JP3308655B2 - 超音波信号処理装置 - Google Patents
超音波信号処理装置Info
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波により物体を非
破壊検査する装置、あるいは医療診断に用いる超音波装
置等の信号処理に関し、特に、被検体内の立体的空間を
走査するための受信信号処理が可能な超音波信号処理装
置に関する。
破壊検査する装置、あるいは医療診断に用いる超音波装
置等の信号処理に関し、特に、被検体内の立体的空間を
走査するための受信信号処理が可能な超音波信号処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子走査型超音波断層像装置は目
標物へ放射された送信音波に起因して得られる反射波を
一次元配列した受信素子群で受信している。この装置で
はレーダやソナーと同様の技術を用いて電子的に受信信
号を整相加算しており、例えば、医用超音波診断装置で
は秒間３０断層像程度の実時間表示を可能としている。
この走査を二次元の断層像から三次元の立体領域に拡張
する場合には、超音波の送受信に必要な受信素子群は二
次元平面あるいは曲面内で配置する必要がある。この三
次元撮像では走査しようとする被検体内の超音波の送波
回数が増加し、超音波の往復の伝播時間が撮像時間を限
定してしまい、実時間での撮像が困難になる。このた
め、一回の超音波の送信によって複数位置からの反射受
信信号を並列して同時に走査する受波複ビーム処理技術
が知られている。
標物へ放射された送信音波に起因して得られる反射波を
一次元配列した受信素子群で受信している。この装置で
はレーダやソナーと同様の技術を用いて電子的に受信信
号を整相加算しており、例えば、医用超音波診断装置で
は秒間３０断層像程度の実時間表示を可能としている。
この走査を二次元の断層像から三次元の立体領域に拡張
する場合には、超音波の送受信に必要な受信素子群は二
次元平面あるいは曲面内で配置する必要がある。この三
次元撮像では走査しようとする被検体内の超音波の送波
回数が増加し、超音波の往復の伝播時間が撮像時間を限
定してしまい、実時間での撮像が困難になる。このた
め、一回の超音波の送信によって複数位置からの反射受
信信号を並列して同時に走査する受波複ビーム処理技術
が知られている。
【０００３】この受波複ビームを三次元撮像に適用した
例がアイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オ
ン・ウルトラソニクス・フェロエレクトリクス・アンド
・フリーケンシ・コントロール、第３８巻、第２号、１
０９頁から１１５頁(IEEE Transactions on Ultrasonic
s、Ferroelectrics、and Frequency Control、Vol.38、
NO.2、pp.109−115(1991))に開示されている。
例がアイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オ
ン・ウルトラソニクス・フェロエレクトリクス・アンド
・フリーケンシ・コントロール、第３８巻、第２号、１
０９頁から１１５頁(IEEE Transactions on Ultrasonic
s、Ferroelectrics、and Frequency Control、Vol.38、
NO.2、pp.109−115(1991))に開示されている。
【０００４】この技術を図５で簡単に説明する。この構
成では超音波を受信する二次元配置素子群２の出力信号
は第一の遅延手段Ｄ0 により遅延される。この遅延され
た信号は従属接続された第二の遅延手段群Ｄ1〜Ｄnで遅
延される。Ｄ1〜ＤnはＤ0 の出力を並列して整相するも
のである。それぞれ整相された並列出力は加算手段Ａ1
〜Ａnにより加算され、それぞれ異なった焦点Ｆ1〜Ｆn
からの受信信号を検出する。図５では図面の簡単化を図
るために焦点Ｆ1及びＦnとそれに対応する波面のみを概
念的に示した。
成では超音波を受信する二次元配置素子群２の出力信号
は第一の遅延手段Ｄ0 により遅延される。この遅延され
た信号は従属接続された第二の遅延手段群Ｄ1〜Ｄnで遅
延される。Ｄ1〜ＤnはＤ0 の出力を並列して整相するも
のである。それぞれ整相された並列出力は加算手段Ａ1
〜Ａnにより加算され、それぞれ異なった焦点Ｆ1〜Ｆn
からの受信信号を検出する。図５では図面の簡単化を図
るために焦点Ｆ1及びＦnとそれに対応する波面のみを概
