射体と送受信超音
波トランスデー−サとの位置１刈係にもず とｆｌｌ倍信号位相差を補正してそれらを加え合せると
いうものである。つまり、開口合成法（こおいては、受
信信号の位相情報をもとに画像が構成され、振幅情報は
積極的には用いられていない。
ることができる。ところで、開口合成法における断７゛
Ｘ４像を得るための処理の基本は１反射体と送受信超音
波トランスデー−サとの位置１刈係にもず とｆｌｌ倍信号位相差を補正してそれらを加え合せると
いうものである。つまり、開口合成法（こおいては、受
信信号の位相情報をもとに画像が構成され、振幅情報は
積極的には用いられていない。
従って、受信信号の振幅をも考慮した処理を行なうこと
によって、さらにすぐれた性能を実現できる。即ち、被
検体の超音波による走査によって得られる受信信号に対
し、超音波の波動としての伝ばんを考慮した逆フィルタ
を用いて処理を行ない断層像を得ることにより７従来装
置より高い方位分解能が実現できる。
によって、さらにすぐれた性能を実現できる。即ち、被
検体の超音波による走査によって得られる受信信号に対
し、超音波の波動としての伝ばんを考慮した逆フィルタ
を用いて処理を行ない断層像を得ることにより７従来装
置より高い方位分解能が実現できる。
ところで、超音波の波動としての伝ばんを考慮した逆フ
ィルタを構成する際必要となるのが伝ばン系のインパル
スレスポンスである。このインパルスレスポンスは水中
に張ったナイロン線（点反射体とみなせる程十分Ｉ固い
もの）を用いて求める方法がある。ところがこの方法に
よると、１枚の断層像を得るためには、例えば、深さ方
向（視野振度２０ｃＴｔ） １２８ｐｉＸとした場合は
１２８回の実行によす各深さのインパルスレスポンスを
求めることになり、実行回数が膨大となり、実現がかな
り難しいという問題点があった。
ィルタを構成する際必要となるのが伝ばン系のインパル
スレスポンスである。このインパルスレスポンスは水中
に張ったナイロン線（点反射体とみなせる程十分Ｉ固い
もの）を用いて求める方法がある。ところがこの方法に
よると、１枚の断層像を得るためには、例えば、深さ方
向（視野振度２０ｃＴｔ） １２８ｐｉＸとした場合は
１２８回の実行によす各深さのインパルスレスポンスを
求めることになり、実行回数が膨大となり、実現がかな
り難しいという問題点があった。
本発明は、この様な事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、伝ばん系のインパルスレスポン
スを求める際の実行回数を軽減することにある。
の目的とするところは、伝ばん系のインパルスレスポン
スを求める際の実行回数を軽減することにある。
本発明は、ある深さのインパルスレスポンスをその深さ
をはさむ２つの実際に求めたインパルスレスポンスから
線形補間（２つのインパルスレスポンスからの距離の比
に相当する重みを２つのインパルスレスポンスに与えて
加算する方法）により計算で求める様にしたものである
。
をはさむ２つの実際に求めたインパルスレスポンスから
線形補間（２つのインパルスレスポンスからの距離の比
に相当する重みを２つのインパルスレスポンスに与えて
加算する方法）により計算で求める様にしたものである
。
かくして１本発明によれば、比較的少ない実行回数で伝
ばん系のインパルスレスポンスを求めることができる。
ばん系のインパルスレスポンスを求めることができる。
以下１図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
まず、逆フイルタ処理による画像再構成についである一
定の深さに反射体がある場合を例にとり述べる。超音波
の送受信を行なって被検体を走査した場合、受信信号５
（ｘ）は、波の回折理論に基づいて１次式の様に表わす
ことができる。
定の深さに反射体がある場合を例にとり述べる。超音波
の送受信を行なって被検体を走査した場合、受信信号５
（ｘ）は、波の回折理論に基づいて１次式の様に表わす
ことができる。
ここで、 ｆ（ｘ）は被検体の反射率の分布であり、こ
れが画像として映像化されるべきものである。ｈ（ｘ）
は。
れが画像として映像化されるべきものである。ｈ（ｘ）
は。
トランスデー−サをも含めた波の伝ばん系を表わスイン
パルスレスポンスである。この具体的な形は１回折理論
に基づいて求めることができる。Ｘは走査方向に座標軸
をとった場合の送受信点の位置を表わす。なお、伝ばん
