JPH09108223A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH09108223A JPH09108223A JP7270904A JP27090495A JPH09108223A JP H09108223 A JPH09108223 A JP H09108223A JP 7270904 A JP7270904 A JP 7270904A JP 27090495 A JP27090495 A JP 27090495A JP H09108223 A JPH09108223 A JP H09108223A
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- attenuation
- diagnostic apparatus
- ultrasonic diagnostic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動子と反射点との間の距離が各チャネルで
異なることによる受信信号の減衰に起因する信号対雑音
比の劣化を改善し、画質を向上する。 【解決手段】 補償ゲイン発生器１８が、振動子の座標
と、走査制御信号１４から得られるステアリング角度と
を用いて、各チャネルに対するステアリング角度補償増
幅率を算出する。減衰補償処理回路１５は、チャネルご
との受信信号１２にこの補償増幅率をチャネル信号増幅
部２０の乗算器により掛け合わせ、ステアリング角度に
依存した受信信号１２の減衰が補償された受信信号を出
力する。
異なることによる受信信号の減衰に起因する信号対雑音
比の劣化を改善し、画質を向上する。 【解決手段】 補償ゲイン発生器１８が、振動子の座標
と、走査制御信号１４から得られるステアリング角度と
を用いて、各チャネルに対するステアリング角度補償増
幅率を算出する。減衰補償処理回路１５は、チャネルご
との受信信号１２にこの補償増幅率をチャネル信号増幅
部２０の乗算器により掛け合わせ、ステアリング角度に
依存した受信信号１２の減衰が補償された受信信号を出
力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は生体内部の組織断層
像や運動反射体速度を表示する超音波診断装置、特に複
数の振動子を有し電子フォーカスを行う超音波診断装置
に関する。
像や運動反射体速度を表示する超音波診断装置、特に複
数の振動子を有し電子フォーカスを行う超音波診断装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置において、超音波を送受
信する複数の振動子をアレイ状に配置し、各振動子に接
続された遅延回路の遅延量を調節することにより、超音
波ビームの電子フォーカスが行われている。電子フォー
カスは送信フォーカスと受信フォーカスとがある。送信
フォーカスでは、所定の点において各振動子からの送信
波の時相が一致するように各振動子の送信遅延量を設定
して、超音波ビームがこの点に向けて集束するようなビ
ームフォーミングが実現される。一方、受信フォーカス
では、所定の点からの受信波の時相が一致するように各
振動子の受信信号に遅延を与えた後、この受信信号を加
算することにより、受信信号の距離及び方位についての
分解能を向上することができる。
信する複数の振動子をアレイ状に配置し、各振動子に接
続された遅延回路の遅延量を調節することにより、超音
波ビームの電子フォーカスが行われている。電子フォー
カスは送信フォーカスと受信フォーカスとがある。送信
フォーカスでは、所定の点において各振動子からの送信
波の時相が一致するように各振動子の送信遅延量を設定
して、超音波ビームがこの点に向けて集束するようなビ
ームフォーミングが実現される。一方、受信フォーカス
では、所定の点からの受信波の時相が一致するように各
振動子の受信信号に遅延を与えた後、この受信信号を加
算することにより、受信信号の距離及び方位についての
分解能を向上することができる。
【０００３】超音波ビームのパルスは、送信フォーカス
された方向に進行し、この方向のいろいろな深さに存在
する反射点で反射される。反射波は振動子に近いところ
で反射したものから順次、振動子に戻る。反射点の深さ
は、超音波パルスの音速及び応答時間（送信から受信ま
での時間）とから計算できる。同じ深さを有する点全体
は振動子アレイを中心として円弧的な曲線（又は球面的
な曲面）を形成するが、受信フォーカスによればこの曲
線上の一部分に対して受信感度を上げることができる。
応答時間に連動して受信フォーカス位置を時間的に変化
