JP2003070788A - Ultrasonic diagnostic unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、医療診断に用いら
れる超音波診断装置に係り、特に超音波探触子の先端に
音響カプラを装着して高画質の断層像を得るようにした
超音波診断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus used for medical diagnosis, and in particular, an ultrasonic wave is attached to the tip of an ultrasonic probe to obtain a high-quality tomographic image. Regarding diagnostic equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】医療分野において生体内を観察するため
に、超音波診断装置が使用されている。超音波診断装置
は、超音波探触子から被検体へ超音波を送波し、被検体
からの反射エコーを超音波探触子で受波し、検出した信
号から被検体の画像データを作成して表示装置に表示す
るものである。超音波の送受波を行う超音波探触子は、
複数の短冊状の振動子素子を一次元方向にアレイ状に配
列して構成されている。この超音波探触子の先端に音響
カプラを装着した場合、音響カプラの音速と生体の音速
が異なる場合がある。例えば、音響カプラが水袋などの
ようなものの場合、その音速は1540[m/s]程度
であり、生体の音速とほぼ同じである。ところが、音響
カプラを構成する材質がゴムなどの場合、音速が145
0[m/s]程度であり、生体の音速と全く異なる値と
なる。このように音響カプラを構成する材質の音速と生
体の音速が異なると、音が直進せずに屈折し、ビームが
劣化し、それに伴って断層画像が劣化するという問題が
あった。そこで、超音波探触子または音響カプラにその
材質と形状とで決まる超音波特性(特に音響カプラの深
度方向の厚み分布と超音波の屈折特性で決まる超音波伝
播特性)に関するID情報をもたせて、この音速情報を
用いてビーム劣化を防ぐようにしたものが特開平05−
076528号公報に記載されている。2. Description of the Related Art An ultrasonic diagnostic apparatus is used for observing the inside of a living body in the medical field. The ultrasonic diagnostic apparatus transmits ultrasonic waves from the ultrasonic probe to the subject, receives reflected echoes from the subject with the ultrasonic probe, and creates image data of the subject from the detected signals. And is displayed on the display device. An ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves
A plurality of strip-shaped transducer elements are arranged in an array in a one-dimensional direction. When an acoustic coupler is attached to the tip of this ultrasonic probe, the acoustic velocity of the acoustic coupler may differ from the acoustic velocity of the living body. For example, when the acoustic coupler is a water bag or the like, its sound speed is about 1540 [m / s], which is almost the same as the sound speed of a living body. However, when the material forming the acoustic coupler is rubber or the like, the sound velocity is 145
It is about 0 [m / s], which is a value completely different from the sound velocity of the living body. When the sound velocity of the material forming the acoustic coupler is different from the sound velocity of the living body, the sound is refracted without going straight, the beam is deteriorated, and the tomographic image is deteriorated accordingly. Therefore, the ultrasonic probe or the acoustic coupler is provided with ID information relating to the ultrasonic characteristics determined by the material and shape thereof (in particular, the ultrasonic propagation characteristics determined by the depth distribution of the acoustic coupler and the ultrasonic refraction characteristics). Japanese Patent Laid-Open No. 05-
No. 076528.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平05−
076528公報に記載されたものは、あらかじめカプ
ラの材質と形状とで決まる超音波特性に関するID情報
を探触子又は音響カプラに持たせる構成としているため
カプラを被検体に押し付けるなどしてカプラ自体の厚み
や形状、又は温度が変わってしまい、その超音波特性が
種々変化した場合に対応することが困難であった。すな
わち、カプラのもつ超音波特性に関するID情報が予め
分かっていてもその厚みや形状が種々変化すると、それ
を用いてビーム劣化を防ぐことができなくなり、また、
カプラ自体の温度が変化することによって音速も微妙に
変化し、それに対応することが困難になるという問題が
あった。However, Japanese Patent Laid-Open No. 05-
The 076528 publication is configured such that the probe or the acoustic coupler is provided with ID information relating to ultrasonic characteristics determined in advance by the material and shape of the coupler, so that the coupler itself is pressed by pressing the coupler against the subject. It has been difficult to deal with the case where the ultrasonic characteristics have been changed due to changes in thickness, shape, or temperature. That is, even if the ID information regarding the ultrasonic characteristics of the coupler is known in advance, if the thickness or shape of the coupler changes in various ways, it becomes impossible to prevent beam deterioration by using the ID information.
When the temperature of the coupler itself changes, the sound velocity also changes subtly, which makes it difficult to deal with it.
【0004】本発明は、音響カプラの厚みや形状などが
種々変化した場合でもそれに応じてビーム劣化を防防
ぎ、画質を向上することのできる超音波診断装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of preventing beam deterioration and improving image quality in accordance with various changes in thickness and shape of an acoustic coupler.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された超
音波診断装置は、超音波を送受波する探触子手段と、前
記探触子手段に装着される音響カプラ手段と、前記音響
カプラ手段の特性に関するデータを操作子の操作に応じ
て可変して出力する指示手段と、被検体の音速と前記音
響カプラ手段の音速との相違によるビームの劣化を前記
指示手段から出力される前記データに基づいた屈折補正
によって補正する補正手段とを備えたものである。これ
は、音響カプラ手段によってビームが屈折するのを補正
するために、音響カプラ手段の特性に関するデータを可
変可能として、このデータを操作子で簡単に操作して変
更可能とし、これによって画質を向上するようにしたも
のである。これによって、例えば、操作者が音響カプラ
手段を被検体に押しつけるなどしてその形状が変形し、
それに伴って厚みが変化した場合に、その厚みの変化に
見合っただけ操作子を操作して屈折補正を任意に最適化
することができる。なお、データとしては、音響カプラ
手段の厚み、音速、材質、形状など種々のものが考えら
れる。An ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 is a probe means for transmitting and receiving ultrasonic waves, an acoustic coupler means mounted on the probe means, and the acoustic means. Instructing means for variably outputting data relating to characteristics of the coupler means according to operation of an operator, and deterioration of a beam due to a difference between a sound velocity of a subject and a sound velocity of the acoustic coupler means, which is output from the indicating means. And a correction means for performing correction by refraction correction based on the data. In order to correct the refraction of the beam by the acoustic coupler means, the data relating to the characteristics of the acoustic coupler means can be changed, and this data can be easily manipulated and changed, thereby improving the image quality. It is something that is done. Thereby, for example, the operator deforms the shape by pressing the acoustic coupler means against the subject,
When the thickness changes accordingly, the operator can operate the manipulator only in accordance with the change in the thickness to arbitrarily optimize the refraction correction. Various data such as the thickness, sound velocity, material and shape of the acoustic coupler means can be considered as the data.
【0006】請求項2に記載された超音波診断装置は、
請求項1において、前記音響カプラ手段の特性に関する
データは音響カプラのビーム進行方向における厚みデー
タと音響カプラの音速データとを少なくとも含むもので
あり、前記補正手段は前記厚みデータと前記音速データ
に基づいて遅延量を求め、その遅延量に基づいて前記屈
折補正を行なうものである。これは、音響カプラ手段の
特性に関するデータとしてその厚みと音速を用いるもの
である。厚みと音速が分かれば、デジタル整相加算回路
などで用いられる受波信号の遅延時間を設定することに
よって屈折補正を容易に行なうことができる。なお、こ
れ以外のデータとして、音響カプラ手段の材質、形状な
どを用いることができる。材質によって、被検体への押
しつけによる変形の度合いが異なったり、形状に応じた
厚み補正を行なう必要が生じたりするので、これらをデ
ータとして応用することができる。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 is
2. The data relating to the characteristic of the acoustic coupler means according to claim 1, wherein at least the thickness data in the beam traveling direction of the acoustic coupler and the sound velocity data of the acoustic coupler are included, and the correction means is based on the thickness data and the sound velocity data. The amount of delay is obtained by performing the refraction correction based on the amount of delay. This uses its thickness and sound velocity as data relating to the characteristics of the acoustic coupler means. If the thickness and the sound velocity are known, the refraction correction can be easily performed by setting the delay time of the received signal used in a digital phasing addition circuit or the like. As other data, the material and shape of the acoustic coupler means can be used. Depending on the material, the degree of deformation caused by pressing against the subject may differ, and it may be necessary to perform thickness correction according to the shape, so these can be applied as data.
