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JP5325617B2 - Ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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JP5325617B2
JP5325617B2 JP2009061086A JP2009061086A JP5325617B2 JP 5325617 B2 JP5325617 B2 JP 5325617B2 JP 2009061086 A JP2009061086 A JP 2009061086A JP 2009061086 A JP2009061086 A JP 2009061086A JP 5325617 B2 JP5325617 B2 JP 5325617B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of signal lines for connecting an ultrasonic probe and an ultrasonograph body or to perform wireless communication by reducing a volume of data of reception signals outputted by a plurality of ultrasonic transducers. <P>SOLUTION: The ultrasonic probe includes: a plurality of ultrasonic transducers for receiving ultrasonic echoes to output reception signals; a signal processing means for performing orthogonal detection processing or orthogonal sampling processing on the reception signals outputted by the respective ultrasonic transducers to generate a complex baseband signal and generate an amplitude signal representing an amplitude of the complex baseband signal and a phase signal representing a phase of the complex baseband signal; a sampling means for sampling the amplitude signal and the phase signal to generate sample data; a serializing means for converting the parallel sample data into serial sample data; and a transmitting means for transmitting the serial sample data. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超音波を送受信する複数の超音波トランスデューサを内蔵する超音波プローブ、及び、そのような超音波プローブを用いて超音波診断画像を生成する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic probe that includes a plurality of ultrasonic transducers that transmit and receive ultrasonic waves, and an ultrasonic diagnostic apparatus that generates an ultrasonic diagnostic image using such an ultrasonic probe.

医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、X線写真やRI(radio isotope)シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。   In the medical field, various imaging techniques have been developed in order to observe and diagnose the inside of a subject. In particular, ultrasonic imaging that acquires internal information of a subject by transmitting and receiving ultrasonic waves enables real-time image observation, and other medical uses such as X-ray photographs and RI (radio isotope) scintillation cameras. Unlike imaging technology, there is no radiation exposure. Therefore, ultrasonic imaging is used as a highly safe imaging technique in a wide range of areas including gynecological system, circulatory system, digestive system, etc. in addition to fetal diagnosis in the obstetrics field.

超音波撮像の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信して、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物(例えば、内臓や病変組織等)の輪郭を抽出することができる。   The principle of ultrasonic imaging is as follows. Ultrasound is reflected at the boundary between regions having different acoustic impedances, such as the boundary between structures in the subject. Therefore, an ultrasonic beam is transmitted into a subject such as a human body, an ultrasonic echo generated in the subject is received, and a reflection position and a reflection intensity at which the ultrasonic echo is generated are obtained. The contour of an existing structure (for example, a viscera or a diseased tissue) can be extracted.

一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ(振動子)を含む超音波プローブが用いられる。超音波エコーを受信した振動子から出力される受信信号は、超音波の焦点からそれぞれの振動子までの距離の差に応じた遅延を伴うので、振動子の位置に応じた遅延をそれらの受信信号に与えた後にそれらの受信信号を加算することによって、特定の位置に焦点を結ぶビームフォーミング処理(受信フォーカス処理)が行われる。その際に、複数の受信信号が加算されるまでは、それらの受信信号は並列データとして扱われる。   In general, in an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers (vibrators) having an ultrasonic transmission / reception function is used. The reception signal output from the transducer that has received the ultrasonic echo is accompanied by a delay according to the difference in distance from the focal point of the ultrasonic to each transducer. A beam forming process (reception focus process) for focusing on a specific position is performed by adding the received signals after giving them to the signal. At that time, the received signals are treated as parallel data until a plurality of received signals are added.

この受信フォーカス処理は、通常、ディジタル信号処理によって行われる。即ち、A/D変換された受信信号は、メモリに蓄えられた後、読み出し時刻を随時変えながら読み出され、適度に補間処理が施されて加算される。複数の受信信号が加算されると、信号のチャンネル数が1つになるので、無線通信によって信号伝送を行うことも可能となる。従って、受信フォーカス処理を行うための回路を超音波プローブの中に組み込めば、超音波プローブと超音波診断装置本体とを接続する信号線の本数を低減したり、ワイアレス化を図ることができる。   This reception focus processing is usually performed by digital signal processing. In other words, the A / D converted received signal is stored in the memory, then read out while changing the reading time as needed, appropriately interpolated, and added. When a plurality of received signals are added, the number of signal channels becomes one, so that signal transmission can also be performed by wireless communication. Therefore, if a circuit for performing the reception focus processing is incorporated in the ultrasonic probe, the number of signal lines connecting the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus main body can be reduced or wireless can be achieved.

しかしながら、受信フォーカス処理においては、受信信号に与える遅延量が焦点の位置によって異なるので、メモリからの読み出し時刻の制御は極めて複雑となり、大規模な回路が必要になる。そのような回路を超音波プローブの中に組み込むと、もはや片手で容易に操作できるような実用的な大きさではなくなってしまう。   However, in the reception focus processing, the amount of delay given to the reception signal differs depending on the position of the focal point. Therefore, the control of the read time from the memory becomes extremely complicated, and a large-scale circuit is required. When such a circuit is incorporated into an ultrasonic probe, it is no longer practical enough to be easily operated with one hand.

関連する技術として、特許文献1には、高精細化に伴い振動素子数が増加しても伝送ケーブルの細径化、軽量化が可能であり、操作性の維持及び向上を行うことのできる超音波探触子を有する超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置は、複数の振動素子を用いて生体に対して超音波パルスの送受波を行う超音波探触子と、当該超音波探触子に伝送ケーブルを介して接続され超音波探触子から超音波パルスを送波するための送波信号の生成及び生体で反射して超音波探触子で受波した超音波パルス(エコー)に基づく受波信号から超音波画像を形成する装置本体とを含み、伝送ケーブルを介して超音波探触子と装置本体との間で受け渡しされる送波信号及び受波信号が、伝送前に各振動素子に対応して時分割的に区切られてチップ化され、各チップが、伝送ケーブル内の共用信号線を利用して順次伝送されることを特徴とする。   As a related technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 discloses that a transmission cable can be reduced in diameter and weight even when the number of vibration elements increases with higher definition, and the operability can be maintained and improved. An ultrasonic diagnostic apparatus having an acoustic probe is disclosed. This ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic pulses to and from a living body using a plurality of vibration elements, and an ultrasonic probe connected to the ultrasonic probe via a transmission cable. Generation of a transmission signal for transmitting an ultrasonic pulse from a touch element and formation of an ultrasonic image from the received signal based on an ultrasonic pulse (echo) reflected by a living body and received by an ultrasonic probe The transmission signal and reception signal passed between the ultrasound probe and the device body via the transmission cable are separated in a time-sharing manner corresponding to each vibration element before transmission. Each chip is sequentially transmitted using a shared signal line in the transmission cable.

しかしながら、特許文献1の超音波診断装置においては、各振動素子から出力される受波信号がそのままの帯域で伝送されるので、データ量を削減することができず、高い伝送レートが必要となる。また、受波信号が時分割によって伝送されるので、伝送後にビームフォーミング処理を確実に行えるという保証がない。   However, in the ultrasonic diagnostic apparatus disclosed in Patent Document 1, since the received signal output from each vibration element is transmitted in the same band, the amount of data cannot be reduced and a high transmission rate is required. . In addition, since the received signal is transmitted by time division, there is no guarantee that the beam forming process can be reliably performed after transmission.

特許文献2には、超音波プローブと装置本体との間で無線伝送を行うワイアレス超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置においては、超音波プローブが、複数の振動子と、それらの振動子に対応した増幅器及びA/D変換器と、ディジタルビームフォーマと、PS変換部と、制御データ挿入部と、変調器と、電力増幅器とを含んでおり、超音波プローブ内においてディジタルビームフォーミング処理が行われて整相加算データが生成され、さらに、整相加算データがパラレル/シリアル変換される。   Patent Document 2 discloses a wireless ultrasonic diagnostic apparatus that performs wireless transmission between an ultrasonic probe and an apparatus main body. In this ultrasonic diagnostic apparatus, the ultrasonic probe includes a plurality of transducers, an amplifier and an A / D converter corresponding to the transducers, a digital beam former, a PS conversion unit, a control data insertion unit, , Including a modulator and a power amplifier, digital beam forming processing is performed in the ultrasonic probe to generate phasing addition data, and the phasing addition data is parallel / serial converted.

しかしながら、超音波プローブ内においてディジタルビームフォーミング処理を行うためには、従来の超音波診断装置におけるフロントエンド回路を超音波プローブ内にまるごと収めなくてはならず、回路規模が膨大になる。   However, in order to perform the digital beam forming process in the ultrasonic probe, the front end circuit in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus must be entirely contained in the ultrasonic probe, and the circuit scale becomes enormous.

