JP2000217825A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2000217825A
JP2000217825A JP11020818A JP2081899A JP2000217825A JP 2000217825 A JP2000217825 A JP 2000217825A JP 11020818 A JP11020818 A JP 11020818A JP 2081899 A JP2081899 A JP 2081899A JP 2000217825 A JP2000217825 A JP 2000217825A
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JP
Japan
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frequency
filter
ultrasonic
signal
digital iir
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Pending
Application number
JP11020818A
Other languages
English (en)
Inventor
Masato Ando
昌人 安藤
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズのないBモード画像を得る。 【解決手段】 検波された受信超音波信号を、同一構成
の2段のデジタルIIRフィルタに通す。各デジタルI
IRフィルタは、加算器51〜53、61〜63、掛算
器54、55、64、65、レジスタ56、66、カウ
ンタ57、67からなり、フィードバック係数をカウン
タ57、67の出力値とし、このカウンタ57、67に
クロック信号CLK(a)、CLK(b)を入力して超
音波発射のタイミングからカウントアップさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波を利用し
て人体等の内部の画像を得る超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】Bモード画像およびMモード画像の処理
系において、超音波ビームの1ライン分の受信超音波信
号に対して、その反射波の到達時刻に応じて刻々フィル
タ特性を変化させるダイナミックフィルタが用いられ
る。従来では、このダイナミックフィルタとして、コイ
ルと可変容量ダイオードによって構成したアナログ回路
を用いていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
可変容量ダイオード等を含むアナログ回路によるダイナ
ミックフィルタでは、可変容量ダイオード等の特性にば
らつきがあって、周波数特性自体にばらつきが生じるこ
とが避けられないという問題がある。
【0004】この発明は、上記に鑑み、特性がばらつく
ことなく、しかも簡単に周波数特性を可変できるように
改善したダイナミックフィルタを備える超音波診断装置
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による超音波診断装置においては、超音波
を送受する手段と、受信超音波信号の周波数を、直流が
中心周波数となるように周波数変換する手段と、フィル
タ係数が受信超音波信号の到来時刻に応じて刻々変化さ
せられるデジタルIIRフィルタ処理手段と、該フィル
タ処理後のデジタルデータを輝度信号に変換して表示す
る手段とが備えられることが特徴となっている。
【0006】フィルタ処理手段は、デジタルIIRフィ
ルタにより構成され、そのフィルタ係数が受信超音波信
号の到来時刻に応じて刻々変化させられるようになって
いる。デジタルIIRフィルタはフィルタ特性がばらつ
くことがないとともに、そのフィルタ係数に応じて容易
に周波数特性を変化させることができる。そのため、ノ
イズのない最適なBモード画像およびMモード画像を得
ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1はこの
発明で用いるダイナミックフィルタの一例を示すもので
ある。このダイナミックフィルタは、フィードフォワー
ドとフィードバックとを有するデジタルIIRフィルタ
として構成されており、ここでは同じ構成のものが2段
備えられている。
【0008】図2は、超音波診断装置の全体を表すブロ
ック図である。図2において、アレイ型プローブ11は
多数の超音波振動子がアレイ状に並べられたものであ
る。また、送受信回路12は、その個々の振動子に接続
された多数の個別の送受信回路からなる。送信ビームフ
ォーマー13は、送受信回路12内の個々の送受信回路
にタイミングが少しずつ変えられた駆動信号を与えて、
アレイ型プローブ11の多数の超音波振動子をタイミン
グを少しずつ変えていっせいに動作させて、これらから
発生する超音波を合成させる。受信ビームフォーマー1
4はアレイ型プローブ11の各超音波振動子より得られ
る受信超音波信号の各々に遅延時間を与えて、これらの
信号を合成する。
【0009】スキャンコントローラ15は、上記の駆動
信号のタイミングおよび遅延時間をコントロールするこ
