JP2010240131A - Ultrasonograph and method for controlling the ultrasonograph - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体に対して超音波を送受信し、受信した超音波に基づくエコー信号を用いて診断部位についての超音波断層像を生成する超音波診断装置及びその制御方法に関する。さらに詳しくは、エコー信号に混入するノイズの除去を行う超音波診断装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject and generates an ultrasonic tomographic image of a diagnostic region using an echo signal based on the received ultrasonic waves, and a control method thereof. More specifically, the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for removing noise mixed in an echo signal and a control method thereof.
近年、被検体内に向けて超音波を送信し、該被検体の臓器などから反射した超音波（以下では、この反射した超音波を「超音波エコー」という。）を受信し、その超音波エコーを電気信号（以下では、この電気信号を「エコー信号」という。）に変換し、そのエコー信号に対して、対数圧縮、包絡線検波、や遅延加算処理などを施し、さらに座標変換などを行うなどして、被検体内の断面の画像である超音波断層像を生成する超音波診断装置が広く普及している。 In recent years, an ultrasonic wave is transmitted toward the inside of a subject, and an ultrasonic wave reflected from an organ or the like of the subject (hereinafter, this reflected ultrasonic wave is referred to as “ultrasonic echo”) is received. The echo is converted into an electrical signal (hereinafter, this electrical signal is referred to as an “echo signal”), and the echo signal is subjected to logarithmic compression, envelope detection, delay addition processing, etc., and coordinate conversion is performed. For example, an ultrasonic diagnostic apparatus that generates an ultrasonic tomographic image that is a cross-sectional image in a subject is widely used.
しかし、エコー信号は極めて小さい信号である。そのため、増幅器を通してエコー信号を増幅した後に信号処理を行う。そして、信号処理としては、エコー信号に対して遅延加算処理などを施すことで整相し、それぞれの信号を加算することで加算信号を得ている。この様にして得られた加算信号に対し画像処理を施すことで、超音波画像を得ている（例えば、特許文献１参照。）。 However, the echo signal is a very small signal. Therefore, signal processing is performed after the echo signal is amplified through the amplifier. As signal processing, the echo signal is subjected to delay addition processing and the like, and the resultant signal is added to obtain an addition signal. An ultrasonic image is obtained by performing image processing on the added signal thus obtained (see, for example, Patent Document 1).
そして近年、超音波診断装置の小型化や軽量化が進められている。この小型化や軽量化に伴い、上述した処理を行うためのアナログ回路とディジタル回路が混在するハードウェアが用いられてきている。 In recent years, miniaturization and weight reduction of ultrasonic diagnostic apparatuses have been promoted. Along with this reduction in size and weight, hardware in which analog circuits and digital circuits for performing the above-described processing are mixed has been used.
しかし、特許文献１などに記載された従来の超音波診断装置では、以下の問題点がある。まず、電気系統やディジタル回路などで発生するノイズがアナログ信号に混入した場合、その後遅延加算などを行うとノイズが増大するために、Ｓ／Ｎが低下してしまい、取得される超音波画像の感度が劣化してしまう。また、ノイズ成分が混入した場合、ノイズに対応してダイナミックレンジを大きくとならければならなくなり、処理のために必要なビット数が増加する。そのため、Ａ／Ｄコンバータのコストが上がってしまう。 However, the conventional ultrasonic diagnostic apparatus described in Patent Document 1 has the following problems. First, when noise generated in an electrical system or a digital circuit is mixed in an analog signal, if the delay addition is performed thereafter, the noise increases, so the S / N decreases, and the acquired ultrasonic image Sensitivity will deteriorate. Further, when a noise component is mixed, the dynamic range must be increased corresponding to the noise, and the number of bits necessary for processing increases. This increases the cost of the A / D converter.
また、ノイズ信号などを記憶しておき、その記憶したノイズ信号を読み出して出力信号から除去する構成では、構成が複雑になり、小型化することが困難となる。 In addition, in a configuration in which a noise signal or the like is stored and the stored noise signal is read out and removed from the output signal, the configuration becomes complicated and it is difficult to reduce the size.
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、実際に回路に混入するノイズ信号を用いてエコー信号に混入したノイズを、信号処理を施す前のアナログ信号の状態で除去する超音波診断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an ultrasonic diagnosis that removes noise mixed in an echo signal by using a noise signal actually mixed in a circuit in a state of an analog signal before performing signal processing. The object is to provide a device.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の振動子と、前記振動子にパルス信号を送信する送信手段と、前記振動子それぞれに接続され前記振動子からエコー信号を受信する複数の第１の受信回路と、前記振動子に接続され、エコー信号を受信していない状態で混入するノイズ信号を出力する第２の受信回路と、前記第１の受信回路がエコー信号を受信したとき、該エコー信号を受信した第１の受信回路の出力から前記第２の受信回路の出力を減算する減算手段と、前記減算手段から出力された信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された信号をディジタル信号に変更するＡ／Ｄ変換手段と、前記ディジタル信号に変換された信号に対し信号処理を施す信号処理手段と、前記信号処理を施された信号に対し画像処理を施し画像データを生成する画像処理手段と、前記画像データを基に超音波画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a plurality of transducers, a transmission unit that transmits a pulse signal to the transducers, and an echo signal that is connected to each of the transducers. A plurality of first receiving circuits for receiving, a second receiving circuit connected to the vibrator and outputting a noise signal mixed in a state where no echo signal is received, and the first receiving circuit is an echo signal Subtracting means for subtracting the output of the second receiving circuit from the output of the first receiving circuit that received the echo signal, amplifying means for amplifying the signal output from the subtracting means, A / D conversion means for changing the amplified signal into a digital signal, signal processing means for performing signal processing on the signal converted to the digital signal, and image processing on the signal subjected to the signal processing Picture Image processing means for generating data, it is characterized in that and a display control means for displaying on the display unit an ultrasound image based on the image data.
請求項４に記載の超音波診断装置は、複数の振動子と、前記振動子にパルス信号を送信する送信手段と、前記振動子にそれぞれ接続され前記振動子からエコー信号を受信する複数の受信回路と、入力された信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された信号をディジタル信号に変更するＡ／Ｄ変換手段と、前記ディジタル信号に変換された信号に対し信号処理を施す信号処理手段と、前記信号処理を施された信号に対し画像処理を施し画像データを生成する画像処理手段と、前記画像データを基に超音波画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えた超音波診断装置であって、前記複数の受信回路と前記増幅手段との間に配置され、前記増幅手段に信号を出力する減算手段をさらに備え、減算器調整モードと信号受信モードとを有し、前記減算器調整モードでは、前記受信回路のうちの特定の前記受信回路は、前記エコー信号を受信しない状態で、前記エコー信号を受信した他の前記受信回路に接続されている前記減算手段にノイズ信号を出力し、前記他の受信回路は、前記振動子からエコー信号を受信して前記減算手段へ出力し、前記減算手段は、前記他の受信回路の出力から前記特定の受信回路の出力を減算し、前記信号受信モードでは、全ての前記受信回路で、前記超音波プローブからエコー信号を受信して前記減算手段へ出力する、ことを特徴とするものである。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein a plurality of transducers, a transmission unit that transmits a pulse signal to the transducers, and a plurality of receptions that are respectively connected to the transducers and receive echo signals from the transducers. A circuit; amplification means for amplifying an input signal; A / D conversion means for changing the amplified signal into a digital signal; and signal processing means for performing signal processing on the signal converted into the digital signal; And an image processing unit that performs image processing on the signal subjected to the signal processing to generate image data, and a display control unit that displays an ultrasonic image on the display unit based on the image data. A diagnostic apparatus, further comprising a subtracting unit arranged between the plurality of receiving circuits and the amplifying unit and outputting a signal to the amplifying unit, and having a subtractor adjustment mode and a signal receiving mode, In the subtractor adjustment mode, the specific receiving circuit among the receiving circuits does not receive the echo signal, and noise is applied to the subtracting means connected to the other receiving circuit that has received the echo signal. The other receiving circuit receives an echo signal from the transducer and outputs it to the subtracting means, and the subtracting means outputs the output of the specific receiving circuit from the output of the other receiving circuit. In the signal reception mode, all the reception circuits receive an echo signal from the ultrasonic probe and output it to the subtraction means in the signal reception mode.
