JPH04158847A - Ultrasonic diagnosing apparatus - Google Patents
Ultrasonic diagnosing apparatusInfo
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- JPH04158847A JPH04158847A JP2283339A JP28333990A JPH04158847A JP H04158847 A JPH04158847 A JP H04158847A JP 2283339 A JP2283339 A JP 2283339A JP 28333990 A JP28333990 A JP 28333990A JP H04158847 A JPH04158847 A JP H04158847A
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Landscapes
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、被検体内の音速の不均一性に基づく超音波パ
ルスの位相歪を補正す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 diagnostic apparatus that corrects phase distortion of ultrasonic pulses due to non-uniformity of sound speed within a subject.
(従来の技術)
従来の超音波診断装置においては多数の振動子がアレイ
状に配列されたプローブを用いて、被検体内のある領域
に送信超音波パルスを集束させて検出された超音波エコ
ー信号を基に、超音波画像を再構成してデイスプレィに
表示することが行われている。(Prior art) In conventional ultrasound diagnostic equipment, a probe with a large number of transducers arranged in an array is used to focus transmitted ultrasound pulses on a certain area within the subject, thereby detecting ultrasound echoes. Based on the signals, ultrasound images are reconstructed and displayed on a display.
ここで体内には種々の組織が存在しておりこれら各組織
の超音波に対する音速は均一ではない。Here, there are various tissues in the body, and the sound speed of each of these tissues with respect to ultrasonic waves is not uniform.
このため超音波パルスには体内音速の不均一性に基づく
位相歪が生じて画質が低下するので、この位相歪を補正
する必要がある。For this reason, phase distortion occurs in the ultrasonic pulse due to the non-uniformity of the sound velocity within the body, resulting in a decrease in image quality, and it is therefore necessary to correct this phase distortion.
このため従来ではプローブから送信した超音波パルスを
被検体内のある領域に集束させ、その付近の微小散乱物
体からの反射波であるエコー信号を受信開口内の各振動
子毎に得て、振動子群の少なくとも2つの振動子間の信
号で相互相関関数を演算し、被検体内の音速の不均一性
に起因する超音波パルスの伝搬時間における歪を検出し
てこれを補正するような方法が行われている。For this reason, in the past, ultrasonic pulses transmitted from a probe were focused on a certain region within the subject, and echo signals, which were reflected waves from minute scattering objects in the vicinity, were obtained for each transducer within the receiving aperture. A method that calculates a cross-correlation function using signals between at least two transducers of a child group, detects and corrects distortion in the propagation time of an ultrasound pulse caused by non-uniformity of sound speed within the object. is being carried out.
(発明が解決しようとする課題)
ところで従来の超音波診断装置では、相互相関関数を求
めることにより位相歪の補正を行うので、ハードウェア
の構成が大規模になってコストアップが避けられないた
め実用的でないという問題がある。(Problem to be Solved by the Invention) However, in conventional ultrasonic diagnostic equipment, phase distortion is corrected by determining a cross-correlation function, so the hardware configuration becomes large-scale and costs inevitably increase. The problem is that it is not practical.
本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
簡単な構成のハードウェアで位相歪の補正を行う超音波
診断装置を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in response to the above-mentioned problems.
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that corrects phase distortion using hardware with a simple configuration.
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために本発明は、送信超音波パルス
を被検体内のある領域に集束させ、その付近の微小散乱
体群から反射してくる超音波エコー信号を受信開口内の
振動子毎に観測して、各振動子への超音波エコー信号の
到達時刻を検出することによりこれを補正する超音波診
断装置において、各振動子毎に受信されたエコー信号を
超音波周波数帯域内の複数の異なる角周波数をリファレ
ンス周波数として直交位相検波して各角周波数における
位相成分を求める手段と、位相成分の角周波数に対する
傾斜を基に到達時刻を求める手段とを備えたことを特徴
とするものである。[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention focuses a transmitted ultrasonic pulse on a certain region within a subject and reflects it from a group of minute scatterers in the vicinity. In an ultrasonic diagnostic device that observes incoming ultrasonic echo signals for each transducer within the receiving aperture and corrects them by detecting the arrival time of the ultrasonic echo signal to each transducer, Means for obtaining phase components at each angular frequency by performing orthogonal phase detection on the echo signal received by using a plurality of different angular frequencies within the ultrasonic frequency band as a reference frequency, and determining the arrival time based on the slope of the phase component with respect to the angular frequency. The invention is characterized in that it includes a means for determining.
