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JP5380114B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus control method - Google Patents

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JP5380114B2
JP5380114B2 JP2009053124A JP2009053124A JP5380114B2 JP 5380114 B2 JP5380114 B2 JP 5380114B2 JP 2009053124 A JP2009053124 A JP 2009053124A JP 2009053124 A JP2009053124 A JP 2009053124A JP 5380114 B2 JP5380114 B2 JP 5380114B2
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Description

本発明は、被検体に対して超音波を送受信し、受信した超音波に基づくエコー信号を用いて診断部位についての超音波画像を生成する超音波診断装置及びその制御方法に関する。さらに詳しくは、エコー信号のゲインの調整を行う超音波診断装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject and generates an ultrasonic image of a diagnostic region using an echo signal based on the received ultrasonic waves, and a control method thereof. More specifically, the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that adjusts the gain of an echo signal and a control method thereof.

近年、被検体内に向けて超音波を送信し、該被検体の臓器などから反射した超音波(以下では、この反射した超音波を「超音波エコー」という。)を受信し、その超音波エコーを電気信号(以下では、この電気信号を「エコー信号」という。)に変換し、そのエコー信号に対して、対数圧縮、包絡線検波、や遅延加算処理などの信号処理を施し、さらに座標変換などの画像処理を行うなどして、被検体内の断面の画像である超音波画像を生成する超音波診断装置が広く普及している。   In recent years, an ultrasonic wave is transmitted toward the inside of a subject, and an ultrasonic wave reflected from an organ or the like of the subject (hereinafter, this reflected ultrasonic wave is referred to as “ultrasonic echo”) is received. The echo is converted into an electrical signal (hereinafter, this electrical signal is referred to as an “echo signal”), and the echo signal is subjected to signal processing such as logarithmic compression, envelope detection, delay addition processing, etc. 2. Description of the Related Art Ultrasonic diagnostic apparatuses that generate an ultrasonic image that is an image of a cross section in a subject by performing image processing such as conversion are widely used.

そして、上述した超音波診断装置には、エコー信号を一様に増幅する増幅部(これは、具体的にはアンプ(増幅器)で構成されており、より具体的には、LNA:Low Noise Amplifierなどが用いられている。)と、超音波の生体内減衰を補償するために体表からの深度に応じた感度でエコー信号を増幅するTGC(Time Gain Compensation)部と、アナログ信号であるエコー信号をディジタル信号に変換するA/D変換部と、これらを制御する制御部が設けられている。この増幅率はゲインとも呼ばれ、該増幅率の設定を以下では、「ゲイン設定」ということがある。またゲイン設定を行いゲインを変換することをゲインの調整ということがある。   In the above-described ultrasonic diagnostic apparatus, an amplifying unit that uniformly amplifies an echo signal (specifically, an amplifier (amplifier) is configured, and more specifically, an LNA (Low Noise Amplifier). Etc.), a TGC (Time Gain Compensation) unit that amplifies the echo signal with sensitivity according to the depth from the body surface in order to compensate for the attenuation of the ultrasonic wave in vivo, and an echo that is an analog signal An A / D conversion unit that converts a signal into a digital signal and a control unit that controls these are provided. This amplification factor is also referred to as gain, and the setting of the amplification factor may be referred to as “gain setting” below. Further, gain setting and converting gain may be referred to as gain adjustment.

そして、入力されたエコー信号は、増幅部でエコー信号が増幅され、さらに、その増幅されたエコー信号に対しTGCで受信時間の経過とともに増加するゲインで増幅が行われ、そして、その増幅されたエコー信号がA/D変換部によってディジタル信号に変換された後に、そのディジタル信号に変更されたエコー信号に対し上述した信号処理や画像処理が行われる。   The input echo signal is amplified by the amplification unit, and further, the amplified echo signal is amplified by TGC with a gain that increases with the passage of the reception time, and the amplified echo signal is amplified. After the echo signal is converted into a digital signal by the A / D converter, the signal processing and image processing described above are performed on the echo signal changed to the digital signal.

ここで、超音波診断装置には、エコー信号の振幅値を用いた被検体の断層画像を生成するBモードや、位相情報を用いて血流情報を取得するドプラモード等の様々な撮像及び画像生成のモード(以下では、「撮像モード」という。)を有する。そして、撮像モードの種類によって取得されるエコー信号の強弱、言い換えれば、取得するエコー信号の振幅が異なる。例えば、ドプラモードにおけるエコー信号(すなわち、血流からのエコー信号。)は、Bモードにおけるエコー信号(すなわち、骨や臓器などからのエコー信号。)に比べて非常に弱い、すなわち振幅の小さい信号である。そのため、Bモードではゲインが小さくてよく、ドプラモードではゲインを大きくする必要がある。すなわち、Bモードにおけるゲインと同じゲインを用いてドプラモードで取得したエコー信号に対する増幅を行うと、ゲインが足りないためS/N比が悪くなってしまう。逆に、ドプラモードにおけるゲインと同じゲインを用いてBモードで取得したエコー信号に対する増幅を行うと、ゲインが大きすぎるためダイナミックレンジが不足して飽和してしまう。そのため、Bモードでは飽和の回避を重視したゲイン設定が必要となり、ドプラモードではS/Nの改善を重視したゲイン設定が必要となる。このように、撮像モード毎、すなわち、撮像の目的毎により超音波診断装置におけるゲイン設定は異なる。   Here, in the ultrasonic diagnostic apparatus, various imaging and images such as a B mode for generating a tomographic image of a subject using the amplitude value of an echo signal, and a Doppler mode for acquiring blood flow information using phase information, etc. It has a generation mode (hereinafter referred to as “imaging mode”). And the strength of the echo signal acquired according to the kind of imaging mode, in other words, the amplitude of the echo signal acquired differs. For example, an echo signal in Doppler mode (that is, an echo signal from a blood flow) is very weak, that is, a signal having a small amplitude, compared to an echo signal in a B mode (that is, an echo signal from a bone or an organ). It is. Therefore, the gain may be small in the B mode, and the gain needs to be increased in the Doppler mode. That is, if amplification is performed on an echo signal acquired in the Doppler mode using the same gain as that in the B mode, the S / N ratio is deteriorated because the gain is insufficient. On the contrary, if the echo signal acquired in the B mode is amplified using the same gain as that in the Doppler mode, the gain is too large and the dynamic range becomes insufficient and becomes saturated. Therefore, in the B mode, gain setting that emphasizes avoidance of saturation is necessary, and in Doppler mode, gain setting that emphasizes improvement of S / N is necessary. As described above, the gain setting in the ultrasonic diagnostic apparatus differs depending on the imaging mode, that is, for each imaging purpose.

さらに、エコー信号の振幅は、スキャンする部位(対象部位)によっても異なるし、患者の体型によっても異なる。   Furthermore, the amplitude of the echo signal varies depending on the region to be scanned (target region) and also varies depending on the patient's body shape.

そのため、理想的には、撮像モードの種類、患者の体型、及び対象部位毎にエコー信号の振幅を測定し、その振幅で最良のS/Nを実現しかつ飽和が発生しないような最適なゲイン設定を行うことが望ましい。   Therefore, ideally, the amplitude of the echo signal is measured for each type of imaging mode, the patient's body shape, and the target region, and the optimal gain that achieves the best S / N with that amplitude and does not cause saturation. It is desirable to make settings.

この様なゲインの調整を行うために従来、A/D変換部にA/Dコンバータのダイナミックレンジの閾値を設け、この閾値を基に増幅部のゲインの設定を変更する技術(例えば、特許文献1参照。)が提案されている。   In order to perform such gain adjustment, conventionally, a technique has been adopted in which a threshold of the dynamic range of the A / D converter is provided in the A / D converter, and the gain setting of the amplifier is changed based on this threshold (for example, Patent Documents) 1) is proposed.

特開平10−85212号公報JP-A-10-85212

しかし、増幅部に配置されたLNAが出力できる振幅は制限があり、この出力できる振幅の制限を実際にLNAが出力する信号が超えてしまうような場合(以下では、これを「LNAの飽和」という。)には、LNAの飽和を許容するしかなかった。ここで、LNAの飽和を許容するとは、その制限範囲以外の信号は使用しないということを指す。この点、特許文献1に記載された技術では、A/Dコンバータの飽和は防げるが、増幅部におけるLNAの飽和を回避することは困難である。   However, there is a limit on the amplitude that can be output by the LNA arranged in the amplification unit, and the limit of the amplitude that can be output exceeds the limit of the signal that is actually output by the LNA (hereinafter referred to as “LNA saturation”). )) Only allowed LNA saturation. Here, “allowing saturation of LNA” means that a signal outside the limit range is not used. In this regard, with the technique described in Patent Document 1, saturation of the A / D converter can be prevented, but it is difficult to avoid saturation of the LNA in the amplification unit.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、S/Nを改善するとともに増幅器(LNA)の飽和を回避する超音波診断装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that improves S / N and avoids saturation of an amplifier (LNA).

