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JP5091556B2 - Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image generation method - Google Patents

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JP5091556B2 JP2007165212A JP2007165212A JP5091556B2 JP 5091556 B2 JP5091556 B2 JP 5091556B2 JP 2007165212 A JP2007165212 A JP 2007165212A JP 2007165212 A JP2007165212 A JP 2007165212A JP 5091556 B2 JP5091556 B2 JP 5091556B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic device for performing reception delay processing by performing geometry transformation by using a GPU. <P>SOLUTION: The ultrasonic diagnostic device includes: a transmission and reception means 003 for transmitting and receiving an ultrasonic signal via an ultrasonic probe 001 having a plurality of vibrators 002; an A/D converting means 004 for converting ultrasonic signals received from the plurality of vibrators 002 into digital data respectively; a delay means which comprises the GPU 100 and grants delay to the respective digital data; an addition means 102 for adding up respective data with delay granted; a coordinate conversion means 010 for converting data added up into data of an orthogonal coordinate system from a coordinate system when transmitted and received; and a display control means 011 for displaying data coordinate converted to a display means 012. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、超音波を送受信して超音波画像を生成する超音波診断装置及び超音波画像生成方法に関する。さらに詳しくは、受信信号の遅延加算処理を行う受信ビームフォーマに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic image generation method that generate ultrasonic images by transmitting and receiving ultrasonic waves. More specifically, the present invention relates to a reception beamformer that performs a delay addition process on a reception signal.

超音波診断装置ではプローブ内のアレイ振動子の素子毎に送信パルスの時間を変化させることで、ある地点にフォーカスがかかった超音波を送信する。この送信パルスによる反射エコーをアレイ振動子の素子毎に受信して全ての素子でフォーカスが掛かるような遅延制御を行った後、各素子からの受信信号を加算する。この遅延制御及び受信信号の加算を行うブロックは受信ビームフォーマと呼ばれる。   The ultrasonic diagnostic apparatus transmits a focused ultrasonic wave at a certain point by changing the transmission pulse time for each element of the array transducer in the probe. After receiving the reflection echo by the transmission pulse for each element of the array transducer and performing delay control so that all the elements are focused, the received signals from each element are added. A block that performs the delay control and the addition of the reception signal is called a reception beamformer.

ここで、従来の受信ビームフォーマについて図11及び図12を参照して説明する。図11は各アレイ振動子における遅延距離及び遅延時間を説明するための図である。図12は超音波ビームの偏向角θ=30°(超音波を反射させる点のアレイ振動子中央からの角度)で深さが10mm毎の等波面における各アレイ振動子の遅延距離を示した図である。   Here, a conventional receive beamformer will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram for explaining the delay distance and delay time in each array transducer. FIG. 12 is a diagram showing the delay distance of each array transducer on an equiwave surface with an ultrasonic wave deflection angle θ = 30 ° (angle from the center of the array transducer to reflect the ultrasonic wave) and a depth of 10 mm. It is.

直線上に並んだアレイ振動子70において、角度θに偏向した深さd(以下では、「受信フォーカス点d」ということがある。)の点Pから受信エコーを得る場合で説明する。点Pまでの距離はアレイ振動子中央71とx離れた位置の振動子72とでは、
δ=d−d’+d
=d−{(dsinθ―x)+(dcosθ)1/2+d (式1)
:遅延が負にならないためのバイアス値
の差がある。
A description will be given of a case where a reception echo is obtained from a point P having a depth d deflected to an angle θ (hereinafter sometimes referred to as “reception focus point d”) in the array transducer 70 arranged on a straight line. The distance to the point P is the distance between the center 71 of the array transducer and the transducer 72 at a position x apart.
δ = d−d ′ + d 0
= D-{(dsinθ-x) 2 + (dcosθ) 2 } 1/2 + d 0 (Formula 1)
d 0 : There is a difference in bias value for preventing the delay from becoming negative.

したがって、振動子72からの反射エコーに対しては、アレイ振動子中央71における反射エコーのタイミングを調整するため、振動子72で受信した信号には式1の距離分だけ遅延を与える必要がある。   Therefore, with respect to the reflected echo from the transducer 72, the signal received by the transducer 72 needs to be delayed by the distance of Equation 1 in order to adjust the timing of the reflected echo at the array transducer center 71. .

(式1)の距離を時間に変換すると、
τ=δ/C
=(d−{(dsinθ―x)+(dcosθ)1/2+d)/C (式2)
C:音速
に相当する。
When the distance of (Equation 1) is converted into time,
τ = δ / C
= (D − {(dsinθ−x) 2 + (dcosθ) 2 } 1/2 + d 0 ) / C (Formula 2)
C: Corresponds to the speed of sound.

図12はバイアス値d=10mmを加算している。図中の白丸は、アレイ振動子中央71に対応する等波面での各振動子における位置を表わしている。ここで、振動子は素子位置4mm毎の位置で並んでいる。図12に示す振動子80はアレイ振動子中央71から14mmの位置にある。そして、式2を基に、この図から振動子毎の各深さにおける遅延距離が求められる。例えば白丸81の値遠距離を算出する場合で説明する。図12に示すようにアレイ振動子中央71からの深さがd1=10mmの点に対する振動子80からの深さはdmmと計測される。そして、角度はθ=30°であり、振動子中央71と振動子80との遅延距離は(式1)から、
δ=10−{(10sin30°―14)+(10cos30°)1/2+10
≒6.8
である。
In FIG. 12, the bias value d 0 = 10 mm is added. The white circles in the drawing represent the positions of the respective transducers on the equiwavefront corresponding to the array transducer center 71. Here, the vibrators are arranged at every element position of 4 mm. The transducer 80 shown in FIG. 12 is located 14 mm from the center 71 of the array transducer. And based on Formula 2, the delay distance in each depth for every vibrator | oscillator is calculated | required from this figure. For example, a case where the far distance of the white circle 81 is calculated will be described. As shown in FIG. 12, the depth from the transducer 80 with respect to the point where the depth from the array transducer center 71 is d1 = 10 mm is measured as d 2 mm. The angle is θ = 30 °, and the delay distance between the vibrator center 71 and the vibrator 80 is expressed by (Equation 1):
δ = 10 − {(10 sin 30 ° −14) 2 + (10 cos 30 °) 2 } 1/2 +10
≒ 6.8
It is.

そこで、(この値遠距離を計測された深さから引く。すなわち、d−6.8 と求められる。)計測された深さd及び算出した遅延距離6.8を与えて振動子80におけるエコー信号を求める。 Therefore, (this value far distance is subtracted from the measured depth. That is, d 2 −6.8 is obtained.) The transducer 80 is given the measured depth d 2 and the calculated delay distance 6.8. Find the echo signal at.

以上をアレイ振動子中央71から10mmの深さに対応する等波面上の点に対して行い、各振動子に対応する信号を求め、それらの信号を加算することで、アレイ振動子中央71から深さ10mmにおける信号を求める。   The above is performed for a point on the equiwavefront corresponding to a depth of 10 mm from the array transducer center 71, signals corresponding to the respective transducers are obtained, and those signals are added to obtain a signal from the array transducer center 71. A signal at a depth of 10 mm is obtained.

そして、以上の信号を求める作業を、アレイ振動子中央71からの各深さに対応して行い、各深さに対応するエコー信号を求める。   The operation for obtaining the above signals is performed corresponding to each depth from the array transducer center 71, and an echo signal corresponding to each depth is obtained.

このようにすることで、アレイ振動中央71から一定の角度(上記説明では30°)の走査線のデータが生成できる。以上の作業を受信ビームフォーミングという。   By doing so, it is possible to generate scan line data at a certain angle (30 ° in the above description) from the array vibration center 71. The above operation is called reception beam forming.

従来技術では、この遅延及び加算をハードウェアで行っている。以前は、このハードウェアはアナログ遅延線を用いたアナログ回路で実現していたが、近年では各素子の受信信号をA/D変換してデジタル回路で遅延及び加算を行っている。この際に、通常のサンプリング周波数(例えば40MHz)では遅延精度が良くないために、数倍にアップサンプリングして遅延を与えて全素子(振動子)からの信号を加算している。加算後は元のサンプリング周波数にダウンサンプリングする。例えば、サンプリング点の個数は図12の白丸の個数であるが、振動子の個数は固定であるため図12で示す縦方向の点の個数で決定される。例えば、図12の状態ではサンプリング点の個数は80個である。そして、例えば2倍にアップサンプリングするとは、縦方向の点の個数を2倍にすることであり、図12におけるサンプリング点が縦方向の各点の間及び一番下の点の下に補間により生成され、全部で160個の点になる。その160個の点に対し上述の遅延及び加算を行って1つの走査線上のデータを生成する。   In the prior art, this delay and addition are performed by hardware. In the past, this hardware was realized by an analog circuit using an analog delay line. However, in recent years, the received signal of each element is A / D converted and the digital circuit performs delay and addition. At this time, since the delay accuracy is not good at a normal sampling frequency (for example, 40 MHz), the signals from all elements (vibrators) are added by upsampling several times to give a delay. After addition, downsampling to the original sampling frequency. For example, the number of sampling points is the number of white circles in FIG. 12, but the number of transducers is fixed, and is determined by the number of vertical points shown in FIG. For example, in the state of FIG. 12, the number of sampling points is 80. Then, for example, upsampling to double is to double the number of vertical points, and the sampling points in FIG. 12 are interpolated between the vertical points and below the bottom point. The total number of points is 160. The above-described delay and addition are performed on the 160 points to generate data on one scanning line.

以上の作業をハードウェアで実現する場合、深さ、すなわち受信フォーカス点dは連続的に変化するため、そのハードウェアの構成は複雑となる。   When the above operations are realized by hardware, the depth, that is, the reception focus point d continuously changes, and the hardware configuration becomes complicated.

さらに、超音波画像生成装置では、受信ビームフォーミングの後、直交検波を行い受信ビームフォーミングで生成したデータを同相(In−phase)成分(以下、「I信号」という。)と、直交(Quadrature−phase)成分(以下、「Q信号」という。)に変換する。この変換された信号をIQ信号という。次に、サンプリング点を間引くdecimationを行い、さらに短時間の最大値のトレース作業である包絡検波を行う。そして、ダイナミックレンジを広く取るため包絡検波したデータを対数圧縮する。さらに、以上で求めたラスターデータを直交座標系に座標変換する。そして、超音波画像生成装置は、以上で求めたデータを基に超音波画像を表示手段表示させる。   Further, in the ultrasonic image generating apparatus, after receiving beam forming, quadrature detection is performed, and data generated by receiving beam forming is converted to an in-phase component (hereinafter referred to as “I signal”) and quadrature (Quadrature−). phase) component (hereinafter referred to as “Q signal”). This converted signal is called an IQ signal. Next, decimation is performed to thin out sampling points, and envelope detection, which is a trace operation for a short time maximum value, is performed. Then, the envelope-detected data is logarithmically compressed to obtain a wide dynamic range. Further, the raster data obtained as described above is coordinate-converted into an orthogonal coordinate system. Then, the ultrasonic image generating apparatus displays the ultrasonic image on the display means based on the data obtained above.

また、以上では受信したRF(Radio Frequency)信号のままビームフォーミングする方法を説明したが、他にも、受信したRF信号を直交検波してベースラインIQ信号に変換した後又はヒルベルト変換をして解析信号IQ信号に変換した後に受信ビームフォーミングする方法もある。   In the above description, the method of beam forming with the received RF (Radio Frequency) signal is explained. However, other than that, the received RF signal is orthogonally detected and converted into the baseline IQ signal, or the Hilbert transform is performed. There is also a method of performing reception beam forming after conversion to the analysis signal IQ signal.

具体的には、受信したRF信号は
A(t−τ)cos{ω(t−τ)+φ} (式3)
A(t):包絡線、ω:周波数、φ:初期位相、τ:時間遅延
と表わせる。
Specifically, the received RF signal is A (t−τ) cos {ω (t−τ) + φ} (Formula 3)
A (t): envelope, ω: frequency, φ: initial phase, τ: time delay.

(式3)を直交検波(ベースラインIQ信号へ変換)すると、
A(t−τ)ej(−ωτ+φ) (式4)
となる。(式4)よりベースラインIQ信号では、τの時間遅延とωτの位相遅延が必要になる。
When (Equation 3) is quadrature detected (converted to a baseline IQ signal),
A (t−τ) e j (−ωτ + φ) (Formula 4)
It becomes. From (Equation 4), the baseline IQ signal requires a time delay of τ and a phase delay of ωτ.