【0007】請求項3に記載された超音波診断装置は、
超音波を送受波する探触子手段と、前記探触子手段に装
着される音響カプラ手段と、前記探触子手段から出力さ
れる受波信号に基づいて前記音響カプラ手段の特性に関
するデータを検出する検出手段と、被検体の音速と前記
音響カプラ手段の音速との相違によるビームの劣化を前
記検出手段によって検出された前記データに基づいた屈
折補正によって補正する補正手段とを備えたものであ
る。請求項1の超音波診断装置は、操作子を操作するこ
とによってデータを最適化するものであるが、これは、
音響カプラ手段の特性に関するデータを自動的に検出
し、検出されたデータを用いて、屈折補正を行なうよう
にしたものである。これによって、例えば、操作者が音
響カプラ手段を被検体に押しつけるなどしてその形状が
変形し、それに伴って厚みが変化した場合又は音響カプ
ラ手段の温度が変化し音速が変化した場合など、その厚
みの変化や音速の変化が検出手段によって検出されるの
で、検出されたデータを用いて屈折補正を自動的に最適
化することができる。厚みデータ及び音速データ以外
に、被検体との境界面すなわち音響カプラ手段の形状を
データとして検出し、それに基づいて補正を行なうよう
にしてもよい。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3 is
Probe means for transmitting and receiving ultrasonic waves, acoustic coupler means attached to the probe means, and data relating to the characteristics of the acoustic coupler means based on the received signal output from the probe means. The detection means for detecting, and the correction means for correcting the deterioration of the beam due to the difference between the sound speed of the subject and the sound speed of the acoustic coupler means by refraction correction based on the data detected by the detection means. is there. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 optimizes data by operating the manipulator.
Data relating to the characteristics of the acoustic coupler means is automatically detected, and refraction correction is performed using the detected data. Thereby, for example, when the operator deforms the shape of the acoustic coupler means by pressing the acoustic coupler means against the subject, and the thickness changes accordingly, or when the temperature of the acoustic coupler means changes and the sound velocity changes, Since the change in thickness and the change in sound velocity are detected by the detection means, the refraction correction can be automatically optimized using the detected data. In addition to the thickness data and the sound velocity data, the boundary surface with the subject, that is, the shape of the acoustic coupler means may be detected as data and correction may be performed based on the data.
【0008】請求項4に記載された超音波診断装置は、
請求項1において、前記検出手段が、前記探触子手段か
ら出力される受波信号に基づいて前記音響カプラ手段の
音速データを求める音速測定手段と、前記探触子手段か
ら出力される受波信号に基づいて前記音響カプラ手段と
被検体との境界位置を求め、前記境界位置から前記音響
カプラ手段のレンズ表面までの距離を前記音速データに
基づいて求め、求められた前記距離を前記音響カプラ手
段の厚みデータとする厚み測定手段とから構成され、前
記補正手段が、前記厚みデータと前記音速データに基づ
いて遅延量を求め、その遅延量に基づいて前記屈折補正
を行なうものである。これは、音響カプラ手段の音速デ
ータを音速測定手段で検出し、音響カプラ手段の厚みデ
ータを厚み測定手段でそれぞれ自動的に検出し、これら
のデータに基づいて屈折補正を行なうようにしたもので
ある。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 is
2. The sound velocity measuring means for obtaining sound velocity data of the acoustic coupler means based on the received wave signal output from the probe means, and the receiving wave output from the probe means according to claim 1. The boundary position between the acoustic coupler means and the subject is obtained based on a signal, the distance from the boundary position to the lens surface of the acoustic coupler means is obtained based on the sound velocity data, and the obtained distance is the acoustic coupler. The correction means obtains a delay amount based on the thickness data and the sound velocity data, and performs the refraction correction based on the delay amount. This is one in which the sound velocity data of the acoustic coupler means is detected by the sound velocity measuring means, the thickness data of the acoustic coupler means is automatically detected by the thickness measuring means, and the refraction correction is performed based on these data. is there.
【0009】請求項5に記載された超音波診断装置は、
請求項3において、前記検出手段が、前記探触子手段か
ら出力される受波信号の隣接するもの同士の遅延時間誤
差を演算する演算手段と、複数の伝播音速に対応した受
波信号同士の遅延時間誤差を予め記憶した記憶手段と、
前記演算手段によって演算された遅延時間誤差と前記記
憶手段に記憶されている遅延時間誤差とを比較すること
によって伝播音速を求める音速演算手段とを備えたもの
である。これは、検出手段の具体的構成に関するもので
あり、音響カプラに用いられる媒質の音速に対応した受
波信号同士の遅延時間誤差を予め演算などによって求め
ておき、それと音響カプラの装着された状態で演算手段
から出力される受波信号の隣接するもの同士の遅延時間
誤差とを比較することによって音響カプラの音速を測定
するようにしたものである。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5 is
4. The calculating means according to claim 3, wherein the detecting means calculates a delay time error between adjacent wave-received signals output from the probe means, and wave-received signals corresponding to a plurality of propagation sound velocities. Storage means for storing the delay time error in advance,
The sound velocity calculation means for calculating the propagation sound velocity by comparing the delay time error calculated by the calculation means with the delay time error stored in the storage means. This relates to a specific configuration of the detecting means, and obtains a delay time error between the received signals corresponding to the sound velocity of the medium used for the acoustic coupler in advance by calculation or the like, and the state in which the acoustic coupler is mounted. The sound velocity of the acoustic coupler is measured by comparing the received signal output from the calculation means with the delay time error between adjacent signals.
【0010】請求項6に記載された超音波診断装置、請
求項5において、前記記憶手段が、複数のチャンネルに
対応した前記遅延時間誤差を分布状に前記伝播音速をパ
ラメータとして記憶しているものである。これは、記憶
手段の記憶内容を具体的にしたものであり、予期せぬノ
イズ等による影響を防止するために分布状データにした
ものである。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the storage means stores the delay time errors corresponding to a plurality of channels in a distributed manner using the propagation sound velocity as a parameter. Is. This is a concrete storage content of the storage means, and is distributed data in order to prevent the influence of unexpected noise or the like.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図1は超音波診断装置の概略構
成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、音
響カプラ10、超音波探触子11、送波回路12、送受
分離回路13、振動子選択スイッチ14、受波回路1
5、デジタル整相加算回路16、信号処理回路17、表
示部18、音響カプラ厚み指示部19、音響カプラ音速
指示部20、音響カプラ補正指示部21及びCPU22
を含んで構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus. This ultrasonic diagnostic apparatus includes an acoustic coupler 10, an ultrasonic probe 11, a wave transmission circuit 12, a transmission / reception separation circuit 13, a transducer selection switch 14, and a wave reception circuit 1.
5, digital phasing addition circuit 16, signal processing circuit 17, display unit 18, acoustic coupler thickness instruction unit 19, acoustic coupler sound velocity instruction unit 20, acoustic coupler correction instruction unit 21, and CPU 22
It is configured to include.
【0012】音響カプラ10は、水袋やゴムなどから構
成されるものであり、超音波探触子11に装着される。
超音波探触子11は、超音波振動子の複数を一次元方向
にアレイ上に配列して構成されたものである。超音波探
触子を構成する超音波振動子群は、パルス状の電気信号
を機械的振動に変換して超音波を発生し、また被検体か
らの反射エコーによる機械的振動を電気信号のパルスに
変換するものである。超音波振動子から発生した超音波
は、水袋やゴムなどの音響カプラ10を介して予め設定
された焦点に集束する超音波ビームとなる。The acoustic coupler 10 is composed of a water bag, rubber or the like, and is attached to the ultrasonic probe 11.