上記目的を達成するために、請求項1に記載の超音波診断装置は、複数の振動子を有する超音波プローブを介して被検体に向けて超音波を送信し、該被検体で反射した超音波エコーに基づくエコー信号を受信する送受信手段と、前記エコー信号に対数圧縮及び包絡線検波を含む信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理を施されたエコー信号に座標変換を含む画像処理を行い画像データを生成する画像処理手段と、前記画像データを基に表示手段に超音波画像を表示させる表示制御手段と、を備えた超音波診断装置であって、前記送受信手段は、一つの振動子からのエコー信号を設定された増幅率で増幅する第1増幅器と、該第1増幅器と並列に配置された他の増幅器とを複数有する増幅手段と、振幅が異なる複数種類の参照信号を発生する参照信号発生手段と、前記受信したエコー信号の振幅と前記参照信号とを比較し、前記参照信号の振幅に対応して前記受信したエコー信号の振幅の大きさを複数段階に分けて判断する比較判断手段と、前記段階に応じ前記エコー信号の振幅が大きくなる前記段階ほど小さい前記増幅率となるように、前記複数段階と前記増幅率との対応を予め記憶しており、前記比較判断手段により判断された前記振幅の大きさの段階に対応する前記増幅率を選択し、前記第1増幅器の増幅率を前記選択した増幅率に設定する制御手段と、前記増幅されたエコー信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、を備え、前記制御手段は、前記他の増幅器の増幅率を、前記第1増幅器の前記設定された増幅率より大きく、且つそれぞれが異なるように設定し、時間経過に応じて前記第1増幅器から順次前記増幅率が大きい前記他の増幅器に切り替えて前記受信したエコー信号を増幅するよう前記増幅手段を制御することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 transmits an ultrasonic wave toward an object via an ultrasonic probe having a plurality of transducers, and reflects the ultrasonic wave reflected by the object. Transmission / reception means for receiving echo signals based on acoustic echoes, signal processing means for performing signal processing including logarithmic compression and envelope detection on the echo signals, and image processing including coordinate transformation on the echo signals subjected to the signal processing And an image processing means for generating image data, and a display control means for displaying an ultrasonic image on a display means based on the image data . first amplifier and the amplification means and a plurality of types of different amplitudes of the reference signals for a plurality chromatic and other amplifier arranged in parallel with the first amplifier for amplifying an amplification factor of echo signals is set from transducer Raised The reference signal generating means compares the amplitude of the received echo signal with the reference signal, and determines the magnitude of the amplitude of the received echo signal in a plurality of stages corresponding to the amplitude of the reference signal. The comparison determination means and the correspondence between the plurality of stages and the amplification factor are stored in advance so that the amplification factor becomes smaller as the amplitude of the echo signal increases in accordance with the step. Control means for selecting the amplification factor corresponding to the magnitude step determined by the step, and setting the amplification factor of the first amplifier to the selected amplification factor; and the amplified echo signal as a digital signal and a a / D converting means for converting said control means, the amplification factor of the other amplifier, the first greater than the set amplification factor of the amplifier, and each differently set And is characterized in a control child said amplifying means to amplify the echo signals thus received by switching sequentially the amplification factor is greater the other amplifiers from the first amplifier in response to the passage of time.

請求項に記載の超音波診断装置制御方法は、超音波を被検体に送信する段階と、前記被検体で反射した前記超音波を受信しエコー信号に変換する段階と、前記受信したエコー信号の振幅と前記参照信号を比較し、前記参照信号の振幅に対応して前記受信したエコー信号の振幅の大きさを複数段階に分けて判断する比較判断段階と、予め記憶している、前記段階に応じ前記エコー信号の振幅が大きくなる前記段階ほど小さい前記増幅率となるような、前記複数段階と前記増幅率との対応に基づいて、前記比較判断手段により判断された前記振幅の大きさの段階に対応する前記増幅率を選択する増幅率選択段階と、一つの前記振動子からのエコー信号を増幅する第1増幅器についてエコー信号の増幅率を前記選択した増幅率に設定し、該第1増幅器と並列に配置された複数の他の増幅器について、該設定された増幅率より大きく、且つそれぞれが異なるように設定し、時間経過に応じて該第1増幅器から順次前記増幅率が大きい該他の増幅器に切り替えてエコー信号を増幅するよう制御する制御段階と、前記受信したエコー信号を前記設定した増幅率で増幅する増幅段階と、前記増幅されたエコー信号をディジタル信号に変換するA/D変換段階と、前記ディジタル信号に変換された前記エコー信号に対し対数圧縮及び包絡線検波を含む信号処理を行う信号処理段階と、前記信号処理を施された前記エコー信号に座標変換を含む画像処理を行い画像データを生成する画像処理段階と、前記画像データを基に表示部に超音波画像を表示させる画像表示段階と、を有することを特徴とするものである。 The ultrasonic diagnostic apparatus control method according to claim 5 , a step of transmitting an ultrasonic wave to a subject, a step of receiving the ultrasonic wave reflected by the subject and converting it into an echo signal, and the received echo signal A comparison determination step for comparing the amplitude of the reference signal with the reference signal and determining the amplitude of the received echo signal in a plurality of steps corresponding to the amplitude of the reference signal; The magnitude of the amplitude determined by the comparison determination means is based on the correspondence between the plurality of stages and the amplification factor so that the amplification factor becomes smaller as the amplitude of the echo signal increases in response to the amplification factor selection step of selecting a gain, set the first amplifier for amplifying the echo signals from one of said oscillator the amplification factor of echo signals to the selected amplification factor corresponding to the stage, the first Increase A plurality of other amplifiers arranged in parallel with the amplifier are set so as to be larger than the set amplification factor and different from each other, and the amplification factor is sequentially increased from the first amplifier as time passes. A control step of controlling to amplify the echo signal by switching to the amplifier of the above, an amplification step of amplifying the received echo signal at the set amplification factor, and an A / D for converting the amplified echo signal into a digital signal A conversion step, a signal processing step for performing signal processing including logarithmic compression and envelope detection on the echo signal converted into the digital signal, and image processing including coordinate conversion for the echo signal subjected to the signal processing And an image processing stage for generating image data, and an image display stage for displaying an ultrasonic image on a display unit based on the image data. Than is.

請求項1に記載の超音波診断装置及び請求項に記載の超音波診断装置制御方法によると、入力されたエコー信号の振幅に応じて、該振幅が大きい場合には増幅器のゲインを小さくし、該振幅が小さい場合には増幅器のゲインを大きくするように調整できる構成である。これにより、増幅後のエコー信号のS/Nの改善とともに減衰器の飽和を低減することが可能となる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 and the ultrasonic diagnostic apparatus control method according to claim 5, when the amplitude is large, the gain of the amplifier is decreased according to the amplitude of the input echo signal. When the amplitude is small, the gain can be adjusted to increase. Thereby, it is possible to improve the S / N of the amplified echo signal and reduce the saturation of the attenuator.

本発明に係る超音波診断装置のブロック図Block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention 第1の実施形態に係る参照信号発生部、比較部、増幅部、及び制御部の構成を説明するための模式図The schematic diagram for demonstrating the structure of the reference signal generation part which concerns on 1st Embodiment, a comparison part, an amplification part, and a control part. 第1の実施形態に係る超音波診断装置によるゲインの調整の動作のフローチャートの図The figure of the flowchart of the operation | movement of the gain adjustment by the ultrasonic diagnosing device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る超音波診断装置における増幅部の一例の図The figure of an example of the amplification part in the ultrasonic diagnostic equipment concerning a 2nd embodiment 第3の実施形態に係るゲインの設定を行うための入力画面の一例の図The figure of an example of the input screen for performing the setting of the gain concerning a 3rd embodiment

〔第1の実施形態〕
以下、この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図1は本実施形態に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing functions of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment.

超音波プローブ001は、複数の振動子011が配置されている。この振動子011は、例えば2次元アレイプローブの場合には数千個が配置されることになる。そして、各振動子011は、個々に後述する送信回路101に接続されている。また、各振動子011は、個々に後述するLNA(Low Noise Amplifier)200に接続されている。そして、送信回路101から入力されたパルス電圧を受信する。そして、振動子011は受信したパルス信号により超音波を発生し、被検体に向けて超音波を送信する。さらに、振動子011は、被検体で反射した超音波エコーを受信し、受信したエコー信号を電圧に変換してエコー信号を生成し接続されているLNA200へ出力する。   The ultrasonic probe 001 is provided with a plurality of transducers 011. In the case of a two-dimensional array probe, for example, thousands of transducers 011 are arranged. Each transducer 011 is individually connected to a transmission circuit 101 described later. Each transducer 011 is individually connected to an LNA (Low Noise Amplifier) 200 described later. Then, the pulse voltage input from the transmission circuit 101 is received. The transducer 011 generates an ultrasonic wave based on the received pulse signal, and transmits the ultrasonic wave toward the subject. Further, the transducer 011 receives an ultrasonic echo reflected from the subject, converts the received echo signal into a voltage, generates an echo signal, and outputs the echo signal to the connected LNA 200.

送受信部100は、図1に示すように送信回路101、増幅部102、TGC(Time Gain Compensation)103、A/D変換部104、参照信号発生部105、比較部106、及び制御部107を備えている。この送受信部100が本発明における「送受信手段」にあたる。   As shown in FIG. 1, the transmission / reception unit 100 includes a transmission circuit 101, an amplification unit 102, a TGC (Time Gain Compensation) 103, an A / D conversion unit 104, a reference signal generation unit 105, a comparison unit 106, and a control unit 107. ing. The transmission / reception unit 100 corresponds to “transmission / reception means” in the present invention.

送信回路101は、パルス電圧を発生し、超音波プローブ001に配置されている各振動子011にパルス電圧を送信する。   The transmission circuit 101 generates a pulse voltage and transmits the pulse voltage to each transducer 011 disposed in the ultrasonic probe 001.

増幅部102は、超音波プローブ001の各振動子011のそれぞれに接続されている複数のLNA200を備えている。すなわち、LNA200は振動子011と同数配置されている。そして、LNA200は、ゲインの変更が可能な増幅器(アンプ)である。ここで、ゲインとは、入力されたエコー信号の振幅を増幅する増幅率のことである。すなわち、ゲインが大きいほどエコー信号は大きく増幅され、ゲインが小さいほどエコー信号は小さく増幅される。以下では、ゲイン設定を行いゲインを変更することをゲインの調整ということがある。また、LNA200は出力できる信号の振幅の大きさが決まっている。すなわち、LNA200は、エコー信号を増幅したときにその増幅後の信号の振幅が、自己が出力できる信号の振幅の大きさを超えている場合には、その超えた部分は自己が出力できる信号の振幅の最大値として出力を行う。   The amplification unit 102 includes a plurality of LNAs 200 connected to each transducer 011 of the ultrasonic probe 001. That is, the same number of LNAs 200 as the vibrators 011 are arranged. The LNA 200 is an amplifier (amplifier) capable of changing the gain. Here, the gain is an amplification factor for amplifying the amplitude of the input echo signal. That is, the larger the gain, the larger the echo signal is amplified, and the smaller the gain, the smaller the echo signal is amplified. Hereinafter, changing the gain by setting the gain may be referred to as gain adjustment. Further, the amplitude of the signal that can be output from the LNA 200 is determined. In other words, when the amplitude of the amplified signal exceeds the amplitude of the signal that can be output by the LNA 200 when the echo signal is amplified, the portion exceeding the amplitude of the signal that can be output by the LNA 200 Output as the maximum value of the amplitude.

LNA200は、後述する制御部107からの制御信号の入力を受けて、その制御信号で指定された値にゲインが設定される。   The LNA 200 receives an input of a control signal from the control unit 107 described later, and the gain is set to a value specified by the control signal.

LNA200は振動子011からエコー信号の入力を受ける。そして、LNA200は、設定されたゲインによってエコー信号を増幅する。さらに、LNA200は、増幅したエコー信号をTGC103へ出力する。   The LNA 200 receives an echo signal input from the transducer 011. Then, the LNA 200 amplifies the echo signal with the set gain. Further, the LNA 200 outputs the amplified echo signal to the TGC 103.

