JP3659604B2

JP3659604B2 - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP3659604B2
Application number: JP04198196A
Authority: JP
Inventors: 修一河崎; 孝信内堀
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2016-02-29
Also published as: JPH09234199A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体に対して超音波の送受波を行うことにより診断を行う超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、被検体内に超音波ビームを送信し、音響インピーダンスの境界部分で反射する超音波反射波を受信して、その受信信号を用いて超音波断層像等を得るものである。具体的には、送信時には複数の圧電振動子を走査方向に並設してなる超音波プローブの各振動子への励振信号を各振動子の幾何学的位置情報および所望の送信方向に基づく所定遅延時間を与えながら供給することにより超音波ビームを送信し、受信時にはその所定遅延時間と同じ遅延時間を各振動子が受信した受信信号に与えることにより、整相加算処理を行って、超音波断層像等を得る。
この超音波診断装置において、さらに超音波プローブのレンズ方向にも振動子を並設し、送信する超音波ビームの集束性を向上させているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、振動子が走査方向とレンズ方向の２次元に配置された超音波プローブを有する従来の超音波診断装置では、例えばＢモ−ドやドプラモ−ド、または、ＢＤＦモ−ドにおいては通常の送受信か或いは並列同時受信等のようにそれらの動作モードに対応して、超音波プローブの駆動電圧やどの振動素子を駆動するかといった程度のスキャン方法等の駆動条件を決定している程度であり、超音波ビームの幅についてはあまり考慮されていなかった。そのため、例えば循環器領域においては肋骨の影響で送信ビームが正常に形成されないため感度が低下したり、アーチファクト等が現れたりすることがあった。また腹部では腫瘍等の検査においては超音波ビームがシャープすぎてしまうために、ＣＦＭモ−ドにて得られる断層像はそのスキャン面と直交する方向ではいつも薄いものしか得られず血管の走行がわかりにくくなり、病変部の発見がかえって困難になるという問題があった。
【０００４】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、被検体に関する情報に基づき、超音波プローブの走査方向およびレンズ方向の振動子を選択的に駆動し、診断に最適な超音波ビームを発生させることのできる超音波診断装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明では、複数の振動子を走査方向およびレンズ方向に並設して成る超音波プローブと、前記複数の振動子から駆動する振動子を選択する選択手段と、この選択手段により選択された振動子を走査方向およびレンズ方向に所定の遅延データに基づき駆動することにより、被検体に対して超音波の送受信を行う走査手段と、前記超音波の送受信によって得られたエコー信号から、画像データを生成するデータ処理手段と、画像データの生成を目的とする診断対象に関する情報を入力するための入力手段とを備え、前記選択手段は、
前記入力手段への入力に基づき、前記目的とする診断対象が腫瘍である場合には、前記超音波の送信のレンズ方向における口径を狭めるように前記振動子の選択を行うことを特徴とする。
【０００６】
上記本発明の超音波診断装置では、被検体に関する情報を入力し、これに基づき、超音波プローブの走査方向およびレンズ方向の振動子を選択的に駆動し、所定の遅延データにより診断対象に最適な超音波ビームを発生させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
図１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ある。この本実施例にかかる超音波診断装置は、超音波プローブ１、走査系２、制御系３、データ処理系４、画像表示系５から構成される。超音波プローブ１には、図２に示すように走査方向とレンズ方向に複数の振動子が配置されていて、この両方向に所望の超音波ビームを形成することができる。制御系３は、オペレータが各種診断条件などを設定するための操作部６と、この操作部６の設定に基づいて制御を行う主制御部８から成る。操作部６上には、ＴＣＳ（Touch Command Screen）７が設けられており、このＴＣＳ７のカラーモード時の表示例を図３に示す。この図３に示すように、ＴＣＳ７上には各種スイッチが配列されており、この中でスイッチ９およびスイッチ１０は本願発明の特徴である被検体に関する情報を入力するためのスイッチである。
【０００８】
スイッチ９は大診断部位を選択するためのスイッチである。大診断部位とは、例えば循環器、ＰＶ（抹消血管）、腹部等をさすものとする。スイッチ１０は直接診断する部位に関する詳細検出モードを指定するための入力スイッチである。詳細情報とは、前記スイッチ９で選択される大診断部位別に記載すると以下の様になる。
【０００９】
【表１】

