專利名稱：超聲波診斷裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及4吏用互補編碼收發信(complementary coding transmission)方式的超聲波診斷裝置。
背景技術：
已有的超聲波診斷裝置如圖7所示，形成如下所述結構，即相應 于互補代碼發生器110的輸出對驅動探頭101的發送部102提供代碼 波形發生部103的輸出，參考波形存儲部107存儲代碼波形發生部103 的輸出，接收放大部106將從探頭101接收來的接收信號放大，相關 器108進行參考波形存儲部107的輸出與接收放大部106的輸出的相 關運算，加法運算裝置109進行相關器108的輸出相互之間的相加運 算，顯示器111顯示加法運算裝置109的輸出，同步定時發生部TG構 成為能夠控制相關代碼發生器110和參考波形存儲部107等的定時的 結構，接收放大部106的輸出和參考波形存儲部107的輸出的相關由 相關器108計算，將計算結果利用例如移位寄存器等依次進行存儲， 同時將前次相關處理之后的波形與本次相關處理之后的波形同步輸 出。
其結果是，從加法運算裝置109輸出的信號變成距離旁瓣(range side lobe)得到改善的信號(參照例如下述專利文獻1)。
專利文獻l:日本特公平7 - 81993號公報(第6-7頁、圖9) 但是，在已有的超聲波診斷裝置中，在被檢測體像生物體組織那 樣運動著的情況下，將基于前次發送的相關處理后的接收波形與基于 本次發送的相關處理后的接收波形同步輸出變得困難，結果就有從加 法運算裝置輸出的信號的距離旁瓣得不到改善的問題。
發明內容
本發明是為解決現有的問題而作出的，其目的在于，提供對生物 體那樣運動的被檢測體也能夠改善互補編碼收發信方式的距離旁瓣的 超聲波診斷裝置。
本發明的超聲波裝置具有進行用互補代碼調制的調制波形信號的 收發信和未調制的通常波形信號的收發信的收發信裝置、從所述收發 信裝置接收的接收信號檢測出被檢測體的關心區域的運動速度的速度 檢測裝置、以及根據所述速度檢測裝置檢測出的速度實施利用所述收 發信裝置進行的所述調制波形信號的收發信與所述通常波形信號的收 發信的切換的切換裝置。
借助于這種結構，即使是被檢測體運動著的情況下，也能夠利用 互補代碼收發信方式減少距離旁瓣。
又，本發明的超聲波診斷裝置具有進行用互補代碼調制的調制波 形信號的收發信和未調制的通常波形信號的收發信的收發信裝置、從 所述收發信裝置接收的接收信號檢測出被檢測體的關心區域的運動速 度的速度檢測裝置、以及根據所述速度檢測裝置檢測出的速度改變所 述收發信裝置接收的所述調制波形信號的延遲時間的延遲處理裝置。
利用這種結構，即使是被檢測體運動著的情況下，也能夠利用互 補代碼收發信方式減少距離旁瓣。
還有，本發明的超聲波診斷裝置具有進行用互補代碼調制的調制 波形信號的收發信和未調制的通常波形信號的收發信的收發信裝置、 檢測被檢測體的脈動信息的脈動信息檢測裝置、根據所述脈動信息檢 測裝置檢測出的脈動信息實施利用所述收發信裝置進行的所述調制波 形信號的收發信與所述通常波形信號的收發信的切換的切換裝置。
利用這種結構，即使是被檢測體運動著的情況下，也能夠利用互 補代碼收發信方式減少距離旁瓣。
還有，本發明的超聲波診斷裝置具有進行用互補代碼調制的調制
.置、從所述收發信裝置接收的接收信號檢測出被檢測體的關心區域的運動 速度的速度檢測裝置、以及根據所述速度檢測裝置檢測出的速度改變 所述收發信裝置的互補代碼的代碼長度的變更裝置。利用這種結構， 即使是被檢測體運動著的情況下，也能夠利用互補代碼收發信方式減 少距離旁瓣。
而且本發明的超聲波診斷裝置具有下述構造，所述速度檢測裝置 根據從所述收發信裝置接收通常波形信號的接收情況檢測出被檢測體 的關心區域的運動速度。
利用這種結構，即使是被檢測體運動著的情況下，也能夠利用互 補代碼收發信方式減少距離旁瓣。
