JP3495534B2 - 超音波撮像装置 - Google Patents
超音波撮像装置Info
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- JP3495534B2 JP3495534B2 JP32279896A JP32279896A JP3495534B2 JP 3495534 B2 JP3495534 B2 JP 3495534B2 JP 32279896 A JP32279896 A JP 32279896A JP 32279896 A JP32279896 A JP 32279896A JP 3495534 B2 JP3495534 B2 JP 3495534B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波撮像方法お
よび装置に関し、特に、第２高調波エコー(echo)に基づ
いて撮像を行う超音波撮像方法および装置の改良に関す
る。
よび装置に関し、特に、第２高調波エコー(echo)に基づ
いて撮像を行う超音波撮像方法および装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】超音波撮像は、被検体内に超音波を送波
してそのエコーを受波し、エコー受波信号に基づいて画
像を生成するようになっている。通常、超音波の送波は
ビーム(beam)の形で行われ、エコーの受波もそのビーム
に沿って行われる。ビームの方向は順次変更され、被検
体内の所定の領域が走査される。
してそのエコーを受波し、エコー受波信号に基づいて画
像を生成するようになっている。通常、超音波の送波は
ビーム(beam)の形で行われ、エコーの受波もそのビーム
に沿って行われる。ビームの方向は順次変更され、被検
体内の所定の領域が走査される。
【０００３】送波のビームは、被検体内の所定の深さに
おいて最も細くなるように集束される。これによって、
送波ビームが所定の深さにフォーカス(focus) され、そ
の部分における撮像の方位分解能が高められている。
おいて最も細くなるように集束される。これによって、
送波ビームが所定の深さにフォーカス(focus) され、そ
の部分における撮像の方位分解能が高められている。
【０００４】ある種の造影剤を用いて被検体内を造影撮
影する場合に、第２高調波エコーに基づく超音波撮像
（第２高調波イメージング(imaging) ）が行われる。第
２高調波イメージングには、例えばマイクロバルーン(m
icro balloon) 造影剤等が用いられる。
影する場合に、第２高調波エコーに基づく超音波撮像
（第２高調波イメージング(imaging) ）が行われる。第
２高調波イメージングには、例えばマイクロバルーン(m
icro balloon) 造影剤等が用いられる。
【０００５】マイクロバルーン造影剤は、直径が数μｍ
程度の中空球（マイクロバルーン）を液体に所定の濃度
で混入したものである。マイクロバルーンはその直径に
対応した超音波周波数に共振し、その第２高調波成分を
含むエコーを生じる。したがって、エコーの第２高調波
成分に基づいて画像を生成することにより、被検体内で
の造影剤の分布像を得ることができる。
程度の中空球（マイクロバルーン）を液体に所定の濃度
で混入したものである。マイクロバルーンはその直径に
対応した超音波周波数に共振し、その第２高調波成分を
含むエコーを生じる。したがって、エコーの第２高調波
成分に基づいて画像を生成することにより、被検体内で
の造影剤の分布像を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】マイクロバルーンは、
印加される超音波の瞬時音圧が高いと、破壊して消滅す
る。消滅した後は造影撮像ができなくなるので、超音波
の送波は、マイクロバルーンに加わる瞬時音圧が常に破
壊限度を越えないようにして行わなければならない。こ
の破壊限度は５０ＫＰａ（キロパスカル）とも１００Ｋ
Ｐａとも言われている。このような値は、超音波撮像に
おける被検体内での常識的な瞬時音圧の１０分の１以下
である。
印加される超音波の瞬時音圧が高いと、破壊して消滅す
る。消滅した後は造影撮像ができなくなるので、超音波
の送波は、マイクロバルーンに加わる瞬時音圧が常に破
壊限度を越えないようにして行わなければならない。こ
の破壊限度は５０ＫＰａ（キロパスカル）とも１００Ｋ
Ｐａとも言われている。このような値は、超音波撮像に
おける被検体内での常識的な瞬時音圧の１０分の１以下
である。
【０００７】瞬時音圧が高いと、被検体内での超音波の
伝搬歪により第２高調波が発生し、マイクロバルーンか
らの第２高調波エコーと紛らわしくなるので、この点か
らも瞬時音圧を低下させることが必要になる。
伝搬歪により第２高調波が発生し、マイクロバルーンか