念的に示した。
【０００５】この受信焦点の設定についてｎが９の場合
の例を図４を用いて説明する。二次元配置素子群２の中
心Ｏを通り、面に垂直な法線をＮとする。中心Ｏと法線
Ｎを基準に極座標系（Ｒ，θ，φ）で焦点位置を考え
る。複ビームの中心焦点Ｔn5は法線Ｎと角度(緯度)θを
成し、角度(経度)φは任意であるとする。複ビームの焦
点群Ｔn1〜Ｔn9はＴn5を基準に設定される。これらの設
定において受信焦点がＦ1〜Ｆnは中心Ｏから見てほぼ等
しい距離半径Ｒn を有する球殻上に分布している。これ
らの焦点群の設定はθ，φ方向の角度で決定することが
でき、例えば、Ｔn2，Ｔn3間のφ方向の角度差φ′及び
Ｔn1，Ｔn4間のθ方向の角度差Ψ′は任意に設定でき
る。
の例を図４を用いて説明する。二次元配置素子群２の中
心Ｏを通り、面に垂直な法線をＮとする。中心Ｏと法線
Ｎを基準に極座標系（Ｒ，θ，φ）で焦点位置を考え
る。複ビームの中心焦点Ｔn5は法線Ｎと角度(緯度)θを
成し、角度(経度)φは任意であるとする。複ビームの焦
点群Ｔn1〜Ｔn9はＴn5を基準に設定される。これらの設
定において受信焦点がＦ1〜Ｆnは中心Ｏから見てほぼ等
しい距離半径Ｒn を有する球殻上に分布している。これ
らの焦点群の設定はθ，φ方向の角度で決定することが
でき、例えば、Ｔn2，Ｔn3間のφ方向の角度差φ′及び
Ｔn1，Ｔn4間のθ方向の角度差Ψ′は任意に設定でき
る。
【０００６】次に図４の複ビームを図５の構成で受信す
る場合について説明する。図４のΨ′及びφ′が十分小
さい場合には焦点Ｔn5に合わせた遅延時間設定に対して
微小な遅延時間差を与えるだけで焦点群Ｔn1〜Ｔn9の遅
延時間分布を精度よく近似することができる。この遅延
時間差を与える部分が第二遅延時間手段群Ｄ1〜Ｄnであ
る。
る場合について説明する。図４のΨ′及びφ′が十分小
さい場合には焦点Ｔn5に合わせた遅延時間設定に対して
微小な遅延時間差を与えるだけで焦点群Ｔn1〜Ｔn9の遅
延時間分布を精度よく近似することができる。この遅延
時間差を与える部分が第二遅延時間手段群Ｄ1〜Ｄnであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、三次元
の被検体内の走査につき、どのように受信ビームの焦点
の方位を決定するかについては開示されていなかった。
また、受信ビームを上記技術に沿って設定する際に近接
焦点間の角度差（例えば図４のΨ′及びφ′）をどのよ
うに決定すれば撮像時間の短縮化、即ち三次元撮像の効
率のよい高速化手段が開示されていなかったために、臨
床的に意味のある実時間の三次元撮像装置が実現できな
かった。
の被検体内の走査につき、どのように受信ビームの焦点
の方位を決定するかについては開示されていなかった。
また、受信ビームを上記技術に沿って設定する際に近接
焦点間の角度差（例えば図４のΨ′及びφ′）をどのよ
うに決定すれば撮像時間の短縮化、即ち三次元撮像の効
率のよい高速化手段が開示されていなかったために、臨
床的に意味のある実時間の三次元撮像装置が実現できな
かった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第一の手段として、本発明では平面あるいは曲面上に
二次元的に配置された受信素子群と前記受信素子群の受
信信号を整相加算することにより三次元的な空間領域か
らの反射受信信号を同時複数あるいは、逐次、一つずつ
得る装置において、前記整相加算の条件で仮定している
複数の反射源の方位と、受信素子群の配置面の中心付近
に面との交点を有し、かつ面にほぼ垂直となる直線との
成す角度が不等間隔となるように設ける。
の第一の手段として、本発明では平面あるいは曲面上に
二次元的に配置された受信素子群と前記受信素子群の受
信信号を整相加算することにより三次元的な空間領域か
らの反射受信信号を同時複数あるいは、逐次、一つずつ
得る装置において、前記整相加算の条件で仮定している
複数の反射源の方位と、受信素子群の配置面の中心付近
に面との交点を有し、かつ面にほぼ垂直となる直線との
成す角度が不等間隔となるように設ける。
【０００９】上記目的を達成するための第二の手段とし
て、本発明では前記整相加算の条件で仮定している複数
の反射源の方位が、受信素子群の配置面の中心付近に面
との交点を有し、かつ面にほぼ垂直となる方位を基準に
角度が増加するにしたがってその間隔が疎となるように
設けるものである。
て、本発明では前記整相加算の条件で仮定している複数