させるダイナミックフォーカスにより、受信方向につい
ても有指向性を実現できる。すなわち一直線の受信ビー
ムが得られる。電子セクタ走査では、送受信の電子フォ
ーカスの指向方向を時間とともに変化させることによ
り、セクタ状の画像を得る。
された方向に進行し、この方向のいろいろな深さに存在
する反射点で反射される。反射波は振動子に近いところ
で反射したものから順次、振動子に戻る。反射点の深さ
は、超音波パルスの音速及び応答時間（送信から受信ま
での時間）とから計算できる。同じ深さを有する点全体
は振動子アレイを中心として円弧的な曲線（又は球面的
な曲面）を形成するが、受信フォーカスによればこの曲
線上の一部分に対して受信感度を上げることができる。
応答時間に連動して受信フォーカス位置を時間的に変化
させるダイナミックフォーカスにより、受信方向につい
ても有指向性を実現できる。すなわち一直線の受信ビー
ムが得られる。電子セクタ走査では、送受信の電子フォ
ーカスの指向方向を時間とともに変化させることによ
り、セクタ状の画像を得る。
【０００４】さて、深さの異なる点からの受信信号は送
信時からの減衰量が異なる。すなわち応答時間が遅い、
遠方の反射波ほど、生体内での減衰を強く受けて、受信
波は弱くなる。そのため、遠方の反射波ほど増幅率を上
げて受信信号振幅を補償する、ＴＧＣ（Time Gain Comp
ensation）処理、又はＳＴＣ（Sensitivity Time Contr
ol）処理が行われる。
信時からの減衰量が異なる。すなわち応答時間が遅い、
遠方の反射波ほど、生体内での減衰を強く受けて、受信
波は弱くなる。そのため、遠方の反射波ほど増幅率を上
げて受信信号振幅を補償する、ＴＧＣ（Time Gain Comp
ensation）処理、又はＳＴＣ（Sensitivity Time Contr
ol）処理が行われる。
【０００５】従来は、ある深さの受信信号については、
超音波ビームのステアリング角度に関わり無く、全ての
振動子チャネルに対して一律の増幅率を乗じていた。
超音波ビームのステアリング角度に関わり無く、全ての
振動子チャネルに対して一律の増幅率を乗じていた。
【０００６】図５は、従来の受信処理系の構成を示すブ
ロック図である。反射波は、Ｎ個の振動子５１で、Ｎチ
ャネルの信号として受信される。各振動子からの受信信
号５２は、チャネルごとに遅延部５３で遅延される。こ
の遅延時間は、走査制御信号５４によってダイナミック
フォーカスを実現するように制御される。遅延部５３か
ら出力された受信信号はＳＴＣ処理回路５５にて後述の
処理を受けた後、加算器５６で加え合わされた加算信号
５７となり、表示処理を行う各処理部に出力される。
ロック図である。反射波は、Ｎ個の振動子５１で、Ｎチ
ャネルの信号として受信される。各振動子からの受信信
号５２は、チャネルごとに遅延部５３で遅延される。こ
の遅延時間は、走査制御信号５４によってダイナミック
フォーカスを実現するように制御される。遅延部５３か
ら出力された受信信号はＳＴＣ処理回路５５にて後述の
処理を受けた後、加算器５６で加え合わされた加算信号
５７となり、表示処理を行う各処理部に出力される。
【０００７】さてＳＴＣ処理回路５５の処理を説明す
る。ＳＴＣゲイン発生器５８は、受信信号の生体内の発
生深さによる減衰差を補正する増幅率であるゲイン信号
５９を発生する。この増幅率を、以下、深さ補償増幅率
と呼ぶ。この深さ補償増幅率は受信信号の応答時間に応
じて変化するが、各チャネル間では共通である。受信信
号５２は乗算器６０でゲイン信号５９を乗算、増幅さ
れ、振幅の減衰量を補正される。ＳＴＣ処理回路５５の
処理は各チャネル間で共通であるので、加算信号５７に
対して行うことも可能である。
る。ＳＴＣゲイン発生器５８は、受信信号の生体内の発
生深さによる減衰差を補正する増幅率であるゲイン信号
５９を発生する。この増幅率を、以下、深さ補償増幅率
と呼ぶ。この深さ補償増幅率は受信信号の応答時間に応
じて変化するが、各チャネル間では共通である。受信信
号５２は乗算器６０でゲイン信号５９を乗算、増幅さ
れ、振幅の減衰量を補正される。ＳＴＣ処理回路５５の
処理は各チャネル間で共通であるので、加算信号５７に
対して行うことも可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】超音波ビームをステア
リングする場合、超音波が各振動子から送信され、生体
内のある点で反射され、再び各振動子に戻るまでの行路
長は一般に振動子間で相違する。ステアリング角度が大
きいほどこの行路差も大きくなる。この行路差に応じて