特開2003−299648号公報(第3頁、図1)JP 2003-299648 A (page 3, FIG. 1) 特開2008−18107号公報(第4−5頁、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2008-18107 (page 4-5, FIG. 1)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号のデータ量を減少させることにより、超音波プローブと超音波診断装置本体とを接続する信号線の本数を低減したり、ワイアレス化を図ることを目的とする。   Accordingly, in view of the above points, the present invention reduces the number of received signals output from a plurality of ultrasonic transducers, thereby reducing the number of signal lines connecting the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic apparatus body. The purpose is to reduce or make it wireless.

上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係る超音波プローブは、複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサと、各超音波トランスデューサから出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号及び複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成する信号処理手段と、信号処理手段によって生成された振幅信号及び位相信号をサンプリングすることによりサンプルデータを生成するサンプリング手段と、サンプリング手段によって生成されたパラレルのサンプルデータをシリアルのサンプルデータに変換するシリアル化手段と、シリアル化手段によって変換されたシリアルのサンプルデータを伝送する伝送手段とを具備する。   In order to solve the above-described problem, an ultrasonic probe according to one aspect of the present invention transmits a plurality of ultrasonic waves according to a plurality of drive signals, receives an ultrasonic echo, and outputs a plurality of reception signals. A complex baseband signal is generated by performing orthogonal detection processing or orthogonal sampling processing on a transducer and a reception signal output from each ultrasonic transducer, and an amplitude signal and a complex baseband signal representing the amplitude of the complex baseband signal Signal processing means for generating a phase signal representing the phase of the signal, sampling means for generating sample data by sampling the amplitude signal and phase signal generated by the signal processing means, and parallel sample data generated by the sampling means Serialization means to convert the data into serial sample data Comprises a transmitting means for transmitting the serial sample data converted by the serial means.

また、本発明の1つの観点に係る超音波診断装置は、本発明に係る超音波プローブと、超音波プローブから伝送されたシリアルのサンプルデータをパラレルのサンプルデータに変換し、パラレルのサンプルデータから振幅信号及び位相信号を抽出するパラレル化手段と、受信フォーカスと複数の超音波トランスデューサとの相対位置に応じて、パラレル化手段によって抽出された位相信号によって表される位相値を補正する位相補正手段と、パラレル化手段によって抽出された振幅信号によって表される振幅値と位相補正手段によって補正された位相値とに基づいて複素ベースバンド信号の実数成分及び/又は虚数成分を求める演算手段と、演算手段によって複数の超音波トランスデューサについて求められた複素ベースバンド信号の実数成分を加算することにより整相加算実数信号を生成し、及び/又は、演算手段によって複数の超音波トランスデューサについて求められた複素ベースバンド信号の虚数成分を加算することにより整相加算虚数信号を生成する加算手段とを具備する。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to one aspect of the present invention converts an ultrasonic probe according to the present invention and serial sample data transmitted from the ultrasonic probe into parallel sample data. Parallelizing means for extracting the amplitude signal and phase signal, and phase correcting means for correcting the phase value represented by the phase signal extracted by the parallelizing means in accordance with the relative positions of the reception focus and the plurality of ultrasonic transducers Calculating means for obtaining a real component and / or an imaginary component of the complex baseband signal based on the amplitude value represented by the amplitude signal extracted by the parallelizing means and the phase value corrected by the phase correcting means; Real number generation of complex baseband signals determined by multiple means for multiple ultrasonic transducers To generate a phasing addition real number signal and / or to generate a phasing addition imaginary number signal by adding the imaginary components of the complex baseband signal obtained for a plurality of ultrasonic transducers by the arithmetic means. Adding means.

本発明の1つの観点によれば、超音波プローブにおいて、各超音波トランスデューサから出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、さらに、複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号及び複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成し、振幅信号及び位相信号をサンプリングすることによって生成されたパラレルのサンプルデータをシリアルのサンプルデータに変換して超音波診断装置本体に伝送することにより、複数の超音波トランスデューサから出力される受信信号のデータ量を減少させて、超音波プローブと超音波診断装置とを接続する信号線の本数を低減したり、ワイアレス化を図ることができる。   According to one aspect of the present invention, in an ultrasonic probe, a complex baseband signal is generated by performing quadrature detection processing or quadrature sampling processing on a reception signal output from each ultrasonic transducer. Generates an amplitude signal representing the amplitude of the baseband signal and a phase signal representing the phase of the complex baseband signal, and converts the parallel sample data generated by sampling the amplitude signal and the phase signal into serial sample data. By transmitting to the ultrasonic diagnostic equipment body, the amount of received signal data output from multiple ultrasonic transducers can be reduced, reducing the number of signal lines connecting the ultrasonic probe and the ultrasonic diagnostic equipment. , Wireless can be achieved.

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す送受信部の第1の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 1st structural example of the transmission / reception part shown in FIG. 図1に示す送受信部の第2の構成例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd structural example of the transmission / reception part shown in FIG. 図3に示す直交サンプリング部の動作を説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating operation | movement of the orthogonal sampling part shown in FIG. 図1に示す整相加算部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the phasing addition part shown in FIG. 図5に示す整相加算部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the phasing addition part shown in FIG. 配列振動子によって超音波ビームが点Oの方向に向けて送信されたときの受信信号の様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a state of a reception signal when an ultrasonic beam is transmitted in the direction of a point O by an array transducer. 配列振動子によって超音波ビームが点Oの方向に向けて送信されたときの受信信号の様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a state of a reception signal when an ultrasonic beam is transmitted in the direction of a point O by an array transducer. 本発明の一実施形態の変形例に係る超音波プローブの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ultrasonic probe which concerns on the modification of one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、この超音波診断装置は、本発明の一実施形態に係る超音波プローブ1と、超音波診断装置本体2とによって構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1 according to an embodiment of the present invention and an ultrasonic diagnostic apparatus body 2.

超音波プローブ1は、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、セクタスキャン方式等の体外式プローブでも良いし、ラジアルスキャン方式等の超音波内視鏡用プローブでも良い。図1に示すように、超音波プローブ1は、1次元又は2次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ10と、複数チャンネルの送受信部20と、シリアル化部30と、送信制御部40と、伝送回路50とを含んでいる。   The ultrasonic probe 1 may be an external probe such as a linear scan method, a convex scan method, or a sector scan method, or an ultrasonic endoscope probe such as a radial scan method. As shown in FIG. 1, the ultrasonic probe 1 includes a plurality of ultrasonic transducers 10 constituting a one-dimensional or two-dimensional transducer array, a plurality of channels of transmission / reception units 20, a serialization unit 30, and a transmission control unit 40. And a transmission circuit 50.

複数の超音波トランスデューサ10は、印加される複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛:Pb(lead) zirconate titanate)に代表される圧電セラミックや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン:polyvinylidene difluoride)に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料(圧電体)の両端に電極を形成した振動子によって構成される。   The plurality of ultrasonic transducers 10 transmit ultrasonic waves according to a plurality of applied driving signals, receive propagating ultrasonic echoes, and output a plurality of reception signals. Each ultrasonic transducer is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Pb (lead) zirconate titanate) or a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene difluoride). It is constituted by a vibrator in which electrodes are formed at both ends of a piezoelectric material (piezoelectric body).

そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。   When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts. By this expansion and contraction, pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and an ultrasonic beam is formed by combining the ultrasonic waves. Each vibrator expands and contracts by receiving propagating ultrasonic waves and generates an electrical signal. These electrical signals are output as ultrasonic reception signals.

各チャンネルの送受信部20は、送信制御部40の制御の下で駆動信号を生成して、その駆動信号を超音波トランスデューサ10に供給すると共に、超音波トランスデューサ10から出力される受信信号に対して直交検波処理等を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、さらに、複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号及び複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成し、振幅信号及び位相信号をサンプリングして生成されたパラレルのサンプルデータをシリアル化部30に供給する。   The transmission / reception unit 20 of each channel generates a drive signal under the control of the transmission control unit 40, supplies the drive signal to the ultrasonic transducer 10, and outputs a received signal output from the ultrasonic transducer 10. Generates a complex baseband signal by performing quadrature detection processing, etc., further generates an amplitude signal representing the amplitude of the complex baseband signal and a phase signal representing the phase of the complex baseband signal, and samples the amplitude signal and the phase signal The parallel sample data generated in this way is supplied to the serialization unit 30.

図2は、図1に示す送受信部の第1の構成例を示す図である。図2に示すように、各チャンネルの送受信部20は、送信回路21と、プリアンプ22と、ローパスフィルタ(LPF)23と、アナログ/ディジタル変換器(ADC)24と、直交検波処理部25と、振幅演算部26aと、位相演算部26bと、サンプリング部27a及び27bと、メモリ28a及び28bとを含んでいる。ここで、送信回路21〜位相演算部26bは、信号処理手段を構成している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a first configuration example of the transmission / reception unit illustrated in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the transmission / reception unit 20 of each channel includes a transmission circuit 21, a preamplifier 22, a low-pass filter (LPF) 23, an analog / digital converter (ADC) 24, an orthogonal detection processing unit 25, An amplitude calculation unit 26a, a phase calculation unit 26b, sampling units 27a and 27b, and memories 28a and 28b are included. Here, the transmission circuit 21 to the phase calculation unit 26b constitute signal processing means.