の反射源の方位が、受信素子群の配置面の中心付近に面
との交点を有し、かつ面にほぼ垂直となる方位を基準に
角度が増加するにしたがってその間隔が疎となるように
設けるものである。
【００１０】
【作用】本発明の第一の手段においては、撮像する被検
体内の立体領域において、超音波受信ビームがその偏向
角度の違いにより分解能を変化させるのに従い、分解能
が低下する領域ではその走査間隔を疎に、分解能がもっ
とも向上する部分では密に走査することにより、撮像す
る被検体内全域を同じ間隔で走査する場合に比べて超音
波の送受信回数を減少することができるので、走査時間
の短縮が図れる。
体内の立体領域において、超音波受信ビームがその偏向
角度の違いにより分解能を変化させるのに従い、分解能
が低下する領域ではその走査間隔を疎に、分解能がもっ
とも向上する部分では密に走査することにより、撮像す
る被検体内全域を同じ間隔で走査する場合に比べて超音
波の送受信回数を減少することができるので、走査時間
の短縮が図れる。
【００１１】本発明の第二の手段においては、撮像する
被検体内の立体領域において、超音波受信ビームが受信
素子の配置面の法線方向からの角度の増加により分解能
が低下するのに従い、走査間隔を疎にすることにより、
撮像する被検体内全域を同じ間隔で走査する場合に比べ
て超音波の送受信回数を減少することができるので、走
査時間の短縮が図れる。
被検体内の立体領域において、超音波受信ビームが受信
素子の配置面の法線方向からの角度の増加により分解能
が低下するのに従い、走査間隔を疎にすることにより、
撮像する被検体内全域を同じ間隔で走査する場合に比べ
て超音波の送受信回数を減少することができるので、走
査時間の短縮が図れる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。超音波を受信する二次元配置素子群２は直径ａの円
内に不等間隔で確率的に十分一様に分布させた圧電素子
群で構成した。各圧電素子はその受信面の最大外径が受
信する超音波の波長の半分以下のものを用いた。本実施
例では水と音速が極めて近い被検体で２ＭＨｚの超音波
パルスを送受信するよう設計し、直径ａは２０mm、各圧
電素子の受信面の外径は０.３７mm である。圧電素子の
総数は百個程度である。以下、受信面の円の中心点Ｏを
通り、振動子群の配置面の法線Ｎを基準に極座標（Ｒ，
θ，φ）で被検体内の空間的位置を指定する。
る。超音波を受信する二次元配置素子群２は直径ａの円
内に不等間隔で確率的に十分一様に分布させた圧電素子
群で構成した。各圧電素子はその受信面の最大外径が受
信する超音波の波長の半分以下のものを用いた。本実施
例では水と音速が極めて近い被検体で２ＭＨｚの超音波
パルスを送受信するよう設計し、直径ａは２０mm、各圧
電素子の受信面の外径は０.３７mm である。圧電素子の
総数は百個程度である。以下、受信面の円の中心点Ｏを
通り、振動子群の配置面の法線Ｎを基準に極座標（Ｒ，
θ，φ）で被検体内の空間的位置を指定する。
【００１３】所定の受信焦点Ｔ1(Ｒ1，θ1，φ1)での方
位分解能について考える。各素子の位置は法線Ｎについ
てφ方向(経度方向)に回転した場合に対称ではないが、
半径方向の素子数の分布密度はほぼ不偏と見なせる。素
子全体で見た円形の受信開口が回転に対して確率的な意
味で一様と見なせるので中心軸のまわりの回転操作に対
しφ方向（経度方向）の方位分解能Δφは、ほぼ一定と
できる。図を簡単化するためにφ1は図示していない。
また、この分解能はθ1（経度方向）にも依存しない。
位分解能について考える。各素子の位置は法線Ｎについ
てφ方向(経度方向)に回転した場合に対称ではないが、
半径方向の素子数の分布密度はほぼ不偏と見なせる。素
子全体で見た円形の受信開口が回転に対して確率的な意
味で一様と見なせるので中心軸のまわりの回転操作に対
しφ方向（経度方向）の方位分解能Δφは、ほぼ一定と
できる。図を簡単化するためにφ1は図示していない。
また、この分解能はθ1（経度方向）にも依存しない。
【００１４】焦点に視点を置き受信素子群を見るとφ方
向の指向性は半円形の振幅重み付けになるので分解能を
３[ｄＢ]のビームで定義すると、数１で計算できる。
向の指向性は半円形の振幅重み付けになるので分解能を
３[ｄＢ]のビームで定義すると、数１で計算できる。
【００１５】
【数１】 Δφ[rad]＝１.０２λ／(２ａ)＝０.５１λ／a …（数１） ここでλは受信する超音波の波長である。実施例ではΔ