周波数依存減衰の影響も異なるので、受信信号強度も各
チャネル間で差異を生じる。従来においては、このチャ
ネル間強度差を考慮せずに一律に増幅していた。そのた
めステアリング角度が大きいほど各チャネルを加算した
信号の強度が小さくなって、信号対雑音比が劣化し、こ
の信号を用いて画像表示した際に画質劣化を生ずるとい
う問題があった。
リングする場合、超音波が各振動子から送信され、生体
内のある点で反射され、再び各振動子に戻るまでの行路
長は一般に振動子間で相違する。ステアリング角度が大
きいほどこの行路差も大きくなる。この行路差に応じて
周波数依存減衰の影響も異なるので、受信信号強度も各
チャネル間で差異を生じる。従来においては、このチャ
ネル間強度差を考慮せずに一律に増幅していた。そのた
めステアリング角度が大きいほど各チャネルを加算した
信号の強度が小さくなって、信号対雑音比が劣化し、こ
の信号を用いて画像表示した際に画質劣化を生ずるとい
う問題があった。
【０００９】本発明は、信号対雑音比を改善し、画質が
向上した超音波診断装置を提供することを目的とする。
向上した超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
超音波診断装置は、フォーカス点までの振動子ごとの行
路長の差による受信信号振幅の減衰率の差異を補償する
ように、受信信号を振動子ごとに増幅する減衰補償処理
回路を有することを特徴とする。
超音波診断装置は、フォーカス点までの振動子ごとの行
路長の差による受信信号振幅の減衰率の差異を補償する
ように、受信信号を振動子ごとに増幅する減衰補償処理
回路を有することを特徴とする。
【００１１】すなわち、フォーカス点に対する距離が大
きい振動子の受信信号ほど減衰を強く受けるので、大き
い増幅率で増幅する。
きい振動子の受信信号ほど減衰を強く受けるので、大き
い増幅率で増幅する。
【００１２】本発明の請求項２記載の超音波診断装置
は、減衰補償処理回路が、超音波ビームのステアリング
角度と振動子の位置とを用いて、前記減衰率の差異に応
じた振動子ごとの増幅率を計算して出力する補償ゲイン
演算部と、該増幅率を用いて各振動子からの受信信号振
幅を増幅するチャネル信号増幅部と、を有することを特
徴とする。
は、減衰補償処理回路が、超音波ビームのステアリング
角度と振動子の位置とを用いて、前記減衰率の差異に応
じた振動子ごとの増幅率を計算して出力する補償ゲイン
演算部と、該増幅率を用いて各振動子からの受信信号振
幅を増幅するチャネル信号増幅部と、を有することを特
徴とする。
【００１３】本発明の請求項３記載の超音波診断装置
は、補償ゲイン演算部が、プローブ両端の２つの振動子
に対する減衰率の差異を計算し、これを補間近似するこ
とによって他の振動子の減衰率を求めて、振動子ごとの
増幅率を決定することを特徴とする。
は、補償ゲイン演算部が、プローブ両端の２つの振動子
に対する減衰率の差異を計算し、これを補間近似するこ
とによって他の振動子の減衰率を求めて、振動子ごとの
増幅率を決定することを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項４記載の超音波診断装置
は、減衰補償処理回路が、前記減衰差を補償する増幅率
の、超音波ビームのステアリング角度と振動子の位置と
をパラメータとしたテーブルを格納した補償ゲイン記憶
部と、該増幅率を読み出して各振動子からの受信信号振
幅を増幅するチャネル信号増幅部と、を有することを特
徴とする。
は、減衰補償処理回路が、前記減衰差を補償する増幅率
の、超音波ビームのステアリング角度と振動子の位置と
をパラメータとしたテーブルを格納した補償ゲイン記憶
部と、該増幅率を読み出して各振動子からの受信信号振
幅を増幅するチャネル信号増幅部と、を有することを特
徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１６】［実施形態１］図１は、本発明を実施した
超音波診断装置のブロック図である。プローブ１は振動
子アレイを有し、この振動子アレイを生体に押し当てた
状態で、超音波を送受信する。送受信器２で発生する送
信信号により、振動子アレイからは超音波パルスが生体
内に放射される。超音波パルスは生体内組織の音響イン
ピーダンスの変化に応じた強度の反射を生じる。反射波
は前記振動子アレイで検出され複数チャネルの受信信号
となり、この受信信号は送受信器２で各振動子間の加算
処理が行われる。走査制御器３は送受信器２に対し走査
制御信号を出力し、送信時には電子フォーカスによる超