送信回路21は、例えば、パルサによって構成されており、送信制御部40の制御の下で駆動信号を生成して、生成された駆動信号を超音波トランスデューサ10に供給する。図1に示す走査制御部140は、超音波ビームの送信方向を順次設定して走査制御信号を生成し、伝送回路60は、走査制御部140によって生成された走査制御信号を伝送回路50に伝送する。送信制御部40は、伝送回路50から供給される走査制御信号に基づいて、複数チャンネルの送信回路21の動作を制御する。   The transmission circuit 21 is configured by, for example, a pulsar, generates a drive signal under the control of the transmission control unit 40, and supplies the generated drive signal to the ultrasonic transducer 10. The scanning control unit 140 illustrated in FIG. 1 sequentially sets the transmission direction of the ultrasonic beam to generate a scanning control signal, and the transmission circuit 60 transmits the scanning control signal generated by the scanning control unit 140 to the transmission circuit 50. To do. The transmission control unit 40 controls the operation of the multiple-channel transmission circuit 21 based on the scanning control signal supplied from the transmission circuit 50.

例えば、送信制御部40は、走査制御信号によって設定された送信方向に応じて、複数の遅延パターンの中から1つのパターンを選択し、そのパターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ10の駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部40は、複数の超音波トランスデューサ10から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。   For example, the transmission control unit 40 selects one pattern from a plurality of delay patterns according to the transmission direction set by the scanning control signal, and based on the pattern, the drive signals for the plurality of ultrasonic transducers 10 are selected. The delay time given to each is set. Alternatively, the transmission control unit 40 may set the delay time so that the ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10 reach the entire imaging region of the subject.

複数チャンネルの送信回路21は、送信制御部40によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ10から送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサ10に供給し、あるいは、複数の超音波トランスデューサ10から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を複数の超音波トランスデューサ10に供給する。   Based on the transmission delay pattern selected by the transmission control unit 40, the multi-channel transmission circuit 21 delays a plurality of drive signals so that the ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10 form an ultrasonic beam. A plurality of drive signals are supplied to a plurality of ultrasonic transducers 10 by adjusting the amount, or a plurality of drive signals are transmitted so that ultrasonic waves transmitted at a time from the plurality of ultrasonic transducers 10 reach the entire imaging region of the subject. It is supplied to the sonic transducer 10.

プリアンプ22は、超音波トランスデューサ10から出力される受信信号(RF信号)を増幅し、LPF23は、プリアンプ21から出力される受信信号の帯域を制限することにより、A/D変換におけるエリアジングを防止する。ADC24は、LPF23から出力されるアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換する。例えば、超音波の周波数が5MHz程度であるとすれば、40MHzのサンプリング周波数が用いられる。その場合に、1サンプルに相当する生体内距離は約0.038mmとなるので、4096サンプルで約15.7cmの深度までのデータが得られることになる。   The preamplifier 22 amplifies the reception signal (RF signal) output from the ultrasonic transducer 10, and the LPF 23 limits the band of the reception signal output from the preamplifier 21, thereby preventing aliasing in A / D conversion. To do. The ADC 24 converts the analog reception signal output from the LPF 23 into a digital reception signal. For example, if the ultrasonic frequency is about 5 MHz, a sampling frequency of 40 MHz is used. In this case, since the in-vivo distance corresponding to one sample is about 0.038 mm, data up to a depth of about 15.7 cm can be obtained with 4096 samples.

受信開口における超音波トランスデューサの数を64個とし、超音波診断画像の1フレームについて100本の超音波受信ライン(音線)が必要であるとすれば、1フレームの画像を表示するために必要なデータ量は、4096×64×100≒26×10個となり、毎秒10フレームの画像を表示するためには、約260×10個/秒のデータ転送が必要となる。ここで、超音波診断画像に必要な分解能は、通常、1個のデータについて12ビット程度であるから、上記のデータを伝送するためには、約3120Mbpsの伝送ビットレートが必要となる。 If the number of ultrasonic transducers in the reception aperture is 64, and 100 ultrasonic reception lines (sound rays) are required for one frame of an ultrasonic diagnostic image, it is necessary to display an image of one frame. The amount of data is 4096 × 64 × 100≈26 × 10 6 , and in order to display an image of 10 frames per second, data transfer of about 260 × 10 6 / sec is required. Here, since the resolution required for the ultrasonic diagnostic image is usually about 12 bits for one piece of data, a transmission bit rate of about 3120 Mbps is required to transmit the above data.

このように、RF信号のままでデータの直列化を行うと、伝送ビットレートが極めて高くなり、通信速度やメモリの動作速度がそれに追いつかない。一方、背景技術の説明において述べたように、受信フォーカス処理の後でデータの直列化を行うと、伝送ビットレートを低減することができる。しかしながら、受信フォーカス処理のための回路は、規模が大きく、超音波プローブの中に組み込むことは困難である。そこで、本実施形態においては、受信信号に対して直交検波処理等を施して受信信号の周波数帯域をベースバンド周波数帯域に落とし、さらに、複素ベースバンド信号の振幅情報及び位相情報を求めてデータの直列化を行うことにより、伝送ビットレートを低減させている。   Thus, when data is serialized with an RF signal as it is, the transmission bit rate becomes extremely high, and the communication speed and the operation speed of the memory cannot keep up with it. On the other hand, as described in the description of the background art, when data is serialized after the reception focus process, the transmission bit rate can be reduced. However, a circuit for reception focus processing is large in scale and is difficult to incorporate into an ultrasonic probe. Therefore, in this embodiment, the received signal is subjected to orthogonal detection processing or the like to reduce the frequency band of the received signal to the baseband frequency band, and further, the amplitude information and phase information of the complex baseband signal are obtained to obtain the data By performing serialization, the transmission bit rate is reduced.

直交検波処理部25は、受信信号に対して直交検波処理を施し、複素ベースバンド信号(I信号及びQ信号)を生成する。図2に示すように、直交検波処理部25は、ミキサ(掛算回路)25a及び25bと、ローパスフィルタ(LPF)25c及び25dとを含んでいる。ミキサ25aが、ADC24によってディジタル信号に変換された受信信号に局部発振信号cosωtを掛け合わせて、LPF25cが、ミキサ25aから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すI信号が生成される。一方、ミキサ25bが、ADC24によってディジタル信号に変換された受信信号に位相をπ/2だけ回転させた局部発振信号sinωtを掛け合わせて、LPF25dが、ミキサ25bから出力される信号にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すQ信号が生成される。 The quadrature detection processing unit 25 performs quadrature detection processing on the received signal to generate a complex baseband signal (I signal and Q signal). As shown in FIG. 2, the quadrature detection processing unit 25 includes mixers (multiplication circuits) 25a and 25b and low-pass filters (LPF) 25c and 25d. The mixer 25a multiplies the received signal converted into a digital signal by the ADC 24 with the local oscillation signal cosω 0 t, and the LPF 25c applies a low-pass filter process to the signal output from the mixer 25a, thereby representing the real component I A signal is generated. On the other hand, the mixer 25b multiplies the received signal converted into the digital signal by the ADC 24 with the local oscillation signal sin ω 0 t rotated in phase by π / 2, and the LPF 25d applies the low-pass filter to the signal output from the mixer 25b. By performing the processing, a Q signal representing an imaginary component is generated.

振幅演算部26aは、直交検波処理部25によって生成された複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号を生成する。ここで、第i番目の超音波トランスデューサから出力される受信信号に基づいて得られる複素ベースバンド信号を構成するI信号及びQ信号をそれぞれR(i)及びI(i)とすると、複素ベースバンド信号の振幅A(i)は、次式(1)によって表される。
A(i)=(R(i)+I(i)1/2 ・・・(1)
The amplitude calculation unit 26a generates an amplitude signal representing the amplitude of the complex baseband signal generated by the quadrature detection processing unit 25. Here, when the I and Q signals constituting the complex baseband signal obtained based on the reception signal output from the i-th ultrasonic transducer are R (i) and I (i), respectively, the complex baseband The amplitude A (i) of the signal is expressed by the following equation (1).
A (i) = (R (i) 2 + I (i) 2 ) 1/2 (1)

また、位相演算部26bは、直交検波処理部25によって生成された複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成する。ここで、第i番目の超音波トランスデューサから出力される受信信号に基づいて得られる複素ベースバンド信号を構成するI信号及びQ信号をそれぞれR(i)及びI(i)とすると、複素ベースバンド信号の位相φ(i)は、次式(2)によって表される。
φ(i)=arctan(I(i)/R(i)) ・・・(2)
The phase calculation unit 26b generates a phase signal representing the phase of the complex baseband signal generated by the quadrature detection processing unit 25. Here, when the I and Q signals constituting the complex baseband signal obtained based on the reception signal output from the i-th ultrasonic transducer are R (i) and I (i), respectively, the complex baseband The phase φ (i) of the signal is expressed by the following equation (2).
φ (i) = arctan (I (i) / R (i)) (2)

現在最も広く用いられている12ビットAD変換器の場合には、直交検波後の演算語長も12ビットとするのが妥当である。従って、I信号及びQ信号がシリアル化されるとしたら、I信号とQ信号とを合わせて24ビットのデータ量が必要になる。一方、振幅信号のデータ量は、式(1)によればI信号及びQ信号の21/2倍となるから、13ビットあれば十分である。 In the case of a 12-bit AD converter that is most widely used at present, it is appropriate to set the operation word length after quadrature detection to 12 bits. Accordingly, if the I signal and the Q signal are serialized, a data amount of 24 bits is required in combination with the I signal and the Q signal. On the other hand, the data amount of the amplitude signal is 21/2 times that of the I signal and the Q signal according to the equation (1), so 13 bits are sufficient.