The ultrasonic probe 11 is configured by arranging a plurality of ultrasonic transducers in a one-dimensional direction on an array. The ultrasonic transducer group that constitutes the ultrasonic probe generates a ultrasonic wave by converting a pulsed electric signal into mechanical vibration, and also mechanical vibration caused by a reflection echo from the subject is converted into a pulse of the electric signal. Is to be converted to. The ultrasonic waves generated from the ultrasonic transducer become an ultrasonic beam that is focused on a preset focus via the acoustic coupler 10 such as a water bag or rubber.
【0013】送波回路12は、超音波探触子11から超
音波を発生させるために超音波振動子を駆動するための
パルス信号を発生する。このとき、送波回路12は、駆
動されるそれぞれの超音波振動子に対して設定された遅
延時間を与えて出力する。送受分離回路13は、超音波
送信時にはパルス信号を送波回路12側から超音波探触
子11側へ通過させ、超音波受信時にはその受信信号を
超音波探触子11側から受波回路15側へ通過させる、
振動子選択スイッチ回路14は、超音波探触子11に配
列上に設けられた超音波振動子群から送受信に寄与する
振動子群(口径)を選択する。受波回路15は、被検体
内から反射した超音波が振動子で電気信号に変換されて
エコー信号となって出力された微弱な信号を増幅、デジ
タル化するものである。デジタル整相加算回路16は受
波回路15から出力されたデジタルエコー信号の位相を
そろえて加算することにより超音波受信ビームを形成す
る。信号処理回路17は、デジタル整相加算回路16か
ら出力される信号を画像化するための処理を行うもので
あり、入力信号に対して検波、対数圧縮、γ補正、超音
波の走査と表示のための走査との変換を行う走査変換を
おこなって画像信号を出力する。表示部8は、信号処理
回路17から出力される画像信号を視認可能な画像とし
て表示器へ表示する。音響カプラ厚み指示部9は、操作
者によって操作されるものであって、音響カプラの厚み
を入力するための操作子である。音響カプラ音速指示部
20は、操作者によって操作されるものであって、音響
カプラの音速を入力するための操作子である。音響カプ
ラ補正指示部21は、操作者によって操作されるもので
あって、音響カプラによるビーム屈折の補正処理の実行
を指示するための操作子である。中央演算ユニット(C
PU)22は、これらの各構成要素を統括して制御する
ものである。The wave transmission circuit 12 generates a pulse signal for driving an ultrasonic transducer to generate ultrasonic waves from the ultrasonic probe 11. At this time, the wave transmission circuit 12 gives a set delay time to each of the driven ultrasonic transducers and outputs it. The transmission / reception separation circuit 13 passes a pulse signal from the transmission circuit 12 side to the ultrasonic probe 11 side during ultrasonic transmission, and receives the reception signal from the ultrasonic probe 11 side during reception of the ultrasonic wave. Pass to the side,
The transducer selection switch circuit 14 selects a transducer group (caliber) that contributes to transmission and reception from the ultrasonic transducer group provided on the array of the ultrasonic probe 11. The wave receiving circuit 15 amplifies and digitizes a weak signal output from the ultrasonic wave reflected from the inside of the subject, which is converted into an electric signal by a vibrator and output as an echo signal. The digital phasing addition circuit 16 forms an ultrasonic reception beam by aligning and adding the phases of the digital echo signals output from the wave receiving circuit 15. The signal processing circuit 17 performs a process for imaging the signal output from the digital phasing addition circuit 16, and performs detection, logarithmic compression, γ correction, ultrasonic scanning and display on the input signal. Scan conversion is performed to perform image conversion, and an image signal is output. The display unit 8 displays the image signal output from the signal processing circuit 17 on the display as a visible image. The acoustic coupler thickness instruction unit 9 is operated by an operator and is an operator for inputting the thickness of the acoustic coupler. The acoustic coupler sound velocity instruction section 20 is operated by an operator and is an operator for inputting the sound velocity of the acoustic coupler. The acoustic coupler correction instructing unit 21 is operated by the operator and is an operator for instructing execution of beam refraction correction processing by the acoustic coupler. Central processing unit (C
The PU) 22 centrally controls each of these components.
【0014】次に、図1の超音波診断装置の動作を説明
する。先ず、操作者は検査に入る前に超音波診断装置に
対して音響カプラ10の厚みを音響カプラ厚み指示部1
9を用いて入力し、次に、音響カプラ10の音速を音響
カプラ音速指示部20を用いて入力した後は、音響カプ
ラ10によるビーム屈折の補正を行うための指示を音響
カプラ補正指示部21を用いて行う。すると、CPU2
2はこの厚みと音速の値を読み取ってデジタル整相加算
回路16で用いられる信号遅延量の値を計算し、設定す
る。このとき、計算する媒質モデルをここでは2層とし
ている。すなわち、音響カプラが第1層であり、被検体
が第2層である。この媒質モデルでの遅延量は解析的に
一意に求まるものであり公知である。Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 will be described. First, the operator determines the thickness of the acoustic coupler 10 with respect to the ultrasonic diagnostic apparatus before starting the inspection.
9 and then the acoustic velocity of the acoustic coupler 10 is input using the acoustic coupler acoustic velocity instruction unit 20, and then an instruction for correcting the beam refraction by the acoustic coupler 10 is given by the acoustic coupler correction instruction unit 21. Using. Then, CPU2
Reference numeral 2 reads the thickness and the speed of sound to calculate and set the value of the signal delay amount used in the digital phasing addition circuit 16. At this time, the medium model to be calculated has two layers here. That is, the acoustic coupler is the first layer and the subject is the second layer. The delay amount in this medium model is known analytically and uniquely.
【0015】以上の動作を行った後に、操作者は、音響
カプラ10の装着された超音波探触子11を被検者の検
査部位の体表に当て、超音波スキャンの開始指令を操作
器(図示せず)から入力する。この後、各指示を受けた
各回路は、超音波探触子11の口径選択、送波遅延デー
タ選択、受波遅延データ選択を実行し、スキャンを開始
する。スキャンが開始されると、送波回路1からは駆動
パルスが探触子の口径を形成する超音波振動子の各々に
個別に対応して各々の遅延時間が与えられて送受分離回
路13を介して振動子選択スイッチ回路(マルチプレク
サ回路)14に入力される。振動子選択スイッチ回路1
4は入力した駆動パルスを口径に対応した各超音波振動
子へ出力するように接続を順次切り替える。この振動子
選択スイッチ回路14から選択的に出力された駆動パル
スによって超音波振動子すなわち超音波探触子11が駆
動される。After performing the above operation, the operator puts the ultrasonic probe 11 having the acoustic coupler 10 on the body surface of the examination site of the subject, and gives an instruction to start ultrasonic scanning. Input from (not shown). After that, each circuit that receives each instruction executes the aperture selection of the ultrasonic probe 11, the transmission delay data selection, and the reception delay data selection, and starts scanning. When the scan is started, the drive circuit 1 gives a drive pulse to each of the ultrasonic transducers forming the aperture of the probe, and gives each delay time to the transmission / reception separation circuit 13. Is input to the oscillator selection switch circuit (multiplexer circuit) 14. Transducer selection switch circuit 1
Reference numeral 4 sequentially switches the connection so that the input drive pulse is output to each ultrasonic transducer corresponding to the aperture. The ultrasonic transducer, that is, the ultrasonic probe 11, is driven by the drive pulse selectively output from the transducer selection switch circuit 14.
