JPH07178089A - Ultrasonic diagnostic system - Google Patents

Ultrasonic diagnostic system

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JPH07178089A
JPH07178089A JP32797693A JP32797693A JPH07178089A JP H07178089 A JPH07178089 A JP H07178089A JP 32797693 A JP32797693 A JP 32797693A JP 32797693 A JP32797693 A JP 32797693A JP H07178089 A JPH07178089 A JP H07178089A
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JP
Japan
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ultrasonic
coupler
probe
temperature
timing
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JP32797693A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Hirano
亨 平野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent generation of image distortion or defocusing even with eventual change of the temp. of coupler material. CONSTITUTION:This ultrasonic diagnostic system is equipped with an ultrasonic probe 10 having a transducer which transmits and receives ultrasonic signals to/from a vital organism to be inspected and a coupler 11 for stand-off filled with an object for transporting ultrasonic signals and inserted between the probe 10 and the organism to be inspected. The arrangement further includes a sensing means (temp. sensor 12) to sense either the temp. information about the filling object 11b of the coupler 11 or the speed information of the ultrasonic wave signal and a control means (probe identifier 27 and timing correction circuit 26) which controls the parameter capable of correcting the temp. dependency when the signal is transmitted through the filling object on the basis of the measuring information given by the sensing means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、超音波診断装置に係
り、とくに、超音波プローブにスタンドオフ用のカプラ
を付けて表在臓器などを診断する超音波診断装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing a superficial organ by attaching a standoff coupler to an ultrasonic probe.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、表在臓器を診断する超音波診断
装置のプローブにはカプラを装備し、体表からのスタン
ドオフの距離を稼ぎ、体表付近において高画質を得るよ
うにしている。2. Description of the Related Art Generally, a probe of an ultrasonic diagnostic apparatus for diagnosing superficial organs is equipped with a coupler to increase the standoff distance from the body surface and obtain high image quality near the body surface.

【０００３】このプローブ構成において、スタンドオフ
の距離を大きくとるようにすると、カプラは当然に厚く
なる。カプラの内部を伝搬する超音波の速度は温度によ
り変化するから、スタンドオフ距離を大きくするほど、
温度変化の影響も大きくなり、温度により超音波エコー
が返ってくるまでの時間が著しく変化する。これによ
り、リニアスキャン以外でのスキャン方向の変化に伴
う、カプラ内部の経路長の変化に因る画像歪みや、ＤＶ
ＡＦ（可変口径・可変開口）制御におけるフォーカス切
替タイミングとのずれによるデフォーカスが生じる。In this probe configuration, the coupler is naturally thickened when the standoff distance is increased. Since the velocity of the ultrasonic wave propagating inside the coupler changes with temperature, the larger the standoff distance,
The influence of the temperature change also becomes large, and the time until the ultrasonic echo returns is significantly changed depending on the temperature. As a result, image distortion due to a change in the path length inside the coupler and DV due to a change in the scan direction other than the linear scan,
Defocus occurs due to a shift from the focus switching timing in AF (variable aperture / variable aperture) control.

【０００４】これを回避するため、従来は、音速の温度
特性が正及び負の２つのカプラ材料を用いている。例え
ば、図１３に示すように正及び負の温度特性の液体Ａ，
Ｂをその特性に合わせた割合ａ：ｂで混合し、全体の温
度特性が温度に拠らず殆ど一定となる（図１３の目標音
速の線参照）ように調整したカプラ液を用いている。In order to avoid this, conventionally, two coupler materials having positive and negative temperature characteristics of sound velocity are used. For example, as shown in FIG. 13, a liquid A having positive and negative temperature characteristics,
B is mixed at a ratio a: b according to its characteristics, and a coupler liquid is used which is adjusted so that the overall temperature characteristics are almost constant regardless of the temperature (see the target sound velocity line in FIG. 13).

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように合成して得るカプラ液は、音響的に低減衰特性
であることなどの特性をも満たす必要があるが、それら
の特性と上述した温度非依存特性とを両立させたカプラ
液を合成するのは実際には困難であり、温度非依存特性
としては、どうしてもある程度のところで妥協せざるを
得ない。However, the coupler liquid obtained by synthesizing as described above needs to satisfy characteristics such as acoustically low attenuation characteristics. However, those characteristics and the above-mentioned temperature are required. It is actually difficult to synthesize a coupler solution that has both independent characteristics and temperature independent characteristics must be compromised to some extent.

【０００６】また、そのように温度非依存性を妥協する
としても、混合液である特殊なカプラ液を使うことにな
るため、カプラ液の補充、交換などを容易に行うことが
難しく、メインテナンス性が良くない。Even if such temperature independence is compromised, since a special coupler solution, which is a mixed solution, is used, it is difficult to easily replenish and replace the coupler solution, and the maintainability is improved. Is not good.

【０００７】一方、そのようなカプラ液を使わない場
合、前述したように、周囲温度の変化に起因したフォー
カス位置のずれによる画質劣化、エコータイミングのず
れによる画像歪みは改善されないことになる。On the other hand, when such a coupler solution is not used, as described above, the image quality deterioration due to the focus position shift due to the ambient temperature change and the image distortion due to the echo timing shift cannot be improved.