また、(式3)をヒルベルト変換(解析信号IQ信号へ変換)すると、
A(t−τ)ej{ω(t−τ)+φ} (式5)
となる。(式5)より解析信号IQ信号では、τの時間遅延のみが必要となる。
Further, when (Equation 3) is converted to Hilbert transform (converted into analysis signal IQ signal),
A (t−τ) e j {ω (t−τ) + φ} (Formula 5)
It becomes. (Equation 5) requires only a time delay of τ for the analysis signal IQ signal.

ここで、(式4)及び(式5)では絶対値を取るだけで包絡線A(t)が導出できる。   Here, in (Expression 4) and (Expression 5), the envelope A (t) can be derived simply by taking an absolute value.

このように求めた(式4)又は(式5)を基にビームフォーミングを行う。このような方法においても、ハードウェアでビームフォーミングを行う場合には、ハードウェアの構成は複雑になる。また、サンプリング点を増加させようとしても、元のサンプリング点の数倍のサンプリング点を取得することができるに過ぎない。   Beam forming is performed based on (Equation 4) or (Equation 5) thus obtained. Even in such a method, the hardware configuration is complicated when beamforming is performed by hardware. Even if the number of sampling points is increased, it is only possible to acquire sampling points several times the original sampling points.

そこで、最近では受信ビームフォーミングをソフトウェアで実現する技術(例えば、特許文献1参照。)も提案されている。これは遅延加算処理が規定されたプログラムをDSP(Digital Signal Processor)やCPU(Central Processing Unit)で処理させることで、前述の受信ビームフォーミングを行うものである。   Therefore, recently, a technique for realizing reception beam forming by software (for example, see Patent Document 1) has also been proposed. In this method, the above-mentioned reception beamforming is performed by processing a program in which delay addition processing is defined by a DSP (Digital Signal Processor) or a CPU (Central Processing Unit).

特開2003−180688号公報JP 2003-180688 A

しかし、CPUやDSPのソフトウェアで上述の受信ビームフォーミングを実現した場合、処理のアルゴリズムが複雑であり、長い処理時間が必要となるため、超音波画像を検査とほぼ同時に表示させることは困難である。   However, when the above-mentioned reception beamforming is realized by software of a CPU or DSP, the processing algorithm is complicated and a long processing time is required, so that it is difficult to display an ultrasonic image almost simultaneously with the inspection. .

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ジオメトリ変換を用いて受信遅延処理を行う超音波診断装置を提供することを目的としている。   This invention is made in view of such a situation, and it aims at providing the ultrasonic diagnosing device which performs a reception delay process using geometry conversion.

また、このジオメトリ変換を汎用のGPU(Graphicals Processing Unit)に処理させる超音波画像診断装置を提供することを目的としている。   It is another object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that allows a general-purpose GPU (Graphics Processing Unit) to process this geometry conversion.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の超音波診断装置は、振動子を介して超音波信号を送受信する送受信手段と、受信した超音波信号をデジタルデータに変換するA/D変換手段と、深さ方向に所定の偏向角を有する超音波ビームそれぞれに対応するフォーカス点の深さ毎の前記デジタルデータを取得し、複数の前記デジタルデータに対し多角形からなる複数のポリゴンを設定し、複数の前記ポリゴンにジオメトリ変換を一括して行うことで該複数のデジタルデータに対し遅延を与える遅延手段と、前記遅延が与えられたデータを加算する加算手段と、前記加算されたデータに基づいて超音波画像を生成し、表示手段に表示する表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 is a transmission / reception unit that transmits / receives an ultrasonic signal via a transducer, and an A / D conversion that converts the received ultrasonic signal into digital data. The digital data for each focus point depth corresponding to each of the ultrasonic beam having a predetermined deflection angle in the depth direction is acquired, and a plurality of polygons consisting of polygons are set for the plurality of digital data and a delay means to digital data of the plurality of by collectively performing geometry converted into a plurality of said polygons delaying and adding means for adding data to which the delay is given to the summed data And a display control unit that generates an ultrasonic image based on the display unit and displays the image on the display unit.

請求項17に記載の超音波画像生成方法は、振動子を介して超音波信号を送受信する送受信段階と、受信した超音波信号をデジタルデータに変換するA/D変換段階と、複数の前記デジタルデータを多角形からなる複数のポリゴンに変換し、複数の前記ポリゴンにジオメトリ変換を行うことで遅延を与える遅延段階と、前記遅延が与えられた前記デジタルデータを加算する加算段階と、前記加算された前記デジタルデータに基づいて超音波画像を生成し、表示手段に表示する表示制御段階とを有することを特徴とするものである。 The ultrasonic image generation method according to claim 17 includes a transmission / reception step of transmitting / receiving an ultrasonic signal via a transducer, an A / D conversion step of converting the received ultrasonic signal into digital data, and a plurality of the digital signals A delay stage for converting data into a plurality of polygons and adding a delay by performing geometry conversion on the plurality of polygons; an addition stage for adding the digital data to which the delay is given; And a display control step of generating an ultrasonic image based on the digital data and displaying it on a display means.

請求項に記載の超音波診断装置及び請求項17に記載の超音波診断方法によると、ジオメトリ変換により遅延処理を行うことができる。ジオメトリ変換は浮動小数点演算で行われるため、受信ビームフォーミングにおける遅延精度を向上させることが可能となる。また、表示させる点に対応したデータに対して受信ビームフォーミングを行うことができるので、補間することで表示させる点に対応してデータを生成する場合に比べ分解能を向上させることが可能となる。
According to the ultrasonic diagnostic method according to the ultrasonic diagnostic apparatus and claim 17 according to claim 1, it is possible to perform delay processing by the geometry transformation. Since geometry conversion is performed by floating point arithmetic, it is possible to improve delay accuracy in receive beamforming. In addition, since reception beam forming can be performed on data corresponding to the point to be displayed, the resolution can be improved as compared with the case of generating data corresponding to the point to be displayed by interpolation.

〔第1の実施形態〕
以下、この発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図1は本実施形態に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing functions of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment.

超音波プローブ001はN個の振動子002により構成されている。振動子002は、送信手段003からパルス信号(パルサー)を受けて超音波に変換しその超音波を被検体に送信する。ここで、超音波は一度の送信で特定の1点で焦点を結ぶ。以下では、この点をフォーカス点という。さらに、振動子002は被検体で反射した超音波エコー受信し受信した超音波エコーを電気信号に変換して送受信手段003に出力する。   The ultrasonic probe 001 is composed of N transducers 002. The vibrator 002 receives a pulse signal (pulser) from the transmission unit 003, converts it into an ultrasonic wave, and transmits the ultrasonic wave to the subject. Here, the ultrasonic wave is focused at one specific point by one transmission. Hereinafter, this point is referred to as a focus point. Further, the vibrator 002 receives the ultrasonic echo reflected by the subject, converts the received ultrasonic echo into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the transmission / reception means 003.

送受信手段003は、各振動子002から送信される超音波がフォーカス点で同時に当たるように各振動子002からフォーカス点までの距離(以下では、「深さ」ということがある。)に応じた遅延を与える送信遅延回路(不図示)、パルス信号を送信するパルサー(不図示)、及び電圧を増幅するプリアンプ(不図示)で構成される。送受信手段003は、内蔵する送信遅延回路で振動子002を駆動するパルス信号に送信遅延を与え超音波プローブ001にパルス信号を出力する。さらに、送受信手段003は、超音波プローブ001から入力を受けた信号をプリアンプ(不図示)により増幅した後、その増幅した信号をA/D変換手段004に出力する。   The transmission / reception means 003 responds to the distance from each transducer 002 to the focus point (hereinafter, sometimes referred to as “depth”) so that the ultrasonic waves transmitted from the transducers 002 simultaneously strike the focus point. A transmission delay circuit (not shown) for providing a delay, a pulsar (not shown) for transmitting a pulse signal, and a preamplifier (not shown) for amplifying a voltage are included. The transmission / reception means 003 gives a transmission delay to the pulse signal that drives the vibrator 002 by the built-in transmission delay circuit, and outputs the pulse signal to the ultrasonic probe 001. Further, the transmission / reception unit 003 amplifies the signal received from the ultrasonic probe 001 by a preamplifier (not shown), and then outputs the amplified signal to the A / D conversion unit 004.

A/D変換手段004は、送受信手段003から入力を受けた信号をデジタル信号に変換する。そして、A/D変換手段004は、デジタル信号を記憶手段005に記憶させる。   The A / D conversion unit 004 converts the signal received from the transmission / reception unit 003 into a digital signal. Then, the A / D conversion unit 004 stores the digital signal in the storage unit 005.

記憶手段005は、メモリなどの記憶媒体で構成されている。記憶手段005は、A/D変換手段004から入力を受けたデジタルデータに対応する、データを取得したときの超音波ビームの偏向角、フォーカス点までの距離(深さ)、そのデジタルデータを受信した振動子002の位置、及び、デジタルデータの値(Bモード処理では輝度、ドプラ処理ではパワー)を記憶する。ここで、デジタルデータの値は、送信した超音波のフォーカス点における反射と想定されるデータの値を用いる。また、フォーカス点までの距離は、その反射と想定されるデータを取得するまでに掛かった時間を計測することで求める。   The storage unit 005 is configured by a storage medium such as a memory. The storage unit 005 receives the digital data corresponding to the digital data received from the A / D conversion unit 004, the deflection angle of the ultrasonic beam when the data is acquired, the distance (depth) to the focus point, and the digital data. The position of the transducer 002 and the value of digital data (brightness in B-mode processing and power in Doppler processing) are stored. Here, as the value of the digital data, a value of data assumed to be reflected at the focus point of the transmitted ultrasonic wave is used. Further, the distance to the focus point is obtained by measuring the time taken to acquire data assumed to be the reflection.

3点選択手段111及び目標点設定手段112はCPU110で構成されている。   The three-point selection unit 111 and the target point setting unit 112 are constituted by the CPU 110.

3点選択手段111は、記憶手段005から走査方向がアレイ振動子中心から角度θであるデータを受け取る。このデータはグラフで表わした場合、図2に示すような深さと振動子002の位置の座標系に、対応した点のデジタルデータの値を表わしたグラフとなる。ここで、図2は走査方向θにおけるジオメトリ変換前のデータの配置のグラフの図である。図2に表わされたグラフの縦軸はフォーカス点までの距離(深さ)であり、図における下に行くほど深さが深くなる。また、図2に表わされたグラフの横軸は振動子002の位置であり、アレイ振動子中央201からの距離で表わしている。図2では振動子002は4mm毎の振動子202で構成されているとして、振動子002を模式的に表わしているが、振動子002は実際にはもっと小さく、例えば振動子002の間隔が0.5mmの場合には本実施例の振動子202の4mm毎とは8個の振動子002毎ということである。さらに、図2ではアレイ振動子中央201からの距離が10mm毎の等波面204、及び等波面204上にある4mmごとの振動子に対する点を白丸203として模式的なサンプル点を表わしているが、実際にはもっと細かいサンプル点を取っている。例えば、A/D変換器004のサンプリング周波数を40MHzとすると、10mmの間には261個のサンプル点が含まれる。   The three-point selection unit 111 receives data from the storage unit 005 whose scanning direction is an angle θ from the array transducer center. When this data is represented by a graph, it becomes a graph representing the digital data values of points corresponding to the coordinate system of the depth and the position of the transducer 002 as shown in FIG. Here, FIG. 2 is a graph of data arrangement before geometry conversion in the scanning direction θ. The vertical axis of the graph shown in FIG. 2 is the distance (depth) to the focus point, and the depth increases as it goes down in the figure. Also, the horizontal axis of the graph shown in FIG. 2 is the position of the transducer 002 and is represented by the distance from the array transducer center 201. In FIG. 2, the vibrator 002 is schematically represented by assuming that the vibrator 002 is configured by the vibrator 202 every 4 mm. However, the vibrator 002 is actually smaller, for example, the interval between the vibrators 002 is 0. In the case of .5 mm, every 4 mm of the vibrator 202 of the present embodiment means every eight vibrators 002. Further, in FIG. 2, the sample points are represented by white circles 203 as the points corresponding to the equiwavefront 204 at a distance of 10 mm from the array transducer center 201 and the transducers every 4 mm on the equiwavefront 204. Actually, more detailed sample points are taken. For example, if the sampling frequency of the A / D converter 004 is 40 MHz, 261 sample points are included in 10 mm.