【0016】超音波探触子11内の超音波振動子群は、
それぞれ選択され、遅延時間の小さい順に駆動され、超
音波を送信する。駆動された超音波振動子群から生体内
へ送信された超音波は、先に初期設定された送波フォー
カス点へそれらの波面が同じ位相を持って同時に到達す
るように生体内を伝播して行く。そして、伝播の過程で
生体内に音響インピーダンスの異なる組織が存在する
と、その境界面でその一部が反射し、反射波(エコー)
として超音波探触子11の方向へ戻ってくる。エコー
は、生体内の浅い部位から深い部位へと送信された超音
波が伝播して行くのに応じて順次超音波探触子11の方
向へ戻る。これらのエコーは送信時に駆動された超音波
振動子またはそれらより小口径から大口径の超音波振動
子群へと時間と共に切り替え選択される振動子群で受信
され、電気信号(エコー信号)に変換される。The group of ultrasonic transducers in the ultrasonic probe 11 is
Each is selected and driven in ascending order of delay time to transmit ultrasonic waves. The ultrasonic waves transmitted from the driven ultrasonic transducer group to the inside of the living body propagate inside the living body so that their wavefronts simultaneously arrive at the previously set transmitting focus point with the same phase. go. Then, when tissues with different acoustic impedances exist in the living body during the propagation process, a part of them is reflected at the boundary surface, and a reflected wave (echo) is generated.
Then, it returns to the direction of the ultrasonic probe 11. The echoes sequentially return to the direction of the ultrasonic probe 11 as the ultrasonic waves transmitted from the shallow region to the deep region in the living body propagate. These echoes are received by an ultrasonic transducer that was driven during transmission or a transducer group that is selected to switch from a small-diameter ultrasonic transducer group to a large-diameter ultrasonic transducer group over time and is converted into an electrical signal (echo signal). To be done.
【0017】超音波振動子で電気信号に変換されたエコ
ー信号は、振動子選択スイッチ回路14及び送受分離回
路13を介して受波回路15において超音波振動子の各
素子ライン(チャネル)ごとに個別に増幅処理され、そ
のチャネルごとにデジタル信号に変換される。そしてデ
ジタル化されたエコー信号は、デジタル整相加算回路1
6に取り込まれる。デジタル整相加算回路16は超音波
振動子の各々に個別に対応して各々の遅延時間が与えら
れてデジタル化されたエコー信号をチャネルごとに遅延
させ、被検体内のある点(受信ビーム上の各点)から反
射したエコーは各チャネルにおいて同一時刻に出現した
ように時相をそろえて加算し、受信ビームに不要なノイ
ズを低減すると共に必要な帯域の信号を得るべくフィル
タリング処理を行い超音波ビーム信号として形成する。The echo signal converted into an electric signal by the ultrasonic transducer is transmitted through the transducer selection switch circuit 14 and the transmission / reception separating circuit 13 to the receiving circuit 15 for each element line (channel) of the ultrasonic transducer. Each channel is individually amplified and converted into a digital signal. Then, the digitized echo signal is sent to the digital phasing addition circuit 1
Taken in 6. The digital phasing addition circuit 16 delays each digitized echo signal by giving each delay time individually corresponding to each of the ultrasonic transducers, and delays the digitized echo signal for each channel (on the receiving beam). The echoes reflected from each point) are added together with their time phases aligned so that they appear at the same time in each channel, and unnecessary filtering in the received beam is reduced and filtering is performed to obtain a signal in the required band. It is formed as a sound beam signal.
【0018】これらの遅延、加算及びフィルタリング処
理の結果は、従来からこの技術分野において周知のダイ
ナミックフォーカス方式で受信したエコービームを形成
する。そして、この受信ビーム信号は、信号処理回路1
7へ出力される。信号処理回路17は、受信ビーム信号
に対して検波、対数圧縮及びγ補正等の画像信号化処理
を施した後、座標変換を行い、それを画像信号として表
示部18に出刀する。表示部18は、入力した画像信号
をモニタ(図示してない)に表示する。The result of these delay, addition and filtering processes forms the echo beam received by the dynamic focus method well known in the art. The received beam signal is then processed by the signal processing circuit 1
It is output to 7. The signal processing circuit 17 subjects the received beam signal to image signal conversion processing such as detection, logarithmic compression and γ correction, then performs coordinate conversion, and outputs it as an image signal to the display unit 18. The display unit 18 displays the input image signal on a monitor (not shown).
【0019】超音波の送受信とその信号処理が超音波振
動子の選択切り替えまたは超音波ビームの方向偏向を伴
って繰り返し行われて、その受信信号は順次表示部18
へ取り込まれ、送受信の繰り返し毎に入力してくるビー
ム信号に従って画像が形成される。その画像化されたメ
モリ内の記憶内容はCRT表示機などのモニタの走査周
期に同期して読み出される。これにより、生体内が超音
波走査により画像化され表示され、画像化が複数回繰り
返し行われて、これら複数の画像が表示される。そし
て、操作者が音響カプラを被検体に押し付けるなどして
当初のカプラ厚みとは異なると判断すれば音響カプラ厚
み指示部19から修正後の厚みを入力した後、音響カプ
ラ補正指示部21に補正をするように再び指示する。こ
の後の動作は上述の場合と同じである。Transmission and reception of ultrasonic waves and signal processing thereof are repeated with selective switching of ultrasonic transducers or deflection of the direction of ultrasonic beams, and the received signals are sequentially displayed.
An image is formed according to the beam signal that is taken in by the beam signal and is input every time transmission and reception are repeated. The stored contents in the imaged memory are read in synchronization with the scanning cycle of a monitor such as a CRT display. As a result, the inside of the living body is imaged and displayed by ultrasonic scanning, the imaging is repeated a plurality of times, and the plurality of images are displayed. If the operator determines that the thickness is different from the initial coupler thickness by pressing the acoustic coupler against the subject, the corrected thickness is input from the acoustic coupler thickness instructing unit 19 and then corrected in the acoustic coupler correction instructing unit 21. Instruct again to do. The subsequent operation is the same as the above case.
【0020】このような実施の形態としたことにより音
響カプラによる屈折の影響でビームが劣化するのを確実
に補正することができる。この実施の形態の構成によれ
ば音響カプラによる画質の劣化を補正できるので有用で
あるが、音響カプラの厚みと音速を手動で入力する必要
があり操作が煩雑である。そこで自動でカプラの厚みと
音速を計測し設定できるようにすると操作が簡便となる
ので有用である。With such an embodiment, it is possible to surely correct the deterioration of the beam due to the influence of refraction by the acoustic coupler. The configuration of this embodiment is useful because it is possible to correct the deterioration of the image quality due to the acoustic coupler, but it is necessary to manually input the thickness and speed of sound of the acoustic coupler, and the operation is complicated. Therefore, it is useful to automatically measure and set the thickness and sound velocity of the coupler because the operation becomes simple.
【0021】図2は、本発明の第2の実施の形態に係る
超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。図
2において、図1と同じ構成のものには同一の符号が付
してあるので、その説明は省略する。図2のものが図1
の実施の形態のものと異なる点は、音響カプラ厚み指示
部19と音響カプラ音速指示部20とを音響カプラ厚み
計測部23と音響カプラ音速測定部34に変更し、自動
的に厚みと音速を測定するようにした点である。FIG. 2 is a block diagram showing the schematic arrangement of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. 2 is shown in FIG.
The difference from the embodiment is that the acoustic coupler thickness indicating section 19 and the acoustic coupler sound velocity indicating section 20 are changed to an acoustic coupler thickness measuring section 23 and an acoustic coupler sound velocity measuring section 34 to automatically adjust the thickness and the sound velocity. This is the point where the measurement is made.
