JPH03133439A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents
Ultrasonic diagnostic deviceInfo
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- JPH03133439A JPH03133439A JP1272840A JP27284089A JPH03133439A JP H03133439 A JPH03133439 A JP H03133439A JP 1272840 A JP1272840 A JP 1272840A JP 27284089 A JP27284089 A JP 27284089A JP H03133439 A JPH03133439 A JP H03133439A
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Landscapes
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、パルスエコー法により被検体のBモード診断
画像を得るために用いる超音波診断装置に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus used to obtain a B-mode diagnostic image of a subject by pulse echo method.
従来の技術
超音波診断装置で断層画像を得ようとする生体は、超音
波の周波数が高いほど減衰が太きいという周波数依存性
減衰があることは従来よりよく知゛られており、この減
衰のために、生体からのパルスエコー信号は反射位置が
深くなるにつれて高周波成分が少なくなり、見かけ上、
パルスエコー信号のエネルギーが低周波側にシフトした
ようになる。従来、この周波数依存性減衰があっても、
画像分解能を近距離領域と遠距離領域の両方で良好に保
つことができるようにした超音波診断装置として、例え
ば、特開昭56−100050号公報に記載されている
ようにダイナミックフィルタ方式を用いた構成が知られ
ている。Conventional technology It has been well known that the higher the frequency of ultrasound waves, the greater the attenuation, which is a frequency-dependent attenuation. Therefore, the pulse echo signal from the living body has fewer high-frequency components as the reflection position gets deeper, and the apparent
The energy of the pulse echo signal appears to have shifted to the lower frequency side. Conventionally, even with this frequency-dependent attenuation,
As an ultrasonic diagnostic device that can maintain good image resolution in both near and far ranges, a dynamic filter method is used, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 100050/1983. The configuration is known.
以下、上記従来例について第2図を参照しながら説明す
る。第2図において、1はアレイ・トランスジー−サで
あり、PZT等の圧電性セラミックス材料製でアレイ状
に配列された超音波振動子からなり、超音波パルスを放
射し、パルスエコー信号を受信する。2はスキャナ、3
は送受信回路であり、アレイ・トランスジー−サ1の駆
動信号を発生し、アレイ・トランスジューサ1で受信し
たパルスエコー信号を電気信号に変える。4は送信トリ
ガ発生回路であり、送受信回路3かも駆動信号を発生す
るためのトリガ信号を生成する。5は送受信回路3から
出力される受信信号を増幅するプリアンプ(前置増幅器
)、6はパルスエコー信号の帯域に通過帯域が設定され
たバンドパスフィルタ、7は受信信号を輝度信号として
出力するログアンプ(対数増幅器)、8は超音波断層画
像を表示するCRT、9はスキャナ2と0RT8の走査
制御を行う走査回路、10は送信トリガ発生回路4、バ
ンドパスフィルタe、走査回路9を制御する制御回路で
ある。Hereinafter, the above conventional example will be explained with reference to FIG. 2. In Fig. 2, 1 is an array transducer, which consists of ultrasonic transducers made of piezoelectric ceramic material such as PZT and arranged in an array, and emits ultrasonic pulses and receives pulse echo signals. do. 2 is a scanner, 3
is a transmitting/receiving circuit which generates a driving signal for the array transducer 1 and converts the pulse echo signal received by the array transducer 1 into an electrical signal. Reference numeral 4 denotes a transmission trigger generation circuit, which also generates a trigger signal for the transmission/reception circuit 3 to generate a drive signal. 5 is a preamplifier (preamplifier) that amplifies the received signal output from the transmitter/receiver circuit 3, 6 is a bandpass filter whose passband is set to the pulse echo signal band, and 7 is a log that outputs the received signal as a luminance signal. An amplifier (logarithmic amplifier); 8, a CRT for displaying ultrasonic tomographic images; 9, a scanning circuit for controlling scanning of the scanner 2 and 0RT8; 10, controlling the transmission trigger generation circuit 4, bandpass filter e, and scanning circuit 9; It is a control circuit.
以上の構成において、以下、その動作について説明する
。The operation of the above configuration will be described below.
