JPS5922076A - 超音波ホログラフイ装置 - Google Patents
超音波ホログラフイ装置Info
- Publication number
- JPS5922076A JPS5922076A JP57130227A JP13022782A JPS5922076A JP S5922076 A JPS5922076 A JP S5922076A JP 57130227 A JP57130227 A JP 57130227A JP 13022782 A JP13022782 A JP 13022782A JP S5922076 A JPS5922076 A JP S5922076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- oscillator
- convolution
- ultrasonic
- mixers
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T12/00—Tomographic reconstruction from projections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、超音波を用いて生体の断層像を得る超音波診
断装置に係り、方位分解能が１つの断層像内でほぼ一様
であるため解像度の優れた画質を得ることが可能となる
超音波装置に関する。。
断装置に係り、方位分解能が１つの断層像内でほぼ一様
であるため解像度の優れた画質を得ることが可能となる
超音波装置に関する。。
超音波パルスを生体内に放射し、６響特性の異なる各組
織の境界から反射してくる信号から生体内の情報を得る
超音波検査法は無侵襲で行なうことができるため、被検
者に苦痛を与えることがない。また、Ｘ線検査と比較し
て被爆障害が少なく、造影剤を用いなくても軟部組織の
断層像を得ることが出来るなどの利点を有しており、近
年急速に普及している。
織の境界から反射してくる信号から生体内の情報を得る
超音波検査法は無侵襲で行なうことができるため、被検
者に苦痛を与えることがない。また、Ｘ線検査と比較し
て被爆障害が少なく、造影剤を用いなくても軟部組織の
断層像を得ることが出来るなどの利点を有しており、近
年急速に普及している。
従来の装置において分解能のよい画像を得るには超音波
ビームを集束させなくてはならない。この場合、電子走
査装置に使用されている配列型超音波探触子では配列方
向でのビーム集束は電子的に、またこれと直角な方向で
は音響レンズによって行なわれている。しかし、これら
の方法では集束された超音波は集束点付近に限定され、
この部分でしか良好な画像は得られなかった、。
ビームを集束させなくてはならない。この場合、電子走
査装置に使用されている配列型超音波探触子では配列方
向でのビーム集束は電子的に、またこれと直角な方向で
は音響レンズによって行なわれている。しかし、これら
の方法では集束された超音波は集束点付近に限定され、
この部分でしか良好な画像は得られなかった、。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、こ
の断層像の分解能は距離（深さ）に依存しなく常に良好
な画像が得られる超音波診断装置を提供することを目的
とする１゜ 〔発明の紙装〕 本発明は、レーダ分野で行なわれている開口合成法を超
音波装置に応用したものであり、その原理を第１図に示
す。配列された超音波トランスデユーサのうち、所定の
部分が電子スイッチにより選択され、Ｚ軸方向に対して
超音波の送、受信を行なう。
の断層像の分解能は距離（深さ）に依存しなく常に良好
な画像が得られる超音波診断装置を提供することを目的
とする１゜ 〔発明の紙装〕 本発明は、レーダ分野で行なわれている開口合成法を超
音波装置に応用したものであり、その原理を第１図に示
す。配列された超音波トランスデユーサのうち、所定の
部分が電子スイッチにより選択され、Ｚ軸方向に対して
超音波の送、受信を行なう。
いま、Ｐｎ点（Ｘｎ、Ｚｎ）に反射物体（反射係数をγ
１とする）を仮定すれば、配列トランスデー−サのｍ′
番目（Ｘｍ′＋ ０）から放射され、Ｐｎで皮射し、再
び前記トランスデユーサで受信される信号（Ｓｒ ）は
送信波（Ｓｔ）をｆ（ｔ） ｍ ｗｏｔとすればＳｒ
＝ｒ（１（（ｔ −ｔｎ）ｓｉｎ（２πｆｏ（ｔ −ｔ
ｎ）） ・・・・（１１となる。但し、 ｆｏ：超音波周波数 ｒ（ｔ）：送信パルス包絡線 ■：媒質中の超音波速度 受信された信号は超音波周波数ｆＯにほぼ等しい基準信
