JPH03222945A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain the beam pattern corresponding to the setting in a receiving dynamic focus by providing a means performing different weightings to the echo signals from respective vibrators at every focuses between a plurality of receiving delay means and an adding means. CONSTITUTION:Predetermined delay times are applied to the echo signals e1-e7 from respective vibrators at every focal points F1-F3. Whereupon, the phases of the echo signals from the respective vibrators are arranged to obtain echo signals ed1-3d7. That is, the echo signals ed1-ed7 are same in phase and present within the focal point F2 region. Weighting is applied to all of the echo signals ed1-ed7 by a weighting processing part 10. That is, since a uniform weighting function can be multiplied, the beam pattern corresponding to the setting in a receiving dynamic focus can be obtained and the resolving power of an image can be enhanced and the strain of the image can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波探触子から被検体に対して超音波を送
受波し、これにより生体の断層像を得る超音波診断装置
に関する。Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an ultrasonic device that transmits and receives ultrasound waves from an ultrasound probe to a subject, thereby obtaining a tomographic image of a living body. The present invention relates to a sound wave diagnostic device.

（従来の技術） 超音波パルスを生体内に送波し、該生体内の各組織から
の反射波により生体情報を得る超音波診断法は、Ｘ線の
ような照射障害がなく、しかも造影剤なしで軟部組織の
診断ができる利点をＨしている。最近の超音波診断装置
における超音波探触子は、配列形（アレイ型ともいう。(Prior Art) Ultrasonic diagnostic methods that transmit ultrasonic pulses into a living body and obtain biological information from reflected waves from various tissues within the living body are free from irradiation problems like X-rays, and do not use contrast agents. H has the advantage of being able to diagnose soft tissue without the need for The ultrasonic probes in recent ultrasonic diagnostic devices are of an array type (also called an array type).

）圧電振動子が用いられている。この超音波探触子の各
振動子を駆動信号により駆動して超音波を発生させ、こ
の超音波を生体内に送波する。そしてこの生体内から前
記同一振動子に得られる受信信号に所定の遅延時間を与
えることにより、超音波ビームを所定の距離（位置）に
集束させて、解像度の優れた断層像を得るようにしてい
る。) A piezoelectric vibrator is used. Each transducer of this ultrasonic probe is driven by a drive signal to generate ultrasonic waves, and the ultrasonic waves are transmitted into the living body. By giving a predetermined delay time to the received signal obtained from within the living body to the same transducer, the ultrasonic beam is focused at a predetermined distance (position) and a tomographic image with excellent resolution is obtained. There is.

また最近では、第４図に示すような受波ダイナミックフ
ォーカス法を用いて、診断深さ方向に対して近い距離か
ら遠い距離まで、鮮明な断層画像を得るようにしている
。この受波ダイナミックフォーカス法とは、診断深さ方
向に対して近距離（Ｎ）ではフォーカス点Ｆ１（１段目
）、中距離（Ｍ）ではフォーカス点Ｆ２（２段目）、遠
距離（Ｆ）ではフォーカス点Ｆ３（３段目）を生じさせ
なから、反射超音波を受信するものである。この受波ダ
イナミックフォーカス法において、−射的には受信口径
りを変えることにより、フォーカス点Ｆ１乃至Ｆ３を得
ている。Furthermore, recently, a wave reception dynamic focusing method as shown in FIG. 4 is used to obtain clear tomographic images from near to far distances in the diagnostic depth direction. This reception dynamic focusing method is based on the focus point F1 (first step) at a short distance (N) in the diagnosis depth direction, the focus point F2 (second step) at a medium distance (M), and the focus point F2 (second step) at a long distance (F). ) does not generate the focus point F3 (third stage), and thus receives reflected ultrasound waves. In this reception dynamic focusing method, focus points F1 to F3 are obtained by changing the receiving aperture.