位相情報のデータ量については、2πにおける位相情報をどれだけの分解能で取得するかに依存する。位相情報の分解能は、時間分解能に相当するから、従来の整相加算と比較すれば、送受信される超音波の周波数に対して、その周期の1/16程度あれば十分である。そうだとすると、位相情報のデータ長は4ビットでも足りることになる。仮に、位相情報のデータ長を6ビットにすれば、通常の整相加算に比べて4倍の精度で位相制御が行えることになる。   The data amount of the phase information depends on how much resolution the phase information at 2π is acquired. Since the resolution of the phase information corresponds to the time resolution, it is sufficient that the period is about 1/16 of the period of the transmitted / received ultrasonic frequency as compared with the conventional phasing addition. If this is the case, the data length of the phase information may be 4 bits. If the data length of the phase information is set to 6 bits, phase control can be performed with four times the accuracy compared to normal phasing addition.

その場合でも、振幅信号のデータ長と位相信号のデータ長とを合わせて19ビットであり、I信号及びQ信号をシリアル化する場合と比較してデータ量の削減を行うことができる。振幅情報と位相情報とを用いるデータのシリアル化においては、対象とする機器の性能規模に応じて、それぞれに最適なデータ語長を選定することができる。   Even in this case, the data length of the amplitude signal and the data length of the phase signal are 19 bits, and the data amount can be reduced as compared with the case where the I signal and the Q signal are serialized. In serializing data using amplitude information and phase information, an optimum data word length can be selected for each according to the performance scale of the target device.

サンプリング部27aは、振幅演算部26aによって生成された振幅信号をサンプリング(再サンプリング)する。また、サンプリング部27bは、位相演算部26bによって生成された振幅信号をサンプリング(再サンプリング)する。これにより、2チャンネルのサンプルデータが生成される。生成された2チャンネルのサンプルデータは、メモリ28a及び28bにそれぞれ格納される。   The sampling unit 27a samples (resamples) the amplitude signal generated by the amplitude calculation unit 26a. The sampling unit 27b samples (resamples) the amplitude signal generated by the phase calculation unit 26b. Thereby, 2-channel sample data is generated. The generated 2-channel sample data is stored in the memories 28a and 28b, respectively.

図3は、図1に示す送受信部の第2の構成例を示す図である。図3に示す第2の構成例においては、図2に示す第1の構成例におけるミキサ25a及び25bの替わりに直交サンプリング部25eが設けられている。   FIG. 3 is a diagram illustrating a second configuration example of the transmission / reception unit illustrated in FIG. 1. In the second configuration example shown in FIG. 3, an orthogonal sampling unit 25e is provided instead of the mixers 25a and 25b in the first configuration example shown in FIG.

図4は、図3に示す直交サンプリング部の動作を説明するための波形図である。直交サンプリング部25eは、ADC24によってディジタル信号に変換された受信信号をcosωtの位相に同期してサンプリングして第1の信号系列を生成すると共に、受信信号をsinωtの位相に同期してサンプリングして第2の信号系列を生成する。 FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the orthogonal sampling unit shown in FIG. Quadrature sampling unit 25e is to synchronize the received signal converted into a digital signal to the phase of the cos .omega 0 t to generate a first signal sequence by sampling by ADC 24, synchronizes the received signal to the phase of sin .omega 0 t To generate a second signal sequence.

さらに、LPF25cが、直交サンプリング部25eから出力される第1の信号系列にローパスフィルタ処理を施すことにより、実数成分を表すI信号が生成され、LPF25dが、直交サンプリング部25eから出力される第2の信号系列にローパスフィルタ処理を施すことにより、虚数成分を表すQ信号が生成される。これにより、図2に示すミキサ25a及び25bを省略することができる。   Further, the LPF 25c performs low-pass filter processing on the first signal sequence output from the orthogonal sampling unit 25e, thereby generating an I signal representing a real component, and the LPF 25d is output from the orthogonal sampling unit 25e. A Q signal representing an imaginary component is generated by performing low-pass filter processing on the signal series. Thereby, the mixers 25a and 25b shown in FIG. 2 can be omitted.

再び図1を参照すると、シリアル化部30は、複数チャンネルの送受信部20によって生成されたパラレルのサンプルデータを、シリアルのサンプルデータに変換する。例えば、シリアル化部30は、64個の超音波トランスデューサから出力される64個の受信信号に基づいて得られる128チャンネルのパラレルのサンプルデータを、1〜4チャンネルのシリアルのサンプルデータに変換する。これにより、超音波トランスデューサの数と比較して、伝送チャンネル数が大幅に低減される。   Referring to FIG. 1 again, the serialization unit 30 converts the parallel sample data generated by the transmission / reception unit 20 of a plurality of channels into serial sample data. For example, the serialization unit 30 converts 128 channel parallel sample data obtained based on 64 received signals output from 64 ultrasonic transducers into 1-4 channel serial sample data. This significantly reduces the number of transmission channels compared to the number of ultrasonic transducers.

伝送回路50は、超音波診断装置本体2から走査制御信号を受信して、受信した走査制御信号を送信制御部40に出力すると共に、シリアル化部30によって変換されたシリアルのサンプルデータを超音波診断装置本体2に送信する。超音波プローブ1と超音波診断装置本体2との間の信号伝送は、例えば、ASK(Amplitude Shift Keying)、PSK(Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)等の通信方式を用いて、有線又は無線で行われる。ASK又はPSKを用いる場合には、1系統で1チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、QPSKを用いる場合には、1系統で2チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能であり、16QAMを用いる場合には、1系統で4チャンネルのシリアルデータを伝送することが可能である。   The transmission circuit 50 receives the scanning control signal from the ultrasonic diagnostic apparatus body 2, outputs the received scanning control signal to the transmission control unit 40, and ultrasonically converts the serial sample data converted by the serializing unit 30. It transmits to the diagnostic apparatus main body 2. Signal transmission between the ultrasonic probe 1 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 is, for example, ASK (Amplitude Shift Keying), PSK (Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation). Or the like using a communication method such as wired or wireless. When using ASK or PSK, it is possible to transmit one channel of serial data with one system. When using QPSK, it is possible to transmit two channels of serial data with one system. When 16QAM is used, four channels of serial data can be transmitted in one system.

超音波プローブ1の電源電圧は、超音波プローブ1と超音波診断装置本体2との間の信号伝送が有線で行われる場合には超音波診断装置本体2から供給され、超音波プローブ1と超音波診断装置本体2との間の信号伝送が無線で行われる場合にはバッテリー等によって供給される。超音波プローブ1の電源電圧を超音波診断装置本体2から供給する場合には、超音波プローブ1と超音波診断装置本体2との間に接続される信号線を利用してファントム給電を行っても良い。   The power supply voltage of the ultrasonic probe 1 is supplied from the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 when signal transmission between the ultrasonic probe 1 and the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 is performed by wire. When signal transmission with the sonic diagnostic apparatus main body 2 is performed wirelessly, it is supplied by a battery or the like. When the power supply voltage of the ultrasonic probe 1 is supplied from the ultrasonic diagnostic apparatus body 2, phantom power supply is performed using a signal line connected between the ultrasonic probe 1 and the ultrasonic diagnostic apparatus body 2. Also good.

