JPH0218096B2

JPH0218096B2 -

Info

Publication number: JPH0218096B2
Application number: JP58245395A
Authority: JP
Inventors: Juji Kondo
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-12-28
Filing date: 1983-12-28
Publication date: 1990-04-24
Also published as: JPS60139238A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は超音波診断装置、特に被検体に向け所
定の送信繰り返し周期で超音波を送受波し被検部
位からのデータ信号を得る超音波診断装置に関す
る。

〔従来技術〕

近年、被検体に出け超音波を送受波し、これに
より得られた受波信号をCRT上に画像表示する
装置が周知であり、CRT画面上に表示される画
像から被検体の各種内部情報を得ることができる
ため、例えば血流、心臓等のドプラ診断用とし
て、或いは各種物体の探傷用として幅広く用いら
れている。

第１図には、このような超音波診断装置の一例
が示されており、この装置は探触子１０を被検体
１２の所望被検部位１４へ向けセツトし、この探
触子１０から被検部位１４に向け超音波１００の
送受波を行つている。

ここにおいて、超音波の送波は送受信器１８か
ら送信パルスを所定の送信繰り返し周期で探触子
１０に印加することにより行われ、探触子１０か
らはこの送信パルスが印加されるたびに超音波が
生体１２の内部に向け送波される。

このように送波された超音波１００は生体１２
内部を伝搬していき、被検部位１４で反射されエ
コーとして探触子１０に戻つてくる。従つて、こ
のエコーを検出しCRT上に表示すれば、体内組
織の音響特性の分布を画像として表示することが
でき、また健全な組織と腫瘍組織とは音響的特性
が異なるので、CRT上に表示された画像パター
ンから被検部位１４内部に存在する異常の有無及
びその位置を知ることができる。

ところで、このような超音波診断装置におい
て、超音波の送信繰り返し周期Ｔは、被検部位１
４に向けた超音波の送受波に要する時間より長く
設定されている。このため、被検部位１４からの
エコー１１０は各超音波の送波に係る受波期間中
に受波されるが、この被検部位１４より深い位置
に、探触子１０からの超音波送受波時間が超音波
の送信繰り返し周期Ｔを上回る何らかのエコー源
１６が存在すると、各超音波の送波に対するエコ
ーの受波期間中に、第２図に示すように、被検部
位１４からの真のエコー１１０のほかに前回以前
の超音波送波に係るエコー源１６からの遅延エコ
ー１２０も受波されることになる。

しかし、従来の超音波診断装置においては、こ
のようにして得られた受波信号をそのまま被検部
位１４からのデータとして信号処理しているた
め、得られる受波信号には真のエコー１１０のほ
かに遅延エコー１２０が誤差成分として含まれる
こととなり、被検部位１４の正確な診断画像を得
ることができないという欠点があつた。

特にこのような遅延エコー成分の混入は、得ら
れる診断画像の近距離領域の画像を劣化させ、し
かも、その劣化の割合は送信繰り返し周期を短く
するほど大きくなるため、その有効な対策が望ま
れていた。