【００１０】
上記の様に、スイッチ９にて循環器が選択されるとスイッチ１０にて表示及び選択可能となるのは肋骨の間隔が小、普通、大の３種であり、例えばスイッチ９にてＰＶが選択されるとスイッチ１０の意味付けはＣＦＭで検出する血管を太いビームでとるか薄いビームでとるかの選択スイッチとなり、さらにスイッチ９の意味付けが腹部となった場合、スイッチ１０の意味付けは腫瘍を検出するのか通常血管を検出するのかの選択スイッチとなる。ここで、スイッチ９は押下されるたびに
【００１１】
【表２】

と表示するオルタネート的なスイッチでもよいし、
【００１２】
【表３】

と変わるＵｐ／Ｄｏｗｎ的なスイッチでもよい。
スイッチ１０も同様に肋骨の間隔を
【００１３】
【表４】

と表示するオルタネート的なスイッチでもよいし、
【００１４】
【表５】

と変わるＵｐ／Ｄｏｗｎ的なスイッチでもよい
そして、スイッチ９及びスイッチ１０で選択された情報によりプローブ１の複数の振動子から駆動する走査方向及びレンズ方向の振動子群を選択する。
【００１５】
主制御部８は、操作部６で入力された各種情報を判定して、駆動する振動子群の選択を含め送信する超音波ビームを作成するための最適な送信遅延パターンを選択し、走査制御部１１を制御し、送信遅延回路１２および受信遅延回路１３の設定をする。パルサー１４は設定された送信遅延パターンに基づく最適な送信電圧が印加され、超音波プローブ１から超音波ビームを発生させる。超音波プローブ１はさらに被検体からの反射波を受信する。これがプリアンプ１５に入力され、受信遅延回路１３は設定された送信遅延パターンに基づく遅延量を与え、加算器１６はこれを整相加算する。この後、データ処理系４、画像表示系５に送られ、超音波診断画像を得る。
【００１６】
以下、本実施例における作用について説明する。
まず、操作部６で診断条件などの設定を行うが、このとき特にＴＣＳ７を用いてレ−ト周波数やカラ−バ−などの設定を行うほか、胸部診断時にはスイッチ９で循環器モードを選択し、スイッチ１０で被検体の肋骨の間隔を、腫瘍等の診断時はスイッチ９で腹部モードを選択し、スイッチ１０で腫瘍検出モードを選択する。この入力情報に基づき、主制御部８は超音波プローブ１に走査方向およびレンズ方向に配置された複数の振動子の中から駆動する振動子群を選択し、この振動子群に最適な送信遅延パターンを設定する。駆動する振動子群の選択について、被検体の胸部診断を示す図４を参照しながら説明する。例えば、走査方向に駆動する振動子は図４に示すように肋骨が位置しない部分Ａのみとする。これは、肋骨部に位置する振動子を駆動しても被検体の診断部位まで超音波ビームを照射することができず、実質的な送信口径は肋骨の間隔となってしまうためである。レンズ方向に駆動する振動子についても図４に示すように肺等の被検体の診断部位以外の臓器を避けるように選択させてもよい。ここで、もし送信口径を小さくした場合は送信電圧を上げることにより生体に投入される送信パワーは一定になる様に制御する。これにより、肋骨や肺の影響を受けずに感度の良い画像を得ることができる。また、腫瘍等の診断時のように目的とする診断対象（腫瘍血管）がどこにあるか探したい場合には、図５の様にレンズ方向における超音波ビ−ムの幅を広げたほうが目的とする診断対象が超音波ビ−ムにかかりやすくなり探しやすい。このように、被検体の診断対象をある程度大きくとるためにレンズ方向における超音波ビ−ムの幅を広げたいような場合には、送信口径を狭めると超音波ビームが広がるという性質を利用し、レンズ方向に駆動させる振動子を制限することによって送信する超音波ビームを太くしてやる。具体的には、図３に示すスイッチ９を操作し腹部モードを選択し、スイッチ１０により腫瘍モードの選択を行なう。