増幅部102が本発明における「増幅手段」にあたり、増幅部102に設けられた個々のLNA200が本発明における「第1増幅器」にあたる。   The amplifying unit 102 corresponds to the “amplifying unit” in the present invention, and each LNA 200 provided in the amplifying unit 102 corresponds to the “first amplifier” in the present invention.

TGC103は、メモリなどの記憶部を有している。そして、TGC103は、複数種類の時間経過とゲインとの対応の関数を自己の記憶部に記憶している。TGC103は、後述する制御部107からの制御命令を受けて、記憶している関数の中から該制御命令で指定された関数を選択する。   The TGC 103 has a storage unit such as a memory. And TGC103 has memorize | stored the function of a response | compatibility with multiple types of time passages and gains in its memory | storage part. The TGC 103 receives a control command from the control unit 107 to be described later, and selects a function specified by the control command from the stored functions.

TGC103は、LNA200からエコー信号の入力を受ける。そして、TGC103は、選択した関数を用いて経過時間に対応させてゲインを変化させ、入力された信号を増幅する。   The TGC 103 receives an echo signal input from the LNA 200. Then, the TGC 103 uses the selected function to change the gain corresponding to the elapsed time, and amplifies the input signal.

この、TGC103による増幅により、浅い部分での反射によるエコー信号から深い部分での反射によるエコー信号までのいずれのエコー信号も振幅が大きくなるように調整され、さらに、後述するA/D変換部104のダイナミックレンジの上限に近い値までになるようにエコー信号の振幅が増幅される。   By this amplification by the TGC 103, the amplitude of any echo signal from the echo signal due to reflection at the shallow portion to the echo signal due to reflection at the deep portion is adjusted to be large, and further, an A / D conversion unit 104 described later. The amplitude of the echo signal is amplified so as to reach a value close to the upper limit of the dynamic range.

TGC103は、増幅を行ったエコー信号をA/D変換部104へ出力する。このTGC103が本発明における「ゲイン補正手段」にあたる。   The TGC 103 outputs the amplified echo signal to the A / D conversion unit 104. This TGC 103 corresponds to “gain correction means” in the present invention.

A/D変換部104は、A/Dコンバータで構成されている。そして、A/D変換部104は、TGC103からエコー信号の入力を受ける。A/D変換部104は、A/Dコンバータを用いてアナログ信号である入力されたエコー信号をディジタル信号に変換する。そして、A/D変換部104は、ディジタル信号に変換したエコー信号を信号処理部002へ出力する。このA/D変換部104が本発明における「A/D変換手段」にあたる。   The A / D conversion unit 104 is configured by an A / D converter. The A / D converter 104 receives an echo signal input from the TGC 103. The A / D conversion unit 104 converts an input echo signal, which is an analog signal, into a digital signal using an A / D converter. Then, the A / D conversion unit 104 outputs the echo signal converted into the digital signal to the signal processing unit 002. The A / D converter 104 corresponds to the “A / D converter” in the present invention.

参照信号発生部105は、異なる振幅を有する複数の参照信号を発生する。本実施形態では、参照信号R1及び参照信号R2(振幅の大きさが参照信号R1<参照信号R2)という2種類の信号を発生する。ここで、図2は、増幅部102、参照信号発生部105、比較部106、及び制御部107の構成を説明するための模式図である。図2に点線で示される部分が参照信号発生部に当たる。具体的には、図2に示すように、参照信号発生部105は、複数の抵抗を並べることで出力する電圧を変え、異なる振幅の参照信号を生成している。ここで、本実施形態ではそれぞれが異なる振幅を有する2つの信号としたが、この数は他の数でもよい。そして、より振幅の種類が多いほどより細かくエコー信号の振幅を判断することができる。そして、参照信号発生部105は、生成した波長の異なる2種類の信号を比較部106へ出力する。この参照信号発生部105が本発明における「参照信号発生手段」にあたる。   The reference signal generation unit 105 generates a plurality of reference signals having different amplitudes. In the present embodiment, two types of signals are generated: a reference signal R1 and a reference signal R2 (amplitude magnitude is reference signal R1 <reference signal R2). Here, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the amplification unit 102, the reference signal generation unit 105, the comparison unit 106, and the control unit 107. A portion indicated by a dotted line in FIG. 2 corresponds to a reference signal generation unit. Specifically, as illustrated in FIG. 2, the reference signal generation unit 105 generates a reference signal having a different amplitude by changing a voltage to be output by arranging a plurality of resistors. Here, in the present embodiment, the two signals have different amplitudes, but this number may be other numbers. And the more the types of amplitude, the finer the amplitude of the echo signal can be determined. Then, the reference signal generation unit 105 outputs the generated two types of signals having different wavelengths to the comparison unit 106. The reference signal generator 105 corresponds to “reference signal generator” in the present invention.

比較部106は、図2の一点鎖線で表わされる部分である。比較部106は、図2に示すように、参照信号発生部105で発生した参照信号と同数の比較器(Comparator)210で構成されている。本実施形態では、比較部106は、比較器211及び比較器212という2つの比較器を備えている。以下では、比較器211及び比較器212を区別しない場合には単に「比較器210」という。比較部106は、参照信号発生部105から入力された異なる波長の参照信号をそれぞれ異なる比較器210で受信する。本実施形態では、参照信号R1を比較器211で、参照信号R2を比較器212で受信する。さらに、各比較器210は、増幅部102が受信したエコー信号と同じ信号の入力を受ける。そして、各比較器210は、エコー信号の振幅と参照信号の振幅とを比較する。具体的には、比較器211はエコー信号の振幅と参照信号R1の振幅とを比較し、比較器212はエコー信号の振幅と参照信号R2の振幅とを比較する。そして、各比較器210は各参照信号とエコー信号との大小関係を制御部107へ出力する。以下の説明では、エコー信号の振幅が参照信号R1の振幅より大きく参照信号R2より小さいとする。すなわち、比較器211は、参照信号R1の振幅よりエコー信号の振幅が大きいという結果を制御部107へ出力する。また、比較器212は、参照信号R2の振幅よりエコー信号の振幅が小さいという結果を制御部107へ出力する。この各参照信号との大小関係を判断することが、本発明における「エコー信号の振幅の大きさを段階的に判断」にあたる。すなわち、参照信号の振幅が振幅の大きさを判断する段階になっており、参照信号との大小関係の比較によりその段階のいずれに当たるかが判断できる。本実施形態では、参照信号R1より以下、参照信号R1より大きく参照信号R2以下、参照信号R2より大きい、という3段階でエコー信号の振幅の大きさの判断が行われる。   The comparison unit 106 is a part represented by a one-dot chain line in FIG. As illustrated in FIG. 2, the comparison unit 106 includes the same number of comparators 210 as the reference signals generated by the reference signal generation unit 105. In the present embodiment, the comparison unit 106 includes two comparators, a comparator 211 and a comparator 212. Hereinafter, when the comparator 211 and the comparator 212 are not distinguished, they are simply referred to as “comparator 210”. The comparison unit 106 receives the reference signals of different wavelengths input from the reference signal generation unit 105 by different comparators 210. In the present embodiment, the reference signal R1 is received by the comparator 211, and the reference signal R2 is received by the comparator 212. Further, each comparator 210 receives an input of the same signal as the echo signal received by the amplifying unit 102. Then, each comparator 210 compares the amplitude of the echo signal with the amplitude of the reference signal. Specifically, the comparator 211 compares the amplitude of the echo signal with the amplitude of the reference signal R1, and the comparator 212 compares the amplitude of the echo signal with the amplitude of the reference signal R2. Each comparator 210 then outputs the magnitude relationship between each reference signal and the echo signal to the control unit 107. In the following description, it is assumed that the amplitude of the echo signal is larger than the amplitude of the reference signal R1 and smaller than the reference signal R2. That is, the comparator 211 outputs to the control unit 107 a result that the amplitude of the echo signal is larger than the amplitude of the reference signal R1. Further, the comparator 212 outputs to the control unit 107 a result that the amplitude of the echo signal is smaller than the amplitude of the reference signal R2. Determining the magnitude relationship with each reference signal corresponds to “determining the magnitude of the amplitude of the echo signal stepwise” in the present invention. In other words, the amplitude of the reference signal is in a stage where the magnitude of the amplitude is determined, and it can be determined which of the stages it is in by comparing the magnitude relationship with the reference signal. In the present embodiment, the magnitude of the amplitude of the echo signal is determined in three stages, that is, less than the reference signal R1, less than the reference signal R1, less than the reference signal R2, and greater than the reference signal R2.

制御部107は、CPU及びハードディスクやメモリなどの記憶領域で構成されている。制御部107は、自己の記憶領域に参照信号の振幅との比較結果(すなわち、エコー信号の振幅の大きさの段階)とそれに対応するゲインを記載したテーブルを予め記憶している。本実施形態では、エコー信号をEとすると、制御部107は、E≦R1(この不等号はそれぞれの記号が表わす信号の振幅の大小関係を表している。以下同じ。)のとき、LNA200を図2に示すゲインが21dBであるLNA201とし、R1<E≦R2のとき、LNA200をゲインが18dBであるLNA202とし、R2<Eのとき、LNA200をゲインが15dBであるLNA203とするテーブルを記憶している。ここで説明の都合上、図2において模式的にLNA201、LNA202、及びLNA203という3つの増幅器を配した構成で表わしているが、実際には上述したようにLNA200はゲインが可変な1つの増幅器である。   The control unit 107 includes a CPU and storage areas such as a hard disk and a memory. The control unit 107 stores in advance a table in which its comparison result (that is, the magnitude level of the amplitude of the echo signal) and the corresponding gain are stored in its own storage area. In this embodiment, when the echo signal is E, the control unit 107 displays the LNA 200 when E ≦ R1 (this inequality sign represents the magnitude relationship of the amplitude of the signal represented by each symbol. The same applies hereinafter). 2 stores LNA 201 with a gain of 21 dB, stores RNA 200 with a gain of 18 dB when R1 <E ≦ R2, and stores LNA 203 with a gain of 15 dB when R2 <E. Yes. For convenience of explanation, FIG. 2 schematically shows a configuration in which three amplifiers, LNA 201, LNA 202, and LNA 203 are arranged. However, as described above, LNA 200 is actually a single amplifier whose gain is variable. is there.