3点選択手段111は、例えば、図3に示すように、点300a、点300b、点300cといった3点を選択する。図3は3点選択手段111による3点の選択を説明するための図である。ここでは、説明の都合上選択する三点を図2に示したサンプル点である白丸203と同じ点上に3点を選択しているが、点300a及び点300bは同じ等波面上に存在する2点であればよく、さらに、点300cは300aもしくは点300bと同じ横軸方向の位置にある点で、かつ点300cが300a及び300b以外の点であればよい。すなわち、点300a、点300b、及び点300cはいずれも図2のサンプル点上にある必要はなく、サンプル点の間の点を選択しても良い。その場合には周囲の点からバイリニア補間などの補間をもちいて点300a、点300b、又は点300cにしたい点を求める必要がある。このバイリニア補間はGPU100で行われる。   For example, as shown in FIG. 3, the three-point selection unit 111 selects three points such as a point 300a, a point 300b, and a point 300c. FIG. 3 is a diagram for explaining selection of three points by the three-point selection unit 111. Here, for convenience of explanation, three points are selected on the same point as the white circle 203 which is the sample point shown in FIG. 2, but the point 300a and the point 300b exist on the same equiwavefront. The point 300c may be two points, and the point 300c may be a point in the same horizontal axis direction as the point 300a or the point 300b, and the point 300c may be a point other than the points 300a and 300b. That is, the points 300a, 300b, and 300c do not have to be on the sample points in FIG. 2, and a point between the sample points may be selected. In that case, it is necessary to obtain a point to be the point 300a, 300b, or 300c by using interpolation such as bilinear interpolation from surrounding points. This bilinear interpolation is performed by the GPU 100.

ここで、GPU(Graphics Processing Unit)とは、プログラミング可能なプロセッサであって、並列処理による演算が行え、その並列処理による演算を用いてある形状を他の形状に変換するジオメトリ変換を行うことが可能なプロセッサである。さらに、GPUが有するジオメトリ変換機能とは、一般的には次のような機能を示す。例えば、図13に示すように点131、点132、点133、点134で形成される四角形から、別の形状の四角形である点135、点136、点137、点138で形成される四角形に変換するものである。図13はジオメトリ変換を説明するための模式図である。この四角形の変換を行うためには、4つの頂点の移動先を設定するだけでよい。実際には点131、点132、点133で形成される三角形ポリゴンが点135、点136、点137で形成される三角形ポリゴンに変換される。また点132、点133、点134で形成される三角形ポリゴンが点136、点137、点138で形成される三角形ポリゴンに変換される。この場合四角形330は四角形331に変換され、円332は楕円333に変形される。また、変換先に対応する変換もとの座標にサンプル点が無い場合があり、その場合には変換元の周囲の画像数点から補間によって変換後の画像が作成される。GPUは近隣4点を使ったバイリニア補間を高速に実行可能である。さらに、GPUは演算回路(バーテックスシェーダ及びピクセルシェーダと呼ばれる回路)を多数並列に搭載しており、並列処理により高速に演算可能である。それらの処理はプログラム可能である。このようにGPUはコンピュータグラフィックの分野での応用に特化して高速な処理が可能なプロセッサである。ここで、ポリゴンとはジオメトリ変換の変換元の領域のことを指す。以下では、ジオメトリ変換の変換元になる領域のことを「ポリゴン」ということがある。   Here, a GPU (Graphics Processing Unit) is a programmable processor that can perform operations by parallel processing and performs geometry conversion that converts a shape into another shape using the operations by the parallel processing. It is a possible processor. Further, the geometry conversion function of the GPU generally indicates the following functions. For example, as shown in FIG. 13, from a rectangle formed by points 131, 132, 133, and 134 to a rectangle formed by points 135, 136, 137, and 138 that are rectangles of different shapes. To convert. FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the geometry conversion. In order to convert this rectangle, it is only necessary to set the movement destinations of the four vertices. Actually, the triangular polygon formed by the points 131, 132, and 133 is converted into a triangular polygon formed by the points 135, 136, and 137. Further, the triangular polygon formed by the points 132, 133, and 134 is converted into a triangular polygon formed by the points 136, 137, and 138. In this case, the rectangle 330 is converted into a rectangle 331 and the circle 332 is transformed into an ellipse 333. Further, there may be a case where there is no sample point in the coordinates of the conversion source corresponding to the conversion destination, and in this case, an image after conversion is created by interpolation from several points around the conversion source. The GPU can execute bilinear interpolation using four neighboring points at high speed. Furthermore, the GPU is equipped with a large number of arithmetic circuits (circuits called vertex shaders and pixel shaders) in parallel, and can perform high-speed computation by parallel processing. Their processing is programmable. Thus, the GPU is a processor capable of high-speed processing specialized for application in the field of computer graphics. Here, the polygon refers to a conversion source area for geometry conversion. Hereinafter, a region that is a conversion source for geometry conversion may be referred to as a “polygon”.

3点選択手段111は、上記の3点の選択を繰返し全てのサンプル点が作成した3つの点で囲まれる範囲に含まれるように、かつ、作成した3つの点で囲まれる範囲がそれぞれ重ならないように配置する。例えば、本実施形態では、図4に示す線の交点に当たる3つの点で囲まれる最小の領域、すなわち点300a、点300b、点300cの3つの点で表わされるのと同様の領域で図5のようにグラフ全てを覆う。図4はジオメトリ変換後のデータの配置を説明するための図である。ここで、点300a及び点300bが底辺点にあたり、点300cが頂点にあたる。本実施形態では、底辺点及び頂点が形成する領域が全て同形の三角形でグラフ全体を覆っている。   The three-point selection unit 111 repeats the selection of the above three points so that all sample points are included in the range surrounded by the three points created, and the ranges surrounded by the created three points do not overlap each other. Arrange as follows. For example, in the present embodiment, the minimum region surrounded by three points corresponding to the intersection of the lines shown in FIG. 4, that is, the same region as that represented by the three points of points 300a, 300b, and 300c in FIG. Cover all the graphs. FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of data after geometry conversion. Here, the point 300a and the point 300b are base points, and the point 300c is a vertex. In the present embodiment, the area formed by the base point and the vertex all cover the entire graph with the same triangle.

この点、このグラフを覆う領域の大きさや形は(ここで、「大きさ」とは振動子002の間隔及び底辺点から頂点までの距離を指す。)同形である必要はなく、大きさや形の異なる領域でグラフを覆っても良い。例えば、図6は大きさや形の異なる領域を用いてグラフ全体を覆った一例の図である。図6に示すように、浅いところでは等波面204の歪みが大きいため細かく点を取り領域を小さくしてグラフィック変換の精度を向上させ、深い(アレイ振動子中央201からの距離が長い)ところでは等波面の歪みが小さいため粗く点を取り大きい領域を使用しても精度の低下は少ないため、大きな領域を使用して処理を早くするなどしてもよい。ここで、5MHzの周波数で受信する場合に中心から14mm離れた端の振動子002で線形補間により波長の100分の1の精度を保つために必要な底辺点の間隔及び底辺点から頂点までの間隔は深さ10mmのフォーカスを掛ける場合には1.2mmあれば十分であり、深さ100mmのフォーカスを掛ける場合には12.0mmあれば十分である。このように、深いところではサンプル点の間隔を粗くとることができ、こうすることにより、グラフィック変換の処理速度を上げることが可能となる。   In this respect, the size and shape of the area covering this graph (here, “size” refers to the distance between the vibrator 002 and the distance from the base point to the apex) need not be the same shape. The graph may be covered with different areas. For example, FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the entire graph is covered using regions of different sizes and shapes. As shown in FIG. 6, since the distortion of the iso-wave surface 204 is large at a shallow place, a fine dot is taken to reduce the area to improve the accuracy of graphic conversion, and at a deep place (the distance from the array transducer center 201 is long). Since the distortion of the equiwave front is small, there is little deterioration in accuracy even if a large area is used with coarse points, so that a large area may be used to speed up the processing. Here, when receiving at a frequency of 5 MHz, the interval between the base points and the base points to the apexes necessary to maintain the accuracy of 1/100 of the wavelength by linear interpolation with the vibrator 002 at the end 14 mm away from the center. The interval is sufficient to be 1.2 mm when focusing at a depth of 10 mm, and 12.0 mm is sufficient when focusing to a depth of 100 mm. In this way, it is possible to increase the interval between sample points in a deep place, and by doing so, it is possible to increase the processing speed of graphic conversion.

目標点設定手段112は、3点選択手段111が選択した3点を受けて、直角を挟む2辺の長さがそれぞれ点300aと点300bの横軸方向の距離、及び点300aと点300cの距離となる直角三角形を作成する、ここでは、点300a、点300b、及び点300cのそれぞれに対応する点を点400a、点400b、及び点400cとする。この点400a、点400b、及び点400cが変換の目標となる目標店である。そして、図4に示すように、直角を挟む辺、すなわち点400a及び点400bの作る辺、点300a及び点300cの作る辺が各軸と平行になるように配置する。   The target point setting unit 112 receives the three points selected by the three-point selection unit 111, the lengths of two sides sandwiching the right angle are the distances in the horizontal axis direction of the points 300a and 300b, and the points 300a and 300c. A right triangle that forms a distance is created. Here, points corresponding to the points 300a, 300b, and 300c are point 400a, point 400b, and point 400c, respectively. The point 400a, the point 400b, and the point 400c are target stores that are conversion targets. Then, as shown in FIG. 4, the sides sandwiching the right angle, that is, the sides formed by the points 400a and 400b and the sides formed by the points 300a and 300c are arranged so as to be parallel to the respective axes.

目標点設定手段112は、同様に3点選択手段111が選択した3点全てに対して目標点を配置していく。このとき、図3の同一等波面上の2点に対応する辺で、等波面上で隣り合うものについては連続するように配置していく。具体的には図3における点300aと点300bに対応する辺である点400aと点400bとのなす辺401aと、点300aと点300bに隣り合う辺である点300bと点300dに対応する辺である点400bと点400dのなす辺401bが図4で示すように連続するようそれぞれの目標点が設定される。このようにすることで、図3における等波面201が図4における直線で表わされる等波面402に変換されるようになる。   Similarly, the target point setting unit 112 arranges target points for all three points selected by the three-point selection unit 111. At this time, the sides adjacent to the two points on the same wavefront in FIG. 3 that are adjacent on the wavefront are arranged so as to be continuous. Specifically, in FIG. 3, sides 401a formed by points 400a and 400b which are sides corresponding to points 300a and 300b, and sides corresponding to points 300b and 300d which are sides adjacent to points 300a and 300b. Each target point is set such that the side 401b formed by the points 400b and 400d is continuous as shown in FIG. By doing so, the equal wavefront 201 in FIG. 3 is converted into an equal wavefront 402 represented by a straight line in FIG.

GPU100は、グラフィック処理をハードウェアで行うことが可能なプロセッサである。GPU100は図1に示すようにジオメトリ変換手段101及び加算手段102で構成される。GPU100は本発明における「遅延手段」にあたり、かつ、本実施形態に係る超音波診断装置ではGPU100の中に本発明における「加算手段」も含まれている。   The GPU 100 is a processor capable of performing graphic processing by hardware. The GPU 100 includes a geometry conversion unit 101 and an addition unit 102 as shown in FIG. The GPU 100 corresponds to the “delay unit” in the present invention, and the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment includes the “adder unit” in the present invention in the GPU 100.

