JPS6072537A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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Publication number
JPS6072537A
JPS6072537A JP17912083A JP17912083A JPS6072537A JP S6072537 A JPS6072537 A JP S6072537A JP 17912083 A JP17912083 A JP 17912083A JP 17912083 A JP17912083 A JP 17912083A JP S6072537 A JPS6072537 A JP S6072537A
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JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
diagnostic apparatus
probe
ultrasonic diagnostic
transducer
Prior art date
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Pending
Application number
JP17912083A
Other languages
English (en)
Inventor
高見沢 欣也
松本 賢三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6072537A publication Critical patent/JPS6072537A/ja
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、超音波を用いて生体の断層像を得る超音波
診断装置に係シ、特にアレイ型超音波プローブをさらに
機械的に移動させることにxp方位分解能の向上を計っ
た超音波診断装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
生体の診断を行なうためのものとして超音波診断法があ
り、これは超音波パルスを生体内に放射し、音響的特性
(音響インピーダンス)の異なった各組織の境界から反
射してくる信号によシ生体内の情報を得るものである。
このような超音波検査法は無侵 で行なうことができる
ため、被検者に苦痛をJjえることがなく、またX線検
査の場合に比して被爆障害が極めて少ないとともに、軟
部組織の断層像を容易に得ることができるため最近急速
(二普及しつつある。
超音波診断法には現在一般に行なわλtているB−c、
−ド法の他にCモード法がある。第1図(a)はBモー
ド法の説明図で、1はプレイ型超音波プローブ、2はこ
のプローブ1の移動面、3は生体であり、断層像3aは
移動面2に対して垂直な面のものが得られる。
一方、第1図(b)はCモード法を示すもので、1.2
.3はそれぞ」しアレイ型超音波プローブその移動面、
生体であり、断層像3bは移動面2に対して平行な面の
ものを得ている。
この工うなCモード法にJ6いて、画質の良否は方位分
解能によって略決定される。この方法では検査時間をよ
り短くしなければならないので、使用するプローブとし
ては一次元あるいは二次元のアレートランスデューザで
構成されたものが提案されているが、前者の方が実現が
容易であ、己。
すなわち第1図(b)に示すように、−次元のアレート
ランスデユーf1を用い、アレイカ°向(X方向)では
電子走査を行ない、またアレ一方向と直角な方向(Y方
向)では機械的にトランスデユーサ1を移動させながら
生体3内を走査し、ある一定深さからの信号のみを表示
して断層像を得ていた。
分解能のよい画質のものを得るためには、超音波ビーム
を集束させなぐてはならないが、この場合アレイカ向で
は電子集束法がとられ、またY方向では音響レンズによ
り集束する方法がとられている。
しかしながら、これらの方法では#llIい超音波ビー
ムは集束点角近に限定さ」しるため、この部分でしか良
好な画像がイ灯られない欠点があった。
特に、レンズによる集束の場合には集束点はプローブを
交換しない限り変化できなかった。この解決法として本
発明者はさきに開口合成法を適用した新らしい超音波診
断装置について提案した(特願昭57−77067 )
。この方式によれば集束領域は限定されず、どの深さで
も一様な高分解能を得ることが出来るが、反面、反射波
間の干渉によるいわゆるスペックルjflj音が発生し
やすく、これが画質を劣化させる大きな要因となること
が知られている。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に基すいてなされたもので、スペッ
クル雑音を除去することができ、もつ−C良好なる画質
の得られる超音波診断装置を提供するものである。
〔発明の概要〕
この発明による超音波診断装置はアレイ型超音波プロー
ブを振動子配列ノテ向と直角な方向に機械的に移動させ
、受(言された信号に補正用の所定遅延時間を与え、反
射波の位相を揃えて合成するもので、振動素子の配列方
向においては電子集束法を、またこれと直角な方向に、
枯いては開口合成法によってそれぞれの解像度を向」二
さけるようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。本発明
で用いるアレイ型超音波プローブは第2図(a)〜(C
)に示すように振動子配列方向と直角な方向(X方向)
には弱い指向性を示し、一方振動子配列方向(Y方向)
には電子集束法により強いビーム集束がおこなわれてい