制御部107は、比較部106から比較結果の入力を受ける。本実施形態では、制御部107は、R1<E≦R2という結果の入力(実際には、比較器211からR1<E、比較器212からE≦R2という結果の入力)を受ける。制御部107は自己が記憶しているテーブルを参照し、対応するゲインを選択する。本実施形態では、制御部107はLNA202を選択する。   The control unit 107 receives the comparison result input from the comparison unit 106. In the present embodiment, the control unit 107 receives an input of a result of R1 <E ≦ R2 (actually, an input of a result of R1 <E from the comparator 211 and E ≦ R2 from the comparator 212). The control unit 107 selects a corresponding gain with reference to a table stored by itself. In the present embodiment, the control unit 107 selects the LNA 202.

制御部107は、選択したゲインにゲインを設定する制御命令を増幅部102へ出力する。本実施形態では、制御部107は、LNA200をLNA202に設定する制御信号を出力する。   The control unit 107 outputs a control command for setting the gain to the selected gain to the amplification unit 102. In the present embodiment, the control unit 107 outputs a control signal for setting the LNA 200 to the LNA 202.

ここで、本実施形態に係る超音波診断装置は、被検体の特定の断面に対して送信した複数本の超音波ビームで生成される複数本の走査線を用いて1枚の被検体の該特定の断面に対応する超音波画像を生成する。この1枚の超音波画像に必要な走査線をまとめた単位をフレームという。すなわち、本実施形態に係る超音波診断装置はフレーム毎に超音波画像を生成していく。そして、フレームの途中でゲインが変化すると、1枚の超音波画像の中で強度が変わってしまい正常な画像が生成できなくなる。そこで、比較部106及び制御部107は、フレーム単位で上述のゲインの選択及び設定を行う。   Here, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment uses a plurality of scanning lines generated by a plurality of ultrasonic beams transmitted to a specific cross section of the subject, An ultrasonic image corresponding to a specific cross section is generated. A unit in which scanning lines necessary for one ultrasonic image are collected is called a frame. That is, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment generates an ultrasonic image for each frame. If the gain changes in the middle of the frame, the intensity changes in one ultrasonic image and a normal image cannot be generated. Therefore, the comparison unit 106 and the control unit 107 select and set the gain described above in units of frames.

また、同じ患者、同じ部位、同じモードで撮像する場合には、一度ゲインの調整を行えば再度のゲインの調整は不要である。そこで、ある患者に対する検査を行う場合に、まず検査の開始時に制御部107は上述のゲインの調整を行う。そして、対象部位を変更した場合やモードの変更があった場合には、操作者からの入力を制御部107が受け、その入力を受けたタイミングで制御部107は上述のゲインの調整を再度行う。ここで、操作者はユーザインタフェース005に備わっている表示部006及び入力部007を用いて上述の入力を行う。   Further, in the case of imaging in the same patient, the same part, and the same mode, once the gain is adjusted, it is not necessary to adjust the gain again. Therefore, when a test is performed on a certain patient, the control unit 107 first adjusts the above-described gain at the start of the test. When the target part is changed or the mode is changed, the control unit 107 receives an input from the operator, and the control unit 107 adjusts the gain again at the timing when the input is received. . Here, the operator uses the display unit 006 and the input unit 007 provided in the user interface 005 to perform the above-described input.

ただし、受信したエコー信号は比較部106に入力されるとともに増幅部102へも入力される。すなわち、エコー信号の振幅の比較対象となるフレームは比較部106で比較されている段階ですでに増幅されTGC103へ出力されている。したがって、ゲインの調整は1つ後のフレームから行われることになる。よって、より正確には、制御部107は、検査が開始された1番目のフレームにおける画像生成で使用されたエコー信号を用いてゲインの調整を行い、2番目以降のフレームに対してその調整されたゲインを用いて画像生成が行われる。この場合、1番目のフレームにおいては予め決められたゲインを用いてエコー信号の増幅を行う。また、制御部107は、対象部位やモードの変更が入力され後の1番目のフレームにおける画像生成で使用されたエコー信号を用いてゲインの調整を行い、2番目以降のフレームに対してその調整されたゲインを用いて画像生成が行われる。   However, the received echo signal is input to the comparison unit 106 and also to the amplification unit 102. That is, the frame for which the amplitude of the echo signal is to be compared has already been amplified and output to the TGC 103 when being compared by the comparison unit 106. Therefore, the gain adjustment is performed from the next frame. Therefore, more precisely, the control unit 107 adjusts the gain using the echo signal used in the image generation in the first frame where the inspection is started, and adjusts the second and subsequent frames. Image generation is performed using the obtained gain. In this case, in the first frame, the echo signal is amplified using a predetermined gain. In addition, the control unit 107 adjusts the gain using the echo signal used in the image generation in the first frame after the change of the target region or mode is input, and performs the adjustment for the second and subsequent frames. Image generation is performed using the gain obtained.

さらに、制御部107は、設定したLNA200のゲインに合わせて、TGC103が使用する時間経過とゲインとの対応関数を選択し、該選択した関数を使用する制御命令をTGC103へ出力する。   Further, the control unit 107 selects a corresponding function between the elapsed time and the gain used by the TGC 103 in accordance with the set gain of the LNA 200, and outputs a control command for using the selected function to the TGC 103.

以上の比較部106及び制御部107が本発明における「比較判断手段」及び「制御手段」にあたる。   The comparison unit 106 and the control unit 107 described above correspond to “comparison judgment unit” and “control unit” in the present invention.

また、図2にはスイッチ220が配置されているが、これは、実際には振動子011へのパルス電圧の送信と振動子011からのエコー信号の受信とは同じ信号線により送受信が行われるため、振動子011へパルス電圧を送信する場合に比較部106に該パルス電圧が入力されることを防ぐためである。すなわち、振動子011へパルス電圧を送信する場合にスイッチ220をオフにしておくことで、比較部106へのパルス電圧の入力を遮断する。   In FIG. 2, a switch 220 is arranged. In actuality, however, transmission of pulse voltage to the transducer 011 and reception of an echo signal from the transducer 011 are transmitted and received through the same signal line. Therefore, when the pulse voltage is transmitted to the vibrator 011, the pulse voltage is prevented from being input to the comparison unit 106. That is, when the pulse voltage is transmitted to the vibrator 011, the switch 220 is turned off to block the input of the pulse voltage to the comparison unit 106.

信号処理部002は、エコー信号の振幅情報の映像化を行い、エコー信号からBモードデータやドプラデータといったデータを生成する。具体的には、信号処理部002は、送受信部100から入力されるエコー信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。そして、信号処理部002は、生成したデータを画像処理部003へ出力する。この信号処理部002が本発明における「信号処理手段」にあたる。   The signal processing unit 002 visualizes the amplitude information of the echo signal, and generates data such as B-mode data and Doppler data from the echo signal. Specifically, the signal processing unit 002 performs band-pass filter processing on the echo signal input from the transmission / reception unit 100, then detects the envelope of the output signal, and performs logarithmic conversion on the detected data. The compression process is applied. Then, the signal processing unit 002 outputs the generated data to the image processing unit 003. This signal processing unit 002 corresponds to “signal processing means” in the present invention.

画像処理部003は、DSC(Digital Scan Converter)を備える。画像処理部003は、信号処理部002から画像のデータの入力を受ける。DSCは、信号処理部002から出力された走査線信号列で表される信号処理後のデータ(ラスタデータ)を読み込んで、そのラスタデータを空間情報に基づいた直交座標系のデータに変換し(Scan Conversion処理)、超音波画像を生成する。画像処理部003は生成した超音波画像を表示制御部004へ出力する。この画像処理部003が本発明における「画像処理手段」にあたる。   The image processing unit 003 includes a DSC (Digital Scan Converter). The image processing unit 003 receives image data input from the signal processing unit 002. The DSC reads the signal-processed data (raster data) represented by the scanning line signal sequence output from the signal processing unit 002, and converts the raster data into orthogonal coordinate system data based on spatial information ( Scan Conversion processing), an ultrasonic image is generated. The image processing unit 003 outputs the generated ultrasonic image to the display control unit 004. This image processing unit 003 corresponds to the “image processing means” in the present invention.

表示制御部004は、画像処理部003より入力された超音波画像をユーザインタフェース005が備える表示部006に表示させる。この表示制御部004が本発明における「表示制御手段」にあたる。また表示部006が本発明における「表示手段」にあたる。   The display control unit 004 displays the ultrasound image input from the image processing unit 003 on the display unit 006 provided in the user interface 005. The display control unit 004 corresponds to “display control means” in the present invention. The display unit 006 corresponds to the “display unit” in the present invention.

統括制御部008は、各機能部間のデータの受け渡しや各機能部の動作タイミングの調整などを行う。ただし、実際には統括制御部008を介してデータの受け渡しが行われるが、ここでは説明の都合上、各機能部が直接データをやり取りしているように説明している。   The overall control unit 008 performs data exchange between the functional units, adjustment of operation timing of the functional units, and the like. However, in actuality, data is exchanged via the overall control unit 008, but here, for convenience of explanation, it is described that each functional unit directly exchanges data.

次に、図3を用いて本実施形態に係る超音波診断装置によるゲインの調整の動作を説明する。ここで、図3は本実施形態に係る超音波診断装置によるゲインの調整の動作のフローチャートの図である。   Next, the operation of gain adjustment by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a flowchart of the operation of gain adjustment by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.

ステップS001:送受信部100の送信回路101は、パルス電圧を超音波プローブ001へ出力する。超音波プローブ001は入力されたパルス電圧を振動子011で超音波に変換し、被検体に向けて該超音波を送信する。   Step S001: The transmission circuit 101 of the transmission / reception unit 100 outputs a pulse voltage to the ultrasonic probe 001. The ultrasonic probe 001 converts the inputted pulse voltage into an ultrasonic wave by the vibrator 011 and transmits the ultrasonic wave toward the subject.

ステップS002:超音波プローブ001に配置された振動子011は、被検体で反射した超音波エコーを受信してエコー信号に変換し、送受信部100へ出力する。送受信部100の増幅部102は、振動子011から入力されたエコー信号を受信する。   Step S002: The transducer 011 arranged in the ultrasonic probe 001 receives an ultrasonic echo reflected by the subject, converts it into an echo signal, and outputs it to the transmitting / receiving unit 100. The amplification unit 102 of the transmission / reception unit 100 receives the echo signal input from the transducer 011.

