JP4503454B2 - 超音波撮像装置 - Google Patents
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Description
下記の特許文献1は、受信信号間の相関係数により屈折や多重反射等による歪みの程度を評価し、相関係数が閾値よりも低いときには、励振強度や受信増幅率を基準値より低くする一方、相関係数が閾値よりも高いときには、励振強度や受信増幅率を基準値で維持するように、励振強度及び受信増幅率の少なくとも一方を制御することにより、歪みの画質への悪影響を低減する超音波診断装置を開示している。
即ち、この超音波診断装置においては、図15に示すように、N個の増幅回路1211〜121Nによってそれぞれ増幅されたN個の超音波トランスデューサの受信信号間の相関係数を相関処理回路123によって求め、求めた相関係数に基づいてN個の増幅回路1211〜121Nの利得(増幅率)を利得制御回路122によってそれぞれ制御した後に、N個の増幅回路1211〜121Nの出力信号を加算回路124で加算している。
即ち、この波動診断装置においては、図16に示すように、N個の増幅回路1311〜131Nによってそれぞれ増幅されたN個のマイクロフォンからの信号を加算回路133で加算した信号と参照信号とを減算回路134で減算して得られる誤差信号に基づいて、N個の増幅回路1311〜131Nの利得を利得制御回路132によってそれぞれ制御するという、一般的なアダプティブアレイアンテナで行われている処理を行っている。
図1は、本発明の一実施形態に係る超音波撮像装置の構成を示すブロック図である。この超音波撮像装置は、被検体に当接させて用いられる超音波用探触子(プローブ)1と、超音波用探触子1に接続された超音波撮像装置本体2とによって構成され、超音波用探触子1から被検体に向けて3本の超音波ビームを約6.4°間隔で同時に送信することにより被検体を走査し、被検体から反射された超音波エコーを受信して超音波画像を生成する。
複数の切換回路20は、超音波ビームの送信時において、超音波用探触子1に内蔵されている複数の超音波トランスデューサ11aを複数の送信回路21にそれぞれ接続し、超音波エコーの受信時において、複数の超音波トランスデューサ11aを複数の受信回路22にそれぞれ接続する。
TGC増幅器から出力される受信信号は、A/D変換器によってディジタル信号に変換される。なお、A/D変換器のサンプリング周波数としては、少なくとも超音波ビームの周波数の10倍程度の周波数が必要であり、超音波ビームの周波数の16倍以上の周波数が望ましい。また、A/D変換器の分解能としては、10ビット以上が望ましい。
予め、水中において、焦点位置におけるインパルス駆動の音圧波形XTDX(t)を計測しておく。なお、この音圧波形XTDX(t)は、電子回路のインパルスレスポンスに対応する。この音圧波形XTDX(t)と、被写体の空間位置と焦点位置との位置関係によって決まる空間的フィルタHSPEC(f)と、被写体の平均的な周波数依存減衰exp(α・L・f)を用いて、次式により求めた信号Xr(t)を参照信号Refとする。
Xr(t)=IFFT[exp(α・L・f)×HSPEC(f)×FFT{XTDX(t)}]
ここで、減衰係数αの単位はdB/(cm・MHz)、
距離Lの単位はcm、
周波数fの単位はMHzである。
これにより、図9の(C)に示すように、θ=−6.4°付近及びθ=6.4°付近に生じるマルチビーム送信による虚像を除去することができる。
画像信号生成部34においては、3個の受信ビームフォーミング部50から入力される音線信号に基づいて、画像信号が生成される。生成された画像信号は、画像処理部39において、階調処理や輪郭強調処理等の画像処理が施される。これにより、マルチビーム送信による虚像を除去された超音波画像が表示部70に表示される。
2 超音波撮像装置本体
11 トランスデューサアレイ
11a 超音波トランスデューサ
20 切換回路
21 送信回路
22 受信回路
30 コンピュータ
31 走査制御部
32 波形データ生成部
33 送信メモリ
34 画像信号生成部
35 画像処理部
36 受信メモリ
40 記録部
50 受信ビームフォーミング部
511〜51N 位相シフト部
52 位相制御部
53 加算部
54 増幅部
55 相関処理部
56 利得テーブルメモリ
57 利得制御部
70 表示部
Claims (4)
- 複数の超音波トランスデューサから被検体に向けて超音波ビームを送信し、該被検体から反射される超音波エコーを前記複数の超音波トランスデューサにより受信して得られる複数の受信信号を処理することにより、該被検体に関する画像情報を得る超音波撮像装置であって、
前記複数の受信信号の各々と参照信号との相関値の統計値を求める相関処理手段と、
前記複数の受信信号を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された受信信号を増幅する増幅手段と、
前記相関処理手段により求められた相関値の統計値に基づいて前記増幅手段の利得を制御する利得制御手段と、
を具備する超音波撮像装置。 - 前記超音波エコーの到来方向情報に従って前記複数の受信信号に対して位相整合処理を行う位相整合処理手段をさらに具備し、
前記相関処理手段が、前記位相整合処理手段により位相シフトされた複数の受信信号の各々と参照信号との相関値の統計値を求める、
請求項1記載の超音波撮像装置。 - 前記相関値の統計値が、前記複数の受信信号の各々と前記参照信号との相関値の平均、前記複数の受信信号の各々と前記参照信号との相関値の分散、前記複数の受信信号の各々と前記参照信号との相関値が最大となるまでのラグの平均値、又は、前記複数の受信信号の各々と前記参照信号との相関値が最大となるまでのラグの分散である、請求項1又は2記載の超音波撮像装置。
- 前記参照信号が、既知の送信音圧波形と被検体の平均的な周波数特性とから推定した波形を有する信号、又は、空間特性が異なる送信ビームを用いて得られた信号である、請求項1〜3のいずれか1項記載の超音波撮像装置。
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