JP3420110B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に受信フィルタの特性を受信深さに応じてダイナ
ミックに制御するための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to a technique for dynamically controlling the characteristics of a reception filter according to the reception depth.
【0002】[0002]
【従来の技術】生体内での超音波の減衰率は周波数が高
くなるほど大きくなる。したがって、広帯域の超音波パ
ルスを生体内に伝播させた場合、探触子から見て浅いと
ころと深いところでは超音波のスペクトラムが異なって
くる。このため超音波診断装置では、ノイズの周波数帯
域をできるだけ適切にカットするため、従来よりエコー
受信対象点の深さに応じて受信フィルタの特性をダイナ
ミックに変化させる制御が行われている。例えば、各受
信深さにおける受信信号の中心周波数は図4に示すよう
なカーブを描くことが知られており、受信フィルタの特
性もこのカーブに沿って変化するように制御している。2. Description of the Related Art The attenuation rate of ultrasonic waves in a living body increases as the frequency increases. Therefore, when a wideband ultrasonic pulse is propagated in the living body, the spectrum of the ultrasonic wave differs between a shallow portion and a deep portion as seen from the probe. For this reason, in the ultrasonic diagnostic apparatus, in order to cut the frequency band of noise as appropriately as possible, conventionally, control is performed to dynamically change the characteristics of the reception filter according to the depth of the echo reception target point. For example, it is known that the center frequency of the reception signal at each reception depth draws a curve as shown in FIG. 4, and the characteristics of the reception filter are controlled so as to change along this curve.
【0003】近年の超音波診断装置では信号処理のデジ
タル化が進み、受信フィルタとしてFIR(非巡回)型
などのデジタルフィルタが用いられるようになってい
る。周知のようにデジタルフィルタのフィルタ特性は、
各タップのフィルタ係数の組により決定される。このよ
うなデジタル受信フィルタの特性を受信深さに応じて制
御する場合、従来は所定の間隔ごとにフィルタ特性を切
り換えるという制御を行っていた。実際は、生体内での
音波の伝搬速度をほぼ一定と仮定して、一定の時間間隔
ごとにフィルタ特性を切り換えていた。In recent ultrasonic diagnostic apparatuses, digitalization of signal processing has progressed, and digital filters of FIR (non-recursive) type or the like have come to be used as a reception filter. As is well known, the filter characteristics of digital filters are
It is determined by the set of filter coefficients for each tap. In the case of controlling the characteristics of such a digital reception filter according to the reception depth, conventionally, the control is performed such that the filter characteristics are switched at predetermined intervals. Actually, assuming that the propagation speed of the sound wave in the living body is almost constant, the filter characteristics are switched at regular time intervals.
【0004】具体的には、従来の超音波診断装置では、
例えば一定時間間隔ごとの切換タイミングにおけるフィ
ルタ係数の組を順番にメモリに格納しておき、切換タイ
ミングが来るごとにそのタイミングに対応するフィルタ
係数の組をそのメモリから読み出して受信フィルタに設
定するという構成をとっていた。この構成ではメモリに
は各切換タイミングのフィルタ特性(フィルタ係数の
組)が格納されるが、このメモリをRAMとし、メモリ
に格納するフィルタ特性の組を交換できるようにするこ
とで、フィルタ特性を多様なパターンで切り換えられる
ようにすることも行われている。Specifically, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus,
For example, a set of filter coefficients at a switching timing at fixed time intervals is sequentially stored in a memory, and at each switching timing, a set of filter coefficients corresponding to the timing is read from the memory and set in a reception filter. Had a composition. In this configuration, the memory stores the filter characteristic (set of filter coefficients) at each switching timing. By using this memory as the RAM and allowing the set of filter characteristics stored in the memory to be exchanged, the filter characteristic can be changed. It is also performed to be able to switch in various patterns.
【0005】受信フィルタへの係数の設定には、フィル
タのタップ数にもよるが数十クロック程度の時間が必要
であるため、従来フィルタ特性の切換間隔は少なくとも
この係数設定の所要時間以上に設定されていた。Since it takes several tens of clocks to set the coefficient to the receiving filter, depending on the number of taps of the filter, the conventional filter characteristic switching interval is set to be at least longer than the time required for setting the coefficient. It had been.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフィルタ特
性切換方式では、フィルタ特性の変化が緩やかな範囲
(浅いところ及び深いところ:図4参照)でも急峻な範
囲(中間深さの範囲:図4参照)でもフィルタ特性の切
換間隔が同じだった。このため、変化が急峻な範囲では
変化が緩やかな範囲よりも1回当たりのフィルタ特性の
切換幅が大きくなり、この結果、変化が急峻な範囲では
得られる画像においてフィルタ特性の差による画質の差
が目立ちやすくなる。これを避けようとすれば、変化が
急峻な範囲でもフィルタ特性の切換幅が画質に顕著な段
差を及ぼさない程度に切換間隔を短くすればよいが、そ
うすれば今度は、変化が緩やかな範囲で、フィルタ特性
を変える必要もないのに切換タイミングが来ると同じフ
ィルタ特性を再度設定し直すなどの無駄な動作が多くな
るという問題が出てくる。In the conventional filter characteristic switching method described above, a steep range (intermediate depth range: FIG. 4) is obtained even in a range where the change of the filter characteristic is gradual (shallow and deep: see FIG. 4). However, the switching intervals of the filter characteristics were the same. Therefore, in the range where the change is sharp, the switching width of the filter characteristic per one time becomes larger than in the range where the change is gentle. Become more noticeable. To avoid this, the switching interval may be shortened to such an extent that the switching width of the filter characteristics does not cause a noticeable step in the image quality even in the sharp change range. However, there is a problem that when the switching timing comes, it is not necessary to change the filter characteristic, but wasteful operations such as setting the same filter characteristic again occur.
