JPH0221259B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0221259B2 JPH0221259B2 JP58143918A JP14391883A JPH0221259B2 JP H0221259 B2 JPH0221259 B2 JP H0221259B2 JP 58143918 A JP58143918 A JP 58143918A JP 14391883 A JP14391883 A JP 14391883A JP H0221259 B2 JPH0221259 B2 JP H0221259B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- subject
- attenuation
- attenuation coefficient
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超音波診断装置、特に断層画像を表示
する超音波診断装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays tomographic images.
背景技術
超音波診断装置においては、通常の場合、パル
スエコー法が採用され、この種の超音波診断装置
は被検体中に超音波パルスビームを送受波する探
触子を含み、被検体からのエコー信号に基づいて
断層画像を表示する。すなわち、パルスエコー法
においては、探触子から超音波パルスビームを被
検体内に発射し、種々の深さからの反射波を検出
して、その強度を深さの関数としてCRT上に表
示しており、超音波の反射は被検体中で音響イン
ピーダンスの変化する部分で生じるため、パルス
エコー法によれば、被検体内における臓器等の境
界面を画像表示することができる。従つて、パル
スエコー法によれば、被検体の形態情報を得るこ
とができるが、生体組織の質的診断を行うことが
困難であるという問題があつた。BACKGROUND TECHNOLOGY Ultrasonic diagnostic equipment usually employs the pulse echo method, and this type of ultrasound diagnostic equipment includes a probe that transmits and receives an ultrasonic pulse beam into the subject, and A tomographic image is displayed based on the echo signal. In other words, in the pulse-echo method, an ultrasonic pulse beam is emitted from a probe into the subject, the reflected waves from various depths are detected, and the intensity is displayed on a CRT as a function of depth. Since reflection of ultrasonic waves occurs at parts of the subject where acoustic impedance changes, the pulse echo method allows for image display of interfaces between organs and the like within the subject. Therefore, although the pulse echo method allows obtaining morphological information of a subject, there is a problem in that it is difficult to qualitatively diagnose living tissues.
そこで、生体組織の減衰係数を計測し、これを
生体組織の質的診断に利用しようという研究が行
われており、この代表的なものとして超音波CT
(Computed Tomography)が提案されている。
この超音波CTの原理は、多数の異なる方向から
被検体内に超音波を透過させ、これらの透過超音
波強度から再構成演算を行い、生体組織の減衰係
数を求めようとするものである。しかしながら、
この超音波CTにおいては、超音波の透過波を検
出するという原理を用いているため、被検体内に
超音波を透過させにくい物質、例えば骨、空気等
が存在する場合には、生体組織の減衰係数を計測
することができないという欠点があつた。 Therefore, research is being conducted to measure the attenuation coefficient of living tissues and use this for qualitative diagnosis of living tissues.
(Computed Tomography) has been proposed.
The principle of ultrasonic CT is to transmit ultrasonic waves into the subject from many different directions, perform reconstruction calculations based on the intensity of these transmitted ultrasonic waves, and obtain the attenuation coefficient of the living tissue. however,
This ultrasound CT uses the principle of detecting transmitted ultrasound waves, so if there are substances in the subject that are difficult for ultrasound to pass through, such as bone or air, The drawback was that the attenuation coefficient could not be measured.
発明の目的
本発明は前記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、反射エコー信号から被検体の
減衰係数を容易に計測することができる超音波診
断装置を提供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily measure the attenuation coefficient of a subject from reflected echo signals.
発明の構成
前記目的を達成するために、本発明は、被検体
に超音波パルスビームを送受波し被検体からの反
射エコー信号に基づいて断層画像を表示する超音
波診断装置において、反射エコー信号から特定の
周波数成分を取り出す帯域通過フイルタ及び検体
回路と、前記帯域通過フイルタを介して該検波回
路からの信号を対数変換する対数変換器と、該対
数変換器から出力される信号を入力し所定の時間
間隔だけ遅延させた遅延信号を出力する第1遅延
回路と、前記対数変換器から出力される信号と前
記第1遅延回路から出力される遅延信号とを入力
しその差分の信号を求める減算回路と、前記差分
の信号を第2遅延回路と減衰器とから成るフイー
ドバツク回路が入出力間に設けられた加算回路に
入力し、該差分の信号の平均値を求めて被検体内
の反射係数の統計的変動を低減させた減衰信号を
出力する平均化回路と、を有し、前記平均化回路
の出力する減衰信号により、特定の周波数成分に
対する超音波の減衰係数を計測することを特徴と
する。Configuration of the Invention In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic pulse beam to and from a subject and displays a tomographic image based on a reflected echo signal from the subject. a bandpass filter and sample circuit for extracting a specific frequency component from the detection circuit; a logarithmic converter for logarithmically converting the signal from the detection circuit via the bandpass filter; a first delay circuit that outputs a delayed signal delayed by a time interval of , and subtraction to obtain a difference signal by inputting the signal output from the logarithmic converter and the delayed signal output from the first delay circuit. A feedback circuit consisting of a second delay circuit and an attenuator inputs the difference signal to an adder circuit provided between the input and output circuits, calculates the average value of the difference signals, and calculates the reflection coefficient inside the subject. an averaging circuit that outputs an attenuation signal with reduced statistical fluctuations, and an attenuation coefficient of the ultrasonic wave for a specific frequency component is measured by the attenuation signal output from the averaging circuit. do.