ジオメトリ変換手段101は、3点選択手段111が選択した3点、点300a、点300b、及び点300cが形成する領域に含まれる点(サンプル点)を、目標点設定手段112が設定した3点、点400a、点400b、及び点400cが形成する領域上の点に変換する。この変換は点300aが点400aに、点300bが点400bに、点300cが点400cに、それぞれ変換されるように行われる。さらに、グラフ全体では、点300aが点400aに、点300sが点400sに、点300tが点400tに、点300uが点400uに対応するようにそれぞれ変換される。また、本実施形態では同形の三角形でグラフを覆った状態でジオメトリ変換を行っているが、例えば図6に示すようなサンプル点の間隔を異ならせてグラフを覆う領域の大きさや形を変化させた場合にも、その各領域にジオメトリ変換を行うことで図7に示すように等波面が直線になり、かつ等波面上で隣り合う辺が連続するように変換することが可能である。図7は大きさや形の異なる領域を用いてグラフ全体を覆った場合のジオメトリ変換後のデータの配置を示す一例の図である。図6における領域の図7のへのジオメトリ変換においては、図6における点600aが点700aに、点600sが点700sに、点600tが点700tに、点600uが点700uに対応するようにそれぞれ変換される。このジオメトリ変換が本発明における「遅延の付与」に当たる。   The geometry conversion unit 101 has the three points selected by the three-point selection unit 111, the three points set by the target point setting unit 112, which are points included in the region formed by the points 300a, 300b, and 300c (sample points). , The point 400a, the point 400b, and the point 400c are converted into points on the region formed. This conversion is performed so that the point 300a is converted to the point 400a, the point 300b is converted to the point 400b, and the point 300c is converted to the point 400c. Further, in the entire graph, the point 300a is converted to the point 400a, the point 300s to the point 400s, the point 300t to the point 400t, and the point 300u to the point 400u, respectively. Further, in this embodiment, the geometry conversion is performed in the state where the graph is covered with the same triangle, but for example, the size and shape of the region covering the graph are changed by changing the interval of the sample points as shown in FIG. Even in this case, by performing geometry conversion on each region, it is possible to convert so that the equiwavefront becomes a straight line as shown in FIG. 7 and adjacent sides are continuous on the equiwavefront. FIG. 7 is an example of an arrangement of data after geometry conversion when the entire graph is covered using regions of different sizes and shapes. 6, the point 600a in FIG. 6 corresponds to the point 700a, the point 600s to the point 700s, the point 600t to the point 700t, and the point 600u to the point 700u, respectively. Converted. This geometry conversion corresponds to “adding delay” in the present invention.

ここで、ジオメトリ変換手段101は、変換先に対応する変換元の座標にサンプル点が存在しない場合には、変換元の周囲の複数のサンプル点からバイリニア補間などの補間によって変換元の点を作成し、その点を変換することで必要な変換先の点を生成する。この補間によって、従来の遅延処理で利用されてきたサンプリング点の補間に比べ、等波面上のデータを直線に並べる(以下では、「波面の合わせ込み」という。)精度を向上させることが可能となる。そして、これらの補間演算を含めたGPU100の処理は全て浮動小数点演算で行われる。すなわち、波面の合わせ込み精度は浮動小数点演算の精度だけあるといえる。具体的には、従来の遅延処理では、図8(A)に示すように波面の合わせ込みの精度を上げるため黒丸で示されたオリジナルのサンプリング点の間に小さい白丸で示す補間点を生成することで2倍に増やすなどして、その点の中から出力データを生成し、波面の合わせ込みを行っていた。ここで、図8(A)は従来のサンプリング点の補間を説明するための図である。この方法では、オリジナルのサンプリング点及び補間点をあわせた以上の遅延制度は得られない。これに対し、本発明における浮動小数点を利用したサンプリング点の補間の場合、例えば小数点以下3桁までの浮動小数点演算を行うときにはサンプル点を10倍した点を使用する精度で波面の合わせ込みを行うことができる。例えば、図8(B)に示すように、必要とする出力データに対応する入力データ(サンプリング点の補間点)を小数点以下3桁までの浮動小数点を用いて補間演算を行うため、小さい白丸で示すように小数点以下3桁の精度で任意の補間点を生成することが可能となる。これにより本実施形態にかかる超音波診断装置は小数点以下3桁の浮動小数点演算の遅延精度を有することが可能となる。図8(B)は浮動小数点を用いたサンプリング点の補間を説明するための図である。ここで、サンプリング点の補間とは背景技術で説明した「アップサンプリング」と同様の処理である。 Here, when there is no sample point in the coordinates of the conversion source corresponding to the conversion destination, the geometry conversion unit 101 creates the conversion source point from a plurality of sample points around the conversion source by interpolation such as bilinear interpolation. Then, a necessary conversion destination point is generated by converting the point. By this interpolation, it is possible to improve the accuracy of arranging the data on the equiwavefront in a straight line (hereinafter referred to as “wavefront alignment”) as compared with the interpolation of sampling points used in the conventional delay processing. Become. All processing of the GPU 100 including these interpolation calculations is performed by floating point calculations. In other words, it can be said that the wavefront fitting accuracy is only the accuracy of floating point arithmetic. Specifically, in the conventional delay processing, as shown in FIG. 8A, interpolation points indicated by small white circles are generated between original sampling points indicated by black circles in order to increase the accuracy of wavefront alignment. As a result, the output data is generated from the points, and the wave front is adjusted. Here, FIG. 8A is a diagram for explaining conventional interpolation of sampling points. In this method, a delay system that exceeds the original sampling point and interpolation point cannot be obtained. On the other hand, in the case of sampling point interpolation using the floating point in the present invention, for example, when performing a floating point calculation up to 3 digits after the decimal point, the wavefront is adjusted with an accuracy that uses a point that is 10 3 times the sample point. It can be carried out. For example, as shown in FIG. 8B, the input data (interpolation point of the sampling point) corresponding to the required output data is interpolated using a floating point up to 3 digits after the decimal point. As shown, an arbitrary interpolation point can be generated with an accuracy of three digits after the decimal point. As a result, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment can have a delay accuracy of floating-point arithmetic with 3 digits after the decimal point. FIG. 8B is a diagram for explaining sampling point interpolation using a floating point. Here, the sampling point interpolation is a process similar to the “upsampling” described in the background art.

なお、前記の変換元の点の補間として、バイリニア補間では周波数特性的に精度が不足する場合も考えられる。その場合には、形の変形を行うプログラムであるシェーダのプログラムを作成することで、より高次の補間を行うことができる。さらに、GPU100はシェーダの処理を行う演算回路を多数(上位チップでは128個以上)並列に有しているため、上述のシェーダのプログラムを並列処理により高速に演算可能である。そして、GPU100におけるこれらの処理はプログラム可能である。   As the interpolation of the conversion source point, bilinear interpolation may be insufficient in accuracy in terms of frequency characteristics. In that case, higher-order interpolation can be performed by creating a shader program that is a program for deforming the shape. Furthermore, since the GPU 100 has a large number of arithmetic circuits (128 or more in the higher-order chip) in parallel for performing shader processing, the above-described shader program can be calculated at high speed by parallel processing. These processes in the GPU 100 are programmable.

加算処理手段102は、直線に変換された等波面402上の点のデータ(輝度やパワー)を、振動子002方向に加算していく。本実施形態ではこの加算は単純に加算を行っているが、可変口径や図5に示すようなアポダイゼーションという処理とあわせて加算を行っても良い。図5はアポダイゼーションを説明するための図である。図5(A)はジオメトリ変換による遅延を与えたサンプリング点のグラフの図であり、縦軸は深度、横軸は各振動子002のアレイ振動子中央201からの距離を表わしている。また、図5(B−1)、(B−2)、(B−3)は対応する等波面で重み付けに使用する関数のグラフの図であり、縦軸は重みつけの値、横軸はアレイ振動子中央201からの各振動子002の距離である。可変口径とは、近距離では使用する口径を小さく、深部では口径を大きくする処理である。また、アポダイゼーションとは各振動子002のチャネル(CH)によって重みを変化させる処理である。すなわちフォーカス点の深度が浅い部分の等波面500aにおいては、アレイ振動子中央201から離れた振動子002における超音波の送受信は偏向角が大きくなってしまうためデータの歪みが大きくなってしまう。したがって、アレイ振動子中央201付近のデータを多く使うことが好ましい。そこで、図5(B−1)に示すアレイ振動子中央201付近のデータに強く重み付けするための関数を、等波面500aには使用する。フォーカス点が深くなるに従い偏向角が緩くなるため離れたところのデータの歪みも押さえられる。そこで、等波面500bには、図(B−2)に示す関数を使用し、等波面500cには、図(B−3)に示すようなアレイ振動子中央201から離れた場所のデータも利用する関数を使用する。この関数は例えばガウス関数などで表わさせる。この場合、加算手段102は、以上のようなアポダイゼーションにより重み付けを行ったデータを加算することになる。   The addition processing unit 102 adds the data (brightness and power) of the points on the equiwavefront 402 converted into a straight line in the direction of the vibrator 002. In this embodiment, this addition is simply performed. However, the addition may be performed in combination with a variable aperture or a process such as apodization as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining apodization. FIG. 5A is a graph of sampling points to which a delay due to geometry conversion is given. The vertical axis represents the depth, and the horizontal axis represents the distance from the array transducer center 201 of each transducer 002. 5 (B-1), (B-2), and (B-3) are graphs of functions used for weighting in the corresponding equiwavefront, the vertical axis is the weighting value, and the horizontal axis is This is the distance of each transducer 002 from the array transducer center 201. The variable aperture is a process for reducing the aperture used at a short distance and increasing the aperture at a deep portion. Apodization is a process of changing the weight according to the channel (CH) of each vibrator 002. That is, in the equiwave surface 500a where the depth of the focus point is shallow, the transmission / reception of ultrasonic waves in the transducer 002 distant from the array transducer center 201 increases the deflection angle, resulting in a large data distortion. Therefore, it is preferable to use a lot of data near the center 201 of the array transducer. Therefore, a function for strongly weighting data near the array transducer center 201 shown in FIG. 5B-1 is used for the equiwave surface 500a. As the focus point becomes deeper, the deflection angle becomes gentler, so that the distortion of data at a remote location can be suppressed. Therefore, the function shown in FIG. (B-2) is used for the equiwave surface 500b, and data at a location away from the array transducer center 201 as shown in FIG. (B-3) is also used for the equiwave surface 500c. Use a function that This function is expressed by a Gaussian function, for example. In this case, the adding means 102 adds the data weighted by the apodization as described above.

ここで、本実施形態では、加算処理手段102をGPU100に配置し、加算処理をGPU100で行っているが、ジオメトリ変換後のデータを振動子間で畳み込む加算処理の負荷は大きくはないため、加算処理をGPU100で行わなくてもよい。この場合、加算処理手段102をCPU110に配置し、CPU110が、GPU100から入力されたジオメトリ変換後のデータに対し加算処理を行う。   Here, in this embodiment, the addition processing means 102 is arranged in the GPU 100 and the addition processing is performed by the GPU 100. However, since the load of the addition processing for convolving the data after geometry conversion between the transducers is not large, Processing may not be performed by the GPU 100. In this case, the addition processing means 102 is arranged in the CPU 110, and the CPU 110 performs addition processing on the data after geometry conversion input from the GPU 100.

直交検波手段006は、GPU100から受信ビームフォーミングして得られた角度θの偏向角に対応するRFデータを直交検波しIQ信号に変換する。   The quadrature detection means 006 performs quadrature detection on the RF data corresponding to the deflection angle of the angle θ obtained by beam forming from the GPU 100 and converts it into an IQ signal.

デシメーション手段007は、IQ信号に変換されたサンプリング点の中から一定数を間引くことでデシメーションと呼ばれるダウンサンプリングを行う。これは、サンプル間隔で遅延の制度が決定されるため遅延を求めるには非常に多くのサンプル点を必要とするが、ここでは既に遅延処理を終えているため、実際に超音波画像を生成するのに必要な量のサンプル点を抽出するためにデシメーションを行う。例えば、デシメーション手段007は、2000点あるサンプリング点を間引き500点にする。   The decimation means 007 performs downsampling called decimation by thinning out a certain number from the sampling points converted into IQ signals. This requires a very large number of sample points to determine the delay because the delay system is determined by the sample interval, but since the delay processing has already been completed here, an ultrasonic image is actually generated. Decimation is performed to extract the required amount of sample points. For example, the decimation means 007 reduces the sampling points of 2000 points to 500 points.

包絡線検波手段008は、デシメーションにより間引かれたIQ信号に対し包絡線検波を行う。   The envelope detection means 008 performs envelope detection on the IQ signal thinned out by decimation.

対数圧縮手段009は、ダイナミックレンジを大きくするため、求めた包絡線に対したい数圧縮をかける。これにより、例えば、16ビッドのデータが8ビットに圧縮される。   The logarithmic compression unit 009 applies a number of compressions to the obtained envelope in order to increase the dynamic range. Thereby, for example, 16-bit data is compressed to 8 bits.