第６図は従来の受信ウェイティングを用いた電子走査型
超音波診断装置の一例を示す概略ブロック図である。同
図において、まずパルス発生器２Ａから生体内に送波さ
れる超音波パルスの間隔を決定する繰り返しパルスが、
送信遅延回路２Ｂに出力される。この繰り返しパルスは
送信遅延回路２Ｂにより送信超音波の送波方向と収束点
から決定される所定の遅延時間が与えられた後、振動子
駆動回路（バルサ）２Ｃに送られ駆動パルスが形成され
る。この駆動パルスは、超音波探触子１を駆動すると、
発生した超音波は図示しない生体内に送波される。FIG. 6 is a schematic block diagram showing an example of an electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus using conventional reception weighting. In the figure, first, the repetitive pulses that determine the interval of ultrasound pulses transmitted from the pulse generator 2A into the living body are
It is output to the transmission delay circuit 2B. After this repetitive pulse is given a predetermined delay time determined from the transmission direction and convergence point of the transmitted ultrasound by the transmission delay circuit 2B, it is sent to the transducer drive circuit (balsa) 2C to form a drive pulse. . When this driving pulse drives the ultrasound probe 1,
The generated ultrasonic waves are transmitted into a living body (not shown).

一方、生体内から反射された超音波ビームは、前記超音
波探触子１により受信され、さらにプリアンプ３Ａに送
られる。ここでプリアンプ３Ａには、第７図（ａ）に示
すように各々の振動子ごとに時間的に遅延したエコー信
号（例えば振動子ｃｈｌ　〜ｃｈ７からのエコー信号ｅ
ｌ〜ｅ７）が人力する。すなわちこれらのエコー信号ｅ
１〜ｅ７は、図示のごとく中央の振動子（ｃｈ４）から
離れるに従って、時間的に遅れて人力する。これは、あ
るフォーカス点から各々の振動子までの距離の差に起因
するものである。On the other hand, the ultrasound beam reflected from within the living body is received by the ultrasound probe 1 and further sent to the preamplifier 3A. Here, as shown in FIG. 7(a), the preamplifier 3A receives echo signals delayed in time for each transducer (for example, echo signals e from transducers chl to ch7).
l to e7) are performed manually. That is, these echo signals e
1 to e7 are manually operated with a time delay as they move away from the central vibrator (ch4) as shown in the figure. This is due to the difference in distance from a certain focus point to each vibrator.

モしてウェイティング処理部１０は、コントロー５から
の制御信号ｓｌＯを入力すると、プリアンプ３Ａに入力
する各々のエコー信号（図示のエコー信号ｅ１〜ｅ７）
に対して、プリアンプ３Ａのゲインをウェイティング関
数で変化させ、フォーカス点Ｆ１領域ではウェイティン
グＷ１をかけ、フォーカス点Ｆ２領域ではウェイティン
グｗ２をかけ、フォーカス点Ｆ３領域ではウェイティン
グＷ３をかける。When the weighting processing unit 10 inputs the control signal slO from the controller 5, it outputs each echo signal (echo signals e1 to e7 shown in the figure) input to the preamplifier 3A.
, the gain of the preamplifier 3A is changed by a weighting function, and weighting W1 is applied in the focus point F1 area, weighting w2 is applied in the focus point F2 area, and weighting W3 is applied in the focus point F3 area.

