JPWO2012063481A1 - ビームフォーミング方法、超音波診断装置、プログラム、集積回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、実施の形態1のビームフォーマ部(図1のビームフォーマ部105)の構成を示す図である。
超音波信号の送信部により送信がされて、図示しないが、その送信によって、生体等に向けて送信された超音波信号は、生体の媒質の変化等によって、その変化の位置で反射し、反射した反射波が、受信部201によって受信される。
種ビーム生成部202の構成及び動作について、図3を用いて説明する。
図3の種ビームスイッチ301に、組合せパターンの一例を示す。
パターン2(表6Tの第2列)は、受信素子の組合せに関して、使用する各受信素子の位置が、受信開口の中心(11、12番目の受信素子の間の箇所)からみて対称であり、何れの、使用される受信素子(1、2、4…番目)についても、その受信素子に対して、上述の中心の箇所に関して対称である受信素子(22、21、20…番目)も利用されるパターンである。
パターン3(図6の表6Tの第3列)では、各受信素子のうちで、最上部および最下部(両端部)の受信素子(表6Tの1番目、22番目の受信素子)が選択されている。図3の種ビームスイッチ301に示されている選択パターンも、その一例である。
図2を用いての説明に戻る。それぞれの種ビーム生成部202で生成された種ビーム出力列は、ビーム合成部203へと入力される。
次に、狭ビーム生成部204(図2)について述べる。
実施の形態2では、超音波診断装置について図11を用いて説明する。
実施の形態1では、超音波プローブの超音波受信素子及び受信素子が、1次元に配列されたものとして説明した。しかし、超音波プローブ中の超音波受信素子、及び受信部201の受信素子が、複数列配置されている構成であってもよい。また、超音波受信素子及び受信素子が、2次元アレイ状に構成されているものであってもよい。
(1)長軸方向のビームフォームには、実施の形態1のビームフォーム方法を使用し、短軸方向のビームフォームには、整相加算法を使用する場合
(2)短軸方向のビームフォームには、実施の形態1のビームフォーム方法を使用し、長軸方向のビームフォームには、整相加算法が使用する場合
(3)長軸方向及び短軸方向の両方に、実施の形態1のビームフォーム方法を使用する場合
図16は、実施の形態1で説明したビームフォーマ部の前処理部302を示すブロック図である。
こうして、要するに、超音波診断装置の高分解能化と画質向上とを図ることができる。すなわち、一部の前記受信素子群から得られたエコー信号を使用し、エコー信号が使用される受信素子の組合せが異なる複数種類の種ビームを生成する種ビーム生成ステップと、複数の種類の種ビームを選択して合成し、前記対象領域に対する信号強度が大きい主ビームと、前記対象領域に対する信号強度が前記主ビームよりも小さい副ビームとを少なくとも生成するビーム合成ステップと、前記主ビームから、複数の前記副ビームに各々係数を乗じて減算し、前記対象領域のエコー信号を合成する狭ビーム生成ステップと、を有することを特徴とするビームフォーミング方法が用いられる。
102 T/Rスイッチ部
103 パルサー部
104 AFE部
105 ビームフォーマ部
106 画像化部
107 操作部
108 表示部
201 受信部
202 種ビーム生成部
203 ビーム合成部
204 狭ビーム生成部
205 受信素子
300 受信部
301 種ビームスイッチ部
302 前処理部
303 遅延加算処理部
701 重み付けビーム加算ユニット
702 重み付けビーム乗算ユニット
703 ビーム期待値演算ユニット
801 暫定ビーム合成部
802 主ビーム合成ユニット
803 副ビーム合成ユニット
901 重み付けビーム加算ユニット
902 主ビーム前処理ユニット
903 重み付けビーム減算ユニット
1001 受信部
1002 受信素子
1101 プローブ部
1102 ビームフォーマ部
1103 種ビーム生成部
1104 ビーム合成部
1105 狭ビーム生成部
1106 画像生成部
1107 データ保存部(シネメモリ)
1108 画像表示部
1109 制御部
1301、1304 種ビーム生成部
1302、1305 ビーム合成部
1303、1306 狭ビーム生成部
1501、1503、1506 種ビーム生成部
1502、1504、1507 ビーム合成部
1505、1508 狭ビーム生成部
1601 ウインドウ決定部
1602 ウインドウ処理部
1603 変換部
2203 ビーム合成・狭ビーム生成部
2301、2303、2305 種ビーム生成部
2302、2304、2306 ビーム合成部
2307 狭ビーム生成部
S1、S2、S3 ステップ
Claims (17)
- 所定のライン上に配列された複数の受信素子を含むプローブから得られた、対象領域のエコー信号を処理するビームフォーミング方法であって、
前記複数の受信素子のうち少なくとも2つ以上の前記受信素子から得られた前記エコー信号を使用して、複数の種ビームを生成する種ビーム生成ステップと、
前記複数の種ビームを少なくとも1つ以上使用して、主ビームと複数の副ビームとを生成するビーム合成ステップと、
前記主ビームから、前記複数の副ビームの各々に所定の係数を乗じて減算し、前記対象領域の狭ビームを生成する狭ビーム生成ステップとを含み、
前記主ビームの、前記対象領域に対する信号強度は、前記複数の副ビームの、前記対象領域に対する信号強度よりも大きい
ビームフォーミング方法。 - 各々の前記種ビームを、前記少なくとも2つ以上の前記受信素子の組み合わせを互いに変えて得られた前記エコー信号を使用して生成する
請求項1に記載のビームフォーミング方法。 - 前記種ビーム生成ステップにおいて、前記所定のラインの両端の2つの前記受信素子の間にある、少なくとも一つの前記受信素子で受信された前記エコー信号を利用しない
請求項1又は2に記載のビームフォーミング方法。 - 少なくとも1つの前記種ビームにおける、メインローブのビーム幅は、全ての前記受信素子で得られた前記エコー信号を使用して生成されたビームにおける、メインローブのビーム幅よりも狭い
