JPH01166745A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
Ultrasonic diagnostic apparatusInfo
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- JPH01166745A JPH01166745A JP62328749A JP32874987A JPH01166745A JP H01166745 A JPH01166745 A JP H01166745A JP 62328749 A JP62328749 A JP 62328749A JP 32874987 A JP32874987 A JP 32874987A JP H01166745 A JPH01166745 A JP H01166745A
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- sampling point
- focus
- sigma
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、超音波ビームのフォーカスを受信したエコー
信号に基づいて逐次自動制御する超音波診断装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that sequentially and automatically controls the focus of an ultrasonic beam based on received echo signals.
(ロ)従来技術とその問題点
通常、超音波診断装置では、超音波ビームの指向性を高
めるために、電子フォーカス法か採用されている。この
電子フォーカス法は、選択された振動子群の個々に所定
の遅延時間を与えて超音波を放射することにより、超音
波を被検体の一定の深さ位置に集束させるものである。(b) Prior art and its problems Usually, in ultrasonic diagnostic apparatuses, an electronic focusing method is employed to improve the directivity of ultrasonic beams. This electronic focusing method focuses ultrasound waves at a certain depth in a subject by giving a predetermined delay time to each selected transducer group and emitting ultrasound waves.
ところで、従来、このような電子フォーカス法を行う超
音波診断装置において、フォーカスの設定はマニュアル
的に行われており、−旦、フォーカスを設定すると、次
にフォーカスを再設定しない限り固定されたままである
(第5図参照)。したがって、Bモード像のような画像
を得る際には、フォーカスが必ずしも適切な所に設定さ
れないことがある。画像に基づいて臓器等の診断部位の
形状を認識する上で輪郭の明確さは重要な意味をもつが
、上記のように、フォーカスが輪郭に合っていないと輪
郭がぼけてしまい、適切な診断ができない等の不具合を
生じる。By the way, conventionally, in ultrasonic diagnostic equipment that uses such an electronic focusing method, the focus setting is done manually, and once the focus is set, it remains fixed unless the focus is reset next time. Yes (see Figure 5). Therefore, when obtaining an image such as a B-mode image, the focus may not necessarily be set at an appropriate location. The clarity of the outline is important when recognizing the shape of a diagnostic part such as an organ based on an image, but as mentioned above, if the focus is not on the outline, the outline will be blurred, making it difficult to make an appropriate diagnosis. This may cause problems such as not being able to do so.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、超音波ビームの各走査線ごとに有効な位置にフォー
カスが設定されるようにして、輪郭のより明確な画像が
得られるようにすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a clearer contour image by setting the focus at an effective position for each scanning line of the ultrasound beam. The purpose is to
(ハ)問題点を解決するための手段
本発明は、上記の目的を達成するために、予め選択され
た振動子群に所定の遅延時間を与えて該振動子群から放
射される超音波ビームを電子フォーカスし、被検体で反
射された超音波エコーを前記振動子群で受信することに
より該振動子群から出力されるエコー信号に基づいて画
像を表示する超音波診断装置において、次の構成を採る
。(c) Means for solving the problem In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic beam emitted from a preselected group of transducers by giving a predetermined delay time to the group of transducers selected in advance. An ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image based on an echo signal output from the transducer group by electronically focusing the ultrasound echo reflected from the subject and receiving the ultrasound echo reflected by the transducer group, the following configuration Take.
すなわち、本発明の超音波診断装置では、超音波ビーム
の1走査線上の深さ方向に沿って設定された各サンプリ
ング点ごとにエコー信号強度の平均値と分散値とを算出
する平均分散算出手段と、この平均分散算出手段で算出
された平均値と分散値の比を求めてその比が最大になる
サンプリング点を検索する検索手段と、この検索手段で
検索されたサンプリング点の深さ位置にフォーカスを設
定するフォーカス設定手段とを備えている。That is, in the ultrasound diagnostic apparatus of the present invention, the average variance calculation means calculates the average value and variance value of the echo signal intensity for each sampling point set along the depth direction on one scanning line of the ultrasound beam. and a search means for calculating the ratio of the mean value and the variance value calculated by this mean variance calculation means and searching for a sampling point where the ratio is maximum, and a search means for searching the sampling point at the depth position searched by this search means. and a focus setting means for setting the focus.
