超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置制造方法及图纸

提供在使用会聚型的发送波束成形的合成开口法中能够抑制空间分辨率以及S/N比降低并且削减调相加法运算的运算量的超声波信号处理装置、超声波诊断装置以及超声波信号处理方法。具备：发送部，向由连结焦点和发送振子列两端的两条直线规定的超声波主照射区域发送超声波波束；接收部，生成接收信号列；调相加法运算部，将超声波主照射区域中的比焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比焦点深的区域去掉一部分而成的区域设定为第二对象区域，关于存在于第一对象区域内和第二对象区域内的多个观测点，对基于反射超声波的接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；及合成部，根据调相加法运算部生成的多个子帧声线信号合成帧声线信号。

Ultrasonic signal processing device and method, and ultrasonic diagnostic device

An ultrasonic signal processing device, an ultrasonic diagnosis device and an ultrasonic signal processing method that can suppress the spatial resolution, reduce the S/N ratio and reduce the amount of operation of the phased addition operation in the synthetic opening method using convergent transmission beam forming. The transmission unit sends an ultrasonic beam to the ultrasonic main radiation area specified by two lines at both ends of the connecting focus and the two ends of the oscillator column; the receiving unit generates a receiving signal column; the phase modulation addition operation unit sets the whole area of the shallow area in the ultrasonic main irradiation area to the first object area. The region, which is removed from a region with a depth of focus, is set as a second object area, with respect to a number of observation points within the first object area and the second object region, and a phase addition operation is used to generate a subframe sound line signal for the receiving signal based on the reflected ultrasonic wave. The synthesized sub frame sonic signal generates the frame line signal.

【技术实现步骤摘要】
超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置
本公开涉及超声波信号处理装置以及具备超声波信号处理装置的超声波诊断装置，特别涉及超声波信号处理装置中的接收波束成形处理方法。
技术介绍
超声波诊断装置通过超声波探测器(以后设为“探测器”)向被检体内部发送超声波，接收由于被检体组织的声阻抗的差异而产生的超声波反射波(回波)。进而，根据从该接收得到的电信号生成表示被检体的内部组织的构造的超声波断层图像，显示于监视器(以后设为“显示部”)上。超声波诊断装置由于对被检体的侵犯少、且能够实时地通过断层图像等观察体内组织的状态，所以被广泛用于生物体的形态诊断。在现有的超声波诊断装置中，作为基于接收到的反射超声波的信号的接收波束成形方法，使用一般被称为调相加法运算法的方法(例如非专利文献1)。在该方法中，一般在利用多个振子向被检体发送超声波时，以在被检体的某个深度处使超声波波束聚焦的方式进行发送波束成形。另外，在该方法中，在发送超声波波束的中心轴上设定观测点。因此，在一次超声波发送事件中，仅能够生成处于发送超声波波束的中心轴上的一根或者少数根声线信号(asousticlinesignal)，超声波的利用效率差。另外，在观测点处于远离焦点附近的位置的情况下，还存在得到的声线信号的空间分辨率以及信号S/N比降低的问题。相对于此，考察通过合成开口法(SyntheticApertureMethod，合成孔径方法)在发送焦点附近以外的区域中也能够得到空间分辨率高的高画质的图像的接收波束成形方法(例如非专利文献2)。根据该方法，通过进行加入了对超声波发送波的传播路径和反射波基于该传播路径到达振子的到达时间这两方的延迟控制，能够进行还反映了来自位于发送焦点附近以外的超声波主照射区域的反射超声波的接收波束成形。其结果，能够根据一次超声波发送事件针对超声波主照射区域整体生成声线信号。此外，超声波主照射区域是指在区域内的所有点从构成发送振子列的各振子发送的超声波的相位一致的区域。另外，在合成开口法中，根据从多个发送事件得到的针对同一观测点的多个接收信号虚拟地进行发送聚焦，由此与非专利文献1记载的接收波束成形方法相比，能够得到空间分辨率以及S/N比高的超声波图像。现有技术文献非专利文献1：伊东正安、望月刚合著《超音波診断装置》コロナ社出版，2002年8月26日(P42-P45)非专利文献2：”Virtualultrasoundsourcesinhighresolutionultrasoundimaging”,S.I.NikolovandJ.A.Jensen,inProc,SPIE-Progressinbiomedicalopticsandimaging,vol.3,2002,P.395-405
技术实现思路
在合成开口法中，根据超声波利用效率和分辨率提高的观点，优选在一次超声波发送事件中生成声线信号的区域(以下称为“对象区域”)的面积大，更优选将超声波主照射区域整个区域作为对象区域。然而，在对象区域的面积变大时，存在于其内部的观测点的数量与对象区域的面积成比例地增加，所以考虑了发送和接收的延迟的调相加法运算的运算量增加。因此，在超声波主照射区域的面积变大时，为了高速地进行调相加法运算的运算处理，需要运算处理能力高的硬件，发生超声波诊断装置的成本增加的问题。另一方面，在单纯地削减对象区域的面积时，存在空间分辨率以及S/N比提高得不充分的情况。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在使用会聚型的发送波束成形的合成开口法中能够抑制空间分辨率以及S/N比降低并且削减调相加法运算的运算量的超声波信号处理装置以及使用超声波信号处理装置的超声波诊断装置。本专利技术的一个方案的超声波信号处理装置将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，所述超声波信号处理装置的特征在于，具备：发送部，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围；接收部，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列；调相加法运算部，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；以及合成部，根据所述调相加法运算部生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号。根据本专利技术的一个方案的超声波信号处理装置以及使用超声波信号处理装置的超声波诊断装置，能够抑制帧声线信号的空间分辨率以及S/N比降低并且削减观测点的数量，能够削减加入了发送和接收的延迟的调相加法运算以及合成处理的运算量。附图说明图1是示出实施方式1的超声波诊断装置100的结构的框图。图2是示出实施方式1的发送波束成形器部103所成形的发送超声波波束的传播路径的图。图3是示出实施方式1的接收波束成形器部104的结构的功能框图。图4是示出实施方式1的调相加法运算部1041的结构的功能框图。图5是示出实施方式1的对象区域Bx的图。图6是示出实施方式1的由接收开口设定部1043设定的接收开口Rx和发送开口Tx的关系的示意图。图7是示出实施方式1的从发送开口Tx经由观测点Pij到达接收振子Rk的超声波的传播路径的示意图。图8是示出实施方式1的合成部1140的结构的功能框图。图9是示出实施方式1的加法处理部11401中的对合成声线信号进行合成的处理的示意图。图10是示出实施方式1的合成声线信号中的最大重叠数和放大处理部11402中的放大处理的概要的示意图。图11是示出实施方式1的接收波束成形器部104的波束成形处理动作的流程图。图12是示出实施方式1的接收波束成形器部104中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的流程图。图13是用于说明实施方式1的接收波束成形器部104中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的示意图。图14是示出变形例1的由接收开口设定部设定的接收开口Rx和发送开口Tx的关系的示意图。图15是示出变形例1的接收波束成形器部的波束成形处理动作的流程图。图16是用于说明变形例1的接收波束成形器部中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的示意图。图17是示出变形例2的对象区域Bx的第一设定示例的图。图18是示出变形例2的对象区域Bx的第二设定示例的图。图19是示出实施方式2的评价图像和对象区域Bx的图。(符号说明)100：超声波诊断装置；101：探测器；101a：振子；102：多路复用器部；103：发送波束成形器部；1031：发送部；104：接收波束成形器部；1040：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波信号处理装置，将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，所述超声波信号处理装置的特征在于，具备：发送部，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围；接收部，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列；调相加法运算部，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；以及合成部，根据所述调相加法运算部生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号。...