φはほぼ０.０２ ラジアンとなった。
φはほぼ０.０２ ラジアンとなった。
【００１６】一方、θ方向(緯度方向)の方位分解能Δθ
はθの増加とともに焦点方向から見た見かけの口径幅が
減るのでθがあまりπ／２に近くなければ、数２で計算
できる。
はθの増加とともに焦点方向から見た見かけの口径幅が
減るのでθがあまりπ／２に近くなければ、数２で計算
できる。
【００１７】
【数２】 Δθ(θ)＝１.０２(secθ)λ／(２ａ) ＝０.５１(secθ)λ／ａ[rad] …（数２） 実施例の設計では数３となった。
【００１８】
【数３】 Δθ(θ)＝０.０２secθ[rad] …（数３） secθ はθの増加と共に増加するため、方位分解能Δθ
は劣化する。例えば、図１において法線方向(θ＝０)に
近い方位に位置する受信焦点Ｔ1(Ｒ1，θ1，φ1)と、θ
＝π／４に近い方位に位置する受信焦点Ｔ2(Ｒ2，θ2，
φ2)では方位分解能Δθは異なる。このようなことから
Ｔ1 付近の方位分解能Δθを基準に考えて算出した整相
時の焦点群の設定方位間隔を受信焦点Ｔ2 付近で設定し
ても不必要に高密度で走査することになる。このことを
考慮してＴ2 付近では受信焦点の設定方位間隔をＴ1 付
近より大きくして疎に設定する走査方法が考えられる。
このようにすることにより被検体内の三次元の全走査領
域１を走査するにあたり、受信焦点数を低減できるので
全域を走査するのに要する超音波送受信回数を低減でき
る。これにより走査速度が増す。
は劣化する。例えば、図１において法線方向(θ＝０)に
近い方位に位置する受信焦点Ｔ1(Ｒ1，θ1，φ1)と、θ
＝π／４に近い方位に位置する受信焦点Ｔ2(Ｒ2，θ2，
φ2)では方位分解能Δθは異なる。このようなことから
Ｔ1 付近の方位分解能Δθを基準に考えて算出した整相
時の焦点群の設定方位間隔を受信焦点Ｔ2 付近で設定し
ても不必要に高密度で走査することになる。このことを
考慮してＴ2 付近では受信焦点の設定方位間隔をＴ1 付
近より大きくして疎に設定する走査方法が考えられる。
このようにすることにより被検体内の三次元の全走査領
域１を走査するにあたり、受信焦点数を低減できるので
全域を走査するのに要する超音波送受信回数を低減でき
る。これにより走査速度が増す。
【００１９】次に受信複ビームを形成しない場合につい
ての実施例を図２で説明する。
ての実施例を図２で説明する。
【００２０】図２は図１と同様に受信面の円の中心点Ｏ
を通り、振動子群の配置面の法線Ｎを基準に極座標
（Ｒ，θ，φ）で被検体内の空間的位置を指定する。
を通り、振動子群の配置面の法線Ｎを基準に極座標
（Ｒ，θ，φ）で被検体内の空間的位置を指定する。
【００２１】被検体内の楕円体状の走査領域１の外殻に
おいて、中心点Ｏに視点をおいた時に影になる、直線距
離がより遠くなる側の表面上に焦点群を設定する場合を
考える。通常は焦点を含む方向に超音波を送波したの
ち、中心点Ｏと焦点を結ぶ線分上で走査領域１に含まれ
る部分は全て整相加算処理が行われる。たとえば、送波
ビームを焦点Ｔ11を含む方位方向に向けて形成した後、
線分Ｒ11上で走査領域１に含まれる部分からの反射信号
は中心点Ｏに近い点から順に時系列的に受信整相加算処
理される。図中その他の焦点Ｔ12，Ｔ21，Ｔ22について
も同様である。
おいて、中心点Ｏに視点をおいた時に影になる、直線距
離がより遠くなる側の表面上に焦点群を設定する場合を
考える。通常は焦点を含む方向に超音波を送波したの
ち、中心点Ｏと焦点を結ぶ線分上で走査領域１に含まれ
る部分は全て整相加算処理が行われる。たとえば、送波
ビームを焦点Ｔ11を含む方位方向に向けて形成した後、
線分Ｒ11上で走査領域１に含まれる部分からの反射信号
は中心点Ｏに近い点から順に時系列的に受信整相加算処
理される。図中その他の焦点Ｔ12，Ｔ21，Ｔ22について
も同様である。
【００２２】図２において、焦点Ｔ11，Ｔ21へのベクト
ルＲ11，Ｒ21が法線Ｎと成す角度はθ1，θ2であり、θ
1＜θ2である。このとき上述の方位分解能Δθのθ依存
性により、Ｔ11と隣接して設定した焦点Ｔ12へのベクト
ルＲ12とＲ11との成すθ方向の角度差δ1 はＴ21と隣接
して設定した焦点Ｔ22へのベクトルＲ22の成す角度差δ
2 よりも小さく設定する。
ルＲ11，Ｒ21が法線Ｎと成す角度はθ1，θ2であり、θ
1＜θ2である。このとき上述の方位分解能Δθのθ依存
性により、Ｔ11と隣接して設定した焦点Ｔ12へのベクト
ルＲ12とＲ11との成すθ方向の角度差δ1 はＴ21と隣接