〔発明の目的〕本発明はこのような従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、被検体に向け所定の送
信繰り返し周期で超音波を送受波し、被検部位か
らのデータ信号を得るに当たり、該データ信号中
に含まれる被検部位からの真のエコー成分に対す
る前回以前の超音波送波に係る遅延エコー成分の
割合を減少させ、正確な診断を行うことを可能と
する超音波診断装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明の装置は、
被検体に向け所定の送信繰り返し周期で超音波信
号を送受波し、反射エコーのうち被検部位からの
データ信号を得る超音波診断装置において、前記
超音波信号は、少なくとも前回とは異なる送信繰
り返し周期に設定され、該超音波信号の送受波を
行う送受信器と、前記送受信器により受波された
超音波受波信号を入力し、該受波信号を所定の搬
送波信号で復調処理してサイン成分とコサイン成
分とに分離されたサイン信号とコサイン信号とを
出力する復調回路と、前記復調回路を介して得ら
れた前回の受波信号のサイン信号とコサイン信号
とをその前回の送信繰り返し周期時間分遅延して
出力する遅延回路と、前記復調回路を介して得ら
れた今回のサイン信号と前記遅延回路を介して得
られた前回のサイン信号とを加算後２乗演算して
サイン成分の信号を得るサイン演算器と、前記復
調回路を介して得られた今回のコサイン信号と前
記遅延回路を介して得られた前回のコサイン信号
とを加算後２乗演算してコサイン成分の信号を得
るコサイン演算器と、前記サイン演算器及びコサ
イン演算器の出力するサイン成分及びコサイン成
分の両成分の信号を加算して位相成分を除去する
と共に、その加算値を平方根演算して被検部位か
らの反射強度のみのデータ信号を得る演算回路
と、を有し、前記データ信号中に含まれる被検部
位からの真のエコー成分に対する前回以前の超音
波送波に係る遅延エコー成分の割合を減少させる
ことを特徴とする。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。なお前記第１図に示す装置と対応する部
材には同一符号を付し、その説明は省略する。

(1) 本発明の原理本発明の実施例を説明するに当たり、まず超
音波の送受波により得られた被検部位からのデ
ータ信号から、該データ信号中に含まれる前回
以前の超音波送波に係る遅延エコー成分を減少
させる本発明の原理について説明する。

例えば、第１図に示すように、被検体１２内
の被検部位１４より深い位置に、探触子１０か
らの超音波の送受波時間が超音波の送信繰り返
し周期より長い何らかのエコー源１６が存在す
る音響モデルを仮定する。

このような音響モデルに対し、探触子１０か
ら所定の送信繰り返し周期で超音波１００を送
受波し被検部位１４からのデータ信号を得る
と、このデータ信号中には、前述したように、
被検部位１４からの真のエコー１１０のほか
に、前回以前の超音波送波に係るエコー源１６
からの遅延エコー１２０が誤差成分として混入
する。

第３図には、連続する超音波の送波を少なく
とも前回とは異なる送信繰り返し周期で行つた
場合のタイミングチヤートが示されている。同
図からも明らかなように、異なる送信繰り返し
周期で超音波１００の送受波を行うと、超音波
１００を送波した時点から被検部位１４から真
のエコー１１０が得られるまでに要する時間は
常に一定であるが、エコー源１６から得られる
遅延エコー１２０が受波されるまでの時間はそ
の送信繰り返し周期の長短により異なる。

従つて、第４図に示すように、T₁の送信繰
り返し周期で超音波１００を送波することによ
り得られた受波信号V₁と、T₁とは異なるT₂の
送信繰り返し周期で超音波１００を送波するこ
とにより得られた受波信号V₂の両者を合成す
れば、エコー源１６からの遅延エコー１２０の
振幅はそのままで被検部位１４からの真のエコ
ー１１０の振幅のみが２倍に増幅されたデータ
信号V₃を得ることができる。

従つて、少なくとも前回とは異なる繰り返し
周期で超音波１００の送受波を行い、このよう
な超音波の送受波により相前後して得られる２
組の受波信号V₁，V₂を合成することにより、
被検部位１４からの真のエコー成分に対する前
回以前の超音波送波に係る遅延エコー成分の割
合が相対的に減少されたデータ信号V₃を得る
ことが可能となる。

従つて、このようにして得られたデータ信号
V₃から一定レベル以上の信号を取り出すこと
により、データ信号中に含まれる前回以前の超
音波送波にかかる遅延エコー成分を除去するこ
とができ、遅延エコー１２０を発生するエコー
源１６の有無にかかわりなく被検部位１４の正
確な情報を得ることが可能となる。

