JPH11347030A - Method and device for ultrasonic transmission/reception and ultrasonic imaging device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the harmonic component to be removed from transmitted ultrasonic waves by giving drive signals whose harmonic component is removed by a filter to an ultrasonic transducer to transmit echo signals through a signal transmitting circuit by-passing the filter at a gain smaller than 1 to a transmission/reception circuit. SOLUTION: An ultrasonic probe comprising an arrayed ultrasonic transducer 30 transmits ultrasonic waves into a subject 4 by applied drive signals from a transmission/reception part. At that time, the drive signals applied on the ultrasonic transducer 30 are passed through a low band filter 640 to remove the harmonic component and made only the fundamental wave component. When receiving echoes, a diode 602 is sequentially biassed by a negative DC voltage -VEE to flow current between emitter and base of a transistor Tr 604 to turn on the transistor Tr 604 to change the collector current of the TR 604 corresponding to echo reception signals and the change is guided out through a capacitor 603.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波送受信方法
および装置並びに超音波撮像装置に関し、特に、高調波
エコーを利用する超音波送受信方法および装置並びに超
音波撮像装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic transmission / reception method and apparatus and an ultrasonic imaging apparatus, and more particularly, to an ultrasonic transmission / reception method and apparatus using harmonic echo and an ultrasonic imaging apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】高調波エコーを利用する超音波撮像の一
例として、マイクロバルーンを用いる造影撮像がある。
これは、マイクロバルーンがその非線形なエコー源特性
により送波超音波の２次の高調波を含むエコーを生じる
ことを利用して、体内に注入したマイクロバルーンの分
布状態を画像化するものである。2. Description of the Related Art As an example of ultrasonic imaging using harmonic echo, there is contrast imaging using a micro balloon.
This is to image the distribution state of the microballoon injected into the body, utilizing the fact that the microballoon generates an echo including the second harmonic of the transmitted ultrasonic wave due to its nonlinear echo source characteristic. .

【０００３】また、高調波エコーを利用する超音波撮像
の他の例として、被検体内での超音波伝播の非線形効果
を利用する超音波撮像、すなわち、パラメトリックイメ
ージング(parametric imaging)がある。こちらは、被検
体内に超音波を送波したときに、体内の超音波伝播の非
線形性により発生する２次や３次の高調波エコーを利用
して撮像を行なうものである。As another example of ultrasonic imaging using harmonic echo, there is ultrasonic imaging using a nonlinear effect of ultrasonic propagation in a subject, that is, parametric imaging. Here, when an ultrasonic wave is transmitted into a subject, imaging is performed by using second and third harmonic echoes generated by nonlinearity of ultrasonic propagation in the body.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のいずれにおいて
も、送波超音波に初めから高調波成分が含まれている
と、そのエコーがマイクロバルーンからの高調波エコー
または非線形効果によるエコーと区別できず、適正な撮
像が行なえないという問題があった。特に、超音波トラ
ンスデューサの駆動方式として普通に採用される矩形波
パルス駆動方式では、送波超音波に高調波成分が含まれ
ることをさけることができないので、そのままでは高調
波エコーによる撮像を適正に行なうことができない。In any of the above, if a transmitted ultrasonic wave contains a harmonic component from the beginning, the echo can be distinguished from a harmonic echo from a microballoon or an echo due to a non-linear effect. Therefore, there is a problem that proper imaging cannot be performed. In particular, the rectangular pulse drive method, which is commonly used as the drive method of the ultrasonic transducer, cannot prevent the transmitted ultrasonic wave from containing harmonic components. Cannot do it.

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、送波超音波から高調波成分
を取り除く簡便な技法を備えた超音波送受信方法および
装置並びに超音波撮像装置を実現することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic transmission / reception method and apparatus provided with a simple technique for removing harmonic components from transmitted ultrasonic waves, as well as ultrasonic imaging. The realization of the device.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の発明は、超音波トランスデューサに送受信回
路から単極性の駆動信号を与えて超音波を送波させ、前
記超音波トランスデューサが受波したエコー信号を前記
送受信回路で受信する超音波送受信方法であって、前記
超音波トランスデューサと前記送受信回路の間で、フィ
ルタにより高調波成分を除去して前記駆動信号を前記超
音波トランスデューサに与え、前記フィルタを迂回する
信号伝達回路により前記エコー信号を１より小さいゲイ
ンで前記送受信回路に伝達することを特徴とする超音波
送受信方法である。(1) According to a first aspect of the invention for solving the above-mentioned problems, the ultrasonic transducer is provided with a unipolar drive signal from a transmission / reception circuit to transmit ultrasonic waves. An ultrasonic transmission / reception method in which a received echo signal is received by the transmission / reception circuit, wherein a harmonic component is removed by a filter between the ultrasonic transducer and the transmission / reception circuit, and the drive signal is transmitted by the ultrasonic transducer. And transmitting the echo signal to the transmission / reception circuit with a gain smaller than 1 by a signal transmission circuit that bypasses the filter.