請求項７に記載の超音波診断装置制御方法は、複数の第１の受信回路に接続されているそれぞれの振動子にパルス信号を送信する送信段階と、前記複数の第１の受信回路が、それぞれに接続されている振動子からエコー信号を順次受信する受信段階と、第２の受信回路が、前記エコー信号を受信していない状態で、前記エコー信号を受信した前記第１の受信回路に接続されている減算器にノイズ信号を出力するノイズ出力段階と、前記減算器が前記第１の受信回路の出力から前記第２の受信回路の出力を減算する減算段階と、前記減算が施された信号を増幅する増幅段階と、前記増幅された信号をディジタル信号に変更するＡ／Ｄ変換段階と、前記ディジタル信号に変換された信号に対し信号処理を施す信号処理段階と、前記信号処理を施された信号に対し画像処理を施し画像データを生成する画像処理段階と、前記画像データを基に超音波画像を表示手段に表示させる表示制御段階と、を有することを特徴とするものである。 The ultrasonic diagnostic apparatus control method according to claim 7, wherein a transmission step of transmitting a pulse signal to each transducer connected to a plurality of first receiving circuits, and the plurality of first receiving circuits include: A receiving stage for sequentially receiving echo signals from the transducers connected thereto, and a second receiving circuit receiving the echo signal in a state where the second receiving circuit has not received the echo signal. A noise output stage for outputting a noise signal to a connected subtractor, a subtraction stage for the subtracter to subtract an output of the second receiving circuit from an output of the first receiving circuit, and the subtraction. An amplification step for amplifying the received signal, an A / D conversion step for changing the amplified signal to a digital signal, a signal processing step for performing signal processing on the signal converted to the digital signal, and the signal processing Given An image processing step of generating image data subjected to image processing on signals, is characterized in that and a display control step of displaying on the display unit an ultrasound image based on the image data.
本発明に係る超音波診断装置及び超音波診断装置制御方法は、受信回路に混入するノイズ信号の入力を基に、超音波プローブから受信回路にエコー信号が入力された段階でその受信回路の出力からノイズ信号を除去する構成である。これにより、簡単な構成でノイズ成分の除去を行うことが可能となり、装置の小型化に対応できる。 The ultrasonic diagnostic apparatus and the ultrasonic diagnostic apparatus control method according to the present invention are based on the input of a noise signal mixed in the receiving circuit, and the output of the receiving circuit when the echo signal is input from the ultrasonic probe to the receiving circuit. It is the structure which removes a noise signal from. Thereby, it becomes possible to remove noise components with a simple configuration, and it is possible to cope with downsizing of the apparatus.
また、信号処理を行う前のアナログ信号の状態で、さらに増幅よりも前の段階でノイズ成分が除去されるため、Ｓ／Ｎ比を改善することができ、超音波画像の感度の劣化を抑えることが可能となる。また、ノイズ成分を除去できるため、ダイナミックレンジを小さくでき、処理のために必要なビット数が少なくてすみ、Ａ／Ｄコンバータのコストを抑えることが可能となる。 In addition, in the state of the analog signal before the signal processing, the noise component is further removed before the amplification, so that the S / N ratio can be improved and the deterioration of the sensitivity of the ultrasonic image is suppressed. It becomes possible. Further, since noise components can be removed, the dynamic range can be reduced, the number of bits required for processing can be reduced, and the cost of the A / D converter can be suppressed.
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ００１、送受信部１００、信号処理部００３、画像処理部００４、及びユーザインタフェース００６で構成されている。以下では、まず送受信部１００の構成を説明し、その後超音波診断装置全体の構成を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing functions of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment includes an ultrasonic probe 001, a transmission / reception unit 100, a signal processing unit 003, an image processing unit 004, and a user interface 006. Below, the structure of the transmission / reception part 100 is demonstrated first, and the structure of the whole ultrasound diagnosing device is demonstrated after that.
本実施形態に係る超音波診断装置における送受信部１００は減算器調整モード及び信号受信モードの２つの動作モードを有している。この、２つの動作モードは後述する受信回路１０２ｂの動作が異なるものである。この動作モードの選択は操作者によりユーザインタフェース００６を用いて行われる。 The transmission / reception unit 100 in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment has two operation modes: a subtractor adjustment mode and a signal reception mode. In these two operation modes, the operation of the receiving circuit 102b described later is different. The operation mode is selected by the operator using the user interface 006.
図２は、送受信部１００のエコー信号の受信の機能を説明するための模式図である。ここで、図２には送受信部１００における送信部１０１は図示していない。送受信部１００は、図１及び図２に示すように、送信部１０１、受信回路１０２、減算器１０３、増幅部１０４、Ａ／Ｄコンバータ１０５、及び制御部１０６で構成されている。また、本実施形態に係る受信回路１０２には、図２に示すように受信回路１０２ａ及び受信回路１０２ｂという２つの種類の受信回路が存在する。以下の説明では、受信回路１０２ａ及び受信回路１０２ｂを区別しない時には単に「受信回路１０２」という。また、受信回路１０２ｂとその受信回路１０２ｂに対応する減算器１０３（以下では、この減算器１０３を「受信回路１０２ｂに接続された減算器１０３」という。）との間に、スイッチ２００が配置されている。そして、スイッチ２００は、切り替えにより各受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３に、受信回路１０２ｂの接続を切り替える。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the reception function of the echo signal of the transmission / reception unit 100. Here, in FIG. 2, the transmission unit 101 in the transmission / reception unit 100 is not illustrated. As shown in FIGS. 1 and 2, the transmission / reception unit 100 includes a transmission unit 101, a reception circuit 102, a subtractor 103, an amplification unit 104, an A / D converter 105, and a control unit 106. In the receiving circuit 102 according to the present embodiment, there are two types of receiving circuits, a receiving circuit 102a and a receiving circuit 102b, as shown in FIG. In the following description, when the receiving circuit 102a and the receiving circuit 102b are not distinguished, they are simply referred to as “receiving circuit 102”. A switch 200 is disposed between the receiving circuit 102b and a subtracter 103 corresponding to the receiving circuit 102b (hereinafter, this subtractor 103 is referred to as “subtractor 103 connected to the receiving circuit 102b”). ing. The switch 200 switches the connection of the reception circuit 102b to the subtracter 103 connected to each reception circuit 102a by switching.