【0007】また上記従来のフィルタ特性切換方式は、
フィルタ特性を一定時間間隔ごとにしか切え換えられな
いため、きめ細かい切換タイミングの制御が不可能であ
るという問題があった。このことを図5を参照して説明
する。Further, the above conventional filter characteristic switching system is
Since the filter characteristic can be switched only at regular time intervals, there is a problem that it is impossible to finely control the switching timing. This will be described with reference to FIG.
【0008】図5において、グラフ100は、図4に示
したカーブの一部であり、縦軸が中心周波数、横軸が深
さ(時間)を示す。横軸上の点ti(i=1,2,・・
・)は、フィルタ特性を切り換える切換タイミングを示
しており、黒丸で示した点102はそれら各切換タイミ
ングで設定されるフィルタ特性(中心周波数特性)の設
定値を示す。図示のごとく、切換タイミングは一定間隔
ごとである。グラフ105は、このような一定間隔ごと
のフィルタ設定により実現されるフィルタ特性の値の変
化を示す。フィルタ特性はあらかじめ用意された有限の
特性値から選ばれて設定されるので、離散的に変化して
いる。このように、フィルタ特性切換は一定間隔ごとに
行われるため、得られるフィルタ特性(グラフ105)
が、理想的なフィルタ特性(すなわち受信信号の特性:
グラフ100)から大きく離れてしまうことがあった
(例えばタイミングt9)。グラフ100により近くな
るようにするには、例えばタイミングs1、s2でフィル
タ特性を切り換えればよいが、従来のフィルタ特性切換
機構は一定間隔ごとにフィルタ特性を切り換える構成で
あったので、そのような任意の時点での切換はできなか
った。In FIG. 5, a graph 100 is a part of the curve shown in FIG. 4, in which the vertical axis represents the center frequency and the horizontal axis represents the depth (time). Point ti on the horizontal axis (i = 1, 2, ...
() Indicates the switching timing for switching the filter characteristic, and the dot 102 indicated by a black circle indicates the set value of the filter characteristic (center frequency characteristic) set at each switching timing. As shown, the switching timing is at regular intervals. The graph 105 shows the change in the value of the filter characteristic realized by the filter setting at such constant intervals. Since the filter characteristic is selected and set from a finite characteristic value prepared in advance, it changes discretely. In this way, since the filter characteristic switching is performed at regular intervals, the obtained filter characteristic (graph 105)
Is the ideal filter characteristic (ie the characteristic of the received signal:
There is a case where the distance from the graph 100) greatly deviates (for example, timing t9). In order to get closer to the graph 100, for example, the filter characteristics may be switched at timings s1 and s2. However, since the conventional filter characteristic switching mechanism is configured to switch the filter characteristics at regular intervals, It was not possible to switch at any time.
【0009】このように、従来装置は、フィルタ切換タ
イミングの設定の自由度が極めて小さいため、フィルタ
特性の図4の理想カーブへの近似度が不十分となる場合
があった。As described above, in the conventional apparatus, since the degree of freedom in setting the filter switching timing is extremely small, the approximation of the filter characteristic to the ideal curve of FIG. 4 may be insufficient.
【0010】このような問題を回避するには、切換間隔
自体を十分短くすればよいわけだが、前述のようにフィ
ルタへの係数設定にはある程度の時間が必要であり、切
換間隔をこの時間より短くすることはできなかった。こ
のため、従来方式では、フィルタ特性の理想カーブへの
近似度の問題は回避困難な問題であった。In order to avoid such a problem, it suffices to make the switching interval itself sufficiently short, but as described above, it takes some time to set the coefficient in the filter, and the switching interval is set to be shorter than this time. It couldn't be shortened. Therefore, in the conventional method, the problem of the degree of approximation of the filter characteristic to the ideal curve is a problem that is difficult to avoid.