また他の本発明は、送信超音波パルスを被検体内のある
領域に集束させ、その付近の微小散乱体群から反射して
くる超音波エコー信号を受信開口内の振動子毎に観測し
て、各振動子への超音波エコー信号の到達時刻を検出す
ることによりこれを補正する超音波診断装置において、
各振動子毎にエコー信号のピーク位置を求めて受信開口
全体にわたってカーブフィッティングを行い、このカー
ブフィッティングに基づいて各振動子における前記エコ
ー信号の到達時刻を補正する手段を備えたことを特徴と
するものである。In another aspect of the present invention, a transmitted ultrasonic pulse is focused on a certain region within the subject, and ultrasonic echo signals reflected from a group of minute scatterers in the vicinity are observed for each transducer within the receiving aperture. , an ultrasonic diagnostic apparatus that corrects this by detecting the arrival time of the ultrasonic echo signal to each transducer,
The present invention is characterized by comprising means for determining the peak position of the echo signal for each transducer, performing curve fitting over the entire receiving aperture, and correcting the arrival time of the echo signal at each transducer based on this curve fitting. It is something.
(作 用)
本発明の構成によれば、プローブを構成している各振動
子毎に受信したエコー信号を例えば2つの異なる角周波
数をリファレンス周波数として直交位相検波して各角周
波数における位相成分を求める。続いて位相成分の角周
波数に対する傾斜を基に到達時刻を求め、これによって
体内音速の不均一性に基づく超音波パルスの位相歪を補
正する。(Function) According to the configuration of the present invention, the echo signal received by each transducer constituting the probe is subjected to quadrature phase detection using, for example, two different angular frequencies as reference frequencies, and the phase component at each angular frequency is detected. demand. Next, the arrival time is determined based on the slope of the phase component with respect to the angular frequency, and thereby the phase distortion of the ultrasonic pulse due to the non-uniformity of the internal sound velocity is corrected.
また他の本発明の構成によれば、プローブを構成してい
る各振動子毎にエコー信号のピーク値を求めて受信開口
全体にわたってカーブフィッティングを行い、このカー
ブフィッティングに基づいて各振動子におけるエコー信
号の到達時刻を補正する。これによってハードウェアの
構成を複雑にすることなく体内音速の不均一性に基づく
超音波パルスの位相歪の補正を行うことができる。According to another configuration of the present invention, the peak value of the echo signal is determined for each transducer constituting the probe, curve fitting is performed over the entire receiving aperture, and based on this curve fitting, the echo signal at each transducer is Correct the arrival time of the signal. As a result, it is possible to correct the phase distortion of the ultrasonic pulse based on the non-uniformity of the sound velocity within the body without complicating the hardware configuration.
(実施例) 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の超音波診断装置の実施例を示すブロッ
ク図で、1はプローブで多数の振動子la、 lb、
lc、・・・から構成されている。以下−例として
1つの振動子1にの信号処理系についてのみ説明するも
のとする。2は振動子1にで受信されたエコー信号を増
幅するプリアンプ、3は受信信号を第1のリファレンス
角周波数ω1及びこのω1の90°移相信号でミックス
するミキサー4a、4bと、第2のリファレンス角周波
数ω2及びこのω2の90°位相信号でミックスするミ
キサー4c、4dとを含む直交位相検波回路、5は各ミ
キサー4a乃至4dの出力の低周波成分のみを通過させ
るLPF (ローパスフィルタ)5a乃至5dを含むL
PF回路、6はLPF5a。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, in which 1 is a probe and includes a large number of transducers la, lb,
It is composed of lc,... Hereinafter, only a signal processing system for one vibrator 1 will be described as an example. 2 is a preamplifier that amplifies the echo signal received by the transducer 1; 3 is a mixer 4a, 4b that mixes the received signal with a first reference angular frequency ω1 and a 90° phase shifted signal of this ω1; A quadrature phase detection circuit includes mixers 4c and 4d that mix with a reference angular frequency ω2 and a 90° phase signal of this ω2, and 5 is an LPF (low-pass filter) 5a that passes only the low frequency components of the outputs of the mixers 4a to 4d. L including 5d
PF circuit, 6 is LPF5a.