実施例
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。Embodiments Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
まず本発明の原理について説明する。超音波の
減衰係数αは周波数fの関数であり、これをα(f)
と表わす。そして、被検体からの反射エコー信号
のうち、探触子から遠い部分で反射されたもの
は、被検体内での伝搬路が長くなるため、探触子
付近からのエコー信号と比較して超音波の減衰が
大きくなる。また減衰係数は、周波数の関数であ
るため、超音波の強度が減少するだけでなく、反
射エコー信号のスペクトルも変化することとな
る。本発明は、この性質を利用したものであり、
スペクトルのうち特定の周波数に着目し、その変
化から特定周波数に対する減衰係数を計測するも
のである。 First, the principle of the present invention will be explained. The attenuation coefficient α of ultrasonic waves is a function of the frequency f, which can be expressed as α(f)
It is expressed as Among the reflected echo signals from the object, those reflected from the part far from the probe have a longer propagation path within the object, so they are much larger than the echo signals from near the probe. Attenuation of sound waves increases. Furthermore, since the attenuation coefficient is a function of frequency, not only the intensity of the ultrasound wave decreases, but also the spectrum of the reflected echo signal changes. The present invention utilizes this property,
This method focuses on a specific frequency in the spectrum and measures the attenuation coefficient for the specific frequency based on its changes.
第1図には、本発明の原理によるブロツク回路
が示されている。 FIG. 1 shows a block circuit according to the principles of the present invention.
探触子10は、発振器12により励振されて超
音波パルスビームを被検体(図示せず)に発射
し、被検体からの反射エコーは、探触子10によ
り受信される。探触子10には、帯域通過フイル
タ14が接続され、該帯域通過フイルタ14によ
り、反射エコー信号から特定の周波数成分を取り
出すことができる。なおここで、反射エコー信号
は時刻tの関数として求められ、超音波診断装置
に使用される超音波の周波数帯域においては、音
速は周波数にかかわらず一定であると考えられ、
この音速をCで表わすと、反射エコーの発生した
位置xと探触子が反射エコーを検出した時刻tと
は次の関係を有する。 The probe 10 is excited by an oscillator 12 to emit an ultrasonic pulse beam to a subject (not shown), and a reflected echo from the subject is received by the probe 10 . A bandpass filter 14 is connected to the probe 10, and the bandpass filter 14 can extract a specific frequency component from the reflected echo signal. Note that here, the reflected echo signal is obtained as a function of time t, and in the frequency band of ultrasound used in ultrasound diagnostic equipment, the speed of sound is considered to be constant regardless of frequency.
If this speed of sound is represented by C, then the position x where the reflected echo occurs and the time t when the probe detects the reflected echo have the following relationship.
x=Ct/2 ……(1)
従つて、以下の説明においては、被検体内の位
置xと時刻tとを同等に取り扱う場合がある。 x=Ct/2...(1) Therefore, in the following explanation, the position x within the subject and the time t may be treated equally.
前記帯域通過フイルタ14のインパルス応答h
(t)は、次式で与えられるものとする。 Impulse response h of the bandpass filter 14
(t) shall be given by the following equation.
h(t)=a(t)cos(2πf1t) ……(2)
(2)式において、f1は帯域通過フイルタ14の中
心周波数であり、またa(t)はインパルス応答
の包絡線を意味する。そして、帯域通過フイルタ
14は因果性システムであり、
a(t)= 0(t<0)
0(t>t0) ……(3)
とみなし得るものとする。 h(t)=a(t)cos(2πf 1 t)...(2) In equation (2), f 1 is the center frequency of the bandpass filter 14, and a(t) is the envelope of the impulse response. means. It is assumed that the bandpass filter 14 is a causal system and can be regarded as a(t)=0(t<0) 0(t> t0 )...(3).
帯域通過フイルタ14の入力となるべき反射エ
コー信号をP(τ)で表わすと、この帯域通過フ
イルタ14の出力信号b(t)は(2)式を用いて次
のように表わすことができる。 If the reflected echo signal to be input to the bandpass filter 14 is represented by P(τ), the output signal b(t) of the bandpass filter 14 can be expressed as follows using equation (2).
b(t)=∫t t-t0p(τ)a(t−τ)
cos{2πf1(t−τ)}dτ ……(4)
ここで、p(τ)×a(t−τ)をτについてフ
ーリエ変換した結果をA(f、t)ej〓(f,t)と表わす
と、A(f、t)ej〓(f,t)は次のようになる。b(t)=∫ t t-t0 p(τ)a(t-τ) cos{2πf 1 (t-τ)}dτ...(4) Here, p(τ)×a(t-τ) When the result of Fourier transform of τ is expressed as A(f, t)e j 〓 (f, t) , A(f, t) e j 〓 (f, t) becomes as follows.
A(f、t)ej〓(f,t)=∫t t-t0p(τ)
a(t−τ)e-2〓jf〓dτ ……(5)
従つて、(5)式を用いると、(4)式は次のように変
形される。A(f,t)e j 〓 (f,t) =∫ t t-t0 p(τ) a(t-τ)e -2 〓 jf 〓dτ ……(5) Therefore, formula (5) can be written as When used, equation (4) is transformed as follows.
b(t)=A(f1、t)cos{2πf1t+ξ(f1、t)}
……(6)
ここで、ξ(f1、t)は位相項である。この(6)
式の意味するところは次のようになる。すなわ
ち、帯域通過フイルタ14の出力信号の包絡線A
(f、t)は関数p(τ)×a(t−τ)のフーリエ
スペクトルの周波数f1における絶対値となり、換
言すれば、帯域通過フイルタ14に接続された検
波回路16の出力信号A(f1、t)は反射エコー
信号P(τ)に窓関数a(t−τ)を掛けて取り出
された信号に含まれる周波数f1の成分の絶対値を
与えることとなる。b(t)=A(f 1 , t) cos {2πf 1 t+ξ(f 1 , t)}
...(6) Here, ξ(f 1 , t) is a phase term. This(6)
The meaning of the expression is as follows. That is, the envelope A of the output signal of the bandpass filter 14
(f, t) is the absolute value at frequency f 1 of the Fourier spectrum of the function p(τ)×a(t-τ), in other words, the output signal A( f 1 , t) gives the absolute value of the frequency f 1 component included in the signal extracted by multiplying the reflected echo signal P(τ) by the window function a(t-τ).