号ｓｉｎ ｗｏｔ 、 ｃａｓ ｗｏｔで同期検波され
、更にフィルタによって高周波成分（２ｆｏ）が除去さ
れる。
１とする）を仮定すれば、配列トランスデー−サのｍ′
番目（Ｘｍ′＋ ０）から放射され、Ｐｎで皮射し、再
び前記トランスデユーサで受信される信号（Ｓｒ ）は
送信波（Ｓｔ）をｆ（ｔ） ｍ ｗｏｔとすればＳｒ
＝ｒ（１（（ｔ −ｔｎ）ｓｉｎ（２πｆｏ（ｔ −ｔ
ｎ）） ・・・・（１１となる。但し、 ｆｏ：超音波周波数 ｒ（ｔ）：送信パルス包絡線 ■：媒質中の超音波速度 受信された信号は超音波周波数ｆＯにほぼ等しい基準信
号ｓｉｎ ｗｏｔ 、 ｃａｓ ｗｏｔで同期検波され
、更にフィルタによって高周波成分（２ｆｏ）が除去さ
れる。
すなわちこのときの信号（Ｓ）は
となる。
との間でたたみ込みが行なわれＳ−Ｚ平面にＰｎの像が
構成される。
構成される。
第２図は１つのターゲットが位Ｗ’−”ｎ（Ｘｎ Ｚｎ
）にあるときに得られるホログラムである。超音波を用
いたパルス反射法では、パルス幅が１朋前後（１，５ｎ
ｓｅｃ）と極めて細いだめに基準信号との間でのたたみ
込み（相関）処理は図中の破線に沿って行なわれること
が望ましい。すなわち、この場合、（Ｘｎ Ｚｎ、）を
中心とした破線（ｂ）にそって相関をとった場合の出力
が最も大きくなる。しかしながら、Ｃモード画像表示の
ようにトランスデー−すから一定の深さの横断面を１停
る場合にこのような処理法をとるとｘ＋Ｙ方向のみなら
ずＺ方向にも多くのメモリが必要となる。。
）にあるときに得られるホログラムである。超音波を用
いたパルス反射法では、パルス幅が１朋前後（１，５ｎ
ｓｅｃ）と極めて細いだめに基準信号との間でのたたみ
込み（相関）処理は図中の破線に沿って行なわれること
が望ましい。すなわち、この場合、（Ｘｎ Ｚｎ、）を
中心とした破線（ｂ）にそって相関をとった場合の出力
が最も大きくなる。しかしながら、Ｃモード画像表示の
ようにトランスデー−すから一定の深さの横断面を１停
る場合にこのような処理法をとるとｘ＋Ｙ方向のみなら
ずＺ方向にも多くのメモリが必要となる。。
尚、第２図において、斜線部は負極性を示す。
本発明は、例えばＣモード表示の場合においてより少な
いメモリ容重でほぼ同等の性能（解像力）を得ることを
目的として行なわれたものである。
いメモリ容重でほぼ同等の性能（解像力）を得ることを
目的として行なわれたものである。
第３図は処理に用いられる信号をホログラムから直線状
（矢印方向）に抽出した場合であるが、ホログラムが双
曲線状であるため、たとえ、各トランスデユーサ素子か
ら放射されるビーム幅が大きくても処理のために抽出さ
れるデータの量が限られてしまい、したがって、良好な
解像度を得ることができない。
（矢印方向）に抽出した場合であるが、ホログラムが双
曲線状であるため、たとえ、各トランスデユーサ素子か
ら放射されるビーム幅が大きくても処理のために抽出さ
れるデータの量が限られてしまい、したがって、良好な
解像度を得ることができない。
第４図は本発明の詳細な説明するだめのもので、たとえ
ば深さの異なる２枚の画像情報がメモリ内に記憶され、
これらは（Ｘｎ ＋ Ｚｎ ）を中心にして直糾ｋＯＢ
ＯＣｎに沿ってたたみ込み積分が行なわれる。
ば深さの異なる２枚の画像情報がメモリ内に記憶され、
これらは（Ｘｎ ＋ Ｚｎ ）を中心にして直糾ｋＯＢ
ＯＣｎに沿ってたたみ込み積分が行なわれる。
但し、たたみ込みの前にまずＡｎ ＣｎのデータはＢｎ
の両端で加算付加される。
の両端で加算付加される。
第５図（ａ） （ｂ）はＢｎ及び八〇〇〇でのホログラ
ム振幅であり同図（Ｃ）は加算された後のホログラム振
幅を示す。
ム振幅であり同図（Ｃ）は加算された後のホログラム振
幅を示す。
第５図に示すように合成されたホログラム（Ｃ）は第２
図のような双曲線に沿って得られるホログラム振幅とほ
ぼ同等のものを作ることができ、したかって、この合成
ホログラムを用いてたたみ込みを行なえば、分解能を高
めることができる。
図のような双曲線に沿って得られるホログラム振幅とほ
ぼ同等のものを作ることができ、したかって、この合成
ホログラムを用いてたたみ込みを行なえば、分解能を高
めることができる。
第５図（ａ）、（ｂ）は第３図での方法による再構成パ
ターンを、また同図（Ｃ）は合成ホログラムによって得
られる再構成パターンを示すもので、後者ではビーム幅
を５０％以上細くすることが可能となる。
ターンを、また同図（Ｃ）は合成ホログラムによって得
られる再構成パターンを示すもので、後者ではビーム幅
