JPH02147051A - Pulse compressing device for ultrasonic diagnosis - Google Patents
Pulse compressing device for ultrasonic diagnosisInfo
- Publication number
- JPH02147051A JPH02147051A JP1007721A JP772189A JPH02147051A JP H02147051 A JPH02147051 A JP H02147051A JP 1007721 A JP1007721 A JP 1007721A JP 772189 A JP772189 A JP 772189A JP H02147051 A JPH02147051 A JP H02147051A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- ultrasonic
- signal
- reference wave
- referring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 18
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超音波のチャープ波を利用して生体等の被
検体の特性を診断するための超音波診断用パルス圧縮装
置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic diagnostic pulse compression device for diagnosing the characteristics of a subject such as a living body using ultrasonic chirp waves. .
従来の超音波診断装置として、レーダにおいて実用化さ
れているパルス圧縮方式を採用するものが提案されてい
る。この種の超音波診断装置は、探知距離を長くでき、
かつ良好な距離分解能が得られるという利点があるが、
従来提案されているパルス圧縮方式による超音波診断装
置においては、パルス圧縮を行うための整合フィルタと
して、表面弾性波を応用した特殊なSAWフィルタを用
いているため、次のような問題がある。2. Description of the Related Art As a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, one that employs a pulse compression method that has been put into practical use in radar has been proposed. This type of ultrasonic diagnostic equipment has a long detection distance,
It has the advantage of providing good distance resolution.
Conventionally proposed ultrasonic diagnostic apparatuses using a pulse compression method use a special SAW filter that uses surface acoustic waves as a matched filter for pulse compression, and therefore have the following problems.
すなわち、超音波診断装置においては使用周波数が低く
、かつ帯域幅が広いため、それに適合するSAWフィル
タの製造が困難である。また、超音波診断装置において
は、減衰の大きい被検体をパルス反射法で測定する際に
、反射エコーの返ってくる深さに応じてフィルタ特性を
ダイナミックに可変して最適化する必要があるが、SA
Wフィルタにおいては電極のピッチや長さ等の機械的な
形状によってフィルタ特性が固定され、上記のようなダ
イナミック可変フィルタ特性を得ることができない。In other words, since the ultrasonic diagnostic apparatus uses a low frequency and a wide bandwidth, it is difficult to manufacture a SAW filter that is compatible with the ultrasonic diagnostic apparatus. In addition, in ultrasonic diagnostic equipment, when measuring a subject with large attenuation using the pulse reflection method, it is necessary to dynamically vary and optimize the filter characteristics depending on the depth at which the reflected echo returns. , S.A.
In the W filter, the filter characteristics are fixed depending on the mechanical shape such as the pitch and length of the electrodes, and the dynamically variable filter characteristics as described above cannot be obtained.
上記のような問題を解決するため、本願人は特開昭63
−233369号公報において、SAWフィルタヲ用い
ることなく、時間領域においてエコー(を号波形と整合
フィルタのインパルス応答波形(参照波)とのたたみ込
み積分を行うことにより相互相関をとってエコー信号を
パルス圧縮するようにした超音波診断用パルス圧縮装置
を既に提案している。この超音波診断用パルス圧縮装置
によれば、エコー信号波形と参照波とのたたみ込み積分
を行って相互相関をとるようにしているので、SAWフ
ィルタにおけるような使用周波数やその帯域幅に影響さ
れることなく、しかもダイナミック可変フィルタ特性を
有効に持たすことができる。したがって、高解像度、高
感度の超音波診断装置を容易に実現できるという利点が
ある。In order to solve the above-mentioned problems, the applicant has
In Publication No. 233369, the echo signal is pulse-compressed by performing cross-correlation by convolving the echo signal waveform and the impulse response waveform (reference wave) of the matched filter in the time domain without using a SAW filter. A pulse compression device for ultrasonic diagnosis has already been proposed. According to this pulse compression device for ultrasonic diagnosis, cross-correlation is obtained by performing convolution integration of an echo signal waveform and a reference wave. Therefore, it is not affected by the frequency used or its bandwidth like a SAW filter, and dynamically variable filter characteristics can be effectively provided.Therefore, it is possible to easily create a high-resolution, high-sensitivity ultrasonic diagnostic device. It has the advantage of being achievable.
しかしながら、本発明者による検討の結果、上述した本
願人が既に提案した超音波診断用パルス圧縮装置には以
下のような改良すべき点があることが判明した。However, as a result of studies by the present inventor, it has been found that the above-mentioned ultrasonic diagnostic pulse compression device already proposed by the present applicant has the following points that should be improved.
すなわち、この超音波診断用パルス圧縮装置においては
、パルス圧縮用の参照波を、実際に超音波振動子で受信
した・インパルス信号が整合フィルタを通った後の波形
を基に予め設定して記憶回路に記憶し、以後はこの記憶
回路に記憶した参照波データを読み取って参照波を得る
ようにしている。That is, in this ultrasonic diagnostic pulse compression device, the reference wave for pulse compression is set and stored in advance based on the waveform of the impulse signal actually received by the ultrasonic transducer and passed through a matched filter. The reference wave data is stored in a circuit, and thereafter the reference wave data stored in this storage circuit is read to obtain a reference wave.
このため、超音波振動子や回路素子の経時変化等により
最初に設定した参照波が最適なものでなくなり、超音波
像の画質が低下しても、容易に参照波の調整ができない
という問題がある。Therefore, even if the initially set reference wave is no longer optimal due to changes in the ultrasound transducer or circuit elements over time, and the quality of the ultrasound image deteriorates, the reference wave cannot be easily adjusted. be.