制御部１０６は、ＣＰＵ及びメモリで構成されている。制御部１０６は、送受信部１００に含まれる各機能部の動作やそのタイミング及び情報の受け渡しを行う。ただし、実際には制御部１０６を介して行われる情報の受け渡しを、以下の説明では説明の都合上、各機能部が直接行っているように説明する場合がある。 The control unit 106 includes a CPU and a memory. The control unit 106 performs the operation of each functional unit included in the transmission / reception unit 100, the timing thereof, and information transfer. However, in actuality, the information exchange performed through the control unit 106 may be described as being performed directly by each functional unit for convenience of explanation in the following description.
減算器調整モードでは、制御部１０６は、受信回路１０２ａに接続されている振動子００２へパルス信号を送信するよう送信部１０１を制御する。さらに、制御部１０６は、受信回路１０２ｂに接続されている振動子００２へパルス信号を送信しないように、送信部１０１を制御する。すなわち、減算器調整モードでは、受信回路１０２ｂに接続されている振動子００２には超音波の送受信を行わせない。 In the subtractor adjustment mode, the control unit 106 controls the transmission unit 101 to transmit a pulse signal to the vibrator 002 connected to the reception circuit 102a. Furthermore, the control unit 106 controls the transmission unit 101 so as not to transmit a pulse signal to the vibrator 002 connected to the reception circuit 102b. That is, in the subtractor adjustment mode, the transducer 002 connected to the receiving circuit 102b is not allowed to transmit / receive ultrasonic waves.
また、それぞれの振動子００２から被検体に向けた超音波の送信には、送信超音波を所定の深さに集束し、且つ所定の方向に送信するために遅延時間が与えられており、各振動子００２からの超音波の送信にはずれがある。そのため、振動子００２から受信回路１０２ａへのエコー信号の出力も遅延時間に基づくタイミングのずれを有している。そこで、制御部１０６は、減算器調整モードの場合、図２に示す受信回路１０２ｂと対応する減算器１０３との間にあるスイッチ２００を、最初にエコー信号を受信する受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３への接続に切り替える。そして、制御部１０６は、該受信回路１０２ａへのエコー信号の入力が終了すると、次にエコー信号を受信する受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３への接続に切り替える。この様に制御部１０６は、エコー信号の受信を行う受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３に接続するようにスイッチ２００を順次切り替えていく。そして、制御部１０６は、すべての減算器１０３へのノイズ信号の送信が終了するとスイッチ２００を受信回路１０２ｂに対応する減算器１０３への接続に切り替える。 In addition, transmission of ultrasonic waves from each transducer 002 toward the subject is given a delay time in order to focus the transmission ultrasonic waves to a predetermined depth and transmit them in a predetermined direction. There is a difference in the transmission of ultrasonic waves from the vibrator 002. Therefore, the output of the echo signal from the transducer 002 to the receiving circuit 102a also has a timing shift based on the delay time. Therefore, in the subtractor adjustment mode, the control unit 106 connects the switch 200 between the reception circuit 102b shown in FIG. 2 and the corresponding subtractor 103 to the reception circuit 102a that first receives the echo signal. The connection to the subtracter 103 is switched. When the input of the echo signal to the receiving circuit 102a is completed, the control unit 106 switches to the connection to the subtractor 103 connected to the receiving circuit 102a that receives the echo signal next time. In this manner, the control unit 106 sequentially switches the switch 200 so as to be connected to the subtractor 103 connected to the receiving circuit 102a that receives the echo signal. When the transmission of the noise signal to all the subtracters 103 is completed, the control unit 106 switches the switch 200 to the connection to the subtractor 103 corresponding to the reception circuit 102b.
信号受信モードでは、制御部１０６は、全ての振動子００２（受信回路１０２ｂに接続されている振動子００２を含む。）へパルス信号を送信するように送信部１０１を制御する。 In the signal reception mode, the control unit 106 controls the transmission unit 101 to transmit a pulse signal to all the transducers 002 (including the transducers 002 connected to the reception circuit 102b).
ここで、送受信部１００と超音波プローブ００１との間ではテスト信号の送受信や超音波プローブ００１の接続確認のための信号の送受信が必要であり、制御部１０６は、実際に撮像を行わない状態であっても送信部１０１及び受信回路１０２と振動子００２との間の信号の送受信を常に行わせている。 Here, transmission / reception of a test signal and transmission / reception of a signal for confirming connection of the ultrasonic probe 001 are required between the transmission / reception unit 100 and the ultrasonic probe 001, and the control unit 106 does not actually perform imaging. Even so, transmission and reception of signals between the transmission unit 101 and the reception circuit 102 and the vibrator 002 are always performed.
送信部１０１は、パルス信号を発生する。そして、送信部１０１は、送信超音波を所定の深さに集束するための遅延時間と所定の方向に送信するための遅延時間とを前記パルス信号に与える。そして、送信部１０１は、遅延時間を与えた該パルス信号を後述する超音波プローブ００１の振動子００２へ送信することで、振動子００２に超音波を発生させる。ただし、減算器調整モードの場合、送信部１０１は、受信回路１０２ｂに接続されている振動子００２に対してはパルス信号を送信しない。この送信部１０１が本発明における「送信手段」にあたる。 The transmission unit 101 generates a pulse signal. Then, the transmission unit 101 gives the pulse signal a delay time for focusing the transmission ultrasonic wave to a predetermined depth and a delay time for transmitting the transmission ultrasonic wave in a predetermined direction. Then, the transmission unit 101 transmits the pulse signal given the delay time to the transducer 002 of the ultrasonic probe 001 described later, thereby causing the transducer 002 to generate an ultrasonic wave. However, in the subtractor adjustment mode, the transmission unit 101 does not transmit a pulse signal to the vibrator 002 connected to the reception circuit 102b. The transmission unit 101 corresponds to “transmission means” in the present invention.
受信回路１０２ａは、振動子００２から入力される超音波が被検体で反射したエコー信号の入力を受ける。このエコー信号は、前述したように送信部１０１により送信超音波毎に遅延時間が与えられているため、それぞれずれて受信回路１０２ａに入力される。さらに、エコー信号の入力を受けた受信回路１０２ａは、接続されている減算器１０３へ信号の出力を行う。ここで、受信回路１０２ａへ入力されるエコー信号にはディジタル回路や電源供給ラインなどから混入しており、さらに受信回路１０２ａを通過中にも該エコー信号にノイズが混入してしまう。すなわち、受信回路１０２ａから出力される信号はエコー信号にノイズ成分が混入した状態となっている。この受信回路１０２ａが本発明における「第１の受信回路」にあたる。 The receiving circuit 102a receives an echo signal obtained by reflecting the ultrasonic wave input from the transducer 002 from the subject. As described above, since the delay time is given to each transmission ultrasonic wave by the transmission unit 101 as described above, the echo signals are shifted from each other and input to the reception circuit 102a. Further, the receiving circuit 102 a that has received the input of the echo signal outputs the signal to the connected subtracter 103. Here, the echo signal input to the receiving circuit 102a is mixed from a digital circuit, a power supply line, or the like, and noise is also mixed into the echo signal even when passing through the receiving circuit 102a. That is, the signal output from the receiving circuit 102a is in a state where noise components are mixed in the echo signal. This receiving circuit 102a corresponds to the “first receiving circuit” in the present invention.