らの第２高調波エコーと紛らわしくなるので、この点か
らも瞬時音圧を低下させることが必要になる。
【０００８】送波超音波ビームの中心軸上の瞬時音圧
は、フォーカス点においてピークを示し、その前後では
フォーカス点からの距離に応じて急激に低下する。した
がって、フォーカス点における瞬時音圧を上記の限度を
越えない値に設定した場合、フォーカス点の手前の領域
および奥の領域では瞬時音圧が極めて低くなる。
は、フォーカス点においてピークを示し、その前後では
フォーカス点からの距離に応じて急激に低下する。した
がって、フォーカス点における瞬時音圧を上記の限度を
越えない値に設定した場合、フォーカス点の手前の領域
および奥の領域では瞬時音圧が極めて低くなる。
【０００９】第２高調波エコーはマイクロバルーンの２
次歪に由来するものなので、印加される超音波の瞬時音
圧の低下につれて、第２高調波エコーの発生効率は加速
的に低下する。このためフォーカス点を外れたところか
らの第２高調波エコーは極めて微弱なものになり、その
部分を画像化することが困難になる。
次歪に由来するものなので、印加される超音波の瞬時音
圧の低下につれて、第２高調波エコーの発生効率は加速
的に低下する。このためフォーカス点を外れたところか
らの第２高調波エコーは極めて微弱なものになり、その
部分を画像化することが困難になる。
【００１０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、第２高調波イメージングを
効果的に行う超音波撮像方法および装置を実現すること
である。
されたもので、その目的は、第２高調波イメージングを
効果的に行う超音波撮像方法および装置を実現すること
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明では、長距離集束
ビームを利用する。長距離集束ビームの典型例はベッセ
ルビーム(Bessel beam) である。そこで、先ず、予備的
にベッセルビームについて説明する。
ビームを利用する。長距離集束ビームの典型例はベッセ
ルビーム(Bessel beam) である。そこで、先ず、予備的
にベッセルビームについて説明する。
【００１２】ベッセルビームについては、例えば文献
山田，多勢，中村 「コニカル形の放射面を用いたベッ
セルビームトランスジューサ」 日本音響学会誌 ４８
巻１２号 ｐｐ．８７１−８７５ １９９２ に記載さ
れている。
山田，多勢，中村 「コニカル形の放射面を用いたベッ
セルビームトランスジューサ」 日本音響学会誌 ４８
巻１２号 ｐｐ．８７１−８７５ １９９２ に記載さ
れている。
【００１３】それによれば、回折の全く生じない波動ビ
ームが理論的に存在し、この波動ビームは、０次の第１
種ベッセル関数Ｊ０（Ｊ０関数）で与えられる断面内分
布を持ち、中心軸上のどの位置においても同じ分布を保
ったまま伝搬する。このような無回折ビームは、本来開
口が無限の場合にのみ存在するものであるが、有限の開
口面から放射された場合でも、ある程度長い距離範囲に
わたり広がらずに伝搬する。
ームが理論的に存在し、この波動ビームは、０次の第１
種ベッセル関数Ｊ０（Ｊ０関数）で与えられる断面内分
布を持ち、中心軸上のどの位置においても同じ分布を保
ったまま伝搬する。このような無回折ビームは、本来開
口が無限の場合にのみ存在するものであるが、有限の開
口面から放射された場合でも、ある程度長い距離範囲に
わたり広がらずに伝搬する。
【００１４】ベッセル形の超音波ビームを放射するトラ
ンスデューサ(transducer)としては、圧電セラミック(c
eramic) 振動子をＪ０関数の形に対応させて分極した
後、これを一様な電圧で駆動するようにしたものや、一
様に分極された振動子に設けた電極を同心リング状に分
割し、各電極への印加電圧をＪ０関数の形に応じて変え
るようにしたものがある。
ンスデューサ(transducer)としては、圧電セラミック(c
eramic) 振動子をＪ０関数の形に対応させて分極した
後、これを一様な電圧で駆動するようにしたものや、一
様に分極された振動子に設けた電極を同心リング状に分
割し、各電極への印加電圧をＪ０関数の形に応じて変え
るようにしたものがある。
【００１５】ベッセル形の超音波ビームは、中心軸上あ
る程度長い距離範囲にわたってビームが集束したものす
なわち長距離集束ビームとなり、かつその範囲において
瞬時音圧の変化が小さくなる。
る程度長い距離範囲にわたってビームが集束したものす
なわち長距離集束ビームとなり、かつその範囲において
瞬時音圧の変化が小さくなる。
【００１６】次に、課題を解決するための手段を説明す
る。 〔１〕上記の課題を解決する請求項１の発明は、被検音
場に超音波ビームを送波し第２高調波エコーに基づいて