音波ビームのステアリングを制御し、受信時には反射波
の応答時間に連動してダイナミックフォーカスを制御す
る。この走査制御器３の制御により、送受信器２からは
生体内をセクタ走査した受信信号が出力される。組織断
層エコー処理部４、カラードプラ処理部５又はスペクト
ルドプラ処理部６は、それぞれこの受信信号を処理／加
工して、映像信号をＤＳＣ（Digital ScanConverter）
７に出力する。ＤＳＣ７は、セクタ走査の周期で書き込
まれる映像を、表示器８のフレームレートに合わせて読
み出すために用いられる。
超音波診断装置のブロック図である。プローブ１は振動
子アレイを有し、この振動子アレイを生体に押し当てた
状態で、超音波を送受信する。送受信器２で発生する送
信信号により、振動子アレイからは超音波パルスが生体
内に放射される。超音波パルスは生体内組織の音響イン
ピーダンスの変化に応じた強度の反射を生じる。反射波
は前記振動子アレイで検出され複数チャネルの受信信号
となり、この受信信号は送受信器２で各振動子間の加算
処理が行われる。走査制御器３は送受信器２に対し走査
制御信号を出力し、送信時には電子フォーカスによる超
音波ビームのステアリングを制御し、受信時には反射波
の応答時間に連動してダイナミックフォーカスを制御す
る。この走査制御器３の制御により、送受信器２からは
生体内をセクタ走査した受信信号が出力される。組織断
層エコー処理部４、カラードプラ処理部５又はスペクト
ルドプラ処理部６は、それぞれこの受信信号を処理／加
工して、映像信号をＤＳＣ（Digital ScanConverter）
７に出力する。ＤＳＣ７は、セクタ走査の周期で書き込
まれる映像を、表示器８のフレームレートに合わせて読
み出すために用いられる。
【００１７】図２は、送受信器２内の受信処理系の構成
を示すブロック図である。Ｎ個の振動子１１で受信され
たＮチャネルの受信信号１２は、チャネルごとに遅延部
１３で遅延される。この遅延時間は、走査制御信号１４
によってダイナミックフォーカスを実現するように制御
される。遅延部１３から出力された受信信号はチャネル
ごとに、本発明の特徴的構成要素である減衰補償処理回
路１５にて、受信信号１２の生体内での行路差に応じた
減衰量の違いを補償され強度を揃えられた後、加算器１
６で加え合わされた加算信号１７となり、表示処理を行
う各処理部に出力される。減衰補償処理回路１５を構成
する補償ゲイン発生器１８は、補償ゲイン演算部を内蔵
し、補償ゲイン演算部は振動子の座標と、走査制御信号
１４から得られるステアリング角度とを用いて、各チャ
ネルに対するステアリング角度補償増幅率を算出する。
補償ゲイン発生器１８はこのステアリング角度補償増幅
率と併せて、従来のＳＴＣ処理の深さ補償増幅率を算出
し、両増幅率の積をゲイン信号１９として出力する。ゲ
イン信号１９はチャネル信号増幅部２０でチャネルごと
に受信信号に掛け合わされ、生体内での周波数依存減衰
が補償される。ここでチャネル信号増幅部２０はチャネ
ルごとに設けられた乗算器により構成される。
を示すブロック図である。Ｎ個の振動子１１で受信され
たＮチャネルの受信信号１２は、チャネルごとに遅延部
１３で遅延される。この遅延時間は、走査制御信号１４
によってダイナミックフォーカスを実現するように制御
される。遅延部１３から出力された受信信号はチャネル
ごとに、本発明の特徴的構成要素である減衰補償処理回
路１５にて、受信信号１２の生体内での行路差に応じた
減衰量の違いを補償され強度を揃えられた後、加算器１
６で加え合わされた加算信号１７となり、表示処理を行
う各処理部に出力される。減衰補償処理回路１５を構成
する補償ゲイン発生器１８は、補償ゲイン演算部を内蔵
し、補償ゲイン演算部は振動子の座標と、走査制御信号
１４から得られるステアリング角度とを用いて、各チャ
ネルに対するステアリング角度補償増幅率を算出する。
補償ゲイン発生器１８はこのステアリング角度補償増幅
率と併せて、従来のＳＴＣ処理の深さ補償増幅率を算出
し、両増幅率の積をゲイン信号１９として出力する。ゲ
イン信号１９はチャネル信号増幅部２０でチャネルごと
に受信信号に掛け合わされ、生体内での周波数依存減衰
が補償される。ここでチャネル信号増幅部２０はチャネ
ルごとに設けられた乗算器により構成される。
【００１８】なお、補償ゲイン発生器１８は、ステアリ
ング角度補償増幅率と深さ補償増幅率との積を出力する
としたが、本発明の特徴はステアリング角度補償増幅率
によってチャネルごとに受信信号を補償する点にある。
ここで、チャネル共通の深さ補償ゲインを発生する従来