【0022】次に、第2の実施の形態について変更した
部分の動作の説明を図2を用いて行う。操作者は、まず
音響カプラ補正指示部21を用いてカプラ補正を行う旨
の指示を出す。このときはカプラの厚みと音速はまだ不
明なのでいったん上述のようにして超音波走査を行う。
このとき、音響カプラである水袋と被検体あるいは空気
等の媒質との界面では音響インピーダンスの違いから強
い超音波信号が受信できる。この受信信号の中の大きな
振幅の信号のうちもっとも浅い位置にあるものが界面を
示すものであることが分かっているので、このような信
号の位置を音響カプラ厚み計測部23によって検出す
る。このとき、受信信号から検出された信号の位置は、
超音波信号が音響カプラを往復する時間Tとしてしか認
識することができない。従って、この時間Tをカプラの
厚みLに換算する必要がある。この厚みLは、音響カプ
ラ音速測定部34からの音速Vを用いた次式L=T×V
/2によって求めることができる。このようにして探し
出した界面の位置はそのまま音響カプラの厚みとして使
用することができ、図1の実施の形態の構成要素である
音響カプラ厚み指示部19の出力値に代えて使用できる
ので、図1の音響カプラ厚み指示部19を図2の音響カ
プラ厚み計測部23に置き換えることができる。また、
界面の位置を示す受信信号を表示部18に出力すればそ
れは明るいスジ上の界面として表示される。このことは
受信信号から画像信号に変換されるまでの各段階のいず
れかの段階の信号について調査すれば、音響カプラと媒
質の境界位置を検出することが可能であることを意味す
る。従って、界面位置を検出可能な信号は、デジタル整
相加算回路16の出力信号、信号処理回路17の出力信
号のいずれであっても容易に行なうことができる。Next, the operation of the modified part of the second embodiment will be described with reference to FIG. First, the operator uses the acoustic coupler correction instruction unit 21 to give an instruction to perform coupler correction. At this time, since the thickness and the sound velocity of the coupler are still unknown, the ultrasonic scanning is once performed as described above.
At this time, a strong ultrasonic signal can be received at the interface between the water bag, which is an acoustic coupler, and the medium such as the subject or air. Since it is known that the signal at the shallowest position among the signals of large amplitude in the received signal indicates the interface, the position of such a signal is detected by the acoustic coupler thickness measuring unit 23. At this time, the position of the signal detected from the received signal is
It can only be recognized as the time T during which the ultrasonic signal travels back and forth through the acoustic coupler. Therefore, it is necessary to convert this time T into the thickness L of the coupler. This thickness L is calculated by the following equation using the sound velocity V from the acoustic coupler sound velocity measuring unit 34: L = T × V
/ 2 can be obtained. The position of the interface thus found can be used as it is as the thickness of the acoustic coupler, and can be used in place of the output value of the acoustic coupler thickness indicating section 19 which is a component of the embodiment of FIG. The acoustic coupler thickness indicating unit 19 of No. 1 can be replaced with the acoustic coupler thickness measuring unit 23 of FIG. Also,
When a reception signal indicating the position of the interface is output to the display unit 18, it is displayed as a bright streaky interface. This means that it is possible to detect the boundary position between the acoustic coupler and the medium by investigating the signal at any one of the stages from the reception signal to the conversion into the image signal. Therefore, the signal capable of detecting the interface position can be easily provided by either the output signal of the digital phasing addition circuit 16 or the output signal of the signal processing circuit 17.
【0023】次に、音響カプラの音速を音響カプラ音速
測定部24を用いて自動的に求める方法について説明す
る。この方法については、先に出願した特願2000−
66764号にその詳細が記載されているので、図3及
び図4を用いて簡単に説明する。図3は、図2のデジタ
ル整相加算回路16と音響カプラ厚み測定部23の詳細
構成を示す図であり、図4は、図3のデジタル遅延部1
61及び遅延誤差演算部32の詳細を示す図である。Next, a method of automatically obtaining the sound velocity of the acoustic coupler by using the acoustic coupler sound velocity measuring section 24 will be described. Regarding this method, Japanese Patent Application No. 2000-
Since the details are described in No. 66764, a brief description will be given with reference to FIGS. 3 and 4. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the digital phasing addition circuit 16 and the acoustic coupler thickness measuring unit 23 of FIG. 2, and FIG. 4 is a digital delay unit 1 of FIG.
FIG. 6 is a diagram showing details of a delay error calculator 61 and a delay error calculator 32.
【0024】デジタル整相加算回路16は、デジタル遅
延部161と加算回路162から構成される。デジタル
遅延部161は、受波回路15から出力されるデジタル
エコー信号を遅延制御する。加算回路162は、デジタ
ル遅延部161から出力されるエコー信号を加算して超
音波受信ビーム信号を形成する。The digital phasing addition circuit 16 comprises a digital delay section 161 and an addition circuit 162. The digital delay unit 161 delay-controls the digital echo signal output from the wave receiving circuit 15. The adder circuit 162 adds the echo signals output from the digital delay unit 161 to form an ultrasonic reception beam signal.
【0025】音響カプラ厚み測定部23は、デジタル遅
延データ発生部231、音速対応遅延時間誤差記憶部2
32、遅延誤差演算部233、遅延時間比較部234、
音速データ記憶部235及び媒質音速選択部236から
構成される。デジタル遅延データ発生部231は、デジ
タル遅延部161へ遅延データを供給する。音速対応遅
延時間記録部232は、予め複数の媒質音速に対応した
複数の遅延時間群を蓄えておく、例えばROMから成る
ものである。遅延誤差演算部233は、デジタル遅延部
161によって遅延制御されて出力される複数のエコー
信号から遅延誤差を演算して求める。この遅延誤差演算
部233の詳細については後述する。遅延時間比較部2
34は、遅延誤差演算部233で得た遅延時間誤差デー
タと音速対応遅延時間記録部232の記憶値とを照合
し、検査しようとしている被検体の音速に最も近い音速
に対応した遅延時間データを出力する。音速データ記録
部235は音速対応遅延時間記録部232に蓄えた各遅
延時間群がいかなる媒質音速に対応するものかを記録し
ておくものである。媒質音速選択部236は、遅延時間
比較部133が出力した遅延時間の記録場所から、遅延
時間記録部を参照し媒質音速を選択する。The acoustic coupler thickness measuring section 23 includes a digital delay data generating section 231, a sound velocity corresponding delay time error storing section 2
32, a delay error calculator 233, a delay time comparator 234,
The sound velocity data storage unit 235 and the medium sound velocity selection unit 236 are included. The digital delay data generator 231 supplies the delay data to the digital delay unit 161. The sound velocity corresponding delay time recording unit 232 is composed of, for example, a ROM that stores a plurality of delay time groups corresponding to a plurality of medium sound velocities in advance. The delay error calculation unit 233 calculates and obtains a delay error from a plurality of echo signals that are delay-controlled by the digital delay unit 161 and output. Details of the delay error calculator 233 will be described later. Delay time comparison unit 2
Reference numeral 34 collates the delay time error data obtained by the delay error calculation unit 233 with the stored value of the sound velocity corresponding delay time recording unit 232, and obtains the delay time data corresponding to the sound velocity closest to the sound velocity of the subject to be inspected. Output. The sound velocity data recording section 235 records what medium sound velocity each delay time group stored in the sound velocity corresponding delay time recording section 232 corresponds to. The medium sound velocity selecting unit 236 selects the medium sound velocity from the recording location of the delay time output by the delay time comparing unit 133 with reference to the delay time recording unit.
【0026】遅延誤差演算部233は、図4に示すよう
に、デジタル遅延回路40−1〜40−Mの各チャンネ
ルの出力のうち、隣接する2つのチャンネルの出力を入
力してその遅延時間誤差を検出する(M−1)個の遅延
時間誤差検出回路41−1〜41−(M−1)と、この
遅延時間誤差検出回路41−1〜41−(M−1)の出
力データに基づいて分布データを形成する遅延時間誤差
分布データ形成回路42とから構成される。この遅延時
間誤差検出回路41−1〜41−(M−1)は、特開平
4−252576号公報に開示されている相関法によっ
て遅延誤差を検出するものである。As shown in FIG. 4, the delay error calculator 233 inputs the outputs of two adjacent channels among the outputs of the respective channels of the digital delay circuits 40-1 to 40-M and outputs the delay time error. Based on the output data of the (M-1) delay time error detection circuits 41-1 to 41- (M-1) and the delay time error detection circuits 41-1 to 41- (M-1). And a delay time error distribution data forming circuit 42 which forms distribution data by using the delay time error distribution data forming circuit 42. The delay time error detection circuits 41-1 to 41- (M-1) detect the delay error by the correlation method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-252576.
