JPH01304376A - 距離対応形分散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信装置 - Google Patents

距離対応形分散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信装置

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JPH01304376A
JPH01304376A JP63134257A JP13425788A JPH01304376A JP H01304376 A JPH01304376 A JP H01304376A JP 63134257 A JP63134257 A JP 63134257A JP 13425788 A JP13425788 A JP 13425788A JP H01304376 A JPH01304376 A JP H01304376A
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JP
Japan
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signal
depth
code
region
pulse echo
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Pending
Application number
JP63134257A
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Inventor
Yasuto Takeuchi
康人 竹内
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は分散波形を送信し受信信号を圧縮波形に変換す
る分散圧縮送受信方式を採用するパルスエコーシステム
送受信装置に関する。
[従来の技術1 高周波信号を送信して送信時と受信時の時間差を測定す
ることによって反射体の送信点からの距離又はその分布
を測定する装置は例えばレーダー、ソナー、超音波診断
装置等数多くあるが、送受信方式の一つに分散圧縮方式
という送受信の方式がある。この分散圧縮方式というの
は狭幅の高振幅パルスを送波波形どして用いる代りに、
これを分散化して、長幅の低振幅パルスに変換して送信
し、受信時に逆の処理を行う(圧縮づ°る)方式である
[発明が解決しようとする課題] この分散圧縮方式はゴーレイコードのような相補系列の
数列で作られたコードにより変調した低振幅長幅の送信
信号を用いないと必ずタイムサイドローブが生じ、画面
にゴーストが現れるが、相補系列を用いてもドプラシフ
トがあるとタイ18す=3− イドローブの消え残りが生じゴーストになる。このため
中距離までの左程パワーを上げないでも単純パルス方式
で十分大ぎなSN比が得られる所には、敢えてこの方式
を使って画質上問題を起こす危険を侵す必要はない。眞
に分散圧縮方式が生ぎてくるのは、最遠方のSN比を大
きくするために平均送波パワーを上げなければならない
領域のみである。
ところで、従来の概念にJ:れば、目標の距離の如何に
拘わらず、同じコードで変調された低振幅長幅の信号を
送信していた。このため至近距離にはデッドゾーンが生
じ、又、遠方ではプロセスゲインを含めても十分ゲイン
が取れないでムだ。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、関心領域が至近距離の場合にもデッドゾーンを生ずる
ことなく、遠距離の場合にSN比の良好な受信を行い得
る距離対応分散圧縮送受信方式パルスエ]−システムを
実現することにある。
[課題を解決するための手段〕 前記の課題を解決する本発明は、分散波形を送信し受信
信号を圧縮波形に変換する分散圧縮送受信方式を採用す
るパルスエコーシステム送受信装置において、設定され
た関心のある領域の深度に応じた信号を発生する関心領
域設定手段と、該関心領域設定手段に領域の区分及びそ
の深度にrIAする情報を入力する入力手段と、前記関
心領域設定手段からの深度信号に対応する分散波形を形
成するコード信号を発生する手段と、前記関心領域設定
手段からの深度信号に基づきフォーカス深度を設定フ゛
る信号を発生するフォーカス制御手段と、前記=1−ド
信号により変調された高周波信号を発生ずる高周波発振
手段と、前記コード信号発生手段からの信号を参照して
分散波形受信信号を圧縮波形信号に変換する信号変換手
段とを具備することを特徴とするものである。
[作用] 関心領域設定手段は設定された領域の深度信号をコード
信号発生手段に送り、深度に応じたコードを発生させる
。コード信号発生手段は発生したコードにより送波ビー
ムフォーマを制御して音線を形成させ、高周波発振手段
の発振周波数を制御する。受波信号は信号変換手段で各
深度に応じて圧縮波形に復元される。
[実施例] 次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
図において、1は送波ビームフA−72を動作させて送
波信号を作る基準信号を発生ずる1へリガ発生器である
。3は関心領域設定回路4に観察したいと考える領域を
設定すると共にその深度を設定する入力手段で、コード
信号発生器5には発生ずるコード信号のモードを指定す
る。コード信号発生器5は関心領域設定回路4からの深
度信号に基づいて深さに対応したコード信号を発生する
。6は電子スキA7ンのためのスキ17ン信号をフォー