【0011】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、受信フィルタの特性の切換タイ
ミングの自由度を高め、きめ細かい特性切換を実現でき
る超音波診断装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of increasing the degree of freedom of the switching timing of the characteristics of the reception filter and realizing fine characteristic switching. To aim.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る超音波診断装置は、超音波受信信号を
フィルタ処理する受信フィルタと、前記受信フィルタの
フィルタ特性を規定する1以上のフィルタ特性情報を、
前記受信フィルタに適用する順序に従って読み出し可能
なように登録した特性情報登録部と、前記特性情報登録
部に登録した各フィルタ特性ごとに、そのフィルタ特性
を前記受信フィルタに適用する受信深さに対応するタイ
ミングを規定する情報を登録するタイミング情報登録部
と、前記タイミング情報登録部に登録された情報に応じ
て、フィルタ特性を順次切り換える受信深さに対応する
タイミングを指示する切換タイミング信号を出力する切
換タイミング指示部と、前記切換タイミング信号に応じ
て前記特性情報登録部から順にフィルタ特性情報を読み
出し、前記受信フィルタのフィルタ特性をそのフィルタ
特性情報に従って切り換える特性切換部とを有すること
を特徴とする。In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention comprises a reception filter for filtering an ultrasonic reception signal, and one or more defining a filter characteristic of the reception filter. Filter characteristic information,
A characteristic information registration unit that is registered so that it can be read according to the order applied to the reception filter, and the characteristic information registration
A timing information registration unit that registers, for each filter characteristic registered in the unit, information that defines timing corresponding to the reception depth at which the filter characteristic is applied to the reception filter; and the timing information registration unit. A switching timing instructing section for outputting a switching timing signal instructing a timing corresponding to a reception depth at which the filter characteristics are sequentially switched according to the information registered in, and the characteristic information in accordance with the switching timing signal. It is characterized by further comprising: a characteristic switching unit for sequentially reading the filter characteristic information from the registration unit and switching the filter characteristic of the reception filter according to the filter characteristic information.
【0013】この構成では、各フィルタ特性ごとにその
特性を受信フィルタに適用するタイミングを規定する情
報を登録したタイミング情報登録部を設け、これに登録
された情報に基づき生成される切換タイミング信号に応
じてフィルタ特性を切り換える。この構成によれば、フ
ィルタ特性を切り換えるタイミングを個々のフィルタ特
性ごとに規定できるので、従来のような一定間隔ごとの
切換ではなく、理想とする特性変化に合わせた柔軟な切
換タイミングの設定が可能となる。In this configuration, a timing information registration unit is provided for each filter characteristic, in which information defining the timing for applying the characteristic to the reception filter is registered, and the switching timing signal generated based on the information registered in this is provided. The filter characteristic is switched accordingly. According to this configuration, the timing for switching the filter characteristics can be defined for each individual filter characteristic, so that it is possible to set flexible switching timing according to the ideal characteristic change, rather than the conventional switching at constant intervals. Becomes
【0014】この構成において、例えばタイミング情報
登録部に登録する情報としては、各フィルタ特性から次
のフィルタ特性へと切り換える切換間隔を用いることが
できる。In this configuration, for example, as the information registered in the timing information registration section, a switching interval for switching from each filter characteristic to the next filter characteristic can be used.
【0015】この場合、前記タイミング情報登録部は、
前記各切換間隔を記憶するランダムアクセスメモリと、
ユーザが選択した各切換間隔を、その適用順序に応じた
アドレス順で前記ランダムアクセスメモリに書き込む手
段とを含み、前記切換タイミング指示部は、切換間隔が
セットされ、システムクロックをカウントして前記セッ
トされた切換間隔に達すると前記切換タイミング信号を
出力するカウンタと、前記切換タイミング信号が出力さ
れると前記ランダムアクセスメモリのデータ出力アドレ
スを1データ分インクリメントし、次の切換間隔の情報
を前記カウンタにセットする手段と、を含むように構成
することができる。In this case, the timing information registration section is
A random access memory for storing the switching intervals,
Means for writing each switching interval selected by the user in the random access memory in an address order according to the application order, and the switching timing instructing section sets the switching interval and counts the system clock to set the switching interval. A counter that outputs the switching timing signal when the preset switching interval is reached, and a data output address of the random access memory is incremented by one data when the switching timing signal is output, and the information of the next switching interval is counted by the counter. And means for setting to.
【0016】本発明において切換対象となるフィルタ特
性としては、受信フィルタの通過帯域の中心周波数や、
受信フィルタの通過帯域幅などがある。In the present invention, the filter characteristics to be switched include the center frequency of the pass band of the reception filter,
For example, the pass band width of the reception filter.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1は、本発明に係る超音波診断装置の受
信回路系の要部を示す図である。図1において、振動子
アレイ20は、複数の超音波振動子を含み、図示しない
送信回路系からの駆動信号に応じて超音波を送出すると
共に、送出した超音波のエコーを受信し、これを電気的
な受信信号に変換する。振動子アレイ20の各振動子の
受信信号はプリアンプ30で増幅され、整相加算部40
に入力される。整相加算部40は、受信ビームを形成す
るための回路であり、各振動子の受信信号をデジタル信
号に変換し、各々に所定の遅延を与えた上で加算し、そ
の加算結果を出力する。整相加算された受信信号は、可
変BPF(バンド・パス・フィルタ)50でフィルタ処
理され、不要な周波数成分が除去される。FIG. 1 is a diagram showing a main part of a receiving circuit system of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a transducer array 20 includes a plurality of ultrasonic transducers, transmits ultrasonic waves according to a drive signal from a transmission circuit system (not shown), receives echoes of the transmitted ultrasonic waves, and outputs the ultrasonic waves. Convert to an electrical received signal. The reception signal of each transducer of the transducer array 20 is amplified by the preamplifier 30, and the phasing addition unit 40
Entered in. The phasing addition unit 40 is a circuit for forming a reception beam, converts a reception signal of each transducer into a digital signal, adds a predetermined delay to each signal, adds the signals, and outputs the addition result. . The phasing-added received signal is filtered by a variable BPF (band pass filter) 50 to remove unnecessary frequency components.
