JPH03143432A

JPH03143432A - 分散圧縮方式の超音波診断装置

Info

Publication number: JPH03143432A
Application number: JP1281790A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi; 康人竹内
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-19

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】［産業上の利用分野］この発明は、超音波診断装置に関し、特にその分散圧縮
に関するものである。

［従来の技術］従来の分散圧縮方式の超音波診断装置は、リニアＦ　Ｍ
チャープ信号を用いて送受して圧縮し、被検体の映像を
得るものでしかなかった。

しかし、探触子の端子から見てエコー源を含む往復信号
の構成の系には、周波数特性及び位相特性とがあり、そ
の制約の基で、最適な圧縮結果を得るには、さらに複雑
な処理が必要である。

例えば、時間−周波数軸上での振幅アボダイゼーション
はタイムサイドローブの低減に不可欠であるが、その関
数形は探触子やエコー源を含む系全体の特性に関してタ
イムサイドローブから低減される如く設定されなくては
ならない。

しかし、従来の設計方針では系の周波数特性及び位相特
性を只イコラズすればよいという観点で処理されていた
。

［発明が解決しようとする課題］上記のような従来の分散圧縮方式の超音波診断装置では
、上記の如〈従来の設計方針によると、系全体の特性に
関し、タイムサイドローブを最低化ないし又は最適化さ
れず、従って目的領域ないし、その中のエコー源の性質
によっては、タイムサイドローブが悪化することがある
という問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、探触子や媒質、エコー源等の系全体の特性を折込
んだ形で最適化されたアボダイゼーションを行うように
するものであり、ひいてはそのような手法によりタイム
サイドローブを低減できる分散圧縮方式の超音波診断装
置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る分散圧縮方式の超音波診断装置は、前記
受波信号の注目区間を分析して、前記被検体の映像を得
るための構成系の応答特性を試行的に求める手段と、応
答特性に基づいて、最適なチャープ信号及び圧縮用カー
ネルを算出する手段と、チャープ信号及び圧縮用カーネ
ルを用いて前記受波信号を計測する手段とを備えたもの
である。

また、被検体からのエコー源の深さに応じて、深さ毎に
受波信号を計測するものである。

また、構成系の中心周波数及び帯域幅を算出し、算出し
た中心周波数及び帯域幅に応じた周波数軸上のチャープ
幅を決定し、そのチャープ幅に応じた所定のＴＢ積とな
るチャープ信号の時間幅を算出した後に、必要なアボダ
イゼーションから構成系の周波数特性及び位相特性を除
去して、所定のアボダイゼーションを行うものである。

［作用コこの発明においては、受波信号の所定の注目区間を分析
して、構成系の応答特性を試行的に求め、その応答特性
に基づいて、最適なチャープ信号及び圧縮用カーネルを
算出する。

そして、算出したチャープ信号及び圧縮用カーネルを用
いて受波信号を計測する。

また、被検体からのエコー源の深さに応して、深さ毎に
受波信号の注目区間を分析して、構成系の応答特性を試
行的に求め、その応答特性に基づいて、最適なチャープ
信号及び圧縮用カーネルを算出する。

また、構成系の中心周波数及び帯域幅を算出し、算出し
た中心周波数及び帯域幅に応じた周波数軸上のチャープ
幅を決定し、そのチャープ幅に応じた所定のＴＢ積とな
るチャープ信号の時間幅を算出した後に、必要なアボダ
イゼーションから構成系の周波数特性及び位相特性を除
去して、所定のアボダイゼーションを行う。

［実施例コ第１図はこの発明の一実施例を示す分散圧縮方式の超音
波診断装置の概略構成図である。

（１）はメモリを有したＣＰＵであり、周波数分析手段
を備え、後述する所定の処理を実行するものである。（
２）はＣＰ　Ｕ　（１）からの信号に基づく映像を表示
するデイスプレィである。

（３）はＣＰ　Ｕ　（１）からの指示に基づいて、所定
の回路部を駆動させるリアルタフィムコントローラ、（
４）はＣＰ　Ｕ　（１）から出力される送波信号をスト
アして出力するバッファメモリ、（５）はバッファメモ
リ（４）からの送波信号をアナログ信号に変換するＤ／
Ａ変換器、（６）はＤ／Ａ変換器（５）から送波信号を
増幅する増幅部、（７）はリアルタイムコントローラ（
３）からの信号に基づいて送波信号を出力し、あるいは
受波信号を受信する送受切替部である。

〈８）は探触子であり、送受切替部（７）からの所定の
ステップ関数を有した信号により送波信号を放射し、そ
のエコーを受信し電気信号に変換した受波信号として送
受切替部（７）に出力するものである。（９）は送受切
替部（７）から出力される受送信号を増幅する増幅部、
（（０）は増幅部（９）から出力する受送信号をデジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換器、（１１）はＡ／Ｄ変換器から
のデジタル化された受送信号をストアして出力するバッ
ファメモリである。