(2) 本発明の装置の実施例第５図には、前述した原理を適用する本発明
の超音波診断装置の好適な実施例が示されてお
り、実施例の装置は、探触子１０を被検体１２
の所望被検部位１４に向けセツトし、所定の送
信繰り返し周期で超音波１００を送受波し、被
検部位１４からのデータ信号を得るものであ
る。

ここにおいて、本発明の装置では、連続する
超音波の送波を少なくとも前回とは異なる送信
繰り返し周期で行う送受信器１８が設けられて
いる。実施例の送受信器１８は、２種類の送信
繰り返し周期T₁及びT₂を有し、この２種類の
送信繰り返し周期T₁及びT₂を交互に繰り返し、
送信パルスを探触子１０に印加する。

これにより、探触子１０からは前記送信パル
スの印加に同期して超音波１００が送波され、
第３図に示すタイミングチヤートに従い、T₁
及びT₂の２種類の送信繰り返し周期を交互に
繰り返し、被検体１２に向けた超音波１００の
送受波を行う。

このような超音波１００の送受波により得ら
れた受波信号V₁，V₂は探触子１０にて電気信
号に変換され、更に送受信器１８にて所定の増
幅が行われた後、遅延回路２０及び合成回路２
２に入力される。

遅延回路２０はこのようにして入力された受
波信号を今回の送信繰り返し周期T₁又はT₂分
遅延して合成回路２２に入力する。

これにより、合成回路２２には、送受信器１
８から今回の受波信号V₁が入力され、これと
同時に遅延回路２０から送信繰り返し周期１回
分遅延した前回の受波信号V₂が入力されるこ
とになる。

合成回路２２は、このようにして入力された
今回の受波信号V₁及び前回の受波信号V₂の双
方を合成し、これを被検部位１４からのデータ
信号V₃として出力する。

本発明は以上の構成からなり、次にその作用
を説明する。

本発明の装置によれば、探触子１０から被検
体１２の所望被検部位１４に向けT₁及びT₂の
２種類の送信繰り返し周期を交互に繰り返し、
超音波１００の送波が行われる。

このため、被検体１２からは前記第４図に示
す受波信号V₁又はV₂が送受信器１８を介して
交互に出力されることとなる。

そして、送受信器１８を介して得られるこれ
ら受波信号V₁又はV₂は遅延回路２０及び合成
回路２２にそれぞれ入力され、また合成回路２
２には、送受信器１８からの今回の受波信号と
遅延回路２０にて送信繰り返し周期１回分遅延
された前回の受波信号とが入力される。

このため、合成回路２２からは今回の受波信
号及び前回の受波信号が合成されたデータ信号
V₃が出力されることとなる。

このようにして、本発明の装置によれば、被
検体１２内に被検部位１４より深い位置に何ら
かのエコー源１６が存在するような場合でも、
受波信号中に含まれる真のエコー成分に対する
前回以前の超音波送波に係る遅延エコー成分の
割合を著しく減少させ、被検部位１４からの正
確なデータを得ることが可能となる。

なお前記実施例においては、２種類の送信繰
り返し周期を交互に繰り返し超音波の送受波を
行うものを示したが、本発明の装置は、これに
限らず、少なくとも、前回とは異なる繰り返し
周期で超音波の送受波を行えるものであれば良
い。

(3) 本発明の具体的な実施例次に本発明の具体的な実施例を第６図に基づ
いて説明する。

実施例の装置では、制御回路２４からの制御
信号に基づき送受信器１８が前記第３図に示す
タイミングチヤートに従い、T₁及びT₂の２種
類の送信繰り返し周期を交互に繰り返し、超音
波の送受波を行つている。

ここにおいて、送受波される超音波１００の
角周波数をω_c（バースト送信を行う場合にはバ
ーストの角周波数）とすると、送受信器１８に
入力される受波信号には、ω_cｔの時間変動項
が含まれることとなる。この結果、その取扱い
を容易にするためには、ε^j〓^ctの搬送波によつて
復調処理を行う必要がある。