【０００７】（２）上記の課題を解決する第２の発明
は、超音波トランスデューサに送受信回路から単極性の
駆動信号を与えて超音波を送波させ、前記超音波トラン
スデューサが受波したエコー信号を前記送受信回路で受
信する超音波送受信装置であって、前記超音波トランス
デューサと前記送受信回路の間に介在し、高調波成分を
除去して前記駆動信号を前記超音波トランスデューサに
与えるフィルタと、前記超音波トランスデューサと前記
送受信回路の間に介在し、前記フィルタを迂回して前記
エコー信号を１より小さいゲインで前記送受信回路に伝
達する信号伝達回路とを具備することを特徴とする超音
波送受信装置である。(2) A second aspect of the present invention to solve the above-mentioned problem is that an ultrasonic transducer is provided with a unipolar drive signal from a transmission / reception circuit to transmit an ultrasonic wave, and an echo signal received by the ultrasonic transducer is received. An ultrasonic transmitting and receiving apparatus that receives the transmitting and receiving circuit in the transmitting and receiving circuit, a filter that is interposed between the ultrasonic transducer and the transmitting and receiving circuit, removes a harmonic component, and provides the driving signal to the ultrasonic transducer, An ultrasonic transmission / reception device interposed between an ultrasonic transducer and the transmission / reception circuit, wherein the signal transmission circuit bypasses the filter and transmits the echo signal to the transmission / reception circuit with a gain smaller than 1. It is.

【０００８】（３）上記の課題を解決する第３の発明
は、超音波トランスデューサに送受信回路から単極性の
駆動信号を与えて超音波を送波させ、前記超音波トラン
スデューサが受波したエコー信号を前記送受信回路で受
信し、エコー信号に基づいて画像を生成する超音波撮像
装置であって、前記超音波トランスデューサと前記送受
信回路の間に介在し、高調波成分を除去して前記駆動信
号を前記超音波トランスデューサに与えるフィルタと、
前記超音波トランスデューサと前記送受信回路の間に介
在し、前記フィルタを迂回して前記エコー信号を１より
小さいゲインで前記送受信回路に伝達する信号伝達回路
と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置であ
る。(3) According to a third aspect of the present invention, an ultrasonic transducer is provided with a unipolar drive signal from a transmission / reception circuit to transmit an ultrasonic wave, and an echo signal received by the ultrasonic transducer is provided. Is received by the transmitting and receiving circuit, an ultrasonic imaging apparatus that generates an image based on an echo signal, intervening between the ultrasonic transducer and the transmitting and receiving circuit, removing the harmonic components and the drive signal A filter applied to the ultrasonic transducer,
A signal transmission circuit interposed between the ultrasonic transducer and the transmission / reception circuit, the signal transmission circuit bypassing the filter and transmitting the echo signal to the transmission / reception circuit with a gain smaller than 1. An imaging device.

【０００９】第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つ
において、前記フィルタはＬＣフィルタであることが適
切な高調波除去特性を得る点で好ましい。また、第１の
発明乃至第３の発明のいずれか１つにおいて、前記信号
伝達回路はエミッタに順方向のダイオードを直列に接続
したベース接地トランジスタ回路であることが、回路を
簡素化する点で好ましい。In any one of the first to third aspects of the present invention, it is preferable that the filter is an LC filter from the viewpoint of obtaining an appropriate harmonic elimination characteristic. Further, in any one of the first to third inventions, the signal transmission circuit is a common-base transistor circuit in which a forward diode is connected in series to the emitter, thereby simplifying the circuit. preferable.

【００１０】また、第１の発明または第３の発明におい
て、前記フィルタおよび前記信号伝達回路は、前記送受
信回路と前記超音波トランスデューサとの間の取外し可
能な中継ユニットであることが、必要に応じて利用する
点で好ましい。In the first invention or the third invention, the filter and the signal transmission circuit may be a detachable relay unit between the transmission / reception circuit and the ultrasonic transducer, if necessary. It is preferable in terms of utilization.

【００１１】（作用）本発明では、フィルタにより、送
受信回路の駆動信号から高調波成分を除去して超音波ト
ランスデューサに与え、超音波トランスデューサが受波
したエコー信号はフィルタを迂回する信号伝達回路によ
り送受信回路に伝える。(Operation) In the present invention, the filter removes the harmonic component from the drive signal of the transmission / reception circuit and supplies it to the ultrasonic transducer. The echo signal received by the ultrasonic transducer is transmitted by the signal transmission circuit bypassing the filter. Notify the transmitting / receiving circuit.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に、超音波撮像装置の
ブロック(block) 図を示す。本装置は本発明の超音波撮
像装置の実施の形態の一例である。本装置の構成によっ
て、本発明の装置についての実施の形態の一例が示され
る。本装置の動作によって、本発明の方法についての実
施の形態の一例が示される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of the ultrasonic imaging apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the ultrasonic imaging apparatus of the present invention. An example of an embodiment of the device of the present invention is shown by the configuration of the present device. An example of an embodiment of the method of the present invention is shown by the operation of the present apparatus.

【００１３】本装置の構成を説明する。図１に示すよう
に、本装置は、超音波プローブ(probe) ２を有する。超
音波プローブ２は、図示しない超音波トランスデューサ
アレイ(transducer array)を有する。超音波プローブ２
は、図示しない操作者により被検体４に当接されて使用
される。被検体４には、予めマイクロバルーン造影剤４
０が注入されている。The configuration of the present apparatus will be described. As shown in FIG. 1, the present apparatus has an ultrasonic probe (probe) 2. The ultrasonic probe 2 has an ultrasonic transducer array (not shown). Ultrasonic probe 2
Is used in contact with the subject 4 by an operator (not shown). The subject 4 is provided with a microballoon contrast agent 4 in advance.
0 has been injected.

