JPS61176331A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPS61176331A
JPS61176331A JP1532085A JP1532085A JPS61176331A JP S61176331 A JPS61176331 A JP S61176331A JP 1532085 A JP1532085 A JP 1532085A JP 1532085 A JP1532085 A JP 1532085A JP S61176331 A JPS61176331 A JP S61176331A
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JP
Japan
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sequence
code
sequence code
echo
reference wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP1532085A
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Japanese (ja)
Inventor
喜多 紘一
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS61176331A publication Critical patent/JPS61176331A/en
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、超音波を生体に送波し、生体の超音波に対す
る物理的特性の違いによる変化を検出し、生体の物理的
特性を診断する装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention transmits ultrasound waves to a living body, detects changes due to differences in physical properties of the living body in response to ultrasound waves, and diagnoses the physical properties of the living body. It is related to the device.

[発明の技術的背景とその問題点] 従来の超音波診断装置は、パルス状超音波を所定のl!
JV4で送信し、それに基づく反射波を受信し、画像処
理に供していた。
[Technical background of the invention and its problems] Conventional ultrasonic diagnostic devices emit pulsed ultrasonic waves at a predetermined l!
JV4 was transmitted, and the reflected waves based on them were received and used for image processing.

ところが、パルス波であるために、視野深度を高めよう
としてパルス間隔を広くすると1秒間当りの画像数が減
少して時間分解能が落ちるという問題があり、また、パ
ルス振幅を上げても生体の非直線性の故にS/Nの改善
に限界があり、史には単発パルスを発生するのが困難で
数波連続した状態となるので距離分解能が低下するとい
う問題点があった。
However, since it is a pulse wave, there is a problem that if the pulse interval is widened to increase the depth of field, the number of images per second decreases and the temporal resolution deteriorates.Also, even if the pulse amplitude is increased, the problem of biological abnormalities Because of the linearity, there is a limit to the improvement of S/N, and historically there was a problem that it was difficult to generate a single pulse and the distance resolution deteriorated because several waves were continuous.

[発明の目的〕 本発明は前記事情に鑑みて成されたものであり、距離分
解能の向上、画面の走査線の本数の増加、同時に複数本
のビームを送信することが可能で、かつS/Nを改善す
ることのできる超音波診断装置を提供することを目的と
するものである。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to improve distance resolution, increase the number of scanning lines on the screen, transmit multiple beams at the same time, and improve S/ It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can improve N.

[発明の概要1 前記目的を達成するために本発明は、自己相関及び相互
相関の少ない系列符号を発生する系列符号発生手段と、
基準波を発生する基準波発生手段と、該基準波を前記系
列符号で変調を行う系列変調手段と、該変調信号に基づ
いて超音波を送信する複数の撮動子と、被検体よりのエ
コー信号を受信する複数の受信振動子と、前記系列符号
との関係でエコー信号の復調を行うエコー復調手段と、
該復調信号に基づいて超音波画像を表示する画像表示手
段とを有することを特徴とするものである。
[Summary of the Invention 1 To achieve the above object, the present invention provides sequence code generation means for generating sequence codes with low autocorrelation and low cross-correlation;
a reference wave generation means for generating a reference wave; a sequence modulation means for modulating the reference wave with the sequence code; a plurality of imagers that transmit ultrasonic waves based on the modulated signal; and echoes from the subject. a plurality of receiving transducers that receive the signal; and echo demodulation means that demodulates the echo signal in relation to the sequence code;
The apparatus is characterized by comprising an image display means for displaying an ultrasound image based on the demodulated signal.

[発明の実施例] 以下本発明を実施例により具体的に説明する。[Embodiments of the invention] The present invention will be specifically explained below using examples.

