JPH0459896B2

JPH0459896B2 -

Info

Publication number: JPH0459896B2
Application number: JP62282671A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1992-09-24
Also published as: JPH01124446A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、全領域にわたつて分解能の良好なエ
コー画像を得るために焦点を切り替えつつエコー
を受信するようにエコー信号の合成を行う超音波
診断装置の信号編集回路に関する。

（従来の技術）超音波診断装置は超音波を被検体内に送波し、
その反射波が各組織や病変部によつて異なること
から、これを画像化して表示して診断の用に供し
ている。この場合、単一焦点で送受波して遠距離
にある反射体からの反射波と、近距離にある反射
体からの反射波とを同一の画面上に表示したので
は、全画像を良好な分解能で表示することは困難
である。これを解決するために受信時に反射源を
追従するように焦点位置を変化する受波ダイナミ
ツクフオーカス法又は同一部分に対し数回の走査
を行つて各走査毎に送受の焦点を変化させ、最適
な分解能が得られる領域をそれぞれ画像メモリを
介して編集して表示装置上で繋ぎ合わせ表示する
多段フオーカス法が用いられている。受波ダイナ
ミツクフオーカス法は、１回の送波に対し受信時
に距離によつて異なる焦点で受信するために完像
速度を落さずに済み、動きの速い臓器に適した方
法であるが、送波のフオーカスがすべての焦点に
整合できないので分解能に関しては多段フオーカ
ス法によりやや劣つている。しかしながら、受波
ダイナミツクフオーカス法をこのように焦点切り
替え式の手法により実現するためには、電子フオ
ーカスの機構を何種類か重複して持ち、その各々
を予め必要な各焦点位置に分担して設定してお
き、受波の途上では該当区間の反射波が受波され
ている時間帯に該当する電子フオーカス手段の出
力に接続されるように信号通路の切り替えを行い
つつ受波を行う。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、このような切り替え型の受波ダイナ
ミツクフオーカス法のおいては、ｎ組の焦点の異
なる受波ビームフオーマの整相出力信号からそれ
ぞれ最適な分解能の得られる部分を繋ぎ合わせて
１本の走査線信号を得るために、高周波部、中間
周波部又はビデオ信号部で信号を切り替えて繋ぎ
合わせを行つていた。この繋ぎ合わせを行つた切
れ目の所に雑音が入つてきて、画面上に白線とな
つて現われ、特に信号レベルの低い所でこれが目
立つていた。信号が切り替わつた所で画質が変る
という問題もあるが、切り替えノイズに由来する
白線が入るという点が最も問題の多い点であつ
た。

これを避けるために、それぞれ焦点距離の異な
るデイレーレンズ（受波ビームフオーマの焦点決
定手段）の組み合わせによる分波器の後段をすべ
て各焦点毎に並列に用意して、受信信号を検波し
てフレームメモリに書き込む所で合成して、少な
くとも高周波的に混入するスパイクノイズが検波
されて白線となつて出てくることを防ごうという
考えもあるが、回路規模が大きく成り過ぎてコス
ト的に問題である。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、切り替え型の受波ダイナミツク
フオーカス法において、信号経路を切り替えても
フレームメモリに正確なデータの書き込みがで
き、当然最終表示画面に白線が入らない信号編集
回路であつて、簡単な構成のものを実現すること
にある。

（問題点を解決するための手段）前記の問題点を解決する本発明は、全領域にわ
たつて分解能の良好な画像を得るために信号経路
の切り替えと合成を行う超音波診断装置の信号編
集回路において、焦点の異なる走査線信号をそれ
ぞれ整相加算する複数の電子フオーカス制御手段
と、該電子フオーカス制御手段からの出力信号に
それぞれ異なる遅延時間を与える複数の遅延手段
と、該遅延手段に出力信号を切り替えて１本の走
査線データに合成する切り替え手段と、前記合成
された走査線信号の中重複する信号に狭まれた繋
ぎ目を略中心とする領域の信号を除いてフレーム
メモリへの書き込み制御を行う書き込み制御手段
とを具備することを特徴とするものである。