【００１４】超音波プローブ２は中継部６を介して送受
信部８に接続されている。超音波プローブ２、中継部６
および送受信部８からなる部分は、本発明の超音波送受
信装置の実施の形態の一例である。中継部６の詳細につ
ては、後にあらためて説明する。送受信部８は、中継部
６を介して超音波プローブ２に駆動信号を与えて、被検
体４内に超音波を送波させるようになっている。送受信
部８は、また、超音波プローブ２が受波した被検体４か
らのエコーを中継部６を介して受信するようになってい
る。The ultrasonic probe 2 is connected to a transmitting / receiving unit 8 via a relay unit 6. Ultrasonic probe 2, relay section 6
The portion including the transmitting / receiving section 8 is an example of an embodiment of the ultrasonic transmitting / receiving apparatus of the present invention. The details of the relay section 6 will be described later. The transmission / reception unit 8 supplies a drive signal to the ultrasonic probe 2 via the relay unit 6 to transmit an ultrasonic wave into the subject 4. The transmitting / receiving unit 8 receives the echo from the subject 4 received by the ultrasonic probe 2 via the relay unit 6.

【００１５】送受信部８のブロック図を図２に示す。同
図において、送波タイミング(timing)発生回路８０２
は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビーム
フォーマ(beamformer)８０４に入力するようになってい
る。FIG. 2 shows a block diagram of the transmission / reception section 8. As shown in FIG. In the figure, a transmission timing (timing) generation circuit 802
Is configured to periodically generate a transmission timing signal and input the transmission timing signal to a transmission beamformer (beamformer) 804.

【００１６】送波ビームフォーマ８０４は、送波タイミ
ング信号に基づいて、送波ビームフォーミング(beamfor
ming) 信号、すなわち、超音波トランスデューサアレイ
中の送波アパーチャ(aperture)を構成する複数の超音波
トランスデューサを時間差をもって駆動する複数の駆動
信号を発生し、送受切換回路８０６に入力するようにな
っている。The transmission beamformer 804 performs transmission beamforming based on the transmission timing signal.
ming) signal, that is, a plurality of driving signals for driving a plurality of ultrasonic transducers constituting a transmitting aperture in the ultrasonic transducer array with a time difference, and inputting them to the transmission / reception switching circuit 806. I have.

【００１７】送受切換回路８０６は、複数の駆動信号を
中継部６を介して超音波トランスデューサアレイに入力
するようになっている。アレイ中の送波アパーチャ(ape
rture)を構成する複数の超音波トランスデューサは、複
数の駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ複数の超
音波をぞれぞれ発生する。それら超音波の波面合成によ
り超音波ビームが形成される。The transmission / reception switching circuit 806 is configured to input a plurality of drive signals to the ultrasonic transducer array via the relay section 6. The transmit aperture in the array (ape
Each of the plurality of ultrasonic transducers constituting the rture) generates a plurality of ultrasonic waves having a phase difference corresponding to a time difference between the plurality of drive signals. An ultrasonic beam is formed by wavefront synthesis of those ultrasonic waves.

【００１８】超音波ビームの送波は、送波タイミング発
生回路８０２が発生する送波タイミング信号により、所
定の時間間隔で繰り返し行われる。超音波ビームの方位
は送波ビームフォーマ８０４によって順次変更される。
それによって、被検体４の内部が、超音波ビームが形成
する音線によって走査される。すなわち被検体４の内部
が音線順次で走査される。The transmission of the ultrasonic beam is repeatedly performed at predetermined time intervals by a transmission timing signal generated by a transmission timing generation circuit 802. The direction of the ultrasonic beam is sequentially changed by the transmission beam former 804.
Thereby, the inside of the subject 4 is scanned by the sound ray formed by the ultrasonic beam. That is, the inside of the subject 4 is scanned in a sound ray sequence.

【００１９】送受切換回路８０６には、超音波トランス
デューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエ
コー信号が中継部６を介して入力される。送受切換回路
８０６は、それら複数のエコー信号を受波ビームフォー
マ８１０に入力するようになっている。受波ビームフォ
ーマ８１０は、複数の受波エコーに時間差を付与して位
相を調整し次いでそれら加算して、音線に沿ったエコー
受信信号の形成、すなわち、受波のビームフォーミング
を行なうようになっている。受波ビームフォーマ８１０
により、受波の音線も送波に合わせて走査される。以上
の、送波タイミング発生回路８０２乃至受波ビームフォ
ーマ８１０は、後述の制御部１８によって制御されるよ
うになっている。A plurality of echo signals received by the reception aperture in the ultrasonic transducer array are input to the transmission / reception switching circuit 806 via the relay unit 6. The transmission / reception switching circuit 806 inputs the plurality of echo signals to the reception beam former 810. The reception beamformer 810 applies a time difference to the plurality of reception echoes to adjust the phases, and then adds them to form an echo reception signal along the sound ray, that is, to perform beamforming of the reception wave. Has become. Receive beamformer 810
Thus, the sound ray of the received wave is also scanned in accordance with the transmitted wave. The transmission timing generation circuit 802 to the reception beam former 810 are controlled by the control unit 18 described later.

【００２０】このような構成の送受信部８は、例えば図
３に示すような走査を行なう。すなわち、放射点２００
からｚ方向に延びる超音波ビーム（音線）２０２が扇状
の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタ
スキャン(sector scan) を行なう。The transmitting / receiving section 8 having such a configuration performs, for example, scanning as shown in FIG. That is, the radiation point 200
An ultrasonic beam (sound ray) 202 extending in the z-direction scans a fan-shaped two-dimensional area 206 in the θ-direction to perform a so-called sector scan.

