JP2987719B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JP2987719B2 JP2987719B2 JP3105610A JP10561091A JP2987719B2 JP 2987719 B2 JP2987719 B2 JP 2987719B2 JP 3105610 A JP3105610 A JP 3105610A JP 10561091 A JP10561091 A JP 10561091A JP 2987719 B2 JP2987719 B2 JP 2987719B2
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- JP
- Japan
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- transmission
- resolution
- focus method
- signal
- stage
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置に関し、
特に、イメージの分解能を改善した超音波診断装置に関
する。
特に、イメージの分解能を改善した超音波診断装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置はトランスデューサ（超
音波探触子）から超音波を被検体内に照射して、被検体
内の組織や病変部から反射されてくる信号をトランスデ
ューサで受波し、その反射信号により形成される断層像
をＣＲＴに表示して診断の用に供する装置である。
音波探触子）から超音波を被検体内に照射して、被検体
内の組織や病変部から反射されてくる信号をトランスデ
ューサで受波し、その反射信号により形成される断層像
をＣＲＴに表示して診断の用に供する装置である。
【０００３】上記の超音波診断装置において注目する部
位のイメージは良好な分解能の、即ち、ピントの合った
状態の画像が望ましく、又、断層像は深さの異なる部分
からの反射信号によって構成されるので、深さ方向に均
一な分解能が得られることが望ましい。この分解能を表
すのに一般にＦナンバが用いられている。Ｆナンバは次
式で表される。
位のイメージは良好な分解能の、即ち、ピントの合った
状態の画像が望ましく、又、断層像は深さの異なる部分
からの反射信号によって構成されるので、深さ方向に均
一な分解能が得られることが望ましい。この分解能を表
すのに一般にＦナンバが用いられている。Ｆナンバは次
式で表される。
【０００４】 Ｆ＝送波距離／送波開口 ……… （１） （１）式で明らかなように送波距離が等しいとすれば、
送波開口が大きければＦナンバは小さく、送波開口が小
さければＦナンバは大きい。従って、Ｆナンバが小さい
と分解能は良く、Ｆナンバが大きいと分解能は悪いが、
送波距離の変化に対して敏感ではなく、つまり、深さの
異なる反射源に対しても分解能の劣化は大きくなく均一
な映像を得ることができる。
送波開口が大きければＦナンバは小さく、送波開口が小
さければＦナンバは大きい。従って、Ｆナンバが小さい
と分解能は良く、Ｆナンバが大きいと分解能は悪いが、
送波距離の変化に対して敏感ではなく、つまり、深さの
異なる反射源に対しても分解能の劣化は大きくなく均一
な映像を得ることができる。
【０００５】図４はＦナンバと分解能との関係を示す図
である。
である。
【０００６】図において、１は深さＲ1 の点に焦点を結
ばせた小さいＦナンバの送波による分解能曲線、２は同
じ深さＲ1 の点に焦点を結ばせた大きいＦナンバの分解
能曲線である。図に明らかなように、小Ｆナンバの分解
能曲線１は焦点位置Ｒ1 における分解能値は大きいが、
焦点位置Ｒ1 を離れるに従って分解能は急激に低下す
る。又、大Ｆナンバの分解能曲線２は焦点位置Ｒ1 にお
ける分解能は小Ｆナンバに比べて小さいが、距離の変化
に対して低下の度合は小さい。
ばせた小さいＦナンバの送波による分解能曲線、２は同
じ深さＲ1 の点に焦点を結ばせた大きいＦナンバの分解
能曲線である。図に明らかなように、小Ｆナンバの分解
能曲線１は焦点位置Ｒ1 における分解能値は大きいが、
焦点位置Ｒ1 を離れるに従って分解能は急激に低下す
る。又、大Ｆナンバの分解能曲線２は焦点位置Ｒ1 にお
ける分解能は小Ｆナンバに比べて小さいが、距離の変化
に対して低下の度合は小さい。
【０００７】送信においては、単一の深さの焦点位置を
選ぶシングルフォーカス法と、複数の深さに焦点位置を
設ける多段フォーカス法とがある。多段フォーカス法は
１枚のイメージを得るのにシングルフォーカス法に比べ
て数回の送波をしている。即ち、ｎ段の多段フォーカス
とはｎ個の焦点位置に対して少なくともｎ個の送波を行
うものである。
選ぶシングルフォーカス法と、複数の深さに焦点位置を
設ける多段フォーカス法とがある。多段フォーカス法は
１枚のイメージを得るのにシングルフォーカス法に比べ