以上において、直交検波処理部25(図2)、振幅演算部26a(図2)、位相演算部26b(図2)、サンプリング部27a及び27b(図2)、直交サンプリング部25e(図3)、LPF25c及び25d(図3)、及び、シリアル化部30は、ディジタル回路によって構成しても良いし、中央演算装置(CPU)と、CPUに各種の処理を行わせるためのソフトウェア(プログラム)とによって構成しても良い。あるいは、直交検波処理部25をアナログ回路によって構成することにより、ADC24を省略しても良い。その場合には、サンプリング部27a及び27bによって、複素ベースバンド信号のA/D変換が行われる。   In the above, the quadrature detection processing unit 25 (FIG. 2), the amplitude calculation unit 26a (FIG. 2), the phase calculation unit 26b (FIG. 2), the sampling units 27a and 27b (FIG. 2), the quadrature sampling unit 25e (FIG. 3), The LPFs 25c and 25d (FIG. 3) and the serializing unit 30 may be configured by digital circuits, or by a central processing unit (CPU) and software (program) for causing the CPU to perform various processes. It may be configured. Alternatively, the ADC 24 may be omitted by configuring the quadrature detection processing unit 25 with an analog circuit. In that case, A / D conversion of the complex baseband signal is performed by the sampling units 27a and 27b.

一方、図1に示す超音波診断装置本体2は、伝送回路60と、パラレル化部70と、整相加算部80と、Bモード画像信号生成部90と、表示部100と、操作部110と、制御部120と、格納部130と、走査制御部140とを有している。   On the other hand, the ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 shown in FIG. 1 includes a transmission circuit 60, a parallelization unit 70, a phasing addition unit 80, a B-mode image signal generation unit 90, a display unit 100, and an operation unit 110. , A control unit 120, a storage unit 130, and a scanning control unit 140.

伝送回路60は、超音波プローブ1からシリアルのサンプルデータを受信する。パラレル化部70は、伝送回路60によって受信されたシリアルのサンプルデータをパラレルのサンプルデータに変換し、パラレルのサンプルデータから、複数の超音波トランスデューサ10から出力される複数の受信信号に基づいて得られた複数の振幅信号及び複数の位相信号を抽出して、それらを整相加算部80に供給する。走査制御部140は、超音波エコーの受信方向を順次設定して、整相加算部80を制御する。   The transmission circuit 60 receives serial sample data from the ultrasonic probe 1. The parallelizing unit 70 converts the serial sample data received by the transmission circuit 60 into parallel sample data, and obtains the parallel sample data from the parallel sample data based on a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers 10. The plurality of amplitude signals and the plurality of phase signals thus obtained are extracted and supplied to the phasing adder 80. The scanning control unit 140 sequentially sets the reception direction of the ultrasonic echoes and controls the phasing addition unit 80.

図5は、図1に示す整相加算部の構成例を示す図である。図5に示すように、整相加算部80は、位相補正部81と、位相補正値テーブル82と、複数チャンネルの遅延I信号演算部83と、複数チャンネルの遅延Q信号演算部84と、遅延I信号加算部85と、遅延Q信号加算部86とを含んでいる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the phasing addition unit illustrated in FIG. 1. As shown in FIG. 5, the phasing addition unit 80 includes a phase correction unit 81, a phase correction value table 82, a multi-channel delay I signal calculation unit 83, a multi-channel delay Q signal calculation unit 84, and a delay. An I signal adding unit 85 and a delayed Q signal adding unit 86 are included.

位相補正部81は、位相補正値テーブル82に格納されている位相補正値を用いることにより、受信フォーカスと複数の超音波トランスデューサとの相対位置に応じて、パラレル化部70によって抽出された位相信号によって表される位相値を補正する。遅延I信号演算部83は、パラレル化部70によって抽出された振幅信号によって表される振幅値と位相補正部81によって補正された位相値とに基づいて、遅延された複素ベースバンド信号の実数成分(遅延I信号)を求める。また、遅延Q信号演算部84は、パラレル化部70によって抽出された振幅信号によって表される振幅値と位相補正部81によって補正された位相値とに基づいて、遅延された複素ベースバンド信号の虚数成分(遅延Q信号)を求める。   The phase correction unit 81 uses the phase correction value stored in the phase correction value table 82 to thereby extract the phase signal extracted by the parallelizing unit 70 according to the relative position between the reception focus and the plurality of ultrasonic transducers. The phase value represented by is corrected. The delayed I signal calculation unit 83 is based on the amplitude value represented by the amplitude signal extracted by the parallelization unit 70 and the phase value corrected by the phase correction unit 81, and the real component of the delayed complex baseband signal (Delayed I signal) is obtained. Further, the delayed Q signal calculation unit 84 is based on the amplitude value represented by the amplitude signal extracted by the parallelization unit 70 and the phase value corrected by the phase correction unit 81, and An imaginary component (delayed Q signal) is obtained.

遅延I信号加算部85は、複数チャンネルの遅延I信号演算部83によって複数の超音波トランスデューサについてそれぞれ求められた遅延I信号を加算することにより、整相加算実数信号(整相加算I信号)を生成する。また、遅延Q信号加算部86は、複数チャンネルの遅延Q信号演算部84によって複数の超音波トランスデューサについてそれぞれ求められた遅延Q信号を加算することにより、整相加算虚数信号(整相加算Q信号)を生成する。   The delay I signal addition unit 85 adds the delay I signals obtained for the plurality of ultrasonic transducers by the delay I signal calculation unit 83 of the plurality of channels, thereby obtaining a phasing addition real signal (phasing addition I signal). Generate. Further, the delay Q signal adding unit 86 adds the delay Q signals obtained for the plurality of ultrasonic transducers by the plurality of channels' delay Q signal calculating unit 84 to thereby obtain a phasing addition imaginary signal (phasing addition Q signal). ) Is generated.

図6は、図5に示す整相加算部の動作を説明するための図である。図6においては、1つの超音波トランスデューサに対応する1チャンネル分の信号処理が示されている。
位相補正値テーブル82には、受信フォーカスと複数の超音波トランスデューサとの幾何学的な相対位置に応じて、位相信号によって表される位相値θを補正するための位相補正値φが格納されている。位相補正部81は、走査制御部11において設定された受信方向に応じて位相補正値テーブル82から位相補正値φを読み出し、位相信号によって表される位相値θから位相補正値φを減算することにより、補正位相値(θ−φ)を求める。これは、位相補正値φに相当する時間だけ複素ベースバンド信号を遅延させることに相当する。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the phasing adder shown in FIG. FIG. 6 shows signal processing for one channel corresponding to one ultrasonic transducer.
The phase correction value table 82 stores a phase correction value φ for correcting the phase value θ represented by the phase signal in accordance with the geometric relative position between the reception focus and the plurality of ultrasonic transducers. Yes. The phase correction unit 81 reads the phase correction value φ from the phase correction value table 82 according to the reception direction set in the scanning control unit 11, and subtracts the phase correction value φ from the phase value θ represented by the phase signal. Thus, a correction phase value (θ−φ) is obtained. This corresponds to delaying the complex baseband signal by a time corresponding to the phase correction value φ.

遅延I信号演算部83は、振幅信号によって表される振幅値Aと位相補正部81によって補正された位相値(θ−φ)とに基づいて、遅延された複素ベースバンド信号の実数成分(遅延I信号)であるA・cos(θ−φ)を求める。また、遅延Q信号演算部84は、振幅信号によって表される振幅値Aと位相補正部81によって補正された位相値(θ−φ)とに基づいて、遅延された複素ベースバンド信号の虚数成分(遅延Q信号)であるA・sin(θ−φ)を求める。   The delayed I signal calculation unit 83 is based on the amplitude value A represented by the amplitude signal and the phase value (θ−φ) corrected by the phase correction unit 81, and the real component (delayed) of the delayed complex baseband signal. A · cos (θ−φ) which is an I signal) is obtained. Further, the delay Q signal calculation unit 84 is based on the amplitude value A represented by the amplitude signal and the phase value (θ−φ) corrected by the phase correction unit 81, and the imaginary component of the delayed complex baseband signal. A · sin (θ−φ) which is (delayed Q signal) is obtained.

再び図5を参照すると、遅延I信号加算部85は、複数チャンネルの遅延I信号演算部83によって複数の超音波トランスデューサについてそれぞれ求められた遅延I信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた整相加算I信号が生成される。また、遅延Q信号加算部86は、複数チャンネルの遅延Q信号演算部84によって複数の超音波トランスデューサについてそれぞれ求められた遅延Q信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた整相加算Q信号が生成される。   Referring to FIG. 5 again, the delay I signal adding unit 85 performs the reception focus process by adding the delay I signals respectively obtained for the plurality of ultrasonic transducers by the plurality of channels of the delay I signal calculating unit 83. By this reception focus processing, a phasing addition I signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated. The delay Q signal addition unit 86 performs reception focus processing by adding the delay Q signals obtained for the plurality of ultrasonic transducers by the delay Q signal calculation unit 84 of the plurality of channels. By this reception focus processing, a phasing addition Q signal in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated.