すると、主制御部８はこの指定を判定して、実際に駆動させる振動子群の選択や送信遅延パターン等を定める。すなわち、上述のように腫瘍を探す旨の指定の場合は、レンズ方向における超音波ビ−ムの幅を広げるべくレンズ方向における駆動振動子数を少なくするよう走査制御部１４に対して制御信号を出力する。すると、この走査制御部１４は、レンズ方向における駆動振動子数を制限するよう送信遅延回路１５および受信遅延回路１６に設定する。設定された送信遅延パターンに最適な送信電圧をパルサー１７に与え、超音波プローブ１の選択された振動子群から超音波ビームを発生させる。このようにして、レンズ方向における駆動振動子数を少なくすることにより、レンズ方向における超音波ビ−ムの幅が拡張する。その後、被検体からの反射波を超音波プローブ１で受信してプリアンプ１８に入力し、設定した送信遅延パターンに基づく遅延量を受信遅延回路１６で与え、加算器１９で整相加算する。整相加算後のデータは、データ処理系４で所定の処理が施され、、画像表示系５に送られて超音波診断画像が表示される。したがって、レンズ方向における幅の広い超音波ビ−ムを用いることができ、腫瘍の探索が容易となり、診断の能率が向上する。
【００１７】
また、ＰＶで例えばけい動脈等を診断する場合にはスイッチ９でＰＶの選択を行ないスイッチ１０で検出血管スライス厚を厚いと選択するとＣＦＭ像のバックのＢモード像は通常の薄いレンズ方向のスライス厚でシャープな断面で像をとり、ＣＦＭは厚いスライス厚でとるため、前記腹部で腫瘍血管を検出した時と同じ血管走行が追いやすいメリットがある。
【００１８】
以上のように、本実施例にかかる超音波診断装置によれば、被検体の診断部位や体格等の情報に基づき、走査方向およびレンズ方向に配置された振動子の中から駆動する振動子群を選択し、診断に適した超音波ビームを形成することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明により、被検体に関する情報に基づき、超音波プローブの走査方向およびレンズ方向の振動子を選択的に駆動し、診断に最適な超音波ビームを発生させることができる超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置のブロック図
【図２】超音波プローブの構成例
【図３】ＴＣＳのカラーモード時の表示例
【図４】本発明の超音波診断装置による胸部診断例
【図５】本発明の超音波診断装置による腫瘍診断例
【符号の説明】
１超音波プローブ
２走査系
３制御系
４データ処理系
５画像表示系
６操作部
７ＴＣＳ（Touch Command Screen）
８主制御部
９レート周波数切換スイッチ
１０ＭＴＩフィルタ値切換スイッチ
１１カラーバ切換スイッチ
１２被検体情報入力スイッチ（胸部診断情報）
１３被検体情報入力スイッチ（診断部位）
１４走査制御部
１５送信遅延回路
１６受信遅延回路
１７パルサー
１８プリアンプ
１９加算器

Claims

複数の振動子を走査方向およびレンズ方向に並設して成る超音波プローブと、
前記複数の振動子から駆動する振動子を選択する選択手段と、
この選択手段により選択された振動子を走査方向およびレンズ方向に所定の遅延データに基づき駆動することにより、被検体に対して超音波の送受信を行う走査手段と、
前記超音波の送受信によって得られたエコー信号から、画像データを生成するデータ処理手段と、
画像データの生成を目的とする診断対象に関する情報を入力するための入力手段とを備え、
前記選択手段は、
前記入力手段への入力に基づき、前記目的とする診断対象が腫瘍である場合には、前記超音波の送信のレンズ方向における口径を狭めるように前記振動子の選択を行うことを特徴とする超音波診断装置。