JPH0424023A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH0424023A JPH0424023A JP2129222A JP12922290A JPH0424023A JP H0424023 A JPH0424023 A JP H0424023A JP 2129222 A JP2129222 A JP 2129222A JP 12922290 A JP12922290 A JP 12922290A JP H0424023 A JPH0424023 A JP H0424023A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- offset
- detection circuit
- voltage
- compensation voltage
- diagnostic apparatus
- 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
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、被検体から反射された超音波エコーを直交検
波回路に入力しその中心周波数が直流に変換された直交
する信号に変換して処理することにより超音波画像を得
る超音波診断装置に関する。
波回路に入力しその中心周波数が直流に変換された直交
する信号に変換して処理することにより超音波画像を得
る超音波診断装置に関する。
（従来の技術）
超音波を用いた生体診断機器には、微小超音波振動子を
多数並設した超音波プローブ（アレイプローブ）を用い
て超音波ビームを被検体に対して電子フォーカスさせつ
つ走査し、これにより得られたエコーデータにより画像
フォーマットとしてＢモード像やＭモード像又は２次元
血流像を生成し表示に供する電子走査型超音波診断装置
がある。
多数並設した超音波プローブ（アレイプローブ）を用い
て超音波ビームを被検体に対して電子フォーカスさせつ
つ走査し、これにより得られたエコーデータにより画像
フォーマットとしてＢモード像やＭモード像又は２次元
血流像を生成し表示に供する電子走査型超音波診断装置
がある。
この種のアレイプローブを用いる電子走査型超音波診断
装置のいずれにあっても各アレイのチャネルにおいて受
信されたエコーデータはプリアンプを通過後、アナログ
方式又はディジタル方式の受信遅延線に入力され、超音
波ビームのステアリングや受信フォーカス等を行うため
に各チャネル毎に適切な遅延時間がエコーデータに与え
られる。
装置のいずれにあっても各アレイのチャネルにおいて受
信されたエコーデータはプリアンプを通過後、アナログ
方式又はディジタル方式の受信遅延線に入力され、超音
波ビームのステアリングや受信フォーカス等を行うため
に各チャネル毎に適切な遅延時間がエコーデータに与え
られる。
その後各チャネルのエコーデータは加算され、Ｂ又はＭ
モード像の生成や２次元血流速像の生成を行うように処
理される。超音波エコーの周波数範囲は約ＩＭＨｚ乃至
３０ＭＨｚと広帯域であるため、受信遅延線にも同様の
広帯域特性か要求されるが、１０ＭＨｚ以上の特性を得
るのは難しい。
モード像の生成や２次元血流速像の生成を行うように処
理される。超音波エコーの周波数範囲は約ＩＭＨｚ乃至
３０ＭＨｚと広帯域であるため、受信遅延線にも同様の
広帯域特性か要求されるが、１０ＭＨｚ以上の特性を得
るのは難しい。
そこで、これまでこの問題点の解決に対しては、直交検
波回路を用い超音波エコーの中心周波数に等しい周波数
で位相が９０°異なる２つの信号（リファレンス信号）
を超音波エコーに乗じ、超音波エコーをその中心周波数
が直流に変換された直交する信号にすることで、受信遅
延線に要求される周波数特性を軽減する方法がとられて
いる。
波回路を用い超音波エコーの中心周波数に等しい周波数
で位相が９０°異なる２つの信号（リファレンス信号）
を超音波エコーに乗じ、超音波エコーをその中心周波数
が直流に変換された直交する信号にすることで、受信遅
延線に要求される周波数特性を軽減する方法がとられて
いる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら従来の超音波診断装置では、直交位相検波
回路でリファレンス信号のクロストークや回路のアンバ
ランス等により直流オフセットが生ずるという問題があ
る。このためＢモード像やＭモード像においてバックグ
ラウンドレベルが変動する等のアーチファクトが発生し
、また特にドプラモード像においては、直流結合を行う
際にはダイナミックレンジが低下する等の影響が出、画
質の低下を招くことになる。
回路でリファレンス信号のクロストークや回路のアンバ
ランス等により直流オフセットが生ずるという問題があ
る。このためＢモード像やＭモード像においてバックグ
ラウンドレベルが変動する等のアーチファクトが発生し