画像を生成する超音波撮像方法であって、前記超音波ビ
ームを長距離集束ビームとしたことを特徴とする。
る。 〔１〕上記の課題を解決する請求項１の発明は、被検音
場に超音波ビームを送波し第２高調波エコーに基づいて
画像を生成する超音波撮像方法であって、前記超音波ビ
ームを長距離集束ビームとしたことを特徴とする。
【００１７】請求項１の発明では、長距離集束ビームに
より、被検音場では、ビームの中心軸上長い距離範囲に
わたってほぼ同じ瞬時音圧が印加される。このため、こ
の範囲のエコー源への超音波印加条件が概ね一様にな
り、第２高調波イメージングを効果的に行う超音波撮像
方法を実現することができる。
より、被検音場では、ビームの中心軸上長い距離範囲に
わたってほぼ同じ瞬時音圧が印加される。このため、こ
の範囲のエコー源への超音波印加条件が概ね一様にな
り、第２高調波イメージングを効果的に行う超音波撮像
方法を実現することができる。
【００１８】請求項１の発明において、前記長距離集束
ビームはベッセル形の超音波ビームであることがエコー
源への超音波印加条件の一様性を良くする点で好まし
い。 〔２〕上記の課題を解決する請求項２の発明は、被検音
場に超音波ビームを送波し第２高調波エコーに基づいて
画像を生成する超音波撮像装置であって、前記超音波ビ
ームを長距離集束ビームとして送波する送波手段を具備
することを特徴とする。
ビームはベッセル形の超音波ビームであることがエコー
源への超音波印加条件の一様性を良くする点で好まし
い。 〔２〕上記の課題を解決する請求項２の発明は、被検音
場に超音波ビームを送波し第２高調波エコーに基づいて
画像を生成する超音波撮像装置であって、前記超音波ビ
ームを長距離集束ビームとして送波する送波手段を具備
することを特徴とする。
【００１９】請求項２の発明では、送波手段が被検音場
に長距離集束ビームを送波することにより、ビームの中
心軸上長い距離範囲にわたってほぼ同じ瞬時音圧が印加
される。このため、この範囲のエコー源への超音波印加
条件が概ね一様になり、第２高調波イメージングを効果
的に行う超音波撮像装置を実現することができる。
に長距離集束ビームを送波することにより、ビームの中
心軸上長い距離範囲にわたってほぼ同じ瞬時音圧が印加
される。このため、この範囲のエコー源への超音波印加
条件が概ね一様になり、第２高調波イメージングを効果
的に行う超音波撮像装置を実現することができる。
【００２０】請求項２の発明において、前記長距離集束
ビームはベッセル形の超音波ビームであることがエコー
源への超音波印加条件の一様性を良くする点で好まし
い。 〔３〕上記の課題を解決する請求項３の発明は、請求項
２の発明において、前記送波手段は超音波トランスデュ
ーサの２次元アレイを有することを特徴とする。
ビームはベッセル形の超音波ビームであることがエコー
源への超音波印加条件の一様性を良くする点で好まし
い。 〔３〕上記の課題を解決する請求項３の発明は、請求項
２の発明において、前記送波手段は超音波トランスデュ
ーサの２次元アレイを有することを特徴とする。
【００２１】請求項３の発明では、２次元アレイを成す
個々の超音波トランスデューサを０次の第１種ベッセル
関数Ｊ０に則って駆動することにより、ベッセル形の超
音波ビームを効果的に送波することができる。
個々の超音波トランスデューサを０次の第１種ベッセル
関数Ｊ０に則って駆動することにより、ベッセル形の超
音波ビームを効果的に送波することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。
【００２３】図１に超音波撮像装置のブロック(block)
図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。
なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施
の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって
本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。
なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施
の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって
本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２４】先ず、本装置の構成を説明する。図１に示
すように、本装置は送受波部ＸＣＶを有する。送受波部
ＸＣＶは、例えば図２に示すように、複数の超音波トラ
ンスデューサＵＬＴの２次元アレイによって構成され
る。超音波トランスデューサＵＬＴの２次元アレイは、
