JPH02206446A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、超音波探触子から被検体に対して超音波を送
波し、該被検体から反射される信号を受波しこの受信信
号を検波して該被検体のＢモード像を表示する超音波診
断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断法では、Ｂモード像を代表例とする解剖学的
情報、Ｍモード像を代表例とする生体内の器官の運動情
報、血流イメージングを代表例とするドプラ効果を利用
した生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を用いて診
断に供するようにしている。

また超音波の生体内に対する走査方法の代表例なものに
は、電子走査機械走査とがある。ここで電子走査方法に
ついて説明する。

すなわち複数の超音波振動子を併設してなるアレイ型超
音波探触子（プローブ）を用い、リニア電子走査であれ
ば、超音波振動子の艮数個を１単位とし、この１単位の
超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの送波
を行なう方法であり、例えば順次１振動子分づつピッチ
をずらしながら１単位の素子の位置が順々に変わるよう
にして励振してゆくことにより、超音波ビームの送波点
位置を電子的にずらしてゆく方法である。

そして超音波ビームがビームとして集束するように、励
振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置するも
のと側方に位置するものとでその励振のタイミングをず
らし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波の
位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォーカ
ス）させる。

そして励振したのと同じ振動子により反射超音波を受波
して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報を
例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表示する
。

またセクタ走査であれば、励振される１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波ビーム
１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励振
タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆくもので
あり、後の処理は基本的には上述したリニア電子走査と
同じである。

以上のようなリニア、セクタ電子走査の他に振動子（探
触子）を走査機構に取付け、走査機構を運動させること
により超音波走査を行なう機械走査もある。

一方、映像法には、超音波送受信にもとなう信号を合成
して断層像化するＢモード像以外に同一方向固定走査に
よるＭモード像が代表的である。

これは、超音波送受波部位の時間的変化を表わしたもの
であり、特に心臓の如く動きのある臓器の診断には好適
である。

また、血流イメージングを代表例とする超音波ドプラ法
は、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像
化する方法であり、これを以下説明する。すなわち、超
音波ドプラ法は、超音波が移動物体により反射されると
反射波の周波数が−１−記物体の移動速度に比例して偏
移する超音波ドプラ効果を利用したものである。

具体的には、超音波レートパルス（或いは連続波）を生
体内に送波し、その反射波エコーの位相変化より、ドプ
ラ効果による周波数偏移を得ると、そのエコーを得た深
さ位置における移動物体の運動情報を得ることができる
。これによれば、生体内における一定位置での血流の向
き、乱れているか整っているかの流れの状態、流れのパ
ターン、速度の値等の血流の状態を知ることができる。

次に装置について説明する。すなわち超音波エコーから
血流情報を得るためには、ある所定方向に超音波パルス
を所定回数繰返して送波し、受波されたエコーを位相検
波することにより位相情報を取出す。この信号をディジ
タル化し、動いていない或いは動きの遅い成分つまりク
ラッタ成分を除去するために、ディジタルフィルタに通
す。そしてフィルタを透過した信号を周波数分析する。

これにより分析した周波数は、移動物体の動きによって
生じたドプラ偏移周波数であり、血流の方向および速度
を示した２次元血流情報として、ｌｊ独またはＢモード
像やＭモード像に重畳して表示する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記の超音波診断装置におけるＢモード像に
は「スペックル」と呼ばれる斑紋状のパターンが現われ
る。この斑紋状のパターンは第４図に示すように超音波
探触子１に並設された各振動子からの各超音波ビームＡ
、Ｂが微小散乱体Ｑに入射すると、この微小散乱体Ｑか
らの各反射波が干渉し合って発生するものであり、この
スペックルの発生は、超音波のコヒーレント性に起因す
るものである。すなわち生体内に入射される超音波パル
スはコヒーレント性つまり位相が揃っているので、生体
内に存在する多数の散乱体からの反射波は、超音波探触
子１の受波面上で干渉を発生してしまう。このため受信
信号の振幅は揺ぎを生じ、この揺ぎにより前述したＢモ
ード像上に斑紋状の模様、すなわちスペックルが発生す
る。このスペックルは干渉により発生したものであり、
生体内の組織構造を表示するものではなく、画質を悪化
させてしまうという問題があった。

そこでこの改善法の一つとして、既に Ｊ、Ｍｅｄ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ、Ｖｏｌ、１３　Ｎ
ｏ、５　（１９８Ｂ）に開示されている超音波断層像（
Ｂモード像）におけるスペックルノイズの実時間軽減法
がある。この方法は、空間的コンパウンドスキャンを行
なうために各画像に対して検出された受信信号を複数個
のフィルタに通した後、包絡線検波して加算することに
より等化的に周波数コンパウンドスキャンを行なわしめ
、実時間でスペックルノイズを軽減するものである。こ
こでスペックルノイズを軽減するためには相関の小さい
複数個の画像を重ね合せればよいが、超音波探触子１の
位置変化により相関の小さい画像を得る手法が前述した
空間的コンパウンドスキャンである。これによれば、距
離方向のインコヒーレント加算を行ない、スペックルノ
イズを大幅に軽減し高画質のＢモード像を得ている。