ステップS003:制御部107は、ゲインの調整が必要か否かを判断する。具体的には、現在受信しているエコー信号のフレームが、検査開始から1番目のフレーム又は対象部位やモードの変更の入力が行われた後の1番目のフレームの場合には、制御部107は、ゲインの調整が必要と判断し、それ以外の場合にはゲインの調整が不要と判断する。ゲインの調整が必要と判断した場合には、ステップS004に進む。ゲインの調整が不要と判断した場合には、ステップS011へ進む。   Step S003: The control unit 107 determines whether gain adjustment is necessary. Specifically, in the case where the frame of the currently received echo signal is the first frame after the start of the examination or the first frame after the input of the change of the target part or mode is performed, the control unit 107 Determines that the gain adjustment is necessary, and otherwise determines that the gain adjustment is unnecessary. If it is determined that gain adjustment is necessary, the process proceeds to step S004. If it is determined that gain adjustment is unnecessary, the process proceeds to step S011.

ステップS004:参照信号発生部105は、異なる振幅を有する参照信号R1及び参照信号R2を発生する。そして、参照信号発生部105は、発生させた参照信号R1及び参照信号R2を比較部106へ出力する。   Step S004: The reference signal generator 105 generates a reference signal R1 and a reference signal R2 having different amplitudes. Then, the reference signal generation unit 105 outputs the generated reference signal R1 and reference signal R2 to the comparison unit 106.

ステップS005:比較部106は、超音波プローブ001に配置された振動子011から入力されたエコー信号Eの振幅と参照信号発生部105から入力された参照信号R1及び参照信号R2の振幅とをそれぞれ比較し、エコー信号の振幅と参照信号R1及び参照信号R2の振幅それぞれとの大小関係を判断する。そして、比較部106は、比較結果を制御部107へ出力する。   Step S005: The comparison unit 106 compares the amplitude of the echo signal E input from the transducer 011 disposed in the ultrasonic probe 001 and the amplitudes of the reference signal R1 and the reference signal R2 input from the reference signal generation unit 105, respectively. The comparison is made to determine the magnitude relationship between the amplitude of the echo signal and each of the amplitudes of the reference signal R1 and the reference signal R2. Then, the comparison unit 106 outputs the comparison result to the control unit 107.

ステップS006:制御部107は、比較部106より入力された比較結果を基に、エコー信号Eの振幅が参照信号R1の振幅以下か否かを判断する。エコー信号Eの振幅が参照信号R1の振幅以下の場合には、ステップS007へ進む。エコー信号Eの振幅が参照信号R1の振幅より大きい場合には、ステップS008へ進む。   Step S006: Based on the comparison result input from the comparison unit 106, the control unit 107 determines whether or not the amplitude of the echo signal E is equal to or smaller than the amplitude of the reference signal R1. When the amplitude of the echo signal E is equal to or smaller than the amplitude of the reference signal R1, the process proceeds to step S007. When the amplitude of the echo signal E is larger than the amplitude of the reference signal R1, the process proceeds to step S008.

ステップS007:制御部107は、LNA200をゲインが21dBであるLNA201に設定する。   Step S007: The control unit 107 sets the LNA 200 to the LNA 201 having a gain of 21 dB.

ステップS008:制御部107は、比較部106より入力された比較結果を基に、エコー信号Eの振幅が参照信号R2の振幅以下か否かを判断する。エコー信号Eの振幅が参照信号R2の振幅以下の場合には、ステップS009へ進む。エコー信号Eの振幅が参照信号R1の振幅より大きい場合には、ステップS010へ進む。   Step S008: Based on the comparison result input from the comparison unit 106, the control unit 107 determines whether or not the amplitude of the echo signal E is equal to or smaller than the amplitude of the reference signal R2. When the amplitude of the echo signal E is equal to or smaller than the amplitude of the reference signal R2, the process proceeds to step S009. When the amplitude of the echo signal E is larger than the amplitude of the reference signal R1, the process proceeds to step S010.

ステップS009:制御部107は、LNA200をゲインが18dBであるLNA202に設定する。   Step S009: The control unit 107 sets the LNA 200 to the LNA 202 having a gain of 18 dB.

ステップS010:制御部107は、LNA200をゲインが15dBであるLNA203に設定する。   Step S010: The control unit 107 sets the LNA 200 to the LNA 203 having a gain of 15 dB.

ステップS011:増幅部102は、各振動子011に対応して接続されているLNA200を用いて、対応する各振動子011から入力されたエコー信号を増幅する。そして、増幅部102はTGC103に増幅したエコー信号を出力する。   Step S011: The amplifying unit 102 amplifies the echo signal input from each corresponding transducer 011 using the LNA 200 connected corresponding to each transducer 011. Then, the amplifying unit 102 outputs the amplified echo signal to the TGC 103.

ステップS012:TGC103は、制御部107から指定された時間経過とゲインとの対応関数を用いて、増幅部102から入力されたエコー信号をさらに増幅する。そして、TGC103は、増幅したエコー信号をA/D変換部104へ出力する。   Step S012: The TGC 103 further amplifies the echo signal input from the amplifying unit 102 by using a correspondence function between the passage of time and the gain designated from the control unit 107. Then, the TGC 103 outputs the amplified echo signal to the A / D conversion unit 104.

ステップS013:A/D変換部104は、TGC103から入力されたエコー信号を、A/Dコンバータを用いてアナログ信号からディジタル信号に変換する。そして、A/D変換部104は、ディジタル信号に変換したエコー信号を信号処理部002へ出力する。   Step S013: The A / D conversion unit 104 converts the echo signal input from the TGC 103 from an analog signal to a digital signal using an A / D converter. Then, the A / D conversion unit 104 outputs the echo signal converted into the digital signal to the signal processing unit 002.

ステップS014:信号処理部002は、A/D変換部104から入力されたエコー信号に対し、包絡線検波や対数圧縮などの信号処理を施す。そして、信号処理部002は、信号処理を施したエコー信号を画像処理部003へ出力する。 Step S014: The signal processing unit 002 performs signal processing such as envelope detection and logarithmic compression on the echo signal input from the A / D conversion unit 104. Then, the signal processing unit 002 outputs the echo signal subjected to the signal processing to the image processing unit 003.

ステップS015:画像処理部003は、信号処理部002から入力されたエコー信号に対し座標変換などを施し超音波画像を生成する。そして、画像処理部003は、生成した超音波画像を表示制御部004へ出力する。   Step S015: The image processing unit 003 performs coordinate transformation or the like on the echo signal input from the signal processing unit 002 to generate an ultrasonic image. Then, the image processing unit 003 outputs the generated ultrasonic image to the display control unit 004.

ステップS016:表示制御部004は、画像処理部003から入力された超音波画像を表示部006に表示させる。   Step S016: The display control unit 004 displays the ultrasound image input from the image processing unit 003 on the display unit 006.

ステップS017:統括制御部008は、検査が終了したか否かを判断する。検査が終了していない場合には、ステップS001に戻る。検査が終了した場合には、超音波診断装置における画像生成の動作を終了する。   Step S017: The overall control unit 008 determines whether the inspection is finished. If the inspection has not ended, the process returns to step S001. When the examination is finished, the image generation operation in the ultrasonic diagnostic apparatus is finished.

ここで、以上のフローの説明ではステップの番号順に説明したが、実際には検査開始から1番目のフレーム又は対象部位やモードの変更の入力が行われた後の1番目のフレームの信号の増幅を含む画像の生成とゲインの調整とは並列処理で行われている。すなわち、検査開始から1番目のフレーム又は対象部位やモードの変更の入力が行われた後の1番目のフレームにおいては、ステップS004〜ステップS010とステップS011〜ステップS016までは同時に実行されている。したがって、検査開始から1番目のフレーム又は対象部位やモードの変更の入力が行われた後の1番目のフレームにおいてはゲインの調整が行われずに画像の生成が行われている。   Here, in the description of the flow described above, the steps are described in the order of step numbers. Actually, however, amplification of the signal of the first frame after the input of change of the first frame or target part or mode from the start of examination is performed. The generation of the image including the image and the adjustment of the gain are performed in parallel processing. That is, in the first frame after the start of examination or the first frame after the input of change of the target part or mode is performed, steps S004 to S010 and steps S011 to S016 are executed simultaneously. Therefore, in the first frame after the start of the examination or the first frame after the input of change of the target region and mode is performed, the image is generated without adjusting the gain.

また、以上のフローの説明では2種類の参照信号を使用してエコー信号の振幅の大きさを3段階で判断する構成で説明したが、参照信号の種類はさらに増やしエコー信号の振幅の大きさを判断する段階をより細かくすことも可能である。その場合には、ステップS013からステップS017までの間のステップがより細かく分かれることになる。   Further, in the above description of the flow, the description has been given of the configuration in which the amplitude of the echo signal is determined in three stages using two types of reference signals. However, the types of reference signals are further increased and the amplitude of the echo signal is increased. It is also possible to make the stage of judging the more detailed. In that case, the steps from step S013 to step S017 are divided more finely.

さらに、本実施形態ではA/D変換部104のダイナミックレンジの有効利用及び深い深度の信号をより増幅するためにTGC103を設けたが、LNA200によるエコー信号の増幅で十分な場合には、TGC103を設けなくてもよい。   Furthermore, in this embodiment, the TGC 103 is provided in order to effectively use the dynamic range of the A / D conversion unit 104 and to further amplify a deep depth signal. However, if the amplification of the echo signal by the LNA 200 is sufficient, the TGC 103 is It does not have to be provided.

以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置は、入力されたエコー信号の振幅に応じてLNAのゲインを調整することができる構成である。これにより、Bモードなどの振幅が大きいエコー信号を使用する場合や、患者の体型や対象部位などによりエコー信号の振幅が比較的大きい場合に、LNAのゲインを小さくすることでLNAの飽和を回避することができ、さらにドプラモードなどの振幅が小さいエコー信号を使用する場合や、患者の体型や対象部位などによりエコー信号の振幅が比較的小さい場合に、LNAのゲインを大きくすることでS/Nをより良くすることが可能となる。   As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is configured to be able to adjust the gain of the LNA according to the amplitude of the input echo signal. As a result, LNA saturation is avoided by reducing the gain of the LNA when using an echo signal with a large amplitude, such as in the B mode, or when the amplitude of the echo signal is relatively large due to the patient's body shape or target site. Further, when using an echo signal with a small amplitude such as a Doppler mode, or when the amplitude of the echo signal is relatively small due to the patient's body shape, target site, etc., the SNA is increased by increasing the LNA gain. N can be improved.