【0019】この可変BPF50は、FIR(非巡回)
型のデジタルフィルタであり、各タップのフィルタ係数
(乗算係数)の設定を変更することにより様々なフィル
タ特性を得ることができる。フィルタ特性には、通過帯
域の中心周波数や帯域幅などがあり、各タップのフィル
タ係数の設定の仕方によりこれら特性を高い自由度で変
更することができる。フィルタ制御部10は、この可変
BPF50のフィルタ特性、すなわち各タップのフィル
タ係数の設定・変更を制御する手段である。This variable BPF 50 is FIR (non-cyclic).
Type digital filter, various filter characteristics can be obtained by changing the setting of the filter coefficient (multiplication coefficient) of each tap. The filter characteristics include the center frequency and bandwidth of the pass band, and these characteristics can be changed with a high degree of freedom depending on how the filter coefficient of each tap is set. The filter control unit 10 is means for controlling the filter characteristics of the variable BPF 50, that is, setting / changing the filter coefficient of each tap.
【0020】このようにして可変BPF50により取り
出された必要な帯域の信号は、信号処理系60で表示目
的に応じた信号処理(例えばドプラ断層の場合は自己相
関演算など)を施される。そして、その信号処理結果は
DSC(デジタル・スキャン・コンバータ)70に書き
込まれ、表示装置の座標系に走査変換された上で表示回
路に出力される。The signal in the required band extracted by the variable BPF 50 in this manner is subjected to signal processing (eg, autocorrelation calculation in the case of Doppler tomography) in the signal processing system 60 according to the display purpose. Then, the signal processing result is written in a DSC (digital scan converter) 70, scan-converted into the coordinate system of the display device, and then output to the display circuit.
【0021】このような超音波診断装置において、受信
深さに応じたダイナミックなフィルタ特性制御は、フィ
ルタ制御部10によって実行される。図2は、フィルタ
制御部10の内部構成を示す図である。In such an ultrasonic diagnostic apparatus, the filter control unit 10 executes dynamic filter characteristic control according to the reception depth. FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the filter control unit 10.
【0022】図2において、係数データメモリ122
は、本装置で使用可能なすべてのフィルタ特性の定義情
報fi(i=0,1,2,・・・,n)が記憶されたメ
モリである。フィルタ特性の定義情報fiは、可変BP
F50のフィルタ特性を定める情報であり、具体的には
可変BPF50の各タップのフィルタ係数の値の組であ
る。例えば、可変BPF50のタップ数が10の場合、
各定義情報fiはそれぞれ10個のフィルタ係数の組と
なる。係数データメモリ122は、ROM(リードオン
リーメモリ)でよい。In FIG. 2, the coefficient data memory 122
Is a memory in which definition information fi (i = 0, 1, 2, ..., N) of all filter characteristics usable in this apparatus is stored. The definition information fi of the filter characteristic is a variable BP
This is information that defines the filter characteristic of the F50, and is specifically a set of filter coefficient values of each tap of the variable BPF 50. For example, when the number of taps of the variable BPF 50 is 10,
Each definition information fi is a set of 10 filter coefficients. The coefficient data memory 122 may be a ROM (Read Only Memory).
【0023】切換間隔メモリ110は、特許請求の範囲
のタイミング情報登録部に対応する。切換間隔メモリ1
10には、フィルタ特性の切換間隔ei(i=0,1,
2,・・・)が、出力順に従ったアドレッシングで記憶
されている。切換間隔eiは、システムクロック(CL
K)を単位とした時間間隔を表し、1バイト又は2バイ
ト程度の整数値データとして表される。切換間隔メモリ
110はRAM(ランダムアクセスメモリ)であり、記
憶された切換間隔eiのデータは必要に応じて書換可能
である。The switching interval memory 110 corresponds to the timing information registration section in the claims. Switching interval memory 1
10, the filter characteristic switching interval ei (i = 0, 1,
2, ...) are stored by addressing according to the output order. The switching interval ei is equal to the system clock (CL
K) as a unit, and is represented as integer value data of about 1 byte or 2 bytes. The switching interval memory 110 is a RAM (random access memory), and the stored data of the switching interval ei can be rewritten if necessary.
【0024】特性指定情報メモリ120は、特許請求の
範囲の特性情報登録部に対応する。特性指定情報メモリ
120には、1ビームにおける最浅部から最深部までの
エコー受信時に使用するフィルタ特性を指示する特性指
定情報a(fi)が、出力順に従ったアドレッシングで記
憶されている。すなわち、特性指定情報メモリ120
は、係数データメモリ122に登録されたフィルタ特性
の定義情報f0〜fnのうち、受信時に使用するものを、
使用する順番に並べて記憶している。ただし、特性指定
情報メモリ120に記憶される特性指定情報a(fi)
は、定義情報fi(すなわちフィルタ係数の組)そのも
のではなく、係数データメモリ122における定義情報
fiを指し示すアドレスなどの情報である。特性指定情
報メモリ120はRAM(ランダムアクセスメモリ)で
あり、記憶された特性指定情報a(fi)のデータは必要
に応じて書換可能である。The characteristic designation information memory 120 corresponds to the characteristic information registration section in the claims. In the characteristic designation information memory 120, characteristic designation information a (fi) for instructing the filter characteristic used at the echo reception from the shallowest portion to the deepest portion in one beam is stored by addressing according to the output order. That is, the characteristic designation information memory 120
Is the filter characteristic definition information f0 to fn registered in the coefficient data memory 122, which is used at the time of reception.