前記フォーカス点Ｆｌ、Ｆ２．Ｆ３は、それぞれ受信遅
延回路３Ｂ１．３Ｂ２，３８３　（以下ＲＤＬ３Ｂ１．
ＲＤＬ３Ｂ２．ＲＤＬ３Ｂ３という。）によって生ずる
。すなわちコントローラ５からスイッチ３Ｃに切換信号
Ｓ１が人力すると、この切換信号ｓ１によりスイッチ３
ＣはＲＤＬ３ＢＩ　　ＲＤＬ３Ｂ２．ＲＤＬ３Ｂ３を選
択する。そうすると、ＲＤＬ３Ｂ１゜ＲＤＬ３Ｂ２　　
ＲＤＬ３８３がそれぞれ有する遅延パターンにより受信
フォーカス点Ｆｌ、Ｆ２゜Ｆ３により、プリアンプ３Ａ
からのエコー信号ｅ１〜ｅ７は、第７図（ｂ）に示すよ
うに位相が揃えられ、ＲＤＬ３Ｂからウェイティング処
理された各々のチャンネルのエコー信号ｅｄｌ〜ｅｄ７
か得られる。そして同位相の谷々のエコー信号は、加算
器３Ｄにより合成され、１つのエコー信号Ｅを得る。The focus points Fl, F2. F3 is the reception delay circuit 3B1.3B2, 383 (hereinafter referred to as RDL3B1.
RDL3B2. It is called RDL3B3. ) is caused by That is, when the switching signal S1 is manually applied from the controller 5 to the switch 3C, the switching signal s1 causes the switch 3 to
C is RDL3BI RDL3B2. Select RDL3B3. Then, RDL3B1゜RDL3B2
Due to the delay patterns of each RDL383, the reception focus point Fl, F2°F3, the preamplifier 3A
The echo signals e1 to e7 from the RDL3B are aligned in phase as shown in FIG.
or can be obtained. The echo signals of the valleys having the same phase are combined by an adder 3D to obtain one echo signal E.

このエコー信号ＥはＢモード処理系４内の図示しないエ
コーフィルタにより所定の周波数成分が抽出され、包絡
線検波回路４Ａによりエコー信号の包路線が検出されて
Ｂモード像データが得られる。さらにこのＢモード像デ
ータはＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバータ）６
Ａに記憶される。A predetermined frequency component of this echo signal E is extracted by an echo filter (not shown) in the B-mode processing system 4, and the envelope of the echo signal is detected by the envelope detection circuit 4A to obtain B-mode image data. Furthermore, this B-mode image data is processed by DSC (digital scan converter) 6.
Stored in A.

かくしてＤＳＣ６Ａから読み出されたＢモード像データ
は、受信フォーカスＦ１乃至Ｆ３を生じたものであるか
ら、近距離から遠距離まで全ての領域にわたって分解能
の良い画像がＴＶモニタ６Ｂに得られる。Since the B-mode image data read out from the DSC 6A has the reception focuses F1 to F3, an image with good resolution can be obtained on the TV monitor 6B over all areas from near to far.

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、上述した超音波診断装置にあっては、次
のように問題がある。すなわち受渡ダイナミックフォー
カスとするべく、前記ＲＤＬ、３Ｂ１．ＲＤＬ３Ｂ２．
ＲＤＬ３Ｂ３を切り換えると、これに伴ってウェイティ
ングがそれぞれｗｌ、ｗ２．ｗ３と変化するので、各々
のエコー信号ｅ１〜ｅ７のうち、エコー信号ｅ３〜ｅ５
はウェイティングｗ１がかけられ、エコー信号ｅｌ、ｅ
２．ｅ６．ｅ７はウェイティングｗ２がかけられること
となる。すなわちエコー信号ｅ１〜ｅ７に対して異なる
ウェイティングが混在することになり、これがため設定
したとおりのビームパターンが得られず、画１象の分解
能が低下するという問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned ultrasonic diagnostic apparatus has the following problems. That is, in order to achieve a dynamic delivery focus, the RDL, 3B1. RDL3B2.
When RDL3B3 is switched, the weightings are changed to wl, w2. Among the echo signals e1 to e7, the echo signals e3 to e5
is weighted w1, and the echo signals el, e
2. e6. Weighting w2 will be applied to e7. That is, different weightings coexist for the echo signals e1 to e7, which causes a problem in that a beam pattern as set cannot be obtained and the resolution of one image decreases.