次にA(f1、t)すなわち検波回路16の出力
信号に減衰係数α(f)がどのように関係するかを述
べ、A(f1、t)から減衰係数α(f)を求めるため
の手段について説明する。 Next, we will explain how the attenuation coefficient α(f) is related to A(f 1 , t), that is, the output signal of the detection circuit 16, and in order to find the attenuation coefficient α(f) from A(f 1 , t). We will explain the means for this.
前述したように、減衰係数α(f)は周波数fの関
数であるため、反射エコー信号の波形は反射体の
深さに依存する。そして、被検体内において位置
xの反射係数をr(x)とすると、この位置xか
ら反射される反射エコー信号Px(τ)は次のよう
になる。 As mentioned above, since the attenuation coefficient α(f) is a function of the frequency f, the waveform of the reflected echo signal depends on the depth of the reflector. If the reflection coefficient at position x in the subject is r(x), then the reflected echo signal Px(τ) reflected from this position x is as follows.
Px(τ)=r(x)∫∞ -∞S(f)e-2〓(f)x
e-2〓jf(2x/C)e2〓jf〓df ……(7)
ここで、S(f)は被検体に入射する超音波パルス
波形のフーリエ変換である。この(7)式を用いる
と、被検体からの反射エコー信号P(τ)は次の
ようになる。Px(τ)=r(x)∫ ∞ -∞ S(f)e -2 〓(f) x e -2 〓 jf(2x/C) e 2 〓 jf 〓df ……(7) Here, S (f) is the Fourier transform of the ultrasonic pulse waveform incident on the subject. Using this equation (7), the reflected echo signal P(τ) from the subject becomes as follows.
P(τ)=∫∞ 0Px(τ)dx……(8)
次に窓関数a(t−τ)を(8)式にかけて得られ
る信号について考える。 P(τ)=∫ ∞ 0 Px(τ)dx...(8) Next, consider the signal obtained by multiplying the window function a(t-τ) by equation (8).
第2図には、本発明の原理による各種の波形が
示されており、第2図において、横軸は反射エコ
ーを検出した時刻τ(または被検体内の位置x)
を示し、時刻τと位置xとは前述したように(1)式
の関係がある。 Fig. 2 shows various waveforms according to the principle of the present invention, and in Fig. 2, the horizontal axis is the time τ (or position x in the subject) at which the reflected echo was detected.
The time τ and the position x have the relationship expressed by equation (1) as described above.
第2図aにおいては、被検体内の反射係数r
(x)が示され、反射係数r(x)は、被検体内で
音響インピーダンスの変化する境界面でのみ存在
するため、インパルス列で示されている。また第
2図bにおいては、(8)式で表わされる反射エコー
信号P(τ)が示され、第2図cにおいては、帯
域通過フイルタ14のインパルス応答の包絡線a
(t−τ)が示されており、更に第2図dにおい
ては、上記bとcとの積すなわち反射エコー信号
P(τ)に窓関数a(t−τ)を掛けた信号が示さ
れている。 In Figure 2a, the reflection coefficient r inside the object
(x) is shown, and the reflection coefficient r(x) is shown as an impulse train because it exists only at the interface where the acoustic impedance changes within the subject. Further, in FIG. 2b, the reflected echo signal P(τ) expressed by equation (8) is shown, and in FIG. 2c, the envelope a of the impulse response of the bandpass filter 14 is shown.
(t-τ) is shown, and further, in FIG. ing.
第2図から明らかなように、窓関数a(t−τ)
が矩形に近くなるように帯域通過フイルタ14を
選択すると、P(τ)・a(t−τ)は、位置xが
C(t−t0)/2<x<Ct/2の範囲にある反射体から
の
反射エコーと近似することができる。すなわち、
となる。この(9)式をτについてフーリエ変換する
と、
が得られる。 As is clear from Fig. 2, the window function a(t-τ)
If the bandpass filter 14 is selected so that the shape is close to a rectangle, then P(τ)・a(t−τ) is such that the position x is in the range of C(t−t 0 )/2<x<Ct/2. It can be approximated to a reflected echo from a reflector. That is, becomes. When we Fourier transform this equation (9) with respect to τ, we get is obtained.
そして、検波回路16の出力信号は、(10)式にお
いてf=f1としたときの値の絶対値となる。従つ
て、
と表わされる。 Then, the output signal of the detection circuit 16 becomes the absolute value of the value when f=f 1 in equation (10). Therefore, It is expressed as
検波回路16には、対数増幅器18が接続され
ており、対数増幅器18により、検波回路16か
らの出力信号は対数変換される。従つて、対数増
幅器18の出力信号Al(f1、t)は上記(11)式を対
数変換したものとなり、
Al(f1、t)=lnA(f1、t)
=ln|S(f1)|−α(f1)tC+ε(t0、t、f1)
……(12)
と表わすことができる。ただし、(12)式において、
(11)式の積分項の対数をε(t0、t、f1)で表わし
た。 A logarithmic amplifier 18 is connected to the detection circuit 16, and the logarithmic amplifier 18 logarithmically transforms the output signal from the detection circuit 16. Therefore, the output signal Al (f 1 , t) of the logarithmic amplifier 18 is obtained by logarithmically transforming the above equation (11), and Al (f 1 , t) = lnA (f 1 , t) = ln | S (f 1 )|−α(f 1 )tC+ε(t 0 , t, f 1 )
...(12) can be expressed as. However, in equation (12),
The logarithm of the integral term in equation (11) is expressed as ε(t 0 , t, f 1 ).