て数回の送波をしている。即ち、ｎ段の多段フォーカス
とはｎ個の焦点位置に対して少なくともｎ個の送波を行
うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図５はシングルフォー
カス法における分解能曲線を示す図である。図におい
て、（イ）図は深さＲ1 におけるＦナンバＦ1 の場合の
分解能曲線図、（ロ）図は深さＲ2 におけるＦナンバＦ
2 の場合の分解能曲線図、（ハ）図は深さＲ3 における
ＦナンバＦ3 の場合の分解能曲線である。各図において
深さＲ1 〜Ｒ3 は次式に示す通りになっている。
カス法における分解能曲線を示す図である。図におい
て、（イ）図は深さＲ1 におけるＦナンバＦ1 の場合の
分解能曲線図、（ロ）図は深さＲ2 におけるＦナンバＦ
2 の場合の分解能曲線図、（ハ）図は深さＲ3 における
ＦナンバＦ3 の場合の分解能曲線である。各図において
深さＲ1 〜Ｒ3 は次式に示す通りになっている。
【０００９】Ｒ1 ＜Ｒ2 ＜Ｒ3 この図では、ＦナンバＦ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 を等しくした場
合を示しており、各深さ位置において焦点位置に設定さ
れた深さにおいては分解能は良好であるが、焦点位置を
離れるに従って分解能が悪くなっている。
合を示しており、各深さ位置において焦点位置に設定さ
れた深さにおいては分解能は良好であるが、焦点位置を
離れるに従って分解能が悪くなっている。
【００１０】図６は多段フォーカス法における分解能曲
線を示す図である。図７は多段フォーカス法における画
面上のイメージ３の状態と、データ取得時間を示す図で
ある。図６では多段フォーカスの場合の分解能は実線で
表される曲線になることを示している。図において、Ｒ
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は焦点位置で、Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 はそれ
ぞれの焦点位置におけるＦナンバである。この多段フォ
ーカス法における分解能は図の実線に示す範囲である。
図７（イ）図において画面上におけるイメージは点Ｏか
らＢ1 に至る間のＦナンバをＦ1 、Ｂ1 からＢ2 に至る
間のＦナンバをＦ2 、Ｂ2 以遠のＦナンバをＦ3 として
各焦点位置Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 に照射された超音波による
エコーが表示される状態を示している。（ロ）図は多段
フォーカス法における１フレームの画像データを取得す
る時間を示す図で、先づ（イ）図に示すＦ1 の領域（Ｏ
からＢ1 ）のスキャンを行い、次にＦ2 の領域（Ｂ1 〜
Ｂ 2 ）のスキャンを行い、次にＦ3 の領域（Ｂ2 〜）の
スキャンを行っている状態を示している。従って、この
場合シングルフォーカス法の３倍の時間を必要としてい
る。
線を示す図である。図７は多段フォーカス法における画
面上のイメージ３の状態と、データ取得時間を示す図で
ある。図６では多段フォーカスの場合の分解能は実線で
表される曲線になることを示している。図において、Ｒ
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は焦点位置で、Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ3 はそれ
ぞれの焦点位置におけるＦナンバである。この多段フォ
ーカス法における分解能は図の実線に示す範囲である。
図７（イ）図において画面上におけるイメージは点Ｏか
らＢ1 に至る間のＦナンバをＦ1 、Ｂ1 からＢ2 に至る
間のＦナンバをＦ2 、Ｂ2 以遠のＦナンバをＦ3 として
各焦点位置Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 に照射された超音波による
エコーが表示される状態を示している。（ロ）図は多段
フォーカス法における１フレームの画像データを取得す
る時間を示す図で、先づ（イ）図に示すＦ1 の領域（Ｏ
からＢ1 ）のスキャンを行い、次にＦ2 の領域（Ｂ1 〜
Ｂ 2 ）のスキャンを行い、次にＦ3 の領域（Ｂ2 〜）の
スキャンを行っている状態を示している。従って、この
場合シングルフォーカス法の３倍の時間を必要としてい
る。
【００１１】従来の超音波診断装置では、シングルフォ
ーカス法による場合も多段フォーカス法による場合も、
Ｆナンバを変えないで行っていたので、シングルフォー
カス法の場合は、イメージの均一性に問題があり、多段
フォーカス法では良好な分解能が得られる筈なのにその
特性が充分に生かされていなかった。
ーカス法による場合も多段フォーカス法による場合も、
Ｆナンバを変えないで行っていたので、シングルフォー
カス法の場合は、イメージの均一性に問題があり、多段
フォーカス法では良好な分解能が得られる筈なのにその