して設定した焦点Ｔ22へのベクトルＲ22の成す角度差δ
2 よりも小さく設定する。
【００２３】図においては走査領域１の外殻において格
子状の焦点群を設定しているが、θ方向の角度差のθ依
存性がθの増加と共に焦点間の角度差を増す傾向であれ
ば焦点群の配置規則はいかなるものであってもよい。
子状の焦点群を設定しているが、θ方向の角度差のθ依
存性がθの増加と共に焦点間の角度差を増す傾向であれ
ば焦点群の配置規則はいかなるものであってもよい。
【００２４】次に受信複ビームを形成する場合について
の実施例を図３，図４で説明する。図４は３×３の受信
複ビームを形成する場合について概念的に図示したもの
である。一度の送波で得られる反射信号を並列に９個の
受信回路群で処理するために、同時に９個の方位での整
相加算処理を終えるもので、撮像速度は個々に行う場合
の９倍に上昇する。この場合、各受信方位(受信焦点Ｔ
n1〜Ｔn9)のθ，φ方向の角度は任意に設定できるが、
中心の焦点Ｔn5へのベクトルＲn とその他の焦点Ｔn1〜
Ｔn4，Ｔn6〜Ｔn9へのベクトルの成すθ，φ方向の角度
差は小さくなるように設定する。また、受信焦点群の配
置は図４のように格子状である必要はなく、任意に設定
できる。
の実施例を図３，図４で説明する。図４は３×３の受信
複ビームを形成する場合について概念的に図示したもの
である。一度の送波で得られる反射信号を並列に９個の
受信回路群で処理するために、同時に９個の方位での整
相加算処理を終えるもので、撮像速度は個々に行う場合
の９倍に上昇する。この場合、各受信方位(受信焦点Ｔ
n1〜Ｔn9)のθ，φ方向の角度は任意に設定できるが、
中心の焦点Ｔn5へのベクトルＲn とその他の焦点Ｔn1〜
Ｔn4，Ｔn6〜Ｔn9へのベクトルの成すθ，φ方向の角度
差は小さくなるように設定する。また、受信焦点群の配
置は図４のように格子状である必要はなく、任意に設定
できる。
【００２５】図３は図１，図２と同様に極座標（Ｒ，
θ，φ）で空間的位置を指定し、楕円体状の走査領域１
の外殻で中心点Ｏから直線距離がより遠くなる側の表面
上に複ビーム焦点群を設定する場合を考えるものであ
る。通常は複ビーム焦点群の中心を含む方向に超音波を
送波したのち、中心点Ｏと複ビーム焦点群の中心を結ぶ
線分上で走査領域１に含まれる部分からの受信信号は全
て整相加算処理が行われる。たとえば、送波ビームをＲ
1を含む方位方向に向けて形成した後、線分Ｒ1と複ビー
ムで同時に形成されるその他の８個の焦点群への線分上
で走査領域１に含まれる部分からの反射信号は中心点Ｏ
に近い点から順に時系列的にかつ並列処理をもって受信
整相加算処理される。図中その他の焦点Ｔ2とその周辺
に形成される複ビームの焦点群についても同様である。
θ，φ）で空間的位置を指定し、楕円体状の走査領域１
の外殻で中心点Ｏから直線距離がより遠くなる側の表面
上に複ビーム焦点群を設定する場合を考えるものであ
る。通常は複ビーム焦点群の中心を含む方向に超音波を
送波したのち、中心点Ｏと複ビーム焦点群の中心を結ぶ
線分上で走査領域１に含まれる部分からの受信信号は全
て整相加算処理が行われる。たとえば、送波ビームをＲ
1を含む方位方向に向けて形成した後、線分Ｒ1と複ビー
ムで同時に形成されるその他の８個の焦点群への線分上
で走査領域１に含まれる部分からの反射信号は中心点Ｏ
に近い点から順に時系列的にかつ並列処理をもって受信
整相加算処理される。図中その他の焦点Ｔ2とその周辺
に形成される複ビームの焦点群についても同様である。
【００２６】図３において、複ビームの中心の焦点
Ｔ1，Ｔ2へのベクトルＲ1，Ｒ2が法線Ｎと成す角度はθ
1，θ2であり、θ1＜θ2である。このとき上述の方位分
解能Δθのθ依存性により、Ｔ1 と隣接して同時に形成
されるその他の焦点へのベクトルとＲ1との成すθ方向
の角度差はＴ2と隣接して同時に形成されるその他の焦
点へのベクトルとＲ2 の成す角度差よりも小さく設定す
る。これを図４に対応させれば図中のθ方向の角度差
Ψ′をθn の増加に併せて増加させることになる。これ
に伴い、図３におけるＲ1，Ｒ2などの複ビーム中心方位
の設定間隔もθの増加と共に大きく成る。また、それら
中心位置の配置は格子状である必要はなく、任意に設定
できる。
Ｔ1，Ｔ2へのベクトルＲ1，Ｒ2が法線Ｎと成す角度はθ
1，θ2であり、θ1＜θ2である。このとき上述の方位分
解能Δθのθ依存性により、Ｔ1 と隣接して同時に形成
されるその他の焦点へのベクトルとＲ1との成すθ方向