本発明における超音波トランスデューサの２次元アレイ
の実施の形態の一例である。超音波トランスデューサＵ
ＬＴは、超音波と電気信号の間で双方向の変換を行うも
のであり、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セ
ラミックス等の圧電材料によって構成される。
すように、本装置は送受波部ＸＣＶを有する。送受波部
ＸＣＶは、例えば図２に示すように、複数の超音波トラ
ンスデューサＵＬＴの２次元アレイによって構成され
る。超音波トランスデューサＵＬＴの２次元アレイは、
本発明における超音波トランスデューサの２次元アレイ
の実施の形態の一例である。超音波トランスデューサＵ
ＬＴは、超音波と電気信号の間で双方向の変換を行うも
のであり、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セ
ラミックス等の圧電材料によって構成される。
【００２５】送受波部ＸＣＶは、切換部ＳＷＷを通じて
駆動部ＤＲＶと受信部ＲＣＶに接続されている。駆動部
ＤＲＶは送受波部ＸＣＶを駆動することにより、被検音
場ＦＬＤに超音波パルスを送波させるようになってい
る。被検音場ＦＬＤには予めマイクロバルーン造影剤Ｍ
ＤＡが注入されている。
駆動部ＤＲＶと受信部ＲＣＶに接続されている。駆動部
ＤＲＶは送受波部ＸＣＶを駆動することにより、被検音
場ＦＬＤに超音波パルスを送波させるようになってい
る。被検音場ＦＬＤには予めマイクロバルーン造影剤Ｍ
ＤＡが注入されている。
【００２６】駆動部ＤＲＶによる送受波部ＸＣＶの駆動
は、ベッセル形の超音波ビーム（超音波ベッセルビー
ム）を形成するように行われる。具体的には、例えば図
３に示すように、送受波部ＸＣＶの開口における相対的
な振動速度分布が０次の第１種ベッセル関数Ｊ０（Ｊ０
関数）の形になるように、個々の超音波トランスデュー
サＵＬＴを駆動することによって行われれる。なお、図
３のグラフの横軸は、開口半径によって正規化された距
離を表す。
は、ベッセル形の超音波ビーム（超音波ベッセルビー
ム）を形成するように行われる。具体的には、例えば図
３に示すように、送受波部ＸＣＶの開口における相対的
な振動速度分布が０次の第１種ベッセル関数Ｊ０（Ｊ０
関数）の形になるように、個々の超音波トランスデュー
サＵＬＴを駆動することによって行われれる。なお、図
３のグラフの横軸は、開口半径によって正規化された距
離を表す。
【００２７】超音波ベッセルビームは、本発明における
長距離集束ビームの実施の形態の一例である。送受波部
ＸＣＶおよび駆動部ＤＲＶは、本発明における送波手段
の実施の形態の一例である。
長距離集束ビームの実施の形態の一例である。送受波部
ＸＣＶおよび駆動部ＤＲＶは、本発明における送波手段
の実施の形態の一例である。
【００２８】これによって、図４に示すように、ビーム
の中心軸に垂直な断面内の瞬時音圧分布がＪ０関数で与
えられる超音波ビーム、すなわち超音波ベッセルビーム
が得られる。このビームは、同図に示すように、半値幅
が開口の１０分の１程度の集束ビームとなる。なお、図
４の音圧と距離はいずれも正規化された値である。
の中心軸に垂直な断面内の瞬時音圧分布がＪ０関数で与
えられる超音波ビーム、すなわち超音波ベッセルビーム
が得られる。このビームは、同図に示すように、半値幅
が開口の１０分の１程度の集束ビームとなる。なお、図
４の音圧と距離はいずれも正規化された値である。
【００２９】このような瞬時音圧分布が、ビームの中心
軸上ある程度長い距離範囲にわたって保たれる。すなわ
ち、ビームの集束状態が長い距離範囲にわたって維持さ
れ、長距離集束ビームが形成される。また、このとき、
ビームの中心軸上の瞬時音圧は、図５に示すように、長
い距離範囲にわたって変化量の少ないものとなる。な
お、図５における音圧と距離はいずれも正規化値によっ
て表す。
軸上ある程度長い距離範囲にわたって保たれる。すなわ
ち、ビームの集束状態が長い距離範囲にわたって維持さ
れ、長距離集束ビームが形成される。また、このとき、
ビームの中心軸上の瞬時音圧は、図５に示すように、長
い距離範囲にわたって変化量の少ないものとなる。な
お、図５における音圧と距離はいずれも正規化値によっ
て表す。
【００３０】ビームの中心軸上の瞬時音圧は、マイクロ
バルーンの破壊限界に近いがそれを越えない値、すなわ
ち、第２高調波エコーの発生効率の良い値になるように
設定されている。このため、第２高調波エコーの発生効
率の良い瞬時音圧が被検音場の長い距離範囲にわたって
印加されるので、その範囲にあるマイクロバルーンはい
ずれも効率よく第２高調波エコーを発生するようにな
る。また、このときの瞬時音圧は数１０ＫＰａ程度の値
なので、伝搬歪による第２高調波は発生しない。あるい