同様のＳＴＣゲイン発生器を別途設け、補償ゲイン発生
器はステアリング角度補償増幅率のみを発生することと
してもよい。
ング角度補償増幅率と深さ補償増幅率との積を出力する
としたが、本発明の特徴はステアリング角度補償増幅率
によってチャネルごとに受信信号を補償する点にある。
ここで、チャネル共通の深さ補償ゲインを発生する従来
同様のＳＴＣゲイン発生器を別途設け、補償ゲイン発生
器はステアリング角度補償増幅率のみを発生することと
してもよい。
【００１９】次に補償ゲイン発生器１８の処理を詳しく
説明する。図３は、超音波ビームのステアリングによる
受信信号の行路差を説明する概略図である。振動子アレ
イはリニア型であって、ｘ軸上の線分ＰＱに配列される
とする。点Ｐにチャネル０の振動子、点Ｑにチャネル
（Ｎ−１）の振動子が配置され、またチャネルｍ（ｍ＝
０〜Ｎ−１）の振動子のｘ座標をｘm とする。ここで座
標原点をＰＱの中点に採っているので、ｘ0 ＝ξとする
とｘN-1 ＝−ξである。Ｄは振動子アレイの両端Ｐ、Ｑ
間の距離であり、これをプローブ開口と定義する。ステ
アリング角度θは超音波ビームとｚ軸とがなす角であ
る。また点Ｒは超音波の反射点であり、この点と原点と
の距離をｒとする。さて、ΔＬ＝｜ＰＲ−ＱＲ｜とする
と、プローブ開口の両端での行路差は、両点からＲまで
の往復距離の差、２ΔＬである。三角形ＯＰＲ、ＯＱＲ
に余弦定理を用いてＰＲ、ＱＲを求めることにより、Δ
Ｌは以下の式で表される。
説明する。図３は、超音波ビームのステアリングによる
受信信号の行路差を説明する概略図である。振動子アレ
イはリニア型であって、ｘ軸上の線分ＰＱに配列される
とする。点Ｐにチャネル０の振動子、点Ｑにチャネル
（Ｎ−１）の振動子が配置され、またチャネルｍ（ｍ＝
０〜Ｎ−１）の振動子のｘ座標をｘm とする。ここで座
標原点をＰＱの中点に採っているので、ｘ0 ＝ξとする
とｘN-1 ＝−ξである。Ｄは振動子アレイの両端Ｐ、Ｑ
間の距離であり、これをプローブ開口と定義する。ステ
アリング角度θは超音波ビームとｚ軸とがなす角であ
る。また点Ｒは超音波の反射点であり、この点と原点と
の距離をｒとする。さて、ΔＬ＝｜ＰＲ−ＱＲ｜とする
と、プローブ開口の両端での行路差は、両点からＲまで
の往復距離の差、２ΔＬである。三角形ＯＰＲ、ＯＱＲ
に余弦定理を用いてＰＲ、ＱＲを求めることにより、Δ
Ｌは以下の式で表される。
【００２０】 ΔＬ≒Ｄsin θ ……（１） 超音波の中心周波数をｆ0 、生体組織中の周波数依存減
衰係数をα、距離ｄを伝搬する前後の超音波の振幅比を
Ａとすると、Ａ＝exp(−αｆ0 ｄ) であり、ｄが微小で
あるときは、 Ａ〓１−αｆ0 ｄ ……（２） で表される。例えば図３のように反射点が点Ｐ寄りにあ
るときは、Ｑの受信信号はＰの受信信号より減衰し、Ｐ
に対するＱの振幅比ＡN-1 ( θ) は（２）式においてｄ
＝２ΔＬとして、 ＡN-1 ( θ) ＝１−２αｆ0 Ｄsin θ ……（３） となる。
衰係数をα、距離ｄを伝搬する前後の超音波の振幅比を
Ａとすると、Ａ＝exp(−αｆ0 ｄ) であり、ｄが微小で
あるときは、 Ａ〓１−αｆ0 ｄ ……（２） で表される。例えば図３のように反射点が点Ｐ寄りにあ
るときは、Ｑの受信信号はＰの受信信号より減衰し、Ｐ
に対するＱの振幅比ＡN-1 ( θ) は（２）式においてｄ
＝２ΔＬとして、 ＡN-1 ( θ) ＝１−２αｆ0 Ｄsin θ ……（３） となる。
【００２１】受信信号の全チャネルを加算器１６で足し
合わせた加算信号１７を考える。図４は、加算信号１７
に対する各チャネルの受信信号の寄与（加算効率）を示
すグラフである。図４（ａ）は各チャネルの受信信号間
に行路差による減衰の違いがないと仮定した場合の加算
効率のグラフである。加算効率は各チャネルで１であ
り、この場合のグラフ面積Ｓ0 ＝Ｄを加算信号１７の比
較基準とする。さて実際には、各チャネル間では減衰量
に差がある。図４（ｂ）は図３に例示する場合における
加算効率のグラフである。加算効率は点Ｐに対する各チ
ャネルの受信信号の振幅比である。加算効率は正確には
図に示すように曲線となるが、これを点Ｐ、Ｑにおける
加算効率値を通る直線で近似すると、グラフ面積Ｓは、 Ｓ〓Ｄ（１−αｆ0 Ｄsin θ） ……（４） となり、 Ｓ／Ｓ0 〓１−αｆ0 Ｄsin θ ……（５） である。よって各チャネル間の受信信号の行路差を補正
しない従来のＳＴＣ処理のみを施した加算信号５７はス
テアリング角度θが大きいほど、減衰の影響を強く受け
て小さくなることがわかる。
合わせた加算信号１７を考える。図４は、加算信号１７