、また特にドプラモード像においては、直流結合を行う
際にはダイナミックレンジが低下する等の影響が出、画
質の低下を招くことになる。
そこで、本発明の目的は、直交検波回路を用いて受信遅
延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢモー
ド像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波診断
装置において、直流オフセットの影響を除去し、高分解
能、低アーチファクトの画像を得ることにある。
延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢモー
ド像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波診断
装置において、直流オフセットの影響を除去し、高分解
能、低アーチファクトの画像を得ることにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために本発明は、被検体から反射さ
れた超音波エコーを直交検波回路に入力しその中心周波
数が直流に変換された直交する信号にして処理すること
により超音波画像を得る超音波診断装置において、前記
直交検波回路の出力側に直流オフセット電圧を補償する
補償手段を設けたことを特徴とするものである。
れた超音波エコーを直交検波回路に入力しその中心周波
数が直流に変換された直交する信号にして処理すること
により超音波画像を得る超音波診断装置において、前記
直交検波回路の出力側に直流オフセット電圧を補償する
補償手段を設けたことを特徴とするものである。
（作 用）
直交検波回路の出力の超音波信号に含まれる直流電圧を
検出すると、それがすなわち直流オフセット電圧である
。従って、その電圧の極性を反転して直交検波回路の出
力に加算することにより、直流オフセット電圧は補正さ
れる。この一連の操作をアレイプローブの各チャネルに
ついて行うことにより、各チャネルの直流オフセット電
圧は補償され、その結果、直交検波回路を用いて受信遅
延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢモー
ド像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波診断
装置において、直流オフセットの影響を除去し、高分解
能、低アーチファクトの画像を得ることができる。
検出すると、それがすなわち直流オフセット電圧である
。従って、その電圧の極性を反転して直交検波回路の出
力に加算することにより、直流オフセット電圧は補正さ
れる。この一連の操作をアレイプローブの各チャネルに
ついて行うことにより、各チャネルの直流オフセット電
圧は補償され、その結果、直交検波回路を用いて受信遅
延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢモー
ド像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波診断
装置において、直流オフセットの影響を除去し、高分解
能、低アーチファクトの画像を得ることができる。
（実施例）
以下本発明にかかる超音波診断装置の第１の実施例を第
１図を参照して説明する。
１図を参照して説明する。
第１図に示すように、微小超音波振動子を多数並設した
超音波プローブ（アレイプローブ）１は、各振動子毎に
送信器２により送信駆動され、図示しない被検体に対し
てアレイプローブ１からは超音波ビームが送波され、そ
の反射波は再びアレイプローブ１の各振動子で受信され
た後に各振動子毎にプリアンプ３により増幅される。プ
リアンプ３を通ったエコーデータには、９０°位相の異
なる参照信号（ｓｉｎωｔ、 ｃｏｓωりが乗算器４Ａ
、４Ｂにて乗算されて直交検波かなされ、それぞれロー
パスフィルタ５Ａ、５Ｂを経て、Ａ／Ｄ変換器６Ａ、６
Ｂによりディジタル化された後に、補償電圧加算器７Ａ
、７Ｂの信号人力ＸＡ、ＸＢ及び直流オフセット検出部
８Ａ、８Ｂに人力される。
超音波プローブ（アレイプローブ）１は、各振動子毎に
送信器２により送信駆動され、図示しない被検体に対し
てアレイプローブ１からは超音波ビームが送波され、そ
の反射波は再びアレイプローブ１の各振動子で受信され
た後に各振動子毎にプリアンプ３により増幅される。プ
リアンプ３を通ったエコーデータには、９０°位相の異
なる参照信号（ｓｉｎωｔ、 ｃｏｓωりが乗算器４Ａ
、４Ｂにて乗算されて直交検波かなされ、それぞれロー
パスフィルタ５Ａ、５Ｂを経て、Ａ／Ｄ変換器６Ａ、６
Ｂによりディジタル化された後に、補償電圧加算器７Ａ
、７Ｂの信号人力ＸＡ、ＸＢ及び直流オフセット検出部
８Ａ、８Ｂに人力される。
直流オフセット検出部８Ａ、８Ｂは、Ａ／Ｄ変換器６Ａ
、６Ｂの出力のディジタル化された超音波信号に含まれ
る直流電圧、すなわち直流オフセットを計測し、その値