次に対数増幅器18からの出力信号とこの出力
信号を遅延時間dだけ遅延させた信号との差分を
求めるために、遅延回路20及び減算回路22が
設けられ、この減算回路22の出力G0(f1、t)
は、
G0(f1、t)=Al(f1、t−d)−Al(f1、t)
=α(f1)・d・C−ε(t0、t、f1)
+ε(t0、t−d、f1) ……(13)
となる。この(13)式により、(12)式におけるS
(f1)を消去することができ、減算回路22から
の出力信号G0(f1、t)は、周波数f1における減
衰係数α(f1)に遅延回路20の遅延時間dと音
速Cとを掛け、これに、誤差項として{−ε(t0、
t、f1)+ε(t0、t−d、f1)}が付加されてい
る。 Next, in order to obtain the difference between the output signal from the logarithmic amplifier 18 and a signal obtained by delaying this output signal by a delay time d, a delay circuit 20 and a subtraction circuit 22 are provided, and the output G 0 ( f 1 , t)
is, G 0 (f 1 , t) = Al (f 1 , t-d) - Al (f 1 , t) = α (f 1 )・d・C-ε (t 0 , t, f 1 ) + ε (t 0 , t-d, f 1 ) ...(13). By this equation (13), S in equation (12)
(f 1 ) can be eliminated, and the output signal G 0 (f 1 , t) from the subtraction circuit 22 is the attenuation coefficient α (f 1 ) at the frequency f 1 , the delay time d of the delay circuit 20 and the sound speed C and add {−ε(t 0 ,
t, f 1 )+ε(t 0 , t−d, f 1 )} is added.
そこで、この誤差項{−ε(t0、t、f1)+ε
(t0、t−d、f1)}すなわち、(11)式の積分項に着
目する。積分項における反射係数r(x+Ct/2)
は確率変数とみるべきである。すなわち、被検体
内の反射係数r(x)は、生体の呼吸性移動、脈
はくによる移動、血流による移動等により変動す
るため、確定値を持つとは考えることができな
い。従つて、被検体の統計的性質が遅延時間dで
示される範囲で均一とみなし得る場合を考える
と、ε(t0、t、f1)及びε(t0、t−d、f1)は
同一の期待値μを持つこととなる。そこで、誤差
項{−ε(t0、t、f1)+ε(t0、t−d、f1)}の
期待値をとると、
E{−ε(t0、t、f1)+ε(t0、t−d、f1)}
=E{−ε(t0、t、f1)}
+E{ε(t0、t−d、f1)}
=−μ+μ
=0
となる。すなわち、誤差項{−ε(t0、t、f1)+
ε(t0、t−d、f1)}の平均値は0となる。 Therefore, this error term {−ε(t 0 , t, f 1 )+ε
(t 0 , t−d, f 1 )} In other words, focus on the integral term of equation (11). The reflection coefficient r(x+Ct/2) in the integral term should be regarded as a random variable. That is, since the reflection coefficient r(x) within the subject varies due to respiratory movement of the living body, movement due to pulse membranes, movement due to blood flow, etc., it cannot be considered to have a fixed value. Therefore, considering the case where the statistical properties of the subject can be considered uniform within the range indicated by the delay time d, ε(t 0 , t, f 1 ) and ε(t 0 , t−d, f 1 ) have the same expected value μ. Therefore, if we take the expected value of the error term {-ε(t 0 , t, f 1 )+ε(t 0 , t-d, f 1 )}, we get E{-ε(t 0 , t, f 1 )+ε (t 0 , t−d, f 1 )} =E{−ε(t 0 ,t, f 1 )} +E{ε(t 0 ,t−d, f 1 )} =−μ+μ =0. That is, the error term {−ε(t 0 , t, f 1 )+
The average value of ε(t 0 , t−d, f 1 )} is 0.
従つて、上記(13)式において、両辺の期待値
をとると、すなわち、減算回路22からの出力信
号の平均値を求めると、誤差項{−ε(t0、t、
f1)+ε(t0、t−d、f1)}は0に近づくので、α
(f1)・d・Cが求められることが理解される。 Therefore, in the above equation (13), if we take the expected values on both sides, that is, if we find the average value of the output signal from the subtraction circuit 22, then the error term {−ε(t 0 , t,
f 1 )+ε(t 0 , t−d, f 1 )} approaches 0, so α
It is understood that (f 1 )・d・C is required.
そこで、減算回路22からの出力信号を平均化
し出力信号G0(f1、t)の平均値を求めるために、
平均化回路が設けられており、平均化回路は、加
算回路24、減衰器26及び遅延回路28から成
る。なお遅延回路28の遅延時間は発振器12の
繰り返し周波数と等しく設定され、また減衰器2
6で決める重みを変えることは、平均回数を変え
ることに相当する。 Therefore, in order to average the output signals from the subtraction circuit 22 and obtain the average value of the output signal G 0 (f 1 , t),
An averaging circuit is provided, which consists of a summing circuit 24, an attenuator 26 and a delay circuit 28. Note that the delay time of the delay circuit 28 is set equal to the repetition frequency of the oscillator 12, and the delay time of the attenuator 28 is set equal to the repetition frequency of the oscillator 12.