この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、超音波振動子の経時変化等に応じて、常に最適な参
照波でパルス圧縮できるよう適切に構成した超音波診断
用パルス圧縮装置を提供することを目的とする。This invention was made by focusing on these problems, and provides pulse compression for ultrasonic diagnostics that is appropriately configured so that pulse compression can always be performed using the optimal reference wave according to changes in the ultrasonic transducer over time. The purpose is to provide equipment.
〔課題を解決するための手段および作用〕上記目的を達
成するため、この発明では参照波算出手段と相関手段と
を設け、超音波のチャープ波の所定の反射物体からのエ
コー信号に基づいて参照波算出手段によりパルス圧縮用
の参照波を算出し、この算出した参照波と被検体からの
エコー信号との相互相関を相関手段により行って該エコ
ー信号をパルス圧縮するようにする。[Means and effects for solving the problem] In order to achieve the above object, the present invention is provided with a reference wave calculation means and a correlation means, and the reference wave calculation means and correlation means are provided to calculate the reference wave based on the echo signal from a predetermined reflecting object of the ultrasonic chirp wave. The reference wave for pulse compression is calculated by the wave calculating means, and the correlation means performs a cross-correlation between the calculated reference wave and the echo signal from the subject to pulse compress the echo signal.
第1図はこの発明の第1実施例における超音波診断装置
の概念図を示すもので、超音波振動子l、送受信回路2
、直交検波回路3、整合フィルタ4、直交変調回路5お
よび表示装置6を具える。整合フィルタ4は相関回路7
および参照波設定部8をもって構成し、参照波設定部8
を制御部9によりコントロールするようにする。FIG. 1 shows a conceptual diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.
, a quadrature detection circuit 3, a matched filter 4, a quadrature modulation circuit 5, and a display device 6. Matched filter 4 is correlation circuit 7
and a reference wave setting section 8, the reference wave setting section 8
is controlled by the control section 9.
この実施例では、送受信回路2により超音波振動子1を
駆動して例えば第2図に示すような周波数が時間りの経
過に伴って低(なる超音波チャープ信号を投射し、その
ときのエコーとして基準となる信号10を超音波振動子
lにより受信し、電気信号に変換して送受信回路2を経
て直交検波回路3に供給し、ここで複素信号に変換して
整合フィルタ4に取り込む。In this embodiment, the transmitter/receiver circuit 2 drives the ultrasonic transducer 1 to project an ultrasonic chirp signal whose frequency decreases over time as shown in FIG. A reference signal 10 is received by an ultrasonic transducer l, converted into an electrical signal, and supplied to a quadrature detection circuit 3 via a transmitter/receiver circuit 2, where it is converted into a complex signal and taken into a matched filter 4.
整合フィルタ4においては、相関回路7により参照波と
相関をとるためにたたみ込み積分を行うが、ここでたた
み込み積分を行う直前のエコー信号を参照波算出用デー
タ11として参照波設定部8に取り込む。参照波設定部
8では取り込んだ参照波算出用データ11.を基に参照
波を算出し、その結果を参照波設定データ12として相
関回路7に設定する。In the matched filter 4, the correlation circuit 7 performs convolution integration in order to correlate with the reference wave, but the echo signal immediately before the convolution integration is sent to the reference wave setting unit 8 as the reference wave calculation data 11. take in. The reference wave setting unit 8 receives reference wave calculation data 11. A reference wave is calculated based on , and the result is set in the correlation circuit 7 as reference wave setting data 12.
以上の参照波の算出および設定動作は制御部9により制
御される。このようにして、設定された参照波と実際の
被検体からのエコー信号との相互相関を相関回路7でと
ることにより、整合フィルタ4において被検体からのエ
コー信号をパルス圧縮し、これを直交変調回路5を経て
表示装置6に供給して超音波画像を表示する。The above reference wave calculation and setting operations are controlled by the control section 9. In this way, by taking the cross-correlation between the set reference wave and the echo signal from the actual subject in the correlation circuit 7, the echo signal from the subject is pulse-compressed in the matched filter 4, and this is orthogonally compressed. It is supplied to a display device 6 via a modulation circuit 5 to display an ultrasound image.
このように構成すれば、観測者が制御部9を)桑作する
ことにより、自動的に参照波の再設定を行うことができ
るので、超音波振動子lや回路素子の経時的特性変化に
対応したキャリブレーション(参照波の最適化)が容易
に実現できる。With this configuration, the reference wave can be automatically reset by the observer controlling the control unit 9, so that changes in the characteristics of the ultrasonic transducer and circuit elements over time can be avoided. Corresponding calibration (optimization of reference waves) can be easily achieved.
第3図は第1図の具体的構成を示すものである。FIG. 3 shows the specific configuration of FIG. 1.
この実施例は超音波内視鏡装置を示すもので、超音波内
視鏡21はコネクタ22を介して観測装置23に着脱自
在に連結されるようになっている。超音波内視鏡21の
挿入先端部には超音波振動子25が設けられ、モータ2
6によりフレキシブルシャフト27を介して回転駆動さ
れるようになっている。超音波振動子25の信号線(図
示せず)はフレキシブルシャフト27内を通してスリッ
プリング2日に接続され、このスリップリング28を介
して超音波振動子25に対する信号の授受が行われるよ
うになっている。This embodiment shows an ultrasonic endoscope device, in which an ultrasonic endoscope 21 is detachably connected to an observation device 23 via a connector 22. An ultrasonic transducer 25 is provided at the insertion tip of the ultrasonic endoscope 21, and a motor 2
6 through a flexible shaft 27. A signal line (not shown) of the ultrasonic transducer 25 is connected to the slip ring 2 through the flexible shaft 27, and signals are sent and received to and from the ultrasonic transducer 25 via the slip ring 28. There is.