を補償電圧発生部９Ａ。
、６Ｂの出力のディジタル化された超音波信号に含まれ
る直流電圧、すなわち直流オフセットを計測し、その値
を補償電圧発生部９Ａ。
９Ｂに転送する。補償電圧発生部９Ａ、９Ｂは、計測さ
れた直流オフセット値に基き、それを打ち消す補償電圧
を発生して、補償電圧メモＩＪＩＯＡ。
れた直流オフセット値に基き、それを打ち消す補償電圧
を発生して、補償電圧メモＩＪＩＯＡ。
１０Ｂに転送する。この一連の操作をアレイトランスジ
ューサの各チャネルについて行うことにより、各チャネ
ルにおける直流オフセットの補償電圧を得る。この際、
直流オフセットは、ノイズの影響を軽減するため、計測
時間内の平均値を算出して用いる。さらに、各チャネル
における補償演算の方法は、次に示す３通りが考えられ
る。
ューサの各チャネルについて行うことにより、各チャネ
ルにおける直流オフセットの補償電圧を得る。この際、
直流オフセットは、ノイズの影響を軽減するため、計測
時間内の平均値を算出して用いる。さらに、各チャネル
における補償演算の方法は、次に示す３通りが考えられ
る。
（１）比較的計測時間を長くとり、その計測時間内の平
均値をもって直流オフセットを代表させて補償電圧を得
、補償演算を行う。この場合、１回のみ（例えば電源投
入時）、もしくは長時間間隔で（例えば３０分ごと、モ
ード切り替え時等）補償演算を行う。
均値をもって直流オフセットを代表させて補償電圧を得
、補償演算を行う。この場合、１回のみ（例えば電源投
入時）、もしくは長時間間隔で（例えば３０分ごと、モ
ード切り替え時等）補償演算を行う。
（２）超音波パルスの繰り返し周期（ＰＲＦ）ごとに計
測及び補償演算を行う。
測及び補償演算を行う。
（３）ＰＲＦごとに、ＰＲＦ内で複数回計測及び補償演
算を行う。
算を行う。
実際の診断においては、各チャネル毎にＡ／Ｄ変換器６
Ａ、６Ｂから出力される直流オフセットを含む超音波信
号に、補償電圧メモＩＪＩＯＡ。
Ａ、６Ｂから出力される直流オフセットを含む超音波信
号に、補償電圧メモＩＪＩＯＡ。
１０Ｂから出力される直流オフセ・ント補償電圧を、補
償電圧加算器７Ａ、７Ｂの補償電圧入力ＹＡ。
償電圧加算器７Ａ、７Ｂの補償電圧入力ＹＡ。
ＹＢに入力して、直流オフセットを含む超音波信号と加
算することにより、各チャネルで発生する直流オフセッ
トが補償され、本来の超音波信号を得ることができる。
算することにより、各チャネルで発生する直流オフセッ
トが補償され、本来の超音波信号を得ることができる。
そして、その直流オフセ・ソトが補償された超音波信号
から、受信遅延線を含む画像再構成演算回路１１にてＢ
モード像２Ｍモード像及びドプラモード像の画像を構成
し、モニタ１２に表示を行う。
から、受信遅延線を含む画像再構成演算回路１１にてＢ
モード像２Ｍモード像及びドプラモード像の画像を構成
し、モニタ１２に表示を行う。
以上のように本実施例によれば、診断に際し、各チャネ
ルの直流オフセットを計測して得られる直流オフセット
補償電圧を補償電圧メモリ１０Ａ。
ルの直流オフセットを計測して得られる直流オフセット
補償電圧を補償電圧メモリ１０Ａ。
１０Ｂから取り出し、このデータを用いて、Ａ／Ｄ変換
した後の超音波信号に含まれる直流オフセットをチャネ
ル毎に補償できる。この結果、直交検波回路を用いて受
信遅延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢ
モード像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波
診断装置において、直流オフセットの影響を除去し、高
分解能、低アーチファクトの画像を得ることかできるよ
うになる。
した後の超音波信号に含まれる直流オフセットをチャネ
ル毎に補償できる。この結果、直交検波回路を用いて受
信遅延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢ
モード像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波
診断装置において、直流オフセットの影響を除去し、高
分解能、低アーチファクトの画像を得ることかできるよ
うになる。
また、上述とは逆に、各チャネルの直流オフセットを補
償できることから、直流オフセットのある電子部品を無
調整で使用することができ、装置を製作する上で有利と
なる。
償できることから、直流オフセットのある電子部品を無
調整で使用することができ、装置を製作する上で有利と
なる。
第２図は本発明の第２の実施例を示すものである。直交
検波回路１４の出力はアナログのまま処理される。直流
オフセット検出部８Ａ’、８Ｂ’はその入力にＡ／Ｄ変
換器を有し、直流オフセットを含む超音波信号をディジ
タル信号に変換して直流オフセットを検出する。補償電
圧発生部９Ａ。
検波回路１４の出力はアナログのまま処理される。直流