【０００８】この発明は、上述した従来技術の問題に鑑
みてなされたもので、スタンドオフ用のカプラを使う場
合、温度変化に伴う画質低下を確実に排除するととも
に、メインテナンスの煩わしさから解放される超音波診
断装置を提供することを、目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. When using a coupler for standoff, deterioration of image quality due to temperature change is surely eliminated, and the trouble of maintenance is released. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、この発明に係る超音波診断装置は、被検体との間で
超音波信号を送受信するトランスデューサを有した超音
波プローブと、この超音波プローブと上記被検体との間
に挿入され且つ超音波信号を伝搬させる内容物を充填し
たスタンドオフ用のカプラとを備える。上記カプラの内
容物の温度及び上記超音波信号の速度の内の一方に関す
る情報を検出する検出手段と、上記内容物中を上記超音
波信号が伝搬するときの温度依存性を補正可能なパラメ
ータを上記検出手段の検出情報に基づいて制御する制御
手段とを備える。In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes an ultrasonic probe having a transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals to and from a subject, and the ultrasonic probe. A stand-off coupler that is inserted between the probe and the subject and that is filled with contents for transmitting an ultrasonic signal. Detecting means for detecting information about one of the temperature of the contents of the coupler and the velocity of the ultrasonic signal, and a parameter capable of correcting the temperature dependence when the ultrasonic signal propagates in the contents. And a control unit that controls based on the detection information of the detection unit.

【００１０】また、前記パラメータは、例えば、前記超
音波プローブの駆動タイミング、前記超音波プローブで
受信したエコー信号に対する受信遅延時間、前記超音波
プローブで受信したエコー信号に対する可変口径・可変
フォーカス制御時の受信フォーカスの切換タイミング、
及び前記超音波プローブで受信したエコー信号に基づく
画像表示開始タイミングの内のいずれか又は複数であ
る。The parameters are, for example, the drive timing of the ultrasonic probe, the reception delay time for the echo signal received by the ultrasonic probe, the variable aperture / variable focus control for the echo signal received by the ultrasonic probe. Reception focus switching timing of
And any one or more of the image display start timings based on the echo signals received by the ultrasonic probe.

【００１１】さらに、前記検出手段は、例えば、前記超
音波信号の速度情報を検出する手段であって、前記トラ
ンスデューサを速度検出用のトランスデューサとして兼
用する構成である。Further, the detecting means is, for example, a means for detecting the velocity information of the ultrasonic signal, and the transducer is also used as a velocity detecting transducer.

【００１２】[0012]

【作用】カプラの内容物の温度又は内容物中を伝搬する
超音波信号の速度に関する情報が検出される。この検出
情報に基づいて、超音波速度の温度依存性を補正可能な
パラメータ（例えば、超音波プローブの駆動タイミン
グ、エコー信号に対する受信遅延時間、エコー信号に対
する可変口径・可変フォーカス制御時の受信フォーカス
の切換タイミング、及び画像表示開始タイミングの内の
いずれか又は複数）が制御される。このため、例えば水
などのカプラ内容物の温度が変わって、音速が変わって
も、標準温度と同等の送受信状態が維持され、温度変化
に伴う画像歪みやデフォーカスは殆ど排除される。Information is detected regarding the temperature of the contents of the coupler or the velocity of the ultrasonic signal propagating through the contents. Based on this detection information, parameters that can correct the temperature dependence of the ultrasonic velocity (for example, the drive timing of the ultrasonic probe, the reception delay time for the echo signal, the variable aperture / variable focus control for the echo signal). Any one or more of the switching timing and the image display start timing are controlled. Therefore, even if the temperature of the coupler contents such as water changes and the sound velocity changes, the transmission / reception state equivalent to the standard temperature is maintained, and the image distortion and defocus due to the temperature change are almost eliminated.

【００１３】[0013]

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【００１４】（第１実施例）まず、第１実施例を図１〜
図８を参照して説明する。(First Embodiment) First, FIG. 1 to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【００１５】図１に示す超音波診断装置は、被検体Ｐに
当てて使用する超音波プローブ１０を備えている。この
超音波プローブ１０は、圧電体から成るアレイ形のトラ
ンスデューサを有し、被検体Ｐとの間で超音波信号を送
受信できるとともに、図２に示すように、超音波送受信
面を包むようにスタンドオフ用のカプラ１１を挟んだ状
態で被検体Ｐに当てて使用するようになっている。これ
により、被検体Ｐの体表面とプローブ１０との間のスタ
ンドオフ長Ｌ（図２参照）を稼ぎ、被検体Ｐの表在臓器
に対する送受信フォーカスを容易にしている。The ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1 is equipped with an ultrasonic probe 10 which is used by contacting a subject P. The ultrasonic probe 10 has an array-type transducer made of a piezoelectric material, can transmit and receive ultrasonic signals to and from the subject P, and as shown in FIG. 2, stands off so as to wrap the ultrasonic transmission / reception surface. It is adapted to be used by being applied to the subject P while sandwiching the coupler 11 for use therein. As a result, a standoff length L (see FIG. 2) between the body surface of the subject P and the probe 10 is increased, and transmission / reception focusing on the superficial organs of the subject P is facilitated.

【００１６】カプラ１１は図２に示すように、カプラケ
ース１１ａと、そのケース１１ａ内に充填されるカプラ
材料（内容物）１１ｂとを要部とし、カプラ材料１１ｂ
には適宜な音響インピーダンスの材料が選択される。例
えば、カプラ材料１１ｂとして水などが使用される。As shown in FIG. 2, the coupler 11 has a coupler case 11a and a coupler material (contents) 11b filled in the case 11a as essential parts, and a coupler material 11b.
Is selected as a material having an appropriate acoustic impedance. For example, water or the like is used as the coupler material 11b.

【００１７】また、超音波プローブ１０の内部のカプラ
材料１１ｂに近接した位置には、カプラ材料１１ｂの温
度を検出するための温度センサ１２が埋設されている。
この温度センサ１２としては例えばサーミスタなどの感
温素子が使われる。なお、この温度センサはカプラ材料
内に直接埋め込むようにしてもよいし、またカプラの周
囲に貼り付けることもできる。A temperature sensor 12 for detecting the temperature of the coupler material 11b is embedded in the ultrasonic probe 10 at a position close to the coupler material 11b.
As the temperature sensor 12, for example, a temperature sensitive element such as a thermistor is used. The temperature sensor may be directly embedded in the coupler material, or may be attached around the coupler.