また、コネクタ22には振動子駆動回路29、予め設定
した初期の参照波データを記憶するROM30、観測装
置23で算出した参照波データを記憶する5−RAM3
1およびそのバックアップ回路32が設けられ、観測装
置23に設けた送信回路33から振動子駆動回路29に
送信レート信号が供給され、ROM30および5−RA
M31の参照波データ(30a、31a )が観測装置
23内のD/A変換器34に供給されて参照波(C+
i D)に変換されるよう、になっている。The connector 22 also includes a transducer drive circuit 29, a ROM 30 that stores initial reference wave data set in advance, and a 5-RAM 3 that stores reference wave data calculated by the observation device 23.
1 and its backup circuit 32 are provided, a transmission rate signal is supplied from a transmission circuit 33 provided in the observation device 23 to the transducer drive circuit 29, and a ROM 30 and a 5-RA
The reference wave data (30a, 31a) of M31 is supplied to the D/A converter 34 in the observation device 23, and the reference wave data (C+
i D).
超音波振動子25での受信エコー信号は、観測装置23
内においてSTC回路35を経て直交検波回路36に供
給され、複素信号(A+iB)に変換されるようになっ
ている。この複素信号の実数部はデイレイライン37に
9、虚数部はデイレイライン38にそれぞれ供給されて
タップ毎にサンプリングされ、それらのサンプリング出
力Et、Exが掛は算器39−1〜39−n s40−
1〜40−n、 41−1〜41n;42 1〜42−
nの一方の入力端子にそれぞれ供給されると共に、A/
D変換器43に供給されるようになっている。掛は算器
39−1〜39−n;401〜40−n、 41−1〜
41−n ;42−1〜42−nの他方の入力端子には
D/A変換器34からの参照波が供給され、掛は算器3
9−1〜39−nの出力が加算器45に、掛は算器40
−1〜40−nの出力が加算器46に、掛は算器41−
1〜41−nの出力が加算器47に、掛は算器42−1
〜42−nの出力が加算器48にそれぞれ供給されるよ
うになっている。加算器45および48の出力は減算器
49に、加算器46および47の出力は加算器50にそ
れぞれ供給され、これら減算器49および加算器50の
出力が直交変調回路51に供給されて処理され、表示装
置52に供給されるようになっている。ここで、デイレ
イライン37゜38、掛は算器39−1〜39− n
、 4θ−1〜40−n。The echo signal received by the ultrasonic transducer 25 is transmitted to the observation device 23
The signal is supplied to a quadrature detection circuit 36 via an STC circuit 35, and is converted into a complex signal (A+iB). The real part of this complex signal is supplied to the delay line 37 and the imaginary part is supplied to the delay line 38 and sampled for each tap, and the sampling outputs Et and Ex are multiplied by the multipliers 39-1 to 39-n s40. −
1-40-n, 41-1-41n; 42 1-42-
are supplied to one input terminal of A/n, respectively, and
The signal is supplied to a D converter 43. Multiplying calculators 39-1 to 39-n; 401 to 40-n, 41-1 to
41-n; The reference wave from the D/A converter 34 is supplied to the other input terminal of 42-1 to 42-n, and the multiplication is performed by the multiplier 3.
The outputs of 9-1 to 39-n are sent to an adder 45, and the multiplication is sent to a multiplier 40.
The outputs of -1 to 40-n are sent to the adder 46, and the multiplication is done by the adder 41-
The outputs of 1 to 41-n are sent to the adder 47, and the multiplication is sent to the adder 42-1.
The outputs of .about.42-n are supplied to the adder 48, respectively. The outputs of adders 45 and 48 are supplied to a subtracter 49, the outputs of adders 46 and 47 are supplied to an adder 50, and the outputs of these subtracters 49 and adder 50 are supplied to a quadrature modulation circuit 51 and processed. , are supplied to the display device 52. Here, the delay line is 37°38, and the multiplication is by calculators 39-1 to 39-n.
, 4θ-1 to 40-n.
41−1〜41− n 、 42−1〜42− n 、
加算器45〜48゜50および減算器49は相関回路を
構成している。41-1 to 41-n, 42-1 to 42-n,
Adders 45-48.degree. 50 and subtracter 49 constitute a correlation circuit.
一方、A/D変換器43の出力は参照波演算回路53に
供給され、この参照波演算回路53の出力が超音波内視
鏡21のコネクタ22に設けた5−RAM31に供給さ
れるようになっている。なお、参照波演算回路53およ
び表示装置52の動作は制御部55によって制御される
ようになっていると共に、この制御部55によってRO
M30および5−RAM31のいずれかが選択されて、
その参照波データがD/A変換器34に供給されるよう
になっている。On the other hand, the output of the A/D converter 43 is supplied to a reference wave calculation circuit 53, and the output of this reference wave calculation circuit 53 is supplied to the 5-RAM 31 provided in the connector 22 of the ultrasound endoscope 21. It has become. Note that the operations of the reference wave calculation circuit 53 and the display device 52 are controlled by a control section 55, and the operation of the RO
Either M30 or 5-RAM31 is selected,
The reference wave data is supplied to the D/A converter 34.
次に第3図に示す超音波内視鏡装置の動作を説明する。Next, the operation of the ultrasonic endoscope apparatus shown in FIG. 3 will be explained.
この実施例では、通常はROM30に予め記憶した初期
の参照波データ30aを用いてパルス圧縮を行って表示
装置52に超音波像を表示させる。先ず、送信回路33
からの送信レート信号に従って振動子駆動回路29から
チャープ信号を出力させ、これによりスリップリング2
8を介して超音波振動子25を駆動して被検体中に第2
図に示したような超音波チ中−プパルスを放射させる。In this embodiment, pulse compression is normally performed using initial reference wave data 30a previously stored in the ROM 30, and an ultrasound image is displayed on the display device 52. First, the transmitting circuit 33
The chirp signal is output from the vibrator drive circuit 29 according to the transmission rate signal from the slip ring 2.