このため、実施例の装置では、受波信号を送
受信器１８にて一定の割合で増幅した後、複素
復調回路２６のサイン復調部２８ａ及びコサイ
ン復調部２８ｂにそれぞれ入力している。

サイン復調部２８ａは、入力された受波信号
をε^j〓^ctの搬送波でそのサイン成分のみを復調検
波した後、AD変換部３０ａにてデジタル信号
処理を施し出力している。

またコサイン復調部２８ｂは、入力された受
波信号をε^j〓^ctの搬送波でそのコサイン成分のみ
を復調検波した後、AD変換部３０ｂにてデジ
タル信号処理を施し出力している。

なお実施例の装置では、２種類の送信繰り返
し周期T₁及びT₂を交互に繰り返し超音波の送
受波を行つているため、各超音波の送波ごとに
その送波された超音波と各復調部２８ａ，２８
ｂにて使用する搬送波の位相を整合させる必要
がある。

このため、複素復調回路２６内には、搬送波
選別部３２が設けられており、この搬送波選別
部３２は制御回路２４からの制御信号に基づき
各送波超音波と位相が整合した搬送波ε^j〓^ctを各
復調部２８ａ及び２８ｂに入力している。

実施例の複素復調回路２６は以上のように構
成されているため、送受信器１８を介して受波
信号V₁が入力されると、この受波信号は複素
復調回路２６内にてそのサイン成分及びコサイ
ン成分が復調検波され、AD変換部３０ａ，３
０ｂからそのサイン成分及びコサイン成分が出
力される。

また送受信器１８から受波信号V₂が入力さ
れると、この複素復調回路２６は同様にしてそ
のサイン成分及びコサイン成分を復調検波し、
AD変換部３０ａ，３０ｂから受波信号V₂のサ
イン成分及びコサイン成分を出力する。

このようにして、この複素復調回路２６から
出力される受波信号V₁又はV₂のサイン成分及
びコサイン成分はそれぞれ対応する遅延回路２
０ａ，２０ｂに入力されると共に合成回路２２
の各加算器３４ａ，３４ｂにそれぞれ入力され
る。

遅延回路２０ａ，２０ｂは制御回路２４から
の制御信号に基づき、復調検波された各受波信
号を送信繰り返し周期１回分の時間T₁又はT₂
だけ遅延して加算器３４ａ，３４ｂに入力す
る。

従つて、加算器３４ａには、AD変換部３０
ａを介して今回の受波信号のサイン成分及び遅
延回路２０ａを介して前回の受波信号のサイン
成分が同時に入力されることになり、入力され
る前回及び今回の受波信号のサイン成分は、こ
の加算器３４ａにて加算され乗算器３６ａに入
力される。また他の加算器３４ｂには、AD変
換部３０ｂを介して今回の受波信号のコサイン
成分及び遅延回路２０ｂを介して前回の受波信
号のコサイン成分が同時に入力され、これら今
回及び前回の受波信号のコサイン成分はこの加
算器３４ｂで加算され乗算器３６ｂに入力され
る。

ここにおいて、本発明の装置では、２種類の
送信繰り返し周期T₁及びT₂を交互に繰り返し
超音波の送受波を行つているため、加算器３４
ａには、前記受波信号V₁及び受波信号V₂のサ
イン成分が同時に入力され、他の加算器３４ｂ
には、両受波信号V₁及びV₂のコサイン成分が
同時に入力されることとなる。

従つて、加算器３４ａからは受波信号V₁及
びV₂を合成したデータ信号V₃のサイン成分が
出力され、加算器３４ｂからは同様に受波信号
V₁及びV₂を合成したデータ信号V₃のコサイン
成分が出力されることになる。

そして、各加算器３４ａ，３４ｂから出力さ
れるデータ信号V₃のサイン成分及びコサイン
成分は乗算器３６ａ，３６ｂにてそれぞれ２乗
され、これら乗算器３６ａ，３６ｂの出力は加
算器３８にて加算され、データ信号V₃の２乗
を表わす信号として出力される。