アレイ・トランスジューサ1は送信トリガ発生回路4に
より生成されるトリガ信号に同期し、スキャナ2を介し
て伝達される送受信回路3からの駆動信号により励振さ
れ、超音波パルスを被検体である生体に一定周期で送信
する。生体組織からのパルスエコー信号は、アレイ・ト
ランスジューサ1で受信され、スキャナ2を介して送受
信回路3で電気信号に変換されてプリアンプ5で増幅さ
れ、バンドパスフィルタ6に入力される。バンドパスフ
ィルタ6はその通過帯域特性が制御回路1゜により制御
され、受信されたパルスエコー信号の帯域のみ通過させ
、受信信号帯域以外のノイズを除去することにより、S
/Nを向上させている。The array transducer 1 is synchronized with a trigger signal generated by a transmission trigger generation circuit 4, is excited by a drive signal from a transmission/reception circuit 3 transmitted via a scanner 2, and transmits constant ultrasonic pulses to a living body, which is a subject. Send at regular intervals. A pulse echo signal from a living tissue is received by an array transducer 1, passed through a scanner 2, converted into an electrical signal by a transmitting/receiving circuit 3, amplified by a preamplifier 5, and inputted to a bandpass filter 6. The passband characteristic of the bandpass filter 6 is controlled by the control circuit 1°, and it passes only the band of the received pulse echo signal and removes noise outside the band of the received signal.
/N is improved.
このパルスエコー信号をログアンプ7を通し、0RT8
に輝度信号として入力し、Bモード画像を表示させるこ
とができる。This pulse echo signal is passed through the log amplifier 7 and 0RT8
can be input as a luminance signal to display a B-mode image.
発明が解決しようとする課題
しかし、上記従来のダイナミックフィルタ方式では、制
御回路1oによるバンドパスフィルタ6の特性制御が時
間経過のみに基づいて行われている。生体組織の減衰特
性がすべての組織においても同一であれば、時間経過の
みに基づく制御だけでも問題はないが、減衰特性は生体
組織の各部位、例えば、筋肉、脂肪、腎臓、肝臓等によ
りさまざまに変化する。したがって、時間経過のみに基
づくバンドパスフィルタ6の制御で減衰によるパルスエ
コー信号の信号エネルギー成分の低下の状態に適応させ
ることは不可能である。その結果、バンドパスフィルタ
60通過帯域特性とパルスエコー信号の信号成分帯域が
一致せず、十分なノイズ除去効果が得られないばかりで
なく、逆にS/Nが劣化し、高分解能のBモード画像を
得ることができないという課題があった。Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional dynamic filter method described above, the characteristic control of the bandpass filter 6 by the control circuit 1o is performed only based on the passage of time. If the attenuation characteristics of living tissues are the same for all tissues, there is no problem with control based only on the passage of time, but attenuation characteristics vary depending on each part of the living tissue, such as muscle, fat, kidney, liver, etc. Changes to Therefore, it is impossible to adapt to the state where the signal energy component of the pulse echo signal decreases due to attenuation by controlling the bandpass filter 6 based only on the passage of time. As a result, the passband characteristics of the bandpass filter 60 and the signal component band of the pulse echo signal do not match, and not only is it not possible to obtain a sufficient noise removal effect, but conversely the S/N ratio is degraded, and the high-resolution B mode There was a problem in that it was not possible to obtain images.
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、いかなる組織でいかなる減衰があっても、バン
ドパスフィルタの通過帯域特性をパルスエコー信号の信
号成分帯域と近距離から遠距離までの各距離において一
致させ、バンドパスフィルタを常に最適帯域特性となる
ように設定することができ、したがって、高S/Nで高
分解能のBモード画像を得ることができるようにした超
音波診断装置を提供することを目的とするものである。The present invention solves the problems of the prior art as described above, and no matter how much attenuation occurs in any tissue, the passband characteristics of a bandpass filter can be changed from a short distance to a long distance from the signal component band of a pulse echo signal. Ultrasound diagnostics that allows the bandpass filter to be set to always have the optimum band characteristics, and therefore to obtain high-resolution B-mode images with a high S/N ratio. The purpose is to provide a device.
課題を解決するための手段
上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段は、
パンドパスフづルタの通過周波数帯域を、受信したパル
スエコー信号の帯域に変更するために上記パルスのエコ
ー信号の周波数成分を分析する周波数分析器を備えたも
のである。Means for Solving the Problems The technical solution of the present invention for achieving the above object is as follows:
The device is equipped with a frequency analyzer that analyzes the frequency components of the pulse echo signal in order to change the pass frequency band of the pan-pass filter to the band of the received pulse echo signal.
作用
したがって、本発明によれば、受信したパルスエコー信
号の周波数成分を周波数分析器により分析し、その分析
結果に基づき、パルスエコー信号成分のみが通過するよ
うにバンドパスフィルタの通過周波数帯域を制御するこ
とにより、パルスエコー信号に含まれるノイズ成分を除
去することができる。Therefore, according to the present invention, the frequency components of the received pulse echo signal are analyzed by a frequency analyzer, and based on the analysis results, the pass frequency band of the bandpass filter is controlled so that only the pulse echo signal components are passed. By doing so, noise components included in the pulse echo signal can be removed.
実施例
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例における超音波診断装置を示
す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus in one embodiment of the present invention.