【技术特征摘要】
2016.12.09 JP 2016-2395501.一种超声波信号处理装置，将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，所述超声波信号处理装置的特征在于，具备：发送部，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围；接收部，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列；调相加法运算部，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；以及合成部，根据所述调相加法运算部生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号。2.根据权利要求1所述的超声波信号处理装置，其特征在于，在所述第二对象区域中，从所述焦点的深度至所述焦点的两倍深度的范围中的观测点数量比存在于所述第一对象区域内的观测点数量少。3.根据权利要求1或者2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，所述第二对象区域中的每单位面积的观测点数量比所述第一对象区域中的每单位面积的观测点数量少。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的超声波信号处理装置，其特征在于，所述第一对象区域、所述第二对象区域都是将所述焦点作为顶点的形状，并且相对于与所述探测器的振子排列的方向正交且通过所述焦点的直线为线对称，所述第二对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角小于所述第一对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的超声波信号处理装置，其特征在于，所述探测器的振子排列的方向上的所述第二对象区域的宽度的最大值为所述发送振子列的宽度以下。6.根据权利要求5所述的超声波信号处理装置，其特征在于，所述探测器的振子排列的方向上的所述第二对象区域的宽度的最大值小于所述第一对象区域的最大宽度。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的超声波信号处理装置，其特征在于，所述第二对象区域由通过所述焦点的多个直线区域构成，关于在一个直线区域上且与所述焦点相距的距离为预定距离以上的一个观测点，与处于所述一个直线区域上的最接近的观测点的距离小于与存在于与所述一个直线区域相邻的直线区域上的最接近的观测点的距离。8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的超声波信号处理装置，其特征在于，关于所述第二对象区域内...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边泰仁，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP