JP2886595B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体の患部の症状を容易に判断できる超
音波診断装置に関する。

（従来の技術） 被検体の患部特に腫瘍の症状を超音波診断する場合、
この腫瘍が良性の腫瘍なのか悪性の腫瘍なのかを識別す
るのは困難である。それは超音波診断装置によって腫瘍
の断層像を撮影するといずれもが同じような画像に写っ
てしまうためである。このため腫瘍が肝癌なのか肝血管
腫なのかを超音波診断によって判断することは不可能で
ある。

ところで最近になって、肝血管腫において被検体を超
音波プローブにより圧迫すると、又は体位変換を行う
と、肝血管腫の内部エコーレベルが変化するという報告
が、例えば「日超医第55回研究発表会講演論文集第121
頁乃至第125頁」になされている。

これは血行動態の変化により、内部血管群の大きさが
変って、超音波波長との相対的な大小関係が変化するた
めと考えられている。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来においては、単に臨床的手法によって肝
血管腫の内部エコーレベルを変化させることが知られて
いるだけで、これを具体的に超音波診断装置に適用した
例は知られていない。すなわち従来においてはそのよう
な内部エコーレベルの変化は人為的に引き起こされてい
るので、反復継続性がないため超音波診断に適用するこ
とは試みられていない。

本発明は以上のような観点からなされたもので、内部
エコーレベルの変化を反復継続的に引き起こして腫瘍の
症状を容易に判断することができる超音波診断装置を提
供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、フレーム毎に超
音波の周波数を変えて複数枚の画像を収集する画像収集
手段と、収集した画像を表示する表示手段と、表示され
た画像上で術者が任意に所望部位の輪郭をトレースし、
輪郭を横切るように任意のラインを設定し得る入力手段
と、この入力手段により設定されたライン上で、前記所
望部位の内部のエコー信号の輝度レベルの平均と前記所
望部位の外部のエコー信号の輝度レベルの平均との相対
平均輝度を周波数毎に求め、この相対平均輝度の周波数
依存性を求め出力する演算手段とを備えることを特徴と
するものである。

（作用） フレーム毎に周波数を異ならせた複数の電気信号で超
音波振動子を駆動し、各々所望部位及びこの周辺部から
の連続した波形の複数フレーム毎のエコー信号に基づく
画像を表示する。次に、表示画像上の所望部位の輪郭を
トレースし、この輪郭上を横切るように任意のラインを
設定し、そのライン上で所望部位の内部のエコ信号の輝
度レベルの平均とその所望部位の外部のエコ信号の輝度
レベルの平均との相対平均輝度を各周波数毎に求め、こ
の相対平均輝度の周波数依存性を求め、この周波数依存
結果を観察することにより前記所望部位の症状を容易に
判断することができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の超音波診断装置の実施例を示すブロ
ック図で、１は超音波プローブでパルサ４から送信遅延
回路３及び送受信切換器２を介して加えられるパルス信
号によって駆動され、被検体の所望患部例えば腫瘍に対
して超音波を送信してその腫瘍及びこの腫瘍周辺部から
のエコー信号を受信する。プローブ１は被検体に対して
超音波をセクタ走査，コンベックス走査等を行ってその
腫瘍を含めた部位の断層像（Ｂモード像）を構成するに
必要なエコーデータを収集する。送受信切換器２は超音
波送信時は回路を送信側に切り換え、超音波受信時は回
路を受信側に切り換える。

送信遅延回路３はパルサ４から加えられるパルサ信号
を、各々異なるように所望の遅延を与えてプローブ１を
構成している複数の振動子に供給することにより、所望
のセクタ走査，コンベックス走査等が行われるように動
作する。パルサ４は、プローブ１に対してパルス信号を
加えて超音波を駆動させ、本実施例の場合後述のコント
ローラ５の制御の基に、第２図に示すように各々周波数
が異なる３種類のパルス信号f₁，f₂，f₃（f₁＞f₂＞f₃）
を、フレーム信号f_Fに同期して切り換えて発生するよう
に構成されている。