本実施例においては、上記従来例と同一部分については
同一符号を付してその説明を省略し、異なる構成につい
て説明する。本実施例の特徴とするところは、第1図に
示すように、プリアンプで増幅されたBモード画像を構
成する1走査線ごとのパルスエコー信号を距離に対応さ
せて時系列的にサンプリングし、このサンプリングした
信号の周波数成分を分析する周波数分析器11と、制御
回路10により制御され、各走査線の同−深さの周波数
帯域データを平均化してバンドパスフィルタ60通過帯
域を制御する加算器12が備えられている。In this embodiment, the same parts as those in the conventional example described above are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted, and the different configuration will be explained. The feature of this embodiment is that, as shown in FIG. 1, the pulse echo signal of each scanning line constituting the B-mode image amplified by the preamplifier is sampled in time series in correspondence with the distance. A frequency analyzer 11 that analyzes the frequency components of this sampled signal, and an adder that is controlled by the control circuit 10 and averages the frequency band data of the same depth of each scanning line to control the passband of the bandpass filter 60. 12 are provided.
以上の構成において、以下、その動作について説明する
。The operation of the above configuration will be described below.
アレイ・トランスジューサ1は送信トリガ発生回路4に
より生成されるトリガ信号に同期し、スキャナ2を介し
て伝達される送受信回路3からの駆動信号により励振さ
れ、超音波パルスを被検体である生体に一定周期で送信
する。生体組織からノハルスエコー信号は、アレイ・ト
ランスジューサ1で受信され、スキャナ2を介して送受
信回路3で電気信号に変換されてプリアンプ5で増幅さ
れる。プリアンプ6の出力はバンドパスフィルタ6と周
波数分析器11に入力される。周波数分析器11ではパ
ルスエコー信号について周波数分析される。周波数分析
の手段としては種々の方法があり、いずれの方法を用い
てもよいが、その1つとしてFF T (Fast F
ourier Transformation )演算
法がある。FFT演算法を実行するためには、最初にパ
ルスエコー信号をディジタル信号に変換する必要がある
。このA/D変換のサンプリング周波数はナイキストの
サンプリング定理より、信号の最高周波数成分の2倍以
上の周波数でなくてはならず、通常、超音波診断装置で
用いられる超音波の周波数が2〜7.5MHzであるこ
とを考慮すると、A/D変換のサンプリング周波数とし
て20MHz程度の周波数が必要となる。F’FT演算
を128点のデータで演算するとすれば、サンプリング
に必要な時間は6.4μsec、、FFTの周波数分解
能は156.25 ktlz、画像上の距離に換算した
分解能は4.93 snとなる。FFT演算のためのプ
ロセッサとして、マイクロコンピュータ、若しくはDS
P等を用いて行ったとすると、1280F’FT演算で
1〜5m5ecの演算時間が、また、FFT演算をハー
ドウェアで構成若しくはFFT演算専用のプロセッサを
用いたとしても、60〜SOOμsec 。The array transducer 1 is synchronized with a trigger signal generated by a transmission trigger generation circuit 4, is excited by a drive signal from a transmission/reception circuit 3 transmitted via a scanner 2, and transmits constant ultrasonic pulses to a living body, which is a subject. Send at regular intervals. A Nohalus echo signal from a living tissue is received by an array transducer 1, passed through a scanner 2, converted into an electrical signal by a transmitter/receiver circuit 3, and amplified by a preamplifier 5. The output of the preamplifier 6 is input to a bandpass filter 6 and a frequency analyzer 11. The frequency analyzer 11 performs frequency analysis on the pulse echo signal. There are various methods for frequency analysis, and any method may be used, but one of them is FF T (Fast F
There is an operation method (Transformation). In order to perform the FFT algorithm, it is first necessary to convert the pulse echo signal into a digital signal. According to Nyquist's sampling theorem, the sampling frequency of this A/D conversion must be at least twice the highest frequency component of the signal, and the frequency of ultrasound used in ultrasound diagnostic equipment is usually 2 to 7. Considering that the frequency is .5 MHz, a frequency of about 20 MHz is required as the sampling frequency for A/D conversion. If the F'FT calculation is performed using 128 points of data, the time required for sampling is 6.4 μsec, the frequency resolution of FFT is 156.25 ktlz, and the resolution converted to distance on the image is 4.93 sn. Become. Microcomputer or DS as a processor for FFT calculation
If it is performed using P, etc., the calculation time for 1280F'FT calculation is 1 to 5 m5 ec, and even if the FFT calculation is configured with hardware or a processor dedicated to FFT calculation is used, it takes 60 to SOO μsec.
