JP5692075B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明による超音波診断装置の第1の実施形態を説明する。
1回目の超音波の送受信を行う。送信部212によってプローブ213を駆動し、被検体に向けて超音波を送信し、プローブ213によって反射エコーを検出し、検出信号を生成する。
検出信号を増幅部201において増幅し、受信信号を生成する。受信信号の増幅率は加算器208から出力される。バイアス制御部210は、送受信制御部211から受け取る超音波の送信に関するタイミングをトリガとし、次の送信まで、一定の増幅率を加算器208へ出力値として設定する。同一の音響線上で2回送信される超音波に基づき、相対的に受信感度の高い受信信号および相対的に受信感度の低い受信信号のいずれを先に生成してもよい。
AD変換部202は、増幅部201で増幅した受信信号をデジタル信号に変換する。遅延加算部は203は、デジタルの受信信号のフォーカス制御を行う。検波部204は、フォーカス制御された受信信号の包絡線検波を行い、検波した受信信号がバッファ部205に格納される。
2回目の超音波の送受信を行う。送信部212によってプローブ213を駆動し、被検体に向けて超音波を送信し、プローブ213によって反射エコーを検出し、検出信号を生成する。
ステップ302と同様、検出信号を増幅部201において増幅し、受信信号を生成する。ただし、図5に示すように、2回目の超音波の送受信では、増幅率274は相対的に受信感度の低い受信信号を生成するため、低い値に設定されている。増幅率273および増幅率274が出力される期間272に、一本の音響線上における送受信が完了する。減衰補正制御部209が、反射エコーを受信中、徐々に増幅率を上げる信号を加算器208に出力する場合には、バイアス制御部210から出力される増幅率の値が小さく設定されることにより、増幅率273’よりも小さい増幅率274’が加算器208から出力され、2回目の検出信号の増幅に用いられる。これより2回目の受信信号が生成する。
ステップ303と同様、受信信号はデジタル信号に変換され、フォーカス制御がなされた後、検波部204によって包絡線検波され、検波された受信信号がバッファ部205に格納される。
合成処理部206は、格納された相対的に受信感度の高い1回目の受信信号および相対的に受信感度の低い2回目の受信信号を合成し、合成受信信号を生成する。図8は、合成処理部206の構成を示すブロック図である。
合成処理部206は、格納された相対的に受信感度の高い1回目の受信信号および相対的に受信感度の低い2回目の受信信号をバッファ部205から読み出す。切替判定部206cは、バッファ部205から読み出した相対的に受信感度の高い受信信号(増幅率:高)を参照し、閾値判定を行う。参照する受信信号は相対的に受信感度の低い受信信号(増幅率:小)であてもよい。ここで、閾値の設定は任意である。閾値はあらかじめ設定された所定の値であってもよいし、受信信号の信号強度を統計解析し、解析結果に基づき、動的かつ自動的に閾値を決定してもよい。例えば信号強度をヒストグラム解析し、ヒストグラムの中央値を自動的に閾値と決定してもよい。閾値より小さい場合は、ステップ311へ、大きい場合は、ステップ312へ進む。閾値より小さい受信信号は信号強度が相対的に弱い領域であり、閾値以上である受信信号は信号強度が相対的に強い領域である。
切替判定部206cは、切替部206bが相対的に受信感度の高い受信信号(増幅率:高)を出力するように制御する。
切替判定部206cは、切替部206bが相対的に受信感度の低い受信信号(増幅率:小)を出力するように制御する。このとき、受信信号(増幅率:小)には、乗算器206aにて定数を乗じる。
以下、本発明による超音波診断装置の第2の実施形態を説明する。図11は、超音波診断装置352の構成を示すブロック図である。第1の実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。
超音波の送受信を行う。送信部212によってプローブ213を駆動し、被検体に向けて超音波を送信し、プローブ213によって反射エコーを検出し、検出信号を生成する。
送受信制御部211から与えられる送信タイミングに基づき、減衰補正制御部209は、減衰補正制御のための増幅率を決定し、バイアス制御部210は、ハイダイナミックレンジ合成のための2つの異なる増幅率をそれぞれ決定し、加算器208へ出力する。増幅部201A、201Bは、それぞれの増幅率の和で検出信号を増幅し、相対的に受信感度の高い受信信号(増幅率:高)および相対的に受信感度の低い受信信号(増幅率:小)を生成する。
AD変換部202A、202Bは、相対的に受信感度の高い受信信号(増幅率:高)および相対的に受信感度の低い受信信号(増幅率:小)をそれぞれデジタル信号に変換する。遅延加算部203A、203Bによって、デジタル信号に変換した2つの受信信号のフォーカシングを行う。その後、検波部204A、204Bによって、フォーカシングした受信信号に対して包絡線検波を行い、検波した信号をバッファ部205へ格納する。
第1の実施形態と同様、合成処理部206は、バッファ部205からデータを読み出し、ハイダイナミックレンジ合成法により、音響線上おいて、反射エコーが相対的に弱い領域に、受信感度の高い受信信号を用い、反射エコーが相対的に強い領域に受信感度の低い受信信号を用いた合成受信信号を生成する。画像形成部207は、合成受信信号の信号強度に基づいた階調または色調で被検体の断層画像を生成する。これにより表示部215に被検体の断層画像が表示される。
以下、本発明による超音波診断装置の第3の実施形態を説明する。図13は、超音波診断装置353の構成を示すブロック図である。第1の実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。