(ニ)作用
選択された振動子群から1走査線に対応する超音波ビー
ムを放射し、被検体からの超音波エコーが再び同じ振動
子群に受信されて該振動子群からエコー信号が出力され
ると、平均分散算出手段は、超音波ビームの1走査線上
の深さ方向に沿って設定された各サンプリング点ごとに
エコー信号強度の平均値Xと分散値σとを算出する。輪
郭部分があるところでは、その萌後でインピーダンスの
差によりエコー信号レベルが大きく変化するので、これ
に伴って平均値Xと分散値σの比(σ/x)も大きくな
る。つまり、比σ/Xが最も大きいところのサンプリン
グ点の場所が輪郭部分に対応しているといえる。そこで
、次に、検索手段は、平均分散算出手段で算出された平
均値と分散値の比を求めてその比が最大になるサンプリ
ング点を検索する。続いて、フォーカス設定手段は、検
索手段で検索されたサンプリング点の深さ位置にフォー
カスを設定する。(d) Effect Emit an ultrasound beam corresponding to one scanning line from the selected transducer group, and the ultrasound echo from the subject is received by the same transducer group again, and an echo signal is output from the transducer group. Then, the average variance calculating means calculates the average value X and the variance value σ of the echo signal intensity for each sampling point set along the depth direction on one scanning line of the ultrasound beam. Where there is a contour portion, the echo signal level changes greatly due to the difference in impedance after the contour portion erupts, and the ratio (σ/x) between the average value X and the variance value σ also increases accordingly. In other words, it can be said that the location of the sampling point where the ratio σ/X is the largest corresponds to the contour portion. Therefore, next, the search means calculates the ratio of the average value and the variance value calculated by the mean variance calculation means, and searches for a sampling point where the ratio is maximum. Subsequently, the focus setting means sets the focus at the depth position of the sampling point searched by the search means.
これにより、超音波ビームが輪郭部分に集束するように
各走査線ごとにフォーカスが設定されることになる。As a result, the focus is set for each scanning line so that the ultrasonic beam is focused on the contour portion.
(ホ)実施例
第1図は本発明の実施例に係る超音波診断装置の要部を
示すブロック図である。同図において、符号lは超音波
診断装置の全体を示し、2は超音波ビームを送受信する
各振動子で、実際には多数の振動子がアレー配列されて
トランスジューサが構成されるが、第1図にはl走査線
を得るために選択された一群の振動子(本例では6素子
)のみを示している。4は各振動子2に対して個別に励
振駆動用パルスを与える高周波パルス発振器、6は各振
動子2の超音波放射のタイミングを決めるトリガパルス
に所定の遅延時間を与えて超音波ビームを電子フォーカ
スするための送波用遅延回路、8は被検体で反射された
超音波エコーを各振動子2で受信することにより各振動
子から出力されるエコー信号の位相を合わせるために送
波時と同じ遅延時間を各振動子2に与える受波用遅延回
路、10は送波用および受波用の両遅延回路6.8の遅
延時間を制御する遅延制御回路で、この遅延制御回路1
0が後述するフォーカス算出回路12でフォーカス制御
データに基づいてサンプリング点の深さ位置にフォーカ
スを設定するフォーカス設定手段とされる。12は超音
波ビームのフォーカスの位置を受信したエコー信号に基
づいて算出するフォーカス算出回路である。(e) Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the main parts of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the reference numeral 1 indicates the entire ultrasonic diagnostic apparatus, and 2 indicates each transducer that transmits and receives an ultrasound beam.Actually, a large number of transducers are arranged in an array to constitute a transducer. The figure shows only a group of transducers (six elements in this example) selected to obtain l scanning lines. 4 is a high-frequency pulse oscillator that individually applies excitation drive pulses to each transducer 2; 6 is a high-frequency pulse oscillator that applies a predetermined delay time to a trigger pulse that determines the timing of ultrasonic emission from each transducer 2, and generates an ultrasonic beam by electronic means; A delay circuit 8 for transmitting waves for focusing is a delay circuit 8 for receiving ultrasonic echoes reflected from the object by each transducer 2, and a delay circuit 8 for adjusting the phase of the echo signals output from each transducer. A wave reception delay circuit that gives the same delay time to each vibrator 2; 10 is a delay control circuit that controls the delay time of both the wave transmission and wave reception delay circuits 6.8;
0 is a focus setting means for setting a focus at a depth position of a sampling point based on focus control data in a focus calculation circuit 12, which will be described later. 12 is a focus calculation circuit that calculates the focus position of the ultrasound beam based on the received echo signal.