オフセット検出部８Ａ’、８Ｂ’はその入力にＡ／Ｄ変
換器を有し、直流オフセットを含む超音波信号をディジ
タル信号に変換して直流オフセットを検出する。補償電
圧発生部９Ａ。
９Ｂ及び補償電圧メモリ１０Ａ、１０Ｂは、第１図に示
すものと同じである。補償電圧メモリ１０Ａ、ＩＯＢの
出力の直流オフセット補償電圧はＤ／Ａ変換器１３Ａ、
１３Ｂにより、アナログ電圧に変換されて補償電圧加算
器７Ａ’、７Ｂ’に入力される。補償電圧加算器７Ａ’
、７Ｂ’ は直流オフセットの極めて小さいアナログ加
算器を用い、直交検波回路１４の出力の直流オフセット
を含むアナログの超音波信号に、Ｄ／Ａ変換器１３Ａ、
１３Ｂから出力されるアナログの直流オフセット補償電
圧を加算し、第１図の実施例と同様の効果を得る。
すものと同じである。補償電圧メモリ１０Ａ、ＩＯＢの
出力の直流オフセット補償電圧はＤ／Ａ変換器１３Ａ、
１３Ｂにより、アナログ電圧に変換されて補償電圧加算
器７Ａ’、７Ｂ’に入力される。補償電圧加算器７Ａ’
、７Ｂ’ は直流オフセットの極めて小さいアナログ加
算器を用い、直交検波回路１４の出力の直流オフセット
を含むアナログの超音波信号に、Ｄ／Ａ変換器１３Ａ、
１３Ｂから出力されるアナログの直流オフセット補償電
圧を加算し、第１図の実施例と同様の効果を得る。
第３図は本発明の第３の実施例を示すものである。直交
検波回路１４の出力はアナログのまま処理され、さらに
直流オフセットの補償もすべてアナログで行われる。す
なわち直流オフセット検出部８Ａ′、８Ｂ’は演算増幅
器と低域ろ波器等により、直流オフセットを含む超音波
信号から直流オフセットを検出する。補償電圧発生部９
Ａ’９Ｂ’ は、演算増幅器による反転増幅回路等によ
り、直流オフセット検出部８Ａ″、８Ｂ″から出力され
る直流オフセットの極性の反転及びレベル調整を行うこ
とで、アナログの直流オフセット補償電圧を発生する。
検波回路１４の出力はアナログのまま処理され、さらに
直流オフセットの補償もすべてアナログで行われる。す
なわち直流オフセット検出部８Ａ′、８Ｂ’は演算増幅
器と低域ろ波器等により、直流オフセットを含む超音波
信号から直流オフセットを検出する。補償電圧発生部９
Ａ’９Ｂ’ は、演算増幅器による反転増幅回路等によ
り、直流オフセット検出部８Ａ″、８Ｂ″から出力され
る直流オフセットの極性の反転及びレベル調整を行うこ
とで、アナログの直流オフセット補償電圧を発生する。
補償電圧メモリ１０Ａ′１０Ｂ′は、サンプル・ホール
ド回路等を用いて補償電圧発生部９Ａ’、９Ｂ’から出
力されるアナログの直流オフセット補償電圧を保持し、
補償電圧加算器７Ａ’、７Ｂ’ に入力する。これらの
演算増幅器及びサンプル・ホールド回路は、直流オフセ
ットの極めて小さいものを用いる。補償電圧加算器７Ａ
’ 、７Ｂ’ は直流オフセットの極めて小さいアナロ
グ加算器を用い、直交検波回路１４の出力の直流オフセ
ットを含むアナログの超音波信号に、補償電圧メモリＩ
ＯＡ’ 、ＩＯＢ’から出力されるアナログの直流オフ
セット補償電圧を加算し、第１図の実施例と同様の効果
を得る。
ド回路等を用いて補償電圧発生部９Ａ’、９Ｂ’から出
力されるアナログの直流オフセット補償電圧を保持し、
補償電圧加算器７Ａ’、７Ｂ’ に入力する。これらの
演算増幅器及びサンプル・ホールド回路は、直流オフセ
ットの極めて小さいものを用いる。補償電圧加算器７Ａ
’ 、７Ｂ’ は直流オフセットの極めて小さいアナロ
グ加算器を用い、直交検波回路１４の出力の直流オフセ
ットを含むアナログの超音波信号に、補償電圧メモリＩ
ＯＡ’ 、ＩＯＢ’から出力されるアナログの直流オフ
セット補償電圧を加算し、第１図の実施例と同様の効果
を得る。
なお、各実施例においては１チャネル分の構成について
のみ示したが、実際は必要なチャネル分同様な構成にな
っている。
のみ示したが、実際は必要なチャネル分同様な構成にな
っている。
この池水発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施できることはいうまでもない。
実施できることはいうまでもない。
［発明の効果］
以上のように本発明では、直交検波方式を用いた超音波
診断装置において、アレイプローブの各チャネルの直流
オフセットを補償できるので、直交検波回路を用いて受
信遅延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢ
モード像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波
診断装置において、直流オフセットの影響を除去し、高
分解能、低アーチファクトの画像を得ることができる、
という効果がある。
診断装置において、アレイプローブの各チャネルの直流
オフセットを補償できるので、直交検波回路を用いて受
信遅延線に要求される周波数特性が軽減される構成でＢ
モード像２Ｍモード像及びドプラモード像を得る超音波