減算器調整モードの場合、受信回路１０２ｂは、エコー信号の入力を受けないため、ディジタル回路や電源供給ラインなどから混入するノイズ信号のみが入力される。各受信回路１０２ａ及び受信回路１０２はほぼ同じ位置に配置されており、外部からのノイズの混入などの影響はほぼ同程度となるので、各受信回路１０２ａ及び受信回路１０２ｂの何れにおいてもほぼ同程度の強度を持ったノイズが入力される。そして、受信回路１０２ｂは、入力されたノイズ信号を出力する。そして、制御部１０６によりスイッチ２００が順次各受信回路１０２ａに接続された減算器１０３への接続に切り替えられるため、受信回路１０２ｂから出力されたノイズ信号は、各減算器１０３へ順次入力される。そして、すべての減算器１０３への入力が終わると、受信回路１０２ｂから出力されたノイズ信号は受信回路１０２ｂに接続されている減算器１０３に入力される。この各減算器１０３へのノイズ信号の入力は受信回路１０２ａからの信号の出力と並行して行われる。 In the subtractor adjustment mode, since the receiving circuit 102b does not receive an echo signal, only a noise signal mixed from a digital circuit or a power supply line is input. Since each receiving circuit 102a and receiving circuit 102 are arranged at substantially the same position, and the influence of external noise is almost the same, both receiving circuit 102a and receiving circuit 102b have almost the same degree. The noise with the intensity is input. The receiving circuit 102b outputs the input noise signal. Then, since the control unit 106 sequentially switches the switch 200 to the connection to the subtractor 103 connected to each receiving circuit 102 a, the noise signal output from the receiving circuit 102 b is sequentially input to each subtracter 103. When input to all the subtractors 103 is completed, the noise signal output from the receiving circuit 102b is input to the subtractor 103 connected to the receiving circuit 102b. The input of the noise signal to each subtracter 103 is performed in parallel with the output of the signal from the receiving circuit 102a.
信号受信モードの場合、受信回路１０２ｂは、振動子００２から入力される超音波が被検体で反射したエコー信号の入力を受ける。そして、エコー信号の入力を受けた受信回路１０２ｂは、信号を対応する減算器１０３に出力する。この受信回路１０２ｂが本発明における「第２の受信回路」にあたる。 In the signal reception mode, the receiving circuit 102b receives an echo signal input from the ultrasonic wave input from the transducer 002 and reflected from the subject. Then, the receiving circuit 102b that receives the input of the echo signal outputs the signal to the corresponding subtracter 103. The receiving circuit 102b corresponds to the “second receiving circuit” in the present invention.
減算器１０３は、メモリなどの記憶領域を有している。減算器調整モードの場合、減算器１０３は、受信回路１０２ａから信号の入力を受けるとともに、受信回路１０２ｂからノイズ信号の入力を受ける。そして、減算器１０３は、接続されている受信回路１０２ａから受けたエコー信号にノイズ信号が混入した信号の入力を受け、該入力された信号からノイズ信号を減算する。これによりエコー信号からノイズ成分が除去される。そして、減算器１０３は、ノイズ成分を除去した信号を増幅部１０４へ出力する。 The subtracter 103 has a storage area such as a memory. In the subtractor adjustment mode, the subtractor 103 receives a signal input from the reception circuit 102a and a noise signal input from the reception circuit 102b. The subtractor 103 receives an input of a signal in which a noise signal is mixed into the echo signal received from the connected receiving circuit 102a, and subtracts the noise signal from the input signal. Thereby, a noise component is removed from the echo signal. Then, the subtractor 103 outputs the signal from which the noise component has been removed to the amplification unit 104.
信号受信モードの場合、減算器１０３は、受信回路１０２から入力された信号からのノイズ信号の減算を行わない。そして、減算器１０３は、入力されたままの信号を増幅部１０４へ出力する。 In the signal reception mode, the subtracter 103 does not subtract the noise signal from the signal input from the reception circuit 102. Then, the subtractor 103 outputs the input signal to the amplifying unit 104.
ここで、本実施形態では、医師や操作技師などの操作者（以下では、単に「操作者」という。）がノイズの除去が不要と考えた場合に信号受信モードを使用すると想定しているため、信号受信モードでは減算器１０３によるエコー信号からの信号の減算を行っていないが、減算を行う構成でもよい。例えば、減算器１０３は、所定の強度の信号を予め記憶しておき、その記憶している信号を入力されたエコー信号から減算する構成でもよい。他の構成としては、減算器１０３は、前回の撮像のときに使用したノイズ信号を記憶しておき、そのノイズ信号を入力されたエコー信号から減算する構成でもよい。 Here, in this embodiment, it is assumed that an operator such as a doctor or an operation engineer (hereinafter simply referred to as “operator”) uses the signal reception mode when it is considered that noise removal is unnecessary. In the signal reception mode, the signal is not subtracted from the echo signal by the subtractor 103, but a configuration in which subtraction is performed may be used. For example, the subtracter 103 may store a signal having a predetermined intensity in advance and subtract the stored signal from the input echo signal. As another configuration, the subtractor 103 may store a noise signal used at the time of the previous imaging and subtract the noise signal from the input echo signal.
増幅部１０４は、アンプなどで構成されている。減算器１０３から信号の入力を受ける。増幅部１０４は、入力された信号を増幅する。そして、増幅部１０４は、増幅した信号をＡ／Ｄコンバータ１０５へ出力する。この増幅部１０４が本発明における「増幅手段」にあたる。 The amplifying unit 104 includes an amplifier. A signal is input from the subtracter 103. The amplifying unit 104 amplifies the input signal. Then, the amplification unit 104 outputs the amplified signal to the A / D converter 105. The amplifying unit 104 corresponds to “amplifying means” in the present invention.
Ａ／Ｄコンバータ１０５は、増幅部１０４から信号の入力を受ける。この入力される信号はアナログ信号である。Ａ／Ｄコンバータ１０５は、入力された信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。そして、Ａ／Ｄコンバータ１０５は、ディジタル信号に変換した信号を信号処理部００３へ出力する。このＡ／Ｄコンバータ１０５が本発明における「Ａ／Ｄ変換手段」にあたる。 The A / D converter 105 receives a signal input from the amplification unit 104. This input signal is an analog signal. The A / D converter 105 converts the input signal from an analog signal to a digital signal. Then, the A / D converter 105 outputs the signal converted into the digital signal to the signal processing unit 003. The A / D converter 105 corresponds to “A / D conversion means” in the present invention.