座標変換手段010は、送受信時の座標系上でラスターデータとして表されている対数圧縮手段009から入力を受けたデータを、直交座標系上で表わされるデータに変換する。   The coordinate conversion unit 010 converts data received from the logarithmic compression unit 009 represented as raster data on the coordinate system at the time of transmission / reception into data represented on the orthogonal coordinate system.

表示制御手段011は、座標変換手段010で直交座標系上のデータに変換されたデータを表示手段012に表示させる。ここで、表示手段012はモニタなどである。   The display control unit 011 causes the display unit 012 to display the data converted into the data on the orthogonal coordinate system by the coordinate conversion unit 010. Here, the display unit 012 is a monitor or the like.

次に、図9を参照して本実施形態に係る超音波診断装置による超音波画像の生成の流れを説明する。図9は本実施形態に係る超音波診断装置による超音波画像作成のフローチャートを表わす図である。   Next, the flow of generating an ultrasonic image by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing a flowchart of ultrasonic image creation by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment.

ステップS001:送受信手段003は、超音波プローブ001の振動子002を介して被検体に超音波を送受信させ、受信信号を取得する。   Step S001: The transmission / reception means 003 transmits / receives an ultrasonic wave to / from the subject via the transducer 002 of the ultrasonic probe 001 and acquires a reception signal.

ステップS002:A/D変換手段004は、送信手段003から入力を受けた受信信号をデジタルデータに変換し、記憶手段005に記憶させる。   Step S002: The A / D conversion means 004 converts the received signal received from the transmission means 003 into digital data and stores it in the storage means 005.

ステップS003:3点選択手段111は、所定の偏向角を有する超音波ビームにおける、フォーカス点の深さ毎のデータを取得し等波面を求め、記憶手段005から等波面上にある2点及び、2点のいずれかとアレイ振動子中央からの位置が同じである2点以外の1点を選択する。   Step S003: The three-point selection unit 111 acquires data for each depth of the focus point in an ultrasonic beam having a predetermined deflection angle, obtains an equal wavefront, and obtains two points on the equal wavefront from the storage unit 005, and One point other than the two points having the same position from the center of the array transducer as any one of the two points is selected.

ステップS004:目標設定手段112は、3点選択手段111が選択した3点の変換の目標となる目標点を、目標点が両方の軸に平行となる直角三角形を形成し、等波面が直線となり、等波面上の2点が形成する辺の隣り合う辺が連続するように設定する。   Step S004: The target setting means 112 forms a target point that is the target of conversion of the three points selected by the three-point selecting means 111, forms a right triangle whose target points are parallel to both axes, and the equiwave front becomes a straight line. The adjacent sides of the sides formed by the two points on the equiwavefront are set to be continuous.

ステップS005:ジオメトリ変換手段101は、3点選択手段111が選択した3点が目標点に移るように、3点が形成する領域を目標点が形成する直角三角形に対応するように写像し変換する。   Step S005: The geometry converting unit 101 maps and converts the region formed by the three points so as to correspond to the right triangle formed by the target point so that the three points selected by the three-point selecting unit 111 move to the target point. .

ステップS006:加算手段102は、ジオメトリ変換手段101から入力を受けた変換された等波面上のデータを加算する。   Step S006: The adding means 102 adds the converted data on the equiwavefront received from the geometry converting means 101.

ステップS007:直交検波手段006は、GPU100から入力を受けた加算されたデータを直交検波しIQ信号に変換する。   Step S007: The quadrature detection means 006 performs quadrature detection on the added data received from the GPU 100 and converts it into an IQ signal.

ステップS008:デシメーション手段007は、直交検波手段006から入力を受けたIQ信号を間引きデシメーションを行う。   Step S008: The decimation means 007 decimates the IQ signal received from the quadrature detection means 006.

ステップS009:包絡線検波手段008は、デシメーション手段007から入力を受けたIQ信号の包絡検波を行い、包絡線を求める。   Step S009: The envelope detection unit 008 performs envelope detection of the IQ signal received from the decimation unit 007 and obtains an envelope.

ステップS010: 対数圧縮手段009は、包絡線検波手段008から入力を受けた包絡線に対し対数圧縮をかける。   Step S010: The logarithmic compression unit 009 performs logarithmic compression on the envelope received from the envelope detection unit 008.

ステップS011:座標変換手段010は、対数圧縮手段009から入力を受けたデータを送受信時の座標系上のラフターデータから直交座標系上のデータに変換する。   Step S011: The coordinate conversion unit 010 converts the data received from the logarithmic compression unit 009 from the rough data on the coordinate system at the time of transmission / reception to the data on the orthogonal coordinate system.

ステップS012:表示制御手段011は、座標変換手段010から入力を受けた直交座標系上のデータを表示手段012に表示させる。   Step S012: The display control unit 011 causes the display unit 012 to display data on the orthogonal coordinate system received from the coordinate conversion unit 010.

本実施形態に係る超音波診断装置は、以上のような動作を規定するプログラムで構成されている。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is configured by a program that defines the operation as described above.

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置は、ジオメトリ変換を用いて受信信号の遅延を求めることができる。これにより、等波面の合わせ込みの精度を浮動小数点演算の精度まで向上させることが可能となる。また、ジオメトリ変換をGPUに行わせることでハードウェアで遅延を与える演算を行える。これにより、CPUでプログラムを実行して遅延の演算を行うのに比べ処理速度が速くすることが可能となる。さらに、汎用のGPUを使用することで、遅延処理を行う専用のハードウェアを開発する必要がなくなり、遅延処理を行う超音波診断装置を製造することが容易となる。これにより、超音波診断装置の製造コストを抑えることが可能となる。   As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment can obtain the delay of the received signal using geometry conversion. As a result, it is possible to improve the accuracy of matching of the equiwavefronts up to the accuracy of floating point arithmetic. Further, by causing the GPU to perform geometry conversion, an operation that gives a delay by hardware can be performed. As a result, the processing speed can be increased as compared with the case where the CPU executes the program and calculates the delay. Furthermore, by using a general-purpose GPU, it is not necessary to develop dedicated hardware for performing delay processing, and it becomes easy to manufacture an ultrasonic diagnostic apparatus that performs delay processing. This makes it possible to reduce the manufacturing cost of the ultrasonic diagnostic apparatus.

また、本実施形態では3点選択手段111及び目標点選択手段112をCPU110の機能の一部として構成しているが、これはGPU100の機能の一部として構成し、GPU100に3点の選択及び目標点の設定を実行させてもよい。   In this embodiment, the three-point selection unit 111 and the target point selection unit 112 are configured as a part of the function of the CPU 110. However, this is configured as a part of the function of the GPU 100, and the GPU 100 can select three points. A target point may be set.

さらに、本実施形態ではジオメトリ変換による遅延処理、及び加算処理といった受信ビームフォーミングのみをGPU100で行っているが、直交検波手段006、デシメーション手段007、包絡線検波手段008、対数圧縮手段009、及び座標変換手段010の全て又は一部をGPU100の機能の一部として構成し、受信ビームフォーミング以降の直交検波から座標変換までの処理の全て又は一部をGPU100に実行させても良い。   Furthermore, in the present embodiment, only the received beamforming such as delay processing by geometry transformation and addition processing is performed by the GPU 100, but the orthogonal detection means 006, decimation means 007, envelope detection means 008, logarithmic compression means 009, and coordinates All or a part of the conversion unit 010 may be configured as a part of the function of the GPU 100, and the GPU 100 may be caused to execute all or a part of the processes from the orthogonal detection to the coordinate conversion after the reception beam forming.

また、本実施形態ではRF信号のままジオメトリ変換を行い遅延を与えているが、これは直行検波をしてベースラインIQ信号に変換したり、ヒルベルト変換を行い解析信号IQ信号に変換したりした後、ジオメトリ変換を行い遅延を与えても良い。   Further, in this embodiment, the geometry conversion is performed as it is with the RF signal to give a delay, but this is performed by direct detection to convert to a baseline IQ signal, or Hilbert conversion to convert to an analysis signal IQ signal. Later, geometry conversion may be performed to give a delay.

さらに、本実施形態ではジオメトリ変換に際して3点を選択しその3点が形成する領域を直角三角形に変換しているが、この変換する領域は3点が形成する領域に限られるものではなく、3点以上の点を選択しジオメトリ変換を行いビームフォーミングすることも可能である。具体的には、その選択された3点以上の点が形成する領域に対しジオメトリ変換を行った場合に、等波面が直線となり、かつ等波面上に並んだ複数のサンプル点が変換された後も同じ順序で並んでいるように変換され、また、変換後の領域が全てのサンプル点を含んでいればビームフォーミングが行える。   Furthermore, in the present embodiment, three points are selected for geometry conversion, and the area formed by the three points is converted into a right triangle. However, the area to be converted is not limited to the area formed by the three points. It is also possible to perform beam forming by selecting a point above the point and performing geometry conversion. Specifically, when geometric transformation is performed on an area formed by three or more selected points, the equiwavefront becomes a straight line and a plurality of sample points arranged on the equiwavefront are transformed. Are converted so that they are arranged in the same order, and beam forming can be performed if the converted region includes all sample points.

また、本実施形態ではより正確なビームフォーミングを行うため、ビームフォーミングを行うたびに等波面を求めジオメトリ変換を行っている。しかし、等波面は偏向角によって一義的に決定され、等波面を形成するラスタの数もスキャン中の変更が行われることは少ない。そこで、予めラスタごとのポリゴンを、GPU100内の記憶部(不図示)に記憶しておき、その記憶しているポリゴンに対しジオメトリ変換を行う構成にすることも可能である。この場合、都度の等波面の算出及びポリゴンの設定が不要になるため、ビームフォーミングの処理における負荷を軽減することが可能となる。   Further, in this embodiment, in order to perform more accurate beam forming, an equiwavefront is obtained and geometry conversion is performed every time beam forming is performed. However, the equiwavefront is uniquely determined by the deflection angle, and the number of rasters forming the equiwavefront is rarely changed during scanning. Therefore, it is also possible to store polygons for each raster in advance in a storage unit (not shown) in the GPU 100 and perform geometry conversion on the stored polygons. In this case, it is not necessary to calculate the equal wavefront and set the polygon every time, so that it is possible to reduce the load in the beam forming process.

〔第2の実施形態〕
以下、この発明の第2の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第1の実施形態における超音波診断装置に対応点抽出手段013を加えた構成である。そして、図1における点線矢印が本実施形態におけるデータの流れを表わしている。
[Second Embodiment]
An ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below. The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment has a configuration in which corresponding point extraction means 013 is added to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. A dotted line arrow in FIG. 1 represents a data flow in the present embodiment.

