JPS59209335A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS59209335A JPS59209335A JP8374383A JP8374383A JPS59209335A JP S59209335 A JPS59209335 A JP S59209335A JP 8374383 A JP8374383 A JP 8374383A JP 8374383 A JP8374383 A JP 8374383A JP S59209335 A JPS59209335 A JP S59209335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- specular
- filter
- random
- tissue
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (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】
本発明は、超音波診断装置に係り生体からのパルスエコ
ー信号を組織の輪郭を表わすスペキュラ成分と、組織内
部の特徴パラメータの抽出に有効なランダム成分とに分
離することにより、超音波断層像における形状情報およ
び特徴パラメータによる定量情報を同時に画像表示し得
る装置に関するＯ 従来の超音波による組織定量化は、弱不均−媒体でのエ
コー信号（ランダム）成分のスペクトル周波数依存性に
より行なったり、この信号の振幅または時間間隔の頻度
分布測定などにより行なわれでいる。しかし、この信号
にＭｉ賊の不連続による大きな反射エコー信号（スペキ
ュラ）成分が重なると、上記の定量化に対し誤差が生ず
る。
ー信号を組織の輪郭を表わすスペキュラ成分と、組織内
部の特徴パラメータの抽出に有効なランダム成分とに分
離することにより、超音波断層像における形状情報およ
び特徴パラメータによる定量情報を同時に画像表示し得
る装置に関するＯ 従来の超音波による組織定量化は、弱不均−媒体でのエ
コー信号（ランダム）成分のスペクトル周波数依存性に
より行なったり、この信号の振幅または時間間隔の頻度
分布測定などにより行なわれでいる。しかし、この信号
にＭｉ賊の不連続による大きな反射エコー信号（スペキ
ュラ）成分が重なると、上記の定量化に対し誤差が生ず
る。
また、従来のＢモード画像ではスペキュラ成分とランダ
ム成分が分離されずに夏なり合った形で表示されるため
、組織の境界を明確にできないという欠点がある。
ム成分が分離されずに夏なり合った形で表示されるため
、組織の境界を明確にできないという欠点がある。
本発明の目的は、生体からのパルエコー信号を組織の輪
仰を表わすスペキュラ成分と、組織内部の特徴パラメー
タの抽出に有効なランダム成分とに分離し処理すること
により、超音波断層像における形状情報および特徴パラ
メータによる定量情報を同時に画像表示し得る装置を提
供することにある。
仰を表わすスペキュラ成分と、組織内部の特徴パラメー
タの抽出に有効なランダム成分とに分離し処理すること
により、超音波断層像における形状情報および特徴パラ
メータによる定量情報を同時に画像表示し得る装置を提
供することにある。
本発明は、■分離回路を設けたこと、■さらに分離回路
として生体からのパルスエコー信号を線形フィルタだけ
でなく非線形フィルタも組合せて用いることにより、ス
ペキュラ成分とランダム成分とのより容易な分離を可能
にし、生体組繊の形状８よば定量情報を同時に画＊表示
できるようにしたものである。
として生体からのパルスエコー信号を線形フィルタだけ
でなく非線形フィルタも組合せて用いることにより、ス
ペキュラ成分とランダム成分とのより容易な分離を可能
にし、生体組繊の形状８よば定量情報を同時に画＊表示
できるようにしたものである。
ィルタから成る分離回路によって、生体内の明確な組織
の不連続部により返る大きなエコー信号（スペキュラ）
Ｅｉｙ、分Ｓ （ｔ）と組織の微細な弱不均−構造から
返る弱いエコー信号（ランダム）成分Ｒ（ｔ）とに分離
される。線形フィルタと非線形フィルタを徴パラメータ
を抽出する。この繰作を２次元的に行ない、組織の輪郭
線と特徴パラメータを同時に画像表示する。
の不連続部により返る大きなエコー信号（スペキュラ）
Ｅｉｙ、分Ｓ （ｔ）と組織の微細な弱不均−構造から
返る弱いエコー信号（ランダム）成分Ｒ（ｔ）とに分離
される。線形フィルタと非線形フィルタを徴パラメータ
を抽出する。この繰作を２次元的に行ない、組織の輪郭
線と特徴パラメータを同時に画像表示する。
第２図に、第１図内のｍ分啼回路のブロック図を示す。
これは軸形フィルタに制限つき逆たたみこみフィルタお
よびたたみこみフィルタ、また非線形フィルタに非緩形
整合フィルタを用いて個々のフィルタを組合せた例であ
る。エコー信号Ｘ（１）はスペキュラ成分ｓ （ｔ）と