とによって、合成した送信超音波のフォーカスおよび方
向を制御するとともに、信号合成によって得られた合成
受信超音波のフォーカスおよび方向が上記の送信超音波
と同じになるようにする。そして、つぎつぎに送受され
る合成送受超音波がある平面をスキャンするよう、その
方向を定める駆動タイミングおよび遅延時間の制御をお
こなう。
【0010】そこで、被検者の診断部位にアレイ型プロ
ーブ11をあて、特定の断面を合成超音波ビームでスキ
ャンし、その受信信号をBモードおよびMモード処理系
16で処理することにより、扇型の超音波画像(Bモー
ド画像)を得る。この画像データはDSC(デジタルス
キャンコンバータ)および画像メモリ20に送られ、T
Vビデオ信号に変換されてディスプレイ装置21に送ら
れる。さらにドプラ処理系17およびCFI処理系18
が備えられ、これらがCPU19によって制御される。
【0011】BモードおよびMモード処理系16は、図
3に示すように構成される。受信ビームフォーマー14
からの出力RF信号(サンプリング周波数fsでサンプ
リングされたデジタル信号)がミキサー31に入力さ
れ、その入力信号の周波数が直流を中心周波数とするよ
うに周波数変換される。たとえば、図4のように、掛算
器41、42でコサイン波およびサイン波のデジタルデ
ータを掛けることにより、直交検波出力I、Qを得る。
コサイン波およびサイン波のデジタルデータはROM4
3、44より読み出されるが、その読み出しアドレス
を、超音波ビームの発射タイミングでインクリメントさ
れ、クロック信号CLKによってカウントアップする深
さアドレスカウンタ45の出力で指定する。これによ
り、反射波の反射位置(深さ)に応じて周波数を変え、
深い位置からの反射波の周波数成分が低周波側にシフト
することに対応させる(浅い位置からの反射波は周波数
が高く、深くなればなるほど低周波側にシフトすること
に対応させる)。
【0012】直交検波出力I、Qは、ダイナミックフィ
ルタ32、33を通ることによりフィルタ処理された
後、振幅演算器34で振幅値に変換され、さらにログ圧
縮器35によりログ圧縮される。このデジタル出力は、
上記のようにDSCおよび画像メモリ20に送られて、
輝度信号に変換されかつTVビデオ信号に変換され、デ
ィスプレイ装置21に送られて表示される。
【0013】このダイナミックフィルタ32、33とし
て、図1の構成のデジタルIIRフィルタが用いられ
る。この図1において、1段目のデジタルIIRフィル
タには、加算器51、52、53と、掛算器54、55
と、レジスタ56と、カウンタ57とが備えられる。掛
算器54はフィードバックループに挿入され、フィード
バックデータとカウンタ57の出力値とが掛算される。
つまりフィードバックの係数がカウンタ57の出力値で
定まる。フィードフォワードの係数は常時1.0となっ
ている。
【0014】カウンタ57は、超音波ビームの発射タイ
ミングでインクリメントされ、クロック信号CLK
(a)によってカウントアップする。そのため、刻々フ
ィードバック係数が大きくなり、デジタルIIRフィル
タとしての周波数特性が変化していく。最初の時点で
は、たとえば図5の最も右側カーブに示すように比較的
高域まで通すローパスフィルタ特性となり、順次左側の
カーブへと移って通過帯域が低域となったローパスフィ
ルタ特性となっていく。
【0015】なお、加算器53と掛算器55は利得補正
用である。加算器52の出力をカウンタ57の出力値と
掛算した上で加算器53において減算することによっ
て、カウンタ57の出力値が掛算されてフィードバック
されて加算された値に対応する値を引き算するようにし
ており、これによって中心の利得を補正し、つねに直流
成分の利得を一定に保つようにしている。
【0016】2段目のデジタルIIRフィルタも、第1
段目とまったく同じに、加算器61、62、63と、掛
算器64、65と、レジスタ66と、カウンタ67とか
らなり、掛算器64をフィードバックループに挿入して
フィードバックデータとカウンタ67の出力値とを掛算
するようにし、フィードフォワードの係数は常時1.0
としている。加算器63と掛算器65は同様に利得補正
用である。
【0017】この2段目のデジタルIIRフィルタの単
独での周波数特性は1段目のデジタルIIRフィルタと
同様であり、クロック信号CLK(b)によってカウン
トアップしていくカウンタ67の出力に応じて、図5の
右側のカーブから順次左側のカーブへと移っていく。
【0018】そのため、これらのクロック信号CLK
(a)、CLK(b)を同じものとした場合、2段のデ
ジタルIIRフィルタの周波数特性は、単独のものの2
乗となるので、図6のようになる。クロック信号CLK
(a)、CLK(b)を別々のものして、2段のデジタ
ルIIRフィルタの全体の周波数特性を変えるようにす
ることもできる。
【0019】したがって、反射波が深い場所からのもの
であればあるほど、低周波側にシフトする信号成分に対
応して、ダイナミックローパスフィルタ32、33の遮
断周波数を低くしてノイズを除去することが可能とな
る。しかも、上記のようにこのダイナミックローパスフ
ィルタ32、33をデジタルIIRフィルタで構成して
いるので、周波数特性にばらつきがなく、しかも深さに
応じて周波数特性を変えることが容易である。