そこで本発明の目的は、受波ダイナミックフォーカスに
おいて設定したとおりのビームパターンを得ることがで
き、これにより画像の分解能を向上し、しかも画像の歪
みを低減できる超音波診断装置を提１ｊすることにある
。Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can obtain a beam pattern as set in the receiving dynamic focus, thereby improving image resolution and reducing image distortion. be.

〔発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、複数の振動子を併設して
なる超音波探触子から被検体に対して超音波を送波し該
被検体からの超音波を、複数の受（ハ遅延手段を切換え
ることにより複数のフォーカスを生じさせて前記各振動
子に受波し、各々のエコー信号を加算手段で合成して得
た信号に基づき断層像を得る超音波診断装置において、
前記フォーカスごとに前記各振動子からの各々のエコー
信号に対して異なる重み付けを行なう手段を、前記複数
の受信遅延手段と前記加算手段との間に設けたことを特
徴とするものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention has taken the following measures in order to solve the above problems and achieve the objectives. The present invention transmits ultrasonic waves to a subject from an ultrasonic probe equipped with a plurality of transducers, and receives the ultrasonic waves from the subject by switching the delay means. In an ultrasonic diagnostic apparatus that generates a plurality of focuses and receives waves at each of the transducers, and obtains a tomographic image based on a signal obtained by combining each echo signal with an adding means,
The present invention is characterized in that a means for weighting each echo signal from each of the vibrators differently for each focus is provided between the plurality of reception delay means and the addition means.

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。複数の受信遅延手段によりフォーカスごとに、
各振動子からのエコー信号に対して所定の遅延時間がか
けられ、各エコー信号の位相が揃えられる。しかるのち
各エコー信号に対して受信ウェイティングをかける場合
、各エコー信号か同位相であるから、これらすべてのエ
コー信号に対して同一のウェイティング関数となる。(Effects) By taking such measures, the following effects are achieved. For each focus by multiple reception delay means,
A predetermined delay time is applied to the echo signals from each vibrator, and the phases of the echo signals are aligned. Then, when receiving weighting is applied to each echo signal, since each echo signal has the same phase, the same weighting function is applied to all of these echo signals.

これにより均一のウェイティングがかけられ、受波ダイ
ナミックフォーカス内で設定通りのビームパターンが得
られるので、画像の分解能を向上でき、しかも画像の歪
みを低減できる。As a result, uniform weighting is applied and a beam pattern as set can be obtained within the receiving dynamic focus, so that image resolution can be improved and image distortion can be reduced.

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図である。なお第６図に示す部分と同一部
分は同一符号を付しその詳細は省略する。(Embodiment) FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. Note that the same parts as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the details thereof will be omitted.

本実施例が特徴とするところは、フォーカスＦｌ、Ｆ２
．Ｆ３ごとに前記超音波探触子１の各振動子からの各々
のエコー信号に対して異なる重み付け（ウェイティング
）を行なう手段としてのウェイティング処理部、すなわ
ち従来の第６図に示すようにプリアンプ３Ａとコントロ
ーラ５との間に介挿入されていたウェイティング処理部
１０を、受信遅延手段としてのＲＤＬ３Ｂと加算手段と
しての加算器３Ｄとの間に設けた点にある。なお前記コ
ントローラ５からは、前記ウェイティング処理部１０に
、制御信号ｓｌＯか人力するものとなっている。The feature of this embodiment is that focus Fl, F2
．． As shown in FIG. 6, there is a weighting processing section as means for performing different weighting on each echo signal from each transducer of the ultrasonic probe 1 for each F3, that is, a preamplifier 3A as shown in FIG. The weighting processing section 10, which was inserted between the controller 5 and the controller 5, is now provided between the RDL 3B as a reception delay means and the adder 3D as an addition means. Note that the controller 5 manually sends a control signal slO to the waiting processing section 10.