【００２１】送波および受波のアパーチャを超音波トラ
ンスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、こ
のアパーチャをアレイに沿って順次移動させることによ
り、例えば図４に示すような走査を行なうことができ
る。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２
０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させること
により、矩形状の２次元領域２０６がｘ方向に走査さ
れ、いわゆるリニアスキャン(linear scan) が行なわれ
る。When the transmitting and receiving apertures are formed by using a part of the ultrasonic transducer array, the apertures are sequentially moved along the array to perform scanning as shown in FIG. 4, for example. Can be. That is, the sound ray 2 emitted from the radiation point 200 in the z direction
02 is translated along the linear trajectory 204, so that the rectangular two-dimensional area 206 is scanned in the x direction, so-called linear scan is performed.

【００２２】なお、超音波トランスデューサアレイが、
超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたい
わゆるコンベックスアレイ(convex array)である場合
は、リニアスキャンと同様な音線操作により、例えば図
５に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の
軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０
６をθ方向に走査して、いわゆるコンベクススキャンが
行なえるのは言うまでもない。The ultrasonic transducer array is
In the case of a so-called convex array formed along an arc extending in the ultrasonic wave transmission direction, for example, as shown in FIG. The point 200 is moved along the arc-shaped trajectory 204, and the fan-shaped two-dimensional area 20 is moved.
It is needless to say that so-called convex scanning can be performed by scanning 6 in the θ direction.

【００２３】送受信部８はＢモード(mode)処理部１０に
接続され、各音線毎のエコー受信信号をＢモード処理部
１０に入力するようになっている。Ｂモード処理部１０
はＢモード画像データ(data)を形成するものである。Ｂ
モード処理部１０は、例えば図６に示すように基本波処
理部１１０および高調波処理部１３０を備えている。基
本波処理部１１０および高調波処理部１３０には、受波
ビームフォーマ８１０の出力信号が共通に入力される。The transmission / reception unit 8 is connected to a B mode (mode) processing unit 10 and inputs an echo reception signal for each sound ray to the B mode processing unit 10. B-mode processing unit 10
Is for forming B-mode image data (data). B
The mode processing unit 10 includes a fundamental wave processing unit 110 and a harmonic processing unit 130, for example, as shown in FIG. The output signal of the receiving beamformer 810 is commonly input to the fundamental wave processing unit 110 and the harmonic processing unit 130.

【００２４】基本波処理部１１０は、基本波エコーすな
わち送波超音波の中心周波数と同じ周波数を持つエコー
受信信号を通過させる図示しないフィルタ(filter)を有
する。高調波処理部１３０は基本周波数の２次の高調波
（第２高調波）に相当する周波数を持つエコー受信信号
を通過させる図示しないフィルタを有する。なお、この
フィルタは、２次の高調波に限らず、３次またはそれ以
上の高次の高調波に適合したものであって良い。The fundamental wave processing unit 110 has a filter (not shown) for passing a fundamental wave echo, that is, an echo reception signal having the same frequency as the center frequency of the transmitted ultrasonic wave. The harmonic processing unit 130 has a filter (not shown) that passes an echo reception signal having a frequency corresponding to the second harmonic (second harmonic) of the fundamental frequency. This filter is not limited to the second harmonic, and may be a filter adapted to a third or higher harmonic.

【００２５】基本波処理部１１０は、入力信号につき、
基本波エコーを対数増幅および包絡線検波することによ
り、音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号
すなわちＡスコープ(scope) 信号を得て、このＡスコー
プ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモー
ド画像データを形成するようになっている。すなわち基
本波処理部１１０は基本波エコーに基づくＢモード画像
データを生成する。The fundamental wave processing unit 110 performs
By performing logarithmic amplification and envelope detection of the fundamental wave echo, a signal representing the intensity of the echo at each reflection point on the sound ray, that is, an A scope signal is obtained, and the instantaneous amplitude of the A scope signal is obtained. B-mode image data is formed as each luminance value. That is, the fundamental wave processing unit 110 generates B-mode image data based on the fundamental wave echo.

【００２６】高調波処理部１３０は、入力信号につき、
第２高調波エコーを対数増幅および包絡線検波すること
により、音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す
信号すなわちＡスコープ信号を得て、このＡスコープ信
号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモード画
像データを形成するようになっている。すなわち高調波
処理部１３０は、第２高調波エコーに基づくＢモード画
像データをそれぞれ生成する。The harmonic processing unit 130 converts the input signal
By performing logarithmic amplification and envelope detection of the second harmonic echo, a signal representing the intensity of the echo at each reflection point on the sound ray, that is, an A scope signal is obtained, and the amplitude of each instant of the A scope signal is determined. B-mode image data is formed as the luminance value. That is, the harmonic processing unit 130 generates B-mode image data based on the second harmonic echo.

【００２７】Ｂモード処理部１０は画像処理部１４に接
続されている。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０
から入力される２種類のＢモード画像データに基づいて
複数のＢモード画像をそれぞれ生成するものである。The B mode processing unit 10 is connected to the image processing unit 14. The image processing unit 14 includes the B-mode processing unit 10
A plurality of B-mode images are respectively generated based on two types of B-mode image data input from.

【００２８】画像処理部１４は、図７に示すように、バ
ス(bus) １４０によって接続された音線データメモリ(d
ata memory) １４２、ディジタル・スキャンコンバータ
(digital scan converter)１４４、画像メモリ１４６お
よび画像処理プロセッサ(processor) １４８を備えてい
る。As shown in FIG. 7, the image processing unit 14 includes a sound ray data memory (d) connected by a bus 140.
ata memory) 142, digital scan converter
(digital scan converter) 144, an image memory 146 and an image processor 148.