特性が充分に生かされていなかった。
【００１２】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、その目的は、シングルフォーカス法では、イメージ
の分解能の均一性を向上させ、多段フォーカス法では全
範囲に亘って分解能を向上させた超音波診断装置を実現
することにある。
で、その目的は、シングルフォーカス法では、イメージ
の分解能の均一性を向上させ、多段フォーカス法では全
範囲に亘って分解能を向上させた超音波診断装置を実現
することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、シングルフォーカス法と多段フォーカス法によ
る送信を行う超音波診断装置において、送信形態として
シングルフォーカス法と多段フォーカス法の指定、シン
グルフォーカス法の場合の焦点位置と大Ｆナンバの設定
及び多段フォーカス法指定の場合の各段の焦点位置と小
Ｆナンバの設定を行う入力装置と、該入力装置からの設
定値入力によりトランスデューサの送波開口を演算して
送波開口数に等しい数のエレメントに信号を供給する送
波信号を送波ビームフォーマに作らせるための制御を行
うシステムコントローラとを具備することを特徴とする
ものである。
発明は、シングルフォーカス法と多段フォーカス法によ
る送信を行う超音波診断装置において、送信形態として
シングルフォーカス法と多段フォーカス法の指定、シン
グルフォーカス法の場合の焦点位置と大Ｆナンバの設定
及び多段フォーカス法指定の場合の各段の焦点位置と小
Ｆナンバの設定を行う入力装置と、該入力装置からの設
定値入力によりトランスデューサの送波開口を演算して
送波開口数に等しい数のエレメントに信号を供給する送
波信号を送波ビームフォーマに作らせるための制御を行
うシステムコントローラとを具備することを特徴とする
ものである。
【００１４】
【作用】入力装置によりシングルフォーカス法と多段フ
ォーカス法の選択を行い、シングルフォーカス法の場合
はその焦点位置と大Ｆナンバを指定してシステムコント
ローラに入力し、多段フォーカスの場合は各段の焦点位
置と小Ｆナンバを指定してシステムコントローラに入力
し、システムコントローラは送波開口を演算してその送
波開口に対応するチャネル数の送信信号を送波ビームフ
ォーマに作らせる。
ォーカス法の選択を行い、シングルフォーカス法の場合
はその焦点位置と大Ｆナンバを指定してシステムコント
ローラに入力し、多段フォーカスの場合は各段の焦点位
置と小Ｆナンバを指定してシステムコントローラに入力
し、システムコントローラは送波開口を演算してその送
波開口に対応するチャネル数の送信信号を送波ビームフ
ォーマに作らせる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施例の装置のブロック
図である。図において、１は送信信号の基準となる送波
トリガを発生するトリガ発生器、２はトリガ発生器１か
らのトリガを受けて送波音線を形成する信号に変換する
送波ビームフォーマ、３は送信信号の電力増幅を行って
トランスデューサ４に送信信号を供給する電力増幅器
と、受信信号を増幅する受信増幅器と、送信信号が受信
回路に流入して破壊するのを防止するＴＲスイッチ等を
備えた送受信回路である。５は音線を形成する多チャネ
ルの受信信号を整相加算してシリアル信号とする受波ビ
ームフォーマで、その出力は、受信処理回路６におい
て、増幅、検波、濾波等の処理を受ける。７は音響的な
走査信号をテレビジョンモードの信号に変換するＤＳＣ
（Digital Scan Converter）、８はＤＳＣ７のテレビジ
ョンモードの信号を表示するＣＲＴである。システムコ
ントローラ９は送波ビームフォーマ２及び受波ビームフ
ォーマ５を制御して所望の形式の信号に変換させ、又、
ＤＳＣ７のＡＤ変換、ＤＡ変換のサンプリングロックを
供給する等の制御を行う。１０はシングルフォーカス法
やダブルフォーカス法の指定、その他動作条件の設定等
を行い、装置の動作の開始や停止を指令する入力装置で
ある。
図である。図において、１は送信信号の基準となる送波
トリガを発生するトリガ発生器、２はトリガ発生器１か
らのトリガを受けて送波音線を形成する信号に変換する
送波ビームフォーマ、３は送信信号の電力増幅を行って
トランスデューサ４に送信信号を供給する電力増幅器
と、受信信号を増幅する受信増幅器と、送信信号が受信
回路に流入して破壊するのを防止するＴＲスイッチ等を
備えた送受信回路である。５は音線を形成する多チャネ
ルの受信信号を整相加算してシリアル信号とする受波ビ
ームフォーマで、その出力は、受信処理回路６におい
て、増幅、検波、濾波等の処理を受ける。７は音響的な
走査信号をテレビジョンモードの信号に変換するＤＳＣ
（Digital Scan Converter）、８はＤＳＣ７のテレビジ
ョンモードの信号を表示するＣＲＴである。システムコ
ントローラ９は送波ビームフォーマ２及び受波ビームフ
ォーマ５を制御して所望の形式の信号に変換させ、又、