【００１８】図１に戻って、この超音波診断装置の送信
部は送信タイミング発生器１３を備えている。この送信
タイミング発生器１３は、駆動用の基準タイミング信号
を発生するもので、その出力側が送信ビームフォーマ１
４及びパルサ１５を介して上記超音波プローブ１０に接
続されている。送信タイミング発生器１３は、基準タイ
ミング信号の発生時間を後述する送信補正信号に応じて
制御可能になっている。送信ビームフォーマ１４及びパ
ルサ１５は超音波プローブ１０のトランスデューサ数に
応じた複数チャンネル分の個別回路を有している。これ
により、駆動タイミング信号に送信フォーカス用の遅延
が掛けられて、パルサ１５が駆動され、超音波プローブ
１０の各トランスデューサが励振される。そして、送信
フォーカスが掛けられた超音波ビームが超音波プローブ
１０から放射される。Returning to FIG. 1, the transmitting section of this ultrasonic diagnostic apparatus has a transmission timing generator 13. This transmission timing generator 13 generates a reference timing signal for driving, and its output side is the transmission beamformer 1.
4 and the pulsar 15 to connect to the ultrasonic probe 10. The transmission timing generator 13 can control the generation time of the reference timing signal according to a transmission correction signal described later. The transmission beam former 14 and the pulser 15 have individual circuits for a plurality of channels according to the number of transducers of the ultrasonic probe 10. As a result, the drive timing signal is delayed by the transmission focus, the pulsar 15 is driven, and each transducer of the ultrasonic probe 10 is excited. Then, the ultrasonic beam subjected to the transmission focus is emitted from the ultrasonic probe 10.

【００１９】また、この超音波診断装置の受信部には、
超音波プローブ１０に接続されたプリアンプ１５が設け
られている。このプリアンプ１５の出力側には、受信ビ
ームフォーマ１６、対数変換器１７、検波器１８、ＤＳ
Ｃ（デジタルスキャンコンバータ）１９、Ｄ／Ａ変換器
２０、及びＴＶモニタ２１が順次接続されている。この
ため、プリアンプ１５で振幅増幅されたエコー信号には
受信フォーカスが掛けられ、検波により画像信号となっ
てＤＳＣ１９に送られる。このＤＳＣ１９で超音波走査
から標準テレビ方式の走査に変換された画像信号は、所
定タイミング毎に読み出されるとともに、アナログ信号
に変換されてＴＶモニタ２１に送られる。この結果、Ｔ
Ｖモニタ２１には例えばＢモード断層像が表示される。Further, in the receiving section of this ultrasonic diagnostic apparatus,
A preamplifier 15 connected to the ultrasonic probe 10 is provided. On the output side of the preamplifier 15, a reception beamformer 16, a logarithmic converter 17, a detector 18, a DS
A C (digital scan converter) 19, a D / A converter 20, and a TV monitor 21 are sequentially connected. Therefore, the echo signal amplitude-amplified by the preamplifier 15 is subjected to reception focus and detected to be an image signal, which is sent to the DSC 19. The image signal converted from the ultrasonic scan to the standard television scan by the DSC 19 is read out at every predetermined timing, converted into an analog signal, and sent to the TV monitor 21. As a result, T
For example, a B-mode tomographic image is displayed on the V monitor 21.

【００２０】前述したように超音波プローブ１０に埋設
された温度センサ１２のリード線は、Ａ／Ｄ変換器２５
を介して、少なくともタイミング補正回路２６に接続さ
れている。このタイミング補正回路２６にはさらに、プ
ローブ識別器２７からプローブの識別情報も入力するよ
うになっている。このプローブ識別情報にはカプラ材料
の材質、音響レンズの種類、スタンドオフ長Ｌの情報も
含まれる。タイミング補正回路２６はそれらの温度検出
値及びプローブ識別情報に基づいて、温度に応じて補正
パラメータとしての送信タイミングの補正量を演算し、
その補正量に対応した送信補正信号ＳＣを前述した送信
タイミング発生器１３に供給する。As described above, the lead wire of the temperature sensor 12 embedded in the ultrasonic probe 10 has an A / D converter 25.
Is connected to at least the timing correction circuit 26 via. The timing correction circuit 26 is also adapted to input probe identification information from the probe identifier 27. The probe identification information also includes information on the material of the coupler material, the type of acoustic lens, and the standoff length L. The timing correction circuit 26 calculates the correction amount of the transmission timing as a correction parameter according to the temperature based on the detected temperature value and the probe identification information,
The transmission correction signal SC corresponding to the correction amount is supplied to the above-mentioned transmission timing generator 13.

【００２１】タイミング補正回路２６は、例えば、温度
値、カプラ材料、スタンドオフ長Ｌの相互関係を表すデ
ータを記憶したＲＯＭテーブルを有し、このテーブルル
ックアップにより補正量を演算するようにしてもよい
し、カプラ材料としての水のように、温度と音速の関係
が多項式による近似式として知られている場合、計算式
に基づいて演算するようにしてもよい。The timing correction circuit 26 has, for example, a ROM table which stores data representing the mutual relationship among the temperature value, the coupler material, and the standoff length L, and the correction amount is calculated by the table lookup. Alternatively, when the relationship between the temperature and the sound velocity is known as an approximate expression using a polynomial like water as a coupler material, the calculation may be performed based on a calculation expression.

【００２２】上記プローブ識別器２７の出力端はさらに
送受信フォーカスコントローラ２８に接続されるととも
に、この送受信フォーカスコントローラ２８にはシステ
ムコントローラ２９も接続されている。The output end of the probe discriminator 27 is further connected to a transmission / reception focus controller 28, and a system controller 29 is also connected to the transmission / reception focus controller 28.

【００２３】続いて、第１実施例の全体動作を従来の不
都合と対比させながら説明する。Next, the overall operation of the first embodiment will be described in comparison with the conventional inconvenience.