【００２９】Ｂモード処理部１０から音線毎に入力され
た基本波エコーおよび第２高調波エコーによるＢモード
画像データは、音線データメモリ１４２にそれぞれ記憶
される。音線データメモリ１４２内にはそれぞれの音線
データ空間が形成される。The B-mode image data based on the fundamental echo and the second harmonic echo input from the B-mode processing unit 10 for each sound ray is stored in the sound ray data memory 142, respectively. Each sound ray data space is formed in the sound ray data memory 142.

【００３０】ディジタル・スキャンコンバータ１４４
は、走査変換により音線データ空間のデータを物理空間
のデータに変換するものである。ディジタル・スキャン
コンバータ１４４によって変換された画像データは、画
像メモリ１４６に記憶される。すなわち、画像メモリ１
４６は物理空間の画像データを記憶する。画像処理プロ
セッサ１４８は、音線データメモリ１４２および画像メ
モリ１４６のデータについてそれぞれ所定のデータ処理
を施す。Digital Scan Converter 144
Is for converting data in a sound ray data space into data in a physical space by scan conversion. The image data converted by the digital scan converter 144 is stored in the image memory 146. That is, the image memory 1
Reference numeral 46 stores image data of the physical space. The image processor 148 performs predetermined data processing on the data in the sound ray data memory 142 and the image memory 146, respectively.

【００３１】画像処理部１４には表示部１６が接続され
ている。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が
与えられ、それに基づいて画像を表示するようになって
いる。表示部１６は、例えばカラー（color)画像が表示
可能なグラフィックディスプレー等によって構成され
る。A display unit 16 is connected to the image processing unit 14. The display unit 16 is provided with an image signal from the image processing unit 14 and displays an image based on the image signal. The display unit 16 is configured by, for example, a graphic display capable of displaying a color image.

【００３２】以上の送受信部８、Ｂモード処理部１０、
画像処理部１４および表示部１６は制御部１８に接続さ
れている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与え
てその動作を制御するようになっている。また、制御部
１８には、被制御の各部から各種の報知信号が入力され
るようになっている。制御部１８による制御の下で、超
音波撮像が遂行される。The transmission / reception section 8, the B-mode processing section 10,
The image processing unit 14 and the display unit 16 are connected to the control unit 18. The control unit 18 supplies a control signal to each unit to control its operation. Further, the control unit 18 is configured to receive various notification signals from the controlled units. Ultrasonic imaging is performed under the control of the control unit 18.

【００３３】制御部１８には操作部２０が接続されてい
る。操作部２０は操作者によって操作され、制御部１８
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部２０は、例えばキーボード(keyboard)やその他の操作
具を備えた操作パネル(panel) で構成される。An operation unit 20 is connected to the control unit 18. The operation unit 20 is operated by the operator, and the control unit 18
A desired command or information is input to the device. The operation unit 20 includes, for example, an operation panel provided with a keyboard and other operation tools.

【００３４】図８に、中継部６の一例の構成を、超音波
トランスデューサアレイの１チャンネル(channel) 分に
つき、超音波トランスデューサとともに示す。同図にお
いて、超音波トランスデューサ３０が、超音波トランス
デューサアレイにおける１チャンネル分の超音波トラン
スデューサである。超音波トランスデューサ３０には抵
抗３２が並列に接続され、超音波トランスデューサ３０
と抵抗３２の並列回路にキャパシタ(capacitor) ３４の
一端が接続されている。FIG. 8 shows an example of the structure of the relay section 6 together with the ultrasonic transducer for one channel of the ultrasonic transducer array. In the figure, an ultrasonic transducer 30 is an ultrasonic transducer for one channel in an ultrasonic transducer array. A resistor 32 is connected to the ultrasonic transducer 30 in parallel.
One end of a capacitor 34 is connected to a parallel circuit of the resistor 32 and the resistor 32.

【００３５】キャパシタ３４の他端は、コネクタ５００
の接点を通じてダイオード(diode)６０２のカソード(ca
thode) が接続されている。ダイオード６０２のアノー
ド(anode) にはトランジスタ(transistor)６０４のエミ
ッタ(emitter) が接続されている。トランジスタ６４の
ベース(base)はコモン(common)に接続されている。トラ
ンジスタ６０４のコレクタ(collecter) は、抵抗６０６
およびコネクタ９００の接点を介して、図示しない正の
直流電圧＋ＶＣＣの供給源に接続されている。直流電圧
ＶＣＣの値は例えば＋５Ｖである。The other end of the capacitor 34 is connected to a connector 500
Through the contact of the cathode of the diode 602 (ca
thode) is connected. The anode of the diode 602 is connected to the emitter of a transistor 604. The base of the transistor 64 is connected to common. The collector of transistor 604 is connected to resistor 606
And a contact point of the connector 900 to a supply source of a positive DC voltage + VCC (not shown). The value of the DC voltage VCC is, for example, + 5V.

【００３６】トランジスタ６０４のコレクタは、また、
キャパシタ６０８を介して、信号線６１０に接続されて
いる。信号線６１０はコネクタ９００の接点を通じて送
受信部８に接続されている。The collector of transistor 604 also
The capacitor 608 is connected to the signal line 610. The signal line 610 is connected to the transmitting / receiving unit 8 through the contact of the connector 900.