They are stored in the order in which they are used. However, the characteristic designation information a (fi) stored in the characteristic designation information memory 120
Is not the definition information fi (that is, a set of filter coefficients) itself but information such as an address indicating the definition information fi in the coefficient data memory 122. The characteristic designation information memory 120 is a RAM (random access memory), and the stored data of the characteristic designation information a (fi) can be rewritten as necessary.
【0025】可変BPF50のフィルタ特性は、特性指
定情報メモリ120に記憶された特性指定情報a(fi)
の順に切り換えられる。図示の例ではフィルタ特性はf
2,f5,f8,・・・の順に切り換えられることにな
る。そして、図示例ではフィルタ特性f2での受信開始
時からf5に切り換えるまでの時間間隔がe0、f5から
f8に切り換えられるまでの時間間隔がe1、などとなっ
ている。The filter characteristic of the variable BPF 50 is the characteristic designation information a (fi) stored in the characteristic designation information memory 120.
Can be switched in this order. In the illustrated example, the filter characteristic is f
It will be switched in the order of 2, f5, f8, .... In the illustrated example, the time interval from the start of reception with the filter characteristic f2 to the switching to f5 is e0, the time interval from the switching from f5 to f8 is e1, and so on.
【0026】切換間隔メモリ110は、アドレス端子
(adrs)に入力されているアドレスに対応した切換
間隔eiを出力端子(data out)から出力す
る。この出力値eiは、ダウンカウンタ112のデータ
入力端子(data)に入力される。The switching interval memory 110 outputs the switching interval ei corresponding to the address input to the address terminal (adrs) from the output terminal (data out). The output value ei is input to the data input terminal (data) of the down counter 112.
【0027】ダウンカウンタ112は、この出力値ei
のロードが完了すると、この値を初期値として即座にダ
ウンカウントを開始する。すなわち、ダウンカウンタ1
12は、クロック入力端子(clk)にシステムクロッ
ク(CLK;例えば20〜40MHz程度)が入力され
ており、1クロックごとに1ずつダウンカウントしてい
く。そして、カウント値が0に達すると、ダウンカウン
タ112はキャリー端子(carry out)からキ
ャリーアウト信号を出力する。このキャリーアウト信号
が、フィルタ特性の切換タイミングを示す切換タイミン
グ信号となる。この切換タイミング信号は、遅延器11
4、アップカウンタ116及び118に供給される。The down counter 112 outputs the output value ei
When the loading of is completed, this value is used as the initial value and down-counting starts immediately. That is, down counter 1
A system clock (CLK; for example, about 20 to 40 MHz) 12 is input to a clock input terminal (clk), and counts down by 1 for each clock. When the count value reaches 0, the down counter 112 outputs a carry out signal from the carry terminal (carry out). This carry-out signal becomes a switching timing signal indicating the switching timing of the filter characteristic. This switching timing signal is applied to the delay device 11
4, supplied to the up counters 116 and 118.
【0028】アップカウンタ116は、この切換タイミ
ング信号をクロック入力端子(clk)から受け取る
と、内部のカウント値を単位量だけ増加させ、その結果
を出力端子(out)から出力する。このカウンタ11
6のカウント値は、切換間隔メモリ110の切換間隔e
iのアドレスを示しており、このカウント値の増加によ
りカウンタ116の出力は次の切換間隔eiを指し示す
ようになる。この出力は切換間隔メモリ110のアドレ
ス端子に入力され、これにより切換間隔メモリ110の
データ出力端子からは次の切換間隔のデータが出力さ
れ、ダウンカウンタ112にロードされることになる。
このような仕組みにより、切換タイミング信号が発せら
れると次の切換間隔のデータがダウンカウンタ112に
ロードされ、次のダウンカウント処理が行われることに
なる。これを繰り返すことにより、切換間隔メモリ11
0に記憶された切換間隔eiがアドレス順に順次ダウン
カウンタ112にロードされ、その切換間隔をカウント
するごとにダウンカウンタ112から切換タイミング信
号が出力される。Upon receiving the switching timing signal from the clock input terminal (clk), the up counter 116 increments the internal count value by a unit amount and outputs the result from the output terminal (out). This counter 11
The count value of 6 is the switching interval e of the switching interval memory 110.
It indicates the address of i, and the output of the counter 116 indicates the next switching interval ei due to the increase of this count value. This output is input to the address terminal of the switching interval memory 110, whereby the data of the next switching interval is output from the data output terminal of the switching interval memory 110 and loaded into the down counter 112.
With such a mechanism, when the switching timing signal is issued, the data of the next switching interval is loaded into the down counter 112, and the next down counting process is performed. By repeating this, the switching interval memory 11
The switching intervals ei stored in 0 are sequentially loaded into the down counter 112 in the order of addresses, and the down counter 112 outputs a switching timing signal every time the switching intervals are counted.