【００２４】いま、この超音波診断装置を使用している
環境温度が一定であり、カプラ１１のカプラ材料１１ｂ
の温度が標準値として予め定めていた例えば３０°Ｃで
あったとする。この場合、タイミング補正回路２６は温
度センサ１２の検出信号に基づいて補正量を演算する
も、カプラ温度が基準値を保持しているため、温度に依
存した送信タイミング補正量は零であり、プローブ識別
器２７からのプローブ識別情報にのみ対応した送信補正
信号ＳＣが送信タイミング発生器１３に出力される。Now, the environment temperature in which this ultrasonic diagnostic apparatus is used is constant, and the coupler material 11b of the coupler 11 is used.
It is assumed that the temperature of is, for example, 30 ° C. which is predetermined as a standard value. In this case, the timing correction circuit 26 calculates the correction amount based on the detection signal of the temperature sensor 12, but since the coupler temperature holds the reference value, the temperature-dependent transmission timing correction amount is zero, and the probe The transmission correction signal SC corresponding to only the probe identification information from the discriminator 27 is output to the transmission timing generator 13.

【００２５】これにより、送信タイミング発生器１３か
らは、使用するプローブに対応し、しかも補正の無い基
準タイミング毎に基準タイミング信号が送信ビームフォ
ーマ１４に出力され、送信ビームフォーマ１４でチャン
ネル毎に所望の遅延時間パターンによる遅延が掛けられ
る。この遅延信号の各々がパルサ１５を個別に駆動さ
せ、超音波プローブのトランスデューサを個別に励振さ
せる。これにより、超音波プローブ１０からカプラ１１
を介して被検体Ｐ内に送信された超音波信号には送信フ
ォーカスが掛けられる。As a result, the transmission timing generator 13 outputs a reference timing signal to the transmission beamformer 14 for each reference timing that does not correspond to the probe used and is uncorrected. Is delayed by the delay time pattern. Each of these delayed signals individually drives the pulsar 15 to individually excite the transducers of the ultrasonic probe. Thereby, the ultrasonic probe 10 to the coupler 11
The transmission focus is applied to the ultrasonic signal transmitted into the subject P via the.

【００２６】被検体Ｐの各組織で反射してきた超音波エ
コーは再びカプラ１１を介してトランスデューサの各々
で受信される。このエコー信号はチャンネル毎にプリア
ンプ１５を介して受信ビームフォーマ１６に送られる。
受信ビームフォーマ１６では、受信深さに対応して可変
口径・可変フォーカスの制御（ＤＶＡＦ：DynamicVaria
ble Aparture and Focus ）が送受信フォーカスコント
ローラ２８からの制御信号のもとに実施され、受信フォ
ーカスが掛けられる。The ultrasonic echo reflected by each tissue of the subject P is again received by each transducer via the coupler 11. This echo signal is sent to the reception beamformer 16 via the preamplifier 15 for each channel.
The reception beamformer 16 controls variable aperture and variable focus according to the reception depth (DVAF: DynamicVaria).
ble Aparture and Focus) is performed based on a control signal from the transmission / reception focus controller 28, and reception focus is applied.

【００２７】つまり、ある表示開始深さからのエコー信
号が返ってくるまでの時間Δｔに合わせ、その後、受信
フォーカス位置を図３に示す如く連続的（又は階段状）
に変化させる。時間Δｔは、That is, it is adjusted to the time Δt until the echo signal is returned from a certain display start depth, and then the reception focus position is continuously (or stepwise) as shown in FIG.
Change to. The time Δt is

【数１】Δｔ＝Δｔｅ＋Δｔａ で表される。Δｔｅは送受信回路による遅延時間、Δｔ
ａは表示開始深さまでのエコーパスを超音波信号が往復
するのに必要な時間である。[Expression 1] Δt = Δt e + Δt a Δt e is the delay time due to the transmission / reception circuit, Δt
a is the time required for the ultrasonic signal to make a round trip in the echo path up to the display start depth.

【００２８】上式中、Δｔａは、エコーパスが音速ｃの
均一な媒質で構成されていた場合、In the above equation, Δt a is the case where the echo path is composed of a uniform medium of sound velocity c.

【数２】Δｔａ＝２・ｚ／ｃ で表される。ｚはエコーパスの片道距離である。## EQU2 ## This is represented by Δt a = 2 · z / c. z is the one-way distance of the echo path.

【００２９】この整相加算（ビームフォーミング）の出
力は、対数変換器１７及び検波器１８を介してＤＳＣ１
９に送られる。ＤＳＣ１９で走査変換された、例えばＢ
モードの画像信号はＤ／Ａ変換器２０を介してＴＶモニ
タに送られ、表示される。The output of this phasing addition (beamforming) is passed through the logarithmic converter 17 and the detector 18 to the DSC1.
Sent to 9. Scan converted by DSC19, eg, B
The image signal of the mode is sent to the TV monitor via the D / A converter 20 and displayed.

【００３０】媒質（つまり、カプラ材料１１ｂ）中の音
速ｃは通常、温度により変化する。媒質が水の場合、温
度が変化するにつれて、１４４８ｍ／ｓ（１０°Ｃのと
き）、１４８３ｍ／ｓ（２０°Ｃのとき）、１５０９ｍ
／ｓ（３０°Ｃのとき）と変わる。この様子を図４に示
す。いま、カプラ１０のスタンドオフ長Ｌ＝４５ｍｍで
あるとすると、生体表面の超音波エコーがプローブ１０
に返ってくる時間は、６２．１５５μｓｅｃ（１０°Ｃ
のとき）、６０．６８８μｓｅｃ（２０°Ｃのとき）、
５９．６４２μｓｅｃ（３０°Ｃのとき）となり、水温
によりかなり変化する。The sound velocity c in the medium (that is, the coupler material 11b) usually changes with temperature. When the medium is water, as the temperature changes, 1448 m / s (at 10 ° C), 1483 m / s (at 20 ° C), 1509 m
/ S (at 30 ° C). This state is shown in FIG. Now, assuming that the standoff length L of the coupler 10 is 45 mm, the ultrasonic echo on the surface of the living body is detected by the probe 10.
It takes 62.155 μsec (10 ° C)
, 60.688 μsec (at 20 ° C),
It becomes 59.642 μsec (at 30 ° C.), and changes considerably depending on the water temperature.