系は、音響的に一様であると仮定する。（１）式の両辺
をフーリエ変換すると Ｓ（ロ）＝Ｆ←）・ 胴
（２）となる。ここで、８． Ｆ、 Ｈはそれぞれ
ｓ、 ｆ、 ｈの７−リエ変換を表わす。これより となり１両辺を７−リエ逆変換することにより。
パルスレスポンスである。この具体的な形は１回折理論
に基づいて求めることができる。Ｘは走査方向に座標軸
をとった場合の送受信点の位置を表わす。なお、伝ばん
系は、音響的に一様であると仮定する。（１）式の両辺
をフーリエ変換すると Ｓ（ロ）＝Ｆ←）・ 胴
（２）となる。ここで、８． Ｆ、 Ｈはそれぞれ
ｓ、 ｆ、 ｈの７−リエ変換を表わす。これより となり１両辺を７−リエ逆変換することにより。
反射率の分布麻）が求まる。
ここでＦ−’ｃ〕は、〔〕内の関数のフーリエ逆変換を
表わす。
表わす。
この式は、受信信号Ｓのフーリエ逆変換することにより
、 ｆ（ｘ）が得られることを示している。つまり、ス
ペクトラムが１／圀である逆フィルタを掛けることをこ
より、 ｆ（ｘ）が得られることが分る。従って、１／
胴を７−リエ逆変換したものをカーネルデータとし、受
信信号を位相検波して寿られたホログラムデータとのコ
ンポリコージランを計算することにより、画像を再構成
することができる。この様な処理はこれまでの開口合成
法とは異なり伝ぼん系に２ける位相変化だけでなく、振
幅変化をも考慮したものとなっており、より高い方位分
解能を得ることができる。
、 ｆ（ｘ）が得られることを示している。つまり、ス
ペクトラムが１／圀である逆フィルタを掛けることをこ
より、 ｆ（ｘ）が得られることが分る。従って、１／
胴を７−リエ逆変換したものをカーネルデータとし、受
信信号を位相検波して寿られたホログラムデータとのコ
ンポリコージランを計算することにより、画像を再構成
することができる。この様な処理はこれまでの開口合成
法とは異なり伝ぼん系に２ける位相変化だけでなく、振
幅変化をも考慮したものとなっており、より高い方位分
解能を得ることができる。
ここで、ある深さの再構成に必要なカーネルは。
水中でその深さにナイロン線を張って点反射体とし、こ
れより実際に作成する。例えば、視野深度ヲ２０ｃＩｒ
Ｌトし、 １．５ｍｍピッチでカーネルを作成した場合
、少なくとも２００÷１．５ ＝ １２８回の実行が必
要となる。更に精度よくカーネルデータを作成する為に
その深さで何回かデータをとり、それを加算平均して、
ある深さのカーネルデータとした場合は。
れより実際に作成する。例えば、視野深度ヲ２０ｃＩｒ
Ｌトし、 １．５ｍｍピッチでカーネルを作成した場合
、少なくとも２００÷１．５ ＝ １２８回の実行が必
要となる。更に精度よくカーネルデータを作成する為に
その深さで何回かデータをとり、それを加算平均して、
ある深さのカーネルデータとした場合は。
１２８Ｘ（加算平均の回数）だけ実験が必要となり。
各実行毎でプローブやターゲットの位置合わせ等の操作
を行なうことを考えると、実際にカーネルを作成するの
はかなり困難であると思われる。
を行なうことを考えると、実際にカーネルを作成するの
はかなり困難であると思われる。
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、カー
ネルを線形補間により求めることにより。
ネルを線形補間により求めることにより。
カーネル作成のための実行回数を実現可能と思われる回
数まで低減することを目的としている。以下にその方法
について具体的に述べる。
数まで低減することを目的としている。以下にその方法
について具体的に述べる。
視野深度２０ｃ１ｒＬとした場合、深さ方向１ｃＩｒＬ
間隔でカーネルを作成することを行なう。即ち、 ２０
回の実行回数となり、大幅に実検回数の低減をはかるこ
とができる。このカーネルをもとに、線形補間によりす
べての深さのカーネルを作成する。例えば１０αの深さ
のカーネルをＫＲＩ、１１ｃｆｔの深さのカーネルをＫ
Ｒ２とし、 ｌ、５＋ｍ毎にカーネルがある場合は。
間隔でカーネルを作成することを行なう。即ち、 ２０
回の実行回数となり、大幅に実検回数の低減をはかるこ
とができる。このカーネルをもとに、線形補間によりす
べての深さのカーネルを作成する。例えば１０αの深さ
のカーネルをＫＲＩ、１１ｃｆｔの深さのカーネルをＫ
Ｒ２とし、 ｌ、５＋ｍ毎にカーネルがある場合は。
１０〜１１Ｃ１１′Ｌの間で線形補間により６コのカー
ネルが作成される。ＫＲＩ、ＫＲ２のそれぞれの係数を