の演算時間が必要となる。このため、Bモード画像を構
成する全走査線の全データを用いて実時間演算を行うこ
とは不可能であることがわかる。しかし、少なくとも1
走査線分のデータの演算を行わなければバンドパスフィ
ルタ6を制御するデータが得られなくなることから、何
本かの走査線のデータを抽出し1、抽出した走査線の信
号をFFT演算する。何本の走査線を抽出するかについ
ては、FFTの演算時間、FF’T演算に使用するデー
タ点数、画像のフレームレート、A/D変換のサンプリ
ングレート、超音波パルスの中心周波数等の値により総
合的に決まる。このようにして演算された周波数分析結
果は、演算に使用した各走査線により測定部位が異なる
ため、各走査線の同−深さの周波数帯域データをそれぞ
れ加算器7で平均化し、平均化された周波数帯域データ
をもとにバンドパスフィルタ60通過帯域を制御する。calculation time is required. Therefore, it is understood that it is impossible to perform real-time calculations using all data of all scanning lines constituting a B-mode image. But at least 1
Since data for controlling the bandpass filter 6 cannot be obtained unless the data of the scanning lines are calculated, data of several scanning lines are extracted 1, and the signals of the extracted scanning lines are subjected to FFT calculation. The number of scanning lines to extract depends on values such as the FFT calculation time, the number of data points used for FF'T calculation, the image frame rate, the A/D conversion sampling rate, and the center frequency of the ultrasonic pulse. Determined comprehensively. Since the frequency analysis results calculated in this way differ in the measurement area depending on each scanning line used in the calculation, the frequency band data of the same depth of each scanning line is averaged by an adder 7. The passband of the bandpass filter 60 is controlled based on the frequency band data obtained.
そして、パルスエコー信号の帯域に通過帯域が設定され
たバンドパスフィルタ6にプリアンプ5からパルスエコ
ー信号が入力されて通過することにより、信号帯域以外
のノイズ成分がろ波され、S/Nが向上する。ノイズ成
分が除去されたパルスエコー信号はログアンプ7を介し
てCRT8に輝度信号として入力され、Bモード画像と
して表示される。Then, the pulse echo signal is inputted from the preamplifier 5 to the band pass filter 6 whose pass band is set to the pulse echo signal band, and passes through it, thereby filtering out noise components outside the signal band and improving the S/N. do. The pulse echo signal from which the noise component has been removed is input as a luminance signal to the CRT 8 via the log amplifier 7 and displayed as a B-mode image.
したがって、このBモード画像はいかなる深さにおいて
も、いかなる生体組織においても、良好な画像となる。Therefore, this B-mode image is a good image at any depth and in any biological tissue.
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、受信したパルスエコ
ー信号の周波数成分を周波数分析器により分析し、その
分析結果に基づきパルスエコー信号成分のみが通過する
ようにバンドパスフィルタの通過周波数帯域を制御する
ことにより、パルスエコー信号に含まれるノイズ成分を
除去することができるようにしている。したがって、い
かなる生体組織においても、診断領域の全域にわたって
、S/Nの高い、高分解能の良好な画像を得ることがで
きる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the frequency components of the received pulse echo signal are analyzed by a frequency analyzer, and based on the analysis results, the frequency components of the received pulse echo signal are passed through a bandpass filter so that only the pulse echo signal components are passed. By controlling the frequency band, it is possible to remove noise components contained in the pulse echo signal. Therefore, good images with high S/N and high resolution can be obtained over the entire diagnostic region of any living tissue.
第1図は本発明の一実施例における超音波診断装置を示
す概略ブロック図、第2図は従来の超音波診断装置を示
す概略ブロック図である。
1・・・アレイ・トランスジユーサ、2・・・スキャナ
、3・・・送受信回路、4・・・送信トリガ発生回路、
6・・・プリアンプ、6・・・バンドパスフィルタ、7
・・・ログアンプ、8・・・CRT、9・・・走査回路
、1o・・・制御回路、11・・・周波数分析器、12
・・・加算器。FIG. 1 is a schematic block diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic block diagram showing a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Array transducer, 2...Scanner, 3...Transmission/reception circuit, 4...Transmission trigger generation circuit,
6...Preamplifier, 6...Band pass filter, 7
...Log amplifier, 8...CRT, 9...Scanning circuit, 1o...Control circuit, 11...Frequency analyzer, 12
...adder.
Claims (1)
スエコー信号の帯域に変更するために上記パルスエコー
信号の周波数成分を分析する周波数分析器を備えたこと
を特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a frequency analyzer that analyzes frequency components of the pulse echo signal to change the pass frequency band of the bandpass filter to the band of the received pulse echo signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1272840A JPH03133439A (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Ultrasonic diagnostic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1272840A JPH03133439A (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Ultrasonic diagnostic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03133439A true JPH03133439A (en) | 1991-06-06 |
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ID=17519507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1272840A Pending JPH03133439A (en) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | Ultrasonic diagnostic device |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH03133439A (en) |
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1989
- 1989-10-19 JP JP1272840A patent/JPH03133439A/en active Pending
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