5bの検波出力を基に第1の角周波数ω1における位相
成分を演算する第1の演算回路6a及びLPF5c、5
dの検波出力を基に第2の角周波数ω2における位相成
分を演算する第2の演算回路6bを含む演算回路、7は
第1の演算回路6aと第2の演算回路6bとの差を基に
到達時刻を求める差分検出回路、8は求められたこれら
到達時刻を格納するメモリである。A first arithmetic circuit 6a and LPFs 5c and 5 that calculate the phase component at the first angular frequency ω1 based on the detection output of 5b.
A calculation circuit including a second calculation circuit 6b that calculates a phase component at a second angular frequency ω2 based on the detection output of d; 7 is a calculation circuit based on the difference between the first calculation circuit 6a and the second calculation circuit 6b; 8 is a difference detection circuit that determines the arrival times, and 8 is a memory that stores these determined arrival times.
次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
プローブ1の振動子1にで受信されたエコー信号はプリ
アンプ2を経て直交位相検波回路3によって2つの異な
るリファレンス角周波数ω1゜ω2により同時に直交位
相検波される。The echo signal received by the transducer 1 of the probe 1 passes through a preamplifier 2 and is simultaneously subjected to quadrature phase detection by a quadrature phase detection circuit 3 using two different reference angular frequencies ω1°ω2.
今、振動子1にで受信されたエコー信号が次式%式%(
1))
と表わされるとする。ここでCk 、 (t)は包絡線
関数、cos(ω、t+φk(ω1))は角周波数ω1
のキャリア信号であり、φk(ω1)はこの信号の到達
時刻に比例する位相項である。Now, the echo signal received by transducer 1 is expressed by the following formula % formula % (
1)). Here, Ck, (t) is the envelope function, and cos(ω, t+φk(ω1)) is the angular frequency ω1
, and φk(ω1) is a phase term proportional to the arrival time of this signal.
次に直交位相検波回路3において前記エコー信号を第1
のリファレンス角周波数ω1を用いてミキサー4aでC
OS ω1tで及びミキサー4bでsin ω1tで
各々ミックスさせた機番出力をLPF5a、5bを通過
させることにより次のような検波出力信号r k s
(t) 、 Q k 1(t)が得られる。Next, in the quadrature phase detection circuit 3, the echo signal is
C in the mixer 4a using the reference angular frequency ω1 of
By passing the machine number outputs mixed by OS ω1t and sin ω1t by mixer 4b through LPFs 5a and 5b, the following detection output signal r k s
(t), Q k 1(t) is obtained.
I k 、(t)=Ck 1(t)cosφk (ω
1)Qkl(t)= −Ck、(t)sinφk (ω
I )ここで、I k 、 (t)は同相成分、Qkl
(t)は直交成分である。I k , (t)=Ck 1(t) cosφk (ω
1) Qkl(t) = −Ck, (t) sinφk (ω
I) Here, Ik, (t) is the in-phase component, Qkl
(t) is the orthogonal component.
次に第1の演算回路6aで、次式のような演算処理を行
うことにより角周波数ω1における位相項φk(ω1)
を求める。Next, the first calculation circuit 6a calculates the phase term φk(ω1) at the angular frequency ω1 by performing calculation processing as shown in the following equation.
seek.
ここでφk(ω1)=ω1 τk(τに:エコー信号の
振動子への到達時刻に比例する量)なる関係があるので
、これを基に次式のように到達時刻τkを求める。Here, since there is a relationship φk(ω1)=ω1 τk (τ: an amount proportional to the arrival time of the echo signal to the vibrator), based on this, the arrival time τk is determined as shown in the following equation.