α、βとして求める溢さのカーネルＫＲ３は。
ネルが作成される。ＫＲＩ、ＫＲ２のそれぞれの係数を
α、βとして求める溢さのカーネルＫＲ３は。
αｘＫＲ１＋βＸＫ、Ｒ２
ＫＲ３＝ 、 α＋β＝６とな
る。
る。
よって、メモリには一定の間隔で実際に求めたカーネル
データのみを格納し、断層像を再構成する際に必要とな
る上記一定の間隔の間におけるカーネルは装置起動時に
線形補間により計算により求める様にすればよい。この
演算に用する時間を求める。例えば深さ方向１２８．カ
ーネル長４８とすると ＳＩＮ ＫＲ （αｘＫＲ１＋βｘ ＫＲ２） ｘ （カーネル長）×
（ＣＯ８Ｋｌ（、）×（深さ方向データ数）＝（αｘＫ
Ｒ１＋β対０４２ ） Ｘ １２２８８この式から、２
回の積と１回の和の演算を１２２８８回実行すればよ（
、８ＭＨｚのクロックをもつＣＰＵを使りだ場合の演算
時間は、データの転送時間を含めて（績１０，５μｓ、
和１．６３μ５）（１０，５μｓＸ２＋１．６３μ５）
Ｘ１２２８８ ＃ ０．３ （Ｓｅｃ）となる。
データのみを格納し、断層像を再構成する際に必要とな
る上記一定の間隔の間におけるカーネルは装置起動時に
線形補間により計算により求める様にすればよい。この
演算に用する時間を求める。例えば深さ方向１２８．カ
ーネル長４８とすると ＳＩＮ ＫＲ （αｘＫＲ１＋βｘ ＫＲ２） ｘ （カーネル長）×
（ＣＯ８Ｋｌ（、）×（深さ方向データ数）＝（αｘＫ
Ｒ１＋β対０４２ ） Ｘ １２２８８この式から、２
回の積と１回の和の演算を１２２８８回実行すればよ（
、８ＭＨｚのクロックをもつＣＰＵを使りだ場合の演算
時間は、データの転送時間を含めて（績１０，５μｓ、
和１．６３μ５）（１０，５μｓＸ２＋１．６３μ５）
Ｘ１２２８８ ＃ ０．３ （Ｓｅｃ）となる。
第１図は１本発明の一実施例装置のブロック図であり、
１は超音波振動子である。この超音波振動子１は、パル
サ３により付勢されて、ある広がりをもつ超音波パルス
を送波し１反射体４から反射された上記、超音波パルス
の反射波を受波している。この反射波の受信信号は、レ
シーバを介して必要なレベルまで増幅される。位相検波
器５，６は１発損器７から与えられる正弦波信号、或は
。
１は超音波振動子である。この超音波振動子１は、パル
サ３により付勢されて、ある広がりをもつ超音波パルス
を送波し１反射体４から反射された上記、超音波パルス
の反射波を受波している。この反射波の受信信号は、レ
シーバを介して必要なレベルまで増幅される。位相検波
器５，６は１発損器７から与えられる正弦波信号、或は
。
これを移相器８を介して９０°移相した正弦波信号から
なる９０°位相を異にする信号をそれぞれ入力してｉＵ
記受信信号を位相検波している。なお、上記正弦波信号
の周波数は、超音波振動子１の共振周波数と等しく定め
られており、また前記位相検波された信号は、内蔵する
低域フィルタを介して高周波成分除去されて出力される
。この結果、２つの位相検波器５，６からは互に直交し
た関係にあるＣＯＳホログラム信号、ＳＵＮホログラム
信号が得られ、これらはＡ／Ｄ変換器９，１０を介して
それぞれデジタル化された後、メモ！Ｊ １１ 、１２
に格納される。メモリ１３は、深さＺをパラメータとし
てその深さに対応して実際に求めたカーネルデータのみ
を格納するものであり、またメモリ１４は前記方法によ
りコンピュータ１７により計算されたカーネルデータが
格納されている。演算処理部１４ ｒ’ｉ 、 Ｉ前記
メモリ１１．１２．１３．１４よりそれぞれ与えられる
情報から前記第（６）式で示される開口合成演算処理を
丸打し、これより求められた再構成像Ａを表示器１５に
より表示する。
なる９０°位相を異にする信号をそれぞれ入力してｉＵ
記受信信号を位相検波している。なお、上記正弦波信号
の周波数は、超音波振動子１の共振周波数と等しく定め
られており、また前記位相検波された信号は、内蔵する
低域フィルタを介して高周波成分除去されて出力される
。この結果、２つの位相検波器５，６からは互に直交し
た関係にあるＣＯＳホログラム信号、ＳＵＮホログラム
信号が得られ、これらはＡ／Ｄ変換器９，１０を介して
それぞれデジタル化された後、メモ！Ｊ １１ 、１２
に格納される。メモリ１３は、深さＺをパラメータとし
てその深さに対応して実際に求めたカーネルデータのみ
を格納するものであり、またメモリ１４は前記方法によ
りコンピュータ１７により計算されたカーネルデータが