【００３１】いま、上記Δｔを３０°Ｃを標準状態とし
て設定したので、水温が１０°Ｃのときには、超音波エ
コーが体表から返ってくるまでの時間は２．５１３μｓ
ｅｃ遅れる。これは生体長換算では１．９２ｍｍだけ、
受信フォーカスの設定位置と超音波エコーが返ってくる
実際の深さとがずれ、この位置ずれが前述した画質悪化
を招来していた。Since the above Δt is set to 30 ° C. as a standard condition, the time until the ultrasonic echo returns from the body surface is 2.513 μs when the water temperature is 10 ° C.
ec will be delayed. This is only 1.92 mm in terms of living length,
The position where the reception focus is set and the actual depth at which the ultrasonic echo is returned are deviated, and this positional deviation has caused the above-described image quality deterioration.

【００３２】そこで、本実施例では環境温度が変化する
などの原因に拠ってカプラ材料１１ｂの温度が変わる
と、この温度変化が温度センサ１２によって、例えばサ
ーミスタの抵抗変化として検出される。この検出情報を
受けたタイミング補正回路２６は、現在使用しているプ
ローブの種別情報に基づいた送信タイミングに温度変化
に対応した送信タイミング補正量が加算され、この加算
値に応じた送信補正信号ＳＣが送信タイミング発生器１
３に出力される。Therefore, in the present embodiment, when the temperature of the coupler material 11b changes due to a cause such as a change in environmental temperature, this temperature change is detected by the temperature sensor 12 as a change in resistance of the thermistor, for example. Upon receiving this detection information, the timing correction circuit 26 adds the transmission timing correction amount corresponding to the temperature change to the transmission timing based on the type information of the probe currently used, and the transmission correction signal SC corresponding to this added value. Is the transmission timing generator 1
3 is output.

【００３３】例えば、送信タイミング発生器１３から出
力される駆動用の基準タイミング信号は、カプラ液の水
温が例えば１０°Ｃのとき、図５に示すように、水温３
０°Ｃのときに比べて２．５１３μｓｅｃ（＝６２．１
５５−５９．６４２）だけ早く発生する（スタンドオフ
長Ｌ＝４５ｍｍ）。これにより、温度低下に起因した超
音波信号の伝搬遅れが早めの超音波プローブ１０の駆動
によって相殺されるため、リニア走査以外（例えばセク
タ走査）でのスキャン方向に変化に伴うエコーの位置変
化が殆ど無くなって、温度低下に因る画像歪みが少なく
なるとともに、可変口径・可変フォーカス制御における
深さ方向の実際のフォーカス位置とフォーカス切替タイ
ミングとのずれが著しく低減して、温度低下に因るデフ
ォーカスが殆ど解消される。カプラ液の水温が上昇した
場合には、今度は駆動用の基準タイミング信号の発生が
遅くなるように制御され、同様の機能が発揮される。For example, when the water temperature of the coupler liquid is, for example, 10 ° C., the reference timing signal for driving output from the transmission timing generator 13 is, as shown in FIG.
2.513 μsec (= 62.1) compared to 0 ° C
55-59.642) earlier (standoff length L = 45 mm). As a result, the propagation delay of the ultrasonic signal due to the temperature decrease is canceled by the earlier driving of the ultrasonic probe 10, so that there is a change in the position of the echo due to a change in the scanning direction other than linear scanning (for example, sector scanning). Almost disappeared, the image distortion due to the temperature decrease is reduced, and the deviation between the actual focus position in the depth direction and the focus switching timing in the variable aperture / variable focus control is significantly reduced, and the data due to the temperature decrease is reduced. The focus is almost eliminated. When the water temperature of the coupler liquid rises, the generation of the reference timing signal for driving is controlled to be delayed, and the same function is exhibited.

【００３４】したがって、温度が変化しても、これに合
わせて駆動用の基準タイミング信号の発生タイミングが
適宜修正されることから、分解能及び解像度が向上し、
Ｓ／Ｎ比が改善されるなど、高画質の超音波像が得られ
る。Therefore, even if the temperature changes, the generation timing of the reference timing signal for driving is appropriately modified in accordance with this, so that the resolution and the resolution are improved,
A high-quality ultrasonic image such as an improved S / N ratio can be obtained.

【００３５】（第２実施例）第２実施例を図６及び図７
を参照して説明する。ここで、前述した実施例と同一又
は同等の構成要素には同一符号を付して、その説明を省
略又は簡略化する（以下の実施例でも同様とする）。(Second Embodiment) Second Embodiment FIGS. 6 and 7
Will be described with reference to. Here, constituent elements that are the same as or equivalent to those of the above-described embodiments are assigned the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified (the same applies to the following embodiments).

【００３６】第１実施例では補正パラメータとして送信
タイミングを選択したが、この発明は必ずしも送信タイ
ミングに限定されることなく、この第２実施例のよう
に、受信ビームフォーミング（遅延加算）のための遅延
時間バイアス値を調整することも可能である。In the first embodiment, the transmission timing is selected as the correction parameter, but the present invention is not necessarily limited to the transmission timing, and the reception beamforming (delay addition) is performed as in the second embodiment. It is also possible to adjust the delay time bias value.