る0しかもこのときの主ビーム方向は振動子W〕の法線
方向に対して第2図(c)の如く左右に1−00 偏向
されることを牛ろ徴とする。
図中矢印Eは電子走査方向を、矢印Mは機械走査方向を
示したもので第2図のような超音波ビームでE方向お工
びM方向の走査をおこなう。
得られた反射信号のうち超追波プローブから所定の距離
にある物体からの反射波を抽出していったん記1.θさ
ぜ、この記憶した信号についでN1方向(X方向)(−
おいて例えばたたみ込み等の信号処理をおこなってこの
方向の分解能を良くする。鎖3図はGO口合成法の原理
を一次元方向について示している。
トランスデユーfllはX軸上に沿っで機械的に移動し
ながらZ軸方向に超音波の送受価を行なう。いまPn 
点に反射体12(反射係数γn)があると仮定しその座
標を(Xn 、 Zn )とすれば、位fiE(X、O
)にあるトランスデユーサ1ノから放射された音波5t
(t)がPn 点で反射し1杓び前記トランスデユーサ
1ノによシ受信さλtだ場合の(、′4号Sr は次式
で示される。
Sr −ン’ nf(t−t+)sin(ωo(t−t
+ ) l −・・−(1まただし であシ、送信波5t(t)は 5t(t) = f (t)sinωotである。ここ
でω。=2πf。
なお、fo は超音波中心周波数、f(t)は超音波パ
ルスの包絡線を示している。
(1)式に示す受信された信号Sr は、超音波中心周
波数f、に等しい基準信号sinωotおよび郭ωot
で同期検波され、さらにフィルタによって高周波成分(
2ω。)を除去すれば、その出力Sは次式に示すように
なる。
5=Srr+jSrl=Tf(t−t、)ejωOtI
・・・・・・(2)この信号Sは以下に示す基準信号S
c とたたみこみが行なわれて、Pn 点の像が構成さ
れる。
(x−8)2 ここに5c−c+j00□ nV Zn2 ただしt(中T)は潰分範囲を示し、Dはトランスデユ
ーツー11の幅λは超音波波長である。
したがって、 ・・・・・・(4) となり、この式は表示面S−2上のS = X nでP
n 点の反射体12の像が構成されたことを示している
。このときの分解能Δλは λZn D ΔX=π二iとなり、トランスデユーサの幅のみで決ま
り、距所F(深さ)には依存しないためどの場所でも常
に良好な画像が得られる特徴がある。しかし反射体が複
数個接近して存在するときは、各々の反射体からの反射
波は干渉するため再構成画像には干渉縞(スペックルパ
ターン)が発生し、画質を劣化させる0このスペックル
雑音の消去法としてマルチルック法がある。開口合成レ
ーダでおこなわれているマルチルック法を第4図に示す
。反射体12からの受信が可能なl・ランスデューサの
移動範囲t(−βZn) をN分割し、まず第1分割(
xo%)(、)においてmj記原理にもどすいて開口合
成法をJにない再構成像を得る。次に第2分割〜第N分
割についても同様にして再構成像をイJた後、N枚の再
構成像を加算平均する。このとき各画像内のスペックル
雑音は相関があまシないため(qが大きいほど相対的に
減少する。ただしこの方法では分解能は1/Nに劣化す
る欠点をもっている。
そこで本発明においては、前述のように超音波ビームを
左右に偏向させ、それ−L゛れの11i向角において得
られた信号について画像再構成を行い、得られた”I’
r 4Tl成画像の加算平均をどることにニジ、分解能
の劣化を招くことなくスペックル雑音の除去をiiJ’
能としている。
以下、第5図お上び2(16図をお照しにの発明の具体
的実施例を説明する。第5図はアレイ型の超音波プロー
ブ21およびこのプローブ21を通じて超音波の送受波
ケ行なう超音波送受波回路22の構成図、第6図はこの
ような超音波プローブ21および超音波送受波回路22
を含む実施例全体の回路構成図である。
第5図にかずように、超音波プローブ21は複数個の振
動子211〜219・・・21 Mを直線状に配列した
もので、これらの振動子に対応して同数の電子スイッチ
231〜239・・・23Mが設けられている。振動子
211〜215はそhぞれ電子スイッチ231〜・23
5を介して遅延線241〜245の一端に接続さJt1
遅延線241〜245の他端は一括してバルサ25の出
力端お、[び増幅器27の入力端にそれぞれ接続されて
いる。
振動子216〜219・・・21Mおよび電子スイッチ
236〜239・・・23Mもそれぞれ5個ずつの群に
分けらJしそれぞれ振動:F211〜215お工び電子
スイッチ231〜235の場合と同守にそれぞれ遅延線
241・〜245を介し′〔バルー丈25および増IW
器27に接続されている。図中28は走査制御回路を示
している。
まV送信の場合について述べれば、パルサ25でつくら
れたドライブパルスはT子スイッチ231〜235の移
゛入に、!ニジ遅延線241〜245を介してそれぞれ
振動子211〜215に供給されこれらの振動子211
〜215から超音波を発生させる。
これによシ媒質中(例えば第3図の反射物体P)で反射
した超音波は、振動子211−215でそれぞれ受信さ
れ電子スイッチ231〜235、遅延線241〜245
を通過した後加算され、プリアンプ27に送られる。遅
延線241〜245に、′I6いて超薩波ビームの、%
l(束と聞向をおこなうために必要となる遅延時間が設
定される。
この遅延時間制御によりまず一00方向(第2図参照)
に超音波送受信される。
この受信信号は増幅器27を介して第6図に示す2個の
ミキナJ 7 R+ J 7 ’l)に供給され発振器
26の出力1言号との間で乗算が行なわれる。
この、12合、発」辰器26の出力信号はミキサ37Q
には直接送らJl、ミキ−4)−37bには郡送器36
を介しπ/2 位相がシフトされて供給される。ミーt