は、発生したとしても無視できる程度である。
バルーンの破壊限界に近いがそれを越えない値、すなわ
ち、第２高調波エコーの発生効率の良い値になるように
設定されている。このため、第２高調波エコーの発生効
率の良い瞬時音圧が被検音場の長い距離範囲にわたって
印加されるので、その範囲にあるマイクロバルーンはい
ずれも効率よく第２高調波エコーを発生するようにな
る。また、このときの瞬時音圧は数１０ＫＰａ程度の値
なので、伝搬歪による第２高調波は発生しない。あるい
は、発生したとしても無視できる程度である。
【００３１】送受波部ＸＣＶは被検音場から帰投したエ
コーを受波する。個々の超音波トランスデューサＵＬＴ
の受波信号は、切換部ＳＷＷを通じて受信部ＲＣＶに入
力される。受信部ＲＣＶは、個々の入力信号を各々遅延
時間を調整して加算する整相加算により、送波ビームに
沿った音線上のエコー受信信号を形成する。すなわち、
フェーズドアレイ(phased arrey)の手法により、受波の
ビームフォーミング(beam forming)を行う。
コーを受波する。個々の超音波トランスデューサＵＬＴ
の受波信号は、切換部ＳＷＷを通じて受信部ＲＣＶに入
力される。受信部ＲＣＶは、個々の入力信号を各々遅延
時間を調整して加算する整相加算により、送波ビームに
沿った音線上のエコー受信信号を形成する。すなわち、
フェーズドアレイ(phased arrey)の手法により、受波の
ビームフォーミング(beam forming)を行う。
【００３２】受信部ＲＣＶは、また、エコー受信信号か
ら第２高調波成分を抽出する。第２高調波成分の抽出
は、例えば第２高調波に同調したバンドパスフィルタ(b
andpass filter) 等によって行われる。これによって、
第２高調波エコーの時系列信号が得られる。これは、第
２高調波エコーについての１音線分のＡスコープ(scop
e) 信号となる。
ら第２高調波成分を抽出する。第２高調波成分の抽出
は、例えば第２高調波に同調したバンドパスフィルタ(b
andpass filter) 等によって行われる。これによって、
第２高調波エコーの時系列信号が得られる。これは、第
２高調波エコーについての１音線分のＡスコープ(scop
e) 信号となる。
【００３３】送受波部ＸＣＶは、アクチュエータＡＣＴ
に連結されている。アクチュエータＡＣＴは、送受波部
ＸＣＶを機械的に動かすことにより、被検音場ＦＬＤを
超音波ビーム（音線）で走査（スキャン(scan)）するよ
うになっている。
に連結されている。アクチュエータＡＣＴは、送受波部
ＸＣＶを機械的に動かすことにより、被検音場ＦＬＤを
超音波ビーム（音線）で走査（スキャン(scan)）するよ
うになっている。
【００３４】スキャンは、例えば、音線を平行移動させ
るリニアスキャン(linear scan) または扇状に音線を振
るセクタスキャン(sector scan) とされる。スキャンは
１音線分の超音波送受毎に１ステップ(step)ずつ進めら
れ、被検音場の所定の領域がスキャンされる。
るリニアスキャン(linear scan) または扇状に音線を振
るセクタスキャン(sector scan) とされる。スキャンは
１音線分の超音波送受毎に１ステップ(step)ずつ進めら
れ、被検音場の所定の領域がスキャンされる。
【００３５】受信部ＲＣＶは画像生成部ＩＭＧに接続さ
れている。画像生成部ＩＭＧには、受信部ＲＣＶから各
音線のＡスコープ信号が入力される。画像生成部ＩＭＧ
は、それらＡスコープ信号に基づいてＢモード(mode)画
像を生成するようになっている。
れている。画像生成部ＩＭＧには、受信部ＲＣＶから各
音線のＡスコープ信号が入力される。画像生成部ＩＭＧ
は、それらＡスコープ信号に基づいてＢモード(mode)画
像を生成するようになっている。
【００３６】画像生成部ＩＭＧには表示部ＤＩＳが接続
されている。画像生成部ＩＭＧが生成した画像が表示部
ＤＩＳに入力され、可視像として表示されるようになっ
ている。
されている。画像生成部ＩＭＧが生成した画像が表示部
ＤＩＳに入力され、可視像として表示されるようになっ
ている。
【００３７】以上の駆動部ＤＲＶ、切換部ＳＷＷ、受信
部ＲＣＶ、アクチュエータＡＣＴ、画像生成部ＩＭＧお
よび表示部ＤＩＳは、制御部ＣＮＴに接続されている。
制御部ＣＮＴは、それらに制御信号を与えて動作を制御
するようになっている。
部ＲＣＶ、アクチュエータＡＣＴ、画像生成部ＩＭＧお
よび表示部ＤＩＳは、制御部ＣＮＴに接続されている。
制御部ＣＮＴは、それらに制御信号を与えて動作を制御
するようになっている。
【００３８】制御部ＣＮＴには操作部ＯＰＣが接続され
ている。操作部ＯＰＣは操作者によって操作され、操作
者が所望する各種の指令や情報が制御部ＣＮＴに与えら
れる。ベッセルビームを適切に形成するためのパラメー