【0029】なお、ダウンカウンタ112が、キャリー
端子から切換タイミング信号を出力した後、次の切換間
隔データがデータ入力端子(out)に供給されるまで
には、アップカウンタ116及び切換間隔メモリ110
の動作時間分だけの遅延がある。これを補償するため、
切換タイミング信号が遅延器114によってその遅延分
だけ遅延され、ダウンカウンタ112のロードイネーブ
ル端子(load)に供給されている。これにより、切
換間隔メモリ110から出力された次の切換間隔のデー
タが正しくダウンカウンタ112にロードされることに
なる。なお、遅延器114としては、システムクロック
(CLK)をクロック入力とするDフリッププロップな
どを用いることができる。After the down counter 112 outputs the switching timing signal from the carry terminal, until the next switching interval data is supplied to the data input terminal (out), the up counter 116 and the switching interval memory 110.
There is a delay corresponding to the operating time of. To compensate for this,
The switching timing signal is delayed by the delay by the delay device 114 and supplied to the load enable terminal (load) of the down counter 112. As a result, the data of the next switching interval output from the switching interval memory 110 is correctly loaded into the down counter 112. As the delay device 114, a D flip prop having a system clock (CLK) as a clock input can be used.
【0030】また、アップカウンタ118は、ダウンカ
ウンタ112から出力された切換タイミング信号をクロ
ック入力端子(clk)にて受け取る。切換タイミング
信号が入力されると、アップカウンタ118は内部のカ
ウント値を単位量だけ増加させ、その結果を出力端子
(out)から出力する。アップカウンタ118のカウ
ント値は、特性指定情報メモリ120の特性指定情報a
(fi)のアドレスを示しており、このカウント値の増加
によりカウンタ118の出力は次の特性指定情報を指し
示すようになる。この出力は特性指定情報メモリ120
のアドレス端子(adrs)に入力される。The up counter 118 receives the switching timing signal output from the down counter 112 at the clock input terminal (clk). When the switching timing signal is input, the up counter 118 increments the internal count value by a unit amount and outputs the result from the output terminal (out). The count value of the up counter 118 is the characteristic designation information a of the characteristic designation information memory 120.
The address of (fi) is shown, and the output of the counter 118 points to the next characteristic designation information as the count value increases. This output is the characteristic designation information memory 120.
Is input to the address terminal (adrs).
【0031】特性指定情報メモリ120は、アドレス端
子に入力された値に対応する特性指定情報a(fi)をデ
ータ出力端子(data out)から出力する。この
出力は、係数データメモリ122のアドレス端子(ad
rs)に入力される。係数データメモリ122は、アド
レス端子に入力された特性指定情報a(fi)に対応する
特性情報fi(すなわち係数セット)をデータ出力部
(data out)から出力する。係数データメモリ
122の出力は可変BPF50に入力され、この出力に
応じて可変BPF50の各タップの係数がセットされ
る。The characteristic designation information memory 120 outputs the characteristic designation information a (fi) corresponding to the value input to the address terminal from the data output terminal (data out). This output is the address terminal (ad
rs). The coefficient data memory 122 outputs characteristic information fi (that is, a coefficient set) corresponding to the characteristic designation information a (fi) input to the address terminal from the data output unit (data out). The output of the coefficient data memory 122 is input to the variable BPF 50, and the coefficient of each tap of the variable BPF 50 is set according to this output.
【0032】なお、可変BPF50は、各タップの係数
群(フィルタ特性)を保持するラッチを2つ有してお
り、一方のラッチに保持された係数群を用いてフィルタ
処理を行う間に、もう一方のラッチに対して次の係数群
をセットし、これを交互に繰り返す構成となっている。
この係数群の切換のため、可変BPF50にはダウンカ
ウンタ112から切換タイミング信号が供給される。The variable BPF 50 has two latches for holding the coefficient group (filter characteristic) of each tap, and while performing the filter processing using the coefficient group held in one latch, another variable The following coefficient group is set for one latch, and this is alternately repeated.
A switching timing signal is supplied from the down counter 112 to the variable BPF 50 for switching the coefficient group.
【0033】以上説明した図2の回路構成の各部の信号
の変化は、図3のタイミングチャートに示すようにな
る。図3に示すように、フィルタ特性f2でのフィルタ
処理は切換間隔e0の期間だけ続き、この期間の間に次
のフィルタ特性f5の係数データが可変BPF50のラ
ッチに設定される。そして、フィルタ特性f2での処理
の開始から期間e0が経過すると、ダウンカウンタ11
2から切換タイミング信号が出力され、これに応じて可
変BPF50のフィルタ特性がf5に切り換えられる。
以下、同様の動作を繰り返すことにより、切換間隔メモ
リ110に記憶された切換間隔eiごとに、特性指定情
報メモリ120で指定された順にフィルタ特性fiが切
り換えられていく。The change in the signal of each part of the circuit configuration of FIG. 2 described above is as shown in the timing chart of FIG. As shown in FIG. 3, the filtering process with the filter characteristic f2 continues for the period of the switching interval e0, and during this period, the coefficient data of the next filter characteristic f5 is set in the latch of the variable BPF 50. Then, when the period e0 elapses from the start of the processing with the filter characteristic f2, the down counter 11
A switching timing signal is output from 2, and the filter characteristic of the variable BPF 50 is switched to f5 in response to this.