第2図は上記のフォーカス算出回路12の具体的な構成
を示すブロック図である。同図において、20は各振動
子2から出力されるエコー信号に対して深さ方向に沿っ
た吸収減衰の影響を取り除くためにゲインを時間的に変
化させるSTC回路、22は図外のCPUが入力される
サンプリングクロックに基づいて超音波ビームの1走査
線上の深さ方向に沿って設定された各サンプリング点p
I、p2、pl、・・・に対応して得られたエコー信号
をデジタル化するA/D変換器である。24は各サンプ
リング点1) l、pt、・・・において−群の振動子
2(本例では6素子)で得られたエコー信号データ(6
点のデータ)を記憶するバッファメモリ、26はバッフ
ァメモリ24に、記憶されたエコー信号データに基づい
て各サンプリング点1) 1SI) t、・・・ごとに
その平均値と分散値とを算出する平均分散算出回路であ
る。また、28は平均分散算出回路26で算出された各
サンプリング点P +、pz、・・・における平均値と
分散値のデータが第4図に示すように超音波ビームの走
査線の深さ方向に沿って順次配列して記憶されるライン
バッファメモリ、30はラインバッファメモリ28に記
憶された各サンプリング点での平均値と分散値のデータ
から両者の比を求め、その比が最大になるサンプリング
点を検索する検索手段としての比較演算回路である。FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the focus calculation circuit 12 described above. In the figure, 20 is an STC circuit that temporally changes the gain of the echo signal output from each transducer 2 in order to remove the influence of absorption and attenuation along the depth direction, and 22 is a CPU (not shown). Each sampling point p set along the depth direction on one scanning line of the ultrasound beam based on the input sampling clock
This is an A/D converter that digitizes echo signals obtained corresponding to I, p2, pl, . 24 is the echo signal data (6 elements) obtained from the − group of transducers 2 (6 elements in this example) at each sampling point 1) l, pt, ...
A buffer memory 26 stores the echo signal data stored in the buffer memory 24, and calculates the average value and variance value for each sampling point 1) 1SI) t, . . . based on the stored echo signal data. This is an average variance calculation circuit. Further, 28 indicates data of the average value and variance value at each sampling point P+, pz, . . . calculated by the average variance calculation circuit 26 in the depth direction of the scanning line of the ultrasound beam as shown in Line buffer memory 28 is a line buffer memory that is sequentially arranged and stored along the line buffer memory 28, and 30 is a sampling that calculates the ratio of the average value and variance value from data of the average value and variance value at each sampling point stored in the line buffer memory 28, and that maximizes the ratio. This is a comparison calculation circuit as a search means for searching for points.