8 to drive the ultrasonic transducer 25 into the subject.
Emit an ultrasonic wave pulse as shown in the figure.
この超音波振動子25から放射された超音波チャープパ
ルスの被検体からの反射波は超音波振動子25で受波し
、電気信号に変換してスリップリング28を介してST
C回路35に供給し、ここで被検体中の深さに応じて減
衰を補正して、その出力を直交検波回路36に供給する
。直交検波回路36では、STC回路35からの超音波
エコー信号を信号処理し易いようにその周波数帯域を低
域へ複素変換し、その複素信号(A+iB)のうちの実
数部(A)をデイレイライン37に虚数部(B)をデイ
レイライン38にそれぞれ供給してタップ毎にサンプリ
ングする。デイレイライン37でタップ毎にサンプリン
グされた出力は掛は算器39−1〜39−nおよび40
−1〜40− nの一方の入力端子に供給し、またデイ
レイライン38でタップ毎にサンプリングされた出力は
掛は算器41−1〜41−nおよび42−1〜42−
nの一方の入力端子に供給する。The ultrasonic chirped pulse emitted from the ultrasonic transducer 25 is reflected from the subject by the ultrasonic transducer 25, which converts it into an electrical signal and sends it to the ST via the slip ring 28.
The signal is supplied to the C circuit 35, where the attenuation is corrected according to the depth within the subject, and the output thereof is supplied to the quadrature detection circuit 36. The quadrature detection circuit 36 complex-converts the frequency band of the ultrasonic echo signal from the STC circuit 35 to a low frequency band so as to facilitate signal processing, and converts the real part (A) of the complex signal (A+iB) into a delay line. 37 and the imaginary part (B) are respectively supplied to the delay line 38 and sampled for each tap. The output sampled for each tap by the delay line 37 is multiplied by multipliers 39-1 to 39-n and 40.
-1 to 40-n, and the output sampled for each tap by the delay line 38 is multiplied by multipliers 41-1 to 41-n and 42-1 to 42-n.
is supplied to one input terminal of n.
一方、制御部55においてはROM30を制御して、該
ROM30に予め記憶されている初期の参照波データ3
0aを読み出すようにする。この参照波データ30aは
D/A変換器34に供給して参照波(C+iD、ただし
C; C+ 〜Cn 、 D ; dl 〜d6 )を
得、その出力01〜c7を掛は算器39−1〜39nお
よび41−1〜41−nの他方の入力端子に、出力d1
〜d7を掛は算器40−1〜40−nおよび42−1〜
42−nの他方の入力端子にそれぞれ供給する。このよ
うにして、各掛は算器において時間領域においてエコー
信号と参照波信号とを掛は算して、加算器45において
掛は算器39−1〜39−nの総和(AC)を、加算器
46において掛は算器401〜40−nの総和(AD)
を、加算器47ニオイて掛は算器41−1〜41−nの
総和(BC)を、加算器48において掛は算器42−1
〜42−nの総和(BD)をそれぞれ求め、減算器49
で加算器45および48の出力差(AC−BD)を、加
算器50で加算器46および47の出力の和(AD+B
C)を求めることにより、複素信号(A+iB)に変換
した超音波エコー信号と参照波(C十i D)とのたた
み込み積分を行って相互相関をとり、パルス圧縮を行う
。こうして相関回路で圧縮されたエコー信号は直交変調
回路51に供給して表示装置52で処理し易い周波数帯
域に変調して表示装置52に表示する。On the other hand, the control unit 55 controls the ROM 30 to generate initial reference wave data 3 stored in advance in the ROM 30.
Make sure to read 0a. This reference wave data 30a is supplied to the D/A converter 34 to obtain a reference wave (C+iD, where C; C+ to Cn, D; dl to d6), and the multiplier 39-1 multiplies the outputs 01 to c7. ~ 39n and the other input terminal of 41-1 ~ 41-n, the output d1
Multiply by ~d7 using calculators 40-1~40-n and 42-1~
42-n, respectively. In this way, each multiplier multiplies the echo signal and the reference wave signal in the time domain, and the adder 45 multiplies the sum (AC) of the multipliers 39-1 to 39-n. The multiplication in the adder 46 is the sum (AD) of the calculators 401 to 40-n.
, the adder 47 multiplies the total sum (BC) of the calculators 41-1 to 41-n, and the adder 48 multiplies the sum (BC) of the calculators 41-1 to 41-n.
~42-n, and calculate the sum (BD) of each of them, and subtracter 49
The difference between the outputs of adders 45 and 48 (AC-BD) is determined by the adder 50, and the sum of the outputs of adders 46 and 47 (AD+B) is determined by the adder 50.
By determining C), the ultrasonic echo signal converted into a complex signal (A+iB) and the reference wave (C1iD) are convolved and integrated to obtain cross-correlation and pulse compression is performed. The echo signal thus compressed by the correlation circuit is supplied to the orthogonal modulation circuit 51, modulated into a frequency band that can be easily processed by the display device 52, and displayed on the display device 52.