而且，本發明的超聲波診斷裝置中，所述收發信裝置具有根據收 發的所述調制波形信號的互補代碼的代碼長度改變接收靈敏度的裝 置。利用這種結構，在代碼的長度變長的情況下能夠降低接收靈敏度，
減小噪聲電平。例如，代碼的長度為N的情況下，也可以使接收靈敏 度為1/2N。
還有，本發明的超聲波診斷裝置中，所述收發信裝置具有根據收 發的所述調制波形信號的互補代碼的代碼長度改變收發的超聲波的中 心頻率的結構。利用這種結構，在代碼變長的情況下，由于靈敏度變 大，能夠提高中心頻率，提高分辨率。
而且，本發明的超聲波診斷裝置中，所述速度檢測裝置具有檢測 關心區域的運動速度的分散的功能。利用這種結構，即使是被檢測體 運動著的情況下，也能夠利用互補代碼收發信方式減少距離旁瓣。
而且，本發明的超聲波診斷裝置中，還具有在診斷圖像中附加關 于所述收發信裝置收發的互補代碼的代碼長度的信息的裝置，能夠根 據圖像信息確認得到圖像時的代碼的長度。
而且，本發明的超聲波診斷裝置中，還具有顯示關于所述收發信 裝置收發的互補代碼的代碼長度的信息的顯示裝置，能夠根據圖像確 認代碼的長度。
本發明能夠提供如下所述的超聲波診斷裝置，即收發信部能夠進的收發信的切換或改變互補代碼的長度，檢測被檢測體的關心區域的 運動速度的裝置，以及根據上述速度進行用所述互補代碼調制的調制 波形信號的收發信與上述通常波形信號的收發信的切換或改變互補代 碼的長度，借助于此，即使是被檢測體運動著的情況下，利用互補代 碼收發信方式也有減小距離旁瓣的的效果。
圖l是本發明第1實施形態的超聲波診斷裝置的方框圖。
圖2A表示本發明第1實施形態的相關器的輸出信號的例子。 圖2B表示本發明第1實施形態的相關器的輸出信號的例子。 圖2C表示本發明第1實施形態的加法運算裝置的輸出信號的例子。
圖3A表示與本發明第1實施形態的通常收發信對應的發送部的輸 出信號的例子。
圖3B表示與本發明第1實施形態的通常收發信對應的互補代碼的 例子。
圖3C表示與本發明第1實施形態的互補代碼收發信對應的發送部 的輸出信號的例子。
圖4是本發明第1實施形態的相關器7的更詳細的方框圖。 圖5是本發明第2實施形態的超聲波診斷裝置的方框圖。 圖6是本發明第3實施形態的超聲波診斷裝置的方框圖。 圖7是已有的超聲波診斷裝置的方框圖。
具體實施例方式
下面利用附圖對本發明的實施形態的超聲波裝置進行說明。 圖l表示本發明笫1實施形態的超聲波診斷裝置。 在圖1中，對驅動探頭1的發送部2，根據互補代碼發生器4的輸 出提供代碼波形發生器3的輸出，接收放大部6將從探頭1接收來的接收信號放大，接收放大部6的輸出被輸入速度檢測裝置8,速度檢測 裝置8的輸出被輸入互補代碼發生器4，相關器7進行互補代碼發生器 4的輸出與接收放大部6的輸出的相關運算，存儲器9存儲相關器7的 輸出，加法運算裝置13進行相關器7與存儲器9的輸出的加法運算， 加法運算裝置13的輸出由信號處理部14處理，顯示器15顯示信號處 理部14的輸出，同步定時發生部TG控制相關代碼發生器4等的定時。
被檢測體20與探頭l接觸。圖2A、圖2B、圖2C是^L明互補代碼 收發信的原理用的波形圖，圖3A、圖3B、圖3C是通常的收發信與編 碼收發信中的發送部2的輸出。圖4是相關器7的更詳細的方框圖， 接收放大部6的輸出被輸入到延遲電路71、 72、 73。接收放大部6的 輸出被輸入到乘法器74、 75、 76、 77，被乘以互補代碼發生器4發生 的互補代碼k(l)、k(2)、k(3)、k(4)，然后在加法器78相加。
采用圖1、圖2A、圖2B、圖2C、圖3A、圖3B、圖3C、圖4對如 上所述構成的超聲波診斷裝置的動作進行說明。
首先對互補代碼進行說明。
互補代碼具有如下所述特征。例如下式的a2和b2，是長度N = 2Am (m=l， a表示乘方(power))的互補代碼，
a2 - [ + 1、 +1] ……(1 )
b2- [ + 1、 -l] ……(2)
a2的自相關c2與b2的自相關d2用下式表示， c2- [ + 1、 +2、 +1] ……(3)