カス・ステア制御回路7に出力覆るスギトン制胛回路で
ある。フォーカス・ステ)7制御回路7は人力される深
度信号どスー1:セン信号により送波ビーフ1を深度に
応じてフォーカスさlt1所定のスキャンをざVるため
の信号を送波ビームフォーマ2に出力する。ε3は送波
高周波信号を発振する高周波発振器で、設定モードと深
度信号にJ、り定められた二」−ド信号発生器5からの
信号に基づいて周波数を変化させる機能を有している。
9は変調された高周波信号を電力増幅する送信増幅器で
、探触子10を励起して超音波信号を送波させる。11
は探触子10で受波された反則信号を整相加nザる受波
ビームフォー7で、その出力は増幅器12で増幅される
。13は相関器13aとコード信号発生器5からのコー
ド信号の写しを蓄えるレプリカロートス1〜ア131)
とから成るデコーダである。
デコーダ13で復元されて圧縮波形にされた出力信号は
増幅器1/′Iで増幅されて受信部に送られる。
以降の回路は通常の超音波装置と同様なので省略J−る
。1 次に、上記のように構成された装置の動作を説明覆る。
人力装置3により関心を持つ領域或いは全領域を深さの
異なる複数の領域に分割した領域を設定する。−例とし
て深さ又は距離を至近距離、中距離、遠距離の3つの距
離の領域に分けた場合を説明する。この場合、以下に説
明する3種の送受信を行い、その結束前られる区間毎の
部分イメージを事後に編集して完全な画像を合成する。
入力装置3により関心領域設定回路1に至近距離、中距
離、遠用1111fの3領域を深さの範囲を指定Jるこ
とにより設定する。更にコード信号発生器5に前記領域
に対応して用いるコードの種類のモードを指定する。関
心領域設定回路4は人力装置3で設定された領域の深度
信号をコード信号発生器5とフォーカス・ステア制御回
路7に送る。フォーカス・ステア制御回路7はスキャン
制陣回路6からステア情報を、関心領域設定回路4から
深度情報を受()て、送波ビームフA−72に送波ビー
ムの焦点位置及びスキャン方向を決定する制御信号を送
る。送波ビームフA−72は、ト・リガ発生器1からの
1〜リガ信号に前記制御信号に対応した遅延量を与え、
アレイ探触子の各ニレメン1−を励起する信号を発生す
る。送波ビームフA−72からの例えば256チtrネ
ルの信号は高周波発振器ε3を励振して、送波ビームフ
ォーマ2の出力信号で変調された高周波信号を発生させ
る。この出力信号は送波増幅器9で増幅され、探触子1
0で超音波に変換されて被検体内に送波される。被検体
内で反則された信号は探触子10で再び電気信号に変換
されて受波ビームフォーマ11に入力され、整相加算さ
れて増幅器12と増幅され、デコーダ13に入力される
。デコーダ13ではレプリカ]−トス]〜ア13bに格
納されている深度に対応したカーネルによって入力信号
を解読して圧縮波形に復元する。この復元された圧縮波
形信号は受信増幅器14で増幅され、受信部に送られて
信号処理される。
」二記の装置の動作において、深度に応じた送受波の態
様を説明する3゜ (i)至近距離に送波する場合 変調していないパルス幅の狭いパルス又はパース1〜波
を送受波する。このとき高周波発振器8はコード信号発
生器5からの深度信号に一:す、fo(中心周波数)の
可能な限り高い周波数の信号を発振覆る。送波ビームフ
A−72は探触子10の開口を絞るにうにする。
又デコーダ13において、相関器13aの相手のカーネ
ルはデイラックのδ関数で十分であるが、送波波形と同
じものを入れておいて、マツチドフィルタを成さしめて
もよい。
(11〉中距離に送波する場合 至近距離の場合と同様に受信のTo@”Fげ、探触子の
開口を拡大させることのみでもにいが、それに加えて送
信信号を中#Hな長さの」−ド信号による変調波として
相関器を生かしてそこで圧縮処理させることが好ましい
。変調内容はゴーレイコードなとの相補系列として、走
査のレー1−を半分に落して1音線を2回ずつ送信し、
2回分のエコーを圧縮処理したのち1単位として加算し
て、タイムサイドローブの相殺をする。変調された結果
の信号のピンの数で8〜32位が適当である。ここでf
o及びピンの単位は系にa3りるその深度までのエコー
のリターンの周波数特性を考えて、その帯域幅を大体−
杯使う位の単位(帯域幅Bの逆数)にする。
(iii )遠距離に送波する場合 通常の手法ではSN比が劣化する所では、上記のコード
長を更に良くして、デッドゾーンが関心領域の手前ぎり
ぎりに来る位の長いものを用いる。その長さはピンの数
で32〜128位のものにする。用いるコードは相補系
列のコードを用いて位相変調するものとは限らない。即
ち]−ド長が64じン以上に長ければ単純に1回毎に圧
縮処理できるM系列ヤ)バーカーコードなどのコード、
又はFMチャーブ信号を用いてもJ:い。又それに加え
るか、又はイの代りに、ピンの時間単位を長くして帯域
幅を狭めてSN比を稼ぐ。そのどき系のBとfoは探触
子10が許ザ最下限を使うことになる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにすることができる。
(iLJ二記のような使い分けに焦点位置、開口寸法等
を連動させると一層好ましい。
(it)各送波、受波の関係を周波数分割し、多重化し
て一気に行う方法も有り得る。この方法において至近距
離のデッドゾーンの相互相関を避けるためには第2図に
示すように各送波信号の末尾を揃えるように合成すれば
J:い。
送波信号の先頭を揃えたり、中央で揃えたりすると、短
パルスの至近距離のエコーがより低域の遠距離用の送波
信号に掻き消されて受信不能になる。図において、(イ