（作用）焦点の異なる領域の走査線信号を送受波し、受
信信号をそれぞれの領域の電子フオーカス手段に
て整相加算した後異なる遅延時間で遅延させる。
切り替え手段は各領域の遅延処理された信号を逐
次焦点位置に対応した時間間隔で切り替えて合成
し、信号処理後、遅延時間の異なる隣接領域の信
号間で重複した領域の信号を繋ぎ目と共に除去し
てフレームメモリに書き込む。

（実施例）以下、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ツク図であ
る。図において、１は送信パルス発生のためのト
リガ信号を発信する送波トリガ発振器で、出力ト
リガ信号は送波ビームフオーマに入力されて音線
を形成するため、異なつた遅延量を持つ例えば64
回線の信号に分離される。３は送波ビームフオー
マ２からの64回線分の入力信号を適宜切り替えて
音線を形成してスキヤンさせ、各音線の反射波受
波信号を切り替えて開口面内のエレメント位置に
対応する64回線分の信号に組み戻すスキヤナスイ
ツチで、スイツチ数節約のために２段構えにされ
ており、２段の中間には送受信回路４が設けられ
ている。送受信回路４には送信用電力増幅器、送
受信切り替えスイツチ、受信用増幅器等が含まれ
ている。５は送信用高周波信号を受けて超音波を
発振し、反射波を受信して高周波信号に変換する
多数の振動子エレメントで構成される超音波探触
子アレイである。６Ａ〜６Ｄは被検体を距離によ
つて４つのゾーンに分類したそれぞれが受信ビー
ムフオーマである４個の電子フオーカス回路で、
電子フオーカス回路６Ａは最近距離のゾーン０、
電子フオーカス回路６Ｂは次に近い距離のゾーン
１、電子フオーカス回路６Ｃは次に遠い距離のゾ
ーン２、電子フオーカス回路６Ｄは最遠距離のゾ
ーン３にそれぞれ焦点を結んだ送波信号による受
信信号を整相加算する。受信信号の各電子フオー
カス回路６Ａ〜６Ｄに対する振り分けはスキヤナ
スイツチ３で行つている。７Ｂは電子フオーカス
回路６Ｂからの信号をΔτ₁だけ遅延させてF₂信号
を出力する遅延回路、７Ｃは電子フオーカス回路
６Ｃからの信号をΔτ₂だけ遅延させてF₃信号を出
力する遅延回路、７Ｄは電子フオーカス回路６Ｄ
からの信号をΔτ₃だけ遅延させてF₄信号を出力す
る遅延回路である。電子フオーカス回路６Ａは遅
延を受けないF₁信号を出力している。遅延量に
は次の関係がある。

Δτ₃＞Δτ₂＞Δτ₁＞０８は焦点位置の異なる４本の走査線信号F₁〜
F₄信号をゾーン０〜ゾーン３の各焦点位置の距
離に応じたタイミングで切り替えて１本分の走査
線信号Fsに合成して出力するフオーカルゾーン
切り替えスイツチである。９は不要な高域及び低
域の周波数を除去する帯域濾波器（以下BPFと
いう）、１０は右信信号の非常に広いダイナミツ
クレンジを感光材料やCRTの特性に適合するよ
うにレベル圧縮を行う対数増幅器で、その出力信
号は検波器１１で検波され、AD変換器１２でデ
イジタル信号に変換される。１３はフレームメモ
リ、書き込みアドレス発生器、読み出しアドレス
発生器、制御回路等から成り、入力された走査線
信号をフレームメモリに書き込む時にノイズ部分
を除去する書き込み制御論理回路である。ノイズ
を除去された信号はCRTに表示されるが、以下
の回路は通常の回路と同じなので省略する。