このように、位相値θを補正することにより、直交検波等によって得られた複素ベースバンド信号に対し、データ補間処理を行うことなく、従来よりも連続的な遅延量を用いて高精度の整相加算を行う受信フォーカス処理を実現することができる。また、整相加算回路を簡略化できると共に、自由度の高いフォーカス設定が可能となる。   As described above, by correcting the phase value θ, the complex baseband signal obtained by quadrature detection or the like is not subjected to data interpolation processing, and is more accurately adjusted using a continuous delay amount than before. A reception focus process for performing phase addition can be realized. In addition, the phasing and adding circuit can be simplified, and focus setting with a high degree of freedom is possible.

再び図1を参照すると、Bモード画像信号生成部90は、遅延I信号加算部85によって生成された整相加算I信号、及び/又は、遅延Q信号加算部86によって生成された整相加算Q信号に基づいて、超音波診断画像を表すBモード画像信号を生成する。ここで、Bモードとは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して2次元断層画像を表示するモードのことである。Bモード画像信号生成部90は、振幅値演算部91と、STC(sensitivity time control)部92と、DSC(digital scan converter:ディジタル・スキャン・コンバータ)93とを含んでいる。   Referring back to FIG. 1, the B-mode image signal generation unit 90 includes the phasing addition I signal generated by the delay I signal addition unit 85 and / or the phasing addition Q generated by the delay Q signal addition unit 86. Based on the signal, a B-mode image signal representing the ultrasonic diagnostic image is generated. Here, the B mode is a mode for displaying the two-dimensional tomographic image by converting the amplitude of the ultrasonic echo into luminance. The B-mode image signal generation unit 90 includes an amplitude value calculation unit 91, an STC (sensitivity time control) unit 92, and a DSC (digital scan converter) 93.

振幅値演算部91は、整相加算I信号と整相加算Q信号との自乗和の平方根を求めることにより、整相加算された複素ベースバンド信号の振幅値を表す整相加算信号を生成する。STC部92は、整相加算部80によって生成された整相加算信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。   The amplitude value calculation unit 91 obtains the square root of the sum of squares of the phasing addition I signal and the phasing addition Q signal, thereby generating a phasing addition signal representing the amplitude value of the complex baseband signal subjected to the phasing addition. . The STC unit 92 corrects attenuation with respect to the phasing addition signal generated by the phasing addition unit 80 according to the depth of the reflection position of the ultrasonic wave.

DSC93は、STC部92によって補正された整相加算信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換(ラスター変換)し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Bモード画像信号を生成する。表示部100は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、Bモード画像信号生成部90によって生成されたBモード画像信号に基づいて超音波診断画像を表示する。   The DSC 93 converts the phasing addition signal corrected by the STC unit 92 into an image signal in accordance with a normal television signal scanning method (raster conversion), and performs necessary image processing such as gradation processing to perform the B mode. An image signal is generated. The display unit 100 includes a display device such as an LCD, for example, and displays an ultrasound diagnostic image based on the B-mode image signal generated by the B-mode image signal generation unit 90.

あるいは、画像信号生成部70は、整相加算I信号と整相加算Q信号との内の一方に基づいて画像信号を生成することも可能であり、その場合には、振幅値演算部91を省略すると共に、遅延Q信号演算部84及び遅延Q信号加算部86を省略しても良いし、あるいは、遅延I信号演算部83及び遅延I信号加算部85を省略しても良い。   Alternatively, the image signal generation unit 70 can also generate an image signal based on one of the phasing addition I signal and the phasing addition Q signal. While omitted, the delay Q signal calculation unit 84 and the delay Q signal addition unit 86 may be omitted, or the delay I signal calculation unit 83 and the delay I signal addition unit 85 may be omitted.

制御部120は、操作部110を用いたオペレータの操作に従って、走査制御部140等を制御する。本実施形態においては、パラレル部70、整相加算部80、Bモード画像信号生成部90、制御部120、及び、走査制御部140が、中央演算装置(CPU)と、CPUに各種の処理を行わせるためのソフトウェア(プログラム)とによって構成されるが、それらをディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。上記のソフトウェア(プログラム)は、格納部130に格納される。格納部130における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、又は、DVD−ROM等を用いることができる。   The control unit 120 controls the scanning control unit 140 and the like according to the operation of the operator using the operation unit 110. In this embodiment, the parallel unit 70, the phasing addition unit 80, the B-mode image signal generation unit 90, the control unit 120, and the scanning control unit 140 perform various processes on the central processing unit (CPU) and the CPU. Although it is configured by software (program) for execution, it may be configured by a digital circuit or an analog circuit. The software (program) is stored in the storage unit 130. As a recording medium in the storage unit 130, a flexible disk, MO, MT, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, or the like can be used in addition to the built-in hard disk.

ここで、本発明の原理について、図7及び図8を参照しながら詳しく説明する。
図7及び図8は、配列振動子によって超音波ビームが点Oの方向に向けて送信されたときの受信信号の様子を示す図である。図7において、振動子p〜pの上にあるマトリックスは、ディジタル化された受信信号を示すものとする。各振動子の上の列は、その振動子からの時刻tにおける受信信号を示している。例えば、ある時刻において中央の振動子pが点Oからの超音波エコーを受信した場合に、その受信信号は、eの位置に保存される。それと同じタイミングにおいて受信された両端の振動子p及びpからの受信信号は、それぞれe及びeの位置に保存される。
Here, the principle of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
7 and 8 are views showing the state of the reception signal when the ultrasonic beam is transmitted in the direction of the point O by the array transducer. In FIG. 7, it is assumed that the matrix above the transducers p 1 to p 9 represents a digitized reception signal. The column above each transducer indicates the received signal from that transducer at time t. For example, if the center of the vibrator p 5 at a certain time receiving ultrasonic echoes from the point O, the received signal is stored in the position of e 5. The received signals from the transducers p 1 and p 9 at both ends received at the same timing are stored at positions e 1 and e 9 , respectively.

しかしながら、それらの受信信号は、点Oよりも近距離からの超音波エコーを表しており、点Oからの超音波エコーは、それぞれ時間t及びtだけ遅れて到達し、図7においては、それぞれe'及びe'の位置に保存されることになる。このとき、点Oが振動子pの直下であればt=tであるから、e'及びe'の位置も同じになる。従来のビームフォーミングにおいては、eの位置における受信信号を実際に時間tだけ遅延させて、e'及びe'の位置における受信信号と加算する方法が採られる。 However, these received signals represent ultrasonic echoes from a shorter distance than point O, and the ultrasonic echoes from point O arrive with a delay of time t 1 and t 9 , respectively. , Respectively, at the positions e 1 ′ and e 9 ′. At this time, if the point O is directly below the transducer p 5 , t 1 = t 9 , so the positions of e 1 ′ and e 9 ′ are also the same. In conventional beam forming, a method is adopted in which the received signal at the position e 5 is actually delayed by time t 1 and added to the received signals at the positions e 1 ′ and e 9 ′.

図8において、振動子p1によるe1の位置における受信信号e(nT)が式(3)で示されるものとする。
e(nT)=A(nT)・exp{j(2πfnT+θ)} ・・・(3)
ここで、A(nT)は、点Oからの超音波エコーの信号強度であり、nTは、サンプリング間隔がTのサンプリングレートでAD変換されたn番目のデータであることを示す。この受信信号は、送信周波数fに対して時間nTに相当するだけの位相回転を有しており、θは、深度に応じた位相の初期値である。ここで、同じ時刻に受信した他の振動子による受信信号e(nT)は、式(4)で示される。
(nT)=A(nT+t(i,n))
・exp{j(2πf(nT+t(i,n))+θ)}・・・(4)
In FIG. 8, it is assumed that the received signal e (nT) at the position of e1 by the vibrator p1 is expressed by Expression (3).
e (nT) = A (nT) · exp {j (2πf 0 nT + θ 0 )} (3)
Here, A (nT) is the signal intensity of the ultrasonic echo from the point O, and nT indicates that the sampling interval is the nth data AD-converted at the sampling rate of T. This received signal has a phase rotation corresponding to the time nT with respect to the transmission frequency f 0 , and θ 0 is an initial value of the phase according to the depth. Here, the received signal e i (nT) by other vibrators received at the same time is expressed by Expression (4).
e i (nT) = A (nT + t (i, n))
Exp {j (2πf 0 (nT + t (i, n)) + θ 0 )} (4)

この受信信号e(nT)は、時間tに相当する深さからの信号であるから、点Oよりも深い点O'からの受信信号である。例えば、図8において、振動子pによる受信信号を考えると、eの位置における受信信号と比較して、時刻が(t−t)だけ先行していることになる。この時間差は、振動子の位置と受信時刻とによって表されるので、t(i,n)で示すことができる。また、t(i,n)は、音源と振動子との幾何学的な相対位置から算出することができる。従来方式のビームフォーミングにおいては、この時間差t(i,n)の分だけ受信信号e(nT)を遅延させることによって、受信信号e(nT)を受信信号e(nT)と同相の信号とし、それらを加算することによって整相加算が行われる。 Since this received signal e i (nT) is a signal from a depth corresponding to the time t 1 , it is a received signal from a point O ′ deeper than the point O. For example, in FIG. 8, considering the signal received by the transducer p 5, as compared with the received signal at the position of e 1, the time is that they are preceded by (t 1 -t 5). Since this time difference is represented by the position of the transducer and the reception time, it can be represented by t (i, n). Further, t (i, n) can be calculated from the geometric relative position between the sound source and the vibrator. In conventional beamforming, the received signal e i (nT) is delayed by the time difference t (i, n), thereby causing the received signal e i (nT) to be in phase with the received signal e (nT). And phasing addition is performed by adding them.