Changing the weight determined by 6 corresponds to changing the average number of times.
以上のようにして、減算回路22からの出力信
号G0(f1、t)の平均値が求められ、また遅延時
間d及び音速vは既知であるので、前記(13)式
に基づいて減衰係数α(f1)を求めることができ、
これを適宜補正することにより、表示装置30に
被検体の周波数f1における減衰係数α(f1)が表
示されることとなる。 In the above manner, the average value of the output signal G 0 (f 1 , t) from the subtraction circuit 22 is obtained, and since the delay time d and the sound velocity v are known, the attenuation is performed based on the above equation (13). The coefficient α(f 1 ) can be found,
By appropriately correcting this, the attenuation coefficient α(f 1 ) at the frequency f 1 of the subject will be displayed on the display device 30.
なお以上の説明では、簡単のために、減衰係数
α(f1)は被検体内で一定であるとしたが、上記
の説明から容易に理解されるように、減衰係数α
(f)は被検体内全体にわたつて均一である必要がな
く、遅延回路20の遅延時間dの範囲内で減衰係
数α(f)が一定であると近似できればよい。 In the above explanation, for the sake of simplicity, it is assumed that the attenuation coefficient α (f 1 ) is constant within the subject, but as can be easily understood from the above explanation, the attenuation coefficient α
(f) does not need to be uniform throughout the subject; it is sufficient that the attenuation coefficient α(f) can be approximated to be constant within the delay time d of the delay circuit 20.
以上のように、本発明の原理によれば、反射エ
コー信号に基づいて被検体の減衰係数を容易に計
測することができ、これにより、被検体内の特定
周波数に対する減衰係数を画像表示することがで
きる。 As described above, according to the principles of the present invention, it is possible to easily measure the attenuation coefficient of a subject based on the reflected echo signal, and thereby to display an image of the attenuation coefficient for a specific frequency within the subject. Can be done.
次に第3図には、本発明の実施例による超音波
診断装置のブロツク回路が示され、第3図のブロ
ツク回路においては、2種の特定周波数f1、f2に
対する減衰係数α(f1)、α(f2)を計測すること
ができる。 Next, FIG. 3 shows a block circuit of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. In the block circuit of FIG. 3 , the attenuation coefficient α (f 1 ), α(f 2 ) can be measured.
すなわち、第3図ブロツク回路においては、帯
域通過フイルタ14−1,14−2、検波回路1
6−1,16−2、対数増幅器18−1,18−
2、遅延回路20−1,20−2、減算回路22
−1,22−2、加算回路24−1,24−2、
減衰器26−1,26−2、及び遅延回路28−
1,28−2は、特定周波数f1、f2について、そ
れぞれ、2系統設けられており、これにより、2
種の特定周波数f1、f2に対する減衰係数α(f1)、
α(f2)を計測することが可能となる。 That is, in the block circuit of FIG.
6-1, 16-2, logarithmic amplifier 18-1, 18-
2. Delay circuits 20-1, 20-2, subtraction circuit 22
-1, 22-2, addition circuits 24-1, 24-2,
Attenuators 26-1, 26-2, and delay circuit 28-
1 and 28-2 are provided with two systems for specific frequencies f 1 and f 2 , respectively.
Attenuation coefficient α(f 1 ) for specific frequencies f 1 , f 2 of the species,
It becomes possible to measure α(f 2 ).
また一般に、生体内組織においては、減衰係数
α(f)は周波数に比例し、この周波数に対する減衰
係数の比例定数は組織診断に有力なパラメータと
なる。そこで、この比例定数をβとすると、比例
定数βは、
β={α(f1)−α(f2)}/(f1−f2)
……(14)
となり、比例定数βを周波数f1、f2及び減衰係数
α(f1)、α(f2)から求めることができる。 Furthermore, in general, in living tissue, the attenuation coefficient α(f) is proportional to the frequency, and the constant of proportionality of the attenuation coefficient to the frequency is an effective parameter for tissue diagnosis. Therefore, if this constant of proportionality is β, the constant of proportionality β is β={α(f 1 )−α(f 2 )}/(f 1 −f 2 )
...(14) The proportionality constant β can be found from the frequencies f 1 and f 2 and the damping coefficients α(f 1 ) and α(f 2 ).
従つて、第3図のブロツク回路によれば、減衰
係数α(f1)、α(f2)、比例定数β及び通常のパル
スエコー画像を表示可能である。以下、第3図ブ
ロツク回路について詳細に説明する。 Therefore, according to the block circuit of FIG. 3, it is possible to display the attenuation coefficients α(f 1 ), α(f 2 ), the proportionality constant β, and a normal pulse echo image. The block circuit shown in FIG. 3 will be explained in detail below.
第3図において、発振器12からの送信信号
は、駆動回路32を介して探触子10に供給さ
れ、探触子10は超音波パルスビームを被検体3
4に送波し、被検体34からの反射エコーは、探
触子10によつて受波され電気信号に変換され
る。探触子10からの反射エコー信号は、高周波
増幅器36、検波回路38及びビデオ増幅器40
で所定の増幅作用がなされた後、マルチプレクサ
42を介して表示装置(CRT)30に供給され、
該表示装置30により、通常のBモードあるいは
Mモードの断層画像表示が行われる。 In FIG. 3, a transmission signal from an oscillator 12 is supplied to a probe 10 via a drive circuit 32, and the probe 10 transmits an ultrasonic pulse beam to a subject.
The reflected echo from the subject 34 is received by the probe 10 and converted into an electrical signal. The reflected echo signal from the probe 10 is transmitted to a high frequency amplifier 36, a detection circuit 38 and a video amplifier 40.