次に上記のように構成された実施例の動作を説
明する。送波トリガ発振器１から出力されたトリ
ガ信号は、送波ビームフオーマ２において種々の
遅延を受けた64ビツトの信号に変換される。この
出力信号は焦点位置の異なる４個の同一の音線を
形成している。例えば第１トリガ信号ではゾーン
０に焦点を結ぶように整相されたS₁信号が出力さ
れる。第２トリガ信号では同一音線でゾーン１に
焦点を結ぶように整相されたS₂信号が出力され、
同様にしてゾーン２のS₃信号、ゾーン３のS₄信号
が出力される。各S₁〜S₄信号は次々にそれぞれス
キヤナスイツチ３で音線を形成するように振り分
けられ、送受信回路４で電力増幅された後、超音
波探触子アレイ５で超音波信号に変えられて被検
体内に送波される。被検体内の反射体から反射さ
れた超音波信号は超音波探触子アレイ５で受波さ
れ、電気信号に変換される。この受信信号は送受
信回路４において増幅され、スキヤナスイツチ３
によつてS₁〜S₄信号に復元される。S₁信号は電子
フオーカス回路６Ａでゾーン０に焦点位置を持つ
たF₁信号に整相加算される。S₂信号は電子フオ
ーカス回路６Ｂでゾーン１に焦点位置を持つた信
号に整相加算され、遅延回路７ＢでΔτ₁の遅延を
受けてF₂信号として出力される。S₃信号は電子
フオーカス回路６Ｃで、S₄信号は電子フオーカス
回路６Ｄでそれぞれ整相加算され、遅延回路７Ｃ
及び７ＤでそれぞれΔτ₂，Δτ₃の遅延を受けてF₃
信号、F₄信号として出力される。上記のF₁〜F₄
信号はフオーカルゾーン切り替えスイツチ８で
次々に切り替えられて繋ぎ合わされ、１本分の走
査線信号F_Sに合成される。F₂〜F₄信号はそれぞ
れ異なつた遅延量の遅延を受けているため遅延を
受けていないF₁信号と共に合成されたF_S信号に
は、第２図に例示したように信号の繋ぎ目におい
て、お互いの遅延量の差に相当する部分の受信信
号が２度現れる。第２図において、イはF₁信号
の波形で、ロはF₂信号の波形である。ハはフオ
ーカルゾーン切り替えスイツチ８の切り替えのタ
イミングの図、ニはF₁信号とF₂信号がフオーカ
ルゾーン切り替えスイツチ８の切り替えによつて
合成された波形である。図において、明らかなよ
うに、イのF₁信号中顕著な反射波a₁，b₁，c₁，d₁
に注目すると、ロのF₂信号においてはΔτ₁の遅延
を受けたa₂，b₂，c₂，d₂になつている。ハの切り
替え制御によりニのF_S信号が得られているが、こ
のF_S信号には反射波b₁，b₂の波形がフオーカルゾ
ーン切り替えスイツチ８の切り替えにより生じた
スパイクノイズｅを挟んでΔτ₁の差で出現してい
る。即ちb₁−b₂の区間は実質的にもとの信号が２
回重複して続けて現れる。図示はしないがゾーン
１とゾーン２、ゾーン２とゾーン３の繋ぎ目にお
いても同様な波形の信号が出現している。

この出力のF_S信号は、通常の装置のように
BPF９、対数増幅器１０、検波器１１で信号処
理されてAD変換器１２でデイジタル信号に変換
される。デイジタル信号に変換された第２図ニの
F_S信号は書き込み制御論理回路１３において、書
き込みアドレスによりフレームメモリに書き込ま
れるが、その書き込みは第２図ホのように行われ
る。即ちニのF_S信号の中、反射波パルスb₁までの
区間D₁と、反射波パルスb₂以降の区間D₃とがも
との反射波信号における連続性を復元するように
フレームメモリに書き込まれ、反射波パルスb₁と
反射波パルスb₂の間の区間D₂においては例えば
フレームメモリのアドレス進行を中止するとかの
手法で書き込みが中止され、その区間の信号は書
き込まれない。従つて、その間に存在するスパイ
クノイズｅも書き込まれずに実質的に除去され
る。ゾーン１とゾーン２、ゾーン２とゾーン３の
間も同様にしてスパイクノイズの除去が行われ
る。第２図に示した波形例においてはフレームメ
モリに反射波のRFデータをそのまま書き込む場
合を示したが、検波後のビデオデータを書き込む
場合も同様な主旨により切り替えノイズを含む重
複区間を避けて書き込むことにより同じ目的を達
することができる。