【0027】音速対応遅延時間記憶部232は、ある基
準となる音速(例えば平均音速)の各チャンネルにおけ
る遅延時間誤差を基準として、その基準音速に対し所定
の音速差ずつ音速を変えた場合の遅延時間誤差データを
予め演算により求め、それをテーブル状にしたものを記
憶している。図5は、このときの遅延時間誤差データの
状態を視認できるようにグラフ化したものである。図5
において横軸は、チャンネル番号1〜Mを表し、縦軸は
遅延時間誤差を表し、グラフ中の複数の線は音速をパラ
メータとして表わしたチャンネルと遅延時間誤差の関係
を示すものである。なお、図5に示したものはリニアス
キャンを一例としたものである。The sound velocity corresponding delay time storage unit 232 uses the delay time error in each channel of a certain reference sound velocity (for example, the average sound velocity) as a reference, and delays when the sound velocity is changed by a predetermined sound velocity difference with respect to the reference sound velocity. The time error data is calculated beforehand and stored in a table. FIG. 5 is a graph for visually recognizing the state of the delay time error data at this time. Figure 5
In the figure, the horizontal axis represents the channel numbers 1 to M, the vertical axis represents the delay time error, and a plurality of lines in the graph show the relationship between the channel and the delay time error in which the sound velocity is used as a parameter. The one shown in FIG. 5 is an example of linear scan.
【0028】図5において、基準音速V0においては遅
延時間誤差は各チャンネルにおいて一定の値(ゼロ)を
持った直線となるようにする。これは本発明が、基準音
速V0を想定して試し打ちを行って、それに対して遅延
時間の誤差がどれ位かを求める方法を採用している理由
による。図5を参照すると、基準音速V0より速い音速
の場合には遅延時間誤差の分布は中央付近の超音波振動
子(M/2)を中心に下向きの凸形状となり、基準音速
V0より遅い音速の場合には遅延時間誤差の分布は先の
場合とは線対称的に上向きの凸形状となる。このように
音速対応遅延時間記憶部332に記憶する内容を、基準
音速とその差に対応するデータとすることは記憶媒体の
記憶容量を低減することにも寄与する。In FIG. 5, at the reference sound velocity V0, the delay time error is a straight line having a constant value (zero) in each channel. This is because the present invention adopts a method of performing a trial shot assuming the reference sound velocity V0 and determining how much an error of the delay time is. Referring to FIG. 5, when the sound velocity is higher than the reference sound velocity V0, the distribution of the delay time error has a downward convex shape centered on the ultrasonic transducer (M / 2) near the center, and the sound velocity lower than the reference sound velocity V0. In this case, the distribution of the delay time error has an upward convex shape in line symmetry with the above case. In this way, making the contents stored in the sound velocity corresponding delay time storage unit 332 into data corresponding to the reference sound velocity and the difference thereof also contributes to reducing the storage capacity of the storage medium.
【0029】次に、超音波伝播媒質の音速を推定する場
合の原理説明と動作説明を行う。先ず、デジタル遅延部
161で媒質の超音波伝播速度を生体の平均音速として
仮定し、送波回路12へ平均音速による送波遅延データ
を設定し、試し打ちの超音波スキャンを行う。デジタル
遅延データ発生部231は、この平均音速に対応する受
信遅延データ(Dr)をデジタル遅延部161へ供給す
る。デジタル遅延部161からは1つの受信ビームを形
成する各チャンネルのエコー信号が加算回路162及び
遅延誤差演算部233にそれぞれ出力される。遅延誤差
演算部233は、隣接チャンネル、例えば、1CHと2
CH、2CHと3CH・・・(M−1)CHとMCHの
ように上下に隣接するチャンネル同士のエコー信号を遅
延時間誤差検出回路41−1〜41−(M−1)を用い
て各チャンネル間の遅延時間誤差(ΔDn)を算出し、
ΔDl,ΔD2・・・ΔDmから成る遅延時間誤差デー
タ群を分布状データとして求める。このように遅延時間
誤差データを分布状データとして求める目的は、予期せ
ぬノイズ等によるデータによる誤差を防止するためであ
る。なお、遅延誤差演算部233による遅延誤差の算出
は、探触子により超音波ビームの位置又は方向を変更し
て生体内を走査したときの全走査領域にわたっての受信
ビームに対して行っても良いし、特に検査対象臓器が存
在する関心領域を定めてその領域の受信ビームについて
のみ行わせるようにしても良い。Next, the principle and operation of estimating the sound velocity of the ultrasonic propagation medium will be described. First, the ultrasonic wave propagation velocity of the medium is assumed to be the average sound velocity of the living body in the digital delay unit 161, the transmission delay data according to the average sound velocity is set in the transmitting circuit 12, and the ultrasonic scanning of the trial shot is performed. The digital delay data generation unit 231 supplies the reception delay data (Dr) corresponding to this average sound velocity to the digital delay unit 161. The echo signal of each channel forming one reception beam is output from the digital delay unit 161 to the addition circuit 162 and the delay error calculation unit 233. The delay error calculator 233 uses the adjacent channels, for example, 1CH and 2
CH, 2CH and 3CH ... (M-1) Echo signals of vertically adjacent channels such as CH and MCH are detected by using delay time error detection circuits 41-1 to 41- (M-1) for each channel. Calculate the delay time error (ΔDn) between
A delay time error data group consisting of ΔD1, ΔD2 ... ΔDm is obtained as distributed data. Thus, the purpose of obtaining the delay time error data as distributed data is to prevent an error due to the data due to unexpected noise or the like. The delay error calculation unit 233 may calculate the delay error with respect to the reception beam over the entire scanning area when the position or direction of the ultrasonic beam is changed by the probe and the inside of the living body is scanned. However, in particular, a region of interest in which the organ to be examined is present may be defined and only the received beam in that region may be processed.
【0030】次に、遅延時間誤差データの分布状データ
に基づいて生体内の超音波伝播速度を求める。音速対応
遅延時間記録部232には、複数の考え得る音速に対応
した遅延時間データが音速をパラメータとして蓄えてあ
る。この音速対応遅延時間記録部232の記憶内容も各
チャンネルに対応した遅延時間の分布状データとして音
速対応で記憶されている。そして遅延誤差演算部233
と音速対応遅延時間記憶部232の記憶内容を遅延時間
比較部234で比較する。具体的には、遅延誤差演算部
233の出力データの分布が音速対応遅延時間記憶部2
32の記憶内容のどれと良く一致するかを比較選択す
る。Next, the ultrasonic wave propagation velocity in the living body is obtained based on the distribution data of the delay time error data. In the sound velocity corresponding delay time recording unit 232, delay time data corresponding to a plurality of possible sound velocities are stored with the sound velocity as a parameter. The stored contents of the sound velocity corresponding delay time recording section 232 are also stored in correspondence with the sound velocity as distribution data of delay time corresponding to each channel. The delay error calculation unit 233
And the stored contents of the sound velocity corresponding delay time storage unit 232 are compared by the delay time comparison unit 234. Specifically, the distribution of the output data of the delay error calculation unit 233 is determined by the sound velocity corresponding delay time storage unit 2
A comparison is made with which of the stored contents of 32 matches well.
【0031】このとき、比較対象である音速対応遅延時
間記録部232に記録されている遅延時間分布は、離散
的な音速値に対する遅延時間分布なので、想定した音速
の値があまり多くなく粗い場合には、しばしば音速対応
遅延時間記憶部232に記録してある遅延時間分布と遅
延誤差演算部233の出力データの分布とが一致せずに
その中間値と成ることがあり得る。このような場合を想
定して、遅延時間比較部234の内部の比較部後段に、
音速対応遅延時間記憶部232に記録されている遅延時
間誤差データのうち遅延誤差演算部233の出力に近い
値を2つ選び出して、それらを用いて内挿法又は外挿法
による補開演算を行える演算回路を追加し、その演算結
果を音速の決定に用いる。なお、媒質音速を十分な細か
さで想定し、音速対応遅延時間記憶部232に蓄えてお
けばこのような補間処理は必要なくなる。遅延時間比較
部234での比較作業を簡便に行うために、複数ある超
音波信号の入力に対する遅延時間分布が2次凹面で近似
できるのでそれを利用することによって扱う情報量を少
なくすることができ、有用である。さらに、遅延時間分
布の階差を求め、階差遅延時間列に対して1次直線を当
てはめるようにすると扱う情報量がさらに減少するので
有用である。At this time, since the delay time distribution recorded in the sound velocity corresponding delay time recording section 232 which is a comparison target is a delay time distribution for discrete sound velocity values, the estimated sound velocity value is not so large and is rough. May often be an intermediate value of the delay time distribution recorded in the sound velocity corresponding delay time storage section 232 and the output data distribution of the delay error calculation section 233 that do not match. Assuming such a case, the delay unit in the delay time comparing unit 234 is provided in the subsequent stage of the comparing unit.