【００３７】送受信フォーカスコントローラ２８は図６
に示すように、プローブ識別器２７からのプローブ識別
情報、温度センサ１２からの検出値、及びシステムコン
トローラ２９からの情報を受けて、送信ビームフォー１
４及び受信ビームフォーマ１６の遅延時間パターンを制
御する構成である。この内、特に受信ビームフォーマ１
６に対しては、フォーカスコントロールのための遅延時
間とカプラ温度に因る補正分を加算した遅延時間バイア
ス値を遅延制御信号ＳＤにより制御するようになってい
る。つまり、この発明の補正パラメータとして受信時の
遅延時間バイアス値が選択されている。The transmission / reception focus controller 28 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the transmission beamforming unit 1 receives the probe identification information from the probe discriminator 27, the detection value from the temperature sensor 12, and the information from the system controller 29, and transmits
4 and the delay time pattern of the reception beamformer 16 are controlled. Among these, especially the reception beamformer 1
For 6, the delay time bias value obtained by adding the delay time for focus control and the correction amount due to the coupler temperature is controlled by the delay control signal SD. That is, the delay time bias value at the time of reception is selected as the correction parameter of the present invention.

【００３８】この遅延時間バイアス値の制御例を図７を
示す。具体的に、同図（ａ）はカプラ液の水温＝３０°
Ｃのときの、あるトランスデューサの入力、同図（ｂ）
はカプラ液の水温＝３０°Ｃのときの受信ビームフォー
マの出力、及び同図（ｃ）はカプラ液の水温＝１０°Ｃ
のときの受信ビームフォーマの出力を示す。An example of controlling the delay time bias value is shown in FIG. Specifically, FIG. 7A shows the water temperature of the coupler liquid = 30 °
Input of a certain transducer at C, same figure (b)
Is the output of the receiving beamformer when the water temperature of the coupler liquid = 30 ° C, and (c) in the figure shows the water temperature of the coupler liquid = 10 ° C.
The output of the reception beamformer at the time of is shown.

【００３９】いま、水温が３０°Ｃのときを標準状態と
して、図７（ａ），（ｂ）の如く体表を中心とする深さ
方向の小領域に焦点を合わせる（つまり、体表からのエ
コー信号の位相を合わせる）ときの受信ビームフォーマ
１６の、あるトランスデューサからのエコー信号に対す
る遅延時間バイアス値をｔd30 （駆動波形を基準にして
表すとする）とする。これが水温１０°Ｃのときは、同
図（ｃ）に示す如く、遅延時間バイアス値をｔd10 （＜
ｔd30 ）に制御する。つまり、温度低下によって音速が
遅くなるので、その分、バイアス値を小さくして遅延時
間を少なくする。温度が上昇した場合は反対向きの制御
となる。Now, assuming that the water temperature is 30 ° C. as a standard state, focus is made on a small region in the depth direction centered on the body surface as shown in FIGS. 7A and 7B (that is, from the body surface). The delay time bias value of the reception beamformer 16 for the echo signal from a certain transducer when the phases of the echo signals are matched) is defined as t d30 (expressed based on the drive waveform). When the water temperature is 10 ° C., the delay time bias value is set to t d10 (<
t d30 ). That is, since the sound speed becomes slower due to the temperature decrease, the bias value is made smaller and the delay time is made shorter accordingly. When the temperature rises, the control is in the opposite direction.

【００４０】これにより、受信ビームフォーマ１６の出
力の内、温度が変化しても体表からのエコー波形の位相
が一致し、常に体表に焦点が合うことになる。この遅延
時間バイアス値の制御は、複数のトランスデューサから
のエコー信号毎に、また可変口径・可変フォーカス制御
におけるフォーカス切替に対応して実施される。As a result, of the outputs of the reception beamformer 16, the phases of the echo waveforms from the body surface match even if the temperature changes, and the body surface is always focused. The control of the delay time bias value is performed for each echo signal from a plurality of transducers and in correspondence with focus switching in the variable aperture / variable focus control.

【００４１】この結果、第２実施例においても前述した
第１実施例と同等の効果を得ることができる。As a result, also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【００４２】（第３実施例）第３実施例を図８及び図９
を参照して説明する。この第３実施例は補正パラメータ
として、受信フォーカス位置を変化させるタイミング及
び画像表示開始のタイミングを調整するものである。(Third Embodiment) Third Embodiment FIGS. 8 and 9
Will be described with reference to. In the third embodiment, as a correction parameter, the timing of changing the receiving focus position and the timing of starting image display are adjusted.

【００４３】この両方のタイミングを制御するため、本
実施例の超音波診断装置は図８に示すように、送受信フ
ォーカスコントローラ２８からの遅延制御信号ＳＤによ
り受信ビームフォーマ１６における可変口径・可変フォ
ーカス制御におけるフォーカス切替タイミング（つまり
受信フォーカス位置を変化させるタイミング）を調整で
き、また送受信フォーカスコントローラ２８からの表示
制御信号ＳＰにより画像表示開始のタイミングを調整で
きるようになっている。In order to control both timings, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 8, uses the delay control signal SD from the transmission / reception focus controller 28 to control the variable aperture / variable focus in the reception beamformer 16. The focus switching timing (i.e., the timing of changing the receiving focus position) can be adjusted, and the image display start timing can be adjusted by the display control signal SP from the transmission / reception focus controller 28.

【００４４】これにより、例えば図９に示すように、カ
プラ液の水温が３０°Ｃから１０°Ｃになると、可変口
径・可変フォーカス制御の開始タイミングが遅延制御信
号ＳＤを介して、同時に表示開始タイミングが表示制御
信号ＳＰを介して早められる。この結果、水温が低下し
て音速が遅くなっても、フォーカス位置を的確に調整で
き、可変口径・可変フォーカス制御の開始タイミングの
遅れに因るデフォーカスを排除できるとともに、ＤＳＣ
１９内でのＡ／Ｄ変換の開始時間を早めて、表示の位置
ずれを排除できる。温度が上昇した場合は上述とは反対
向きに制御される。As a result, as shown in FIG. 9, for example, when the water temperature of the coupler liquid changes from 30 ° C. to 10 ° C., the start timing of the variable aperture / variable focus control is simultaneously started via the delay control signal SD. The timing is advanced via the display control signal SP. As a result, even if the water temperature drops and the sound velocity slows down, the focus position can be accurately adjusted, defocus due to the delay in the start timing of the variable aperture / variable focus control can be eliminated, and the DSC
The start time of A / D conversion within 19 can be shortened to eliminate the display position shift. When the temperature rises, control is performed in the opposite direction to the above.