次に、超音波診断装置全体の構成について説明する。 Next, the configuration of the entire ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
超音波プローブ００１は、複数の振動子００２を有している。各振動子００２はそれぞれ対応する１つの受信回路１０２に接続されている。振動子００２は、送信部１０１から入力されたパルス信号を超音波に変換し被検体に向けて送信する。さらに、振動子００２は、被検体で反射した超音波エコーを受信し電気信号であるエコー信号に変換して受信回路１０２に出力する。ただし、減算器調整モードの場合、受信回路１０２ｂに接続されている振動子００２は超音波の送受信は行わず、また信号を受信回路１０２ｂに出力することもしない。ここで、本実施形態で超音波プローブ００１として、２次元アレイプローブを使用するとする。すなわち、図３のように超音波プローブ００１に振動子００２が配置されているとする。図３は、送受信を行わない振動子００２の位置を説明するための模式図である。振動子００２は、図２における一つ一つの格子それぞれにあたる。そして、この様な２次元アレイプローブでは、一般的な撮像においては、グレーで示す領域３０１の情報が重要であり、領域３０１の外側、すなわち２次元的に配置された振動子００２のうちの端の方の部分にあたる領域３０２の情報の重要度は低い。そのため、受信回路１０２ｂに接続されている振動子００２は、２次元的に配置されている振動子００２の中でなるべく端にあたる部分に配置されていることが好ましい。本実施形態では、受信回路１０２ｂに接続された振動子００２は、領域３０２に含まれるように配置されているものとする。 The ultrasonic probe 001 has a plurality of transducers 002. Each vibrator 002 is connected to a corresponding one receiving circuit 102. The vibrator 002 converts the pulse signal input from the transmission unit 101 into an ultrasonic wave and transmits it to the subject. Furthermore, the transducer 002 receives an ultrasonic echo reflected from the subject, converts it to an echo signal that is an electrical signal, and outputs the echo signal to the receiving circuit 102. However, in the subtractor adjustment mode, the transducer 002 connected to the receiving circuit 102b does not transmit / receive ultrasonic waves and does not output a signal to the receiving circuit 102b. Here, it is assumed that a two-dimensional array probe is used as the ultrasonic probe 001 in the present embodiment. That is, it is assumed that the vibrator 002 is arranged on the ultrasonic probe 001 as shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the position of the vibrator 002 that does not perform transmission / reception. The vibrator 002 corresponds to each lattice in FIG. In such a two-dimensional array probe, in general imaging, information on the region 301 shown in gray is important, and the outside of the region 301, that is, the end of the transducer 002 arranged two-dimensionally. The importance of the information in the area 302 corresponding to the part is low. For this reason, it is preferable that the vibrator 002 connected to the receiving circuit 102b is arranged in a portion which is as close to the end as possible in the two-dimensionally arranged vibrator 002. In the present embodiment, it is assumed that the vibrator 002 connected to the receiving circuit 102 b is arranged so as to be included in the region 302.
信号処理部００３は、送受信部１００から信号の入力を受ける。信号処理部００３は、入力された信号にバンドパスフィルタ処理を施す。さらに、信号処理部００３は、バンドパスフィルタ処理を施した信号に対し遅延加算、包絡線検波、及び対数圧縮といった処理を施す。そして、信号処理部００３は、前述の処理を施した信号を画像処理部００４へ出力する。ここで、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換後に信号処理部００３においてバンドパスフィルタ処理を行っているが、これは、Ａ／Ｄ変換前に行ってもよい。この場合、例えば、増幅部１０４とＡ／Ｄコンバータ１０５との間にバンドパスフィルタを配置してそこでバンドパスフィルタ処理を実施する構成などがある。この信号処理部００３が本発明における「信号処理手段」にあたる。 The signal processing unit 003 receives a signal input from the transmission / reception unit 100. The signal processing unit 003 performs band pass filter processing on the input signal. Further, the signal processing unit 003 performs processing such as delay addition, envelope detection, and logarithmic compression on the signal that has been subjected to the bandpass filter processing. Then, the signal processing unit 003 outputs the signal subjected to the above-described processing to the image processing unit 004. Here, in this embodiment, the band-pass filter processing is performed in the signal processing unit 003 after A / D conversion, but this may be performed before A / D conversion. In this case, for example, there is a configuration in which a band pass filter is disposed between the amplifying unit 104 and the A / D converter 105 and the band pass filter process is performed there. This signal processing unit 003 corresponds to “signal processing means” in the present invention.
画像処理部００４は、信号処理部００３から信号の入力を受ける。そして、画像処理部００４は、入力された信号に対し走査線の座標からモニタ上の座標への座標変換などを実施して画像データを生成する。画像処理部００４は生成した画像データを表示制御部００５へ出力する。この画像処理部００４が本発明における「画像処理手段」にあたる。 The image processing unit 004 receives a signal input from the signal processing unit 003. The image processing unit 004 generates image data by performing coordinate conversion from the coordinates of the scanning line to the coordinates on the monitor on the input signal. The image processing unit 004 outputs the generated image data to the display control unit 005. This image processing unit 004 corresponds to the “image processing means” in the present invention.
表示制御部００５は、画像処理部００４から画像データの入力を受ける。表示制御部００５は、入力された画像データを基に表示部００７に超音波画像を表示させる。この表示制御部００５が本発明における「表示制御手段」にあたる。 The display control unit 005 receives image data input from the image processing unit 004. The display control unit 005 displays an ultrasonic image on the display unit 007 based on the input image data. This display control unit 005 corresponds to “display control means” in the present invention.
ユーザインタフェース００６は、表示部００７と入力部００８を有しており、操作者は、ユーザインタフェース００６を用いて撮像開始の命令やモード選択の指示を入力する。この表示部００７が本発明における「表示手段」にあたる。 The user interface 006 includes a display unit 007 and an input unit 008, and the operator inputs an imaging start instruction and a mode selection instruction using the user interface 006. This display unit 007 corresponds to the “display unit” in the present invention.
次に、図４を参照して本実施形態に係る超音波診断装置での減算器調整モードにおける減算器の調整及び画像生成の動作を説明する。図４は、本実施形態に係る超音波診断装置での減算器調整モードにおける減算器１０３の調整及び画像生成のフローチャートの図である。 Next, the subtractor adjustment and image generation operations in the subtractor adjustment mode in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of adjustment of the subtractor 103 and image generation in the subtractor adjustment mode in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.
ステップＳ００１：操作者からの入力部００８を用いた減算器調整モードを使用する指示を受けて、制御部１０６は、送信部１０１、受信回路１０２、及び減算器１０３、のモードを減算器調整モードに切り替える。 Step S001: Upon receiving an instruction from the operator to use the subtractor adjustment mode using the input unit 008, the control unit 106 changes the modes of the transmission unit 101, the reception circuit 102, and the subtractor 103 to the subtractor adjustment mode. Switch to.
ステップＳ００２：操作者から撮像開始の入力を受けて、超音波画像の撮像を開始する。 Step S002: In response to an input of imaging start from the operator, imaging of an ultrasonic image is started.
ステップＳ００３：送信部１０１は、超音波プローブ００１に配置された受信回路１０２ａに接続されている各振動子００２に遅延時間を与えたパルス信号を送信する。 Step S003: The transmission unit 101 transmits a pulse signal giving a delay time to each transducer 002 connected to the reception circuit 102a arranged in the ultrasonic probe 001.
ステップＳ００４：制御部１０６は、受信回路１０２ｂの出力がノイズ信号の入力が行われる受信回路１０２ａに接続された減算器１０３に入力するように、スイッチ２００を切り替える。ここで、各受信回路１０２ａに入力されるエコー信号はそれぞれ遅延時間が与えられているため、各受信回路１０２ａがエコー信号を受信するタイミングにずれが発生する。そのため、エコー信号の入力が行われる受信回路１０２ａは順次変更されていくことになる。 Step S004: The control unit 106 switches the switch 200 so that the output of the reception circuit 102b is input to the subtractor 103 connected to the reception circuit 102a to which the noise signal is input. Here, since the delay time is given to each echo signal input to each receiving circuit 102a, a deviation occurs in the timing at which each receiving circuit 102a receives the echo signal. Therefore, the receiving circuit 102a to which the echo signal is input is changed sequentially.
