JPS6264341A - 超音波診断装置におけるエコ−信号の表示方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、リアルタイムで超音波の減衰率を測定するこ
とにより組織性状の診断を行なうことができる超音波診
断装置におけるエコー信号の表示方法に関する。

（ロ）従来技術とその問題点 被検体内に放射された超音波は、被検体内の組織の音響
インピーダンスに応じて反射、吸収されるので、断層像
の濃淡として現われるエコー信号強度は被検体内の組織
性状をある程度反映している。しかし、断層像の濃淡な
どから組織性状を診断するには、専門的に高度な知識と
多くの経験を必要とするばかりでなく、定量的な情報を
得ることができない。このため、近時は、超音波の減衰
率を測定して組織性状を診断することが試みられている
。

ところが、従来の方法は、すべてがｉｎ　ｖｉｔｒｏか
らしくはオフライン方式で行なわれるものであり、リア
ルタイム性に欠ける。これは、送受波される超音波の周
波数が３　Ｍ　Ｈｚ程度と高く、エコー信号を十分にサ
ンプリングできないからである。つまり、３．５ＭＨｚ
の超音波を放射できるトランスジューサを使用すれば、
周波数帯域は少なくとも５　Ｍ　Ｈｚ程度まで広がるの
で、サンプリング周波数は少なくとも１０ＭＨｚ必要と
なる。したがって、どのような周波数でサンプリングセ
るには、Ａ、／Ｄコンバータを含め装置全体の回路が非
常に高価なしのとなって実用に供さｆｊ　（なる。

本発明は、二のような事情に鑑みてなされたものであっ
て、リアルタイムで被検体内の超音波の減衰の様子が分
かるようにして、ｉｎ　ｖｉｖｏで組織性状の診断がで
きるようすることを目的とする。

（・＼）問題点を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために、超音波を放射
して得られる一つのエコー信号を対象としてこの信号を
直交検波し、次いで、直交検波して得られた実数部信号
と虚数部信号とをそれぞれ所定のサンプルデータ長ごと
に順次デジタル化した後、デジタル化された実数部信号
と虚数部信号とをフーリエ変換して各サンプルデータ長
ごとに前記エコー信号の周波数スペクトルを算出し、こ
の算出された各周波数スペクトルに基づいて被検体内の
深さに対応させて前記エコー信号の周波数変化を表示す
るようにしている。

（ニ）実施例 第１図は本発明方法を実施するために適用される超音波
診断装置のブロック図である。同図において、符号ｌは
超音波診断装置の全体を示し、２は超音波を送受波する
トランスジューサ、４はトランスジューサ２にこれを励
振駆動するパルスを与えるパルサーである。６はトラン
スジューサから超音波エコーを受波して得られるエコー
信号を増幅する増幅器、８は増幅器６を通ったエコー信
号のゲインを時間的に制御する補正回路、１０は互いに
９０’位相のずれたｓｉｎ波信号とＣＯＳ波信号とを発
生する参照信号発生回路、１２は補正回路８を通ったエ
コー信号を参照信号発生回路１０から与えられるｓｉｎ
波信号で位相検波して実数部信号として出力する第１位
相検波回路、１４は補正回路８を通ったエコー信号を参
照信号発生回路１０から与えられるＣＯＳ波信号で位相
検波して虚数部信号として出力する第２位相検波回路で
ある。

１６．１８は第１、第２位相検波回路１２．１４からそ
れぞれ出力される実数部信号と虚数部信号とを所定のサ
ンプルデータ長ごとにデジタル化するＡ／Ｄコンバータ
、２０は各Ａ／Ｄコンバータ１６．１８で所定のサンプ
ルデータ長ごとにデジタル化された実数部信号と虚数部
信号とを高速フーリエ変換するフーリエ変換回路、２２
はフーリエ変換回路２０で高速フーリエ変換して得られ
た実数部データと虚数部データとからその絶対値を求め
て前記エコー信号のサンプルデータ長ごとの周波数スペ
クトルを算出するとともに、補正回路８でのゲイン補正
の影響を取り除くガンマ補正等を行なう演算回路、２４
は演算回路２２の演算結果を表示するＣＲＴ等のモニタ
、２６はパルサー４、補正回路８、参照信号発生回路Ｉ
Ｏ１演算回路２２の各動作を制御する制御回路である。