ランダム成分Ｒ（ｔ）の皿で表わされる０即ち ｘ（ｔ）＝ Ｓ （ｔ）＋Ｒ（ｔ）
（１）−：３− と表せ、５（ｔ）は理想的には電気的特性によって決ま
る振動子のインパルス応答ｈ （ｔ）、遅延時間τ１お
よび振幅ｆＬｌをパラメータとして、 ５（ｔ）＝ Σａｔｈ （ｔ−４ｔ）＝〔Σａｌδ（
を−τＩ） （＊） ｈ （ｔ） （２）と表
わされる。但し■はたたみこみ、δ（１）はデルタ関数
を示す〇 従来、受信信号ｘ （ｔ）からスペキュラ成分Ｓ （ｔ
）を求めるには、例えば振動子のインパルス応答ψ（１
）とｘ （ｔ）との相関を求め、大きなピーク値を示す
位置にスペキュラな反射体が存在すると見做したりして
いた０このスペキュラ反射体の位置を求める際通常の線
形相関を用いるよりも、例えば参照関数と入力関数との
誤差パワーの逆数を出力とする様な非線形整合フィルタ
を用いた方が（一致がとれた時に誤差が殆んどゼロとな
って非常に大きな出力を与え、一致がとれた所カーら少
しでもずれると誤差が大きくなって出力が小さくなるた
め）非常に鋭いピークを出力に持つ事になり、位置精度
が向上する事になる。ただし、非線形フィルタを４− 用いる場合、線形システムの重ね合わせの原理が適用さ
れず、もし２つ以上のスペキュラー反射波が部分的にせ
よ重なり合ったものが入力された場合、これらをうまく
分離できないとか、各スペキュラ反射波に対するフィル
タの出力が大幅に低下する等の不具合を生じる。そこで
、特許請求の範囲第１項に示した如く、先ず振動子のイ
ンパルス応答で受信信号ｘ （ｔ）の逆たたみ込み（線
形フィルタ動作）を行ない、ｘ （ｔ）のパルス継続時
間を短くしてできるだけスペキュラー反射波間の厘なり
を少なくした上で、上記の如き非線形フィルタリングを
行なえば良い。
よびたたみこみフィルタ、また非線形フィルタに非緩形
整合フィルタを用いて個々のフィルタを組合せた例であ
る。エコー信号Ｘ（１）はスペキュラ成分ｓ （ｔ）と
ランダム成分Ｒ（ｔ）の皿で表わされる０即ち ｘ（ｔ）＝ Ｓ （ｔ）＋Ｒ（ｔ）
（１）−：３− と表せ、５（ｔ）は理想的には電気的特性によって決ま
る振動子のインパルス応答ｈ （ｔ）、遅延時間τ１お
よび振幅ｆＬｌをパラメータとして、 ５（ｔ）＝ Σａｔｈ （ｔ−４ｔ）＝〔Σａｌδ（
を−τＩ） （＊） ｈ （ｔ） （２）と表
わされる。但し■はたたみこみ、δ（１）はデルタ関数
を示す〇 従来、受信信号ｘ （ｔ）からスペキュラ成分Ｓ （ｔ
）を求めるには、例えば振動子のインパルス応答ψ（１
）とｘ （ｔ）との相関を求め、大きなピーク値を示す
位置にスペキュラな反射体が存在すると見做したりして
いた０このスペキュラ反射体の位置を求める際通常の線
形相関を用いるよりも、例えば参照関数と入力関数との
誤差パワーの逆数を出力とする様な非線形整合フィルタ
を用いた方が（一致がとれた時に誤差が殆んどゼロとな
って非常に大きな出力を与え、一致がとれた所カーら少
しでもずれると誤差が大きくなって出力が小さくなるた
め）非常に鋭いピークを出力に持つ事になり、位置精度
が向上する事になる。ただし、非線形フィルタを４− 用いる場合、線形システムの重ね合わせの原理が適用さ
れず、もし２つ以上のスペキュラー反射波が部分的にせ
よ重なり合ったものが入力された場合、これらをうまく
分離できないとか、各スペキュラ反射波に対するフィル
タの出力が大幅に低下する等の不具合を生じる。そこで
、特許請求の範囲第１項に示した如く、先ず振動子のイ
ンパルス応答で受信信号ｘ （ｔ）の逆たたみ込み（線
形フィルタ動作）を行ない、ｘ （ｔ）のパルス継続時
間を短くしてできるだけスペキュラー反射波間の厘なり
を少なくした上で、上記の如き非線形フィルタリングを
行なえば良い。
以下に式（２）のａｌおよびτ１を推定する手順の一実
施例を示す。
施例を示す。
（１）振動子の帯域制限を考慮して、雑音の分散が既知
であるとした制限つき逆たたみを用いてインパルス応答
の推定値ｇ （ｔ）を得る。
であるとした制限つき逆たたみを用いてインパルス応答
の推定値ｇ （ｔ）を得る。
（１１）このｇ （ｔ）の信号の低いレベルの波形を切
り捨てた信号を以下のように非線形整合フィルタを通し
、ａｌの符号５ｓｒｎｒａ＋）ｃ’τｔＧ求める。
り捨てた信号を以下のように非線形整合フィルタを通し
、ａｌの符号５ｓｒｎｒａ＋）ｃ’τｔＧ求める。
ここで説明する非１ν形腎曾フイルタは振動子の帯域に
合わせて帯域制限した時のデルタ関数を計算しておき、
その極性を変えた２つのデルタ関数δ＋（１）とδ−（
ｔ）Ｋ基準信号とした次のようなものである。
合わせて帯域制限した時のデルタ関数を計算しておき、
その極性を変えた２つのデルタ関数δ＋（１）とδ−（
ｔ）Ｋ基準信号とした次のようなものである。
低いレベルは切り捨てた逆たたみこみフィルタの出力で
あるインパルス応答ｇ （ｔ）と適当な区間Δ内で次の
２つの誤差パワーの逆数Ｎ”、Ｎ−を計算する。
あるインパルス応答ｇ （ｔ）と適当な区間Δ内で次の