診断装置において、直流オフセットの影響を除去し、高
分解能、低アーチファクトの画像を得ることができる、
という効果がある。
第１図は本発明にかかる超音波診断装置の第１の実施例
の構成を示すブロック図、第２図は本発明にかかる超音
波診断装置の第２の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は本発明にかかる超音波診断装置の第３の実施例の
構成を示すブロック図である。 １・・・アレイプローブ、 ２・・・送信器、３・・
・プリアンプ、４Ａ、４Ｂ・・・乗算器、５Ａ、５Ｂ・
・・ローパスフィルタ、 ６Ａ、６Ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器、 ７Ａ、７Ｂ、７Ａ’ 、７Ｂ’ ・・・補償電圧加算器
、８Ａ、８Ｂ、８Ａ’ 、８Ｂ’ ８Ａ’、８Ｂ’・・・直流オフセット検出部、９Ａ、９
Ｂ、９Ａ’ 、９Ｂ’ ・・・補償電圧発生部、１０Ａ
、ＩＯＢ。 １０Ａ’、１０Ｂ’・・・補償電圧メモリ、１１・・・
画像再構成演算回路、１２・・・モニタ、１３Ａ、１３
Ｂ・・・Ｄ／Ａ変換器、 １４・・・直交検波回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 信置
近 藤 猛１ ＼ ９Ｂ １０８
の構成を示すブロック図、第２図は本発明にかかる超音
波診断装置の第２の実施例の構成を示すブロック図、第
３図は本発明にかかる超音波診断装置の第３の実施例の
構成を示すブロック図である。 １・・・アレイプローブ、 ２・・・送信器、３・・
・プリアンプ、４Ａ、４Ｂ・・・乗算器、５Ａ、５Ｂ・
・・ローパスフィルタ、 ６Ａ、６Ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器、 ７Ａ、７Ｂ、７Ａ’ 、７Ｂ’ ・・・補償電圧加算器
、８Ａ、８Ｂ、８Ａ’ 、８Ｂ’ ８Ａ’、８Ｂ’・・・直流オフセット検出部、９Ａ、９
Ｂ、９Ａ’ 、９Ｂ’ ・・・補償電圧発生部、１０Ａ
、ＩＯＢ。 １０Ａ’、１０Ｂ’・・・補償電圧メモリ、１１・・・
画像再構成演算回路、１２・・・モニタ、１３Ａ、１３
Ｂ・・・Ｄ／Ａ変換器、 １４・・・直交検波回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 信置
近 藤 猛１ ＼ ９Ｂ １０８
Claims (1)
- 被検体から反射された超音波エコーを直交検波回路に入
力しその中心周波数が直流に変換された直交する信号に
して処理することにより超音波画像を得る超音波診断装
置において、前記直交検波回路の出力側に直流オフセッ
ト電圧を補償する補償手段を設けたことを特徴とする超
音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2129222A JPH0424023A (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2129222A JPH0424023A (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424023A true JPH0424023A (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=15004168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2129222A Pending JPH0424023A (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002028158A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2012110699A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | General Electric Co <Ge> | 超音波データを補正するための方法及びシステム |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP2129222A patent/JPH0424023A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002028158A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JP2012110699A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | General Electric Co <Ge> | 超音波データを補正するための方法及びシステム |
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