タ(parameter) 等もここから入力される。
ている。操作部ＯＰＣは操作者によって操作され、操作
者が所望する各種の指令や情報が制御部ＣＮＴに与えら
れる。ベッセルビームを適切に形成するためのパラメー
タ(parameter) 等もここから入力される。
【００３９】次に、本装置の動作を説明する。動作は制
御部ＣＮＴによる制御の下で行われる。送受波部ＸＣＶ
は駆動部ＤＲＶから切換部ＳＷＷを通じて与えられる駆
動信号によって駆動され、ベッセルビームを形成する超
音波パルスを被検音場ＦＬＤに送波する。超音波パルス
の送波は所定のタイミング(timing)で繰返され、それに
歩調を合わせて、アクチュエータＡＣＴにより順次音線
が変更される。
御部ＣＮＴによる制御の下で行われる。送受波部ＸＣＶ
は駆動部ＤＲＶから切換部ＳＷＷを通じて与えられる駆
動信号によって駆動され、ベッセルビームを形成する超
音波パルスを被検音場ＦＬＤに送波する。超音波パルス
の送波は所定のタイミング(timing)で繰返され、それに
歩調を合わせて、アクチュエータＡＣＴにより順次音線
が変更される。
【００４０】毎回の送波に引き続いてエコーの受信処理
が行われる。すなわち、被検音場ＦＬＤから帰投するエ
コーが送受波部ＸＣＶで受波され、受波信号が切換部Ｓ
ＷＷを通じて受信部ＲＣＶに入力され、受信部ＲＣＶに
よって第２高調波エコーのＡスコープ信号が形成され、
このＡスコープ信号が画像生成部ＩＭＧに入力される。
が行われる。すなわち、被検音場ＦＬＤから帰投するエ
コーが送受波部ＸＣＶで受波され、受波信号が切換部Ｓ
ＷＷを通じて受信部ＲＣＶに入力され、受信部ＲＣＶに
よって第２高調波エコーのＡスコープ信号が形成され、
このＡスコープ信号が画像生成部ＩＭＧに入力される。
【００４１】アクチュエータＡＣＴによる被検音場のス
キャンが画像の１フレーム(frame)分行われたとき、１
画面分のＡスコープ信号が揃う。画像生成部ＩＭＧは、
これらＡスコープ信号に基づいてＢモード画像を生成
し、表示部ＤＩＳで表示する。これによって、マイクロ
バルーン造影剤ＭＤＡの像が表示部ＤＩＳに表示され
る。
キャンが画像の１フレーム(frame)分行われたとき、１
画面分のＡスコープ信号が揃う。画像生成部ＩＭＧは、
これらＡスコープ信号に基づいてＢモード画像を生成
し、表示部ＤＩＳで表示する。これによって、マイクロ
バルーン造影剤ＭＤＡの像が表示部ＤＩＳに表示され
る。
【００４２】超音波の送波が、ベッセルビームすなわち
長距離集束ビームによって行われることにより、被検音
場の深さ方向の広い範囲で瞬時音圧がほぼ同じになり、
この範囲のマイクロバルーンは、いずれも第２高調波エ
コーの発生効率がほぼ同じになる。また、瞬時音圧の値
は第２高調波エコーの発生効率の良い値に設定されてい
るので、この深さ範囲のマイクロバルーンはいずれも効
率良く第２高調波エコーを発生する。したがって、マイ
クロバルーンを効率良く画像化することができ、第２高
調波エコーによる造影撮像が効果的に行える。
長距離集束ビームによって行われることにより、被検音
場の深さ方向の広い範囲で瞬時音圧がほぼ同じになり、
この範囲のマイクロバルーンは、いずれも第２高調波エ
コーの発生効率がほぼ同じになる。また、瞬時音圧の値
は第２高調波エコーの発生効率の良い値に設定されてい
るので、この深さ範囲のマイクロバルーンはいずれも効
率良く第２高調波エコーを発生する。したがって、マイ
クロバルーンを効率良く画像化することができ、第２高
調波エコーによる造影撮像が効果的に行える。
【００４３】本装置において、被検音場のスキャンは、
アクチュエータＡＣＴによるメカニカルスキャン(mecha
nical scan) に代えて、フェーズドアレイの手法等によ
る電子スキャンを利用するようにしても良い。これは機
械的な可動部を無くする点で好ましい。これに対して、
メカニカルスキャンは、電子スキャンに比べてビームフ
ォーミング手段が簡素化される点で好ましい。
アクチュエータＡＣＴによるメカニカルスキャン(mecha
nical scan) に代えて、フェーズドアレイの手法等によ
る電子スキャンを利用するようにしても良い。これは機
械的な可動部を無くする点で好ましい。これに対して、
メカニカルスキャンは、電子スキャンに比べてビームフ
ォーミング手段が簡素化される点で好ましい。
【００４４】また、長距離集束ビームの送波部として
は、上記のような２次元アレイが、超音波トランスデュ
ーサの駆動条件を個々に調節することにより精度の良い
ベッセルビームを得る点で好ましいが、それ以外の送波
手段を利用するようにしても良い。
は、上記のような２次元アレイが、超音波トランスデュ
ーサの駆動条件を個々に調節することにより精度の良い
ベッセルビームを得る点で好ましいが、それ以外の送波