しかしながら、前記手法では空間的な解像力。

特に深さ方向の解像力が劣化してしまうという問題があ
った。

そこで本発明の目的は、スペックルを低減でき、高画質
の超音波画像を得る超音波診断装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち本発明は、超音波探触子か
ら被検体に対して超音波を送波し、該被検体から反射さ
れる信号を受波しこの受信信号を検波して該被検体のＢ
モード像を表示する超音波診断装置において、異なる送
信周波数に対応する複数の送信信号を発生しこの各送信
信号を超音波ラスタ毎に前記超音波探触子に出力する送
信回路と、この送信回路から超音波ラスタ毎に各送信信
号を前記被検体に送波すると該被検体から反射される各
受信信号をこれに対応する周波数帯域でフィルタリング
する複数の異なる帯域フィルタを設けた受信回路と、前
記送信回路の各送信信号およびこの各送信信号に対応す
る前記受信回路の各帯域フィルタを超音波ラスタ毎に連
動して切換える制御手段と、を備えたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。超音波ラスタ毎に各送信信号における各送信周
波数を変え、この各送信周波数に対応する各帯域フィル
タで受信する。すなわち各超音波ラスタ間では周波数が
異なるため、超音波ラスタ間の干渉が異なるので、超音
波ラスタ間の相関がなくなる。その結果、超音波ラスタ
間のスペックル・パターンの相関がなくなり、スペック
ルが低減でき、これにより高画質の超音波像を得ること
ができる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は受信回路３内の各ＢＰＦ　（
バンドパスフィルタ）の帯域特性を示す図、第３図は異
なる送信周波数を有する送信信号で超音波探触子１から
各超音波ビームＡ、Ｂを送波した状態を示す図である。

本実施例が特徴とするところは、異なる送信周波数ｆｌ
、ｆ２に対応する複数の送信信号ｓｌ。

Ｓ２を発生する発生器２１．２２ををし、この各送信信
号８１．８２を超音波ラスタ毎にスイッチ２３を介して
超音波探触子１に出力する送信回路２と、この送信回路
２から超音波ラスタ毎に各送信信号ｓｌ、ｓ２を生体に
送波すると、該生体から反射される各受信信号ｓ３．ｓ
４をスイッチ３３を介して人力しこれに対応する周波数
帯域すなわち中心周波ｆｉｆ３．ｆ４でフィルタリング
しスイッチ３４を介して出力する複数の異なるＢ　Ｐ　
Ｆ３１．３２　（帯域フィルタ）を設けた受信回路３と
、前記送信回路２の各送信信号ｓｌ、ｓ２およびこの各
送信信号Ｓｌ、９２に対応する前記受信回路３の各ＢＰ
Ｆ３［，３２を選択するように超音波ラスタ毎に前記ス
イッチ２３．３３．３４を連動して切換える制御手段と
してのコントローラ４を設けた点にある。

また本装置は、前記受信回路３からの受信信号を包絡線
検波するＢモード検出部５．Ｂモード検出部５からの検
出信号を超音波スキャンからＴＶスキャンに変換するＤ
ＳＣ６，このＤＳＣ６からのＴＶ信号を入力しＢモード
画像を表示するＴＶ表承部７を備えている。

このように構成された実施例の動作について図面を参照
して説明する。まず、ある超音波ラスタすなわち超音波
ビームＡにおいて、コントローラ４から制御信号ｃｌが
送信回路２および受信回路３に入力すると、スイッチ２
３．３３．３４は連動して接点ａｔ、ａ２．ａ３に切換
えられる。そうすると、送信回路２内の発生器２１から
送信周波数ｆｌ（例えば３．５ＭＨｚ）を有する送信信
号ｓｌがスイッチ２３を介して探触子１に送られ、超音
波ビームＡが生体内に送波される。そして生体がら反射
された受信信号ｓ３は、探触子ｌに受信され、さらにス
イッチ３３を介してＢＰＦ３１に入力する。すなわちこ
のＢＰＦ３Ｌでは第２図に示すように前記送信信号ｓ１
に近い中心周波数３．０ＭＨｚを有する帯域フィルタで
あり、前記受信信号ｓ３はこの中心周波数に近い周波数
になっている。したがって、受信信号ｓ３はこのＢＰＦ
３１によりフィルタリングされ、スイッチ３４を介して
Ｂモード検出部５に入力する。