ここで、ROM30に予め記憶されている初期の参照波
データ30aが、超音波振動子25の経時的特性変化等
により最適とはいえない状態になった場合には、以下の
ようにして参照波を再設定することができる。すなわち
、超音波振動子25と対向して反射率lの例えばステン
レスブロックより成る反射体60を配置し、この反射体
60に向けて上述したと同様にして超音波振動子25か
ら超音波チャープパルスを放射させ、その超音波エコー
信号をSTC回路35および直交検波回路36を経て相
関回路に供給する。また、制御部55により参照波演算
回路53の動作を制御して、A/D変換器43でデジタ
ル信号に変換した相関回路のデイレイライン37゜38
の出力(Et 、 Ex )に基づいて参照波を演算
し、その参照波データを制御部55の制御の下にバック
アップ回路32でバックアップされたSRAM31に記
憶する。以後、実際の超音波像の観測においては、制御
部55により5−RAM31を選択して、該5−RAM
31に記憶されている最新の参照波データ31aをD/
A変換器34を経て掛は算器39−1〜39− n、
40−1〜40− n、 41−1〜41−n、42−
1〜42−nに設定してパルス圧縮を行う。Here, if the initial reference wave data 30a stored in advance in the ROM 30 is in a state that cannot be said to be optimal due to changes in the characteristics of the ultrasonic transducer 25 over time, etc., the reference wave data 30a is can be reset. That is, a reflector 60 made of, for example, a stainless steel block with a reflectance l is placed opposite the ultrasonic transducer 25, and an ultrasonic chirped pulse is emitted from the ultrasonic transducer 25 toward the reflector 60 in the same manner as described above. is emitted, and the ultrasonic echo signal is supplied to a correlation circuit via an STC circuit 35 and a quadrature detection circuit 36. Further, the control unit 55 controls the operation of the reference wave calculation circuit 53, and the delay line 37° 38 of the correlation circuit is converted into a digital signal by the A/D converter 43.
A reference wave is calculated based on the outputs (Et, Ex), and the reference wave data is stored in the SRAM 31 backed up by the backup circuit 32 under the control of the control unit 55. Thereafter, in actual observation of ultrasound images, the control unit 55 selects the 5-RAM 31 and uses the 5-RAM
31, the latest reference wave data 31a stored in D/
After passing through the A converter 34, the multiplication is performed by calculators 39-1 to 39-n,
40-1 to 40-n, 41-1 to 41-n, 42-
1 to 42-n to perform pulse compression.
以上の操作によって、ROM30に記憶されている初期
の参照波が、超音波振動子25の経時的特性変化等によ
り最適とはいえない状態になった場合に、操作者が反射
率1の反射体60を用いることによって容易に参照波の
再調整を行うことができる。As a result of the above operations, if the initial reference wave stored in the ROM 30 becomes less than optimal due to changes in the characteristics of the ultrasonic transducer 25 over time, etc., the operator can use a reflector with a reflectance of 1. By using 60, the reference wave can be readjusted easily.
第4図はこの発明の第2実施例における超音波診断装置
の構成を示すものである。超音波内視鏡71は上述した
実施例と同様に観測装置72に着脱自在に連結する。こ
の超音波内視鏡71は、例えば第5図に示すように観察
光学系73、送気・送水チューブ74、鉗子チャンネル
75、照明光学系(図示せず)等を有する斜視形の内視
鏡の挿入先端部に、キャップ76で保護して超音波振動
子77を回転自在に設け、この超音波振動子77を図示
しないモータにより回転させながら、キャンプ76を通
して被検体に対する超音波の送受波を行うように構成す
る。FIG. 4 shows the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus in a second embodiment of the present invention. The ultrasonic endoscope 71 is detachably connected to the observation device 72 as in the above embodiment. This ultrasonic endoscope 71 is, for example, a perspective endoscope having an observation optical system 73, an air/water supply tube 74, a forceps channel 75, an illumination optical system (not shown), etc. as shown in FIG. An ultrasonic transducer 77 is rotatably provided at the insertion tip of the probe, protected by a cap 76, and while this ultrasonic transducer 77 is rotated by a motor (not shown), ultrasonic waves are transmitted and received to and from the subject through the camp 76. Configure it to do so.
なお、キャンプ76内には超音波の減衰を防止するため
、水等の超音波伝達媒体78を満たしておく。Note that the camp 76 is filled with an ultrasonic transmission medium 78 such as water in order to prevent ultrasonic waves from attenuating.
ここで、キャップ76は超音波を有効に透過する例えば
プラスチックより形成するが、実際には超音波振動子7
7から放射された超音波はキャップ76で反射され、こ
れが超音波振動子77で反射されるため、超音波振動子
77とキャップ76との間で多重エコーが生じ、その多
重エコーが超音波振動子77で受波される。したがって
、超音波振動子77から被検体に向けて超音波を放射し
てその反射波を受波すると、第6図Aに示すように被検
体からのエコー信号1の他に、キャップ76と超音波振
動子77との間での多重エコー信号■が現われる。Here, the cap 76 is made of plastic, for example, which effectively transmits ultrasonic waves, but in reality, the ultrasonic transducer 7
The ultrasonic waves emitted from the cap 76 are reflected by the cap 76 and reflected by the ultrasonic transducer 77, so multiple echoes are generated between the ultrasonic transducer 77 and the cap 76, and the multiple echoes are converted into ultrasonic vibrations. The wave is received by the receiver 77. Therefore, when the ultrasonic transducer 77 emits ultrasonic waves toward the subject and receives the reflected waves, in addition to the echo signal 1 from the subject, as shown in FIG. A multiple echo signal (2) appears between the sound wave transducer 77 and the sound wave transducer 77.
この実施例では、上記のように超音波振動子77から放
射された超音波がキャップ76で反射されるのを利用し
、後述するようにその多重エコー信号のうちの1つを取
り出して参照波データを算出する。In this embodiment, as described above, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transducer 77 is reflected by the cap 76, and as described later, one of the multiple echo signals is extracted and a reference signal is generated. Calculate the data.