【００４５】なお、図９に示す受信フォーカス深さの特
性は、体表エコーを受けた時点から直線的に変化させて
いるが、これは階段状に変化させるようにしてもよい。
また、本発明に適用可能な補正パラメータとしては、受
信フォーカス位置を変化させるタイミング及び画像表示
開始のタイミングの内、一方のみを実施するようにして
もよい。Although the characteristic of the receiving focus depth shown in FIG. 9 is changed linearly from the time when the body surface echo is received, it may be changed stepwise.
Further, as the correction parameter applicable to the present invention, only one of the timing of changing the receiving focus position and the timing of starting image display may be implemented.

【００４６】（第４実施例）第４実施例を図１０〜図１
２を参照して説明する。この第４実施例はカプラ材料の
音速を直接測定するものである。上述した各実施例は、
カプラ材料内を伝搬する音速の温度による変化を温度セ
ンサを介して検出する構成であったが、超音波プローブ
に本来備わっている超音波トランスデューサを使用して
音速を直接測定し、この測定結果に基づいて上述した各
補正パラメータを制御するものである。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
2 will be described. The fourth embodiment directly measures the sound velocity of the coupler material. The above-mentioned embodiments are
The configuration was such that the change in the sound velocity propagating in the coupler material due to temperature was detected via a temperature sensor, but the sound velocity was directly measured using the ultrasonic transducer that was originally included in the ultrasonic probe. Based on this, each correction parameter described above is controlled.

【００４７】この音速測定には、トランスデューサとの
距離が明らかな測定エコー源が必要になる。カプラ１１
のカプラケース１１ａが図１０に示す如く固い材料で形
成され、その体表接触部（カラーケースの底面）までの
距離が変わらない場合、その体表接触部の内面を測定エ
コー源として使用できる。これに対し、体表接触部が柔
らかい材料で形成されている場合、図１１に示す如く、
カプラケース１１ａの例えば側壁内面に測定エコー源１
１ａｘを設ける。This sound velocity measurement requires a measurement echo source whose distance from the transducer is clear. Coupler 11
When the coupler case 11a is made of a hard material as shown in FIG. 10 and the distance to the body surface contact portion (bottom surface of the color case) does not change, the inner surface of the body surface contact portion can be used as a measurement echo source. On the other hand, when the body surface contact portion is made of a soft material, as shown in FIG.
For example, the measurement echo source 1 is provided on the inner surface of the side wall of the coupler case 11a.
1ax is provided.

【００４８】さらに、この実施例に係る超音波診断装置
は図１２に示すタイミング補正回路３１を備えている。
このタイミング補正回路３１は対数変換器１７の出力端
に接続された測定源エコー時間検出回路３２と、プロー
ブ識別器２７の出力端に接続された基準時間回路３３
と、その検出回路３２及び基準時間回路３３に出力を比
較する比較器３４とを備えている。比較器３４の出力信
号は送信補正信号として送信タイミング発生器１３に供
給される。Further, the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment has a timing correction circuit 31 shown in FIG.
The timing correction circuit 31 includes a measurement source echo time detection circuit 32 connected to the output terminal of the logarithmic converter 17, and a reference time circuit 33 connected to the output terminal of the probe discriminator 27.
And a comparator 34 for comparing outputs to the detection circuit 32 and the reference time circuit 33. The output signal of the comparator 34 is supplied to the transmission timing generator 13 as a transmission correction signal.

【００４９】測定源エコー時間検出回路３２は、受信回
路上の任意の点で図１０又は図１１に示した測定源から
のエコー信号が戻ってくるタイミングをコンパレータな
どで検出し、送信タイミングからそのエコー信号までの
時間（音速）を、基準クロック数のカウントにより求
め、この時間検出値を比較器３４に送出する。また基準
時間回路３３は、プローブ識別情報に基づいて、使用プ
ローブの標準水温での音速時間値を読み出して比較器３
４に送出する。比較器３４は２つの入力値を比較し、そ
の比較結果を送信補正信号ＳＣとして送信タイミング発
生器１３に送る。The measurement source echo time detection circuit 32 detects the timing at which the echo signal from the measurement source shown in FIG. 10 or FIG. 11 returns at an arbitrary point on the reception circuit by a comparator or the like, and detects it from the transmission timing. The time (sound velocity) until the echo signal is obtained by counting the number of reference clocks, and this time detection value is sent to the comparator 34. Further, the reference time circuit 33 reads out the sonic time value at the standard water temperature of the probe used, based on the probe identification information, and compares it with the comparator 3.
Send to 4. The comparator 34 compares the two input values and sends the comparison result to the transmission timing generator 13 as a transmission correction signal SC.

【００５０】これにより、比較器３４に入力する２つの
時間値の差が零になるように、送信タイミングの補正が
実施される。この結果、温度変化があって音速が変わっ
ても、標準水温とほぼ同じ送受信状態が維持され、上述
した実施例と同等の効果が得られる。この他、この実施
例では温度センサが不要であるから、プローブの構成が
複雑にならない。As a result, the transmission timing is corrected so that the difference between the two time values input to the comparator 34 becomes zero. As a result, even if the sound velocity changes due to a temperature change, the transmission / reception state substantially the same as the standard water temperature is maintained, and the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. In addition, since the temperature sensor is not necessary in this embodiment, the structure of the probe does not become complicated.

【００５１】なお、この第４実施例における補正パラメ
ータは送信タイミングに限定されることなく、上述した
第２、第３実施例と同様の補正パラメータを音速に基づ
いて制御してもよい。The correction parameter in the fourth embodiment is not limited to the transmission timing, and the same correction parameter as in the second and third embodiments may be controlled based on the sound velocity.