ωl
ここでφk(ω1)が±πを越えない場合にはτkが正
しく求められるが、tan−1= (x)はXに対する
周期関数であり、1x1〉πの場合にはτkが正しく求
められなくなる(これは折り返しと称される)。ωl Here, if φk (ω1) does not exceed ±π, τk can be calculated correctly, but tan-1= (x) is a periodic function for X, and if 1x1>π, τk cannot be calculated correctly. (this is called folding).
この問題を解決するための本実施例では第1のリファレ
ンス角周波数ω1で行った処理を、使用する超音波周波
数帯域内の他の角周波数(第2のリファレンス角周波数
)ω2で同様に行う。In this embodiment to solve this problem, the processing performed at the first reference angular frequency ω1 is similarly performed at another angular frequency (second reference angular frequency) ω2 within the ultrasonic frequency band used.
すなわち、振動子1にで受信されたエコー信号が次式の
ように、
Ck 2 (t) cos (ω2t+φk(ω2))
と表わされるとし、角周波数ω2なるリファレンス周波
数を用いて直交位相検波回路3において前記エコー信号
を第2のリファレンス角周波数ω2によりミキサー4c
でcos ω2tで及びミキサー4dでsin ω
2tで各ミックスさせる。続いて各出力をLPF5c、
5dを通過させることにより次のような検波出力信号I
k2 (t)。That is, the echo signal received by transducer 1 is expressed as Ck 2 (t) cos (ω2t+φk(ω2)) as shown in the following equation.
Assuming that the echo signal is expressed as
cos ω at 2t and sin ω at mixer 4d
Mix each at 2t. Next, each output is passed through LPF5c,
5d, the following detection output signal I
k2 (t).
Qk2(t)を得る。Obtain Qk2(t).
I k、(t) =Ck2(t) cosφk(ω2)
Q k 2 (t) = Ck2(t) sinφk
(ω2)次に第2の演算回路6bで次式のような演算処
理を行うことにより角周波数ω2における位相項φk(
ω2)を求める。I k, (t) = Ck2(t) cosφk(ω2)
Q k 2 (t) = Ck2 (t) sinφk
(ω2) Next, the second arithmetic circuit 6b performs arithmetic processing as shown in the following equation to calculate the phase term φk(
Find ω2).
φk(ω2)
ここで、φk(ω2)=ω2τにの関係を用いて前記と
同様に位相時刻τkを求めようとすると、同様に折り返
しの問題を生じる。φk(ω2) Here, if an attempt is made to obtain the phase time τk in the same manner as described above using the relationship φk(ω2)=ω2τ, a similar problem of aliasing occurs.
従って差分回路7によって前記(1)、 (2)式を用
いて各位相項の差を次式のように求める。Therefore, the difference between each phase term is determined by the difference circuit 7 using the equations (1) and (2) as shown in the following equation.
φk (ω1)−φk (ω2)
= (ω1−ω2)τに
続いてこの式を基に次式のように到達時刻τkを求める
。Following φk (ω1)-φk (ω2) = (ω1-ω2)τ, the arrival time τk is determined based on this equation as shown in the following equation.
以上のような信号処理を振動子1にと同様に受信開口中
の他の振動子に対しても行い、開口上の到達時刻の分布
を求める。次にこの分布結果を用いて到達時刻の補正を
行い、超音波パルスを被検体内の所望領域に集束させて
エコー信号を受信することにより、体内音速の不均一性
に基づく超音波パルスの位相歪を補正することができる
。The above signal processing is performed on other transducers in the reception aperture in the same manner as on transducer 1, and the distribution of arrival times on the aperture is determined. Next, the arrival time is corrected using this distribution result, and by focusing the ultrasound pulse on a desired area within the subject and receiving the echo signal, the phase of the ultrasound pulse based on the non-uniformity of the internal sound velocity is determined. Distortion can be corrected.
すなわち第2図に示すように各角周波数ω1゜ω2に対
する位相成分の傾斜りを基に前記到達時刻τkを求める
ようにする。なおω1.ω2はωに含まれるような成分
が選ばれるものとする。That is, as shown in FIG. 2, the arrival time τk is determined based on the slope of the phase component for each angular frequency ω1°ω2. Note that ω1. It is assumed that a component included in ω is selected for ω2.