格納されている。演算処理部１４ ｒ’ｉ 、 Ｉ前記
メモリ１１．１２．１３．１４よりそれぞれ与えられる
情報から前記第（６）式で示される開口合成演算処理を
丸打し、これより求められた再構成像Ａを表示器１５に
より表示する。
また、コンピュータ１７において行なわれる＠能は以下
の４つである。
の４つである。
（１） Ｔ／Ｒの制御
（２）ホログラムデータのメモリへの転送（３）カーネ
ルデータの線形補間計算およびカーネルメモリへの転送 （４）像の再構成処理の制御 以上説明したように本発明は、実際に作成するカーネル
データ量は少なくて済むという特長を有するものである
。
ルデータの線形補間計算およびカーネルメモリへの転送 （４）像の再構成処理の制御 以上説明したように本発明は、実際に作成するカーネル
データ量は少なくて済むという特長を有するものである
。
る。
１・・・超音波振動子 ２・・・点反射体３・・
・パルサ／レシーバ ５，６・・・位相検波器７・
・・発振器 ８・・・移相器９．１０・・・Ａ／
Ｄ変換器 １１．１２．１３．１４・・・メモリ
１４・・演算処理部 １５・・−表示器１７・
・・コンピュータ
・パルサ／レシーバ ５，６・・・位相検波器７・
・・発振器 ８・・・移相器９．１０・・・Ａ／
Ｄ変換器 １１．１２．１３．１４・・・メモリ
１４・・演算処理部 １５・・−表示器１７・
・・コンピュータ
Claims (1)
- パルサにより駆動されて超音波を送波し、この超音波の
対象物による反射波を受波する超音波振動子と、この超
音波振動子による前記反射波の受信信号を位相検波して
前記対象物に関するホログラム信号を求める位相検波器
と、前記ホログラム信号の振幅および位相特性をもとに
作成されたカーネル信号と、このカーネル信号と前記ホ
ログラム信号とを用いて開口合成演算を実行して前記対
称物の再構成結果を求める演算処理部とを備え、前記カ
ーネル信号は前記対象物の異なる深さ方向の任意の点に
ついて実際にホログラム信号を得て作成されている一方
、その他の点については前記実際に求めたホログラム信
号の振幅および位相特性から線形補間により作成される
ことを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22346785A JPS6283655A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22346785A JPS6283655A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6283655A true JPS6283655A (ja) | 1987-04-17 |
Family
ID=16798599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22346785A Pending JPS6283655A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6283655A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770353A2 (en) | 1995-10-13 | 1997-05-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic diagnosing apparatus |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP22346785A patent/JPS6283655A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0770353A2 (en) | 1995-10-13 | 1997-05-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic diagnosing apparatus |
| US5706818A (en) * | 1995-10-13 | 1998-01-13 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic diagnosing apparatus |
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