After a predetermined amplification effect is performed at , the signal is supplied to a display device (CRT) 30 via a multiplexer 42.
The display device 30 displays a normal B-mode or M-mode tomographic image.
なお探触子10から発射される超音波パルスビ
ームを機械的にあるいは電気的に走査するため
に、走査制御回路44が設けられ、また表示装置
30の掃引制御を行うために、掃引回路46が設
けられ、掃引回路46は走査制御回路44からの
走査位置信号100及び発振器12からの同期信
号102に基づいて、表示装置30に掃引トリガ
信号104を供給する。また発振器12からの同
期信号102は、掃引回路46の同期信号として
使用されるだけでなく、装置各部の同期信号とし
ても使用される。 A scan control circuit 44 is provided to mechanically or electrically scan the ultrasonic pulse beam emitted from the probe 10, and a sweep circuit 46 is provided to control the sweep of the display device 30. A sweep circuit 46 provides a sweep trigger signal 104 to the display device 30 based on a scan position signal 100 from the scan control circuit 44 and a synchronization signal 102 from the oscillator 12 . Furthermore, the synchronizing signal 102 from the oscillator 12 is used not only as a synchronizing signal for the sweep circuit 46, but also as a synchronizing signal for each part of the apparatus.
実施例においては、周波数f1、f2に対する減衰
係数α(f1)、α(f2)を計測することを特徴とし
ており、このために、前記探触子10からの反射
エコー信号は、高周波増幅器48で所定の増幅作
用を受けた後、それぞれ異なる中心周波数f1、f2
を有する帯域通過フイルタ14−1,14−2に
供給される。そして、前述した第1図ブロツク回
路と同様の作用により、周波数f1、f2に対する減
衰係数α(f1)、α(f2)が求められることとなる。 The embodiment is characterized in that the attenuation coefficients α(f 1 ) and α(f 2 ) with respect to frequencies f 1 and f 2 are measured, and for this purpose, the reflected echo signal from the probe 10 is After being subjected to a predetermined amplification effect by the high frequency amplifier 48, the center frequencies f 1 and f 2 differ from each other.
The signal is supplied to bandpass filters 14-1 and 14-2 having the following characteristics. Then, the damping coefficients α(f 1 ) and α(f 2 ) for the frequencies f 1 and f 2 are determined by the same action as in the block circuit of FIG. 1 described above.
なお反射エコー信号の振幅は、被検体34内の
減衰により、時間とともに小さくなつていく。そ
こで、帯域通過フイルタ14−1,14−2への
入力信号の振幅が大きく変動しないようにするた
めに、高周波増幅器48の利得を時間とともに増
大する必要があり、このために、信号発生器50
が設けられ、該信号発生器50により、高周波増
幅器48を制御することができる。 Note that the amplitude of the reflected echo signal decreases over time due to attenuation within the subject 34. Therefore, in order to prevent the amplitude of the input signals to the bandpass filters 14-1 and 14-2 from fluctuating greatly, it is necessary to increase the gain of the high-frequency amplifier 48 over time.
is provided, and the high frequency amplifier 48 can be controlled by the signal generator 50.
また対数増幅器18−1と減算回路22−1と
の間には減算回路52−1が設けられ、同様にし
て、対数増幅器18−2と減算回路22−2との
間には減算回路52−2が設けられ、該減算回路
52−1,52−2により、高周波増幅器48の
利得の変動を補正することができる。すなわち、
対数増幅器18−1,18−2からの出力信号に
は、高周波増幅器48の利得の対数が加算されて
おり、信号発生器50からの利得制御信号を対数
増幅器54で対数変換し、これを減算回路52−
1,52−2で減算することにより、高周波増幅
器48の利得の変動を補正することが可能とな
る。 Further, a subtraction circuit 52-1 is provided between the logarithmic amplifier 18-1 and the subtraction circuit 22-1, and similarly, a subtraction circuit 52-1 is provided between the logarithmic amplifier 18-2 and the subtraction circuit 22-2. 2 are provided, and variations in the gain of the high frequency amplifier 48 can be corrected by the subtraction circuits 52-1 and 52-2. That is,
The logarithm of the gain of the high frequency amplifier 48 is added to the output signals from the logarithmic amplifiers 18-1 and 18-2, and the gain control signal from the signal generator 50 is logarithmically converted by the logarithmic amplifier 54, and this is subtracted. Circuit 52-
By subtracting by 1,52-2, it is possible to correct the variation in the gain of the high frequency amplifier 48.
また遅延回路28−1,28−2の遅延時間
は、発振器12の繰返し周期と等しく設定されて
いる。 Further, the delay times of the delay circuits 28-1 and 28-2 are set equal to the repetition period of the oscillator 12.
そして、加算回路24−1,24−2からの出
力信号は、それぞれ、増幅器56−1,56−2
で所定の増幅あるいは減衰作用を受け、増幅器5
6−1からの減衰係数信号106−1は減衰係数
α(f1)を示し、同様にして、増幅器56−2か
らの減衰係数信号106−2は減衰係数α(f2)
を示すこととなる。該減衰係数信号106−1,
106−2はマルチプレクサ42を介して表示装
置30に供給され、表示装置30により減衰係数
α(f1)、α(f2)が表示される。また減衰係数信
号106−1,106−2は、系統減算回路58
に供給され、系統減算回路58及び該系統減算回
路58に接続された増幅器60により、周波数に
対する減衰係数の比例定数βが求められる。すな
わち、系統減算回路58によりα(f1)−α(f2)
が求められ、更に増幅器60の利得が1/(f1−
f2)と設定されているので、前記(14)式に基づ
いて比例定数βを求めることが可能となる。そし
て、系統減算回路58及び増幅器60により求め
られた比例定数βの信号は、マルチプレクサ42
を介して表示装置30に供給され、該表示装置3
0により比例定数βが表示される。 The output signals from the adder circuits 24-1 and 24-2 are transmitted to amplifiers 56-1 and 56-2, respectively.
receives a predetermined amplification or attenuation effect at the amplifier 5.