第1図は本発明装置の・実施例を示すブロック図である
。1は詳細を後述するM系列符号発生部であり、自己相
関及び相互相関の少ない系列符号を発生する。2は基準
波たる連続波を発生する連続波発生部、3は連続波を前
記M系列符号で変調して出力するM系列変調部、4は変
調出力に基づいて振動子を駆動する振動子駆動回路、5
は被検体11に超音波を送信する複数の送信振動子、6
は被検体11から得られる超音波反射信号を受信する複
数の受信振動子、7は受信振動子から得られた受信信号
(毛ロー)を、前記M系列符号で復調して出力する工」
−復調部、8はエコー復調信号を後段のル−ムメモリに
格納するためのスキャンコンバータ、9は画像データを
記憶するフレームメモリ、10は超音波画像を表示する
画像表示部である。尚、前記各振動子5.6は送受信タ
イミングをずらすことによって1個の振動子で置き換え
ることができる。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the apparatus of the present invention. Reference numeral 1 denotes an M-sequence code generation unit, the details of which will be described later, which generates sequence codes with low autocorrelation and cross-correlation. 2 is a continuous wave generator that generates a continuous wave as a reference wave; 3 is an M-sequence modulator that modulates the continuous wave with the M-sequence code and outputs the modulated wave; 4 is a transducer driver that drives the transducer based on the modulated output. circuit, 5
6 is a plurality of transmitting transducers that transmit ultrasonic waves to the subject 11;
7 is a plurality of receiving transducers that receive ultrasound reflected signals obtained from the subject 11, and 7 is a device that demodulates the received signal (hair wave) obtained from the receiving transducer using the M-sequence code and outputs it.
8 is a scan converter for storing the echo demodulated signal in a subsequent room memory; 9 is a frame memory for storing image data; and 10 is an image display section for displaying an ultrasound image. Note that each of the vibrators 5 and 6 can be replaced with a single vibrator by shifting the transmission and reception timing.

ここで前記M系列符号発生部について説明する。Here, the M-sequence code generation section will be explained.

M系列符号の発生方法については「スペクトラム拡散通
信方式J  (R,CQixon著、ジャチック出版)
の第3章P56〜99に詳細に記述されているが、本発
明ではその基本概念を利用することを主眼としているの
で、以下概略を説明する。
For information on how to generate M-sequence codes, please refer to "Spread Spectrum Communication System J (written by R, CQixon, Jatich Publishing)"
Although it is described in detail in Chapter 3, pages 56 to 99, the present invention focuses on utilizing the basic concept, so an outline will be explained below.

M系列とは最長系列(Maximal Linear 
Coder)とも言い、ある長さのシフトレジスタ又は
遅延素子によって生成される符号系列のうち最長のもの
をいう。ここでは2値シフトレジスタ符号系列発生器に
限定すると、nをジットレジスタの段数とすれば、2n
−1ビツトが最長系列の長さである。
M sequence is the longest sequence (Maximal Linear
It is also called a coder and refers to the longest code sequence generated by a shift register or delay element of a certain length. Here, if we limit ourselves to binary shift register code sequence generators, if n is the number of stages of the digital register, then 2n
-1 bit is the length of the longest sequence.

シフトレジスタ符号系列発生器(SRG、 shirt
register re(luence genira
tor )は何段かのシフトレジスタと、その複数個の
段の状態の論理的結合をシフトレジスタの入力へ帰還す
る論理回路とで構成される。3〜100段のM系列発生
器の帰線結線法の表が既に作成されている。M系列の自
己相関はOビットシフトに対して2n−1であり、その
他の大きざの移送シフトについてはO±1ビットシフト
の部分を除いて−1である。
Shift register code sequence generator (SRG, shirt)
register re(luence genira
tor) is composed of several stages of shift registers and a logic circuit that feeds back a logical combination of the states of the plural stages to the input of the shift register. A table of retrace connections for M-sequence generators with 3 to 100 stages has already been created. The autocorrelation of the M sequence is 2n-1 for O bit shifts, and -1 for other size transport shifts except for O±1 bit shifts.

このような符号系列発生器の一例を第2図に示す。多数
の符号系列が必要な場合は複数の帰還タップを設定すれ
ばよい。その場合、相互相関ができるだけ少ない組み合
せを選択する。そのためには、基本的にはM系列から生
成されるがそれ自体はM系列とは言えないJPL測距符
号、及びGold符号も有効である。
An example of such a code sequence generator is shown in FIG. If a large number of code sequences are required, multiple feedback taps may be set. In that case, a combination with as little cross-correlation as possible is selected. For this purpose, the JPL distance measurement code, which is basically generated from the M sequence but cannot be called an M sequence in itself, and the Gold code are also effective.

次に前記M系列符号を用いてエコーをW調するエコー復
調部7の一具体例について説明する。
Next, a specific example of the echo demodulator 7 that modulates the echo by W using the M-sequence code will be described.

エコー信号はA/D変換器13によりディジタル信号に
変換されてバッファ14に入力される。
The echo signal is converted into a digital signal by the A/D converter 13 and input to the buffer 14.