【0020】なお、上記はこの発明の一つの実施形態を
示すものであり、この発明がこの記述に限定される趣旨
でないことはもちろんである。具体的な構成などは種々
に変更できる。たとえば、デジタルIIRフィルタの段
数を2としたが、1段でもあるいはさらに多くの段数で
もよい。またN段構成として、反射波の深さに応じてそ
の段数を1からNまで順次切り換えるように構成するこ
ともできる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の超音波
診断装置によれば、フィルタ係数が受信超音波信号の到
来時刻に応じて刻々変化させられるデジタルIIRフィ
ルタを用いているため、フィルタ特性のばらつきを解消
し、その周波数特性を容易に変化させることができ、ノ
イズのない最適なBモード画像およびMモード画像を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態で用いるダイナミックロ
ーパスフィルタの一例を示すブロック図。
【図2】同実施形態の全体を示すブロック図。
【図3】同実施形態のBモードおよびMモード処理系の
部分の一例を示すブロック図。
【図4】同実施形態のBモードおよびMモード処理系の
なかのミキサーの部分の一例を示すブロック図。
【図5】1段のみのデジタルIIRフィルタの周波数特
性を示すグラフ。
【図6】2段のデジタルIIRフィルタの全体の周波数
特性を示すグラフ。
【符号の説明】
11 アレイ型プローブ 12 送受信回路 13 送信ビームフォーマー 14 受信ビームフォーマー 15 スキャンコントローラ 16 BモードおよびMモード処理
系 17 ドプラ処理系 18 CFI処理系 19 CPU 20 DSCおよび画像メモリ 21 ディスプレイ装置 31 ミキサー 32、33 ダイナミックローパスフィル
タ 34 振幅演算器 35 ログ圧縮器 41、42、54、55、64、65 掛算器 43 コサイン波データ用ROM 44 サイン波データ用ROM 45 深さアドレスカウンタ 51〜53、61〜63 加算器 56、66 レジスタ 57、67 カウンタ
フロントページの続き Fターム(参考) 2G047 AC13 BA03 BC05 BC13 DA01 DA05 EA00 EA10 EA12 GB02 GF00 GF17 GF18 GF22 GG01 GG09 GG11 GG17 GG21 GG35 GH07 GH13 GH14 4C301 AA02 BB23 CC02 CC04 DD02 EE11 EE13 EE20 GB02 HH24 HH37 HH38 HH54 JB03 JB06 JB29 JB38 JB42 JB50 KK02 KK22 LL02 LL04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波を送受する手段と、受信超音波信
    号の周波数を、直流が中心周波数となるように周波数変
    換する手段と、フィルタ係数が受信超音波信号の到来時
    刻に応じて刻々変化させられるデジタルIIRフィルタ
    処理手段と、該フィルタ処理後のデジタルデータを輝度
    信号に変換して表示する手段とを備えることを特徴とす
    る超音波診断装置。
JP11020818A 1999-01-28 1999-01-28 超音波診断装置 Pending JP2000217825A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003180687A (ja) * 2001-10-20 2003-07-02 Novasonics Inc 並列多重モード・多重バンド超音波映像化
US8226561B2 (en) 1999-08-20 2012-07-24 Zonare Medical Systems, Inc. Ultrasound imaging system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8226561B2 (en) 1999-08-20 2012-07-24 Zonare Medical Systems, Inc. Ultrasound imaging system
US8679018B2 (en) 1999-08-20 2014-03-25 Zonare Medical Systems, Inc. Broad-beam imaging
US8764661B2 (en) 1999-08-20 2014-07-01 Zonare Medical Systems, Inc. Echolocation data generation
JP2003180687A (ja) * 2001-10-20 2003-07-02 Novasonics Inc 並列多重モード・多重バンド超音波映像化
US7682309B2 (en) 2001-10-20 2010-03-23 Zonare Medical Systems, Inc. Ultrasound system for generating a single set of ultrasound pulse firings

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