す37 a 、 、? 7 bの出力は低域通過フィル
タ38a、38bにおいて高周波成分が除去された後、
9ンブルホ一ルド回路29a。
29 b Itアナログディジタル変換器3θa。
30bを経てそれぞれ記憶回路31a−1゜31b−1
に記憶される。ただし、このとき記憶される信号はCモ
ード像として表示される所定の深さの信号のみで工い。
つぎに第5図において電子スイッチ231がオフ、23
6がオンになった状態で前記同様の動作がおこなわれ、
このときの受信信号も記憶回路31a−1,31b−1
に記憶される。このようにして振動子211〜21Mを
矢印Yに示す方向に1個づつシフトしながら最終的に振
動子、?J−(M−4)〜21−Mが使われるまでこれ
らの動作は(M−4)個くりかえされ、このとき得られ
た(8号はそれぞれ位相検波、A/D変換された後、記
憶回路31&−1、31b−J に記憶される。つぎに
偏向角が+00方向の状態で一〇。方向と全く同じ動作
がおこなわれ、受信信号は記憶回路31a−2,31b
−2に記憶される0この場合振動子の切シ換えと偏向角
の切り換え順序を逆にしてもさしつかえない。
次いでトランスデユーサ21を配列方向と直角な方pロ
二微小ステップΔyづつ順次移動し1)も+p七小フ卆
1リイl−松いで前F、P HJ’! −On、+θ^
の方向に超音波ビームが偏向されて得られた信号を記憶
回路31a−1,31b−1,31a−2゜31b−2
にそれぞれ記憶する。
かくしてMステラプ機械的な移動がおこなわれると記憶
された信号は信号処理回路32において(4)式にもと
すいて計算がおこなわれる。このときまず、偏向角−0
0の時に得られた信号について画像再構成がおこなわれ
、つぎに十〇。のときに得られた信号についても同様の
再構成がおこなわれる。つぎにこれら2枚の画像は加算
平均されてフレームメモリ33に一旦記憶されてからテ
レビモニタのような表示器34に表示される。
以上の説明では2枚の再構成画像の加算平均について述
べたが偏向角をさらに変化サセ、よシ多くの再構成画像
を加算すれば画質は向上するO 〔発明の効果〕 このように本発明によると、集束領域は限定食上、−P
−)ニア7−1澤六ずも−J槽lf恵分解鮨を得スこと
ができると同時に、反射波間のコー渉によるスペックル
雑音についても分解能の劣化を招くことなく効果的に除
去することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はBモード法とCモード法の超音波検査の比較を
示す説明図ζ第2図はこの発明において用いるアレイ型
超音波プローブよシ発生する超音波ビームの説明図、第
3図は開口合成法の原理図、第4図は開口合成レーダに
用いられているマルチルックの説明図、第5図および第
6図は本発明の一実施例を示す図である。 1・・・アレイ型振動子、2・・・プローブ移動面、3
・・・生体、1ノ・・・超音波トランスデユーサ、12
・・・反射体、211〜21M・・・超音波振動子、2
2・・・超音波送受波回路、231〜23M・・・電子
スイッチ、241〜245・・・遅延回路、25・・・
パルサ、27・・・増幅器、28・・・走査制御回路、
26 ・・・発振器、36・・・移相器、3Va、37
b・・・ミキサー、31ja、3sb・・・ローパスフ
ィルタ、29a、29b・・・ヅーンプルホールド、3
0 a 、 30 b’ −k/D 変換器、31・・
メモリ、32・・・イ:1号処理回路、33・・・フレ
ームメモリ、34・・・表示器、35・・・主制御回路
。 代理人 弁理士 則 近 怠 佑 (ほか1名)第 1
 図 ((1) (b) 第 2 図 ((1) (I:)) tc) /Lノ 第 3 図 だ 第 4 図 叉□ズ、χ?ηxN

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 1次元に配列された複数個の振動子よシなるア
    レイ型超音波プローブと、このプローブを前記J辰動子
    の配列方向と直角な方向′に機械的に移動させるための
    手段と、前記配列方向において超音波を集束および偏向
    させるための遅延手段と、前記機械的移動方向において
    開口合成手段により再構成像を得るための手段を具備し
    、前記偏向角を変えて得られる複数枚の前記再構成像を
    加算平均することにょシスペラクル雑音を低減すること
    を特徴とした超音波診断装置。
  2. (2)受信信号のうち超音波プローブから所定の距離に
    ある物体からの反射波を抽出し再構成像を得ることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波診断装置。
JP17912083A 1983-09-29 1983-09-29 超音波診断装置 Pending JPS6072537A (ja)

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JP17912083A JPS6072537A (ja) 1983-09-29 1983-09-29 超音波診断装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003070786A (ja) * 2001-09-06 2003-03-11 Hitachi Medical Corp 超音波撮像装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003070786A (ja) * 2001-09-06 2003-03-11 Hitachi Medical Corp 超音波撮像装置

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