６はプリアンプでプローブ１で受信された被検体の腫
瘍及びその周辺部からのエコー信号を増幅して受信遅延
回路７に出力する。受信遅延回路７はプローブ１を構成
している複数の振動子からの各エコー信号に対して送信
時とは逆の量の遅延を与えるように動作し、エコー信号
は加算回路８において各振動子ごとに整相された後加算
される。

９はBPF（バンド・パス・フィルタ）でエコー信号の
所望の周波数帯域のみを通過させるように動作し、本実
施例の場合後述のコントローラ５の制御の基に、前記パ
ルス信号f₁，f₂，f₃に一致して第３図に示すように３種
類の帯域特性A,B,Cが切り換えられるように構成されて
いる。

コントローラ５はCPU（中央演算処理装置）によって
構成され、パルサ４及びBPF9を同時に制御してf₁のパル
ス信号を発生させるときはf₁の中心周波数の帯域特性Ａ
を選択し、f₂のパルス信号を発生させるときはf₂の中心
周波数の帯域特性Ｂを選択し、f₃のパルス信号を発生さ
せるときはf₃の中心周波数の帯域特性Ｃを選択するよう
に動作する。

10は検波回路でBPF9から出力されたエコー信号を検波
してDSC（デジタル・スキャン・コンバータ）11へ出力
し、DSC11は走査方式を変更してモニタ12にエコー信号
が反映された断層像を表示する。

次に本実施例の作用を説明する。

コントローラ５の制御に基き、フレーム信号f_Fごとに
パルサ４を制御して第２図の３種類のパルス信号のいず
れかを選択すると共に、BPF9を制御して第３図の３種類
の帯域特性A,B,Cのいずれかを選択する。例えば第１番
目のフレーム信号f_Fに同期してパルス信号f₁及び中心周
波数f₁の帯域特性Ａを選択したとして、パルス信号f₁に
よってプローブ１を駆動して被検体の腫瘍に超音波を送
信する。これによってプローブ１により腫瘍及びこの周
辺部からエコー信号が検出され、このエコー信号は帯域
特性Ａが選択されているBPF9を通過するので、このエコ
ー信号に基いて第４図に示したような腫瘍Ｓの第１枚目
の断層像をモニタ12に表示する。

続いて第２番目のフレーム信号f_Fに同期して、パルス
信号f₂及び中心周波数f₂の帯域特性Ｂを選択したとし
て、パルス信号f₂によってプローブ１を駆動して前記同
様に被検体の腫瘍に超音波を送信する。そして腫瘍及び
この周辺部から検出されたエコー信号は帯域特性Ｂが選
択されているBPF9を通過した後、前記同様に腫瘍Ｓの第
２枚目の断層像をモニタ12に表示する。

次に第３番目のフレーム信号f_Fに同期してパルス信号
f₃及び中心周波数f₃の帯域特性Ｃを選択したとして、パ
ルス信号f₃によってプローブ１を駆動して前記同様に被
検体の腫瘍に超音波を送信する。これにより腫瘍及びこ
の周辺部から検出されたエコー信号は帯域特性Ｃが選択
されているBPF9を通過した後、前記同様に腫瘍Ｓの第３
枚目の断層像をモニタ12に表示する。

以下同様にしてフレーム信号f_Fごとにいずれかのパル
ス信号及び帯域特性を選択して新たな断層像を撮影す
る。このようにして撮影された断層像は例えばDSC11内
のメモリに格納される。

次にこのようにして撮影された断層像上の腫瘍の輪郭
をキーボード上の必要な機能スイッチを操作することに
よってトレースし、この輪郭上に第４図のように任意の
ラインＬを設定してこのラインＬに沿ったエコー信号の
レベル例えば輝度レベルを各々パルス信号及び帯域特性
が異なる断層像ごとに検出する。すなわち３種類のパル
ス信号f₁，f₂，f₃及びこれらf₁，f₂，f₃を中心周波数と
する帯域特性A,B,Cを選択して撮影した第1,第2,第３の
３枚の断層像ごとに、腫瘍及びこの周辺部から連続した
波形として受信した３種類のエコー信号を各々第５図
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のように検出する。