このようにして、加算器３８からはデータ信
号V₃から所定の時間及び距離により変動する
位相成分が除去されたデータの２乗値が出力さ
れることとなり、この加算器３８の出力の平方
根を平方根演算部４０を介して求めれば、時間
及び距離により変動する位相成分が除去された
被検部位１４のデータ信号V₃を得ることが可
能となる。

このように、本実施例の装置を用いれば、被
検体１２内に被検部位１４より深い位置に何ら
かのエコー源が存在する場合でも、データ信号
V₃中に含まれる前回以前の超音波送波に係る
遅延エコー成分の割合を相対的に減少すること
ができ、被検部位１４からの正確なデータを得
ることが可能となる。

更に本実施例の装置によれば、得られるデー
タ信号V₃から時間及び距離により変動する位
相成分を除去することができるため、被検部位
１４が例えば血流、心臓等の動的標体のような
場合でも、当該被検部位１４から正確なデータ
を得ることが可能となる。

従つて、本実施例の装置により得られた信号
をCRT等を含む表示装置４２に入力すれば、
CRT上には当該被検部位１４の正確な診断画
像を表示することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、被検体
に向け所定の送信繰り返し周期で超音波を送受波
し被検部位からのデータ信号を得るに当たり、デ
ータ信号中に含まれる被検部位からの真のエコー
成分に対する遅延エコー成分の割合を低減し、被
検部位からの正確なデータ信号を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波診断装置の概略説明図、第２図
は従来の超音波診断装置に係る超音波の送信繰り
返し周期のタイミングチヤート図、第３図は本発
明の超音波診断装置の送信繰り返し周期を説明す
るタイミングチヤート図、第４図は第３図に示す
送信繰り返し周期で送受波することにより得られ
た受波信号の波形図、第５図は本発明の装置の好
適な実施例を示すブロツク図、第６図は本発明の
装置の具体的な実施例を示すブロツク図である。１２……被検体、１４……被検部位、１８……
送受信器、２０……遅延回路、２２……合成回
路、１００……超音波、１１０……真のエコー、
１２０……遅延エコー。

Claims

【特許請求の範囲】１被検体に向け所定の送信繰り返し周期で超音
波信号を送受波し反射エコーのうち被検部位から
のデータ信号を得る超音波診断装置において、前記超音波信号は少なくとも前回とは異なる送
信繰り返し周期に設定され該超音波信号の送受波
を行う送受信器と、前記送受信器により受波された超音波受波信号
を入力し該受波信号を所定の搬送波信号で復調処
理してサイン成分とコサイン成分とに分離された
サイン信号とコサイン信号とを出力する復調回路
と、前記復調回路を介して得られた前回の受波信号
のサイン信号とコサイン信号とをその前回の送信
繰り返し周期時間分遅延して出力する遅延回路
と、前記復調回路を介して得られた今回のサイン信
号と前記遅延回路を介して得られた前回のサイン
信号とを加算後２乗演算してサイン成分の信号を
得るサイン演算器と、前記復調回路を介して得られた今回のコサイン
信号と前記遅延回路を介して得られた前回のコサ
イン信号とを加算後２乗演算してコサイン成分の
信号を得るコサイン演算器と、前記サイン演算器及びコサイン演算器の出力す
るサイン成分及びコサイン成分の両成分の信号を
加算して位相成分を除去すると共にその加算値を
平方根演算して被検部位からの反射強度のみのデ
ータ信号を得る演算回路と、を有し、前記データ信号中に含まれる被検部位からの真
のエコー成分に対する前回以前の超音波送波に係
る遅延エコー成分の割合を減少させることを特徴
とする超音波診断装置。２特許請求の範囲１記載の装置において、前記
送受波器は２種類の送信繰り返し周期を交互に繰
り返して超音波の送受波を行うことを特徴とする
超音波診断装置。