手段を利用するようにしても良い。
【００４５】図６に、長距離集束ビームの送波部の他の
形態例を示す。図６の（ａ）は、リング(ring)状の超音
波トランスデューサＲＮＧを用いた例である。同図で
は、超音波トランスデューサＲＮＧを断面図によって示
す。これを駆動したとき、超音波トランスデューサＲＮ
Ｇから、同図に同心円ないし円弧で示すように、ドーナ
ッツ状の波面を成す超音波が送波され、それら波面の合
成により、中心軸ＡＸに沿って、瞬時音圧の変化が少な
い集束ビームすなわち長距離集束ビームが形成される。
形態例を示す。図６の（ａ）は、リング(ring)状の超音
波トランスデューサＲＮＧを用いた例である。同図で
は、超音波トランスデューサＲＮＧを断面図によって示
す。これを駆動したとき、超音波トランスデューサＲＮ
Ｇから、同図に同心円ないし円弧で示すように、ドーナ
ッツ状の波面を成す超音波が送波され、それら波面の合
成により、中心軸ＡＸに沿って、瞬時音圧の変化が少な
い集束ビームすなわち長距離集束ビームが形成される。
【００４６】図６の（ｂ）は、回転双曲線型の放射面を
有する超音波トランスデューサＨＰＢを用いたものであ
る。超音波トランスデューサＨＰＢは断面図で示す。こ
れを駆動したとき、放射面の各部からそれぞれ法線方向
に放射される超音波の波面合成によって、瞬時音圧の変
化が少ない集束ビームが中心軸ＡＸに沿って形成され
る。
有する超音波トランスデューサＨＰＢを用いたものであ
る。超音波トランスデューサＨＰＢは断面図で示す。こ
れを駆動したとき、放射面の各部からそれぞれ法線方向
に放射される超音波の波面合成によって、瞬時音圧の変
化が少ない集束ビームが中心軸ＡＸに沿って形成され
る。
【００４７】図６の（ｃ）は、上記の構成を簡略化した
ものであり、コーン(corn)状凹面を有する超音波トラン
スデューサＣＲＮを用いている。超音波トランスデュー
サＣＲＮは断面図によって示す。この場合も、（ｂ）に
示したものと同様に長距離集束ビームが送波される。た
だし、超音波送波面の形状を簡略化した分だけビームの
性状は劣るが、用途によってはこれで十分である。
ものであり、コーン(corn)状凹面を有する超音波トラン
スデューサＣＲＮを用いている。超音波トランスデュー
サＣＲＮは断面図によって示す。この場合も、（ｂ）に
示したものと同様に長距離集束ビームが送波される。た
だし、超音波送波面の形状を簡略化した分だけビームの
性状は劣るが、用途によってはこれで十分である。
【００４８】なお、長距離集束ビームは、第２高調波イ
メージングばかりでなく、通常の超音波撮像を行うのに
も利用するようにしても良い。
メージングばかりでなく、通常の超音波撮像を行うのに
も利用するようにしても良い。
【００４９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
発明によれば、長距離集束ビームにより、被検音場で
は、ビームの中心軸上長い距離範囲にわたってほぼ同じ
瞬時音圧が印加されるので、この範囲のエコー源への超
音波印加条件が概ね一様になり、第２高調波イメージン
グを効果的に行う超音波撮像方法を実現することができ
る。
発明によれば、長距離集束ビームにより、被検音場で
は、ビームの中心軸上長い距離範囲にわたってほぼ同じ
瞬時音圧が印加されるので、この範囲のエコー源への超
音波印加条件が概ね一様になり、第２高調波イメージン
グを効果的に行う超音波撮像方法を実現することができ
る。
【００５０】また、請求項２の発明によれば、送波手段
が被検音場に長距離集束ビームを送波することにより、
ビームの中心軸上長い距離範囲にわたってほぼ同じ瞬時
音圧が印加されるので、この範囲のエコー源への超音波
印加条件が概ね一様になり、第２高調波イメージングを
効果的に行う超音波撮像装置を実現することができる。
が被検音場に長距離集束ビームを送波することにより、
ビームの中心軸上長い距離範囲にわたってほぼ同じ瞬時
音圧が印加されるので、この範囲のエコー源への超音波
印加条件が概ね一様になり、第２高調波イメージングを
効果的に行う超音波撮像装置を実現することができる。
【００５１】また、請求項３の発明によれば、２次元ア
レイを成す個々の超音波トランスデューサを０次の第１
種ベッセル関数Ｊ０に則って駆動することにより、ベッ
セル形の超音波ビームを効果的に送波することができ
る。
レイを成す個々の超音波トランスデューサを０次の第１
種ベッセル関数Ｊ０に則って駆動することにより、ベッ
セル形の超音波ビームを効果的に送波することができ
る。
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における送受
波部の模式図である。
波部の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置における送受