ベースバンド方式においては、受信信号を直交検波することによって、受信信号をベースバンドのI信号及びQ信号に変換する。式(3)及び式(4)によって表される受信信号は、ベースバンドに変換されて、式(5)及び式(6)によって表される。
E(nT)=e(nT)・exp{−j(2πfnT)}
=A(nT)・exp{−jθ} ・・・(5)
(nT)=e(nT)・exp{−j(2πfnT)}
=A(nT+t(i,n))・exp{j(2πft(i,n)+θ)}・・・(6)
In the baseband method, the received signal is converted into a baseband I signal and Q signal by performing quadrature detection on the received signal. The received signals represented by Expression (3) and Expression (4) are converted to baseband and represented by Expression (5) and Expression (6).
E (nT) = e (nT) · exp {−j (2πf 0 nT)}
= A (nT) · exp {−jθ 0 } (5)
E i (nT) = e i (nT) · exp {−j (2πf 0 nT)}
= A (nT + t (i, n)) · exp {j (2πf 0 t (i, n) + θ 0 )} (6)

ここで、t(i,n)>nTのときには、サンプル点nを変更することによって、t(i,n)<nTの状態にすることができる。例えば、t(i,n)=mT+tと置くことが可能であるから、E(nT)において、n番目のデータの替わりにm番目のデータを用いる。この意味するところは、メモリにおいて異なる深さに相当するデータを用いるということであり、ここで、t<Tである。このとき、再サンプルする前であれば、T<1/(2f)であるから、2πf<πになる。これは、T以上の遅延は異なるサンプル点データを用いることによって補正が可能であり、T以下の遅延tについてのみ補正を行えば良いことを示している。このことから、式(6)は、式(7)で置き換えることができる。
(nT)=A(mT+t)・exp{j(2πf+θ)} ・・・(7)
Here, when t (i, n)> nT, the state of t (i, n) <nT can be obtained by changing the sample point n. For example, since it is possible to set t (i, n) = mT + t i , the mth data is used instead of the nth data in E i (nT). This means that data corresponding to different depths is used in the memory, where t i <T. At this time, if T <1 / (2f 0 ) before re-sampling, 2πf 0 t i <π. This indicates that delays greater than or equal to T can be corrected by using different sample point data, and only delays t i less than or equal to T need to be corrected. From this, equation (6) can be replaced by equation (7).
E i (nT) = A (mT + t i ) · exp {j (2πf 0 t i + θ 0 )} (7)

ここで、tが十分に小さいことを考慮すると、A(nT+t)は、分解能以下と考えられるから、A(nT)で置き換えても差し支えない。簡単のために、式(8)及び式(9)に示すように置き換えを行う。ただし、An及びθnは、それぞれ直交検波後の振幅と位相である。
A(nT)=A(mT+t)=An ・・・(8)
2πf+θ=θn ・・・(9)
Here, considering that t i is sufficiently small, A (nT + t i ) is considered to be equal to or lower than the resolution, and therefore may be replaced with A (nT). For simplicity, replacement is performed as shown in equations (8) and (9). However, An and .theta.n i is the amplitude and phase after the orthogonal detection.
A (nT) = A (mT + t i ) = An (8)
2πf 0 t i + θ 0 = θn i (9)

従って、式(7)の信号を時間tだけ遅延させるということは、即ち、時間tに相当するだけ位相を戻すことに相当する。従って、I信号及びQ信号は、それぞれ式(10)及び式(11)によって求めることができる。
Rn=An・cos{θn−φ(i,n)} ・・・(10)
In=An・sin{θn−φ(i,n)} ・・・(11)
ただし、φ(i,n)は、式(12)で示され、音源と振動子との幾何学的な相対位置から算出できる。
φ(i,n)=2πft(i,n) ・・・(12)
Therefore, delaying the signal of equation (7) by time t i corresponds to returning the phase by time t i . Therefore, the I signal and the Q signal can be obtained by Expression (10) and Expression (11), respectively.
Rn i = An · cos {θn i −φ (i, n)} (10)
In i = An · sin {θn i −φ (i, n)} (11)
However, (phi) (i, n) is shown by Formula (12), and can be calculated from the geometric relative position of a sound source and a vibrator.
φ (i, n) = 2πf 0 t (i, n) (12)

式(10)及び式(11)で得られたI信号及びQ信号は、振動子の数だけ加算することによって、式(13)及び式(14)に示すように、整相加算された情報Rn及びInを得ることができる。

Figure 0005325617
画像表示に当たっては、例えば、整相加算された式(13)及び式(14)に基づいて、式(15)に示すように振幅値Vnを算出すれば良い。
Figure 0005325617
The I signal and the Q signal obtained by Expression (10) and Expression (11) are added by the number of transducers, and as shown in Expression (13) and Expression (14), the information subjected to phasing addition is obtained. Rn and In can be obtained.
Figure 0005325617
In displaying an image, for example, the amplitude value Vn may be calculated as shown in Expression (15) based on Expressions (13) and (14) subjected to phasing addition.
Figure 0005325617

次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。図9は、本発明の一実施形態の変形例に係る超音波プローブの構成を示すブロック図である。図9に示す超音波プローブ1aにおいては、図1に示す超音波プローブ1に対し、超音波プローブに設けられている複数の超音波トランスデューサ10と送受信部20との間の接続関係を切り換える切換回路11が追加されている。   Next, a modification of one embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic probe according to a modification of the embodiment of the present invention. In the ultrasonic probe 1 a shown in FIG. 9, a switching circuit that switches the connection relationship between the plurality of ultrasonic transducers 10 provided in the ultrasonic probe and the transmission / reception unit 20 with respect to the ultrasonic probe 1 shown in FIG. 1. 11 has been added.

一般に、リニアスキャン方式やコンベックススキャン方式の超音波プローブにおいては、送受信における開口が順次切り換えられながら被検体の走査が行われる。超音波プローブ1aに設けられている超音波トランスデューサの数をNとし、同時に使用される超音波トランスデューサの数をMとすると(M<N)、切換回路11は、N個の超音波トランスデューサの内からM個の超音波トランスデューサを選択し、選択されたM個の超音波トランスデューサをM個の送受信部20にそれぞれ接続する。これにより、図1に示す超音波プローブ1と比較して、送受信部20の数を低減することができる。   In general, in an ultrasonic probe of a linear scan method or a convex scan method, a subject is scanned while the apertures in transmission and reception are sequentially switched. When the number of ultrasonic transducers provided in the ultrasonic probe 1a is N and the number of ultrasonic transducers used at the same time is M (M <N), the switching circuit 11 includes N ultrasonic transducers. M ultrasonic transducers are selected, and the selected M ultrasonic transducers are connected to the M transmitting / receiving units 20, respectively. Thereby, compared with the ultrasonic probe 1 shown in FIG. 1, the number of the transmission / reception parts 20 can be reduced.

本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波診断装置において利用することが可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an ultrasonic diagnostic apparatus that performs imaging of an organ or the like in a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves and generates an ultrasonic diagnostic image used for diagnosis.