第５図（Ａ）は周波数f₁を選択した場合の連続波形を
示しており、腫瘍ａから受信した信号の輝度レベルはこ
の周辺部ｂから受信した信号の輝度レベルより大きくな
っている例を示している。第５図（Ｂ）は周波数f₂を選
択した場合の連続波形を示しており、腫瘍ａから受信し
た信号の輝度レベルはこの周辺部ｂから受信した信号の
輝度レベルよりや々大きくなっている例を示している。
同様に第５図（Ｃ）は周波数f₃を選択した場合の連続波
形を示しており、腫瘍ａから受信した信号の輝度レベル
は周辺部ｂから受信した信号の輝度レベルより小さくな
っている例を示している。

次に各断層像ごとに検出したこのようなエコー信号の
輝度レベルを、各々腫瘍ａからの輝度レベルの平均値と
周辺部ｂからの輝度レベルの平均値とを相対的に比較し
てその相対平均輝度を求める。例えば第５図（Ａ）の場
合はこの相対平均輝度はマイナスとなり、第５図（Ｂ）
の場合はほぼ０となり、第５図（Ｃ）の場合はプラスと
なるので、これら各相対平均輝度の周波数依存性を連続
線で示すと第６図の実線のような特性が得られる。この
ような相対平均輝度は装置の演算機能を利用することに
より容易に求めることができる。第６図のような特性は
モニタ11に表示することができ、又はプリントアウトす
ることもできる。この各特性は、患部の症状の違いを示
しており、医師、技師等のユーザはこの特性を観察する
ことにより、各特性がどのような症状を示すかを判断す
ることができる。例えば本実施例のようにプローブ１を
パルス信号の周波数を変えて駆動した場合、患部の内部
エコーレベルが変化することにより前記相対平均輝度は
周波数依存性を示すので、従来知られている前記事実か
らこの第６図の実線の特性は血管腫でいると判断するこ
とができる。一方第６図で破線で示された特性のように
周波数依存性を示さない場合は、肝癌であると判断する
ことができる。患部の内部エコーレベルの変化は駆動パ
ルスの周波数を変えることにより、反復継続的に引き起
こすことができるので、腫瘍の症状を容易にかつ正確に
判断することができる。

このように本実施例によれば、患部の内部エコーレベ
ルの変化を人為的でなく超音波診断におけるプローブ駆
動パルスの周波数を変化させることにより反復継続的に
起こすようにしたので、被検体の腫瘍の診断を行う場合
良性の腫瘍と悪性の腫瘍とを容易に識別することができ
る。

なおプローブの駆動パルスの周波数及びその種類は診
断目的に応じて任意に設定することができる。なお駆動
パルスの期間は周波数分別能を上げるために通常よりも
や々長めに設定することが望ましい。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、プローブの駆動パ
ルスの周波数を変えることにより内部エコーレベルの変
化を反復継続的に引き起こすようにしたので、エコー信
号レベルの相対値の周波数依存性を観察することにより
患部の症状の判断を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の実施例を示すブロッ
ク図、第２図は本実施例装置におけるプローブの駆動波
形を示すタイムチャート、第３図は本実施例装置におけ
るBPFの異なった帯域特性を示す特性図、第４図は本実
施例によって得られた断層像の表示例、第５図は本実施
例によって得られたエコー信号の輝度レベル分布図、第
６図は本実施例によって得られたエコー信号の相対値
（相対平均輝度）の周波数依存性を示す特性図である。 １……超音波プローブ、４……パルサ、５……コントロ
ーラ、９……BPF（バンド・パス・フィルタ）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム毎に超音波の周波数を変えて複数
   枚の画像を収集する画像収集手段と、 収集した画像を表示する表示手段と、 表示された画像上で術者が任意に所望部位の輪郭をトレ
   ースし、輪郭を横切るように任意のラインを設定し得る
   入力手段と、 この入力手段により設定されたライン上で、前記所望部
   位の内部のエコー信号の輝度レベルの平均と前記所望部
   位の外部のエコー信号の輝度レベルの平均との相対平均
   輝度を周波数毎に求め、この相対平均輝度の周波数依存
   性を求め出力する演算手段と、 を備えることを特徴とする超音波診断装置。