まず受信感度の高い受信信号を生成する。感度切替部260は、送受信制御部211から出力される送信タイミングをトリガに、切替器252が変調部251とDA変換部253とを接続し、切替器255がAD変換部254と復調部256と接続するように、切替器252および切替器255に信号を出力する。
パルス生成部250が、デジタル信号のパルスを生成する。変調部251は、生成したパルスに対してバーカー符号等を用いて符号変調を行い、符号化パルス信号を生成する。
DA変換部253は符号化パルス信号をアナログ信号に変換する。プローブ213がこの信号により駆動され超音波を被検体に向けて送信する。被検体から得られる反射エコーをプローブ213が検出し、検出信号を図示しない増幅部が増幅することにより、受信信号を得る。AD変換部254が受信信号をデジタル化し、復調部256が、受信信号を復号する。復号された受信信号がバッファ部205に格納される。
次に、受信感度の低い受信信号を生成する。感度切替部260は、送受信制御部211から出力される送信タイミングをトリガに、切替器252が、パルス生成部250とDA変換部253とを接続し、切替器255がAD変換部254とバッファ部205とを接続するように、切替器252および切替器255に信号を出力する。
符号化しないパルス信号により、同一の音響線上において、超音波を送受信する。プローブ213で検出した反射エコーによる検出信号をから受信信号が生成され、バッファ部205に格納する。
第1の実施形態で詳細に説明したように、合成処理部206は、バッファ部205からデータを読み出し、ハイダイナミックレンジ合成法により、音響線上おいて、検出信号の信号強度が相対的に弱い領域に、受信感度の高い受信信号を用い、受信した超音波による検出信号の信号強度が強い領域に受信感度の低い受信信号を用いた合成受信信号を生成する。
202、202A、202B AD変換部
203、203A、203B 遅延加算部
204、204A、204B 検波部
205 バッファ部
206 合成処理部
207 画像形成部
208 加算器
209 減衰補正制御部
210 バイアス制御部
211 送受信制御部
212 送信部
213 プローブ
214、214A、214B 受信部
215 表示部
Claims (8)
- 被検体へ向けて超音波を送受信し、前記被検体で反射した超音波により被検体の断層画像を生成する超音波診断装置であって、
被検体で反射した超音波を検出することにより得られた検出信号に基づき、同一音響線上の同一の領域において、互いに受信感度の異なる複数の受信信号を生成する受信部と、
前記音響線上の領域を前記超音波の反射の強度によって分類し、前記分類に応じて前記複数の受信信号を用いた合成受信信号を生成する合成処理部と、
前記合成受信信号の信号強度に基づく階調または色調を用いて前記被検体の断層画像を生成する画像形成部と、
を備え、
前記合成処理部は、前記被検体で反射した前記超音波の強度に基づいて、前記同一音響線上の同一の領域において、前記複数の受信信号の一つを適用することによって前記合成受信信号を生成する、
超音波診断装置。 - 前記受信感度の異なる複数の受信信号は、相対的に受信感度の高い受信信号と相対的に受信感度の低い受信信号を含み、
前記合成処理部は、前記音響線上おいて、前記超音波の反射が相対的に弱い領域に前記受信感度の高い受信信号を用い、前記超音波の反射が相対的に強い領域に前記受信感度の低い受信信号を用いた合成受信信号を生成する、
請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記受信部は、前記検出信号を異なる増幅率で増幅することにより、前記相対的に受信感度の高い受信信号と前記相対的に受信感度の低い受信信号とを生成する、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記受信部は、前記超音波による検出信号を、相対的に高い増幅率および相対的に低い増幅率で並列的に増幅することにより、前記受信感度の高い受信信号と前記受信感度の低い受信信号を生成する、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - パルス信号および符号化されたパルス信号をそれぞれ生成し、超音波を送信するプローブを駆動する送信部をさらに備え、
前記受信部は、前記プローブによって、前記符号化されたパルス信号による超音波を検出し、復調することにより、前記相対的に受信感度の高い受信信号を生成し、前記プローブによって、前記パルス信号による超音波を受信し、前記相対的に受信感度の低い受信信号を生成する、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記受信部は、同一音響線に対する超音波の送信間中、増幅率を時間経過とともに増大させながら、前記検出信号を増幅する、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - 前記合成処理部は、前記検出信号の信号強度の統計解析結果に基づき、自動的に前記信号強度が相対的に弱い領域および前記信号強度が相対的に強い領域を決定する、
請求項2に記載の超音波診断装置。 - 超音波を送信するプローブを駆動する送信部をさらに備え、前記送信部は同一音響線上において超音波をn回ずつ(nは2以上の整数)送信しながら、走査するように前記プローブを駆動し、前記受信部は、前記プローブによって、検出した超音波による検出信号を、相対的に高い増幅率および相対的に低い増幅率で交互に増幅する、
請求項1に記載の超音波診断装置。
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