まず、本実施形態に係る超音波診断装置が行う処理の原理を図14(A)〜(E)を用いて説明する。図14(A)はジオメトリ変換前の受信した超音波エコーに基づくデータの配置のグラフの図、図14(B)はポリゴン設定を行なった後のグラフの図、図14(C)は表示手段に表示される超音波断層像の図。図14(D)はジオメトリ変換を行った後のデータの配置を表す図。図14(E)はジオメトリ変換を行ったデータに加算処理を行った後のデータを表す図。本実施形態に係る超音波診断装置が行う処理は図14(A)〜(C)であるが、分かり易く説明するために、第1の実施形態に係る超音波診断装置が行う処理の流れに沿った図14(D)及び図14(E)の図も掲載している。第1の実施形態に係る超音波診断装置では図14(A)に示すグラフに配置されたデータに対し、図14(B)に示すようにポリゴン設定を行ない、そのポリゴン設定を行なったデータのいくつかに対しジオメトリ変換を行うことで全てのデータを図14(D)のように変換する。そして、ジオメトリ変換後のデータの加算を全チャンネルに対し行うことで、図14(E)のようなビームフォーミング後のデータを生成する。そして、生成したビームフォーミング後のデータをスキャン座標から直交座標に変換する座標変換を行い図14(C)に示すような超音波断層像を表示手段012に表示した。そして、この直交座標に変換する際に、表示手段012の表示ピクセルに相当する位置のビームフォーミング後のデータがあるとは限らないため、補間によってデータを作成している。これに対し、本実施形態に係る超音波診断装置は表示するピクセルの位置に対応するビームフォーミング後のデータを作る構成である。例えば、図14(C)の表示ピクセル142について説明する。表示ピクセル142のピクセル位置を(x,y)とする。ピクセル位置(x,y)に相当するサンプル点の位置は、アレイ振動子中央から偏向角がθで深さdで一義的に決定できる。そして、ピクセル位置(x,y)に相当するアレイ振動子中央から偏向角θ、深さdを基に、必要なビームフォーミングのパターンを決定し、そのサンプルを含むポリゴンを決定する。この決定されたポリゴンが図14(B)に示す領域141である。そして、θ、dを元に決定された領域141に対しに対しジオメトリ変換を行なう。このジオメトリ変換は上述したように、図13で模式的に示されるように並列処理による演算を用いてある形状を他の形状に変換するものである。また、この際に、どの送信ビームに対する受信信号を使用するかの情報も予め計算しておく必要がある。直交検波後の信号に対しては、時間遅延だけでなく位相遅延を与える必要がある。位相遅延は複素乗算の演算で実現できる。位相遅延の値はθ、d、及びチャンネルの位置で決定できるので、ピクセル位置(x,y)に対応する位相遅延の値をθ、d及びチャンネルの位置を基に予め計算しておく。この値とジオメトリ変換後(時間遅延後)の各チャンネルの値を複素乗算する。その結果を全チャンネル分加算することでピクセル位置(x,y)の座標を有するピクセル142に対応するビームフォーミング後の複素信号が得られる。その複素信号が得られたら、振幅を取ることで包絡線検波を行ない、対数圧縮を行って、表示手段012に表示する。以下、本実施形態に係る超音波診断装置の構成に付いて説明する。   First, the principle of processing performed by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14A is a graph of data arrangement based on the received ultrasonic echoes before geometry conversion, FIG. 14B is a graph after polygon setting, and FIG. 14C is a display means. The figure of the ultrasonic tomogram displayed on the. FIG. 14D illustrates the arrangement of data after performing geometry conversion. FIG. 14E shows the data after the addition processing is performed on the data that has undergone the geometry conversion. The processes performed by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment are shown in FIGS. 14A to 14C. However, for easy understanding, the flow of the processes performed by the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment is described. Figures 14 (D) and 14 (E) are also shown. In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment, polygon setting is performed on the data arranged in the graph shown in FIG. 14A as shown in FIG. All the data is converted as shown in FIG. 14D by performing geometry conversion on some of them. Then, the data after geometry conversion is added to all the channels to generate data after beam forming as shown in FIG. Then, coordinate conversion is performed to convert the generated data after beam forming from scan coordinates to orthogonal coordinates, and an ultrasonic tomographic image as shown in FIG. And when converting into this orthogonal coordinate, since there is not necessarily the data after the beam forming of the position corresponding to the display pixel of the display means 012, the data is created by interpolation. In contrast, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment is configured to create post-beamforming data corresponding to the position of the pixel to be displayed. For example, the display pixel 142 in FIG. Let the pixel position of the display pixel 142 be (x, y). The position of the sample point corresponding to the pixel position (x, y) can be uniquely determined from the center of the array transducer by the deflection angle θ and the depth d. Then, based on the deflection angle θ and the depth d from the center of the array transducer corresponding to the pixel position (x, y), a necessary beam forming pattern is determined, and a polygon including the sample is determined. This determined polygon is an area 141 shown in FIG. Then, geometry conversion is performed on the region 141 determined based on θ and d. As described above, this geometry conversion is to convert one shape into another shape using computation by parallel processing as schematically shown in FIG. At this time, it is necessary to calculate in advance information on which transmission beam the received signal is used for. It is necessary to give not only time delay but also phase delay to the signal after quadrature detection. The phase delay can be realized by complex multiplication. Since the phase delay value can be determined by θ, d, and the channel position, the phase delay value corresponding to the pixel position (x, y) is calculated in advance based on θ, d, and the channel position. This value and the value of each channel after geometry conversion (after time delay) are complex multiplied. By adding the results for all channels, a complex signal after beam forming corresponding to the pixel 142 having the coordinates of the pixel position (x, y) is obtained. When the complex signal is obtained, envelope detection is performed by taking the amplitude, logarithmic compression is performed, and the result is displayed on the display unit 012. Hereinafter, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described.

複数の振動子002で構成される超音波プローブ001、送受信手段003、及びA/D変換手段は第1の実施形態と同様の構成を有し、送受信手段003による超音波の送受信までの動作は第1の実施形態と同様である。   The ultrasonic probe 001, the transmission / reception unit 003, and the A / D conversion unit configured by a plurality of transducers 002 have the same configuration as that of the first embodiment, and the operation up to transmission / reception of ultrasonic waves by the transmission / reception unit 003 This is the same as in the first embodiment.

直交検波手段006は、送受信手段003から入力を受けたRF信号のデータに対し直交検波を行い、ベースラインIQ信号に変換する。本実施形態では直交検波手段006は、ベースラインIQ信号に変換しているが、これは、ヒルベルト変換を行うことで解析信号である解析信号IQ信号に変換しても良い。   The quadrature detection unit 006 performs quadrature detection on the data of the RF signal received from the transmission / reception unit 003 and converts it into a baseline IQ signal. In the present embodiment, the quadrature detection means 006 converts the signal into a baseline IQ signal, but this may be converted into an analysis signal IQ signal, which is an analysis signal, by performing a Hilbert transform.

A/D変換手段004は、直行検波手段006から入力を受けたアナログ信号をデジタルデータに変換する。さらに、A/D変換手段004は、デジタルデータに変換したベースラインIQ信号を記憶手段005に記憶させる。   The A / D conversion unit 004 converts the analog signal received from the direct detection unit 006 into digital data. Further, the A / D conversion unit 004 stores the baseline IQ signal converted into digital data in the storage unit 005.

対応点抽出手段013は、座標変換手段010で使用される直交座標系を記憶しており、その直交座標系における超音波画像が表示される表示ピクセルを抽出する。そして、対応点抽出手段013は、抽出した表示ピクセルに対応するラスターデータである包絡線を求める。さらに、対応点抽出手段013は、求めた包絡線からその包絡線を有するベースラインIQ信号を抽出する。この抽出されたベースラインIQ信号が、抽出した直交座標系上の表示ピクセルに対応する対応データである。ここで、ベースラインIQ信号は絶対値を取ることで包絡線が求められるため、包絡線から元のベースラインIQ信号を求めることは可能である。これは、ヒルベルト変換された解析信号IQ信号でも可能である。これにより、図14(C)に示す画像上の表示ピクセルに対応する図14(B)に示すグラフ上のデータ、すなわち上述の対応データが求められる。例えば、図14(C)における表示ピクセル142に対して図14(B)に示す領域141が求められることになる。   The corresponding point extraction unit 013 stores the orthogonal coordinate system used by the coordinate conversion unit 010, and extracts display pixels on which the ultrasonic image in the orthogonal coordinate system is displayed. Then, the corresponding point extracting unit 013 obtains an envelope that is raster data corresponding to the extracted display pixel. Further, the corresponding point extraction unit 013 extracts a baseline IQ signal having the envelope from the obtained envelope. The extracted baseline IQ signal is correspondence data corresponding to the extracted display pixel on the orthogonal coordinate system. Here, since the envelope is obtained by taking the absolute value of the baseline IQ signal, the original baseline IQ signal can be obtained from the envelope. This is also possible with the analytic signal IQ signal subjected to Hilbert transform. Thereby, the data on the graph shown in FIG. 14B corresponding to the display pixels on the image shown in FIG. 14C, that is, the above-described corresponding data is obtained. For example, the area 141 shown in FIG. 14B is obtained for the display pixel 142 in FIG.

3点選択手段111は、対応点抽出手段013から受けた対応データに対し第1の実施形態と同様3点の抽出を行う。   The three-point selecting unit 111 extracts three points from the corresponding data received from the corresponding point extracting unit 013 as in the first embodiment.

目標点設定手段112は、対応データにおける3点選択手段111により選択された3点の変換の目標となる目標点を第1の実施形態と同様に設定する。   The target point setting unit 112 sets the target point that is the conversion target of the three points selected by the three-point selection unit 111 in the corresponding data, as in the first embodiment.

ジオメトリ変換手段101は、対応データにおける選択された3点、及びその目標点の入力を3点選択手段111及び目標点設定手段112からそれぞれ受け、選択された3点が目標点に移るように、対応データにおける選択された3点が形成する領域を目標点が形成する領域に写像し変換する。   The geometry conversion unit 101 receives the selected three points in the corresponding data and the target points from the three-point selection unit 111 and the target point setting unit 112, respectively, so that the selected three points move to the target points. The region formed by the three selected points in the corresponding data is mapped and converted into the region formed by the target point.

以上の、3点の抽出、目標点の設定、及びジオメトリ変換により、図14(B)に示すグラフ上のデータから図14(C)に示す表示手段012の表示ピクセルに対応するデータが直接生成される。例えば、図14(B)における領域141のデータのみから、図14(C)における表示ピクセル142におけるデータの値が直接求められる。これにより、第1の実施形態で必要とされた図14(D)に示すような全てのサンプル点のジオメトリ変換、及び図14(E)に示すような、ラスタデータの作成という段階を省くことができる。   As described above, the data corresponding to the display pixel of the display unit 012 shown in FIG. 14C is directly generated from the data on the graph shown in FIG. 14B by extracting the three points, setting the target point, and converting the geometry. Is done. For example, the data value of the display pixel 142 in FIG. 14C is directly obtained from only the data in the region 141 in FIG. This eliminates the steps of geometric conversion of all sample points as shown in FIG. 14D and creation of raster data as shown in FIG. 14E, which are required in the first embodiment. Can do.

加算手段102は、ジオメトリ変換手段101によって遅延が与えられたデータを振動子002方向に加算していく。   The adding unit 102 adds the data given the delay by the geometry converting unit 101 in the direction of the vibrator 002.

包絡検波手段008は、加算手段102から入力を受けた加算されたデータの包絡線を求める。   The envelope detection unit 008 obtains an envelope of the added data received from the addition unit 102.

対数圧縮手段009は、包絡検波手段008から入力を受けた包絡線に対数圧縮を行う。   The logarithmic compression unit 009 performs logarithmic compression on the envelope received from the envelope detection unit 008.

表示制御手段011は、対数圧縮手段009から入力を受けたデータを基に表示手段012に超音波画像を表示させる。   The display control unit 011 displays an ultrasonic image on the display unit 012 based on the data received from the logarithmic compression unit 009.

ここで、本実施形態においては、対応点抽出手段013が抽出した表示ピクセルに対応する超音波画像のデータを生成しているので、対応点抽出手段013が抽出した表示ピクセル上に生成したデータを配置すればよく、座標変換手段010により直交座標系上で表わされるデータに変換する必要がない。   In this embodiment, since the ultrasonic image data corresponding to the display pixel extracted by the corresponding point extracting unit 013 is generated, the data generated on the display pixel extracted by the corresponding point extracting unit 013 is used. They need only be arranged, and there is no need to convert them into data represented on the orthogonal coordinate system by the coordinate conversion means 010.

次に、図10を参照して本実施形態に係る超音波診断装置における超音波画像作成の流れを説明する。図10は本実施形態に係る超音波診断装置における超音波画像作成のフローチャートの図である。   Next, a flow of ultrasonic image creation in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart of ultrasonic image creation in the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment.

ステップS101:送受信手段003は、超音波プローブ001の振動子002を介して被検体に超音波を送受信させ、受信信号を取得する。   Step S101: The transmission / reception means 003 transmits / receives an ultrasonic wave to / from the subject via the transducer 002 of the ultrasonic probe 001 and acquires a reception signal.

ステップS102:直交検波手段006は、送受信手段003から入力を受けたデータを直交検波しベースラインIQ信号に変換する。   Step S102: The quadrature detection unit 006 performs quadrature detection on the data received from the transmission / reception unit 003 and converts it into a baseline IQ signal.

ステップS103:A/D変換手段004は、直行検波手段006から入力を受けたベースラインIQ信号をデジタルデータに変換し、記憶手段005に記憶させる。   Step S103: The A / D conversion means 004 converts the baseline IQ signal received from the direct detection means 006 into digital data and stores it in the storage means 005.

ステップS104:対応点抽出手段013は、抽出した表示ピクセルに対応する包絡線を求め、その包絡線を有するベースラインIQ信号である対応データを求める。   Step S104: The corresponding point extraction unit 013 obtains an envelope corresponding to the extracted display pixel, and obtains correspondence data that is a baseline IQ signal having the envelope.