【００５２】なおまた、この発明のカプラ材質は水に限
定されることなく、ゲル状の固体であってもよい。The coupler material of the present invention is not limited to water and may be a gel-like solid.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波診
断装置は、例えば水などのカプラの内容物の温度又は内
容物中を伝搬する超音波信号の速度に関する検出情報に
基づいて、超音波速度の温度依存性を補正可能なパラメ
ータ（例えば、超音波プローブの駆動タイミングなど）
を調整するようにしたため、カプラ内容物の温度が変わ
って音速が変わった場合でも、標準温度と同等の送受信
状態が維持されるから、実際のフォーカス位置とフォー
カス切替タイミングが良好に一致し、温度変化に伴うデ
フォーカスを排除できる一方、画像の表示位置変化を排
除でき、さらにリニア走査以外でのエコータイミングの
ずれに因る画像歪みを排除できるなど、画質向上を図る
ことができる。As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, based on the detection information relating to the temperature of the contents of the coupler such as water or the velocity of the ultrasonic signal propagating in the contents, Parameters that can correct the temperature dependence of acoustic velocity (for example, ultrasonic probe drive timing)
Since the transmission / reception state equivalent to the standard temperature is maintained even when the temperature of the coupler contents changes and the sound velocity changes, the actual focus position and focus switching timing match well. While the defocus due to the change can be eliminated, the change in the display position of the image can be eliminated, and further, the image distortion due to the deviation of the echo timing other than the linear scanning can be eliminated, and the image quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の第１実施例に係る超音波診断装置の
概略構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】カプラを備えた超音波プローブの一部破断した
側面図。FIG. 2 is a partially cutaway side view of an ultrasonic probe including a coupler.

【図３】受信フォーカス深さの特性例を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a characteristic example of a reception focus depth.

【図４】音速をパラメータとしたエコー源までの時間変
化を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing a change with time to an echo source using sound velocity as a parameter.

【図５】駆動タイミングの補正例を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a correction example of drive timing.

【図６】この発明の第２実施例に係る超音波診断装置の
概略構成を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図７】受信遅延時間バイアス値の補正例を示す説明
図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a correction example of a reception delay time bias value.

【図８】この発明の第３実施例に係る超音波診断装置の
概略構成を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図９】受信フォーカス位置を変化させるタイミング及
び画像表示開始のタイミングの補正例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of correcting the timing of changing the reception focus position and the timing of starting image display.

【図１０】この発明の第４実施例に係る超音波診断装置
の超音波プローブの一例を示す、一部破断した側面図。FIG. 10 is a partially cutaway side view showing an example of the ultrasonic probe of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

【図１１】第４実施例に係る超音波診断装置の超音波プ
ローブの他の例を示す、一部破断した側面図。FIG. 11 is a partially cutaway side view showing another example of the ultrasonic probe of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment.

【図１２】第４実施例に係る超音波診断装置の概略構成
を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a fourth embodiment.

【図１３】従来技術の一例に係る音速特性図。FIG. 13 is a sound velocity characteristic diagram according to an example of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 超音波プローブ １１ カプラ １１ａ 水（内容物） １１ａｘ エコー測定源 １２ 温度センサ １３ 送信タイミング発生器 １４ 送信ビームフォーマ １６ 受信ビームフォーマ １９ ＤＳＣ ２６ タイミング補正回路 ２７ プローブ識別器 ２８ 送受信フォーカスコントローラ ３１ タイミング補正回路 10 Ultrasonic probe 11 Coupler 11a Water (content) 11ax Echo measurement source 12 Temperature sensor 13 Transmission timing generator 14 Transmission beamformer 16 Reception beamformer 19 DSC 26 Timing correction circuit 27 Probe discriminator 28 Transmission / reception focus controller 31 Timing correction circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被検体との間で超音波信号を送受信する
トランスデューサを有した超音波プローブと、この超音
波プローブと上記被検体との間に挿入され且つ超音波信
号を伝搬させる内容物を充填したスタンドオフ用のカプ
ラとを備えた超音波診断装置において、上記カプラの内
容物の温度及び上記超音波信号の速度の内の一方に関す
る情報を検出する検出手段と、上記内容物中を上記超音
波信号が伝搬するときの温度依存性を補正可能なパラメ
ータを上記検出手段の計測情報に基づいて制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。1. An ultrasonic probe having a transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals to and from an object, and a content inserted between the ultrasonic probe and the object to propagate the ultrasonic signal. In an ultrasonic diagnostic apparatus comprising a filled stand-off coupler, detecting means for detecting information about one of the temperature of the contents of the coupler and the velocity of the ultrasonic signal, and the inside of the contents An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a control unit that controls a parameter capable of correcting temperature dependency when an ultrasonic signal propagates, based on measurement information of the detection unit. 【請求項２】 前記パラメータは、前記超音波プローブ
の駆動タイミング、前記超音波プローブで受信したエコ
ー信号に対する受信遅延時間、前記超音波プローブで受
信したエコー信号に対する可変口径・可変フォーカス制
御時の受信フォーカスの切換タイミング、及び前記超音
波プローブで受信したエコー信号に基づく画像表示開始
タイミングの内のいずれか又は複数である請求項１記載
の超音波診断装置。2. The parameters include drive timing of the ultrasonic probe, reception delay time for an echo signal received by the ultrasonic probe, and reception during variable aperture / variable focus control for an echo signal received by the ultrasonic probe. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein one or more of a focus switching timing and an image display start timing based on an echo signal received by the ultrasonic probe. 【請求項３】 前記検出手段は、前記超音波信号の速度
情報を検出する手段であって、前記トランスデューサを
速度検出用のトランスデューサとして兼用する構成であ
る請求項１又は２記載の超音波診断装置。3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the detection means is means for detecting speed information of the ultrasonic signal, and the transducer is also used as a speed detection transducer. .
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