Of the delay time error data recorded in the sound velocity corresponding delay time storage unit 232, two values close to the output of the delay error calculation unit 233 are selected, and using them, a supplementary calculation by an interpolation method or an extrapolation method is performed. A calculation circuit that can be used is added, and the calculation result is used to determine the speed of sound. If the medium sound velocity is assumed to be sufficiently fine and is stored in the sound velocity corresponding delay time storage unit 232, such an interpolation process becomes unnecessary. In order to easily perform the comparison work in the delay time comparison unit 234, the delay time distribution for the input of a plurality of ultrasonic signals can be approximated by a secondary concave surface, so that the amount of information handled can be reduced by using it. Useful. Further, it is useful to find the difference of the delay time distribution and apply a linear straight line to the difference delay time sequence, because the amount of information to be handled further decreases.
【0032】次に、媒質音速選択部236は、遅延時間
比較部234から出力される遅延誤差演算部233の出
力と一致した遅延時間誤差データを入力し、遅延時間分
布に対応する音速値を音速データ記録部235を参照す
ることによって求める。求められた音速の精度を向上す
るためには、受信した超音波信号が十分な強さを持って
いる必要があるが、送信周波数と同じ周波数である基本
波と超音波媒体によって発生した高調波信号とを扱うよ
うな装置構成では、一般的に基本波の強度よりも高調波
のほうが弱い。そこで、高調波でも音速推定を精度よく
行うために基本波の場合の信号増幅率に対して高調波で
はより大きな増幅率とし、信号減弱分を補償すれば有用
である。同様に、超音波媒体が送波周波数や通過パス長
によって減弱の程度が異なることがわかっているならば
既知の補償値によって信号を増幅することは効果的であ
る。媒質音速選択部236によって選択された音速デー
タは、CPU22ヘフイードバックされ、次回に行われ
る検査のための超音波スキャンにおけるデジタル遅延部
161の遅延データの生成に供され、またCPU22を
介して表示部18へ供給され、表示部18の表示画面へ
V=1,500のように数値表示される。Next, the medium sound velocity selection unit 236 inputs the delay time error data that matches the output of the delay error calculation unit 233 output from the delay time comparison unit 234, and sets the sound velocity value corresponding to the delay time distribution to the sound velocity value. It is obtained by referring to the data recording unit 235. In order to improve the accuracy of the obtained sound velocity, it is necessary for the received ultrasonic signal to have sufficient strength, but the fundamental wave that is the same frequency as the transmission frequency and the harmonics generated by the ultrasonic medium. In a device configuration that handles signals, harmonics are generally weaker than the intensity of the fundamental wave. Therefore, in order to accurately estimate the sound velocity even in the case of harmonics, it is useful to make the amplification rate larger in the harmonics than the signal amplification rate in the case of the fundamental wave and compensate for the signal attenuation. Similarly, if it is known that the ultrasonic medium has a different degree of attenuation depending on the transmission frequency and the pass path length, it is effective to amplify the signal with a known compensation value. The sound velocity data selected by the medium sound velocity selecting unit 236 is fed back to the CPU 22 and is used for generation of delay data of the digital delay unit 161 in the ultrasonic scan for the next inspection, and the display unit via the CPU 22. It is supplied to 18 and is displayed numerically on the display screen of the display unit 18 as V = 1,500.
【0033】このようにして求めた音速値は、図1を用
いて説明した音響カプラ音速指示部20から出力される
値に代えて使用できるものであるため、音響カプラ音速
指示部20を音響カプラ音速測定部24で置き換えるこ
とができる。また、判明したカプラの音速値は音響カプ
ラ厚み計測部23にCPU22を介して知らせてもよい
し、媒質音速選択部236から直接知らせてもよい。こ
の動作によってカプラの厚みと音速が自動的に求まるの
で後は上述の動作と同様の動作を行なう。上述の構成と
することにより、音響カプラと生体との音速の違いによ
って超音波ビームが屈折し劣化することを補正し、断層
像の画質を高品位なものに保つことができる。The sound velocity value thus obtained can be used in place of the value output from the acoustic coupler sound velocity instruction section 20 described with reference to FIG. It can be replaced by the sound velocity measuring unit 24. Further, the sound velocity value of the determined coupler may be notified to the acoustic coupler thickness measuring unit 23 via the CPU 22 or may be directly notified from the medium sound velocity selecting unit 236. By this operation, the thickness of the coupler and the speed of sound are automatically obtained, and thereafter, the same operation as described above is performed. With the above-described configuration, it is possible to correct that the ultrasonic beam is refracted and deteriorated due to the difference in sound velocity between the acoustic coupler and the living body, and the image quality of the tomographic image can be kept high.
【0034】以上説明した実施の形態は、いずれも電子
リニア走査型超音波探触子の例を示しているが、本発明
これに限らず、電子コンベックス走査型超音波探触子、
電子セクタ走査型超音波探触子等のすべての走査方式の
超音波探触子に適用することができる。上述の実施の形
態に、音響カプラによるビーム劣化をカプラの厚みと音
速を入力することで補正でき、カプラの厚みを自動で計
測することで操作を簡易なものとし、カプラの音速も自
動計測できるのでさらに簡易な操作によって画質を向上
することができる。上述の実施の形態では、音響カプラ
の特性に関するデータとして、厚みデータと音速データ
の場合について説明したが、これ以外に音響カプラの材
質、形状など種々のものを用いることができる。例え
ば、材質によって、被検体への押しつけによる変形の度
合いを考慮したり、形状に応じた厚み補正を行なったり
することに応用可能である。Although the above-described embodiments all show examples of the electronic linear scanning ultrasonic probe, the present invention is not limited to this, and the electronic convex scanning ultrasonic probe,
It can be applied to all scanning type ultrasonic probes such as an electronic sector scanning ultrasonic probe. In the above embodiment, the beam deterioration due to the acoustic coupler can be corrected by inputting the thickness and the sound velocity of the coupler, and the operation can be simplified by automatically measuring the thickness of the coupler, and the sound velocity of the coupler can also be automatically measured. Therefore, the image quality can be improved by a simpler operation. Although the thickness data and the sound velocity data are described as the data relating to the characteristics of the acoustic coupler in the above-described embodiment, various materials such as the material and the shape of the acoustic coupler can be used in addition to this. For example, depending on the material, the present invention can be applied to consider the degree of deformation caused by pressing against a subject, and to perform thickness correction according to the shape.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、音響カプラの厚みや形
状又は温度などが種々変化した場合でもそれに応じてビ
ーム劣化を防ぎ、画質を向上することができるという効
果がある。According to the present invention, even if the thickness, shape, temperature or the like of the acoustic coupler is variously changed, beam deterioration can be prevented and the image quality can be improved accordingly.
【図1】 本発明の超音波診断装置の音響カプラによる
屈折の影響補正においてカプラの厚みと音速を指示によ
って行う構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration in which an effect of refraction by an acoustic coupler of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is corrected by instructing a thickness and a sound velocity of the coupler.