を５０％以上細くすることが可能となる。
本発明のようにトランスデー−サより一定の距離にちる
ホログラムデータを離散的に複数枚記録し、これらを加
算合成した後で基準信号とたたみ込みを行なうことによ
り、メモリ容量を１１５〜名〇減らすことがり能となる
。
ホログラムデータを離散的に複数枚記録し、これらを加
算合成した後で基準信号とたたみ込みを行なうことによ
り、メモリ容量を１１５〜名〇減らすことがり能となる
。
第７図に本発明の一実施例を示す。
Ｎ個配列された振動子（１）のうちまず（１−１）〜（
１−Ｌ）のＬ本が電子スイッチ（２−１）〜（２−Ｎ）
によって選択される。この時の受信信号は２つのミキサ
（４−１）、（４−２）に送られ、発振器（３）の信号
との間で乗算が行なわれる。この場合、発振器（３）の
信号はミキサ（４−１）には直接、またミキサ（４−２
）には移相器Ｑｌ）により“７２位相シフトしてから送
られる。ミキサの出力は、低域通過フィルタ（５−１）
〜（５−２）においてその高側波成分（２ｒｏ付近）が
除去された後、ザンブル・ホールド回路（６−１）、（
６−２）、アナログディジタル変換器（７−１）、（７
−２）を介して記憶回路（８−１）。
１−Ｌ）のＬ本が電子スイッチ（２−１）〜（２−Ｎ）
によって選択される。この時の受信信号は２つのミキサ
（４−１）、（４−２）に送られ、発振器（３）の信号
との間で乗算が行なわれる。この場合、発振器（３）の
信号はミキサ（４−１）には直接、またミキサ（４−２
）には移相器Ｑｌ）により“７２位相シフトしてから送
られる。ミキサの出力は、低域通過フィルタ（５−１）
〜（５−２）においてその高側波成分（２ｒｏ付近）が
除去された後、ザンブル・ホールド回路（６−１）、（
６−２）、アナログディジタル変換器（７−１）、（７
−２）を介して記憶回路（８−１）。
（８−２）に記憶される。
次に振動子は送信時には（１−１）〜（１−Ｌ）がまた
受信時には（１−２）〜（１−ＬＨ）の各り本が選択さ
れ、このとき得られた信号は前記同様の過程を経て記憶
回路（８−１）、（８−２）に記憶される。
受信時には（１−２）〜（１−ＬＨ）の各り本が選択さ
れ、このとき得られた信号は前記同様の過程を経て記憶
回路（８−１）、（８−２）に記憶される。
以下同様の動作が１−（Ｎ−Ｌ＋１）〜１−Ｈの振動子
が選択されるまで繰υ返し行なわれる。
が選択されるまで繰υ返し行なわれる。
ディジタル値で記憶された受信信号は信号処理回路（９
）にて、前述の如く深さの異なる情報を適当に加算合成
した後、記憶回路■（１６１で予め記憶されている基準
信号Ｓｃとたたみ込み計算が行なわれ、その結果は一旦
りレームメモＩＪＨに記憶された後、モニタ（１５）上
に表示されるかあるいはＸ線フィルムα１等に記録され
る。
）にて、前述の如く深さの異なる情報を適当に加算合成
した後、記憶回路■（１６１で予め記憶されている基準
信号Ｓｃとたたみ込み計算が行なわれ、その結果は一旦
りレームメモＩＪＨに記憶された後、モニタ（１５）上
に表示されるかあるいはＸ線フィルムα１等に記録され
る。
第１図は開口合成法の原理を示す図、第２図はたたみ込
み処理の一般的手法を示す図、第３図は従来のＣモード
法のたたみ込み法を示す図、第４図及び第５図は本発明
のたたみ込み法の原理を説明する為の図、第６図は本発
明によるシミュレーション結果を示す図、第７図は本発
明の１実施例の構成図である。 １−１〜１−Ｎ・・・・・・・超音波振動子２−１〜２
−Ｎ・・・・・・電子スイッチ３・・・・・・発振器
４−１．４−２・・・ミキサ６−１．６−２・・・
・・・サンプルホールド回路７−１．７−２・・・・・
・・アナログディジタル変換器８−１．８−２・・・・
・・・記憶回路９・・・・・・・信号処理回路 １
１・・・・・・・移相器１４・・・・・・・フレームメ
モリ １５・・・・・モ ニ タ１６・・・・・・
・記憶回路ｔｌ １７・・・・・・・Ｘ線フィ
ルム代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第２図 第３図 第５図 第６図 ２ａ １ｌｆｉ ごグ門
み処理の一般的手法を示す図、第３図は従来のＣモード
法のたたみ込み法を示す図、第４図及び第５図は本発明
のたたみ込み法の原理を説明する為の図、第６図は本発
明によるシミュレーション結果を示す図、第７図は本発
明の１実施例の構成図である。 １−１〜１−Ｎ・・・・・・・超音波振動子２−１〜２
−Ｎ・・・・・・電子スイッチ３・・・・・・発振器
４−１．４−２・・・ミキサ６−１．６−２・・・