Thereafter, by repeating the same operation, the filter characteristics fi are switched in the order designated by the characteristic designation information memory 120 for each switching interval ei stored in the switching interval memory 110.
【0034】このように、本実施形態では、切換間隔メ
モリ110に、切換間隔eiの系列を設定することによ
り、各切換タイミングの間隔を基本的に自由に設定する
ことができる。すなわち、個々の切換間隔はシステムク
ロック(CLK)を単位として基本的に任意の値に設定
することができる。したがって、図4に示すような理想
カーブにおいて、フィルタ特性の変化が緩やかな部分で
はフィルタ特性の切換間隔を長くし、変化が急激な部分
ではフィルタ特性の切換間隔を短くすることができる。
したがって、フィルタ特性の全体切換回数を増やすこと
なく、フィルタ特性急変部分での切換回数を増やすこと
ができるので、その部分できめ細かいフィルタ特性切換
が可能になり、特性切換による画質の段差を低減するこ
とができる。As described above, in the present embodiment, by setting the series of the switching intervals ei in the switching interval memory 110, the intervals of each switching timing can be basically set freely. That is, each switching interval can be basically set to an arbitrary value with the system clock (CLK) as a unit. Therefore, in the ideal curve as shown in FIG. 4, it is possible to lengthen the switching interval of the filter characteristic in the portion where the change of the filter characteristic is gentle and shorten the switching interval of the filter characteristic in the portion where the change of the filter characteristic is abrupt.
Therefore, it is possible to increase the number of times of switching at the portion where the filter characteristics change abruptly without increasing the number of times of switching the filter characteristics as a whole, and it is possible to finely switch the filter characteristics in that portion, and reduce the difference in image quality due to the characteristics switching. You can
【0035】また、本実施形態によれば、フィルタ特性
の切換タイミングを、システムクロック(CLK)単位
で自由に決めることができるので、図4の理想カーブに
合わせたきめ細かいフィルタ特性の切換が可能になる。
すなわち、本実施形態では、図5に示したタイミングs
1やs2を切換タイミングとすることができる(これには
(s2−s1)を切換間隔としてメモリ110に設定して
おけばよい)ので、一定間隔ごとのタイミングtiでし
か特性切換ができなかった従来方式よりも、理想カーブ
により近似した特性切換が可能になる。Further, according to the present embodiment, the switching timing of the filter characteristic can be freely determined in the system clock (CLK) unit, so that the filter characteristic can be finely switched in accordance with the ideal curve of FIG. Become.
That is, in this embodiment, the timing s shown in FIG.
Since 1 or s2 can be used as a switching timing ((s2-s1) can be set as a switching interval in the memory 110), the characteristic can be switched only at the timing ti at regular intervals. It is possible to switch characteristics that are closer to the ideal curve than the conventional method.
【0036】なお、図5からも分かるように、従来は、
フィルタ特性が同じ場合でもタイミングtiごとにフィ
ルタ特性を指定する必要があったのに対し、本実施形態
ではフィルタ特性を実際に変更する場合だけしかフィル
タ特性を指定しなくてよいので、無駄がない。したがっ
て、特性指定情報メモリ120の容量を節約することが
できる。As can be seen from FIG. 5, conventionally,
Even if the filter characteristics are the same, it is necessary to specify the filter characteristics for each timing ti, but in the present embodiment, the filter characteristics need to be specified only when the filter characteristics are actually changed, so there is no waste. . Therefore, the capacity of the characteristic designation information memory 120 can be saved.
【0037】本実施形態では、切換間隔メモリ110及
び特性指定情報メモリ120がRAMで構成され、記憶
内容を書き換え可能になっている。超音波診断装置は、
フィルタ特性の切換パターン(図4)を複数装備してい
る。すなわち、超音波診断装置は、複数の切換パターン
の各々について、切換間隔eiの系列と特性指定情報a
(f)の系列との組を保持している。そして、診断時に
は、ユーザが選択した切換パターンの切換間隔及び特性
指定情報の系列を切換間隔メモリ110及び特性指定情
報メモリ120にそれぞれ設定し、上述の切換処理を行
う。このような構成により、様々なパターンでフィルタ
特性を切り換えることが可能になる。なお、図4、図5
では中心周波数の変化を示したが、本実施形態では可変
BPF50の通過帯域幅を変更することも当然可能であ
る。In the present embodiment, the switching interval memory 110 and the characteristic designation information memory 120 are composed of RAM, and the stored contents can be rewritten. Ultrasonic diagnostic equipment
Equipped with multiple filter characteristic switching patterns (Fig. 4). That is, the ultrasonic diagnostic apparatus, for each of the plurality of switching patterns, the series of the switching intervals ei and the characteristic designation information a.
A pair with the series of (f) is held. Then, at the time of diagnosis, the switching interval of the switching pattern selected by the user and the series of the characteristic designation information are set in the switching interval memory 110 and the characteristic designation information memory 120, respectively, and the above-described switching processing is performed. With such a configuration, it becomes possible to switch the filter characteristics in various patterns. Note that FIG. 4 and FIG.
