JPH0226544A - 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、超音波を用いてＢモード情報やドプラモード
情報等の診断情報を得てこれを表示に供する超音波診断
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等を用いて
診断に倶するようにしている。

また、超音波の生体内に対する走査法の代表的なものに
は、電子走査と機械走査とがある。ここで、電子走査法
について説明する。

すなわち、複数の超音波振動子を並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、超音波振動子の複数個を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走査である。

そして、超音波ビームが集束するように、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、励損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（ただし、送信と受信とで
は使用する振動子の数は同一とは限らない。）、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、ＴＶ
モニタ等に画像表示する。

また、セクタ電子走査であれば、第４図に示すように、
励振される１単位の超音波振動子群（超音波プローブ１
）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
、第４図に示すように、超音波ラスタ＃１〜＃Ｎにより
１フレームを形成するものである。そして、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う機械走査もある。

一方、映像法には、超音波送受信に伴う信号を合成して
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、これを以下詳細に説明する。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上記移動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、血流の流れ
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、ドプラモードに
あって、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、フィルタを通過
した信号を周波数解析する。

これにより、解析した周波数は、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、血流の方向及び速度
を示したＣＦＭ像等の血流情報として、単独又はＢモー
ド像やＭモード像に重畳して表示する。

一方、Ｂモードやドプラモードのスキャンにあっては、
分解能の向上のために一段送信フオーカス、−段受信フ
オーカスや多段送信フォーカス。

多段受信フォーカスを行うようにしている。すなわち、
送信又は受信フォーカスは振動子の口径制御や遅延量制
御により実現されるものである。

よって、超音波２次元像としてＢモード像の形成にあっ
ては、１段フォーカスであれば１回の超音波送受信によ
り１つの超音波ラスタを得ることができ、９段フォーカ
スであればｎ回の超音波送受信により１つの超音波ラス
タを得ることができる。また、超音波２次元像としてＣ
ＦＭ像の形成にあっては、１段フォーカスであればｐ回
（ｐは１０程度）の超音波送受信により１つの超音波う
スタを得ることができ、０段フォーカスであればｒｌＸ
ｐ回の超音波送受信により１つの超音波ラスタを得るこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の技術においては、１つの超音波ラス
タを得るための超音波送受信回数は、ＣＦＭ像にあって
はＢモード像のｐ倍の回数を必要とする。従って、一定
の超音波レートの下では、ＣＦＭ像のフレーム数は低下
したものとなり、特に心臓等の動きのある対象の診断に
あっては、なめらかに表示されない、等の問題点があっ
た。

そこで本発明の目的は、動きのある対象の診断に好適な
超音波診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。

すなわち、本発明は、超音波レートパルス毎に超音波ビ
ームを送信し、その受信エコーにより超音波像を生成す
るようにした超音波診断装置において、第１．第２の受
信遅延回路を備え、超音波レートパルス毎に、第１の超
音波ビームを送信した後にこの第１の超音波ビームから
所定角度ずれた方向に対して第２の超音波ビームを送信
し、受信に際して第１の超音波ビームに対応する第１の
受信エコーを前記第１の受信遅延回路により受け、第２
の超音波ビームに対応する第２の受信エコーを前記第２
の受信遅延回路により受けて、１つの超音波レートパル
スで２つの超音波ラスタを得るようにしたことを特徴と
する。

（作用） このような構成によれば、１つの超音波レートパルスで
２つの超音波ラスタを得ることができ、フレーム数の向
上を図り得るので、同一の超音波レートの下では、ＣＦ
Ｍ像のフレーム数を向上することができ、特に心臓等の
動きのある対象の診断にあっては、なめらかに表示がな
され、好適となる。

（実施例） 以下本発明にかかる超音波診断装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

第１図は本実施例の超音波診断装置のブロック図、第２
図は本実施例における１つの超音波レート毎の超音波ビ
ームの形態を示す図、第２図は本実施例における１フレ
ームの超音波ラスタにおける超音波ビームの形態を示す
図である。

第１図に示すように、微小振動子を多数並設してなる例
えばセクタスキャン用超音波プローブ１は、図示しない
被検者の体表に当てられており、バルサ２により送信駆
動される。このバルサ２は振動子の数だけ用意されてお
り、これらは送信遅延回路３により駆動される。すなわ
ち、バルサ２における励振用パルスの印加タイミングは
、送信遅延回路３により送信超音波ビームの振り角度や
フォーカス深さ等に応じて振動子毎にずらされるように
なっている。

プリアンプ４は、超音波プローブ１０の各振動子で受け
た反射超音波による受信エコー信号を増幅するものであ
り、この増幅エコーは第１の受信遅延回路５Ａ又は第２
の受信遅延回路５Ｂに取込まれ、そこで振り角度やフォ
ーカス深さ等に応じて振動子毎に遅延させ、位相調整を
行うようにしている。

この送信遅延回路３と第１の受信遅延回路５Ａ及び第２
の受信遅延回路５Ｂには、第１の送受信う・スタ発生器
６Ａ及び第１の送受信ラスタ発生器６Ｂによりビーム振
り方向を設定する遅延データが与えられる。そして、送
受信ラスタ発生器６Ａ及び第１の送受信ラスタ発生器６
Ｂは、送受信制御系７から与えられる超音波レートパル
スにより動作するようになっている。