このような本実施例によれば、超音波周波数帯域内の複
数の異なるリファレンス周波数を用いて直交位相検波を
行うことにより超音波パルスの位相歪を補正を行うこと
ができるので、簡単な/’1−ドウエアの構成で目的を
達成することができる。According to this embodiment, the phase distortion of the ultrasonic pulse can be corrected by performing quadrature phase detection using a plurality of different reference frequencies within the ultrasonic frequency band. The purpose can be achieved with a one-ware configuration.
従ってコストアップが避けられるので、実用的となる。Therefore, increase in cost can be avoided, making it practical.
また複数のリファレンス周波数を用いることにより折り
返しの問題も低減することができる。Furthermore, by using multiple reference frequencies, the problem of aliasing can also be reduced.
次に他の本発明の詳細な説明する。Next, other aspects of the present invention will be explained in detail.
先ず本発明の詳細な説明するに先立ち本発明の前提につ
いて説明する。First, before explaining the present invention in detail, the premise of the present invention will be explained.
本発明の超音波診断装置はプローブを構成する多数の振
動子のうち、k番目の振動子(チャンネル)の受信エコ
ー信号及びそれに隣接するに+1番目の振動子の受信エ
コー信号を用いて直交位相検波を行うことにより、隣接
チャンネル間の信号の位相差を求めるものである。すな
わち、今に番目のチャンネルの受信RF信号Vk (t
)が次式%式%)
と表わされるものとする。ここでCk (t)は包絡線
関数、cos(ωot+φk)は角周波数ω。The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention uses the received echo signal of the k-th transducer (channel) and the received echo signal of the +1-th transducer adjacent to it among the large number of transducers constituting the probe. By performing wave detection, the phase difference between signals between adjacent channels is determined. That is, the received RF signal Vk (t
) is expressed as the following formula % formula %). Here, Ck (t) is the envelope function, and cos (ωot+φk) is the angular frequency ω.
のキャリア信号であり、φにはこの信号の到達時刻に比
例する位相項である。, and φ is a phase term proportional to the arrival time of this signal.
同様にしてに+1番目のチャンネルの受信RF信号Vk
+1(t)が次式のように表わされるものとする。Similarly, the received RF signal Vk of the +1st channel
Assume that +1(t) is expressed as in the following equation.
vh+x(t)
”Ck+s (t) CO9((lJ(l t+φに
+1)これら各信号Vk (t)とvk、z(t)の積
をとりローパスフィルタで2ω。成分を除去することに
より、次式のように同相成分Ik(t)を求める。vh+x(t) ”Ck+s (t) CO9((lJ(+1 to l t+φ)) By taking the product of each of these signals Vk(t) and vk, z(t) and removing the 2ω component with a low-pass filter, we get the following The in-phase component Ik(t) is determined as shown in the equation.
cos (φに一φに++ ) ・”(3)同
様にしてVk (t)とVk+I(t)を90゜位相を
ずらした信号との積をとり、ローバルフィルタで2ω。cos (one to φ and one to φ++) ・”(3) Similarly, take the product of Vk (t) and a signal obtained by shifting the phase of Vk+I(t) by 90 degrees, and use a lobal filter to obtain 2ω.
成分を除去すれば次式のように直交成分Qk (t)が
求まる。By removing the components, the orthogonal component Qk (t) can be found as shown in the following equation.
5in(φに一φに+1)・・・(4)次に(3)、
(4)式を基にk及びに+1番目の2チャンネル間の信
号の到達時間差△τkを次式のように求める。5in (1 to φ + 1 to φ)...(4) then (3),
Based on equation (4), the arrival time difference Δτk of the signals between the k and +1st two channels is determined as follows.