〔第2の実施形態〕
以下、この発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波装置は、1つのエコー信号に対して複数のゲインが異なるLNAを用いて時間経過とともにゲインを変化させていく構成であることが第1の実施形態と異なるものである。そこで以下では、時間経過に対するLNAの切り替えによるゲインの調整を主に説明する。本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図も図1で表わされる。以下の説明では、第1の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。図4は本実施形態に係る超音波診断装置における増幅部の一例の図である。
[Second Embodiment]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. The ultrasonic apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the gain is changed over time using LNAs having different gains for one echo signal. . Therefore, in the following, gain adjustment by switching the LNA over time will be mainly described. A block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment is also shown in FIG. In the following description, functional units having the same reference numerals as those in the first embodiment are assumed to have the same functions unless otherwise specified. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an amplifying unit in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.

以下では、まず本実施形態に係る増幅部102の構成を説明したのち、制御部107及び増幅部102によるゲインの調整の動作を説明する。ここで、以下の説明では、第1の実施形態と同様に、参照信号として参照信号R1及び参照信号R2という2種類の信号を使用するものとし、LNA200は3段階のゲインの設定が可能なものとする。さらに、増幅部102に入力されたエコー信号をEと表す。   In the following, first, the configuration of the amplification unit 102 according to the present embodiment will be described, and then the operation of gain adjustment by the control unit 107 and the amplification unit 102 will be described. Here, in the following description, as in the first embodiment, it is assumed that two types of signals, the reference signal R1 and the reference signal R2, are used as the reference signal, and the LNA 200 can set the gain in three stages. And Further, the echo signal input to the amplifying unit 102 is represented as E.

本実施形態に係る増幅部102は、図4に記載したように、一つの振動子011に対して2つのLNA200(図4におけるLNA200a及びLNA200b)が接続している。このLNA200a及びLNA200bそれぞれがゲインを3段階に設定できるアンプであり、それぞれが図2で模式的に示されているLNA200と同様のアンプである。また、LNA200a及びLNA200bには乗算器401及び乗算器402が接続されており、さらに、その後加算器403によりLNA200aからの出力とLNA200bからの出力が加算される。ここで、乗算器401及び乗算器402としては例えば抵抗分割などを用いればよい。   In the amplification unit 102 according to the present embodiment, as illustrated in FIG. 4, two LNAs 200 (LNA 200 a and LNA 200 b in FIG. 4) are connected to one transducer 011. Each of the LNA 200a and the LNA 200b is an amplifier capable of setting the gain in three stages, and each is an amplifier similar to the LNA 200 schematically shown in FIG. In addition, a multiplier 401 and a multiplier 402 are connected to the LNA 200a and the LNA 200b, and then an output from the LNA 200a and an output from the LNA 200b are added by an adder 403. Here, as the multiplier 401 and the multiplier 402, for example, resistance division may be used.

ここで、本実施形態では1つの振動子011に対し2つのLNA200としているが、接続されるLNA200の数に特に制限はない。多くのLNA200を使用するほど時間経過に対する細かい増幅率の変更を行うことが可能である。   Here, in this embodiment, two LNAs 200 are provided for one transducer 011. However, the number of connected LNAs 200 is not particularly limited. As more LNAs 200 are used, it is possible to change the amplification factor with time.

制御部107の記憶領域には、エコー信号の振幅の大きさの特定の段階に対応するゲインにLNA200aを設定したときに そのゲインに対していくつ上の段階のゲインをLNA200bに設定するかという値を予め記憶している。本実施形態では、制御部107は、LNA200aに対して1段階上のゲインをLNA200bに設定すると記憶している。ここで、本実施形態では1つの振動子011に対して2つのLNA200しか接続されていないため上述のような説明になっているが、2つ以上のLNA200が接続されている場合には、それぞれのLNA200に対して予め決められた段階を順次上げていくようにゲインを設定していけばよい。また、本実施形態ではエコー信号の振幅の大きさを3段階で識別するため、1段階上のゲインを使用しているが、さらに多くの段階を使用してエコー信号の振幅の大きさを識別する場合には、より大きな段階を上げたゲイン(例えば、2段階上や3段階上のゲイン)を次のLNA200に設定してもよい。   In the storage area of the control unit 107, when the LNA 200a is set to a gain corresponding to a specific stage of the amplitude of the echo signal, a value indicating how many stages the gain is set to the LNA 200b with respect to that gain Is stored in advance. In the present embodiment, the control unit 107 stores a gain that is one step higher than that of the LNA 200a in the LNA 200b. Here, in the present embodiment, since only two LNAs 200 are connected to one transducer 011, the above description is given. However, when two or more LNAs 200 are connected, The gain may be set so as to sequentially increase the predetermined stages for the LNA 200. Further, in this embodiment, since the magnitude of the amplitude of the echo signal is identified in three stages, the gain in one stage is used. However, the magnitude of the amplitude of the echo signal is identified using more stages. In this case, a gain obtained by increasing a larger level (for example, a gain that is two or three stages higher) may be set in the next LNA 200.

さらに、制御部107は、1つの振動子011に接続されたLNA200のうち使用するLNA200の切り替えのタイミングを予め記憶している。ここでは、制御部107は切り替え時間をt秒として記憶しているとして説明する。さらに、制御部107は、切り替えが始まってから切り替えが完了するまでの切替時間を予め記憶しており、その切替時間内でLNA200aからの出力とLNA200bからの出力が徐々に変化していくように、切替時間に対応したそれぞれの出力の使用率を記憶している。ここで、それぞれの使用率を加算した時に1になるように設定されている。例えば、制御部107は、LNA200bの使用が時間に対して正比例になり、さらにLNA200aの使用率とLNA200bの使用率が反比例になるように記憶していればよい。   Further, the control unit 107 stores in advance the switching timing of the LNA 200 to be used among the LNAs 200 connected to one transducer 011. Here, it is assumed that the control unit 107 stores the switching time as t seconds. Furthermore, the control unit 107 stores in advance a switching time from when the switching starts until the switching is completed, so that the output from the LNA 200a and the output from the LNA 200b gradually change within the switching time. The usage rate of each output corresponding to the switching time is stored. Here, it is set to be 1 when the respective usage rates are added. For example, the control unit 107 only needs to store the LNA 200b so that the usage of the LNA 200b is directly proportional to time, and the usage rate of the LNA 200a and the usage rate of the LNA 200b are inversely proportional.

制御部107は、比較部106より入力された参照信号の振幅とエコー信号の振幅との大小関係を基に記憶しているエコー信号の振幅の大きさの段階に対応するゲインが記載されたテーブルを参照し、増幅部102に配置されたLNA200aのゲインを選択し、該ゲインにLNA200aのゲインを設定する。さらに、制御部107は、予め決められている値分だけ上の段階に対応するゲイン(本実施形態では1段階上のゲイン)をLNA200bに設定する。具体的には、R2<Eの場合には、制御部107は、LNA200aを21dBのゲインに設定し、LNA200bを18dBのゲインに設定する。また、R1<E≦R2の場合には、制御部107は、LNA200aを18dBのゲインに、LNA200bを21dBのゲインに設定する。さらに、それ以上のゲインが存在しないゲインをLNA200aに設定した場合には、LNA200bにはゲインの割り当てを行わない、又はLNA200bにも同じ値のゲインを割り当てる。例えば、E≦R1の場合には、LNA200aを21dBに設定し、LNA200bにはゲインの設定を行わない。ここで、本実施形態におけるLNA200aが本発明における「第1増幅器」にあたり、LNA200bが本発明における「他の増幅器」にあたる。   The control unit 107 is a table in which the gain corresponding to the magnitude level of the amplitude of the echo signal stored based on the magnitude relationship between the amplitude of the reference signal and the amplitude of the echo signal input from the comparison unit 106 is described. , The gain of the LNA 200a arranged in the amplification unit 102 is selected, and the gain of the LNA 200a is set to the gain. Further, the control unit 107 sets a gain corresponding to the upper stage by a predetermined value (a gain of one stage in the present embodiment) in the LNA 200b. Specifically, when R2 <E, the control unit 107 sets the LNA 200a to a gain of 21 dB and sets the LNA 200b to a gain of 18 dB. When R1 <E ≦ R2, the control unit 107 sets the LNA 200a to a gain of 18 dB and the LNA 200b to a gain of 21 dB. Further, when a gain for which there is no more gain is set in the LNA 200a, no gain is assigned to the LNA 200b, or a gain of the same value is assigned to the LNA 200b. For example, when E ≦ R1, the LNA 200a is set to 21 dB, and the gain is not set to the LNA 200b. Here, the LNA 200a in the present embodiment corresponds to the “first amplifier” in the present invention, and the LNA 200b corresponds to the “other amplifier” in the present invention.

上述した制御部107によるゲインの設定は、第1の実施形態と同様に、検査が開始された1番目のフレームにおける画像生成で使用されたエコー信号を用いてゲインの調整を行い、2番目以降のフレームに対してその調整されたゲインを用いて画像生成が行われる。この場合、1番目のフレームにおいては予め決められたゲインを用いてエコー信号の増幅を行う。また、制御部107は、対象部位やモードの変更が入力された後の1番目のフレームにおける画像生成で使用されたエコー信号を用いてゲインの調整を行い、2番目以降のフレームに対してその調整されたゲインを用いて画像生成が行われる。そして、ゲインの調整を行った場合には、次のゲインの調整を行うタイミング、すなわち、対象部位やモードの変更が入力されるまでは、LNA200a及びLNA200bのゲインは固定され、変更は行われない。   The gain setting by the control unit 107 described above is performed by adjusting the gain using the echo signal used in the image generation in the first frame where the inspection is started, as in the first embodiment. Image generation is performed on the frames using the adjusted gain. In this case, in the first frame, the echo signal is amplified using a predetermined gain. In addition, the control unit 107 adjusts the gain using the echo signal used in the image generation in the first frame after the change of the target region or mode is input, and the second and subsequent frames Image generation is performed using the adjusted gain. When the gain is adjusted, the gains of the LNA 200a and the LNA 200b are fixed and are not changed until the next gain adjustment timing, that is, until the change of the target part or mode is input. .

そして、制御部107は、振動子011から増幅部102にエコー信号が入力されてからt時間はLNA200aを使用するよう制御する。そして、制御部107は、t時間経過後、記憶している切替時間に対応したそれぞれの出力の使用率になるように乗算器401及び乗算器402を制御する。   Then, the control unit 107 controls to use the LNA 200 a for t time after the echo signal is input from the transducer 011 to the amplification unit 102. Then, the control unit 107 controls the multiplier 401 and the multiplier 402 so that the usage rate of each output corresponding to the stored switching time is reached after the elapse of time t.