【図2】 本発明の超音波診断装置の音響カプラによる
屈折の影響補正に於いてカプラの厚みと音速の値を自動
的に求めて用いる構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration in which the thickness of the coupler and the value of the sound velocity are automatically obtained and used in the correction of the influence of refraction by the acoustic coupler of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
【図3】 図2のデジタル整相加算回路と音響カプラ厚
み測定部の詳細構成を示す図FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of a digital phasing addition circuit and an acoustic coupler thickness measuring unit in FIG.
【図4】 図3のデジタル遅延部及び遅延誤差演算部の
詳細を示す図FIG. 4 is a diagram showing details of a digital delay unit and a delay error calculation unit of FIG.
【図5】 図2の音速対応遅延時間誤差記憶部の記憶内
容を可視化するための図FIG. 5 is a diagram for visualizing the storage contents of the sound velocity corresponding delay time error storage unit of FIG.
10…音響カプラ、11…超音波探触子、12…送波回
路、13…送受分離回路、14…振動子選択スイッチ、
15…受波回路、16…デジタル整相加算回路、17…
信号処理回路、18…表示部、19…音響カプラ厚み指
示部、20…音響カプラ音速指示部、21…音響カプラ
補正指示部、22…CPU、23…音響カプラ厚み計測
部、24…音響カプラ音速測定部、161…デジタル演
算部、162…加算回路、231…デジタル遅延データ
発生部、232…音速対応遅延時間誤差記憶部、233
…遅延誤差演算部、234…遅延時間比較部、235…
音速データ記憶部、236…媒質音速選択部、40−1
〜40−M…デジタル遅延回路、41−1〜41−(M
−1)…遅延時間誤差検出回路、42…遅延時間誤差分
布データ形成回路10 ... Acoustic coupler, 11 ... Ultrasonic probe, 12 ... Wave transmission circuit, 13 ... Transmission / reception separation circuit, 14 ... Transducer selection switch,
15 ... Wave receiving circuit, 16 ... Digital phasing addition circuit, 17 ...
Signal processing circuit, 18 ... Display unit, 19 ... Acoustic coupler thickness instruction unit, 20 ... Acoustic coupler sound velocity instruction unit, 21 ... Acoustic coupler correction instruction unit, 22 ... CPU, 23 ... Acoustic coupler thickness measurement unit, 24 ... Acoustic coupler sound velocity Measurement unit 161, digital operation unit 162, addition circuit 231, digital delay data generation unit 232, sound velocity corresponding delay time error storage unit 233
... delay error calculation unit, 234 ... delay time comparison unit, 235 ...
Sound velocity data storage unit, 236 ... Medium sound velocity selection unit, 40-1
-40-M ... Digital delay circuit, 41-1 to 41- (M
-1) ... Delay time error detection circuit, 42 ... Delay time error distribution data forming circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三和 祐一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 佐々木 明 東京都千代田区内神田1丁目1番14号 株 式会社日立メディコ内 Fターム(参考) 4C301 AA02 EE07 GB03 GB27 GC02 GC17 HH15 HH25 HH37 HH51 JB03 JB17 JB19 JB29 JB38 JB50 KK03 LL04 LL05 LL20 4C601 EE04 GB01 GB03 GB04 GB32 GC01 GC02 GC09 GC12 GC15 HH14 HH22 HH24 HH30 JB01 JB19 JB21 JB28 JB31 JB34 JB45 JB51 JB55 JB60 KK03 LL01 LL02 LL05 LL40 5D019 FF04 GG01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yuichi Sanwa 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Akira Sasaki 1-chome 1-14-1 Kanda, Chiyoda-ku, Tokyo Inside the Hitachi Medical Co. F-term (reference) 4C301 AA02 EE07 GB03 GB27 GC02 GC17 HH15 HH25 HH37 HH51 JB03 JB17 JB19 JB29 JB38 JB50 KK03 LL04 LL05 LL20 4C601 EE04 GB01 GB03 GB04 GB32 GC01 GC02 GC09 GC12 GC15 HH14 HH22 HH24 HH30 JB01 JB19 JB21 JB28 JB31 JB34 JB45 JB51 JB55 JB60 KK03 LL01 LL02 LL05 LL40 5D019 FF04 GG01
Claims (6)
作に応じて可変して出力する指示手段と、 被検体の音速と前記音響カプラ手段の音速との相違によ
るビームの劣化を前記指示手段から出力される前記デー
タに基づいた屈折補正によって補正する補正手段とを備
えたことを特徴とする超音波診断装置。1. A probe means for transmitting and receiving ultrasonic waves, an acoustic coupler means attached to the probe means, and data relating to characteristics of the acoustic coupler means, which are changed according to an operation of an operator. And a correction unit for correcting the deterioration of the beam due to the difference between the sound velocity of the subject and the sound velocity of the acoustic coupler unit by refraction correction based on the data output from the instruction unit. Characteristic ultrasonic diagnostic equipment.
のビーム進行方向における厚みデータと音響カプラの音
速データとを少なくとも含むものであり、 前記補正手段は前記厚みデータと前記音速データに基づ
いて遅延量を求め、その遅延量に基づいて前記屈折補正
を行なうことを特徴とする超音波診断装置。2. The data according to claim 1, wherein the data regarding the characteristics of the acoustic coupler means includes at least thickness data in a beam traveling direction of the acoustic coupler and sound velocity data of the acoustic coupler, and the correction means includes the thickness data. An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a delay amount is obtained based on the sound velocity data, and the refraction correction is performed based on the delay amount.
音響カプラ手段の特性に関するデータを検出する検出手
段と、 被検体の音速と前記音響カプラ手段の音速との相違によ
るビームの劣化を前記99手段によって検出された前記
データに基づいた屈折補正によって補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。3. A probe means for transmitting and receiving ultrasonic waves, an acoustic coupler means attached to the probe means, and the acoustic coupler means based on a received signal output from the probe means. Detecting means for detecting data relating to the characteristics of the object, and correcting means for correcting the deterioration of the beam due to the difference between the sound speed of the subject and the sound speed of the acoustic coupler means by refraction correction based on the data detected by the 99 means. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
音響カプラ手段の音速データを求める音速測定手段と、 前記探触子手段から出力される受波信号に基づいて前記
音響カプラ手段と被検体との境界位置を求め、前記境界
位置から前記音響カプラ手段のレンズ表面までの距離を
前記音速データに基づいて求め、求められた前記距離を
前記音響カプラ手段の厚みデータとする厚み測定手段と
から構成され、 前記補正手段は、前記厚みデータと前記音速データに基
づいて遅延量を求め、その遅延量に基づいて前記屈折補
正を行なうことを特徴とする超音波診断装置。4. The sound velocity measuring unit according to claim 3, wherein the detecting unit obtains sound velocity data of the acoustic coupler unit based on a received signal output from the probe unit; The boundary position between the acoustic coupler means and the subject is determined based on the output received signal, the distance from the boundary position to the lens surface of the acoustic coupler means is determined based on the sound velocity data, and the determined And a thickness measuring unit that uses a distance as thickness data of the acoustic coupler unit, and the correcting unit obtains a delay amount based on the thickness data and the sound velocity data, and performs the refraction correction based on the delay amount. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above.
同士の遅延時間誤差を演算する演算手段と、 複数の伝播音速に対応した受波信号同士の遅延時間誤差
を予め記憶した記憶手段と、 前記演算手段によって演算された遅延時間誤差と前記記
憶手段に記憶されている遅延時間誤差とを比較すること
によって伝播音速を求める音速演算手段とを備えるたこ
とを特徴とする超音波診断装置。5. The detecting means according to claim 3, wherein the detecting means corresponds to a plurality of propagation sound velocities, and a calculating means for calculating a delay time error between adjacent wave-received signals output from the probe means. Storage means for storing delay time error between received signals in advance, and sound velocity calculation for calculating propagation sound speed by comparing the delay time error calculated by the calculation means with the delay time error stored in the storage means An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
数のチャンネルに対応した前記遅延時間誤差を分布状に
前記伝播音速をパラメータとして記憶していることを特
徴とする超音波診断装置。6. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the storage means stores the delay time errors corresponding to a plurality of channels in a distributed manner using the propagation sound velocity as a parameter.
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