第4図において、超音波振動子77は観測装置72に設
けた制御回路81からの送信タイミング信号に同期して
送信回路82から送出されるチャープ信号により駆動し
、これにより被検体に向けて第2図に示したような超音
波チャープパルスを放射するようにする。送信回路82
には、制御回路81からの電圧制御信号によって制御さ
れる電圧制御回路83を接続し、観測装置72に設けた
図示しない操作パネル上のスイッチを手動操作すること
により、制御回路81からの電圧制御信号により電圧制
御回路83を介して送信回路82から超音波振動子77
に送出するチャープ信号の送信パワーを制御し得るよう
にする。In FIG. 4, an ultrasonic transducer 77 is driven by a chirp signal sent from a transmission circuit 82 in synchronization with a transmission timing signal from a control circuit 81 provided in an observation device 72, and is thereby driven by a chirp signal sent toward the subject. Ultrasonic chirped pulses as shown in Figure 2 are emitted. Transmission circuit 82
A voltage control circuit 83 controlled by a voltage control signal from the control circuit 81 is connected to the , and voltage control from the control circuit 81 is performed by manually operating a switch on an operation panel (not shown) provided on the observation device 72. The ultrasonic transducer 77 is transmitted from the transmitting circuit 82 via the voltage control circuit 83 according to the signal.
It is possible to control the transmission power of the chirp signal sent to the chirp signal.
一方、超音波振動子77で受波したエコー信号は、プリ
アンプ84で増幅した後、観測装置72に設けた信号処
理回路85で処理して相関回路86およびゲート回路8
7に供給するようにする。ゲート回路87には、参照波
データの算出モードにおいて、制御回路81から第6図
已に示すようなゲートパルスを供給し、これにより第6
図Aに示す多重エコー信号から第6図Cに示すように所
定のエコー信号を取り出して参照波演算回路88に供給
するようにする。On the other hand, the echo signal received by the ultrasonic transducer 77 is amplified by a preamplifier 84 and then processed by a signal processing circuit 85 provided in the observation device 72 to be processed by a correlation circuit 86 and a gate circuit 8.
7. In the reference wave data calculation mode, the gate circuit 87 is supplied with a gate pulse as shown in FIG.
A predetermined echo signal as shown in FIG. 6C is extracted from the multiplex echo signal shown in FIG. 6A and supplied to the reference wave calculation circuit 88.
参照波演算回路88では、ゲート回路87で取り出され
たエコー信号に基づいて参照波データを算出し、この参
照波データを相関回路86に供給して、超音波像の表示
モードにおいて相関回路86で信号処理回路85からの
エコー信号と参照波データとの相互相関を行ってエコー
信号をパルス圧縮するようにする。なお、参照波演算回
路88で算出した参照波データは、該参照波演算回路8
8または相関回路86においてRAMに格納するように
する。相関回路86の出力は信号処理回路89に供給し
、ここで表示装置90で処理し易い周波数帯域に変調し
た後、制御装置81の制御のちとに表示装置90に超音
波像として表示するようにする。The reference wave calculation circuit 88 calculates reference wave data based on the echo signal extracted by the gate circuit 87, supplies this reference wave data to the correlation circuit 86, and outputs the reference wave data to the correlation circuit 86 in the ultrasonic image display mode. The echo signal from the signal processing circuit 85 and the reference wave data are cross-correlated to pulse-compress the echo signal. Note that the reference wave data calculated by the reference wave calculation circuit 88 is
8 or the correlation circuit 86 to store it in the RAM. The output of the correlation circuit 86 is supplied to a signal processing circuit 89, where it is modulated into a frequency band that can be easily processed by a display device 90, and then displayed as an ultrasonic image on a display device 90 under the control of a control device 81. do.
以下、この実施例の動作を説明する。The operation of this embodiment will be explained below.
この実施例では、超音波振動子77を保護するキャップ
76からのエコー信号に基づいて参照波データを得るた
め、超音波像の表示モードに先立って、算出モードとし
て参照波データを算出する。この算出モードにおいては
、キャップ76からの多重エコー信号の振幅がプリアン
プ84および信号処理回路85で飽和しない程度の大き
さとなるように、操作パネル上のスイッチを手動操作し
て制御回路81からの電圧制御信号により電圧制御回路
83を介して送信回路82から送出するチャープ信号の
送信パワーを制御し、これにより超音波振動子77を駆
動して超音波を放射し、そのエコー信号をプリアンプ8
4および信号処理回路85を経てゲート回路87に供給
して第6図A−Cに示したようにキャップ76での所定
のエコー信号を取り出して参照波演算回路88で参照波
データを算出し、これを参照波演算回路88または相関
回路86のRAMに格納する。In this embodiment, in order to obtain reference wave data based on the echo signal from the cap 76 that protects the ultrasonic transducer 77, the reference wave data is calculated in the calculation mode prior to the ultrasonic image display mode. In this calculation mode, the voltage from the control circuit 81 is adjusted by manually operating the switch on the operation panel so that the amplitude of the multiplex echo signal from the cap 76 is large enough to prevent saturation in the preamplifier 84 and signal processing circuit 85. The control signal controls the transmission power of the chirp signal sent from the transmission circuit 82 via the voltage control circuit 83, thereby driving the ultrasonic transducer 77 to emit ultrasonic waves, and transmitting the echo signal to the preamplifier 8.
4 and a signal processing circuit 85 to a gate circuit 87 to extract a predetermined echo signal at the cap 76 as shown in FIGS. 6A to 6C, and a reference wave calculation circuit 88 calculates reference wave data. This is stored in the RAM of the reference wave calculation circuit 88 or the correlation circuit 86.