ω0
次に(3)、 (4)式から明らかなように、これらの
信号の包絡線が2チヤンネルの信号の包絡線関数の積で
表わされるため、2チヤンネルの信号の包絡線関数の時
間ずれが大きいときには検出感度が十分とれず、精度の
高い位相差測定ができない。ω0 Next, as is clear from equations (3) and (4), since the envelopes of these signals are expressed as the product of the envelope functions of the two-channel signals, the time shift of the envelope functions of the two-channel signals is When is large, detection sensitivity is not sufficient and highly accurate phase difference measurement cannot be performed.
第6図は実際にアレイ振動子から成るプローブ1を用い
て不均一媒質(音速が今画像として見たい部位例えば肝
実質と異なる媒質)16を通して被検体17内の微小散
乱体群18からの反射波(エコー信号)を受信している
様子を示している。FIG. 6 shows reflections from a group of minute scatterers 18 in a subject 17 through a non-uniform medium 16 (a medium in which the sound velocity is different from the area that you want to see as an image, for example, the liver parenchyma) using a probe 1 consisting of an array transducer. This shows the state in which waves (echo signals) are being received.
19は送信集束ビーム、20は送信波面、21は散乱後
の波面である。第6図のように不均一媒質16の厚さが
プローブ1と微小散乱体群18との距離(送信焦点Fの
距離に相当)に比べて十分薄くない場合や、その中の音
速が今画像として見たい部位のものと大きく異なる場合
には、不均一媒質16を通過した後の到達時間の開口上
の分布(時間T1)は不均一媒質がない場合すなわち音
速が一様の場合の分布(時間T2)とは異なってくる。19 is a transmitted focused beam, 20 is a transmitted wavefront, and 21 is a wavefront after scattering. As shown in FIG. 6, when the thickness of the non-uniform medium 16 is not thin enough compared to the distance between the probe 1 and the micro scatterer group 18 (corresponding to the distance of the transmission focal point F), or when the sound velocity in the medium is If the distribution of the arrival time on the aperture after passing through the inhomogeneous medium 16 (time T1) is significantly different from that of the part you want to see, the distribution (time T1) will be the distribution ( It differs from time T2).
なおりは送信遅延時間を示している。The number indicates the transmission delay time.
これは不均一媒質16内の伝搬する時間が各振動子毎に
異なるためである。すなわち各振動子の位置から送信焦
点Fまでの伝播経路内に占める不均一媒質の割合が各振
動子によって異なるためである。第6図は不均一媒質1
6中の平均音速が今画像として見たい部位のものより遅
い場合を示しており、反射波の到達時刻が開口部の真中
の部位に比べて端部の方が遅れている。この理由として
は送信ビームの送信焦点Fが広がってきて点でなくなっ
てきた場合が考えられ、エコー信号が振動子毎に遅れて
戻ってくるので、位相歪をうまく検出することができな
くなる。This is because the propagation time within the non-uniform medium 16 differs for each vibrator. That is, this is because the proportion of the non-uniform medium in the propagation path from the position of each vibrator to the transmission focal point F differs depending on the vibrator. Figure 6 shows heterogeneous medium 1
6 shows a case where the average speed of sound in the opening is slower than that of the part that is currently desired to be viewed as an image, and the arrival time of the reflected wave is delayed at the end of the opening compared to the part in the middle of the opening. A possible reason for this is that the transmission focal point F of the transmission beam has spread and is no longer a point, and the echo signal returns with a delay for each transducer, making it impossible to detect the phase distortion properly.
本発明はこのように直交位相検波を利用して体内音速の
不均一性に基づ(超音波パルスの位相歪の補正を行う場
合の前記の弊害を避ける超音波診断装置を提供するもの
であり、以下第3図を参照して本発明の詳細な説明する
。The present invention thus provides an ultrasonic diagnostic apparatus that uses quadrature phase detection to avoid the above-mentioned disadvantages when correcting the phase distortion of ultrasonic pulses based on the non-uniformity of the sound velocity in the body. The present invention will now be described in detail with reference to FIG.
1は多数の振動子la、lb、lc、・・・から成るプ
ローブ(アレイ振動子)で、各振動子で受信されたエコ
ー信号はプリアンプ回路10(10a。1 is a probe (array transducer) consisting of a large number of transducers la, lb, lc, . . . , and the echo signals received by each transducer are sent to a preamplifier circuit 10 (10a).