次に、上記構成の超音波診断装置1のフォーカス制御動
作について説明する。 被検体からの超音波エコーが一
層の振動子2で受波されると、各振動子2からは受波し
た超音波エコーに対応するエコー信号が出力される。こ
れらの各エコー信号は、STC回路20で距離によるエ
コーの減衰が補正された後、A/D変換器22で超音波
ビームの1走査線上の深さ方向に沿って設定された各サ
ンプリング点pHpt、p5、・・・ごとにデジタル化
され、次いで、次段のバッファメモリ24に記憶される
。Next, a focus control operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 having the above configuration will be explained. When ultrasonic echoes from the subject are received by one layer of transducers 2, each transducer 2 outputs an echo signal corresponding to the received ultrasonic echo. After the echo attenuation due to distance is corrected in the STC circuit 20, each of these echo signals is processed by the A/D converter 22 at each sampling point pHpt set along the depth direction on one scanning line of the ultrasound beam. , p5, . . , are digitized and then stored in the buffer memory 24 at the next stage.
バッファメモリ24に記憶された各サンプリング点ごと
のエコー信号データ(6点)は、次段の平均分散算出回
路26に送出される。平均分散算出回路26は、−人力
されたエコー信号データに基づいてその平均値Xと分散
値σを算出する。その算出結果は、ラインバッファメモ
リ28に記憶される。したがって、ラインバッファメモ
リ28には、第4図に示すように、各サンプリング点p
rs pt、・・・における平均値Xと分散値σのデー
タが走査線の深さ方向に沿って順次配列して記憶される
。The echo signal data (six points) for each sampling point stored in the buffer memory 24 is sent to the average variance calculation circuit 26 at the next stage. The average variance calculation circuit 26 calculates the average value X and variance value σ based on the manually input echo signal data. The calculation result is stored in the line buffer memory 28. Therefore, the line buffer memory 28 stores each sampling point p as shown in FIG.
The data of the average value X and the variance value σ in rs pt, . . . are sequentially arranged and stored along the depth direction of the scanning line.
こうして、ラインバッファメモリ28に1走査線上の各
サンプリング点1) I、I) *、・・・のデータが
−通り揃ったところで、次に、比較演算回路30は、各
サンプリング点pl−pt、・・・における平均値Xと
分散値σの比(σ/x)を求める。輪郭付近で得られた
エコー信号強度は、輪郭の前後でインピーダンスの差に
よりレベルが大きく変化するので、これに伴って平均値
Xと分散値σの比(σ。In this way, when the line buffer memory 28 has data for each sampling point 1) I, I) *, . Find the ratio (σ/x) between the average value X and the variance value σ in .... The level of the echo signal intensity obtained near the contour changes greatly due to the difference in impedance before and after the contour, so the ratio of the average value X to the variance value σ (σ).
/x)も大きくなる。つまり、比σ/Xが最も大きいと
ころのサンプリング点の場所が輪郭部分に対応している
。そこで、比較演算回路30は、さらに、その比(σ/
X)が最大になるサンプリング点を検索する。そして、
そのサンプリング点のデータを遅延制御回路lOに与え
る。/x) also increases. In other words, the location of the sampling point where the ratio σ/X is the largest corresponds to the contour portion. Therefore, the comparison calculation circuit 30 further calculates the ratio (σ/
Search for the sampling point where X) is maximum. and,
The data at the sampling point is given to the delay control circuit IO.
遅延制御回路IOは、隣接する次の走査線あるいは次の
フィールドを走査するときの同じライン番号の走査線に
おいて、求めた比σ/Xが最大となるサンプリング点に
超音波ビームが集束するように各振動子2の遅延時間を
設定する。その結果、第3図に示すように、輪郭部分に
超音波ビームが集束するように各走査線ごとにフォーカ
スが設定されることになる。The delay control circuit IO focuses the ultrasonic beam on the sampling point where the obtained ratio σ/X is maximum in the scanning line with the same line number when scanning the next adjacent scanning line or the next field. Set the delay time of each vibrator 2. As a result, as shown in FIG. 3, the focus is set for each scanning line so that the ultrasonic beam is focused on the contour portion.