参照波データの算出後、被検体の超音波像を表示するに
あたってでは、操作パネル上のスイッチを操作して表示
モードとし、これにより被検体から十分な振幅のエコー
信号が得られるパワーのチャープ信号を送出して超音波
振動子77を駆動して被検体に超音波チャープパルスを
放射し、そのエコー信号をプリアンプ84および信号処
理回路85を経て相関回路86に供給して先の算出モー
ドにおいて求めた参照波データとの相互相関を行ってパ
ルス圧縮し、このパルス圧縮した信号を信号処理回路8
9を経て表示装置90に送給して超音波像として表示さ
せる。After calculating the reference wave data, when displaying the ultrasound image of the subject, operate the switch on the operation panel to switch to display mode, which will generate a chirp signal with a power that allows you to obtain an echo signal of sufficient amplitude from the subject. The ultrasonic vibrator 77 is driven to emit an ultrasonic chirp pulse to the subject, and the echo signal is supplied to the correlation circuit 86 via the preamplifier 84 and signal processing circuit 85 to be calculated in the calculation mode described above. The pulse is compressed by performing cross-correlation with the reference wave data obtained by
9 to a display device 90 to display it as an ultrasound image.
また、先に算出した参照波データが、超音波振動子77
の経時的特性変化等により最適とはいえない状態になっ
た場合には、操作パネル上のスイッチを手動操作して上
述した算出モードとし、これによりキャップ76からの
エコー信号に基づいて参照波データのキャリブレーショ
ンを行う。In addition, the previously calculated reference wave data is
If the condition is not optimal due to changes in the characteristics over time, etc., manually operate the switch on the operation panel to enter the calculation mode described above, and the reference wave data is calculated based on the echo signal from the cap 76. Calibrate.
このように、この実施例によれば参照波データのキャリ
ブレーションを行うためのターゲットとして、超音波内
視鏡71が本来具える超音波振動子77を保護するキャ
ップ76を用いるようにしたので、特別な治具が不要と
なり、したがって容易に参照波のキャリブレーションを
行うことができる。As described above, according to this embodiment, since the cap 76 that protects the ultrasonic transducer 77 that the ultrasonic endoscope 71 is originally provided with is used as the target for calibrating the reference wave data, A special jig is not required, so the reference wave can be easily calibrated.
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、この発明は上述した体内式の超音波内視鏡に限らず、
体外式の超音波診断装置にも有効に適用することができ
る。また、第1実施例では初期の参照波データをROM
30に記憶するようにしたが、このROM30を省略し
、参照波データを上述したように演算により求めて5−
RAM31に記憶して用いるようにしてもよい。更に、
第2実施例では参照波データを算出するのに適切な多重
エコーの振幅が得られるように、送信回路82から送出
するチャープ信号の送信パワーを制御するようにしたが
、送信パワーは固定とし、ゲートパルスのタイミングを
制御して参照波データを算出するのに適した振幅まで充
分に減衰した多重エコーを取り込むようにしてもよい。Note that this invention is not limited only to the embodiments described above, and numerous modifications and changes are possible. For example, this invention is not limited to the above-mentioned internal ultrasound endoscope,
It can also be effectively applied to external ultrasound diagnostic equipment. In addition, in the first embodiment, the initial reference wave data is stored in the ROM.
However, this ROM 30 is omitted and the reference wave data is obtained by calculation as described above and is stored in the 5-
It may be stored in the RAM 31 and used. Furthermore,
In the second embodiment, the transmission power of the chirp signal sent out from the transmission circuit 82 is controlled so that the amplitude of multiple echoes suitable for calculating reference wave data is obtained, but the transmission power is fixed. The timing of the gate pulse may be controlled to capture multiple echoes that have been sufficiently attenuated to an amplitude suitable for calculating reference wave data.
以上述べたように、この発明によれば参照波算出手段を
設けて、受信した所定の反射物体からの超音波エコー信
号に基づいて参照波を算出するようにしたので、参照波
の調整を容易に行うことができ、したがって超音波エコ
ー信号を超音波振動子や回路素子の経時的特性変化に対
応して常に最適な参照波でパルス圧縮することができる
。また、第1実施例のように、参照波算出手段で算出し
た参照波を超音波内視鏡においてメモリに保持するよう
にすれば、超音波内視鏡毎の超音波振動子の特性のバラ
ツキにも対応することができる。As described above, according to the present invention, the reference wave calculation means is provided to calculate the reference wave based on the received ultrasonic echo signal from a predetermined reflecting object, making it easy to adjust the reference wave. Therefore, the ultrasonic echo signal can be pulse-compressed with the optimal reference wave at all times in response to changes in the characteristics of the ultrasonic transducer and circuit elements over time. Furthermore, if the reference wave calculated by the reference wave calculation means is stored in the memory of the ultrasound endoscope as in the first embodiment, variations in the characteristics of the ultrasound transducer for each ultrasound endoscope can be avoided. It can also correspond to
第1図はこの発明の第1実施例における超音波診断装置
の概念図、
第2図は超音波チャープ信号の一例を示す図、第3図は
第1実施例の具体的構成を示すブロック図、
第4図はこの発明の第2実施例における超音波診断装置
の構成を示すブロック図、
第5図は超音波内視鏡の一例の構成を示す図、第6図A
−Cは第2実施例の動作を説明するための信号波形図で
ある。
■・・・超音波振動子 2・・・送受信回路3・・
・直交検波回路 4・・・整合フィルタ5・・・直
交変調回路 6・・・表示装置7・・・相関回路
8・・・参照波設定部9・・・制御部
21・・・超音波内視鏡23・・・観測装置
25・・・超音波振動子29・・・振動子駆動回路
30・・・ROM31・・・5−RAM
33・・・送信回路34・・・D/A変換器 3
5・・・STC回路36・・・直交検波回路 37
.38・・・デイレイライン39−1〜39−n、 4
0−1〜40−n、 41−1〜41−n、 42−1
〜42−n・・・掛は算器
43・・・A/D変換器
49・・・減算器
52・・・表示装置
55・・・制御部
71・・・超音波内視鏡
76・・・キャップ
81・・・制御回路
83・・・電圧制御回路
85、89・・・信号処理回路
45〜48.50・・・加算器
51・・・直交変調回路
53・・・参照波演算回路
60・・・反射体
72・・・観測装置
77・・・超音波振動子
82・・・送信回路
84・・・プリアンプ
86・・・相関回路
87・・・ゲート回路
90・・・表示装置
88・・・参照波演算回路Fig. 1 is a conceptual diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an example of an ultrasonic chirp signal, and Fig. 3 is a block diagram showing a specific configuration of the first embodiment. , FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an ultrasound diagnostic apparatus in a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an example of an ultrasound endoscope, and FIG. 6A
-C is a signal waveform diagram for explaining the operation of the second embodiment. ■...Ultrasonic transducer 2...Transmission/reception circuit 3...