複数の極性選択回路15a〜15mはコントロール回路
18によって制御される。コントロール回路18はM系
列符号を順次シフトする。従って、コントロール回路1
8からの信号が「1」であれば前記極性選択回路はバッ
ファ14からの出力をそのまま伝送し、コントロール回
路18からの信号が「O」であれば符号を反転して伝送
することになる。各段に接続された累積16a〜16m
は例えば第4図に示すように加算回路19とメモリ20
とよりなり、入力とその時点のメモリの値とを加算して
その出力をメモリへ記録する働き(累積)を行う。この
ようにして一連のM系列符号を送出し終った後、必要な
被検体の深さからのエコー信号が無くなった後、各段に
接続されている複数のスイッチ回路178〜17mを順
次切り換えるとパルス超音波と同様でありながら距離分
解能の高いエコー信号が得られることになる。尚、ここ
でA/D変換をしないでアナログ信号のままで復調する
場合には前記累積器に変えて第5図に示すようなCR積
分回路を用いる。この場合、抵抗Rの値により積分の増
幅度を変えて近距離からの利得を低く、遠距離からのそ
れを高くするような工夫を行うことができる。
The plurality of polarity selection circuits 15a to 15m are controlled by a control circuit 18. The control circuit 18 sequentially shifts the M-sequence codes. Therefore, control circuit 1
If the signal from the control circuit 18 is "1", the polarity selection circuit transmits the output from the buffer 14 as is, and if the signal from the control circuit 18 is "O", it inverts the sign and transmits it. Cumulative 16a-16m connected to each stage
For example, as shown in FIG.
Therefore, it performs the function of adding the input and the value in the memory at that time and recording the output in the memory (accumulation). After sending out a series of M-sequence codes in this way, and after the echo signals from the required depth of the object disappear, the plurality of switch circuits 178 to 17m connected to each stage are sequentially switched. An echo signal similar to that of pulsed ultrasound but with high distance resolution can be obtained. If the analog signal is to be demodulated without A/D conversion, a CR integration circuit as shown in FIG. 5 is used instead of the accumulator. In this case, it is possible to change the degree of amplification of the integral by changing the value of the resistor R to lower the gain from a short distance and increase the gain from a long distance.

次に前記装置の動作を説明する。Next, the operation of the device will be explained.

連続波発生部2から超音波発振、JJ準同周波数同じ周
波数の連続波をM系列変調部3にてM系列に従って位相
変調する。つまり、符号系列が「1」のとき、そのまま
送出されて、符号系列が「0」のとき180度移相され
る(NJ、rolの関係を逆にしてもよい)。
The continuous wave generator 2 generates ultrasonic waves, and the continuous waves having the same frequency as JJ are phase-modulated in the M-sequence modulator 3 according to the M-sequence. That is, when the code sequence is "1", it is sent out as is, and when the code sequence is "0", it is phase-shifted by 180 degrees (the relationship between NJ and rol may be reversed).

M系列変調部3で変調された連続波は振動子駆動回路4
により電力増幅され、送信振動子5により超音波が被検
体(例えば生体)11に送信され、そのエコー信号が受
信振動子6で受信された後、エコー復調部7によって前
述の如くそのビーム方向の各深さの反射波を分離する。
The continuous wave modulated by the M-sequence modulator 3 is transmitted to the vibrator drive circuit 4.
The transmitting transducer 5 transmits the ultrasonic wave to the subject (for example, a living body) 11. After the echo signal is received by the receiving transducer 6, the echo demodulator 7 converts the beam direction as described above. Separate the reflected waves at each depth.

その後、スキャンコンバータ8によりビームをル−ムメ
モリ9に配録し、表示部10にて表示に供される。
Thereafter, the beam is recorded in the room memory 9 by the scan converter 8 and displayed on the display section 10.

以上の動作において、M系列で変調された超音波は各点
で反射されてそれぞれM系列に変調されている。従って
受信部ではそれらが@なり合っている。そこで各深さに
応じたタイミングで、M系列符号で極性を切り換えて加
算すれば、M系列は自己相関がシフト量Oとそれ以外の
ものとの比が大きいのでその深さのエコーだけが取り出
されることになる。また、加算されるので平均出力が小
さくても加算後の出力が大きくなるのでパルス超音波よ
りも平均出力を小さくして同一のS/Nが得られる。従
ってパルス超音波と同じ出力とすればS/Nが改善され
ることになる。
In the above operation, the ultrasonic waves modulated in the M sequence are reflected at each point and modulated into the M sequence. Therefore, they are @ in the receiving section. Therefore, if the polarity is switched and added using the M sequence code at a timing corresponding to each depth, only the echoes at that depth will be extracted because the autocorrelation of the M sequence has a large ratio between the shift amount O and other things. It will be. Furthermore, since they are added, even if the average output is small, the output after addition is large, so the same S/N can be obtained with a smaller average output than in pulsed ultrasound. Therefore, if the output is the same as that of pulsed ultrasound, the S/N will be improved.