Attenuation coefficient signal 106-1 from amplifier 6-1 indicates attenuation coefficient α(f 1 ), and similarly, attenuation coefficient signal 106-2 from amplifier 56-2 indicates attenuation coefficient α(f 2 ).
This will show the following. the attenuation coefficient signal 106-1,
106-2 is supplied to the display device 30 via the multiplexer 42, and the display device 30 displays the attenuation coefficients α(f 1 ) and α(f 2 ). Further, the attenuation coefficient signals 106-1 and 106-2 are transmitted to the system subtraction circuit 58.
A proportionality constant β of the attenuation coefficient with respect to frequency is determined by the system subtraction circuit 58 and the amplifier 60 connected to the system subtraction circuit 58. That is, α(f 1 )−α(f 2 ) is calculated by the system subtraction circuit 58.
is determined, and the gain of the amplifier 60 is 1/(f 1 −
f 2 ), it is possible to obtain the proportionality constant β based on the above equation (14). Then, the signal of the proportionality constant β obtained by the system subtraction circuit 58 and the amplifier 60 is sent to the multiplexer 42.
is supplied to the display device 30 via the
0 indicates the proportionality constant β.
なお実施例においては、表示装置30の前段に
マルチプレクサ42が接続されているので、マル
チプレクサ42により、周波数f1に対する減衰係
α(f1)、周波数f2に対する減衰係数α(f2)、比例
定数β、及び通常のBモードあるいはMモードの
断層画像のいずれか1個または2個以上を適宜選
択して同時に表示装置30に表示することができ
る。 In the embodiment, since the multiplexer 42 is connected before the display device 30, the multiplexer 42 controls the damping coefficient α(f 1 ) for the frequency f 1 , the damping coefficient α(f 2 ) for the frequency f 2 , and the proportional One or more of the constant β and the normal B mode or M mode tomographic images can be appropriately selected and displayed on the display device 30 at the same time.
以上のように、実施例によれば、2種の周波数
すなわちf1、f2に対する減衰係数α(f1)、α(f2)
を計測することができ、更に周波数に対する減衰
係数の比例定数βを計測することができる。従つ
て、減衰係数分布及び減衰係数の周波数に対する
傾きの分布を表示することが可能となり、病変部
の診断に有効な情報を提供することが可能とな
る。 As described above, according to the embodiment, the damping coefficients α(f 1 ) and α(f 2 ) for two types of frequencies, namely f 1 and f 2
can be measured, and furthermore, the proportionality constant β of the damping coefficient with respect to frequency can be measured. Therefore, it is possible to display the attenuation coefficient distribution and the distribution of the slope of the attenuation coefficient with respect to frequency, and it is possible to provide information effective for diagnosis of a lesion.
なお上記実施例においては、減衰係数を計測す
るためのブロツクを2系統設け、2種の周波数
f1、f2に対する減衰係数α(f1)、α(f2)を求めた
が、減衰係数を計測するためのブロツクを3系統
以上設け、3種以上の周波数に対する減衰係数を
計測することも可能である。 In the above embodiment, two systems of blocks are provided to measure the attenuation coefficient, and two types of frequencies are used.
The damping coefficients α(f 1 ) and α(f 2 ) for f 1 and f 2 were found, but it is necessary to provide three or more systems of blocks to measure the damping coefficients and measure the damping coefficients for three or more types of frequencies. is also possible.
発明の効果
以上説明したように、本発明によれば、反射エ
コー信号から被検体の減衰係数を容易に計測する
ことができる。従つて、被検体の減衰係数を計測
し、これを生体組織の質的診断に有効に利用する
ことができる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to easily measure the attenuation coefficient of a subject from a reflected echo signal. Therefore, the attenuation coefficient of the subject can be measured and this can be effectively used for qualitative diagnosis of living tissue.
第1図は本発明の原理によるブロツク回路図、
第2図は本発明の原理による波形図、第3図は本
発明の実施例による超音波診断装置のブロツク回
路図である。
14……帯域通過フイルタ、16……検波回
路、18……対数増幅器、20……遅延回路、2
2……減算回路、24……加算回路、26……減
衰器、28……遅延回路、34……被検体、58
……系統減算回路。
FIG. 1 is a block circuit diagram according to the principle of the present invention;
FIG. 2 is a waveform diagram according to the principle of the present invention, and FIG. 3 is a block circuit diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 14... Band pass filter, 16... Detection circuit, 18... Logarithmic amplifier, 20... Delay circuit, 2
2... Subtraction circuit, 24... Addition circuit, 26... Attenuator, 28... Delay circuit, 34... Subject, 58
...System subtraction circuit.