ステップＳ００５：受信回路１０２ａは、接続されている各振動子００２からエコー信号を受信し、接続されている各減算器１０３へ出力する。上述したように、各受信回路１０２ａがエコー信号を受信するタイミングにはずれがある。 Step S005: The receiving circuit 102a receives an echo signal from each connected transducer 002 and outputs it to each connected subtracter 103. As described above, there is a difference in the timing at which each receiving circuit 102a receives an echo signal.
ステップＳ００６：受信回路１０２ｂは、スイッチ２００によって接続されている減算器１０３へノイズ信号を出力する。ここで、説明の都合上、ステップＳ００５及びステップＳ００６は順番に説明しているがこの２つのステップは、実際には同時に行われている。 Step S006: The receiving circuit 102b outputs a noise signal to the subtracter 103 connected by the switch 200. Here, for convenience of explanation, step S005 and step S006 are described in order, but these two steps are actually performed simultaneously.
ステップＳ００７：減算器１０３は、受信回路１０２ａより出力された信号（エコー信号とノイズ信号とが混ざった信号）から受信回路１０２ｂから出力されたノイズ信号を減算する。 Step S007: The subtracter 103 subtracts the noise signal output from the receiving circuit 102b from the signal output from the receiving circuit 102a (a signal in which an echo signal and a noise signal are mixed).
ステップＳ００８：制御部１０６は、受信回路１０２ａに接続されている全ての減算器１０３にノイズ信号を送信したか否かを判断する。受信回路１０２ａに接続されている全ての減算器１０３にノイズ信号を送信している場合にはステップＳ００９へ進む、ノイズ信号を送信していない受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３がある場合には、ステップＳ００４に戻る。 Step S008: The control unit 106 determines whether noise signals have been transmitted to all the subtractors 103 connected to the receiving circuit 102a. When noise signals are transmitted to all the subtractors 103 connected to the receiving circuit 102a, the process proceeds to step S009. When there is a subtractor 103 connected to the receiving circuit 102a not transmitting the noise signal. Returns to step S004.
ステップＳ００９：増幅部１０４は、減算器１０３から信号の入力を受けて、該信号を増幅する。 Step S009: The amplification unit 104 receives a signal input from the subtractor 103 and amplifies the signal.
ステップＳ０１０：Ａ／Ｄコンバータ１０５は、増幅部１０４から信号の入力を受けて、該エコー信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。 Step S010: The A / D converter 105 receives a signal input from the amplification unit 104, and converts the echo signal from an analog signal to a digital signal.
ステップＳ０１１：信号処理部００３は、送受信部１００から入力された信号にバンドパスフィルタ処理、遅延加算、対数圧縮、及び包絡線検波などの処理を施す。 Step S011: The signal processing unit 003 performs processing such as bandpass filter processing, delay addition, logarithmic compression, and envelope detection on the signal input from the transmission / reception unit 100.
ステップＳ０１２：画像処理部００４は、信号処理部００３から信号の入力を受けて、該信号に対し座標変換などの処理を施して超音波画像の画像データに変換する。 Step S012: The image processing unit 004 receives a signal input from the signal processing unit 003, performs a process such as coordinate conversion on the signal, and converts it into image data of an ultrasonic image.
ステップＳ０１３：表示制御部００５は、画像処理部００４から画像データの入力を受けて、該画像データを基に、表示部００７に超音波画像を表示させる。 Step S013: Upon receiving image data input from the image processing unit 004, the display control unit 005 displays an ultrasonic image on the display unit 007 based on the image data.
ここで、本実施形態では、ノイズ信号検出のための部品を増やさないために、信号受信モードと減算器調整モードという２つのモードを用いて、信号受信モードでは受信回路１０２ｂもエコー信号を受信し、該信号を画像生成に用いることが可能な構成にしている。ただし、ある程度の大きさの増加を許容できるといった部品が増加してもよい場合には、ノイズ信号の検出に特化した受信回路１０２ｂを特別に設けてもよい。その場合には、常に減算器調整モードで動作する、もしくは、減算器を用いないモードとして信号受信モードを使用するなどとなる。 Here, in this embodiment, in order not to increase the number of components for detecting the noise signal, the reception circuit 102b also receives the echo signal in the signal reception mode using the two modes of the signal reception mode and the subtractor adjustment mode. The signal can be used for image generation. However, if the number of components that can allow a certain increase in size may be increased, a receiving circuit 102b specialized for noise signal detection may be specially provided. In that case, it always operates in the subtractor adjustment mode, or the signal reception mode is used as a mode not using the subtractor.
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置は、受信回路に混入するノイズ信号を減算器に送り、送られてくる信号からそのノイズ信号を減算することでノイズ成分を取り除く構成である。これにより、容易な構成で、電気系統やディジタル回路などといった外部から混入するノイズ成分を取り除くことができる。 As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is configured to remove the noise component by sending the noise signal mixed in the receiving circuit to the subtracter and subtracting the noise signal from the transmitted signal. It is. Thereby, it is possible to remove noise components mixed from the outside such as an electric system and a digital circuit with an easy configuration.
また、振動子から送られてきてすぐに信号からノイズ成分を取り除くため、Ｓ／Ｎ比を改善できる。さらに、ノイズ成分を取り除くことで信号処理のためのダイナミックレンジを小さくすることができ、Ａ／Ｄコンバータに必要とされるビット数を減らすことができ、超音波診断装置の製造コストを削減することが可能となる。 Further, since the noise component is removed from the signal immediately after being sent from the vibrator, the S / N ratio can be improved. Furthermore, by removing noise components, the dynamic range for signal processing can be reduced, the number of bits required for the A / D converter can be reduced, and the manufacturing cost of the ultrasonic diagnostic apparatus can be reduced. Is possible.
さらに、信号受信モードでは画像生成に使用できる受信回路をノイズ信号の検出に用いるため、ノイズ信号検出のための部品を増やす必要がなく、超音波診断装置のサイズを小さく抑えることが可能となる。 Furthermore, in the signal reception mode, since a reception circuit that can be used for image generation is used for noise signal detection, it is not necessary to increase the number of components for noise signal detection, and the size of the ultrasonic diagnostic apparatus can be reduced.
〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は減算器に対してノイズ信号の入力を行うための受信回路が複数配置されている構成が第１の実施形態と異なるものである。そこで、受信回路の配置及び減算器の調整の動作について主に説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。
[Second Embodiment]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of receiving circuits for inputting a noise signal to the subtractor are arranged. Thus, the arrangement of the receiving circuit and the adjustment operation of the subtractor will be mainly described. In the following description, functional units having the same reference numerals as those in the first embodiment are assumed to have the same functions unless otherwise specified.
本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図も図１で示すものと同様である。ただし、送受信部１００の内部の構成が図５のような構成になっている。ここで、図５は本実施形態に係る超音波診断装置のエコー信号の受信の機能を説明するための構成を表す模式図である。 The block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment is the same as that shown in FIG. However, the internal configuration of the transmission / reception unit 100 is as shown in FIG. Here, FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration for explaining a function of receiving an echo signal of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.