このように構成された超音波診断装置によれば、まず図
示しない生体から反射される超音波は、超音波探触子１
の各振動子に受波される。そして各々のエコー信号は、
プリアンプ３Ａで所定量だけ増幅され、ＲＤＬ３Ｂに入
力する。そしてスイッチ３Ｃにより順次３つのＲＤＬ３
Ｂ１、ＲＤＬ３Ｂ２．ＲＤＬ３Ｂ３が切り換えられると
、第２図に示すようにフォーカス点Ｆｌ、Ｆ２゜Ｆ３ご
とに、各振動子からのエコー信号ｅ１〜ｅ７に対して所
定の遅延時間がかけられる。そうすると、これによつ各
々の振動子からのエコー信号の位相か揃えられて第２図
（ｂ）に示すエコー信号ｅｄｌ〜ｅｄ７を得る。According to the ultrasonic diagnostic apparatus configured in this way, first, ultrasonic waves reflected from a living body (not shown) are transmitted to the ultrasonic probe 1.
The waves are received by each transducer. And each echo signal is
The signal is amplified by a predetermined amount by the preamplifier 3A and input to the RDL 3B. Then, by switch 3C, three RDL3
B1, RDL3B2. When the RDL3B3 is switched, a predetermined delay time is applied to the echo signals e1 to e7 from each vibrator for each focus point Fl, F2°F3, as shown in FIG. As a result, the phases of the echo signals from each vibrator are aligned to obtain echo signals edl to ed7 shown in FIG. 2(b).

すなわちエコー信号ｅｄｌ〜ｅｄ７は同位相であって図
示の如くフォーカス点Ｆ２領域である。That is, the echo signals edl to ed7 have the same phase and are in the focus point F2 region as shown.

しかるのち、ウェイティング処理部１０によりすべての
エコー信号ｅｄ］〜ｅｄ７に対してウェイティングｗ２
のみがかけられる。つまり均一のウェイティングを掛け
ることができることから、受波ダイナミックフォーカス
内で設定通りのビームパターンを得ることができる。こ
れにより画像の分解能を向上でき、しかも画像の歪みを
低減できる。After that, the weighting processing unit 10 applies weighting w2 to all echo signals ed] to ed7.
A chisel is applied. In other words, since uniform weighting can be applied, a beam pattern as set can be obtained within the receiving dynamic focus. This makes it possible to improve image resolution and reduce image distortion.

次に第２図は本発明の第２の実施例を示す概略構成図で
ある。第２の実施例が前記第１の実施例に対して特徴と
するところは、プリアンプ３ＡとＲＤＬ３Ｂとの間に、
プリアンプ３Ａから出力されるアナログ態様のエコー信
号を、ディジタル信号に変換するＡＤＣ１５（アナログ
・ディジタル・コンバータ）を設けた点である。Next, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. The feature of the second embodiment compared to the first embodiment is that between the preamplifier 3A and the RDL 3B,
The point is that an ADC 15 (analog-to-digital converter) is provided to convert an analog echo signal output from the preamplifier 3A into a digital signal.

このＡＤＣ１５を用いて、プリアンプ３Ａからの各々エ
コー信号を、ディジタルデータに変換し、収集されたデ
ータをディジタル乗算処理することにより、ウェイティ
ングをかけることもできる。Using this ADC 15, each echo signal from the preamplifier 3A can be converted into digital data, and weighting can be applied by digitally multiplying the collected data.

このような実施例によっても、前記第１の実施例と同様
の効果を得ることができる。Such an embodiment can also provide the same effects as the first embodiment.