さらに、制御部107は、設定したゲインに基づいてTGC103が使用する時間経過とゲインとの対応関数を決定し、該決定した対応関数を使用する制御命令をTGC103に出力する。   Further, the control unit 107 determines a correspondence function between the passage of time and the gain used by the TGC 103 based on the set gain, and outputs a control command using the determined correspondence function to the TGC 103.

増幅部102は、制御部107から制御信号の入力を受けて、LNA200a及びLNA200bのゲインが設定される。   The amplifying unit 102 receives the control signal from the control unit 107, and the gains of the LNA 200a and the LNA 200b are set.

増幅部102は、超音波プローブ001に配置された各振動子011のそれぞれに接続されたLNA200(本実施形態ではLNA200a及びLNA200b)で対応する振動子011からのエコー信号の入力を受ける。   The amplification unit 102 receives an input of an echo signal from the corresponding transducer 011 by the LNA 200 (LNA 200a and LNA 200b in the present embodiment) connected to each transducer 011 disposed in the ultrasonic probe 001.

さらに、制御部107の制御信号に基づいて、エコー信号の入力が開始されてからt秒までは、乗算器401によりLNA200aからの出力に1が乗算され、乗算器402によりLNA200bからの出力に0が乗算される、加算器403においてそれらが加算されてTGC103へ出力される。すなわち、t秒まではLNA200aの信号のみが使用される。次に、t秒後から切替完了まで、制御部107の制御信号に基づいて、乗算器401によりLNA200aからの出力に対し1から0に徐々に減少する様に変化させた値が乗算され、乗算器402によりLNA200bからの出力に対し0から1に徐々に増加するように変化させた値が乗算される。そして、加算器403においてそれらが加算されてTGC103へ出力される。さらに、切替完了後、制御部107の制御信号に基づいて、乗算器401によりLNA200aからの出力に0が乗算され、乗算器402によりLNA200bからの出力に1が乗算される。そして、加算器403においてそれらが加算されてTGC103へ出力される。すなわち切替完了後は、LNA200bの信号のみが使用される。   Further, based on the control signal of the control unit 107, from the start of the echo signal input until t seconds, the multiplier 401 multiplies the output from the LNA 200a by 1, and the multiplier 402 outputs 0 to the output from the LNA 200b. Are added in the adder 403 and output to the TGC 103. That is, only the signal of the LNA 200a is used until t seconds. Next, from t seconds to the completion of switching, the multiplier 401 multiplies the output from the LNA 200a by a value that is gradually decreased from 1 to 0 based on the control signal of the control unit 107, and multiplies. Multiplier 402 multiplies the output from LNA 200b by a value that is gradually increased from 0 to 1. Then, the adder 403 adds them and outputs them to the TGC 103. Further, after completion of the switching, based on the control signal of the control unit 107, the multiplier 401 multiplies the output from the LNA 200a by 0, and the multiplier 402 multiplies the output from the LNA 200b by 1. Then, the adder 403 adds them and outputs them to the TGC 103. That is, after the switching is completed, only the signal of the LNA 200b is used.

TGC103は、制御部107から入力された制御命令に基づいて、経過時間とゲインとの対応関数を選択し、該対応関数に基づいて増幅部102から入力されたエコー信号を増幅する。そして、TGC103は、増幅したエコー信号をA/D変換部104へ出力する。   The TGC 103 selects a correspondence function between elapsed time and gain based on the control command input from the control unit 107, and amplifies the echo signal input from the amplification unit 102 based on the correspondence function. Then, the TGC 103 outputs the amplified echo signal to the A / D conversion unit 104.

ここで、本実施形態では、制御部107によって切替時間内でそれぞれのLNA200の使用率を変更していき、徐々に変位させていく構成を採ったが、使用率の滑らかな変更による信号の加算を行わずに、いずれかのLNA200の出力のみを使用する構成でもよい。この場合には、乗算器401及び乗算器402は0か1をそれぞれの入力信号に掛けるよう制御される。   Here, in the present embodiment, the control unit 107 adopts a configuration in which the usage rate of each LNA 200 is changed within the switching time and is gradually displaced. However, the addition of signals by the smooth change of the usage rate is adopted. It is possible to use only the output of one of the LNAs 200 without performing the above. In this case, the multiplier 401 and the multiplier 402 are controlled so as to multiply the respective input signals by 0 or 1.

以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置では、エコー信号が入力される時間経過に合わせてLNAを切り替えることによりゲインを変更することができる構成である。言い換えれば、深い場所で反射したエコー信号は浅い場所で反射したエコー信号よりも遅く受信されるため、超音波が反射した深度に合わせてゲインを調整することができる構成である。これにより、増幅部において振幅の小さい部分の信号(すなわち深い場所からのエコー信号)の増幅率を大きくすることができるため、S/Nをより向上させることが可能となる。   As described above, the ultrasound diagnostic apparatus according to the present embodiment has a configuration in which the gain can be changed by switching the LNA in accordance with the passage of time when the echo signal is input. In other words, since the echo signal reflected at a deep location is received later than the echo signal reflected at a shallow location, the gain can be adjusted according to the depth at which the ultrasonic waves are reflected. Thereby, since the amplification factor of the signal of the portion with a small amplitude (that is, the echo signal from a deep place) can be increased in the amplification unit, the S / N can be further improved.

さらに、より多くのLNAを振動子に配置すれば、より細かく時間経過に対応したゲインの調整が増幅部において可能になるため、TGCを設けずとも受信したエコー信号の全範囲にわたって深度に合わせた信号の増幅を行うことが可能となる。   Furthermore, if more LNAs are arranged in the transducer, the gain can be adjusted more finely in response to the passage of time, so that the amplification unit can adjust the depth over the entire range of the received echo signal without providing a TGC. Signal amplification can be performed.

〔第3の実施形態〕
以下、この発明の第3の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、LNAのゲインを操作者が指定することができるようにしたことが第1及び第2の実施形態と異なるものである。これは、操作者によっては、LNA飽和などを犠牲にしても自分の好みのゲインを使用したい場合があるので、そのような状況に対応するためである。そこで以下では、操作者によるLNAのゲインの指定ついて主に説明する。本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図も図1で表わされる。以下の説明では、第1の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。図5は、本実施形態に係るゲインの設定を行うための入力画面の一例の図である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is different from the first and second embodiments in that the operator can specify the gain of the LNA. This is because some operators want to use their favorite gains even at the expense of LNA saturation and the like, and this is to cope with such a situation. In the following, the LNA gain designation by the operator will be mainly described. A block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment is also shown in FIG. In the following description, functional units having the same reference numerals as those in the first embodiment are assumed to have the same functions unless otherwise specified. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an input screen for performing gain setting according to the present embodiment.

操作者は、予め増幅部102に設けられたLNA200に設定するゲインを指定し入力する。具体的には、ユーザインタフェース005に配置された表示部006に図5に示す入力画面が表示される。そして、操作者はマウスなどの入力部007を用いてポインタなどで、図5の入力画面に表示された、検査する対象部位である診断部位、検査モード、及び使用する周波数を指定することで入力する。それと同時に、操作者は、図5に示されたゲイン500のうちで、LNA200に設定しようとするゲインの値をポインタなどで指定し入力する。この入力のタイミングとしては、検査開始直後、撮像モードを変更する時、検査の対象部位を変更する時に図5に示す入力画面が表示され、上述した入力が行われる。   The operator designates and inputs a gain to be set in the LNA 200 provided in the amplification unit 102 in advance. Specifically, the input screen shown in FIG. 5 is displayed on the display unit 006 arranged in the user interface 005. Then, the operator uses the input unit 007 such as a mouse to input by specifying the diagnostic part, the examination mode, and the frequency to be used, which are displayed on the input screen in FIG. To do. At the same time, the operator designates and inputs a gain value to be set in the LNA 200 out of the gains 500 shown in FIG. As the input timing, immediately after the start of the examination, when the imaging mode is changed, or when the examination target part is changed, the input screen shown in FIG. 5 is displayed, and the above-described input is performed.

制御部107は、入力されたLNA200のゲインの値を受けて、該ゲインをLNA200に設定する。ただし、第2の実施形態のゲイン設定と同様のゲイン設定の場合には、制御部107は、振動子011に接続された複数のLNA200のうちの特定のLNA200に対し入力されたゲインを設定し、その他のLNA200に対して予め決められている値に応じてゲイン設定を行う。そして、操作者によりLNA200のゲインの入力が行われた場合には、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様の制御部107はゲイン設定の制御を行わない。   The control unit 107 receives the input gain value of the LNA 200 and sets the gain in the LNA 200. However, in the case of a gain setting similar to the gain setting of the second embodiment, the control unit 107 sets a gain input to a specific LNA 200 among a plurality of LNAs 200 connected to the transducer 011. Then, the gain is set in accordance with a predetermined value for the other LNA 200. When the operator inputs the gain of the LNA 200, the control unit 107 similar to that in the first embodiment or the second embodiment does not control the gain setting.

これに対し、操作者によるLNA200の入力が行われない場合には、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様のゲイン設定が行われる。   On the other hand, when the operator does not input the LNA 200, the same gain setting as that in the first embodiment or the second embodiment is performed.

以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置は、操作者によりLNAのゲイン指定を優先して行うことができる構成である。これにより、特定の対象部位や撮像モードにおいて操作者が好むLNAのゲイン設定がある場合には、その値を優先して設定することが可能となり、操作者毎により適切な超音波画像の提供を行うことが可能となる。   As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment has a configuration in which the operator can prioritize LNA gain designation. As a result, when there is an LNA gain setting preferred by the operator in a specific target region or imaging mode, it is possible to set the value with priority, and to provide more appropriate ultrasonic images for each operator. Can be done.