図５に示すように、本実施形態に係る送受信部１００には、減算器１０３にノイズ信号を送るための受信回路１０２ｂが複数配置されている。この受信回路１０２ｂは、本実施形態では受信回路１０２ａが９個毎に１つずつ配置されている。この９個毎の受信回路１０２ａに受信回路１０２ｂが１つ配置される状態が、本発明における「所定数の第１の（他の）受信回路毎に１つずつ配置」にあたる。そして、図５における各受信回路１０２ｂは、図面に向かってその受信回路１０２ｂの上の９個の受信回路１０２ａと対応している。この対応する９個の受信回路１０２ａ及び１つの受信回路１０２ｂ、並びにそれらに接続されている減算器１０３、増幅部１０４、及びＡ／Ｄコンバータ１０５の組み合わせを受信回路群５００という。この受信回路１０２ａと受信回路１０２ｂとの組み合わせは、送受信部１００の中の基板上でそれぞれなるべく近いところに配置され、かつなるべく近いところに配置された振動子００２に接続しているものがよい。そのような組み合わせを選ぶことで、受信回路群５００に含まれる受信回路１０２ａ及び受信回路１０２ｂに混入するノイズ信号が近似する。 As illustrated in FIG. 5, the transmission / reception unit 100 according to the present embodiment includes a plurality of reception circuits 102 b for sending noise signals to the subtractor 103. In the present embodiment, one receiving circuit 102b is arranged for every nine receiving circuits 102b. The state in which one receiving circuit 102b is arranged in every nine receiving circuits 102a corresponds to “one arrangement for each predetermined number of first (other) receiving circuits” in the present invention. Each reception circuit 102b in FIG. 5 corresponds to nine reception circuits 102a above the reception circuit 102b as viewed in the drawing. A combination of the nine corresponding receiving circuits 102 a and one receiving circuit 102 b and the subtractor 103, the amplifying unit 104, and the A / D converter 105 connected to them is referred to as a receiving circuit group 500. The combination of the receiving circuit 102a and the receiving circuit 102b is preferably arranged as close as possible on the substrate in the transmitting / receiving unit 100 and connected to the vibrator 002 arranged as close as possible. By selecting such a combination, a noise signal mixed in the reception circuit 102a and the reception circuit 102b included in the reception circuit group 500 is approximated.
そして、各受信回路群５００は、その受信回路群５００の受信回路１０２ｂからその受信回路群５００の各受信回路１０２ａに接続されている各減算器１０３へ接続できるように、受信回路１０２ｂと減算器１０３との間にスイッチ２００を有している。すなわち、各受信回路群５００は、図２に示す第１の実施形態の構成において、受信回路１０２ａの個数が減ったものであり、他の構成は同様の構成を有している。 Each receiving circuit group 500 can be connected to each subtracter 103 connected to each receiving circuit 102a of the receiving circuit group 500 from the receiving circuit 102b of the receiving circuit group 500. A switch 200 is provided between the switch 103 and the terminal 103. That is, each receiving circuit group 500 has a configuration in which the number of receiving circuits 102a is reduced in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2, and the other configurations have the same configuration.
制御部１０６は、操作者より減算器調整モードが選択された場合、各受信回路群５００の各受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３へ受信回路１０２ｂが接続するようにその受信回路群５００のスイッチ２００を順次切り替え、９つの受信回路１０２ａに接続されているすべての減算器１０３にノイズ信号の入力が行われるように制御する。 When the subtracter adjustment mode is selected by the operator, the control unit 106 receives the receiving circuit group 500 so that the receiving circuit 102 b is connected to the subtractor 103 connected to each receiving circuit 102 a of each receiving circuit group 500. The switches 200 are sequentially switched so that all the subtracters 103 connected to the nine receiving circuits 102a are input with noise signals.
各受信回路群５００の受信回路１０２ｂは、制御部１０６によるスイッチ２００の切り替えにより、その受信回路群５００の受信回路１０２ａに接続されている減算器１０３にノイズを出力する。 The receiving circuit 102b of each receiving circuit group 500 outputs noise to the subtractor 103 connected to the receiving circuit 102a of the receiving circuit group 500 when the control unit 106 switches the switch 200.
各受信回路群５００の減算器１０３は、その受信回路群５００の受信回路１０２ｂから入力されたノイズ信号を、受信回路１０２ａから出力された信号から減算する。 The subtractor 103 of each receiving circuit group 500 subtracts the noise signal input from the receiving circuit 102b of the receiving circuit group 500 from the signal output from the receiving circuit 102a.
ここで、本実施形態では、スイッチ２００を設けることによる余分なノイズの発生とノイズ成分の除去の信頼性の向上とを考慮して、受信回路１０２ａが９個に対し受信回路１０２ｂを一つ設けたが、この比率は他の値を採用してもよい。具体的には、受信回路１０２ｂを多く設ければスイッチ２００が増えるため切り替え等によるノイズの発生が増加するが、より近くの受信回路１０２ｂに混入するノイズ信号を使用して受信回路１０２ａのエコー信号からノイズ成分を除去することで、ノイズ成分の除去の信頼性が向上するとともに、時間も短縮することが可能となる。 Here, in the present embodiment, in consideration of the generation of extra noise due to the provision of the switch 200 and the improvement in the reliability of noise component removal, one receiving circuit 102b is provided for nine receiving circuits 102a. However, other values may be adopted for this ratio. Specifically, if a large number of receiving circuits 102b are provided, the number of switches 200 increases, so that the generation of noise due to switching or the like increases. However, an echo signal of the receiving circuit 102a is generated using a noise signal mixed in a closer receiving circuit 102b. By removing the noise component from the noise, the reliability of removing the noise component can be improved and the time can be shortened.
そして、それぞれの受信回路１０２ｂに接続されている各振動子００２は図３における領域３０２に配置されている。これにより、あまり超音波画像生成に重要でない振動子からの信号を使用しない構成にすることができ、超音波画像の画質の低下を軽減することが可能となる。 Each transducer 002 connected to each receiving circuit 102b is arranged in a region 302 in FIG. As a result, it is possible to employ a configuration in which a signal from a transducer that is not very important for ultrasonic image generation is not used, and it is possible to reduce deterioration in the image quality of the ultrasonic image.
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置では、受信回路１０２ｂを複数設け、各受信回路１０２ｂに対応する受信回路１０２ａを設けて、受信回路１０２ａに接続された減算器１０３の調整を対応する受信回路１０２ｂによって行う構成である。 As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment, a plurality of receiving circuits 102b are provided, the receiving circuits 102a corresponding to the receiving circuits 102b are provided, and the subtractor 103 connected to the receiving circuit 102a. In this configuration, adjustment is performed by the corresponding receiving circuit 102b.
これにより、受信回路１０２ｂから減算器１０３へのノイズ信号の入力の時間を短縮することができるとともに、いずれかのスイッチ２００又は受信回路１０２ｂが故障した場合でも、他のスイッチ２００又は受信回路１０２ｂに対応している減算器１０３の調整を行うことが可能である。 As a result, the input time of the noise signal from the receiving circuit 102b to the subtractor 103 can be shortened, and even if one of the switches 200 or the receiving circuit 102b fails, the other switch 200 or the receiving circuit 102b It is possible to adjust the corresponding subtracter 103.