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例においては、ＲＤＬを３つとしたが、
その他の数であっても良い。またウェイティングｗ１〜
ｗ３は上述した関数に限定されるものではない。このほ
か本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the embodiment described above, there are three RDLs, but
It may be any other number. Also waiting w1~
w3 is not limited to the above-mentioned function. It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

［発明の効果］ 本発明によれば、複数の受信遅延手段によりフォーカス
ごとに各振動子からのエコー信号に対して所定の遅延時
間がかけられ、各エコー信号の位相が揃えられる。しか
るのち各エコー信号に対して受信ウェイティングをかけ
る場合、各エコー信号が同位相であるから、これらすべ
てのエコー信号に対して同一のウェイティング関数とな
る。これにより均一のウェイティングがかけられ、受波
ダイナミックフォーカス内で設定通りのビームパターン
が得られるので、画像の分解能を向上でき、しかも画像
の歪みを低減できる超音波診断装置を提供できる。[Effects of the Invention] According to the present invention, a predetermined delay time is applied to the echo signals from each vibrator for each focus by a plurality of reception delay means, and the phases of the echo signals are aligned. When reception weighting is then applied to each echo signal, since each echo signal has the same phase, the same weighting function is applied to all of these echo signals. As a result, uniform weighting is applied and a beam pattern as set can be obtained within the receiving dynamic focus, so that it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can improve image resolution and reduce image distortion.

４、図面のｆｆｔＩｑｔな説明 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は前記実施例の作用を説明する
ための図、第３図は本発明の第２の実施例を示す概略ブ
ロック図、第４図は受波ダイナミックフォーカス法を示
す概略図、第５図はフォーカスごとのウェイティングを
示す図、第６図は従来の超音波診断装置の一例を示す概
略ブロック図、第７図は前記第６図に示す超音波診断装
置の作用を説明するための図である。4. fftIqt explanation of the drawings FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the embodiment, and FIG. A schematic block diagram showing the second embodiment of the invention, FIG. 4 is a schematic diagram showing the reception dynamic focusing method, FIG. 5 is a diagram showing weighting for each focus, and FIG. 6 is a diagram showing the conventional ultrasound diagnostic apparatus. FIG. 7, a schematic block diagram showing an example, is a diagram for explaining the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 6.

１・・・超音波探触子、２・・・送信系、２Ａ・・・パ
ルス発生器、２Ｂ・・・送信遅延回路、２Ｃ・・・パル
サ、３Ａ・・・プリアンプ、３Ｂ１．３Ｂ２，３８３・
・・ＲＤＬ　（受信遅延回路）、３Ｃ・・・切換スイッ
チ、３Ｄ・・加算器、４Ａ・・・包絡線検波回路、５・
・・コントローラ、６Ａ・・・ＤＳＣ，６Ｂ・・・ＴＶ
モニタ、１０・・・ウェイティング処理部、１５・・・
ＡＤＣ。1... Ultrasonic probe, 2... Transmission system, 2A... Pulse generator, 2B... Transmission delay circuit, 2C... Pulser, 3A... Preamplifier, 3B1.3B2, 383・
...RDL (reception delay circuit), 3C...changeover switch, 3D...adder, 4A...envelope detection circuit, 5.
・・Controller, 6A・DSC, 6B・TV
Monitor, 10...Waiting processing section, 15...
ADC.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の振動子を併設してなる超音波探触子から被検体に
対して超音波を送波し該被検体からの超音波を、複数の
受信遅延手段を切換えることにより複数のフォーカスを
生じさせて前記各振動子に受波し、各々のエコー信号を
加算手段で合成して得た信号に基づき断層像を得る超音
波診断装置において、前記フォーカスごとに前記各振動
子からの各々のエコー信号に対して異なる重み付けを行
なう手段を、前記複数の受信遅延手段と前記加算手段と
の間に設けたことを特徴とする超音波診断装置。Ultrasonic waves are transmitted to a subject from an ultrasonic probe equipped with a plurality of transducers, and the ultrasonic waves from the subject are brought into multiple focuses by switching a plurality of reception delay means. In an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a tomographic image based on a signal obtained by combining the echo signals with each of the transducers and combining the echo signals with an adding means, each echo signal from each of the transducers is transmitted for each focus. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that means for weighting different signals is provided between the plurality of reception delay means and the addition means.