ステップS105:3点選択手段111は、対応データの中から、所定の偏向角を有する超音波ビームにおける、フォーカス点の深さ毎のデータを取得し等波面を求め、記憶手段005から等波面上にある2点及び、2点のいずれかとアレイ振動子中央からの位置が同じである2点以外の1点を選択する。   Step S105: The three-point selection unit 111 obtains data for each depth of the focus point in the ultrasonic beam having a predetermined deflection angle from the corresponding data, obtains an equiwave surface, and obtains the equiwave surface from the storage unit 005. 2 points and one point other than the two points having the same position from the center of the array transducer as any one of the two points.

ステップS106:目標設定手段112は、3点選択手段111が選択した3点の変換の目標となる目標点を、目標点が両方の軸に平行となる直角三角形を形成し、等波面が直線となり、等波面上の2点が形成する辺の隣り合う辺が連続するように設定する。   Step S106: The target setting unit 112 forms a target point that is the target of conversion of the three points selected by the three-point selecting unit 111, forms a right triangle with the target point parallel to both axes, and the equiwave front is a straight line. The adjacent sides of the sides formed by the two points on the equiwavefront are set to be continuous.

ステップS107:ジオメトリ変換手段101は、3点選択手段111が選択した3点が目標点に移るように、3点が形成する領域を目標点が形成する直角三角形に対応するように写像し変換する。   Step S107: The geometry conversion unit 101 maps and converts the region formed by the three points so as to correspond to the right triangle formed by the target point so that the three points selected by the three-point selection unit 111 move to the target point. .

ステップS108:加算手段102は、ジオメトリ変換手段101から入力を受けた変換された等波面上のデータを加算する。   Step S108: The adding means 102 adds the converted data on the equiwavefront received from the geometry converting means 101.

ステップS109:包絡線検波手段008は、加算手段102から入力を受けたデータに対して包絡検波を行い、包絡線を求める。   Step S109: The envelope detection unit 008 performs envelope detection on the data received from the addition unit 102 to obtain an envelope.

ステップS110: 対数圧縮手段009は、包絡線検波手段008から入力を受けた包絡線に対し対数圧縮をかける。   Step S110: The logarithmic compression unit 009 applies logarithmic compression to the envelope received from the envelope detection unit 008.

ステップS111:表示制御手段011は、座標変換手段010から入力を受けた直交座標系上のデータを表示手段012に表示させる。   Step S111: The display control unit 011 causes the display unit 012 to display the data on the orthogonal coordinate system received from the coordinate conversion unit 010.

以上のように、直交座標系上の抽出した表示ピクセルに対応した対応データに対して遅延処理、加算処理、包絡線検波、対数圧縮、及び座標変換を行って抽出した表示ピクセルに対応するデータのみを求めることができる。これにより、超音波画像を表示するために必要なデータのみを処理するため、不要なデータの処理を行う必要がなくなり、処理の負荷を減らすことが可能となる。また、従来の超音波診断装置のように、求めたデータを補間することで表示ピクセルに表示させるために必要なデータを算出する方法に比べ、分解能を向上させることが可能となる。   As described above, only data corresponding to display pixels extracted by performing delay processing, addition processing, envelope detection, logarithmic compression, and coordinate conversion on the corresponding data corresponding to the display pixels extracted on the orthogonal coordinate system. Can be requested. As a result, only data necessary for displaying the ultrasonic image is processed, so that unnecessary data need not be processed, and the processing load can be reduced. Further, the resolution can be improved as compared with a method of calculating data necessary for displaying on a display pixel by interpolating the obtained data as in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.

また、本実施形態ではジオメトリ変換に際して3点を選択しその3点が形成する領域を直角三角形に変換しているが、この変換する領域は3点が形成する領域に限られるものではなく、3点以上の点を選択しジオメトリ変換を行いビームフォーミングすることも可能である。具体的には、その選択された3点以上の点が形成する領域に対しジオメトリ変換を行った場合に、等波面が直線となり、かつ等波面上に並んだ複数のサンプル点が変換された後も同じ順序で並んでいるように変換されればビームフォーミングが行える。   In the present embodiment, three points are selected for geometry conversion, and the area formed by the three points is converted into a right triangle. However, the area to be converted is not limited to the area formed by the three points. It is also possible to perform beam forming by selecting a point above the point and performing geometry conversion. Specifically, when geometric transformation is performed on an area formed by three or more selected points, the equiwavefront becomes a straight line and a plurality of sample points arranged on the equiwavefront are transformed. Can be formed if they are converted so that they are arranged in the same order.

また、本実施形態ではより正確なビームフォーミングを行うため、ビームフォーミングを行うたびに等波面を求めジオメトリ変換を行っている。しかし、予めラスタごとのポリゴンを、GPU100内の記憶部(不図示)に記憶しておき、その記憶しているポリゴンに対しジオメトリ変換を行う構成にすることも可能である。この場合、都度の等波面の算出及びポリゴンの設定が不要になるため、ビームフォーミングの処理における負荷を軽減することが可能となる。   Further, in this embodiment, in order to perform more accurate beam forming, an equiwavefront is obtained and geometry conversion is performed every time beam forming is performed. However, it is also possible to store a polygon for each raster in advance in a storage unit (not shown) in the GPU 100 and perform geometry conversion on the stored polygon. In this case, it is not necessary to calculate the equal wavefront and set the polygon every time, so that it is possible to reduce the load in the beam forming process.

本発明に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図The block diagram showing the function of the ultrasonic diagnostic equipment concerning the present invention 走査方向θにおけるジオメトリ変換前のデータの配置のグラフの図Graph of data arrangement before geometry conversion in scan direction θ 3点選択手段による3点の選択を説明するための図The figure for demonstrating selection of 3 points | pieces by a 3 point | piece selection means ジオメトリ変換後のデータの配置を説明するための図Diagram for explaining data layout after geometry conversion (A)ジオメトリ変換による遅延を与えたサンプリング点のグラフの図 (B−1)、(B−2)、(B−3)対応する等波面で重み付けに使用する関数のグラフ(A) Graphs of sampling points given delays due to geometry conversion (B-1), (B-2), (B-3) Graphs of functions used for weighting in corresponding equal wavefronts 大きさや形の異なる領域を用いてグラフ全体を覆った一例の図Illustration of an example of covering the entire graph using areas of different sizes and shapes 大きさや形の異なる領域を用いてグラフ全体を覆った場合のジオメトリ変換後のデータの配置を示す一例の図An example of the layout of data after geometry conversion when the entire graph is covered using areas of different sizes and shapes (A)従来のサンプリング点の補間を説明するための図 (B)浮動小数点を用いたサンプリング点の補間を説明するための図(A) Diagram for explaining conventional interpolation of sampling points (B) Diagram for explaining interpolation of sampling points using floating point 本実施形態に係る超音波診断装置による超音波画像作成のフローチャートを表わす図The figure showing the flowchart of ultrasonic image creation by the ultrasonic diagnostic apparatus which concerns on this embodiment 本実施形態に係る超音波診断装置における超音波画像作成のフローチャートの図FIG. 6 is a flowchart of ultrasonic image creation in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. 各アレイ振動子における遅延距離及び遅延時間を説明するための図The figure for demonstrating the delay distance and delay time in each array vibrator 超音波ビームの偏向角θ=30°で深さが10mm毎の等波面における各アレイ振動子の遅延距離を示した図The figure which showed the delay distance of each array vibrator | oscillator in the equal wave front for every 10 mm in the deflection angle (theta) = 30 degree of an ultrasonic beam. ジオメトリ変換を説明するための模式図Schematic diagram for explaining geometry conversion (A) ジオメトリ変換前の受信した超音波エコーに基づくデータの配置のグラフの図、(B) サンプル点に対しポリゴン設定を行なった後のグラフの図、(C) 表示手段に表示される超音波断層像の図、(D) ジオメトリ変換を行った後のデータの配置を表す図、(E) ジオメトリ変換を行ったデータに加算処理を行った後のデータを表す図(A) Graph of data arrangement based on received ultrasonic echo before geometry conversion, (B) Graph after polygon setting for sample points, (C) Ultra displayed on display means The figure of an acoustic tomogram, (D) The figure which shows arrangement | positioning of the data after performing geometry conversion, (E) The figure which represents the data after performing addition processing to the data which performed geometry conversion

符号の説明Explanation of symbols

001 超音波プローブ
002 振動子
003 送受信手段
004 A/D変換手段
005 記憶手段
006 直交検波手段
007 デシメーション手段
008 包絡線検波手段
009 対数圧縮手段
010 座標変換手段
011 表示制御手段
012 表示手段
013 対応点抽出手段
100 GPU(遅延手段)
101 ジオメトリ変換手段
102 加算手段
110 CPU
111 3点選択手段
112 目標点設定手段
001 Ultrasonic probe 002 Transducer 003 Transmission / reception means 004 A / D conversion means 005 Storage means 006 Orthogonal detection means 007 Decimation means 008 Envelope detection means 009 Logarithmic compression means 010 Coordinate conversion means 011 Display control means 012 Display means 013 Corresponding point extraction Means 100 GPU (delay means)
101 Geometry conversion means 102 Addition means 110 CPU
111 Three-point selection means 112 Target point setting means

Claims (22)