以上説明したように、遅延時間の差に相当する
微小区間のずらしの時間幅は切り替えによつて生
ずるスパイクノイズの幅に依存するが、スパイク
ノイズは高々数百nSであるため、オーバーラツ
プ区間はスパイクノイズを中心に前後合計1μSも
あれば良いと考えられ、これがゾーン０とゾーン
１、ゾーン１とゾーン２、ゾーン２とゾーン３の
間の３箇所にわたつても既存の送受信シーケンス
を大幅に変更しなければならないようなことは起
こらない。

このようにして本実施例によれば、３個の遅延
回路を加え、従来設けられていたデイジタルスキ
ヤンコンバータの書き込み制御を多少変更するの
みで、高周波段で切り替える手法のまま画面に白
線の出ない多段フオーカス法が実現できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、第３図のような回路を遅延回路７
Ｂ〜７Ｄに代えて用いてもよい。図において、第
１図と同等の部分には同一の符号を付してある。
図中、１５Ａは周波数f₀を中心周波数とする周波
帯域幅Δf₁のBPF、１５Ｂは中心周波数は同じf₀
の周波数帯域幅Δf₂のBPF、１５Ｃは中心周波数
f₀の周波数帯域幅Δf₃のBPF、１５Ｄは中心周波
数f₀の周波数帯域幅Δf₄のBPFである。ここで、
周波数帯域幅は次式の関係にある。

Δf₁＞Δf₂＞Δf₃＞Δf₄ BPFは通常LCで構成されていて入力信号に対
して位相の遅延を生じさせる。その遅延量は同一
方式の場合は周波数帯域幅の狭いもの程遅延時間
が長いので、BPF１５Ａ〜１５Ｄにより第１図
の実施例と同様な効果が得られる。

又、BPFは遅延回路に代えるのではなく追加
することにしてもよい。更に、電子フオーカス回
路及び遅延回路を４個の例で説明したが、その数
は自由に選択出来るものである。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、
焦点の異なる走査線信号にそれぞれ異なる遅延量
を与え、これを切り替えて合成して、この合成信
号中に前記遅延量の差による重複部分を生じさせ
ると共に、切り替えによつて生じるスパイクノイ
ズをこの重複部分に乗せ、合成信号をフレームメ
モリに書き込む際に、この重複部分を除去するこ
とにより、前記スパイクノイズも除去するので、
信号経路を切り替えても、フレームメモリには正
確なデータだけが書き込まれる。この結果、当然
最終表示画面には白線が入らない。又、前述のよ
うに、異なる遅延量を走査線信号に与えること
で、合成信号中に生じる重複部分にスパイクノイ
ズを乗せ、これを重複部分と共に除去するので、
信号の合成に際してメモリ等は不要であり、構成
が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２
図はスパイクノイズ除去の説明図、第３図は本発
明の他の実施例の説明図である。２……送波ビームフオーマ、３……スキヤナス
イツチ、４……送受信回路、５……超音波探触子
アレイ、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ……電子フオー
カス回路、７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ……遅延回路、８…
…フオーカルゾーン切り替えスイツチ、９，１５
Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ……BPF、１３…
…書き込み制御論理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１全領域にわたつて分解能の良好なエコー画像
を得るために焦点を切り替えつつエコーを受信す
るようにエコー信号の合成を行う超音波診断装置
の信号編集回路において、焦点の異なる走査線信
号をそれぞれ整相加算する複数の電子フオーカス
制御手段と、該電子フオーカス制御手段からの出
力信号にそれぞれ異なる遅延時間を与える複数の
遅延手段と、該遅延手段の出力信号を切り替えて
１本の走査線データに合成する切り替え手段と、
前記合成された走査線信号の中重複する領域の信
号を除いて連続性を復元するようにフレームメモ
リへの書き込み制御を行う書き込み制御手段とを
具備することを特徴とする信号編集回路。