第２図は受波信号を説明する波形図であり、エコーを探
触子（８）で受信し、送受切替部（７）及び増幅部（９
）を介して得られた受波信号である。

上記のように構成された分散圧縮方式の超音波診断装置
について以下に動作を説明する。

探触子（８）を所定のステップ関数を有した信号で駆動
して、増幅部（９）の出力に第２図に示す受波信号を得
てＡ／Ｄ変換器（１０）及びバッファメモリ（１１）を
介してＣＰ　Ｕ　（１）に入力したとすると、ＣＰ　Ｕ
　（１）はその信号の例えば第２図に示す注目区間を周
波数分析して、例えば下記に説明するスペクトラム特性
を得たとする。

第３図はスペクトラム特性を説明する図であり、探触子
（８）、送受切替部（７）及び目的とする被検体の領域
のエコー源による系の周波数特性を全て含めた伝達特性
を意味するものである。

また、点線は位相特性を示すものであり、周波数特性の
他に位相特性を計算して、直線成分を除去し、その曲り
の成分を示すものである。

この第３図のスペクトラム特性を用いて、周波数の利用
する区間（以下利用区間という）を判断する。

しかし、第３図の（ａ）の区間では、狭すぎて未利用の
区間を損失することになる。

また、（Ｃ）の区間では簡単にはイコライズしきれない
。つまり、ブリイコライズドされた送波信号の振幅変調
成分が大きくなり過ぎて効率が悪くなる。

そこで、第３図の（ｂ）の区間のように、例えば往復摘
入損失で約６ｄＢ程度で区切るのが最も効率がよい。

また、予め試行的にプリイコライズされた送波信号を作
成してから判断し、再試行するのもよい。

第４図（ａ）及び（ｂ）はプリイコライズされたリニヤ
チャープ信号である。

この送波波形は選択された周波数区間の、また結果とし
て（最大値は予定しておいて、それ以内の時間幅での）
所望のＴＢ積を得る長さの複素スペクトラムとしく又は
、そのようなスペクトラムの形で信号を用意し）、それ
に上記により求めた系の振幅及び位相特性の逆数を乗じ
て、それからＩＦＦＴでもとの時間軸上により得た波形
である。

しかし、これではアボダイゼーションが入っていないか
ら、更に例えばＣＯ５２型の時間軸上でのアボダイゼー
ションをかける。

第５図はアボダイズドＦＭチャープの波形を示す図であ
り、リニヤＣ０８２型の時間軸上でのアボダイゼーショ
ンを掛けた波である。

これは、受信等において、探触子（８）を介して受信し
たエコー信号をスライディングコンボリューション積分
する核関数（カーネル）としては単純に理想的なりニヤ
ＦＭチャープ信号に同じＣＯ３２型のアボダイゼーショ
ンを行ったものを用いればよい。

さらに、上記注目区間を被検体の深さ毎に別々に行い、
得られたイメージを編集して一枚の完成された画像にす
ればさらによい。

また、上記第４図及び第５図の波形はＣＰＵ（１）のメ
モリに記憶される。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、受波信号の所定の注目
区間を分析して、構成糸の応答特性を試行的に求め、そ
の応答特性に基づいて、最適なチャープ信号及び圧縮用
カーネルを算出して、受波信号を計測するようにしたの
で、タイムサイドローブ等による不要成分が充分抑圧さ
れたイメージングがてきるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す分散圧縮方式の超音
波診断装置の概略構成図、第２図は受波信号を説明する
波形図、第３図はスペクトラム特性を説明する図、第４
図（ａ）及び（ｂ）はプリイコライズされたりニヤチャ
ープ信号、第５図はアボダイズドＦＭチャープの波形を
示す図である。図において、（１）はメモリを有したＣＰＵ。（２）はデイスプレィ、（３）はリアルタイムコントロ
ーラ、（４）はバッファメモリ、（５）はＤ／Ａ変換器
、（６）は増幅部、（７）は送受切替部、（８）は探触
子、（９）は増幅部、（１０）はＡ／Ｄ変換器、〈ＩＩ
）はバッファメモリである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）探触子を駆動して被検体に超音波を放射し、その
エコーを電気信号に変換した受波信号を圧縮して被検体
の映像を得る超音波診断装置において、前記受波信号の
注目区間を分析して、前記被検体の映像を得るための構
成系の応答特性を試行的に求める手段と、前記応答特性に基づいて、最適なチャープ信号及び圧縮
用カーネルを算出する手段と、前記チャープ信号及び圧縮用カーネルを用いて前記受波
信号を計測する手段とを特徴とする分散圧縮方式の超音波診断装置。
（２）被検体からのエコー源の深さに応じて、深さ毎に
前記受波信号を計測する請求項１記載の分散圧縮方式の
超音波診断装置。
（３）前記構成系の中心周波数及び帯域幅を算出し、算
出した中心周波数及び帯域幅に応じた周波数軸上のチャ
ープ幅を決定し、そのチャープ幅に応じた所定のＴＢ積
となるチャープ信号の時間幅を算出した後に、必要なア
ボダイゼーションから前記構成系の周波数特性及び位相
特性を除去して、所定のアボダイゼーションを行う請求
項１記載の分散圧縮方式の超音波診断装置。