なお、フォーカス算出回路12で求めたサンプリング点
に次の走査線のフォーカスを設定する場合には、順次l
走査線分だけフォーカスの位置がずれることになるが、
隣接する走査線間の距離は僅かであるから、走査線1本
分のフォーカス位置のずれの影響は肉眼的に殆ど無視す
ることができる。Note that when setting the focus of the next scanning line to the sampling point determined by the focus calculation circuit 12,
The focus position will shift by the amount of the scanning line, but
Since the distance between adjacent scanning lines is small, the effect of a shift in focus position by one scanning line can be almost ignored with the naked eye.
(へ)効果
以上のように本発明によれば、超音波ビームの各走査線
ごとに有効な位置にフォーカス位置が設 −定さ
れるので、輪郭のより明確な画像が得られるようになり
、画像に基づいて一層適切な診断を行えるようになる等
の優れた効果が発揮される。(f) Effects As described above, according to the present invention, since the focus position is set at an effective position for each scanning line of the ultrasound beam, an image with a clearer outline can be obtained. Excellent effects such as being able to perform more appropriate diagnosis based on images are exhibited.
第1図ないし第4図は本発明の実施例を示すもので、第
1図は超音波診断装置の要部を示すブロツり図、第2図
はフォーカス算出回路の具体的な構成を示すブロック図
、第3図はフォーカス位置と輪郭との関係を示す説明図
、第4図はラインバッファメモリのデータの記憶状態を
示す説明図である。また、第5図は従来のフォーカスの
設定の仕方を示す説明図である。
l・・・超音波診断装置、2・・・振動子、10・・・
フォーカス設定手段(遅延制御回路)、26・・・平均
分散算出手段(平均分散算出回路)、30・・・検索手
段(比較演算回路)。Figures 1 to 4 show embodiments of the present invention, with Figure 1 being a block diagram showing the main parts of an ultrasonic diagnostic device, and Figure 2 being a block diagram showing the specific configuration of a focus calculation circuit. 3 are explanatory diagrams showing the relationship between the focus position and the outline, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the storage state of data in the line buffer memory. Further, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conventional method of setting focus. l... Ultrasonic diagnostic device, 2... Vibrator, 10...
Focus setting means (delay control circuit), 26...average variance calculation means (average variance calculation circuit), 30... search means (comparison calculation circuit).
Claims (1)
て該振動子群から放射される超音波ビームを電子フォー
カスし、被検体で反射された超音波エコーを前記振動子
群で受信することにより該振動子群から出力されるエコ
ー信号に基づいて画像を表示する超音波診断装置におい
て、 前記超音波ビームの1走査線上の深さ方向に沿って設定
された各サンプリング点ごとにエコー信号強度の平均値
と分散値とを算出する平均分散算出手段と、 この平均分散算出手段で算出された平均値と分散値の比
を求めてその比が最大になるサンプリング点を検索する
検索手段と、 この検索手段で検索されたサンプリング点の深さ位置に
フォーカスを設定するフォーカス設定手段と、 を備えることを特徴とする超音波診断装置。(1) A pre-selected transducer group is given a predetermined delay time, the ultrasound beam emitted from the transducer group is electronically focused, and the ultrasound echo reflected by the subject is received by the transducer group. In an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image based on echo signals output from the transducer group by Mean variance calculation means for calculating the average value and variance value of signal intensity; and search means for determining the ratio of the average value and variance value calculated by this average variance calculation means and searching for a sampling point at which the ratio is maximum. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: and a focus setting means for setting a focus at a depth position of a sampling point searched by the search means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328749A JPH01166745A (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328749A JPH01166745A (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166745A true JPH01166745A (en) | 1989-06-30 |
Family
ID=18213743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62328749A Pending JPH01166745A (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166745A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007325786A (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image display method, and ultrasonic image display program |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62328749A patent/JPH01166745A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007325786A (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image display method, and ultrasonic image display program |
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