に対する各チャネルの受信信号の寄与（加算効率）を示
すグラフである。図４（ａ）は各チャネルの受信信号間
に行路差による減衰の違いがないと仮定した場合の加算
効率のグラフである。加算効率は各チャネルで１であ
り、この場合のグラフ面積Ｓ0 ＝Ｄを加算信号１７の比
較基準とする。さて実際には、各チャネル間では減衰量
に差がある。図４（ｂ）は図３に例示する場合における
加算効率のグラフである。加算効率は点Ｐに対する各チ
ャネルの受信信号の振幅比である。加算効率は正確には
図に示すように曲線となるが、これを点Ｐ、Ｑにおける
加算効率値を通る直線で近似すると、グラフ面積Ｓは、 Ｓ〓Ｄ（１−αｆ0 Ｄsin θ） ……（４） となり、 Ｓ／Ｓ0 〓１−αｆ0 Ｄsin θ ……（５） である。よって各チャネル間の受信信号の行路差を補正
しない従来のＳＴＣ処理のみを施した加算信号５７はス
テアリング角度θが大きいほど、減衰の影響を強く受け
て小さくなることがわかる。
【００２２】そこで補償ゲイン発生器１８は、チャネル
ｍの受信信号ｆm ( θ, ｒ) に乗算されるゲイン信号１
９として、ステアリング角度に依存した減衰を補償する
ような増幅率Ｇm ( θ, ｒ) を出力する。Ｇm ( θ,
ｒ) はステアリング角度補償増幅率κm ( θ) と深さ補
償増幅率λ( ｒ) との積で表される。
ｍの受信信号ｆm ( θ, ｒ) に乗算されるゲイン信号１
９として、ステアリング角度に依存した減衰を補償する
ような増幅率Ｇm ( θ, ｒ) を出力する。Ｇm ( θ,
ｒ) はステアリング角度補償増幅率κm ( θ) と深さ補
償増幅率λ( ｒ) との積で表される。
【００２３】 Ｇm ( θ, ｒ) ＝κm ( θ) ・λ( ｒ) ……（６） 深さ補償増幅率λ( ｒ) は従来からのＳＴＣ処理で使用
されている増幅率と同様でよいので、ここでは説明を省
略する。
されている増幅率と同様でよいので、ここでは説明を省
略する。
【００２４】ステアリングに依存した減衰率はプローブ
開口のいずれかの端部で最大値２αｆ0 Ｄsin θとな
る。ここで、各振動子位置での減衰率がプローブ開口端
からの距離に応じて直線的に変化すると近似すると、
開口のいずれかの端部で最大値２αｆ0 Ｄsin θとな
る。ここで、各振動子位置での減衰率がプローブ開口端
からの距離に応じて直線的に変化すると近似すると、
【数１】 である。但し、θは点Ｒが点Ｐ寄りにあるとき正である
とする。加算信号１７をＦ( θ, ｒ) とすると、
とする。加算信号１７をＦ( θ, ｒ) とすると、
【数２】 である。この加算信号１７では、ステアリング角度に依
存した上記加算効率の劣化が補償されており、ステアリ
ング角度によらず良好な信号対雑音比が得られる。ま
た、これと合わせてステアリング角度の大きい領域や生
体内深い領域における信号レベルが補償されて向上する
ため、画像の画質が一様となり向上する。
存した上記加算効率の劣化が補償されており、ステアリ
ング角度によらず良好な信号対雑音比が得られる。ま
た、これと合わせてステアリング角度の大きい領域や生
体内深い領域における信号レベルが補償されて向上する
ため、画像の画質が一様となり向上する。
【００２５】補償ゲイン演算部は、マイクロプロセッサ
を有し、各チャネルに対する補償ゲインを算出する。
を有し、各チャネルに対する補償ゲインを算出する。
【００２６】［実施形態２］本実施形態である超音波診
断装置のブロック構成は図１、図２と同様である。しか
し補償ゲイン発生器は、補償ゲイン演算部の代わりに、
ステアリング角度補償増幅率κm ( θ) のテーブルを格
納したＲＯＭ（Read Only Memory）である補償ゲイン記
憶部を内蔵する点が特徴である。すなわち、κm ( θ)
を（７）式によって逐一算出するのではなく、ステアリ
ング角度θとチャネル番号ｍとをパラメータとしたテー
ブルに、あらかじめκm ( θ) を計算して格納してお
き、受信信号を処理する際はこれを読み出して補償処理
を行う。
断装置のブロック構成は図１、図２と同様である。しか
し補償ゲイン発生器は、補償ゲイン演算部の代わりに、
ステアリング角度補償増幅率κm ( θ) のテーブルを格
納したＲＯＭ（Read Only Memory）である補償ゲイン記
憶部を内蔵する点が特徴である。すなわち、κm ( θ)
を（７）式によって逐一算出するのではなく、ステアリ
ング角度θとチャネル番号ｍとをパラメータとしたテー
ブルに、あらかじめκm ( θ) を計算して格納してお
き、受信信号を処理する際はこれを読み出して補償処理
を行う。