- Quadrature detection circuit 4... Matched filter 5... Quadrature modulation circuit 6... Display device 7... Correlation circuit
8... Reference wave setting section 9... Control section
21...Ultrasonic endoscope 23...Observation device
25... Ultrasonic transducer 29... Vibrator drive circuit 30... ROM31... 5-RAM
33... Transmission circuit 34... D/A converter 3
5... STC circuit 36... Quadrature detection circuit 37
.. 38...Delay line 39-1 to 39-n, 4
0-1 to 40-n, 41-1 to 41-n, 42-1
~42-n...Multiplication unit 43...A/D converter 49...Subtractor 52...Display device 55...Control unit 71...Ultrasonic endoscope 76... - Cap 81...Control circuit 83...Voltage control circuit 85, 89...Signal processing circuit 45 to 48.50...Adder 51...Orthogonal modulation circuit 53...Reference wave calculation circuit 60 ... Reflector 72 ... Observation device 77 ... Ultrasonic transducer 82 ... Transmission circuit 84 ... Preamplifier 86 ... Correlation circuit 87 ... Gate circuit 90 ... Display device 88.・Reference wave calculation circuit
Claims (1)
をパルス圧縮する超音波診断用パルス圧縮装置であって
、所定の反射物体からのエコー信号に基づいてパルス圧
縮用の参照波を算出する手段と、この参照波算出手段で
算出した参照波と被検体からのエコー信号との相互相関
を行って該エコー信号をパルス圧縮する相関手段とを具
える超音波診断用パルス圧縮装置。1. An ultrasonic diagnostic pulse compression device that pulse-compresses an echo signal of an ultrasonic chirp wave whose frequency changes, and means for calculating a reference wave for pulse compression based on an echo signal from a predetermined reflecting object. A pulse compression device for ultrasonic diagnosis, comprising: a correlation means for cross-correlating the reference wave calculated by the reference wave calculation means with an echo signal from a subject and compressing the echo signal into a pulse.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1007721A JPH02147051A (en) | 1988-04-20 | 1989-01-18 | Pulse compressing device for ultrasonic diagnosis |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-95438 | 1988-04-20 | ||
| JP9543888 | 1988-04-20 | ||
| JP1007721A JPH02147051A (en) | 1988-04-20 | 1989-01-18 | Pulse compressing device for ultrasonic diagnosis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02147051A true JPH02147051A (en) | 1990-06-06 |
Family
ID=26342065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1007721A Pending JPH02147051A (en) | 1988-04-20 | 1989-01-18 | Pulse compressing device for ultrasonic diagnosis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02147051A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010142442A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Ultrasonic diagnostic imaging apparatus |
| JP2010162147A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnostic device |
| JP2018084416A (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-31 | 株式会社日立パワーソリューションズ | Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1007721A patent/JPH02147051A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010142442A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | Ultrasonic diagnostic imaging apparatus |
| JP2010162147A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic diagnostic device |
| JP2018084416A (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-31 | 株式会社日立パワーソリューションズ | Ultrasonic inspection device and ultrasonic inspection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4073092B2 (en) | Ultrasound imaging system and method | |
| TW531407B (en) | System and method for phase inversion ultrasonic imaging | |
| US4612937A (en) | Ultrasound diagnostic apparatus | |
| US7393324B2 (en) | Ultrasonic transmitting and receiving apparatus | |
| JPH05237117A (en) | Coherent oscillatory energy beam imager and method for correcting aberrations in a transmission medium | |
| JP2011087949A (en) | Portable ultrasound imaging system | |
| US4679565A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus using non-linear parameters of an organ | |
| US6599248B1 (en) | Method and apparatus for ultrasound diagnostic imaging | |
| US4949313A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and pulse compression apparatus for use therein | |
| CN101361663B (en) | Ultrasonic image pickup equipment | |
| JP4458407B2 (en) | Harmonic imaging method and apparatus using multiplex transmission | |
| JPH02147051A (en) | Pulse compressing device for ultrasonic diagnosis | |
| JP2003265466A (en) | Ultrasonograph | |
| US6682486B2 (en) | Ultrasonic diagnosing method and apparatus using correlative coefficient | |
| JPH0759771A (en) | Ultrasonic image display method and apparatus therefor | |
| JPH1014921A (en) | Ultrasonic imaging method and apparatus | |
| JP2001000434A (en) | Method and system for imaging a substance | |
| JP3243237B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| JPS6332456B2 (en) | ||
| JPH0542157A (en) | Ultrasonic diagnostic device | |
| JP4568080B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| JP3394808B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
| JPH02228952A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
| JPH07111992A (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
| JP2025086538A (en) | Ultrasound diagnostic equipment |