次に超音波ラスタすなわち超音波ビームＢにおいては、
コントローラ４から制御信号ｃ２が送信回路２および受
信回路３に入力するので、スイッチ２３．３３．３４は
連動して接点ｂｌ、ｂ２．ｂ３に切換えられる。そうす
ると、送信回路２内の発生器２２から送信周波数ｆ２　
　（例えば２．５ＭＨｚ）を有する送信信号ｓ２がスイ
ッチ２３を介して探触子ｌに送られ、超音波ビームＢが
生体内に送波される。そして生体から反射された受信信
号ｓ４は、探触子ｌに受信され、さらにスイッチ３３を
介してＢ　Ｐ　Ｆ　３２に入力する。すなわちこのＢ　
Ｐ　Ｆ　３２では第２図に示すように前記送信信号ｓ２
に近い中心周波数２．０ＭＨｚを有する帯域フィルタで
あり、前記受信信号ｓ４はこの中心周波数に近い周波数
になっている。したがって、受信信号ｓ４はこのＢＰＦ
３２によりフィルタリングされ、スイッチ３４を介して
Ｂモード画像検出部５に入力する。

さらに図示しない超音波ラスタにおいても超音波ラスタ
毎にスイッチ２３．３３．３４が切替わり、異なる送信
周波数ｆｌ、ｆ２を有する送信信号ｓｌ。

ｓ２により異なる受信信号ｓ３．ｓ４を得、異なる帯域
周波数ｆ３．ｆ４でフィルタリングしてＢモード検出部
５に受信信号を入力する。そしてＢモード検出部５によ
り包絡線検波され、検出信号はＤＳＣ［ｉにより図示し
ないフレームメモリに書込まれＴＶスキャン変換されて
ＴＶ表示部７にＢモード像として表示される。

このように本実施例によれば、超音波ラスタ毎に各送信
信号５１．８２における各送信周波数ｆｌ、ｆ２を変え
、この各送信周波数ｆｌ、ｆ２に対応する各ＢＰＦ３１
．３２の中心周波数ｆ３゜ｆ４で受信する。すなわち各
超音波ラスタ間では周波数が異なるため、超音波ラスタ
間の干渉が異なるので、超音波ラスタ間の相関がなくな
る。その結果、超音波ラスタ間のスペックル・パターン
の相関がなくなり、スペックルが低減でき、これにより
高画質の超音波像を得ることができる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果〕 本発明によれば、異なる送信周波数に対応する複数の送
信信号を発生しこの各送信信号を超音波ラスタ毎に前記
超音波探触子に出力する送信回路と、この送信回路から
超音波ラスタ毎に各送信信号を前記被検体に送波すると
該被検体から反射される各受信信号をこれに対応する周
波数帯域でフィルタリングする複数の異なる帯域フィル
タを設けた受信回路と、前記送信回路の各送信信号およ
びこの各送信信号に対応する前記受信回路の各帯域フィ
ルタを超音波ラスタ毎に連動して切換える制御手段と、
を備えたので、超音波ラスタ毎に各送信信号における各
送信周波数を変え、この各送信周波数に対応する各帯域
フィルタで受信する。

すなわち各超音波ラスタ間では周波数が異なるため、超
音波ラスタ間の干渉が異なるので、超音波ラスタ間の相
関がなくなる。その結果、超音波ラスタ間のスペックル
・パターンの相関がなくなり、スペックルが低減でき、
これにより高画質の超音波像を得る超音波診断装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は受信回路内の各ＢＰＦ　（バ
ンドパスフィルタ）の帯域特性を示す図、第３図は異な
る送信周波数を有する送信信号で超音波探触子から各超
音波ビームＡ、Ｂを送波した状態を示す図、第４図は各
超音波ラスタが散乱体によりスペックルを発生する状態
を示す図である。 ｌ・・・超音波探触子、２・・・送信回路、３・・・受
信回路、４・・・コントローラ、５・・・Ｂモード検出
部、６・・・ＤＳＣ１７・・ＴＶ表示部、２１．２２・
・・発生器、３１、３２・・・Ｂ　Ｐ　Ｆ、　２３．３
３．３４・・・スイッチ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波探触子から被検体に対して超音波を送波し、該被
   検体から反射される信号を受波しこの受信信号を検波し
   て該被検体のＢモード像を表示する超音波診断装置にお
   いて、異なる送信周波数に対応する複数の送信信号を発
   生しこの各送信信号を超音波ラスタ毎に前記超音波探触
   子に出力する送信回路と、この送信回路から超音波ラス
   タ毎に各送信信号を前記被検体に送波すると該被検体か
   ら反射される各受信信号をこれに対応する周波数帯域で
   フィルタリングする複数の異なる帯域フィルタを設けた
   受信回路と、前記送信回路の各送信信号およびこの各送
   信信号に対応する前記受信回路の各帯域フィルタを超音
   波ラスタ毎に連動して切換える制御手段と、を備えたこ
   とを特徴とする超音波診断装置。