尚、前記説明では画像を得るための方式についてであっ
たが、単に1点のビームで被検体の音速を測定したり減
衰特性を測定する場合にも適用できることは言うまでも
ない。
Although the above explanation was about a method for obtaining an image, it goes without saying that the present invention can also be applied to measuring the sound velocity or attenuation characteristic of a subject using a single beam.

更に、前記説明ではある時刻で1本のビームを発生する
場合についてであったが、同時刻に複数のビームを発生
するものであってもよい。つまり、リニアプローブでは
異なった振動子から異なったM系列符号で相互相関の低
い符号系列を用いればお互いに少ない干渉で走査線を増
加することができる。一方セクタブローブでは、ビーム
にある方向性をもたせるために少しずつ異なったディレ
ィ信号を各振動子に与えているが、これらの組み合せを
2種類以上作り、各々相互相関の低いM系列符号を与え
ればセクターの走査線数を増やすことができる。
Furthermore, although the above description deals with the case where one beam is generated at a certain time, a plurality of beams may be generated at the same time. In other words, in a linear probe, by using different M-sequence codes from different transducers and code sequences with low cross-correlation, it is possible to increase the number of scanning lines with less mutual interference. On the other hand, in a sector probe, slightly different delay signals are given to each vibrator in order to give the beam a certain directionality, but if two or more combinations of these are created and each is given an M-sequence code with low cross-correlation, it is possible to The number of scanning lines in a sector can be increased.

尚、前記実施例では連続波をディジタル符号で変調した
が、直流信号をディジタル符号で変調してもよい。
In the above embodiment, the continuous wave was modulated with a digital code, but the DC signal may be modulated with a digital code.

また、M系列に限らず自己相関、相互相関が満たされる
ものであれば他の符号系列を用いてもよい。
In addition, other code sequences may be used instead of the M sequence as long as they satisfy autocorrelation and cross-correlation.

[発明の効果] 以上詳述した本発明によれば、走査線の数を増加させ得
るから方位分解能の向上が図れ、ディジタル符号のクロ
ックに同期させるのでリンギングが起らず距離分解能が
上り、かつ、平均出力電力を上げることができるのでS
/Nの向上が図れ濃度分解能が高まる等の種々の利点を
有する超音波診断装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention detailed above, since the number of scanning lines can be increased, the azimuth resolution can be improved, and since it is synchronized with the clock of the digital code, no ringing occurs and the distance resolution can be improved. , since the average output power can be increased, S
Accordingly, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus having various advantages such as an improvement in /N and an increase in concentration resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例ブロック図、第2図は符号系
列発生器の説明図、第3図はエコー復調部の一実施例ブ
ロック図、第4図は累積器の回路図、第5図はアナログ
乗算器の回路図である゛。 1・・・符号系列発生部、2・・・基準波発生部、3・
・・符号系列変調部、4・・・振動子駆動回路、5.6
・・・振動子、7・・・エコー復調部、8・・・スキャ
ンコンバータ、9・・・フレームメモリ、10・・・画
像表示部、11・・・被検体。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a code sequence generator, FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of an echo demodulation section, FIG. 4 is a circuit diagram of an accumulator, and FIG. Figure 5 is a circuit diagram of an analog multiplier. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Code sequence generation part, 2... Reference wave generation part, 3.
... code sequence modulation section, 4... vibrator drive circuit, 5.6
... Vibrator, 7... Echo demodulator, 8... Scan converter, 9... Frame memory, 10... Image display section, 11... Subject.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 自己相関及び相互相関の少ない系列符号を発生する系列
符号発生手段と、基準波を発生する基準波発生手段と、
該基準波を前記系列符号で変調を行う系列変調手段と、
該変調信号に基づいて超音波を送信する複数の送信振動
子と、被検体よりのエコー信号を受信する複数の受信振
動子と、前記系列符号との関係でエコー信号の復調を行
うエコー復調手段と、該復調信号に基づいて超音波画像
を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする超
音波診断装置。
a sequence code generation means for generating a sequence code with low autocorrelation and cross-correlation; a reference wave generation means for generating a reference wave;
sequence modulation means for modulating the reference wave with the sequence code;
a plurality of transmitting transducers that transmit ultrasonic waves based on the modulated signal; a plurality of receiving transducers that receive echo signals from the subject; and echo demodulation means that demodulates the echo signals in relation to the sequence code. and an image display means for displaying an ultrasound image based on the demodulated signal.
JP1532085A 1985-01-31 1985-01-31 Ultrasonic diagnostic apparatus Pending JPS61176331A (en)

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