振動子を介して超音波信号を送受信する送受信手段と、
受信した超音波信号をデジタルデータに変換するA/D変換手段と、
深さ方向に所定の偏向角を有する超音波ビームそれぞれに対応するフォーカス点の深さ毎の前記デジタルデータを取得し、複数の前記デジタルデータに対し多角形からなる複数のポリゴンを設定し、
複数の前記ポリゴンにジオメトリ変換を一括して行うことで該複数のデジタルデータに対し遅延を与える遅延手段と、
前記遅延が与えられたデータを加算する加算手段と、
前記加算されたデータに基づいて超音波画像を生成し、表示手段に表示する表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
Transmitting and receiving means for transmitting and receiving an ultrasonic signal via a vibrator;
A / D conversion means for converting the received ultrasonic signal into digital data;
Obtaining the digital data for each depth of the focus point corresponding to each ultrasonic beam having a predetermined deflection angle in the depth direction, setting a plurality of polygons consisting of polygons for the plurality of digital data ,
A delay unit that delays the plurality of digital data by collectively performing geometry conversion on the plurality of polygons ;
Adding means for adding the data given the delay;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a display control unit that generates an ultrasonic image based on the added data and displays the ultrasonic image on a display unit.
前記遅延手段としてGPUを使用することを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 , wherein a GPU is used as the delay unit. 前記GPUは、並列処理による演算を用いてある形状を他の形状に変換するジオメトリ変換を行うプログラミング可能なプロセッサであることを特徴とする請求項に記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2 , wherein the GPU is a programmable processor that performs geometry conversion for converting a shape into another shape using an operation based on parallel processing. 前記加算されたデータを送受信時の座標系から直交座標系のデータに変換する座標変換手段を備え、Coordinate conversion means for converting the added data from a coordinate system at the time of transmission / reception to data of an orthogonal coordinate system,
前記超音波画像は前記直交座標系のデータに基づいて生成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic image is generated based on data of the orthogonal coordinate system.
前記ポリゴンを形成する頂点は前期GPUによってバイリニア補間により算出した点を含む、The vertices forming the polygon include points calculated by bilinear interpolation with the previous GPU,
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一つに記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is characterized in that
前期ポリゴンを形成する前期頂点の配置間隔は、浅い領域に比べ深い領域で粗くする、The interval between the vertices of the previous period that forms the previous period polygon is roughened in a deep area compared to a shallow area.
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 or claim 5, wherein
前期ポリゴンを形成する前期頂点の位置は、フォーカス点の深さにより定まる目標点の位置へそれぞれ移動させることにより、ジオメトリ変換を行うThe position of the first vertex that forms the first polygon is moved to the position of the target point determined by the depth of the focus point, thereby performing geometry conversion.
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一つに記載の超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein
前記遅延手段は、
深さ方向の所定の偏向角を有する超音波ビームそれぞれに対応するフォーカス点の深さ毎の前記デジタルデータを受けて、フォーカス点までの深さ方向の距離を縦軸とし、振動子の位置を横軸とする座標系に、遅延時間を加味した位置に表わされた、同じ深さのフォーカス点から各振動子が受信した超音波信号で表わされる等波面を求め、前記座標系上の同じ前記等波面上の複数の点及び、深さの異なる等波面上の少なくとも1つの点を選択し、選択した点で形成される領域が互いに重ならずに、かつ前記座標系上の前記等波面を表わす点が全て前記領域のいずれかに含まれるように前記選択を繰り返す点選択手段と、
前記等波面が直線になり、さらに前記同じ等波面上の隣り合う点が前記直線上でも隣り合うように、前記選択された点で形成される領域を変換するジオメトリ変換手段と
を備えることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
The delay means is
Receiving the digital data for each depth of the focus point corresponding to each ultrasonic beam having a predetermined deflection angle in the depth direction, the distance in the depth direction to the focus point is the vertical axis, and the position of the transducer is An equal wavefront represented by an ultrasonic signal received by each transducer from a focus point of the same depth, which is expressed at a position including a delay time, is obtained in the coordinate system on the horizontal axis, and the same on the coordinate system. A plurality of points on the equiwavefront and at least one point on the equiwavefront with different depths are selected, and the equiwavefront on the coordinate system is formed without overlapping regions formed by the selected points. Point selection means for repeating the selection so that all the points representing are included in any of the regions;
And a geometric conversion means for converting a region formed by the selected points so that the equiwavefront is a straight line, and adjacent points on the same equiwavefront are also adjacent on the straight line. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 7 .
前記遅延手段は、
深さ方向の所定の偏向角を有する超音波ビームそれぞれに対応するフォーカス点の深さ毎に前記デジタルデータを取得し、同じ深さのフォーカス点に対応する各振動子の受信した超音波信号による面である等波面を求め、前記等波面上の2点及び前記2点の一方に対応する前記等波面上にない1点の、あわせて3点を選択し、前記デジタルデータをフォーカス点までの距離と振動子の位置で表わされた遅延用座標系上の点で表わした場合、前記3点で形成される領域が互いに重ならずに、かつ前記デジタルデータが全て前記領域のいずれかに含まれるように前記選択を繰り返す3点選択手段と、
前記2点と前記1点が直角三角形になり、かつ前記等波面が直線になり、さらに前記2点が形成する直線が隣り合う前記2点が形成する直線と連続するように、前記座標系に前記3点の変換の目標となる目標点を設定していく目標点設定手段と、
前記3点が対応する前記目標点に一致するように、前記領域を幾何学的に変換することでそれぞれの前記等波面が直線になるように変換するジオメトリ変換手段と、
を備えることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
The delay means is
The digital data is acquired for each depth of the focus point corresponding to each ultrasonic beam having a predetermined deflection angle in the depth direction, and the ultrasonic signal received by each transducer corresponding to the focus point of the same depth An equal wavefront that is a plane is obtained, and two points on the equal wavefront and one point that is not on the equal wavefront corresponding to one of the two points are selected in total, and the digital data up to the focus point is selected. When represented by a point on the delay coordinate system represented by the distance and the position of the transducer, the area formed by the three points does not overlap with each other, and the digital data is all in one of the areas. Three-point selection means for repeating the selection to be included;
In the coordinate system, the two points and the one point are right-angled triangles, the equiwave front is a straight line, and the straight line formed by the two points is continuous with the straight line formed by the two adjacent points. Target point setting means for setting a target point as a target of the conversion of the three points;
Geometric conversion means for converting each of the equiwavefronts into a straight line by geometrically converting the region so that the three points coincide with the corresponding target points;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, further comprising:
前記遅延手段は、
深さ方向の所定の偏向角を有する超音波ビームそれぞれに対応するフォーカス点の深さ毎の前記デジタルデータを受けて、フォーカス点までの深さ方向の距離を縦軸とし、振動子の位置を横軸とする座標系に、遅延時間を加味した位置に表わされた、同じ深さのフォーカス点から各振動子が受信した超音波信号で表わされる等波面を求め、前記座標系上の同じ前記等波面上の複数の点及び、深さの異なる等波面上の少なくとも1つの点を選択し、選択した点で形成される領域が互いに重ならずに、かつ前記座標系上の前記等波面を表わす点が全て前記領域のいずれかに含まれるように点を選択し、該選択した点を記憶し、
前記記憶している前記選択した点に対し、前記等波面が直線になり、さらに前記同じ等波面上の隣り合う点が前記直線上でも隣り合うように、前記選択された点で形成される領域を変換するジオメトリ変換手段を備えることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
The delay means is
Receiving the digital data for each depth of the focus point corresponding to each ultrasonic beam having a predetermined deflection angle in the depth direction, the distance in the depth direction to the focus point is the vertical axis, and the position of the transducer is An equal wavefront represented by an ultrasonic signal received by each transducer from a focus point of the same depth, which is expressed at a position including a delay time, is obtained in the coordinate system on the horizontal axis, and the same on the coordinate system. A plurality of points on the equiwavefront and at least one point on the equiwavefront with different depths are selected, and the equiwavefront on the coordinate system is formed without overlapping regions formed by the selected points. Selecting points so that all points representing are included in any of the regions, and storing the selected points;
An area formed by the selected points such that the equiwavefront is a straight line with respect to the stored selected points and the adjacent points on the same equiwavefront are also adjacent on the straight line. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, further comprising a geometry conversion unit that converts
前記遅延手段は、
深さ方向の所定の偏向角を有する超音波ビームそれぞれに対応するフォーカス点の深さ毎に前記デジタルデータを取得し、同じ深さのフォーカス点に対応する各振動子の受信した超音波信号による面である等波面を求め、前記等波面上の2点及び前記2点の一方に対応する前記等波面上にない1点の、あわせて3点を選択し、前記デジタルデータをフォーカス点までの距離と振動子の位置で表わされた遅延用座標系上の点で表わした場合、前記3点で形成される領域が互いに重ならずに、かつ前記デジタルデータが全て前記領域のいずれかに含まれるように点を選択し、該選択した点を予め記憶しておき、さらに、前記2点と前記1点が直角三角形になり、かつ前記等波面が直線になり、さらに前記2点が形成する直線が隣り合う前記2点が形成する直線と連続するように、前記座標系に前記3点の変換の目標となる目標点を設定して記憶し、
前記記憶している選択した点における前記3点が対応する前記記憶している目標点に一致するように、前記領域を幾何学的に変換することでそれぞれの前記等波面が直線になるように変換するジオメトリ変換手段を備えることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
The delay means is
The digital data is acquired for each depth of the focus point corresponding to each ultrasonic beam having a predetermined deflection angle in the depth direction, and the ultrasonic signal received by each transducer corresponding to the focus point of the same depth An equal wavefront that is a plane is obtained, and two points on the equal wavefront and one point that is not on the equal wavefront corresponding to one of the two points are selected in total, and the digital data up to the focus point is selected. When represented by a point on the delay coordinate system represented by the distance and the position of the transducer, the area formed by the three points does not overlap with each other, and the digital data is all in one of the areas. Select the points to be included, store the selected points in advance, and further, the two points and the one point will be a right triangle, the equiwave front will be a straight line, and the two points will be formed The two points adjacent to each other are So as to be continuous with the straight line formed, and stores set a target point which is a target of the three-point transform on the coordinate system,
Each of the iso-wave fronts is straightened by geometrically transforming the region so that the three points at the stored selected point coincide with the corresponding stored target point. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 7, further comprising a geometry conversion means for conversion.
前記直交座標系上の点に対応する前記デジタルデータである対応データを求める対応データ抽出手段をさらに備え、
前記遅延手段は前記対応データに対し前記遅延を与え、
前記加算手段は遅延が与えられた前記対応データを加算し、
前記表示制御手段は加算された前記対応データを前記表示手段の前記表示する点に表示させる
ことを特徴とする請求項乃至のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
Further comprising correspondence data extraction means for obtaining correspondence data that is the digital data corresponding to the points on the orthogonal coordinate system;
The delay means gives the delay to the corresponding data;
The adding means adds the corresponding data given a delay,
Wherein the display control unit ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 7, characterized in that for displaying the corresponding data is added to the point of the display of said display means.
前記直交座標系上の点は前記表示手段のピクセル単位に対応することを特徴とする請求項12に記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 12 , wherein the points on the orthogonal coordinate system correspond to pixel units of the display unit. 前記対応データに対する遅延、及び前記遅延が与えられた前記対応データの前記加算の処理を、GPUで処理させることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の超音波診断装置。 The corresponding delay for data, and an ultrasonic diagnostic apparatus according to the process of the addition of the corresponding data to which the delay is given in claim 12 or claim 13, characterized in that to process at GPU. 前記受信した超音波信号を直交検波してベースバンド信号に変換する直交検波手段をさらに備え、
前記A/D変換手段は前記ベースバンド信号をデジタルデータに変換する
ことを特徴とする請求項乃至10のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
Further comprising quadrature detection means for quadrature detection of the received ultrasonic signal and converting it to a baseband signal,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 10 , wherein the A / D conversion unit converts the baseband signal into digital data.
前記受信した超音波信号をヒルベルト変換するヒルベルト変換手段をさらに備え、
前記A/D変換手段は前記ヒルベルト変換された信号をデジタルデータに変換する
ことを特徴とする請求項乃至10のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
Further comprising a Hilbert transforming means for transforming the received ultrasonic signal into a Hilbert transform,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 4 to 10 , wherein the A / D conversion unit converts the Hilbert-transformed signal into digital data.
振動子を介して超音波信号を送受信する送受信段階と、
受信した超音波信号をデジタルデータに変換するA/D変換段階と、
複数の前記デジタルデータを多角形からなる複数のポリゴンに変換し、
複数の前記ポリゴンにジオメトリ変換を行うことで遅延を与える遅延段階と、
前記遅延が与えられた前記デジタルデータを加算する加算段階と、
前記加算された前記デジタルデータに基づいて超音波画像を生成し、表示手段に表示する表示制御段階と
を有することを特徴とする超音波画像生成方法。
A transmission and reception stage for transmitting and receiving an ultrasonic signal via a transducer;
An A / D conversion stage for converting the received ultrasonic signal into digital data;
Converting a plurality of said digital data into a plurality of polygons comprised of a polygon,
A delay stage that gives a delay by performing geometric transformation on the plurality of polygons ;
An adding step of adding the digital data given the delay;
A display control step of generating an ultrasonic image based on the added digital data and displaying the ultrasonic image on a display means.
前記加算されたデータを送受信時の座標系から直交座標系のデータに変換する座標変換手段を備え、Coordinate conversion means for converting the added data from a coordinate system at the time of transmission / reception to data of an orthogonal coordinate system,
前記超音波画像は前記直交座標系のデータに基づいて生成されることを特徴とする請求項17に記載の超音波画像生成方法。The ultrasonic image generating method according to claim 17, wherein the ultrasonic image is generated based on data of the orthogonal coordinate system.
前記ポリゴンを形成する頂点はGPUによってバイリニア補間により算出した点を含む、The vertices forming the polygon include points calculated by bilinear interpolation with the GPU,
ことを特徴とする請求項18に記載の超音波画像生成方法。The ultrasonic image generation method according to claim 18.
前期ポリゴンを形成する前期頂点の配置間隔は、浅い領域に比べ深い領域で粗くする、The interval between the vertices of the previous period that forms the previous period polygon is roughened in a deep area compared to a shallow area.
ことを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の超音波画像生成方法。The ultrasonic image generation method according to claim 18 or claim 19, wherein
前期ポリゴンを形成する前期頂点の位置は、フォーカス点の深さにより定まる目標点の位置へそれぞれ移動させることにより、ジオメトリ変換を行うThe position of the first vertex that forms the first polygon is moved to the position of the target point determined by the depth of the focus point, thereby performing geometry conversion.
ことを特徴とする請求項18乃至20のいずれか一つに記載の超音波画像生成方法。21. The ultrasonic image generating method according to claim 18, wherein the ultrasonic image generating method is any one of the above.
前記直交座標系上の点に対応するデジタルデータである対応データを求める対応データ抽出段階をさらに備え、
前記遅延段階は前記対応データに対し前記遅延を与え、
前記加算段階は遅延が与えられた前記対応データを加算し、
前記表示制御段階は加算された前記対応データを前記表示手段の前記表示する点に表示させる
ことを特徴とする請求項18乃至21のいずれか一つに記載の超音波画像生成方法。
A correspondence data extraction step for obtaining correspondence data that is digital data corresponding to the points on the orthogonal coordinate system;
The delay stage gives the delay to the corresponding data;
The adding step adds the corresponding data given a delay,
The ultrasonic image generation method according to any one of claims 18 to 21, wherein the display control step displays the added correspondence data on the display point of the display means.
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