d2- [-l、 +2、 -l] ……(4)
自相關c2與自相關d2之和e2為
e2-
...... (5)，
在數列的中央的峰，值為2N-4，峰的前后，即距離旁瓣為0。 N=2Am (m-2)的互補代碼如下所述得到，即以長度N的互補代
碼為基礎，在a2的后面連結b2所得作為a4,在a2的后面將b2的代
碼反轉后加以連結所得作為b4。
a4= [ + 1、 +1、 +1、 一l] ……(6)
8b4= [ + 1、 +1、 -l、 +1] ……(7)
圖2A、圖2B表示N-2Am (m=3)的互補代碼的自相關，圖2C表
示自相關之和，在數列的中央的峰，值為2N=16，峰的前后，即距離
旁瓣的值為0。
這樣， 一旦互補代碼的長度為N，則接收信號的峰值為2N倍，因 此在互補代碼變長的情況下，在例如信號處理部14使接受靈敏度下降， 能夠使接收信號中包含的噪聲電平相對減小。例如在互補代碼的長度 為N的情況下，也可以使接收靈敏度為1/2N。反之，在互補代碼變短
的情況下，也可以提高接收靈敏度。
圖3A表示作為通常收發信的發送部2的輸出波形的脈沖，圖3B 表示互補代碼發生器4輸出的互補代碼的例子。圖3C表示與圖3B的 互補代碼對應的發送部2的輸出波形。圖3B的互補代碼是與式(6)、 (7)對應的。圖3A所示的通常的收發信中的發送部2的脈沖Tl、 T2 的脈沖寬度為5T1。與圖3C所示的互補代碼對應的發送部2的輸出波 形在圖3B的互補代碼的值為+ 1的情況下與脈沖Tl相同波形，在互補 代碼的值為-1的情況下為使脈沖Tl反轉的波形。
在波形T3中脈沖Tl或使脈沖Tl反轉的波形以5T2的間隔排列。 還有，存在5T1< 5T2的關系。而波形T3與波形T4的間隔為AT。對 利用波形T3的接收信號，用式(6)的互補代碼在相關器7進行自相 關處理，對利用波形T4的接收信號，用式(7)的互補代碼在相關器7 進行自相關處理，將對應于波形T3的相關器7的輸出存儲于存儲器9， 延遲時間AT后讀出之后，用加法運算裝置13進行加法運算，以得到 互補收發信輸出。
相關器7中的處理用圖4具體表示。圖4所示的相關器7對應于 式(6) 、 (7)的長度N-4的互補代碼。接收放大部6的輸出被輸入 到延遲電路71、 72、 73，分別獲得時間5T2的延遲。5T2是對應于已 經說明的圖3C的互補代碼的輸出波形中包含的脈沖的間隔。放大部6 的輸出在乘法器74、 75、 76、 77中被乘以系數k( 1 ) 、 k( 2 ) 、 k( 3)、 k(4)。系數k(j) (l《j《4)是式(6) 、 (7)的長度N-4的互補代碼，發送部2的輸出波形與式(6)的互補代碼對應的情況下，系 數k ( j)對應于式(6)，發送部2的輸出波形與式(7)的互補代碼 對應的情況下，系數k ( j)對應于式(7)。在以上說明中，在加法運 算裝置13的輸出中，如式(5)所示，為了使距離旁瓣為0,有必要使 被檢測體20靜止。
但是，在被檢測體20是生物體的情況下，組織在運動著，特別是 在處理從循環系統的組織來的接收信號的情況下，有必要避免受到組 織的脈動(pulsation)的影響。速度運算裝置8對來自接收放大部6 的輸出信號進行多普勒運算處理，檢測出組織的運動速度V。
在進行多普勒處理的情況下，發送部2的輸出波形也可以采用通 常收發信的脈沖。首先，互補代碼發生器4進行對應于通常收發信的 輸出，代碼波形發生部3發生圖3A所示的脈沖波形，速度運算裝置8 對被檢測體20的關心區域進行速度測定。
速度運算裝置8檢測的速度為成一定的水平以下時，互補代碼發 生器4在某一時刻發生式(6)的互補代碼，相關器7的輸出存儲于存 儲器9， AT時間后互補代碼發生器4發生式(7)的互補代碼，相關 器7的輸出與從存儲器9讀出的輸出在加法運算裝置13進行相加。在 進行互補代碼收發信中，通過以適當的時間間隔進行通常收發信實現 的速度運算裝置8的速度檢測，檢測出的速度V成為一定的水平以上 時，只利用通常收發信進行收發信。