001 超音波プローブ
002 信号処理部
003 画像処理部
004 表示制御部
005 ユーザインタフェース
006 表示部
007 入力部
008 統括制御部
011 振動子
100 送受信部
101 送信回路
102 増幅部
103 TGC
104 A/D変換部
105 参照信号発生部
106 比較部
107 制御部
200 LNA
001 Ultrasonic probe 002 Signal processing unit 003 Image processing unit 004 Display control unit 005 User interface 006 Display unit 007 Input unit 008 Overall control unit 011 Transducer 100 Transmission / reception unit 101 Transmission circuit 102 Amplification unit 103 TGC
104 A / D converter 105 Reference signal generator 106 Comparator 107 Controller 200 LNA

Claims (5)

複数の振動子を有する超音波プローブを介して被検体に向けて超音波を送信し、該被検体で反射した超音波エコーに基づくエコー信号を受信する送受信手段と、
前記エコー信号に対数圧縮及び包絡線検波を含む信号処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理を施されたエコー信号に座標変換を含む画像処理を行い画像データを生成する画像処理手段と、
前記画像データを基に表示手段に超音波画像を表示させる表示制御手段と、
を備えた超音波診断装置であって、
前記送受信手段は、
一つの振動子からのエコー信号を設定された増幅率で増幅する第1増幅器と、該第1増幅器と並列に配置された他の増幅器とを複数有する増幅手段と、
振幅が異なる複数種類の参照信号を発生する参照信号発生手段と、
前記受信したエコー信号の振幅と前記参照信号とを比較し、前記参照信号の振幅に対応して前記受信したエコー信号の振幅の大きさを複数段階に分けて判断する比較判断手段と、
前記段階に応じ前記エコー信号の振幅が大きくなる前記段階ほど小さい前記増幅率となるように、前記複数段階と前記増幅率との対応を予め記憶しており、前記比較判断手段により判断された前記振幅の大きさの段階に対応する前記増幅率を選択し、前記第1増幅器の増幅率を前記選択した増幅率に設定する制御手段と、
前記増幅されたエコー信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段と、
を備え
前記制御手段は、前記他の増幅器の増幅率を、前記第1増幅器の前記設定された増幅率より大きく、且つそれぞれが異なるように設定し、時間経過に応じて前記第1増幅器から順次前記増幅率が大きい前記他の増幅器に切り替えて前記受信したエコー信号を増幅するよう前記増幅手段を制御する
とを特徴とする超音波診断装置。
Transmitting / receiving means for transmitting an ultrasonic wave toward an object via an ultrasonic probe having a plurality of transducers and receiving an echo signal based on an ultrasonic echo reflected by the object;
Signal processing means for performing signal processing including logarithmic compression and envelope detection on the echo signal;
Image processing means for generating image data by performing image processing including coordinate transformation on the echo signal subjected to the signal processing;
Display control means for displaying an ultrasonic image on a display means based on the image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
The transmitting / receiving means includes
And amplifying means for multiple chromatic a first amplifier for amplifying an amplification factor that is set to echo signals, and another amplifier arranged in parallel with the first amplifier from one transducer,
Reference signal generating means for generating a plurality of types of reference signals having different amplitudes;
Comparison determination means for comparing the amplitude of the received echo signal with the reference signal, and determining the magnitude of the amplitude of the received echo signal in a plurality of stages corresponding to the amplitude of the reference signal;
The correspondence between the plurality of steps and the amplification factor is stored in advance so that the amplification factor becomes smaller as the amplitude of the echo signal increases according to the step, and the determination made by the comparison determination unit Control means for selecting the amplification factor corresponding to a magnitude step and setting the amplification factor of the first amplifier to the selected amplification factor;
A / D conversion means for converting the amplified echo signal into a digital signal;
Equipped with a,
The control means sets the amplification factor of the other amplifier to be larger than the set amplification factor of the first amplifier and different from each other, and sequentially amplifies the amplification from the first amplifier as time elapses. The amplification means is controlled to amplify the received echo signal by switching to the other amplifier having a high rate.
Ultrasonic diagnostic apparatus according to claim and this.
前記送受信手段は、超音波の送受信を1つの画像を生成するために必要なデータを取得する単位であるフレーム毎に超音波の送受信を行っており、
前記制御手段は、特定の前記フレームにおいて受信した前記エコー信号の振幅の大きさに基づいて行った増幅率の設定を用いて、次の前記フレームにおけるエコー信号の増幅を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The transmission / reception means performs transmission / reception of ultrasonic waves for each frame, which is a unit for acquiring data necessary for generating one image for transmission / reception of ultrasonic waves,
The control means performs amplification of the echo signal in the next frame using the setting of the amplification factor performed based on the magnitude of the amplitude of the echo signal received in the specific frame.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記第1増幅器及び前記他の増幅器における切り替えのときに、切り替え前の前記第1増幅器又は前記他の増幅器からの出力と切り替え後の前記他の増幅器の出力との使用比率を、前記切り替え後の前記他の増幅器の出力が徐々に大きな割合になるように、前記切り替え前の前記第1増幅器又は前記他の増幅器からの出力と前記切り替え後の前記他の増幅器の出力とを加算することで、前記受信したエコー信号を増幅した出力とし、前記出力の使用が前記切り替え後の前記他の増幅器の出力のみとなった時に前記切り替えを完了する、ことを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置。 The control means, when switching between the first amplifier and the other amplifier, sets a use ratio between the output from the first amplifier or the other amplifier before switching and the output of the other amplifier after switching. The output from the first amplifier or the other amplifier before the switching and the output of the other amplifier after the switching so that the output of the other amplifier after the switching gradually increases. by adding, according to claim 1 as an output obtained by amplifying the echo signals thus received, using said output, wherein the switching is completed, it when it becomes only the output of the other amplifier after the switching An ultrasonic diagnostic apparatus according to 1. 前記送受信手段は、受信時間の経過とともに前記増幅率を増加させるゲイン補正手段を前記増幅手段と前記A/D変換手段との間にさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一つに記載の超音波診断装置。 The transceiver means of claims 1 to 3, further comprising a gain correction means for increasing the amplification factor with the passage of reception time between the A / D converting means and said amplifying means The ultrasonic diagnostic apparatus as described in any one. 超音波を被検体に送信する段階と、
前記被検体で反射した前記超音波を受信しエコー信号に変換する段階と、
前記受信したエコー信号の振幅と前記参照信号を比較し、前記参照信号の振幅に対応して前記受信したエコー信号の振幅の大きさを複数段階に分けて判断する比較判断段階と、
予め記憶している、前記段階に応じ前記エコー信号の振幅が大きくなる前記段階ほど小さい前記増幅率となるような、前記複数段階と前記増幅率との対応に基づいて、前記比較判断手段により判断された前記振幅の大きさの段階に対応する前記増幅率を選択する増幅率選択段階と、
一つの前記振動子からのエコー信号を増幅する第1増幅器についてエコー信号の増幅率を前記選択した増幅率に設定し、該第1増幅器と並列に配置された複数の他の増幅器について、該設定された増幅率より大きく、且つそれぞれが異なるように設定し、時間経過に応じて該第1増幅器から順次前記増幅率が大きい該他の増幅器に切り替えてエコー信号を増幅するよう制御する制御段階と、
前記受信したエコー信号を前記設定した増幅率で増幅する増幅段階と、
前記増幅されたエコー信号をディジタル信号に変換するA/D変換段階と、
前記ディジタル信号に変換された前記エコー信号に対し対数圧縮及び包絡線検波を含む信号処理を行う信号処理段階と、
前記信号処理を施された前記エコー信号に座標変換を含む画像処理を行い画像データを生成する画像処理段階と、
前記画像データを基に表示部に超音波画像を表示させる画像表示段階と、
を有することを特徴とする超音波診断装置制御方法。
Transmitting ultrasound to the subject;
Receiving the ultrasound reflected from the subject and converting it to an echo signal;
A comparison determination step of comparing the amplitude of the received echo signal with the reference signal, and determining the magnitude of the amplitude of the received echo signal in a plurality of stages corresponding to the amplitude of the reference signal;
Based on the correspondence between the plurality of steps and the amplification factor, which is stored in advance, and the amplification factor becomes smaller as the amplitude of the echo signal increases according to the step, the determination by the comparison determination unit An amplification factor selection step for selecting the amplification factor corresponding to the amplitude magnitude step performed;
The amplification factor of the echo signal is set to the selected amplification factor for the first amplifier that amplifies the echo signal from one of the transducers , and the setting is made for the other amplifiers arranged in parallel with the first amplifier. A control stage that is set to be different from each other and set to be different from each other, and is controlled so as to amplify an echo signal by switching from the first amplifier to the other amplifier having the higher amplification ratio sequentially as time elapses ; ,
An amplification step of amplifying the received echo signal at the set amplification factor;
An A / D conversion stage for converting the amplified echo signal into a digital signal;
A signal processing stage for performing signal processing including logarithmic compression and envelope detection on the echo signal converted into the digital signal;
An image processing step of generating image data by performing image processing including coordinate transformation on the echo signal subjected to the signal processing;
An image display step of displaying an ultrasonic image on a display unit based on the image data;
An ultrasonic diagnostic apparatus control method comprising:
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9240814B2 (en) * 2012-03-27 2016-01-19 Texas Instruments Incorporated Ultrasonic receiver front-end
KR102265953B1 (en) * 2014-03-06 2021-06-17 삼성메디슨 주식회사 Method and apparatus for generating ultrasound image having enhanced quality
US11245131B2 (en) 2015-12-25 2022-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP7721282B2 (en) * 2021-02-24 2025-08-12 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ultrasound diagnostic equipment
CN115347876A (en) * 2022-10-17 2022-11-15 电子科技大学 Analog front-end circuit for receiving ultrasonic echo signals

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2563918B1 (en) * 1984-04-10 1987-06-05 Labo Electronique Physique APPARATUS FOR EXPLORING MEDIA BY ULTRASONIC ECHOGRAPHY
JPH0693896B2 (en) * 1985-08-07 1994-11-24 株式会社日立製作所 Ultrasonic wave reception phasing circuit
JPS6393908U (en) * 1986-12-08 1988-06-17
JPS63154162A (en) * 1986-12-18 1988-06-27 富士通株式会社 Gain measuring system
JP2534488B2 (en) * 1987-02-23 1996-09-18 株式会社 日立メディコ Ultrasonic tomography
JPH02245921A (en) * 1989-03-20 1990-10-01 Fujitsu Ltd A/D conversion circuit for ultrasonic signals
JPH02246943A (en) * 1989-03-20 1990-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd A/d converter for ultrasonic diagnostic device
JPH06105839A (en) * 1992-09-29 1994-04-19 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic apparatus
JP3373282B2 (en) * 1994-02-25 2003-02-04 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 Control method of ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus
JP3688566B2 (en) * 2000-08-15 2005-08-31 アロカ株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP2006000287A (en) * 2004-06-16 2006-01-05 Fuji Photo Film Co Ltd Ultrasonic transmitting and receiving apparatus
JP4828820B2 (en) * 2004-12-27 2011-11-30 株式会社東芝 Ultrasonic diagnostic equipment

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