【００３７】信号線６１０には、また、キャパシタ６１
２の一端が接続されている。キャパシタ６１２の他端に
はインダクタ(inductor)６１４〜６２０の直列回路の一
端が接続されている。インダクタ６１４と６１６との接
続点、インダクタ６１６と６１８との接続点、および、
インダクタ６１８と６２０との接続点とコモンの間に
は、キャパシタ６２２、６２４および６２６がそれぞれ
接続されている。このようなインダクタ６１４〜６２０
およびキャパシタ６２２〜６２６はＬＣフィルタを構成
する。The signal line 610 also includes a capacitor 61
2 are connected at one end. The other end of the capacitor 612 is connected to one end of a series circuit of inductors 614 to 620. A connection point between the inductors 614 and 616, a connection point between the inductors 616 and 618, and
Capacitors 622, 624, and 626 are connected between the connection point of inductors 618 and 620 and the common, respectively. Such inductors 614-620
And capacitors 622 to 626 constitute an LC filter.

【００３８】インダクタ６１４〜６２０の直列回路の他
端は、キャパシタ３４とダイオード６０２との接続点に
接続されている。キャパシタ３４とダイオード６０２と
の接続点は、また、抵抗６２８およびコネクタ９００の
接点を通じて、図示しない負の直流電圧−ＶＥＥの供給
源に接続されている。直流電圧−ＶＥＥの値は例えば−
５Ｖである。The other end of the series circuit of the inductors 614 to 620 is connected to a connection point between the capacitor 34 and the diode 602. The connection point between the capacitor 34 and the diode 602 is connected to a negative DC voltage -VEE supply source (not shown) through a resistor 628 and a contact point of the connector 900. The value of the DC voltage -VEE is-
5V.

【００３９】ここで、ダイオード６０２、トランジスタ
６０４およびキャパシタ６０８からなる回路は、後述す
るように、エコー受信信号を送受信部８に伝達する信号
伝達回路６３０を構成する。信号伝達回路６３０は、本
発明における信号伝達回路の実施の形態の一例である。
インダクタ６１４〜６２０およびキャパシタ６１６〜６
２０からなるＬＣフィルタは、後述するように、駆動信
号の高調波成分を阻止する低域フィルタ６４０を構成す
る。低域フィルタ６４０は、本発明におけるフィルタの
実施の形態の一例である。Here, a circuit including the diode 602, the transistor 604, and the capacitor 608 constitutes a signal transmission circuit 630 for transmitting an echo reception signal to the transmission / reception section 8, as described later. The signal transmission circuit 630 is an example of an embodiment of the signal transmission circuit of the present invention.
Inductors 614-620 and capacitors 616-6
The LC filter composed of 20 constitutes a low-pass filter 640 that blocks harmonic components of the drive signal, as described later. The low-pass filter 640 is an example of an embodiment of the filter according to the present invention.

【００４０】超音波の送波時には、信号線６１０を通じ
て、単極性の方形波駆動パルスが所定数到来する。単極
性の駆動パルスは、振幅が例えば＋１００Ｖ、周波数が
例えば１．５ＭＨｚである。駆動パルスは、低域フィル
タ６４０およびキャパシタ３４を通じて超音波トランス
デューサ３０に印加される。At the time of transmitting an ultrasonic wave, a predetermined number of unipolar square wave drive pulses arrive via a signal line 610. The unipolar drive pulse has an amplitude of, for example, +100 V and a frequency of, for example, 1.5 MHz. The drive pulse is applied to the ultrasonic transducer 30 through the low-pass filter 640 and the capacitor 34.

【００４１】超音波トランスデューサ３０に印加される
駆動信号は、低域フィルタ６４０を通過することにより
高調波成分が除去され基本波成分のみとなるので、その
ような信号で駆動された超音波トランスデューサ３０
は、基本波成分のみからなる超音波を送波する。The driving signal applied to the ultrasonic transducer 30 passes through the low-pass filter 640 so that harmonic components are removed and becomes only the fundamental wave component. Therefore, the ultrasonic transducer 30 driven by such a signal is driven.
Transmits an ultrasonic wave consisting of only a fundamental wave component.

【００４２】このとき、信号伝達回路６３０側では、正
の高電圧である駆動信号がダイオード６０２のアノード
に加わることにより、ダイオード６０２が逆バイアス(b
ias)される。このため、トランジスタ６０４のベース・
エミッタ間には電流が流れず、トランジスタ６０４は不
導通となるので、駆動信号が信号伝達回路６３０を通る
ことはない。At this time, on the signal transmission circuit 630 side, a positive high voltage drive signal is applied to the anode of the diode 602, so that the diode 602 is reverse biased (b
ias). Therefore, the base of the transistor 604
Since no current flows between the emitters and the transistor 604 is turned off, the drive signal does not pass through the signal transmission circuit 630.

【００４３】エコーの受波時には、ダイオード６０２が
負の直流電圧−ＶＥＥによって順バイアスされることに
より、トランジスタ６０４のベース・エミッタ間に電流
が流れ、トランジスタ６０４は導通状態にある。そし
て、トランジスタ６０４のベース・エミッタ間電流は、
キャパシタ３４を通じて与えられる超音波トランスデュ
ーサ３０のエコー受波信号によって変調され、それによ
ってコレクタ電流が変化し、抵抗６０６の効果によりコ
レクタ電圧が変化する。コレクタ電圧の変化がキャパシ
タ６０８を通じて信号線の内部導体に出力され、送受信
部８で受信される。When the echo is received, the diode 602 is forward-biased by the negative DC voltage -VEE, so that a current flows between the base and the emitter of the transistor 604, and the transistor 604 is in a conductive state. Then, the base-emitter current of the transistor 604 is
Modulated by the echo received signal of the ultrasonic transducer 30 provided through the capacitor 34, whereby the collector current changes, and the collector voltage changes due to the effect of the resistor 606. The change in the collector voltage is output to the inner conductor of the signal line through the capacitor 608 and received by the transmission / reception unit 8.