ＤＳＣ７のＡＤ変換、ＤＡ変換のサンプリングロックを
供給する等の制御を行う。１０はシングルフォーカス法
やダブルフォーカス法の指定、その他動作条件の設定等
を行い、装置の動作の開始や停止を指令する入力装置で
ある。
【００１７】次に、上記のように構成された実施例の装
置の動作を説明する。入力装置１０の動作開始のための
スイッチをオンにする。トリガ発生器１はシステムコン
トローラ９からのクロックによりトリガを発生する。こ
のトリガは送波ビームフォーマ２において所望の音線を
形成する信号に変換される。入力装置１０でシングルフ
ォーカス法が指定された場合、更に焦点位置とＦナンバ
が設定されてシステムコントローラ９に入力される。こ
の時設定されるＦナンバは大きな値が選ばれている。シ
ステムコントローラ２は設定された焦点位置とＦナンバ
から（１）式により送波開口を算出して送波チャネル数
を定める。送波ビームフォーマ２はシステムコントロー
ラ９の制御により送波信号を出力し、送受信回路３で増
幅等の処理を受けてトランスデューサ４から送波され
る。この場合の分解能は図２に示す通りである。図にお
いて、それぞれの曲線は異なる焦点位置Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ
3 が設定され、ＦナンバがそれぞれＦ2 に設定された場
合の曲線である。
置の動作を説明する。入力装置１０の動作開始のための
スイッチをオンにする。トリガ発生器１はシステムコン
トローラ９からのクロックによりトリガを発生する。こ
のトリガは送波ビームフォーマ２において所望の音線を
形成する信号に変換される。入力装置１０でシングルフ
ォーカス法が指定された場合、更に焦点位置とＦナンバ
が設定されてシステムコントローラ９に入力される。こ
の時設定されるＦナンバは大きな値が選ばれている。シ
ステムコントローラ２は設定された焦点位置とＦナンバ
から（１）式により送波開口を算出して送波チャネル数
を定める。送波ビームフォーマ２はシステムコントロー
ラ９の制御により送波信号を出力し、送受信回路３で増
幅等の処理を受けてトランスデューサ４から送波され
る。この場合の分解能は図２に示す通りである。図にお
いて、それぞれの曲線は異なる焦点位置Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ
3 が設定され、ＦナンバがそれぞれＦ2 に設定された場
合の曲線である。
【００１８】多段フォーカス法では、入力装置１０は複
数の焦点位置と小さなＦナンバが設定されてそのデータ
をシステムコントローラ９に入力する。送波ビームフォ
ーマ２は送波毎に焦点位置を変更した送波信号を指定回
数作る。この送波信号は入力装置１０により設定された
Ｆナンバと各焦点位置とからシステムコントローラ９に
より算出された送波開口を満足する送波チャネル数の信
号で構成されている。
数の焦点位置と小さなＦナンバが設定されてそのデータ
をシステムコントローラ９に入力する。送波ビームフォ
ーマ２は送波毎に焦点位置を変更した送波信号を指定回
数作る。この送波信号は入力装置１０により設定された
Ｆナンバと各焦点位置とからシステムコントローラ９に
より算出された送波開口を満足する送波チャネル数の信
号で構成されている。
【００１９】送波ビームフォーマ２の出力は送受信回路
３を経てトランスデューサ４から送波される。この時送
波されるエレメント数即ち送波開口は、送波ビームフォ
ーマ２で形成される送波信号のチャネル数で決定され
る。この多段フォーカス法における分解能は図３の実線
で示す通りである。図において、第１回の送波は焦点位
置Ｒ1 でＦナンバＦｓ、第２回の送波は焦点位置Ｒ2 で
ＦナンバＦｓ、第３回の送波は焦点位置Ｒ3 でＦナンバ
Ｆｓが指定された送波信号に因る分解能を示している。
３を経てトランスデューサ４から送波される。この時送
波されるエレメント数即ち送波開口は、送波ビームフォ
ーマ２で形成される送波信号のチャネル数で決定され
る。この多段フォーカス法における分解能は図３の実線
で示す通りである。図において、第１回の送波は焦点位
置Ｒ1 でＦナンバＦｓ、第２回の送波は焦点位置Ｒ2 で
ＦナンバＦｓ、第３回の送波は焦点位置Ｒ3 でＦナンバ
Ｆｓが指定された送波信号に因る分解能を示している。
【００２０】被検体内から反射されたエコー信号はトラ
ンスデューサ４で受波され、電気信号に変換されて送受
信回路３を経て受波ビームフォーマ５に入力される。受
波ビームフォーマ５では受信信号を整相加算してシリア
ル信号として出力する。この出力信号は受信処理回路６
において検波、増幅、濾波等の処理を受けてＤＳＣ７に
入力される。
ンスデューサ４で受波され、電気信号に変換されて送受
信回路３を経て受波ビームフォーマ５に入力される。受
波ビームフォーマ５では受信信号を整相加算してシリア
ル信号として出力する。この出力信号は受信処理回路６
において検波、増幅、濾波等の処理を受けてＤＳＣ７に
入力される。