さらに、受信回路１０２ａと受信回路１０２ｂとを基板長の近い位置に配置し、かつそれぞれに接続されている振動子００２も近い位置に配置することにより、より受信回路１０２ａ及び受信回路１０２ｂに混入するノイズ信号が近似することになり、そのようなノイズ信号をノイズ成分の除去に使用することで、信号からのノイズ成分の除去の信頼性を向上することが可能となる。 Furthermore, the receiving circuit 102a and the receiving circuit 102b are arranged at positions close to the substrate length, and the vibrators 002 connected to the receiving circuit 102a and the receiving circuit 102b are also arranged at positions close to each other, whereby the receiving circuit 102a and the receiving circuit 102b are mixed. The noise signal is approximated, and by using such a noise signal for the removal of the noise component, the reliability of the removal of the noise component from the signal can be improved.
００１ 超音波プローブ
００２ 振動子
００３ 信号処理部
００４ 画像処理部
００５ 表示制御部
００６ ユーザインタフェース
００７ 表示部
００８ 入力部
１００ 送受信部
１０１ 送信部
１０２ 受信回路
１０３ 減算器
１０４ 増幅部
１０５ Ａ／Ｄコンバータ
１０６ 制御部
２００ スイッチ
001 Ultrasonic probe 002 Transducer 003 Signal processing unit 004 Image processing unit 005 Display control unit 006 User interface 007 Display unit 008 Input unit 100 Transmission / reception unit 101 Transmission unit 102 Reception circuit 103 Subtractor 104 Amplification unit 105 A / D converter 106 Control Part 200 switch
Claims (7)
前記振動子にパルス信号を送信する送信手段と、
前記振動子それぞれに接続され前記振動子からエコー信号を受信する複数の第１の受信回路と、
前記振動子に接続され、エコー信号を受信していない状態で混入するノイズ信号を出力する第２の受信回路と、
前記第１の受信回路がエコー信号を受信したとき、該エコー信号を受信した第１の受信回路の出力から前記第２の受信回路の出力を減算する減算手段と、
前記減算手段から出力された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された信号をディジタル信号に変更するＡ／Ｄ変換手段と、
前記ディジタル信号に変換された信号に対し信号処理を施す信号処理手段と、
前記信号処理を施された信号に対し画像処理を施し画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データを基に超音波画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。 Multiple transducers,
Transmitting means for transmitting a pulse signal to the vibrator;
A plurality of first receiving circuits connected to each of the transducers for receiving an echo signal from the transducer;
A second receiving circuit connected to the vibrator and outputting a noise signal mixed in a state where no echo signal is received;
Subtracting means for subtracting the output of the second receiving circuit from the output of the first receiving circuit that has received the echo signal when the first receiving circuit receives the echo signal;
Amplifying means for amplifying the signal output from the subtracting means;
A / D conversion means for changing the amplified signal into a digital signal;
Signal processing means for performing signal processing on the signal converted into the digital signal;
Image processing means for generating image data by performing image processing on the signal subjected to the signal processing;
Display control means for displaying an ultrasonic image on a display means based on the image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記振動子にパルス信号を送信する送信手段と、
前記振動子にそれぞれ接続され前記振動子からエコー信号を受信する複数の受信回路と、
入力された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された信号をディジタル信号に変更するＡ／Ｄ変換手段と、
前記ディジタル信号に変換された信号に対し信号処理を施す信号処理手段と、
前記信号処理を施された信号に対し画像処理を施し画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データを基に超音波画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えた超音波診断装置であって、
前記複数の受信回路と前記増幅手段との間に配置され、前記増幅手段に信号を出力する減算手段をさらに備え、
減算器調整モードと信号受信モードとを有し、
前記減算器調整モードでは、前記受信回路のうちの特定の前記受信回路は、前記エコー信号を受信しない状態で、前記エコー信号を受信した他の前記受信回路に接続されている前記減算手段にノイズ信号を出力し、
前記他の受信回路は、前記振動子からエコー信号を受信して前記減算手段へ出力し、
前記減算手段は、前記他の受信回路の出力から前記特定の受信回路の出力を減算し、
前記信号受信モードでは、全ての前記受信回路で、前記超音波プローブからエコー信号を受信して前記減算手段へ出力する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 Multiple transducers,
Transmitting means for transmitting a pulse signal to the vibrator;
A plurality of receiving circuits each connected to the transducer for receiving an echo signal from the transducer;
Amplifying means for amplifying the input signal;
A / D conversion means for changing the amplified signal into a digital signal;
Signal processing means for performing signal processing on the signal converted into the digital signal;
Image processing means for generating image data by performing image processing on the signal subjected to the signal processing;
Display control means for displaying an ultrasonic image on a display means based on the image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
A subtracting unit disposed between the plurality of receiving circuits and the amplifying unit and outputting a signal to the amplifying unit;
A subtractor adjustment mode and a signal reception mode;
In the subtractor adjustment mode, the specific receiving circuit among the receiving circuits does not receive the echo signal, and noise is applied to the subtracting means connected to the other receiving circuit that has received the echo signal. Output signal,
The other receiving circuit receives an echo signal from the transducer and outputs it to the subtracting means,
The subtracting means subtracts the output of the specific receiving circuit from the output of the other receiving circuit,
In the signal reception mode, in all the reception circuits, an echo signal is received from the ultrasonic probe and output to the subtracting unit.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記複数の第１の受信回路が、それぞれに接続されている振動子からエコー信号を順次受信する受信段階と、
第２の受信回路が、前記エコー信号を受信していない状態で、前記エコー信号を受信した前記第１の受信回路に接続されている減算器にノイズ信号を出力するノイズ出力段階と、
前記減算器が前記第１の受信回路の出力から前記第２の受信回路の出力を減算する減算段階と、
前記減算が施された信号を増幅する増幅段階と、
前記増幅された信号をディジタル信号に変更するＡ／Ｄ変換段階と、
前記ディジタル信号に変換された信号に対し信号処理を施す信号処理段階と、
前記信号処理を施された信号に対し画像処理を施し画像データを生成する画像処理段階と、
前記画像データを基に超音波画像を表示手段に表示させる表示制御段階と、
を有することを特徴とする超音波診断装置制御方法。 A transmission step of transmitting a pulse signal to each transducer connected to the plurality of first reception circuits;
The plurality of first receiving circuits sequentially receive echo signals from the transducers connected thereto, and
A noise output stage for outputting a noise signal to a subtractor connected to the first receiving circuit that has received the echo signal in a state in which the second receiving circuit has not received the echo signal;
A subtracting step in which the subtracter subtracts the output of the second receiving circuit from the output of the first receiving circuit;
An amplification step of amplifying the subtracted signal;
An A / D conversion stage for changing the amplified signal into a digital signal;
A signal processing stage for performing signal processing on the signal converted into the digital signal;
An image processing step of performing image processing on the signal subjected to the signal processing to generate image data;
A display control step of displaying an ultrasonic image on a display means based on the image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus control method comprising:
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| JP2009091756A JP2010240131A (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Ultrasonograph and method for controlling the ultrasonograph |
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-
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- 2009-04-06 JP JP2009091756A patent/JP2010240131A/en not_active Withdrawn
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