Claims (1)
体からの反射エコー信号に基づいて断層画像を表
示する超音波診断装置において、 反射エコー信号から特定の周波数成分を取り出
す帯域通過フイルタ及び検波回路と、 前記帯域通過フイルタを介して該検波回路から
の信号を対数変換する対数変換器と、 該対数変換器から出力される信号を入力し所定
の時間間隔だけ遅延させた遅延信号を出力する第
1遅延回路と、 前記対数変換器から出力される信号と前記第1
遅延回路から出力される遅延信号とを入力しその
差分の信号を求める減算回路と、 前記差分の信号を第2遅延回路と減衰器とから
成るフイードバツク回路が入出力間に設けられた
加算回路に入力し、該差分の信号の平均値を求め
て被検体内の反射係数の統計的変動を低減させた
減衰信号を出力する平均化回路と、を有し、 前記平均化回路の出力する減衰信号により、特
定の周波数成分に対する超音波の減衰係数を計測
することを特徴とする超音波診断装置。 2 特許請求の範囲1記載の装置において、前記
帯域通過フイルタ及び検波回路、対数変換器、減
算回路が複数の特定周波数成分についてそれぞれ
複数系統設けられ、各系統からの信号の差分を求
める系統減算回路を有し、 各系統により複数の特定周波数成分に対する減
衰係数を計測して該系統減算回路により周波数成
分に対する減衰係数の比例定数を計測することを
特徴とする超音波診断装置。[Scope of Claims] 1. In an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives an ultrasonic pulse beam to a subject and displays a tomographic image based on a reflected echo signal from the subject, a band for extracting a specific frequency component from the reflected echo signal. a pass filter and a detection circuit; a logarithmic converter that logarithmically converts the signal from the detection circuit via the bandpass filter; and a delay circuit that inputs the signal output from the logarithm converter and delays it by a predetermined time interval. a first delay circuit that outputs a signal; a signal output from the logarithmic converter and the first delay circuit;
A subtraction circuit receives the delayed signal output from the delay circuit and obtains a difference signal, and a feedback circuit comprising a second delay circuit and an attenuator sends the difference signal to an addition circuit provided between the input and output. and an averaging circuit that calculates the average value of the difference signals and outputs an attenuation signal in which statistical fluctuations in the reflection coefficient within the subject are reduced, the attenuation signal output from the averaging circuit. An ultrasonic diagnostic device that measures an attenuation coefficient of ultrasonic waves for a specific frequency component. 2. The device according to claim 1, wherein a plurality of systems of the bandpass filter, the detection circuit, the logarithmic converter, and the subtraction circuit are provided for each of a plurality of specific frequency components, and a system subtraction circuit that calculates the difference between signals from each system. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: measuring attenuation coefficients for a plurality of specific frequency components using each system, and measuring a proportionality constant of the attenuation coefficients for the frequency components using the system subtraction circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14391883A JPS6036038A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14391883A JPS6036038A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6036038A JPS6036038A (en) | 1985-02-25 |
JPH0221259B2 true JPH0221259B2 (en) | 1990-05-14 |
Family
ID=15350122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14391883A Granted JPS6036038A (en) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6036038A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02225780A (en) * | 1988-11-14 | 1990-09-07 | Naka Tech Lab | Card lock and mailbox provided with its card lock |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6055260A (en) * | 1983-09-06 | 1985-03-30 | Terumo Corp | Method and apparatus for ultrasonic measurement |
JPS60176629A (en) * | 1984-02-23 | 1985-09-10 | テルモ株式会社 | Ultrasonic measuring method and apparatus |
JPH02167465A (en) * | 1988-12-21 | 1990-06-27 | Ngk Insulators Ltd | Ultrasonic flaw inspecting method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4938490A (en) * | 1972-08-16 | 1974-04-10 | ||
JPS56147082A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-14 | Yoshinori Hayakawa | Method and device for quantitative ultrasonic inspection using plural frequencies |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14391883A patent/JPS6036038A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4938490A (en) * | 1972-08-16 | 1974-04-10 | ||
JPS56147082A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-14 | Yoshinori Hayakawa | Method and device for quantitative ultrasonic inspection using plural frequencies |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02225780A (en) * | 1988-11-14 | 1990-09-07 | Naka Tech Lab | Card lock and mailbox provided with its card lock |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6036038A (en) | 1985-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4043181A (en) | Ultrasonic pulse-echo apparatus | |
JP4433427B2 (en) | System and method for imaging ultrasound scatterers | |
US6827686B2 (en) | System and method for improved harmonic imaging | |
JP4570116B2 (en) | Harmonic imaging method and apparatus using multiple focal zones | |
EP0146707B1 (en) | Ultrasonic measurement method, and apparatus therefor | |
JPH0120899B2 (en) | ||
US4511984A (en) | Ultrasound diagnostic apparatus | |
JPH0428375B2 (en) | ||
CZ290552B6 (en) | Ultrasonic imaging method of organs or tissue and apparatus or system for making the same | |
US6599248B1 (en) | Method and apparatus for ultrasound diagnostic imaging | |
Fatemi et al. | Real-time assessment of the parameter of nonlinearity in tissue using “nonlinear shadowing” | |
JPH043223B2 (en) | ||
US5501224A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
Li et al. | Decorrelation of intravascular echo signals: Potentials for blood velocity estimation | |
JPH0221259B2 (en) | ||
Van der Steen et al. | Harmonic imaging at high frequencies for IVUS | |
JP3281435B2 (en) | Ultrasound Doppler diagnostic equipment | |
JPH10118065A (en) | Ultrasonograph | |
Heyser et al. | Medical ultrasound imager based on time delay spectrometry | |
US20060241436A1 (en) | Method and apparatus for non-invasive measurement of a temperature change inside a living body | |
JPH0360493B2 (en) | ||
JPH10314171A (en) | Ultrasonic diagnostic device | |
JP3691874B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
JP3022108B2 (en) | Ultrasound transceiver | |
Güler et al. | Design parameters of pulsed wave ultrasonic doppler blood flowmeter |