次に、上記超音波診断装置ｌを適用して本発明方法を説
明する。

超音波の送受波にあたっては、制御回路２６からパルサ
ー４に制御信号を与えてパルサー４から駆動パルスを出
力し、この駆動パルスをトランスジューサ２に加える。

これにより、トランスジューサ２が励振されて被検体内
に超音波が放射される。この超音波は、被検体内で反射
されて再びトランスジューサ２で受波される。すると、
トランスジューサ２からは、第２図に示すように、受波
した超音波エコーに対応したエコー信号が出力されるの
で、このエコー信号を増幅器６、補正回路８を順次通し
て第１位相検波回路１２と第２位相検波回路１４とに共
通に加える。この時、参照信号発生回路ｌＯから第１位
相検波回路１２にｓｉｎ波信号を、第２位相検波回路１
４にｃｏｓ波信号をそれぞれ与えることでエコー信号を
位相検波する。

こうして、エコー信号を直交検波すると、トランスジュ
ーサより３．５ＭＨｚの超音波が放射された場合、３　
、５　Ｍ　Ｈｚを中心として両側に３ＭＨｚ程度に広が
る周波数帯域のエコー信号がＯＭ）（ｚを中心として両
側に３　Ｍ　Ｈｚ程度に広がった周波数帯域をもつ信号
に変換されるので、実用のサンプリング周波数でエコー
信号をデジタル化することが可能となる。

そこで、第１位相検波回路１２でエコー信号を位相検波
して得られる実数部信号と第２位相検波回路１４でエコ
ー信号を位相検波して得られる虚数部信号とを各Ａ／Ｄ
コンバータ１６．１８でそれぞれ所定のサンプルデータ
長Ｔごとに順次デジタル化する。たとえば、各サンプル
データ長Ｔあたり２５６点サンプリングを行なう。そし
て、デジタル化した実数部信号と虚数部信号とをフーリ
エ変換回路２０に与え、ここで両信号を高速フーリエ変
換する。このフーリエ変換回路２０の出力は、複素信号
の実数部データと虚数部データとなるので、この実数部
データと虚数部データとからその絶対値を算出し、続い
て、補正回路８でのゲイン補正の影響を取り除くためガ
ンマ補正を行なって周波数スペクトルを求める。さらに
、この周波数スペクトルのピーク値あるいは平均値を求
める。

こうして求めた周波数スペクトルのピーク値あるいは平
均値は、エコー信号のそのときの周波数に対応している
。

したがって、第３図に示すように、サンプルデータ長Ｔ
ごとにエコー信号の周波数スペクトルのピーク値あるい
は平均値を被検体内の深さｄに対応させてモニタ２４に
表示すれば、エコー信号の深さ方向の周波数の減衰の程
度を容易に判断てきることになる。

なお、上記実施例では、エコー信号をサンプルデータ長
Ｔごとにシリアルにサンプリングしているが、第４図に
示すように、エコー信号のサンプリングを同図中番号１
．２．３、・・で示すように、一部オーバラヅプさせて
行なってもよい。このようにすれば表示が滑らかとなり
、距離方向の分解能が向上する。

（ホ）効果 以上のように本発明によれば、超音波を放射して得られ
る一つのエコー信号を直交検波した後、これを所定のサ
ンプルデータ長ごとにフーリエ変換してサンプルデータ
長ごとのエコー信号の周波数スペクトルを算出し、この
結果に基づいて被検体内の深さに応じて前記エコー信号
の周波数変化を表示するようにしているので、リアルタ
イムで被検体内の超音波の減衰の様子が分かる。したが
って、ｉｎ　ｖｉｖｏで組織性状の診断ができるよ−ｂ
になる等の優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するために適用される超音波
診断装置のブロック図、第２図は超音波を放射して得ら
れるエコー信号とこれを直交検波するための参照信号と
の波形図、第３図は本発明方法による表示例を示す説明
図、第４図はエコー信号の他のサンプリング方法の説明
図である。 ｌ・・・超音波診断装置、２・・・トランスジューサ、
１２．１４・・第１、第２位相検波回路、２０・・・フ
ーリエ変換回路、２２・・・演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波を放射して得られる一つのエコー信号を対
   象としてこの信号を直交検波し、次いで、直交検波して
   得られた実数部信号と虚数部信号とをそれぞれ所定のサ
   ンプルデータ長ごとに順次デジタル化した後、デジタル
   化された実数部信号と虚数部信号とをフーリエ変換して
   各サンプルデータ長ごとに前記エコー信号の周波数スペ
   クトルを算出し、この算出された各周波数スペクトルに
   基づいて被検体内の深さに対応させて前記エコー信号の
   周波数変化を表示することを特徴とする超音波診断装置
   におけるエコー信号の表示方法。