２つの誤差パワーの逆数Ｎ”、Ｎ−を計算する。
Ｎ（τ＋） −Ｉ、ｌ ｋｇ（ｔ）−δ−（を−τｔ）
ｌ”ｄｔ （４）ここでｋは区間Δ内でインパルス応
答ｇ （ｔ）とデルタ関数の最大振幅を等しくする規格
化定数である。区間内でτｉをずらせなからＮ＋ （τ
＋）、Ｎ （τ１）を計算すると、インパルス応答と
デルタ関数との相関が蔦い時、どちらか一方が鋭いピー
クを与える。しきい値検出し、この時のピークの位置が
τｌとなる。但し記号“Δ”は推定値を示すＯＮ”、Ｎ
−のどちらがピークを与えるかで８ｇｎ（ＩＩＬＩ）の
符号がそれぞれプラスかマイナスか大まる。
ｌ”ｄｔ （４）ここでｋは区間Δ内でインパルス応
答ｇ （ｔ）とデルタ関数の最大振幅を等しくする規格
化定数である。区間内でτｉをずらせなからＮ＋ （τ
＋）、Ｎ （τ１）を計算すると、インパルス応答と
デルタ関数との相関が蔦い時、どちらか一方が鋭いピー
クを与える。しきい値検出し、この時のピークの位置が
τｌとなる。但し記号“Δ”は推定値を示すＯＮ”、Ｎ
−のどちらがピークを与えるかで８ｇｎ（ＩＩＬＩ）の
符号がそれぞれプラスかマイナスか大まる。
θ１０ たたみこみによる合成値
ｉｐ （ｔ−９ｔ） Ｉ Ｑｔ ｌ ｓｇｎ（Ｑｔ）ｌ
。ｈ（１）と入力信号ｘ （ｔ）との誤差の二乗が最小
となるように適応的にｌａ＋１８求める０この操作はゲ
ートがかけられたある一定の時間幅内で行なわれる。
。ｈ（１）と入力信号ｘ （ｔ）との誤差の二乗が最小
となるように適応的にｌａ＋１８求める０この操作はゲ
ートがかけられたある一定の時間幅内で行なわれる。
（ψ 誤差の二乗を最小とするａｌによる合成値がスペ
キュラ成分自（ｔ）を与え、この時の誤Ｍ ｘ （ｔ）
−△ Ｓ （ｔ）は（１）式らリランダム成分Ｒ（ｔ）に対し
、Ｒ（ｔ）＝ ｘ（ｔ） −５（ｔ）
（５）となる。
キュラ成分自（ｔ）を与え、この時の誤Ｍ ｘ （ｔ）
−△ Ｓ （ｔ）は（１）式らリランダム成分Ｒ（ｔ）に対し
、Ｒ（ｔ）＝ ｘ（ｔ） −５（ｔ）
（５）となる。
第３図に厚さ３朋のアクリル板に対して得られたエコ−
１Ｂ号のフィルタ出力の例を示す。使用した振動子は中
心周波Ｍ ２．２５ Ｍ）［ｚのものである。
１Ｂ号のフィルタ出力の例を示す。使用した振動子は中
心周波Ｍ ２．２５ Ｍ）［ｚのものである。
図（４）はアクリル板の前面および裏面から反射してき
た原波形である０（Ｂ）はその原波形を逆たたみこみフ
ィルタを通した後の出力（アクリル板のインパルス応答
）を示す。 （Ｃ）はこのインパルス応答をさらに非線
形整合フィルタに通した結果である。
た原波形である０（Ｂ）はその原波形を逆たたみこみフ
ィルタを通した後の出力（アクリル板のインパルス応答
）を示す。 （Ｃ）はこのインパルス応答をさらに非線
形整合フィルタに通した結果である。
７−
アクリル板の前面・裏面に対応した２つの鋭いピークが
得られている。
得られている。
第４図は鳥肉に対するエコー信号の処理結果である。同
様に中心周波数２．２５ＭＨｚの振動子を使用した◇（
５）はｆａｌｌ形００３）はそのインパルス応答（逆た
たみ込みフィルタの出力）、 （Ｃ）は用いた振動子の
帯域に合わせて帯域制限した時のデルタ関数を示し、こ
れが非線形整合フィルタの基準信号として用いられる０
（２）は非線形整合フィルタの出力結果である。■）■
はそれぞれ最終的に分離されたスペキュラ成分とランダ
ム成分を示す。
様に中心周波数２．２５ＭＨｚの振動子を使用した◇（
５）はｆａｌｌ形００３）はそのインパルス応答（逆た
たみ込みフィルタの出力）、 （Ｃ）は用いた振動子の
帯域に合わせて帯域制限した時のデルタ関数を示し、こ
れが非線形整合フィルタの基準信号として用いられる０
（２）は非線形整合フィルタの出力結果である。■）■
はそれぞれ最終的に分離されたスペキュラ成分とランダ
ム成分を示す。
第１図において、組織の輪郭線を明示するためにスペキ
ュラ成分を用いているが、スペキュラ成分を求める際に
組織からのインパルス応答、または非線形整合フィルタ
の出力を利用しているので、この出力を用いて輪Ｓ表示
に適用すると、包絡線検波よりも高い距離分解能で画像
化することが可能である。
ュラ成分を用いているが、スペキュラ成分を求める際に
組織からのインパルス応答、または非線形整合フィルタ
の出力を利用しているので、この出力を用いて輪Ｓ表示
に適用すると、包絡線検波よりも高い距離分解能で画像
化することが可能である。
本発明によれば、生体からのパルスエコー信号を組織の
輪郭を表わすスペキュラ成分と組織内部８一 部の特徴パラメータの抽出などの組織特性化に有効なラ
ンダム成分とに分離できるので、超音波断層像における
形状情報および特徴パラメータによる定量情報を同時に
画像表示することを可能にする０
輪郭を表わすスペキュラ成分と組織内部８一 部の特徴パラメータの抽出などの組織特性化に有効なラ
ンダム成分とに分離できるので、超音波断層像における