の角度差はＴ2と隣接して同時に形成されるその他の焦
点へのベクトルとＲ2 の成す角度差よりも小さく設定す
る。これを図４に対応させれば図中のθ方向の角度差
Ψ′をθn の増加に併せて増加させることになる。これ
に伴い、図３におけるＲ1，Ｒ2などの複ビーム中心方位
の設定間隔もθの増加と共に大きく成る。また、それら
中心位置の配置は格子状である必要はなく、任意に設定
できる。
【００２７】本実施例では受信振動子群の開口を円形と
したが、例えば形状を長方形とし、開口内に一定間隔で
規則的に振動子を二次元配列するような構成も考えられ
る。このような場合、上記極座標系においてφ方向(経
度方向)に回転を行った場合、回転対称とは見なされな
いので、φ方向の角度に依存してφ方向の方位分解能Δ
φは異なる。上述のΔθ変化にあわせた受信焦点のθ方
向の方位設定間隔増加と同様にφ方向でも方位設定間隔
増加による超音波送受信回数を低減することができる。
したが、例えば形状を長方形とし、開口内に一定間隔で
規則的に振動子を二次元配列するような構成も考えられ
る。このような場合、上記極座標系においてφ方向(経
度方向)に回転を行った場合、回転対称とは見なされな
いので、φ方向の角度に依存してφ方向の方位分解能Δ
φは異なる。上述のΔθ変化にあわせた受信焦点のθ方
向の方位設定間隔増加と同様にφ方向でも方位設定間隔
増加による超音波送受信回数を低減することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、超音波三次元撮像にお
いて、反射信号処理量を大幅に減少させることができ
る。これにより、実時間により撮像できる被検体内の走
査容積を増加させることができる。
いて、反射信号処理量を大幅に減少させることができ
る。これにより、実時間により撮像できる被検体内の走
査容積を増加させることができる。
【図１】本発明の第一の実施例における受信焦点設定方
法の説明図。
法の説明図。
【図２】本発明の第二の実施例における受信焦点設定方
法の説明図。
法の説明図。
【図３】本発明の第三の実施例における受信焦点設定方
法の説明図。
法の説明図。
【図４】受信複ビームの説明図。
【図５】従来技術において受信複ビームを実現する構成
を説明する図。
を説明する図。
１…被検体内の三次元走査領域、２…二次元配置素子
群、Ｏ…原点、Ｎ…法線、Ｔ1，Ｔ2…走査領域表面上の
受信焦点、Ｒ1，Ｒ2…受信焦点へのベクトル。
群、Ｏ…原点、Ｎ…法線、Ｔ1，Ｔ2…走査領域表面上の
受信焦点、Ｒ1，Ｒ2…受信焦点へのベクトル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 由喜男 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社 日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−116345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−99846（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164354（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203848（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−79943（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−152939（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−254754（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 G01N 29/00
Claims (2)
- 【請求項１】平面あるいは曲面上に２次元的に配列され
た受信素子群と、前記受信素子群の受信信号に対し、あ
る方位の反射源からの音波の受信について複数受信素子
の受信信号の位相が一致するように整相加算した受信信
号を出力する整相加算手段を有し、その設定する反射源
である受信焦点の方位を逐次変更して３次元空間内の複
数方位を順次走査する超音波信号処理装置において、前
記受信素子群の配置面の中心を通る該配置面に対しての
法線からの角度が大きい領域での隣接する受信焦点同士