【００４４】トランジスタ６０４の出力信号は低域フィ
ルタ６４０を通じてダイオード６０２のアノードにフィ
ードバック(feedback)されるが、トランジスタ６０４が
ベース接地回路となっていることにより増幅のゲインが
１よりも小さいので、発振することはなく安定に動作す
る。The output signal of the transistor 604 is fed back to the anode of the diode 602 through the low-pass filter 640. However, since the transistor 604 has a grounded base circuit, the gain of amplification is smaller than 1, and the oscillation It works stably without doing anything.

【００４５】このような回路が、超音波トランスデュー
サアレイの全チャンネルについて設けられる。その場
合、全チャンネル分の信号伝達回路６３０およびフィル
タ６４０を備えたユニットを、例えば図９に模式的に示
すように、コネクタ接続可能な中継ユニット(unit)７０
０として構成し、この中継ユニット７００を、超音波プ
ローブ２のコネクタ５００と超音波撮像装置本体側のコ
ネクタ９００との間の中間接続部材とするようにしても
良い。これによって、送波超音波に高調波を含む一般的
な超音波撮像装置に対しても、簡便に高調波除去手段を
付加することができる。Such a circuit is provided for all channels of the ultrasonic transducer array. In this case, a unit including the signal transmission circuit 630 and the filter 640 for all channels is connected to a relay unit (unit) 70 that can be connected to a connector, for example, as schematically shown in FIG.
0, the relay unit 700 may be an intermediate connecting member between the connector 500 of the ultrasonic probe 2 and the connector 900 on the ultrasonic imaging apparatus main body side. This makes it possible to easily add a harmonic removing unit to a general ultrasonic imaging apparatus that includes harmonics in transmitted ultrasonic waves.

【００４６】本装置の動作を説明する。操作者は、超音
波プローブ２を被検体４の所望の個所に当接し、操作部
２０を操作して撮像を行う。撮像は、制御部１８による
制御の下で遂行される。The operation of the present apparatus will be described. The operator touches the ultrasonic probe 2 to a desired portion of the subject 4 and operates the operation unit 20 to perform imaging. The imaging is performed under the control of the control unit 18.

【００４７】撮像は、音線順次で例えば図３に示したよ
うなセクタスキャンを行ない、各音線ごとに撮像用の超
音波ビームを送波し、そのエコーを受信し、エコー受信
信号に基づいてＢモード画像を生成する。勿論、図４お
よび図５に示したリニアスキャンおよびコンベックスス
キャンを行なうようにしても良い。For imaging, a sector scan as shown in FIG. 3, for example, is performed in the order of sound rays, an ultrasonic beam for imaging is transmitted for each sound ray, its echo is received, and the echo is received. To generate a B-mode image. Of course, the linear scan and the convex scan shown in FIGS. 4 and 5 may be performed.

【００４８】各音線のエコー受信信号に基づき、Ｂモー
ド処理部１０でＢモード画像データが形成される。Ｂモ
ード画像データは、基本波エコーに基づくものと第２高
調波エコーに基づくものとがそれぞれ形成され、画像処
理部１４の音線データメモリ１４２に記憶される。The B-mode image data is formed by the B-mode processing unit 10 based on the echo reception signal of each sound ray. The B-mode image data is formed based on the fundamental echo and the second harmonic echo, respectively, and is stored in the sound ray data memory 142 of the image processing unit 14.

【００４９】画像処理プロセッサ１４８は、音線データ
メモリ１４２の複数系統のＢモード画像データを、ディ
ジタル・スキャンコンバータ１４４で走査変換してそれ
ぞれ画像メモリ１４６に書き込む。The image processor 148 scan-converts a plurality of B-mode image data in the sound ray data memory 142 with the digital scan converter 144 and writes the data into the image memory 146.

【００５０】操作者は、操作部２０を操作して、これら
のＢモード画像を表示部１６に表示させる。すなわち、
例えば図１０に示すように、組織の断層像１６０と第２
高調波エコー像１６２との合成画像を表示させる。送波
超音波に高調波が含まれないので、第２高調波エコー像
１６２はマイクロバルーンの像のみを示すものとなり
り、正しい造影撮像を行なうことができる。The operator operates the operation unit 20 to display these B-mode images on the display unit 16. That is,
For example, as shown in FIG.
A composite image with the harmonic echo image 162 is displayed. Since the transmitted ultrasonic wave does not include harmonics, the second harmonic echo image 162 shows only the image of the microballoon, and correct contrast imaging can be performed.

【００５１】以上は、高調波エコーを利用して造影撮像
を行なう例であるが、それに限るものではなく、非線形
効果に基づくパラメトリックイメージングを行なうよう
にしても良いのは勿論である。The above is an example of performing contrast imaging using harmonic echoes. However, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that parametric imaging based on non-linear effects may be performed.

【００５２】また、Ｂモード画像を撮像する例について
説明したが、超音波撮像はそれに限るものではなく、エ
コーのドップラシフト(Doppler shift) を利用して動態
画像を撮像するようにしても良いのはいうまでもない。Although the example of capturing a B-mode image has been described, ultrasonic imaging is not limited to this, and a dynamic image may be captured using Doppler shift of an echo. Needless to say.

【００５３】[0053]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、送波超音波から高調波成分を取り除く簡便な技法
を備えた超音波送受信方法および装置並びに超音波撮像
装置を実現することができる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic transmission / reception method and apparatus and an ultrasonic imaging apparatus having a simple technique for removing harmonic components from transmitted ultrasonic waves. Can be.