10b、・・・)で増幅された後、受信遅延回路11に
加えられて所望の遅延特性が与えられる。受信遅延回路
11から出力された各エコー信号はピーク検出器12に
入力されてそのピーク位置が求められる。10b, . . . ) and then added to the reception delay circuit 11 to provide desired delay characteristics. Each echo signal output from the reception delay circuit 11 is input to a peak detector 12 to find its peak position.
13は最小自乗器で各振動子毎に検出されたピーり位置
を受信開口全体にわたてカーブフィッティングを行うた
めのもので、開口全体にわたって最も誤差の少ない幾何
学的遅延量が各振動子に対して演算によって求められる
。14は補正回路で前記幾何学的遅延量を反転した形の
遅延量を各振動子に対して与えることにより平均的到達
時刻を補正するためのものである。13 is for performing curve fitting on the peak position detected for each transducer using a least squares generator over the entire receiving aperture. It can be found by calculation. Reference numeral 14 denotes a correction circuit for correcting the average arrival time by giving each vibrator a delay amount that is an inversion of the geometrical delay amount.
次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
第4図(a)のように送信焦点Fが点音源の場合はプロ
ーブ1の各振動子で受信されたエコー信号はプリアンプ
10で増幅された後、受信遅延回路11で所望の遅延特
性が与えられた後、所望の信号処理を行うことにより第
4図(b)のような到達時間の開口上の分布特性が得ら
れる。When the transmission focal point F is a point sound source as shown in FIG. After that, by performing desired signal processing, a distribution characteristic of the arrival time on the aperture as shown in FIG. 4(b) can be obtained.
次に微小散乱体4で反射されたエコー信号を各振動子で
受信された場合は、プリアンプ10.受信遅延回路11
を介してピーク検出器12に加えられたエコー信号は各
振動子毎にピーク値が求められた後最小自乗器13によ
って受信開口全体にわたってカーブフィッティングが行
われることにより、第4図(C)に示すように到達時間
の平均的なずれが求められる。これにより第5図のよう
に開口全体にわたって最も誤差の少ない幾何学的遅延量
が求められたことになる。続いて補正回路14によって
幾何学的遅延量を反転した量の遅延量が各振動子に与え
られて平均的到達時刻の補正が行われる。Next, when the echo signal reflected by the minute scatterer 4 is received by each transducer, the preamplifier 10. Reception delay circuit 11
After the peak value of the echo signal applied to the peak detector 12 is determined for each transducer, the least squares unit 13 performs curve fitting over the entire receiving aperture, resulting in the echo signal shown in FIG. 4(C). The average deviation in arrival time is determined as shown. As a result, as shown in FIG. 5, the geometrical delay amount with the smallest error over the entire aperture has been determined. Subsequently, the correction circuit 14 applies a delay amount that is the inversion of the geometric delay amount to each vibrator, thereby correcting the average arrival time.
このような本実施例によれば、直交位相検波を用いるこ
とにより超音波パルスの位相歪の補正が行えるので、簡
単なハードウェアの構成で目的を達成できコストアップ
が避けられる。しかも本実施例によれば各振動子間の包
絡線関数の時間的ずれを最小化して補正が行われるので
、検出感度を十分にとれるため精度の高い位相測定を行
うことができる。According to this embodiment, the phase distortion of the ultrasonic pulse can be corrected by using quadrature phase detection, so the purpose can be achieved with a simple hardware configuration and an increase in cost can be avoided. Moreover, according to this embodiment, since the correction is performed by minimizing the temporal deviation of the envelope function between each vibrator, sufficient detection sensitivity can be obtained, and highly accurate phase measurement can be performed.
[発明の効果コ
以上述べたように各本発明によれば、簡単なハードウェ
アの構成で体内音速の不均一性に基く超音波パルスの位
相歪を補正することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to each of the present inventions, it is possible to correct the phase distortion of ultrasonic pulses based on the non-uniformity of the sound velocity inside the body with a simple hardware configuration.