の方位差は、前記法線からの角度が小さい領域での隣接
する受信焦点同士の方位差よりも大きいことを特徴とす
る超音波信号処理装置。 - 【請求項２】平面あるいは曲面上に２次元的に配列され
た受信素子群と、前記受信素子群の受信信号に対し、近
接する所定数の反射源からのそれぞれの音波の受信につ
いて複数受信素子の受信信号の位相がそれぞれ一致する
ようにそれぞれ整相加算した所定数の受信信号を同時に
出力する整相加算手段を有し、それらの設定する反射源
である近接する所定数の受信焦点の方位全体を逐次変更
して３次元空間内の複数方位を順次走査する超音波信号
処理装置において、前記受信素子群の配置面の中心を通
る該配置面に対しての法線からの角度が大きい領域を走
査する際の前記近接する所定数の受信焦点同士の方位差
は、前記法線からの角度が小さい領域を走査する際の前
記近接する所定数の受信焦点同士の方位差よりも大きい
ことを特徴とする超音波信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16441593A JP3308655B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 超音波信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16441593A JP3308655B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 超音波信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720107A JPH0720107A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3308655B2 true JP3308655B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=15792717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16441593A Expired - Fee Related JP3308655B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 超音波信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3308655B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4260920B2 (ja) * | 1998-05-13 | 2009-04-30 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP3847976B2 (ja) * | 1998-10-14 | 2006-11-22 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| US6279397B1 (en) * | 1999-11-17 | 2001-08-28 | Westinghouse Electric Company Llc | Method and apparatus for focusing propagating wave paths of a phased array in spherically-bounded materials |
| CN1764849B (zh) * | 2003-03-27 | 2010-05-26 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 通过广角三维超声成像引导侵入式医疗设备 |
| JP4593260B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2010-12-08 | パナソニック株式会社 | 超音波診断装置 |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP16441593A patent/JP3308655B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0720107A (ja) | 1995-01-24 |
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