波部の駆動の態様を示すグラフである。
波部の駆動の態様を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置が送波する超
音波ビームの特性を示すグラフである。
音波ビームの特性を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置が送波する超
音波ビームの特性を示すグラフである。
音波ビームの特性を示すグラフである。
【図６】送波部の他の形態例を示す模式図である。
ＦＬＤ 被検音場
ＸＣＶ 送受波部
ＤＲＶ 駆動部
ＲＣＶ 受信部
ＡＣＴ アクチュエータ
ＩＭＧ 画像生成部
ＤＩＳ 表示部
ＣＮＴ 制御部
ＯＰＣ 操作部
ＵＬＴ 超音波トランスデューサ
ＲＮＧ 超音波トランスデューサ
ＨＰＢ 超音波トランスデューサ
ＣＲＮ 超音波トランスデューサ
Claims (3)
- 【請求項１】 被検音場に超音波ビームを送波し第２高
調波エコーに基づいて画像を生成する超音波撮像装置で
あって、 前記超音波ビームを長距離集束ビームとして送波する送
波手段を具備することを特徴とする超音波撮像装置。 - 【請求項２】 前記送波手段は超音波トランスデューサ
の２次元アレイを有することを特徴とする請求項１に記
載の超音波撮像装置。 - 【請求項３】 前記長距離集束ビームはベッセルビーム
であることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32279896A JP3495534B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 超音波撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32279896A JP3495534B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 超音波撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10155793A JPH10155793A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3495534B2 true JP3495534B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=18147754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32279896A Expired - Fee Related JP3495534B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 超音波撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3495534B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4022393B2 (ja) * | 2001-12-12 | 2007-12-19 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| JP3808419B2 (ja) * | 2002-10-08 | 2006-08-09 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP3867057B2 (ja) * | 2003-02-20 | 2007-01-10 | 三井造船株式会社 | 音響センサアレイ、音響診断装置及び音響診断方法 |
| US7263888B2 (en) * | 2003-10-16 | 2007-09-04 | General Electric Company | Two dimensional phased arrays for volumetric ultrasonic inspection and methods of use |
| CN107764781B (zh) * | 2017-12-07 | 2023-07-18 | 中国科学院化学研究所 | 基于贝塞尔光束脉冲整形的二次谐波显微成像系统 |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP32279896A patent/JP3495534B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10155793A (ja) | 1998-06-16 |
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