請求項1〜3の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 前記ビーム合成ステップにおいて、前記主ビーム及び前記複数の副ビームを合成するために、少なくとも2種類以上の演算方法を使用する
請求項1〜4の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 前記種ビーム生成ステップにおいて、少なくとも1つの前記種ビームを、全ての前記受信素子から得られた前記エコー信号を用いて生成する
請求項1〜4の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 受信する前記エコー信号が使用される各々の前記受信素子は、前記エコー信号が使用される各受信素子のうちの両端の2つの受信素子に挟まれた領域における中心点に対して、受信する前記エコー信号が使用される他の受信素子の位置に対称な位置に存在する
請求項1〜6の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 前記エコー信号が使用される2つの前記受信素子の間に存在する、前記エコー信号が使用されない前記受信素子の数が一定である
請求項1に記載のビームフォーミング方法。 - 前記種ビーム生成ステップでは、各々の前記受信素子から得られる前記エコー信号を使用するかどうかを切り替える種ビームスイッチをOFFとすることで、その受信素子を、前記種ビームを生成するのに寄与しない受信素子として選択し、連続した1つ以上の寄与しない前記受信素子を周期的に存在させる
請求項1〜8の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 前記ビーム合成ステップにおいて生成される、前記主ビームおよび前記複数の副ビームを含む前記ビームの個数が、生成される前記種ビームの個数よりも多い
請求項1〜9の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 生成される前記狭ビームは、前記主ビームの値から、複数の前記副ビームの各々の値に抑圧係数が乗じられた値の合計値が減算されて生成された、前記対象領域に対するビームである
請求項1〜10の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 前記種ビーム生成ステップにおいて、前記受信素子から得られる前記エコー信号に、所定の時間幅と、所定の強度とを有する窓関数を乗算し、乗算後の前記エコー信号を用いて、前記種ビームを生成する
請求項1〜11の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 前記対象領域として、第1対象領域と第2対象領域とが存在し、
体表から前記第2対象領域までの距離は、前記体表から前記第1対象領域までの距離よりも長く、
前記第2対象領域からの前記エコー信号が受信されて前記種ビームを生成する場合に選択される前記受信素子の開口数は、前記第1領域からの前記エコー信号が受信されて前記種ビームを生成する場合に選択される前記受信素子の開口数よりも大きい
請求項1〜12の何れかに記載のビームフォーミング方法。 - 所定のライン上に配列された複数の受信素子を含むプローブから得られた、対象領域のエコー信号を処理する超音波診断装置であって、
前記複数の受信素子のうち少なくとも2つ以上の前記受信素子から得られた前記エコー信号を使用して、複数の種ビームを生成する種ビーム生成部と、
前記複数の種ビームを少なくとも1つ以上使用して、主ビームと複数の副ビームとを生成するビーム合成部と、
前記主ビームから、前記複数の副ビームの各々に所定の係数を乗じて減算し、前記対象領域の狭ビームを生成する狭ビーム生成部と、
前記狭ビーム生成部により生成された前記狭ビームの画像を生成する画像化部とを備え、
前記主ビームの、前記対象領域に対する信号強度は、前記複数の副ビームの、前記対象領域に対する信号強度よりも大きい
超音波診断装置。 - 前記画像化部により生成される前記画像のフレームレートが、第1フレームレートである場合に生成される前記副ビームの数が、前記第1のフレームレートよりも高い第2のフレームレートである場合に生成される前記副ビームの数よりも小さい
請求項14に記載の超音波診断装置。 - 所定のライン上に配列された複数の受信素子を含むプローブから得られた、対象領域のエコー信号をコンピュータに処理させるためのプログラムであって、
前記複数の受信素子のうち少なくとも2つ以上の前記受信素子から得られた前記エコー信号を使用して、複数の種ビームを生成する種ビーム生成ステップと、
前記複数の種ビームを少なくとも1つ以上使用して、主ビームと複数の副ビームとを生成するビーム合成ステップと、
前記主ビームから、前記複数の副ビームの各々に所定の係数を乗じて減算し、前記対象領域の狭ビームを生成する狭ビーム生成ステップとを前記コンピュータに実行させるための、
前記主ビームの、前記対象領域に対する信号強度は、前記複数の副ビームの、前記対象領域に対する信号強度よりも大きい
プログラム。 - 所定のライン上に配列された複数の受信素子を含むプローブから得られた、対象領域のエコー信号を処理する集積回路であって、
前記複数の受信素子のうち少なくとも2つ以上の前記受信素子から得られた前記エコー信号を使用して、複数の種ビームを生成する種ビーム生成部と、
前記複数の種ビームを少なくとも1つ以上使用して、主ビームと複数の副ビームとを生成するビーム合成部と、
前記主ビームから、前記複数の副ビームの各々に所定の係数を乗じて減算し、前記対象領域の狭ビームを生成する狭ビーム生成部とを備え、
前記主ビームの、前記対象領域に対する信号強度は、前記複数の副ビームの、前記対象領域に対する信号強度よりも大きい
集積回路。
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