・・・サンプルホールド回路７−１．７−２・・・・・
・・アナログディジタル変換器８−１．８−２・・・・
・・・記憶回路９・・・・・・・信号処理回路 １
１・・・・・・・移相器１４・・・・・・・フレームメ
モリ １５・・・・・モ ニ タ１６・・・・・・
・記憶回路ｔｌ １７・・・・・・・Ｘ線フィ
ルム代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第２図 第３図 第５図 第６図 ２ａ １ｌｆｉ ごグ門
Claims (1)
- １個乃至複数個から成る電気音響交換素子と、これらを
機械的に移動する手段あるいは電子的に切り替えて動作
させる手段と、前記電気音響変換素子の共振周波数とほ
ぼ等し１周波数を有する発振器と、前記電気音響変換素
子によって得られた信号と前記発振器出力との間で位相
検波を行なう手段と、この検波出方にたたみ込み処理を
施す手段、およびその結果を表示あるいは記録する手段
を備え、前記たたみ込みに使用される信号は、前記検波
出力を所定の規則に従って一旦加算合成されることを特
徴とする超音波ホログラフィ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130227A JPS5922076A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 超音波ホログラフイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130227A JPS5922076A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 超音波ホログラフイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922076A true JPS5922076A (ja) | 1984-02-04 |
Family
ID=15029131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57130227A Pending JPS5922076A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 超音波ホログラフイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922076A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03159561A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-07-09 | Siemens Ag | スイツチングレギユレータ用回路装置 |
| JPH04121465A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-22 | Sanwa Sangyo Kk | ロータリー式圧送機 |
| WO2017175834A1 (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置および超音波送受信方法 |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP57130227A patent/JPS5922076A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03159561A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-07-09 | Siemens Ag | スイツチングレギユレータ用回路装置 |
| JPH04121465A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-22 | Sanwa Sangyo Kk | ロータリー式圧送機 |
| WO2017175834A1 (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置および超音波送受信方法 |
| JP2017185085A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置および超音波送受信方法 |
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