)は至近距離用の送波信号で、4MHzの短幅パルス、
(ロ)は中距離用の送波信号で、3MHzの8〜16ピ
ン分のパルス幅のパルス、(ハ)は遠距離用の送波信号
で、2M1−(Zの64ピン分の長幅のパルスである。
、(ニ)は上記(イ)、(ロ)、〈ハ)の信号を合成し
た受信信号で、各信号の末尾を揃えて合成したものであ
る。
(iii )メカニカルセクタスキャナにa5いて、探
触子がアニユラアレイのときは、各リングのゾーン毎に
近距離用、中距離用、遠距離用を使い分【プて同時に送
信するのは又好ましい例である。
(1v)スイッチドアレイのときは、第3図に示すよう
に成る時点で採用する開口を3箇所別々に設【−ノて順
次並進移動さぜ、前記3ゾーンに使い分りで同時に送受
信する方法が好ましい。
図において■は近距餡用で音線を形成するニレメン1へ
は少ない。■は中距離用、■は遠用削用で、遠距離にな
る程ニレメン1〜数を増やし、遠距離に焦点を合わせる
にうに音線を形成している。送信は送波ビームフォーマ
で音線を作って一括送信するが、受信系では受波ビーム
フォーマで分II、3分岐する必要がある。
[発明の効果] 以」二、詳細に説明したように本発明によれば、イメー
ジ」二で至近距離において分散圧縮方式の欠点であるデ
ッドゾーンを生ずることなく、又、最遠方でその特長を
十分に生かJ゛ことができるようになり、実用上の効果
は大ぎい3.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は他の
実施例の説明図、第3図はスイツヂドアレイによる送受
信の他の実施例の説明図である。 1・・・トリガ発生器  2・・・送波ビームフA−7
3・・・入ノJ装置    4・・・関心m域設定回路
5・・・コード信号発生器 7・・・フォーカス・ステア制御回路 8・・・高周波発振器  10・・・探触子11・・・
受波ビームフA−7 13・・・デコーダ 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社第3図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分散波形を送信し受信信号を圧縮波形に変換する
    分散圧縮送受信方式を採用するパルスエコーシステム送
    受信装置において、設定された関心のある領域の深度に
    応じた信号を発生する関心領域設定手段と、該関心領域
    設定手段に領域の区分及びその深度に関する情報を入力
    する入力手段と、前記関心領域設定手段からの深度信号
    に対応する分散波形を形成するコード信号を発生する手
    段と、前記関心領域設定手段からの深度信号に基づきフ
    ォーカス深度を設定する信号を発生するフォーカス制御
    手段と、前記コード信号により変調された高周波信号を
    発生する高周波発振手段と、前記コード信号発生手段か
    らの信号を参照して分散波形受信信号を圧縮波形信号に
    変換する信号変換手段とを具備することを特徴とする距
    離対応分散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信
    装置。
  2. (2)コード信号発生手段は、関心領域設定手段からの
    深度信号の深さに応じて、深い程コード長の長いコード
    信号を発生する手段であることを特徴とする請求項1記
    載の距離対応形分散圧縮送受信方式パルスエコーシステ
    ム送受信装置。
  3. (3)高周波発振手段は、コード信号発生手段からの深
    さに対応する信号により深い程発振周波数を低くし、コ
    ード信号発生手段は深さに応じて、深い程同一コードの
    信号のコードの1単位の長さを長くし、単位ピン中の高
    周波信号の波数が常に同一であるようにすることを特徴
    とする請求項1記載の距離対応形分散圧縮送受信方式パ
    ルスエコーシステム送受信装置。
  4. (4)コード信号発生手段は、関心領域設定手段からの
    深度信号の深さに応じて深い程同一コードの信号のコー
    ドの1単位の長さを長くし、単位ピン中の高周波信号の
    波数を多くするようにした手段であることを特徴とする
    請求項1記載の距離対応形分散圧縮送受信方式パルスエ
    コーシステム送受信装置。
  5. (5)コード信号発生手段は、関心領域設定手段からの
    深度信号が最浅部を示す信号であるとき、バースト又は
    単一パルス変調を行わせる信号を発生する手段であるこ
    とを特徴とする請求項2、3又は4記載の距離対応形分
    散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信装置。
  6. (6)入力手段は、コード信号発生手段の発生するコー
    ドの種類を選択入力し、関心領域設定手段は設定された
    関心領域表示のための深度信号を画像表示手段に送るこ
    とを特徴とする請求項2、3、4又は5記載の距離対応
    形分散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信装置
JP63134257A 1988-05-31 1988-05-31 距離対応形分散圧縮送受信方式パルスエコーシステム送受信装置 Pending JPH01304376A (ja)

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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