Although the change of the center frequency is shown in the above, it is of course possible to change the pass band width of the variable BPF 50 in the present embodiment.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のような一定間隔ごとの切換ではなく、理想とする
フィルタ特性変化に合わせた柔軟な切換タイミングの設
定が可能となり、超音波画像の画質向上を図ることがで
きる。As described above, according to the present invention,
It is possible to flexibly set the switching timing according to the ideal change in the filter characteristics, rather than the conventional switching at regular intervals, and it is possible to improve the image quality of the ultrasonic image.
【図1】 本発明に係る超音波診断装置の受信回路系の
要部を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a main part of a receiving circuit system of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図2】 フィルタ制御部の内部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a filter control unit.
【図3】 フィルタ制御部の各部の信号の変化を概略的
に示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart schematically showing changes in signals of respective parts of the filter control unit.
【図4】 受信深さと受信信号の中心周波数との関係を
示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a reception depth and a center frequency of a reception signal.
【図5】 従来のフィルタ特性切換方式の問題点、及び
本実施形態の方式の利点を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the problems of the conventional filter characteristic switching method and the advantages of the method of the present embodiment.
10 フィルタ制御部、20 振動子アレイ、30 プ
リアンプ、40 整相加算部、50 可変BPF(バン
ド・パス・フィルタ)、60 信号処理系、70 DS
C(デジタルスキャンコンバータ)、110 切換間隔
メモリ、112ダウンカウンタ、114 遅延器、11
6,118 アップカウンタ、120特性指定情報メモ
リ、122 係数データメモリ。10 filter control unit, 20 transducer array, 30 preamplifier, 40 phasing addition unit, 50 variable BPF (band pass filter), 60 signal processing system, 70 DS
C (digital scan converter), 110 switching interval memory, 112 down counter, 114 delay device, 11
6, 118 up counter, 120 characteristic specification information memory, 122 coefficient data memory.
Claims (5)
フィルタと、 前記受信フィルタのフィルタ特性を規定する1以上のフ
ィルタ特性情報を、前記受信フィルタに適用する順序に
従って読み出し可能なように登録した特性情報登録部
と、 前記特性情報登録部に登録した各フィルタ特性ごとに、
そのフィルタ特性を前記受信フィルタに適用する受信深
さに対応するタイミングを規定する情報を登録するタイ
ミング情報登録部と、 前記タイミング情報登録部に登録された情報に応じて、
フィルタ特性を順次切り換える受信深さに対応するタイ
ミングを指示する切換タイミング信号を出力する切換タ
イミング指示部と、 前記切換タイミング信号に応じて前記特性情報登録部か
ら順にフィルタ特性情報を読み出し、前記受信フィルタ
のフィルタ特性をそのフィルタ特性情報に従って切り換
える特性切換部と、 を有する超音波診断装置。1. A reception filter for filtering an ultrasonic reception signal, and one or more filter characteristic information defining filter characteristics of the reception filter, which are registered so that they can be read out in an order of application to the reception filter. An information registration unit, for each filter characteristic registered in the characteristic information registration unit ,
Reception depth at which the filter characteristics are applied to the reception filter
According to the information registered in the timing information registration unit that registers information that defines the timing corresponding to the
A switching timing instructing unit that outputs a switching timing signal instructing a timing corresponding to the reception depth for sequentially switching the filter characteristics, and filter characteristic information in order from the characteristic information registration unit according to the switching timing signal. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a characteristic switching unit for reading and switching the filter characteristic of the reception filter according to the filter characteristic information.
て、 前記タイミング情報登録部に登録される情報は、各フィ
ルタ特性から次のフィルタ特性へと切り換える切換間隔
であることを特徴とする超音波診断装置。2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the information registered in the timing information registration unit is a switching interval for switching from each filter characteristic to the next filter characteristic. Diagnostic device.
て、 前記タイミング情報登録部は、 前記各切換間隔を記憶するランダムアクセスメモリと、 ユーザが選択した各切換間隔を、その適用順序に応じた
アドレス順で前記ランダムアクセスメモリに書き込む手
段と、 を含み、 前記切換タイミング指示部は、 切換間隔がセットされ、システムクロックをカウントし
て前記セットされた切換間隔に達すると前記切換タイミ
ング信号を出力するカウンタと、 前記切換タイミング信号が出力されると前記ランダムア
クセスメモリのデータ出力アドレスを1データ分インク
リメントし、次の切換間隔の情報を前記カウンタにセッ
トする手段と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the timing information registration unit sets the random access memory for storing the switching intervals and the switching intervals selected by the user according to the application order. Writing means to the random access memory in an address order, the switching timing instructing section sets a switching interval, counts a system clock, and outputs the switching timing signal when the set switching interval is reached. A counter, and means for incrementing the data output address of the random access memory by one data when the switching timing signal is output and setting information on the next switching interval in the counter. Sound wave diagnostic equipment.
超音波診断装置において、 前記フィルタ特性は、受信フィルタの通過帯域の中心周
波数を含むことを特徴とする超音波診断装置。4. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the filter characteristic includes a center frequency of a pass band of a reception filter.
超音波診断装置において、 前記フィルタ特性は、受信フィルタの通過帯域幅を含む
ことを特徴とする超音波診断装置。5. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the filter characteristic includes a pass band width of a reception filter.
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| JP13547999A JP3420110B2 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | Ultrasound diagnostic equipment |
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