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

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram of a device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における送受
信部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a transmission / reception unit in the device according to an embodiment of the present invention;

【図３】本発明の実施の形態の一例の装置による音線走
査の概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of sound ray scanning performed by the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図４】本発明の実施の形態の一例の装置による音線走
査の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of sound ray scanning performed by the apparatus according to an embodiment of the present invention;

【図５】本発明の実施の形態の一例の装置による音線走
査の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of sound ray scanning performed by the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図６】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＢモ
ード処理部のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a B-mode processing unit in the device according to an example of the embodiment of the present invention.

【図７】本発明の実施の形態の一例の装置における画像
処理部のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of an image processing unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図８】本発明の実施の形態の一例の装置における中継
部の一例の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating an example of a relay unit in the device according to an example of the embodiment of the present invention;

【図９】本発明の実施の形態の一例の装置における中継
部の使用状態を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a use state of a relay unit in the device according to the embodiment of the present invention;

【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置における表
示画像の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a display image in the device according to an example of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ 超音波プローブ ４ 被検体 ４０ マイクロバルーン造影剤 ６ 中継部 ８ 送受信部 １０ Ｂモード処理部 １４ 画像処理部 １６ 表示部 １８ 制御部 ２０ 操作部 ８０２ 送波タイミング発生回路 ８０４ 送波ビームフォーマ ８０６ 送受切換回路 ８１０ 受波ビームフォーマ １１０ 基本波処理部 １３０ 高調波処理部 ６３０ 信号伝達回路 ６４０ フィルタ ７００ 中継ユニット 2 Ultrasonic probe 4 Subject 40 Micro balloon contrast agent 6 Relay unit 8 Transmitter / receiver unit 10 B-mode processing unit 14 Image processing unit 16 Display unit 18 Control unit 20 Operation unit 802 Transmission timing generation circuit 804 Transmission beamformer 806 Transmission / reception switching Circuit 810 Receive beamformer 110 Fundamental wave processing unit 130 Harmonic processing unit 630 Signal transmission circuit 640 Filter 700 Relay unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 超音波トランスデューサに送受信回路か
ら単極性の駆動信号を与えて超音波を送波させ、前記超
音波トランスデューサが受波したエコー信号を前記送受
信回路で受信する超音波送受信方法であって、 前記超音波トランスデューサと前記送受信回路の間で、
フィルタにより高調波成分を除去して前記駆動信号を前
記超音波トランスデューサに与え、前記フィルタを迂回
する信号伝達回路により前記エコー信号を１より小さい
ゲインで前記送受信回路に伝達する、ことを特徴とする
超音波送受信方法。An ultrasonic transmission / reception method in which a unipolar drive signal is applied to an ultrasonic transducer from a transmission / reception circuit to transmit ultrasonic waves, and an echo signal received by the ultrasonic transducer is received by the transmission / reception circuit. Between the ultrasonic transducer and the transmitting and receiving circuit,
The drive signal is supplied to the ultrasonic transducer by removing a harmonic component by a filter, and the echo signal is transmitted to the transmission / reception circuit with a gain smaller than 1 by a signal transmission circuit bypassing the filter. Ultrasonic transmission and reception method. 【請求項２】 超音波トランスデューサに送受信回路か
ら単極性の駆動信号を与えて超音波を送波させ、前記超
音波トランスデューサが受波したエコー信号を前記送受
信回路で受信する超音波送受信装置であって、 前記超音波トランスデューサと前記送受信回路の間に介
在し、高調波成分を除去して前記駆動信号を前記超音波
トランスデューサに与えるフィルタと、 前記超音波トランスデューサと前記送受信回路の間に介
在し、前記フィルタを迂回して前記エコー信号を１より
小さいゲインで前記送受信回路に伝達する信号伝達回路
と、を具備することを特徴とする超音波送受信装置。2. An ultrasonic transmitting and receiving apparatus, wherein an ultrasonic transducer is supplied with a driving signal of a single polarity from a transmitting and receiving circuit to transmit an ultrasonic wave, and an echo signal received by the ultrasonic transducer is received by the transmitting and receiving circuit. Interposed between the ultrasonic transducer and the transmitting and receiving circuit, a filter for removing the harmonic component and providing the drive signal to the ultrasonic transducer, interposed between the ultrasonic transducer and the transmitting and receiving circuit, A signal transmission circuit that transmits the echo signal to the transmission / reception circuit with a gain smaller than 1 by bypassing the filter. 【請求項３】 超音波トランスデューサに送受信回路か
ら単極性の駆動信号を与えて超音波を送波させ、前記超
音波トランスデューサが受波したエコー信号を前記送受
信回路で受信し、エコー信号に基づいて画像を生成する
超音波撮像装置であって、 前記超音波トランスデューサと前記送受信回路の間に介
在し、高調波成分を除去して前記駆動信号を前記超音波
トランスデューサに与えるフィルタと、 前記超音波トランスデューサと前記送受信回路の間に介
在し、前記フィルタを迂回して前記エコー信号を１より
小さいゲインで前記送受信回路に伝達する信号伝達回路
と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。3. An ultrasonic transducer is provided with a unipolar drive signal from a transmission / reception circuit to transmit an ultrasonic wave, an echo signal received by the ultrasonic transducer is received by the transmission / reception circuit, and based on the echo signal. An ultrasonic imaging apparatus that generates an image, a filter that is interposed between the ultrasonic transducer and the transmission / reception circuit, removes a harmonic component, and applies the drive signal to the ultrasonic transducer, and the ultrasonic transducer And a signal transmission circuit interposed between the transmission / reception circuit and bypassing the filter and transmitting the echo signal to the transmission / reception circuit with a gain smaller than 1.