或者也可以根據速度檢測裝置8檢測出的速度改變互補代碼的長 度。例如隨著速度的變快只要縮短互補代碼即可。或是在互補代碼的 代碼長度變長的情況下也可以提高超聲波的中心頻率，還有，即使多 普勒運算處理的結果是平均速度在一定的水平以下，速度的分布寬的 情況下，即，速度分散的情況下，也可以在分散達到一定的水平時， 互補代碼發生器4在某一時刻發生式(6)的互補代碼。
還可以對在信號處理部14得到的圖像信息附加互補代碼的代碼長 度信息。進一步，也可以在顯示器15上與被檢測體的圖像一起顯示附 加于圖像信息的互補代碼的代碼長度信息。如果采用這樣的本發明的第1實施形態的超聲波診斷裝置，則收 發信部能夠進行用互補代碼調制的調制波形信號的收發信與未調制的 通常波形信號的收發信的切換，借助于檢測被檢測體的關心區域的運 動速度的裝置，根據速度進行用互補代碼調制的調制波形信號的收發 信與所述未調制的通常波形信號的收發信的切換，這樣能夠實施不易 受被檢測體的運動的影響的正確的互補代碼收發信。
下面的圖5表示本發明第2實施形態的超聲波診斷裝置。 在圖5中，對具有與第1實施形態相同的作用和功能的構件省略 其說明。在圖5中，速度檢測裝置8的輸出連接于延遲裝置10。存儲 器9的輸出被輸入到延遲裝置10，延遲裝置10的輸出被輸入到加法運 算裝置13。
下面利用圖5對如上所述構成的超聲波診斷裝置的動作進行說明。 首先，速度檢測裝置8檢測被檢測體20的關心區域的運動速度V。 這種情況下的代碼波形發生部3的波形，可以是與通常收發信對應的 波形，或者也可以是與編碼收發信對應的波形。由于運動速度為V，在 經過發送間隔AT的時間之后，關心區域的位置只改變AL-V . AT。
由于有AL的位置改變，從關心區域返回的回聲的到達時間改變A △ T = 2 . AL/c (其中c為在凈皮檢測體中的音速)。因此在該關心區域， 對應的回聲的時間間隔為AT- △ AT。在這樣做后在延遲裝置10中對 從存儲器9輸出的信號調整A AT的延遲時間，用加法運算裝置13將 延遲裝置10的輸出與相關器7的輸出相加。
如上所述，如果采用本發明第2實施形態的超聲波診斷裝置，則 速度檢測裝置8的輸出連接于延遲裝置10。存儲器9的輸出被輸入到 延遲裝置10，延遲裝置10的輸出被輸入到加法運算裝置13，這樣即 使是被檢測體20的關心區域運動著的情況下也能夠實施不容易受到被 檢測體的運動影響的正確的互補代碼收發信。
下面的圖6表示本發明第3實施形態的超聲波診斷裝置。 在圖6中，對具有與第1實施形態相同的作用和功能的構件省略 其說明。在4皮檢測體20上設置檢測其脈動(pulsating)用的心電計
ii16，心電計16的輸出被輸入R波觸發延遲裝置12， R波延遲裝置12 的輸出被輸入到互補代碼發生器4。
下面利用圖6對如上所述構成的超聲波診斷裝置的動作進行說明。
首先，決定探頭l將被檢測體20的頸動脈壁作為關心區域。另一 方面，心電計16對被檢測體2 0的心臟的心電圖進行觀察。
由于心臟的收縮、擴張，頸動脈的血管直徑也發生變化，頸動脈 直徑在最大、最小之間變化，頸動脈壁有瞬間的靜止，是因為從心臟 的收縮、擴張開始有一時間延遲。因此借助于使心電計16輸出的R波 觸發延遲的R波觸發延遲裝置12推定頸動脈直徑成為最大、最小的時 間，在頸動脈壁瞬間靜止的時間，互補代碼發生器4發生互補代碼進 行互補代碼收發信。
如上所述，如果采用本發明第3實施形態的超聲波診斷裝置，在 被檢測體20設置心電計16，心電計16的輸出被輸入R波延遲裝置12， R波延遲裝置12的輸出被輸入互補代碼發生器4，借助于此，即使是 在凈皮檢測體20的關心區域正在運動的情況下，也能夠實施不容易受到 被檢測體的運動的影響的正確的互補代碼收發信。
還有，在上述說明中，探頭1可以是單個元件的振子構成的，也 可以是多個振子排列構成的。
工業應用小生
如上所述，本發明的超聲波診斷裝置，其收發信部能夠實施用互