第1図は本発明の超音波診断装置の実施例を示すブロッ
ク図、第2図は本発明の原理である角周波数と位相成分
との関係を示す特性図、第3図は他の本発明の超音波診
断装置の実施例を示すブロック図、第4図(a)、
(b)、 (c)は本実施例の作用の説明図、第5図
は本実施例における位相歪補正の説明図、第6図は超音
波スキャン方法の説明図である。
1・・・プローブ、1k・・・振動子、3・・・直交位
相検波回路、
4a乃至4d・・・ミキサー、5・・・LPF回路、6
・・・演算回路、7・・・差分回路、12・・・ピーク
検出器、13・・・最小自乗器、14・・・補正回路、
16・・・不均一媒質、18・・・微小散乱体群。
代理人 弁理士 則 近 ・憲 佑同 近
藤 猛第2図
i −へn
伽FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between angular frequency and phase component, which is the principle of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention. A block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus, FIG. 4(a),
(b) and (c) are explanatory diagrams of the operation of this embodiment, FIG. 5 is an explanatory diagram of phase distortion correction in this embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the ultrasonic scanning method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Probe, 1k... Vibrator, 3... Quadrature phase detection circuit, 4a to 4d... Mixer, 5... LPF circuit, 6
... Arithmetic circuit, 7... Difference circuit, 12... Peak detector, 13... Least squarer, 14... Correction circuit,
16... Inhomogeneous medium, 18... Minute scatterer group. Agent Patent Attorney Nori Chika / Ken Yudo Konfuji Takeshi Figure 2 I-Hen Ka
Claims (2)
せ、その付近の微小散乱体群から反射してくる超音波エ
コー信号を受信開口内の振動子毎に観測して、各振動子
への超音波エコー信号の到達時刻を検出することにより
これを補正する超音波診断装置において、各振動子毎に
受信されたエコー信号を超音波周波数帯域内の複数の異
なる角周波数をリファレンス周波数として直交位相検波
して各角周波数における位相成分を求める手段と、位相
成分の角周波数に対する傾斜を基に到達時刻を求める手
段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。(1) The transmitted ultrasonic pulse is focused on a certain region within the subject, and the ultrasonic echo signals reflected from a group of minute scatterers in the vicinity are observed for each transducer within the receiving aperture. In ultrasonic diagnostic equipment that corrects this by detecting the arrival time of ultrasonic echo signals to An ultrasonic diagnostic apparatus comprising means for determining a phase component at each angular frequency by performing quadrature phase detection, and means for determining an arrival time based on the slope of the phase component with respect to the angular frequency.
せ、その付近の微小散乱体群から反射してくる超音波エ
コー信号を受信開口内の振動子毎に観測して、各振動子
への超音波エコー信号の到達時刻を検出することにより
これを補正する超音波診断装置において、各振動子毎に
エコー信号のピーク位置を求めて受信開口全体にわたっ
てカーブフィッティングを行い、このカーブフィッティ
ングに基づいて各振動子における前記エコー信号の到達
時刻を補正する手段を備えたことを特徴とする超音波診
断装置。(2) The transmitted ultrasonic pulse is focused on a certain region within the subject, and the ultrasonic echo signals reflected from a group of minute scatterers in the vicinity are observed for each transducer within the receiving aperture. In ultrasonic diagnostic equipment that corrects this by detecting the arrival time of ultrasonic echo signals at An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by comprising means for correcting the arrival time of the echo signal at each transducer based on the timing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2283339A JPH04158847A (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Ultrasonic diagnosing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2283339A JPH04158847A (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Ultrasonic diagnosing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04158847A true JPH04158847A (en) | 1992-06-01 |
Family
ID=17664203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2283339A Pending JPH04158847A (en) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Ultrasonic diagnosing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04158847A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6423005B1 (en) | 1998-08-18 | 2002-07-23 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
JP2012103167A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Array ultrasonic flaw detector |
-
1990
- 1990-10-23 JP JP2283339A patent/JPH04158847A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6423005B1 (en) | 1998-08-18 | 2002-07-23 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
US6620102B2 (en) | 1998-08-18 | 2003-09-16 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
JP2012103167A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Array ultrasonic flaw detector |
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