形状情報および特徴パラメータによる定量情報を同時に
画像表示することを可能にする０
第１図は装置の全構成を示す。第２図は信号分離システ
ムのブロック図である。第３図はアクリル板に対して得
られたエコー信号のフィルタ出力の例を示す０第４図は
鳥肉に対するエコー信号の処理結果を示す。
ムのブロック図である。第３図はアクリル板に対して得
られたエコー信号のフィルタ出力の例を示す０第４図は
鳥肉に対するエコー信号の処理結果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）生体に超音波パルスを送信し、該生体からの受信超
音波エコー信号を生体内の明確な組織の不連続部より返
る大きなエコー信号（スペキュラ）成分と、組織の微細
な弱不均−構造から返る弱いエコー信号（ランダム）成
分とに分離する回路を有し、かつ該スペキュラ成分及び
／又は該ランダム成分により組織の特徴パラメータを抽
出し表示する回路を有することを特徴とする超音波診断
装置０ ２）該スペキュラ成分と該ランダム成分とを分離する回
路は線形フィルタと非線形フィルタの組合せであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波診断装
置０ ３）該非線形フィルタは非線形整合フィルタであり、そ
の出力は整合区間における誤差パワーの逆数を出力とす
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の超音波断層像。 ４）前記表示回路は前記スペキュラ成分による組織輪郭
を２次元表示する回路を有する事を特徴とする特許請求
の範囲第１〜３項のいずれかに記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8374383A JPS59209335A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8374383A JPS59209335A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59209335A true JPS59209335A (ja) | 1984-11-27 |
| JPH0246215B2 JPH0246215B2 (ja) | 1990-10-15 |
Family
ID=13811003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8374383A Granted JPS59209335A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59209335A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014158548A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Canon Inc | 被検体情報取得装置およびその制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5897347A (ja) * | 1981-12-03 | 1983-06-09 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPS5990556A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-25 | 三菱電機株式会社 | 超音波診断装置 |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8374383A patent/JPS59209335A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5897347A (ja) * | 1981-12-03 | 1983-06-09 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPS5990556A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-25 | 三菱電機株式会社 | 超音波診断装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014158548A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Canon Inc | 被検体情報取得装置およびその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246215B2 (ja) | 1990-10-15 |
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