一方、第１の受信遅延回路５Ａ及び第２の受信遅延回路
５Ｂから出力される位相調整後のエコーデータは、表示
系８にてＢモード像又はＣＦＭ像として処理され、ＴＶ
モニタ等に表示がなされる。

ここで、本実施例における超音波ビーム制御について説
明する。すなわち、第２図は超音波レートパルスの１つ
のにおける超音波送受信の形態を示したものであり、第
１の超音波ビーム■を送信した後にこの第１の超音波ビ
ーム■から所定角度θずれた方向に対して第２の超音波
ビーム■を送信し、受信に際して第１の超音波ビーム■
に対応する第１の受信エコー■を第１の受信遅延回路５
Ａにより受け、第２の超音波ビーム■に対応する第２の
受信エコー■を第２の受信遅延回路５Ｂにより受けて、
１つの超音波レートパルスで２つの超音波ラスタを得る
ようにしている。

ここで、第２の超音波ビーム■は、第１の超音波ビーム
■が送信された後に直ちに送信されるものとし、第１の
超音波ビーム■と第２の超音波ビーム■との角度θは、
両ビームが干渉しない角度であってセクタスキャンの視
野角度は９０°であること等を考慮して例えば４５°程
度とする。

第３図（ａ）（ｂ）は、本実施例の２本の超音波ビーム
の組合せを示したものであり、第３図（ａ）は超音波レ
ートと超音波ラスタとの関係を示す図、第３図（ｂ）は
第３図（ａ）における超音波送信のタイミングを示す図
である。

第３図において、第１図に示す送受信ラスタ発生器６Ａ
及び第１の送受信ラスタ発生器６Ｂは、送受信制御系７
から与えられる超音波レートパルスにより動作し、第２
図の超音波ビームの形態にて、第３図（ａ）に示すよう
に、レートＵＲＩでは超音波ラスタ＃１と＃ｎとを作り
、レートＵＲ２では超音波ラスタ＃２と＃ｎ＋１とを作
り、レートＵＲ３では超音波ラスタ＃３と＃ｎ＋２とを
作り、・・・　レートＵ　ＲＮ／２では超音波ラスタ＃
ｎ−１と＃Ｎとを作る。これを第３図（ｂ）により説明
すると、レートＵＲＬでは＃１の方向に超音波を送信し
た後に＃ｎの方向に超音波を送信する。これを少しずつ
角度をずらしなから＃ｎ−１の方向まで続け、またレー
トＵＲＩに戻り、繰返し動作する。

以上のように本実施例によれば、１つの超音波レートパ
ルスで２つの超音波ラスタを得ることができ、フレーム
数の向上を図り得る。よって、同一の超音波レートの下
では、Ｂモード像及びＣＦ　Ｍ　像のフレーム数を従来
例に比べて２倍に向上することができ、特に心臓等の動
きのある対象の診断にあっては、なめらかに表示がなさ
れ、好適となる。

なお、前述したように、超音波２次元像としてＢモード
像の１つの超音波ラスタを形成するにあっては、１段フ
ォーカスであれば１回の超音波送受信を必要とし、０段
フォーカスであればｎ回の超音波送受信を必要とする。

また、超音波２次元像としてＣＦＭ像の１つの超音波ラ
スタを形成するにあっては、１段フォーカスであればｐ
回（ｐは１０程度）の超音波送受信を必要とし、０段フ
ォーカスであればｎＸｐ回の超音波送受信を必要とする
。

本発明は上記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して実施できるもの
である。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、第１．第２の受信遅延回路を
備え、超音波レートパルス毎に、第１の超音波ビームを
送信した後にこの第１の超音波ビームから所定角度ずれ
た方向に対して第２の超音波ビームを送信し、受信に際
して第１の超音波ビームに対応する第１の受信エコーを
前記第１の受信遅延回路により受け、第２の超音波ビー
ムに対応する第２の受信エコーを前記第２の受信遅延回
路により受けて、１つの超音波レートパルスで２つの超
音波ラスタを得るようにしたことにより、１つの超音波
レートパルスで２つの超音波ラスタを得ることができ、
フレーム数の向上を図り得る。

従って、同一の超音波レートの下で、ＣＦＭ像のフレー
ム数を向上することができ、特に心臓等の動きのある対
象の診断にあっては、なめらかに表示がなされ、良好に
診断を行なえる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図及び第３図は同実施例にお
ける超音波ビームの形態を示す図、第４図はセクタスキ
ャンを示す図である。 １・・・超音波プローブ、２・・・パルサ、３・・・送
信遅延回路、４・・・プリアンプ、５Ａ、５Ｂ・・・第
１．第２の受信遅延回路、６Ａ、６Ｂ・・・第１．第２
の送受信ラスク発生回路、 ７・・・送受信制御系、 ８・・・表 水系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波レートパルス毎に超音波ビームを送信し、その受
   信エコーにより超音波像を生成するようにした超音波診
   断装置において、第１、第２の受信遅延回路を備え、超
   音波レートパルス毎に、第１の超音波ビームを送信した
   後にこの第１の超音波ビームから所定角度ずれた方向に
   対して第２の超音波ビームを送信し、受信に際して第１
   の超音波ビームに対応する第１の受信エコーを前記第１
   の受信遅延回路により受け、第２の超音波ビームに対応
   する第２の受信エコーを前記第２の受信遅延回路により
   受けて、１つの超音波レートパルスで２つの超音波ラス
   タを得るようにしたことを特徴とする超音波診断装置。