【００２１】ＤＳＣ７は入力された信号をテレビジョン
モードの信号に変換し、ＣＲＴ８に表示させる。
モードの信号に変換し、ＣＲＴ８に表示させる。
【００２２】以上説明したように本実施例によれば、入
力装置１０によってシングルフォーカス法の時にＦナン
バが大きく設定され、多段フォーカス法の時にＦナンバ
が小さく設定されることにより、シングルフォーカス時
には深さの異なる部分にわたって変化の少ない均一な分
解能が得られ、多段フォーカス時には各焦点位置におい
て高分解能が得られ、図６に示すように表示されるイメ
ージにおいては分解能の悪化した部分は切り捨てられる
ので、分解能の良好なイメージが得られる。
力装置１０によってシングルフォーカス法の時にＦナン
バが大きく設定され、多段フォーカス法の時にＦナンバ
が小さく設定されることにより、シングルフォーカス時
には深さの異なる部分にわたって変化の少ない均一な分
解能が得られ、多段フォーカス時には各焦点位置におい
て高分解能が得られ、図６に示すように表示されるイメ
ージにおいては分解能の悪化した部分は切り捨てられる
ので、分解能の良好なイメージが得られる。
【００２３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、シングルフォーカス法では均一な分解能特性が得ら
れ、多段フォーカス法では高分解能が得られるようにな
り、実用上の効果は大きい。
ば、シングルフォーカス法では均一な分解能特性が得ら
れ、多段フォーカス法では高分解能が得られるようにな
り、実用上の効果は大きい。
【図１】本発明の一実施例の装置のブロック図である。
【図２】シングルフォーカス法における分解能曲線図で
ある。
ある。
【図３】多段フォーカス法における分解能曲線図であ
る。
る。
【図４】Ｆナンバと分解能の関係を示す図である。
【図５】シングルフォーカス法における分解能曲線を示
す図である。
す図である。
【図６】多段フォーカス法における分解能曲線を示す図
である。
である。
【図７】多段フォーカス法における画面上のイメージと
データ取得時間を示す図である。
データ取得時間を示す図である。
２ 送波ビームフォーマ ４ トランスデューサ ９ システムコントローラ １０ 入力装置
Claims (1)
- 【請求項１】 シングルフォーカス法と多段フォーカス
法による送信を行う超音波診断装置において、 送信形態としてシングルフォーカス法と多段フォーカス
法の指定、シングルフォーカス法の場合の焦点位置と大
Ｆナンバの設定及び多段フォーカス法指定の場合の各段
の焦点位置と小Ｆナンバの設定を行う入力装置（１０）
と、 該入力装置（１０）からの設定値入力によりトランスデ
ューサ（４）の送波開口を演算して送波開口数に等しい
数のエレメントに信号を供給する送波信号を送波ビーム
フォーマ（２）に作らせるための制御を行うシステムコ
ントローラ（９）とを具備することを特徴とする超音波
診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105610A JP2987719B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3105610A JP2987719B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237115A JPH05237115A (ja) | 1993-09-17 |
| JP2987719B2 true JP2987719B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=14412275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3105610A Expired - Lifetime JP2987719B2 (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2987719B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5901431B2 (ja) * | 2012-05-25 | 2016-04-13 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置、音速導出方法およびプログラム |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP3105610A patent/JP2987719B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05237115A (ja) | 1993-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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