【００２７】振動子アレイを構成する振動子エレメント
数Ｎを１２８とし、これらはその中心に対し対称に配置
されている。またセクタ走査角の範囲を−π／２〜π／
２とし、この範囲を２５６に分割する。振動子エレメン
トの配置の対称性から、 κm ( θ) ＝κN-m-1 ( −θ) ……（９） であるので、θのパラメータ数またはｍのパラメータ数
のいずれかを半減することができる。４バイトで表され
る単精度浮動小数点数を用いて１つのκm ( θ)を表現
すると、テーブルを格納するのに必要なメモリ容量は約
６５Ｋバイトである。
数Ｎを１２８とし、これらはその中心に対し対称に配置
されている。またセクタ走査角の範囲を−π／２〜π／
２とし、この範囲を２５６に分割する。振動子エレメン
トの配置の対称性から、 κm ( θ) ＝κN-m-1 ( −θ) ……（９） であるので、θのパラメータ数またはｍのパラメータ数
のいずれかを半減することができる。４バイトで表され
る単精度浮動小数点数を用いて１つのκm ( θ)を表現
すると、テーブルを格納するのに必要なメモリ容量は約
６５Ｋバイトである。
【００２８】このように、κm ( θ) をテーブル化して
ＲＯＭに格納することにより、逐次計算するよりも処理
を高速化することができる。また、あらかじめ計算する
ので、実施形態１の（７）式のような近似ではなく、正
確なκm ( θ) の値を計算／格納して使用することがで
き、補償精度が向上する。特に、この超音波診断装置は
コンベックスプローブを使用する場合に有効である。な
ぜなら、凸曲線に振動子が配列されたコンベックスプロ
ーブに対するステアリング角度補償増幅率の表現式は、
リニアプローブに対応した（７）式より複雑であり、そ
の表現式を用いてステアリング角度補償増幅率を逐一計
算するのでは時間がかかるからである。
ＲＯＭに格納することにより、逐次計算するよりも処理
を高速化することができる。また、あらかじめ計算する
ので、実施形態１の（７）式のような近似ではなく、正
確なκm ( θ) の値を計算／格納して使用することがで
き、補償精度が向上する。特に、この超音波診断装置は
コンベックスプローブを使用する場合に有効である。な
ぜなら、凸曲線に振動子が配列されたコンベックスプロ
ーブに対するステアリング角度補償増幅率の表現式は、
リニアプローブに対応した（７）式より複雑であり、そ
の表現式を用いてステアリング角度補償増幅率を逐一計
算するのでは時間がかかるからである。
【００２９】
【発明の効果】本発明の超音波診断装置によれば、振動
子と反射点との間の距離が各チャネルで異なることによ
る受信信号の減衰が補償されて、信号対雑音比が改善さ
れ、画質が向上する効果がある。
子と反射点との間の距離が各チャネルで異なることによ
る受信信号の減衰が補償されて、信号対雑音比が改善さ
れ、画質が向上する効果がある。
【図１】 本発明の実施形態である超音波診断装置のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】 本発明に係る送受信器内の受信処理系の構成
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図３】 超音波ビームのステアリングによる受信信号
の行路差を説明する概略図。
の行路差を説明する概略図。
【図４】 加算信号に対する各チャネルの受信信号の寄
与を示すグラフ。
与を示すグラフ。
【図５】 従来の受信処理系の構成を示すブロック図。
１ プローブ、２ 送受信器、３ 走査制御器、４ 組
織断層エコー処理部、５ カラードプラ処理部、６ ス
ペクトルドプラ処理部、７ ＤＳＣ、８ 表示器、１
１，５１ 振動子、１２，５２ 受信信号、１３，５３
遅延部、１４，５４ 走査制御信号、１５ 減衰補償
処理回路、１６，５６ 加算器、１７，５７ 加算信
号、１８ 補償ゲイン発生器、１９，５９ ゲイン信
号、２０ チャネル信号増幅部、５５ ＳＴＣ処理回
路、５８ ＳＴＣゲイン発生器。
織断層エコー処理部、５ カラードプラ処理部、６ ス
ペクトルドプラ処理部、７ ＤＳＣ、８ 表示器、１
１，５１ 振動子、１２，５２ 受信信号、１３，５３
遅延部、１４，５４ 走査制御信号、１５ 減衰補償
処理回路、１６，５６ 加算器、１７，５７ 加算信
号、１８ 補償ゲイン発生器、１９，５９ ゲイン信
号、２０ チャネル信号増幅部、５５ ＳＴＣ処理回
路、５８ ＳＴＣゲイン発生器。
Claims (4)
- 【請求項１】 超音波ビームを送受信する複数の振動子
を備え、各振動子に遅延回路が接続されて超音波ビーム