信的切換，或改變互補代碼的長度，借助于檢測被檢測體的關心區域 的運動速度的裝置，根據上述速度進行用互補代碼調制的調制波形信 號的收發信與所述通常波形信號的收發信的切換，或改變互補代碼的 長度，這樣即使是在被檢測體正在運動著的情況下也具有利用互補代 碼收發信方式減小距離旁瓣的效果，作為采用互補編碼收發信方式的 超聲波診斷裝置等是有用的。
權利要求
1.一種超聲波診斷裝置，其特征在于，具有進行用互補代碼調制的調制波形信號的收發信和未調制的通常波形信號的收發信的收發信裝置、從所述收發信裝置接收的接收信號中檢測出被檢測體的關心區域的運動速度的速度檢測裝置、以及根據所述速度檢測裝置檢測出的速度實施利用所述收發信裝置進行的所述調制波形信號的收發信與所述通常波形信號的收發信的切換的切換裝置。
2. —種超聲波診斷裝置，其特征在于，具有進行用互補代碼調制的調制波形信號的收發信和未調制的通常波 形信號的收發信的收發信裝置、從所述收發信裝置接收的接收信號中檢測出被檢測體的關心區域 的運動速度的速度檢測裝置、以及根據所述速度檢測裝置檢測出的速度改變所述收發信裝置接收的 所述調制波形信號的延遲時間的延遲處理裝置。
3. —種超聲波診斷裝置，其特征在于，具有進行用互補代碼調制的調制波形信號的收發信和未調制的通常波 形信號的收發信的收發信裝置、檢測被檢測體的脈動信息的脈動信息檢測裝置、根據所迷脈動信息檢測裝置檢測出的脈動信息進行利用所述收發 信裝置進行的所述調制波形信號的收發信與所述通常波形信號的收發 信的切換的切換裝置。
4. 一種超聲波診斷裝置，其特征在于，具有進行用互補代碼調制的調制波形信號的收發信和未調制的通常波 形信號的收發信的收發信裝置、從所述收發信裝置接收的接收信號中檢測出被檢測體的關心區域的運動速度的速度檢測裝置、以及根據所述速度檢測裝置檢測出的速度改變所述收發信裝置的互補 代碼的代碼長度的變更裝置。
5. 根據權利要求l、 2或4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 所述速度檢測裝置根據從所述收發信裝置接收的所述通常波形信號，檢測^L檢測體的關心區域的運動速度。
6. 根據權利要求1~4中的任一項所述的超聲波診斷裝置，其特 征在于，所述收發信裝置根據收發信的所述調制波形信號的互補代碼的代 碼長度改變接收靈敏度。
7. 根據權利要求1~4中的任一項所述的超聲波診斷裝置，其特 征在于，所述收發信裝置根據收發信的所述調制波形信號的互補代碼的代 碼長度改變收發的超聲波的中心頻率。
8. 根據權利要求1、 2、或4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 所述速度檢測裝置具有檢測關心區域的運動速度的分散的功能。
9. 根據權利要求1~4中的任一項所述的超聲波診斷裝置，其特 征在于，還具有在診斷圖像中附加關于所述收發信裝置收發信的互補代碼的代碼 長度的信息的裝置。
10. 根據權利要求1~4中的任一項所述的超聲波診斷裝置，其特 征在于，還具有顯示關于所述收發信裝置收發信的互補代碼的代碼長度的信息的 顯示裝置。
全文摘要
本發明公開了提供能夠進行互補編碼收發信的超聲波診斷裝置的技術，根據該技術，相應于互補代碼發生器(4)的輸出對驅動探頭(1)的發送部(2)提供代碼波形發生部(3)的輸出，接收放大部(6)的輸出被輸出到速度檢測裝置(8)，速度檢測裝置(8)的輸出被輸入到互補代碼發生器(4)，相關器(7)進行互補代碼發生器(4)的輸出與接收放大部(6)的輸出的相關運算，存儲器(9)存儲相關器(7)的輸出，加法運算裝置(13)進行相關器(7)與存儲器(9)的輸出的相加運算。
文檔編號A61B8/00GK101662988SQ20088001262
公開日2010年3月3日 申請日期2008年4月22日 優先權日2007年4月24日
發明者福元剛智, 福喜多博 申請人:松下電器產業株式會社