1 超音波プローブ
2 超音波診断装置本体
10 超音波トランスデューサ
11 切換回路
20 送受信部
21 送信回路
22 プリアンプ
23 LPF
24 ADC
25 直交検波処理部
25a、25b ミキサ
25c、25d LPF
25e 直交サンプリング部
26a 振幅演算部
26b 位相演算部
27a、27b サンプリング部
28a、28b メモリ
30 シリアル化部
40 送信制御部
50、60 伝送回路
70 パラレル化部
80 整相加算部
90 Bモード画像信号生成部
91 振幅値演算部
92 STC部
93 DSC
100 表示部
110 操作部
120 制御部
130 格納部
140 走査制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic probe 2 Ultrasonic diagnostic apparatus main body 10 Ultrasonic transducer 11 Switching circuit 20 Transmission / reception part 21 Transmission circuit 22 Preamplifier 23 LPF
24 ADC
25 Quadrature detection processing unit 25a, 25b Mixer 25c, 25d LPF
25e Quadrature sampling unit 26a Amplitude calculation unit 26b Phase calculation unit 27a, 27b Sampling unit 28a, 28b Memory 30 Serialization unit 40 Transmission control unit 50, 60 Transmission circuit 70 Parallelization unit 80 Phased addition unit 90 B-mode image signal generation unit 91 Amplitude value calculation unit 92 STC unit 93 DSC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Display part 110 Operation part 120 Control part 130 Storage part 140 Scan control part

Claims (9)

複数の駆動信号に従って超音波を送信すると共に、超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサと、
各超音波トランスデューサから出力される受信信号に対して直交検波処理又は直交サンプリング処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成し、複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号及び複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成する信号処理手段と、
前記信号処理手段によって生成された振幅信号及び位相信号をサンプリングすることによりサンプルデータを生成するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によって生成されたパラレルのサンプルデータをシリアルのサンプルデータに変換するシリアル化手段と、
前記シリアル化手段によって変換されたシリアルのサンプルデータを伝送する伝送手段と、
を具備する超音波プローブ。
A plurality of ultrasonic transducers for transmitting ultrasonic waves according to a plurality of drive signals, receiving ultrasonic echoes and outputting a plurality of received signals;
A complex baseband signal is generated by performing quadrature detection processing or quadrature sampling processing on the reception signal output from each ultrasonic transducer, and the amplitude signal indicating the amplitude of the complex baseband signal and the phase of the complex baseband signal are calculated. Signal processing means for generating a representing phase signal;
Sampling means for generating sample data by sampling the amplitude signal and the phase signal generated by the signal processing means;
Serializing means for converting parallel sample data generated by the sampling means into serial sample data;
Transmission means for transmitting serial sample data converted by the serialization means;
An ultrasonic probe comprising:
前記超音波プローブに設けられている複数の超音波トランスデューサと前記信号処理手段との間の接続関係を切り換える切換回路をさらに具備する、請求項1記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, further comprising a switching circuit that switches a connection relationship between the plurality of ultrasonic transducers provided in the ultrasonic probe and the signal processing means. 前記信号処理手段が、
各超音波トランスデューサから出力される受信信号を増幅するプリアンプと、
前記プリアンプから出力される受信信号の帯域を制限するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタから出力されるアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換するアナログ/ディジタル変換器と、
前記アナログ/ディジタル変換器によって変換されたディジタルの受信信号に対して直交検波処理を施すことにより複素ベースバンド信号を生成する直交検波処理手段と、
前記直交検波処理手段によって生成された複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号を生成する振幅演算手段と、
前記直交検波処理手段によって生成された複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成する位相演算手段と、
を含む、請求項1又は2記載の超音波プローブ。
The signal processing means is
A preamplifier for amplifying the reception signal output from each ultrasonic transducer;
A low-pass filter for limiting the band of the received signal output from the preamplifier;
An analog / digital converter that converts an analog reception signal output from the low-pass filter into a digital reception signal;
Orthogonal detection processing means for generating a complex baseband signal by performing orthogonal detection processing on the digital received signal converted by the analog / digital converter;
Amplitude calculating means for generating an amplitude signal representing the amplitude of the complex baseband signal generated by the quadrature detection processing means;
Phase calculating means for generating a phase signal representing the phase of the complex baseband signal generated by the quadrature detection processing means;
The ultrasonic probe according to claim 1, comprising:
前記信号処理手段が、
各超音波トランスデューサから出力される受信信号を増幅するプリアンプと、
前記プリアンプから出力される受信信号の帯域を制限するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタから出力されるアナログの受信信号をディジタルの受信信号に変換するアナログ/ディジタル変換器と、
前記アナログ/ディジタル変換器によって変換されたディジタルの受信信号に対して直交サンプリング処理を施すことにより第1の信号系列及び第2の信号系列を生成する直交サンプリング手段と、
前記直交サンプリング手段によって生成された第1及び第2の信号系列の帯域をそれぞれ制限することにより複素ベースバンド信号を生成するローパスフィルタ手段と、
前記ローパスフィルタ手段によって生成された複素ベースバンド信号の振幅を表す振幅信号を生成する振幅演算手段と、
前記ローパスフィルタ手段によって生成された複素ベースバンド信号の位相を表す位相信号を生成する位相演算手段と、
を含む、請求項1又は2記載の超音波プローブ。
The signal processing means is
A preamplifier for amplifying the reception signal output from each ultrasonic transducer;
A low-pass filter for limiting the band of the received signal output from the preamplifier;
An analog / digital converter that converts an analog reception signal output from the low-pass filter into a digital reception signal;
Orthogonal sampling means for generating a first signal sequence and a second signal sequence by subjecting a digital received signal converted by the analog / digital converter to orthogonal sampling processing;
Low-pass filter means for generating a complex baseband signal by limiting the bands of the first and second signal sequences generated by the orthogonal sampling means, respectively;
Amplitude calculating means for generating an amplitude signal representing the amplitude of the complex baseband signal generated by the low-pass filter means;
Phase calculating means for generating a phase signal representing the phase of the complex baseband signal generated by the low-pass filter means;
The ultrasonic probe according to claim 1, comprising:
前記信号処理手段が、前記複数の超音波トランスデューサに複数の駆動信号をそれぞれ供給する複数の送信回路をさらに含む、請求項3又は4記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 3 or 4, wherein the signal processing means further includes a plurality of transmission circuits that respectively supply a plurality of drive signals to the plurality of ultrasonic transducers. 前記伝送手段が、前記シリアル化手段によって変換されたシリアルのサンプルデータを無線で送信する、請求項1〜5のいずれか1項記載の超音波プローブ。   The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the transmission unit wirelessly transmits the serial sample data converted by the serialization unit. 請求項1〜6のいずれか1項記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブから伝送されたシリアルのサンプルデータをパラレルのサンプルデータに変換し、パラレルのサンプルデータから振幅信号及び位相信号を抽出するパラレル化手段と、
受信フォーカスと前記複数の超音波トランスデューサとの相対位置に応じて、前記パラレル化手段によって抽出された位相信号によって表される位相値を補正する位相補正手段と、
前記パラレル化手段によって抽出された振幅信号によって表される振幅値と前記位相補正手段によって補正された位相値とに基づいて複素ベースバンド信号の実数成分及び/又は虚数成分を求める演算手段と、
前記演算手段によって前記複数の超音波トランスデューサについて求められた複素ベースバンド信号の実数成分を加算することにより整相加算実数信号を生成し、及び/又は、前記演算手段によって前記複数の超音波トランスデューサについて求められた複素ベースバンド信号の虚数成分を加算することにより整相加算虚数信号を生成する加算手段と、
を具備する超音波診断装置。
The ultrasonic probe according to any one of claims 1 to 6,
Parallelizing means for converting serial sample data transmitted from the ultrasonic probe into parallel sample data, and extracting an amplitude signal and a phase signal from the parallel sample data;
Phase correction means for correcting a phase value represented by the phase signal extracted by the parallelization means according to a relative position between the reception focus and the plurality of ultrasonic transducers;
Arithmetic means for obtaining a real component and / or an imaginary component of the complex baseband signal based on the amplitude value represented by the amplitude signal extracted by the parallelization means and the phase value corrected by the phase correction means;
A phasing addition real signal is generated by adding the real component of the complex baseband signal obtained for the plurality of ultrasonic transducers by the calculation means, and / or for the plurality of ultrasonic transducers by the calculation means. Adding means for generating a phasing addition imaginary signal by adding the imaginary component of the obtained complex baseband signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記演算手段が、前記パラレル化手段によって抽出された振幅信号によって表される振幅値と前記位相補正手段によって補正された位相値とに基づいて複素ベースバンド信号の実数成分及び虚数成分を求め、
前記加算手段が、前記演算手段によって前記複数の超音波トランスデューサについて求められた複素ベースバンド信号の実数成分を加算することにより整相加算実数信号を生成すると共に、前記演算手段によって前記複数の超音波トランスデューサについて求められた複素ベースバンド信号の虚数成分を加算することにより整相加算虚数信号を生成する、請求項7記載の超音波診断装置。
The arithmetic means obtains a real component and an imaginary component of the complex baseband signal based on the amplitude value represented by the amplitude signal extracted by the parallelization means and the phase value corrected by the phase correction means,
The adding means generates a phasing addition real number signal by adding the real number components of the complex baseband signals obtained for the plurality of ultrasonic transducers by the calculating means, and the calculating means sets the plurality of ultrasonic waves. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 7, wherein a phasing addition imaginary signal is generated by adding an imaginary component of a complex baseband signal obtained for the transducer.
前記加算手段によって求められた整相加算実数信号と整相加算虚数信号との自乗和の平方根に基づいて、超音波診断画像を表す画像信号を生成する画像信号生成手段をさらに具備する、請求項8記載の超音波診断装置。   The image signal generating means for generating an image signal representing an ultrasonic diagnostic image based on the square root of the square sum of the phasing addition real signal and the phasing addition imaginary signal obtained by the adding means. 8. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 8.
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