の電子フォーカスが行われる超音波診断装置において、 フォーカス点までの振動子ごとの行路長の差による受信
信号振幅の減衰率の差異を補償するように、受信信号を
振動子ごとに増幅する減衰補償処理回路を有することを
特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波診断装置におい
て、 減衰補償処理回路が、 超音波ビームのステアリング角度と、振動子の位置とを
用いて、前記減衰率の差異に応じた振動子ごとの増幅率
を計算して出力する補償ゲイン演算部と、 該増幅率を用いて各振動子からの受信信号振幅を増幅す
るチャネル信号増幅部と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の超音波診断装置におい
て、 補償ゲイン演算部が、プローブ両端の２つの振動子に対
する減衰率の差異を計算し、これを補間近似することに
よって他の振動子の減衰率を求めて、振動子ごとの増幅
率を決定することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の超音波診断装置におい
て、 減衰補償処理回路が、 前記減衰差を補償する増幅率の、超音波ビームのステア
リング角度と振動子の位置とをパラメータとしたテーブ
ルを格納した補償ゲイン記憶部と、 該増幅率を読み出して各振動子からの受信信号振幅を増
幅するチャネル信号増幅部と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7270904A JPH09108223A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7270904A JPH09108223A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09108223A true JPH09108223A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17492610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7270904A Pending JPH09108223A (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09108223A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6672131B1 (en) * | 1999-01-18 | 2004-01-06 | Clampon As | Method for operating a measurement instrument |
| JP2006051355A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | General Electric Co <Ge> | 調整可能な開口制御を伴う超音波空間複合イメージングための方法及び装置 |
| JP2006217934A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超音波撮像装置及び超音波撮像方法 |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP7270904A patent/JPH09108223A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6672131B1 (en) * | 1999-01-18 | 2004-01-06 | Clampon As | Method for operating a measurement instrument |
| JP2006051355A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | General Electric Co <Ge> | 調整可能な開口制御を伴う超音波空間複合イメージングための方法及び装置 |
| JP2006217934A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 超音波撮像装置及び超音波撮像方法 |
| JP4585326B2 (ja) * | 2005-02-08 | 2010-11-24 | 富士フイルム株式会社 | 超音波撮像装置及び超音波撮像方法 |
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