JPH03205041A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ラジアルスキャン型の超音波診断装置の改善
に関する。

［従来の技術］ 従来、被検体に超音波を入射［７、この超音波の反射波
により、体腔内の臓器或いは胎児等を診断する超音波診
断装置が用いられている。従来の超音波診断装置におい
ては、表示しなりモード像を利用して診断対象物の特定
の部位の長さ及び面積等を求めて、これらのデータを過
去のデータに基づく標準値と比較し、また、これらのデ
ータの時系列的な変化を記録する診断方法が採用されて
いる。

面述した診断対象物の長さを求める手段としては、例え
ば第１５図に示すように、記録紙８２に記録された断層
像８５の周上を、ゲージ８１で矢印８６の方向になぞっ
て得た周長と、前記ケージ８１で基準スケール８３．８
４上をなぞって得た基準値とから比較換算する方法が用
いられている。

第１６図は実開昭６０−１８０４０９号公報にて開示さ
れた従来の超音波診断装置を示す説明図である。

この超音波診断装置は、超音波プローブ９１と、この超
音波１０−ブ９１の送信回路及び受信回路等により構成
された超音波送受信部９２と、画像記憶回路、演算処理
回路及び映像信号変換回路等により構成されたデジタル
・スキャン・コンバータ（以下、ＤＳＣと称する〉９３
と、このＤＳＣ９３による画像信号を表示するＴＶモニ
タ等の表示系９４と、前記ＤＳＣ９３を制御する操作器
９５とで構成されている。操作器９５に設けられたジョ
イスティック９６を操作して、表示系９４に表示された
断層像をカーソルでなぞることにより前述した６断対象
物の特定の部位の長さ或いは面積を求めている。この超
音波診断装置では、観察画像を記憶回路へ記憶し、前述
したように操作器９５に設けられたジョイスティック９
６により可変抵抗器等により任意のＸ、Ｙ座標を得て、
前記ＤＳＣ９３で演算処理し、この演算処理によって得
られた結果を前記表示系９４に表示するようになってい
る。また、前記ジョイスティックと同様に、任意のＸ、
Ｙ座標を得るものとしてトラックボール及びキースイッ
チ等が考えられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ジョイスティック等によるカーソルの移
動は比較的操作性が悪く、モニタ上に表示された断層像
をカーソルでなぞって、正確なＸＹ座標を特定すること
は困難である。また、多数のＸ、Ｙ座標から演算によっ
て結果を得ているので、正確な結果を得るには多くのＸ
、Ｙ座標を指定しなければならず、操作が複雑であり、
さらに操作時間に相当の時間を要するという問題点があ
る。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、簡単
な操作で高精度の測定結果を得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している。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る超音波診断装置は、信号送信時から所定時
間、信号処理を停止する手段と、前記所定時間後の所定
値基−Ｌのエコーを検出する検出手段と、前記検出手段
の検出位置の座標を記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に記憶された座標を表示可能に制御する表示制御手段と
を設けている。

［作用］ 本発明においては、信号送信時から所定時間、信号処理
を停止し、前記所定時間後の所定値以上のエコーを検出
し、この検出位置の座標を記憶し、この座標を表示可能
にするようにしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は超音波診断装置の構成を示すブロック図、第２図は
超音波診断装置の要部の波形を示すタイミングチャート
、第３図及び第４図は血管の内面積を求める方法の説明
図である。

超音波診断装置は、第１図に示すように、超音波を送信
すると共に、エコーを受信する振動子１と、この振動子
１を回転駆動する駆動回路２と、前記振動子１を超音波
の周波数で振動させる送信回路３と、前記振動子１から
受信波を得る受信回路４と、前記受信回路４の信号から
所定の値以上の信号を検出する比較器６と、この比較器
６の比較電位Ｖｒｅｆと、前記比較器６の出力信号を後
述するカウンタ９へ入力するか否かを制御するゲート回
路８と、前記ゲート回路８を制御するゲート信号発生器
７と、このゲート信号発生器７の制御時間を設定するコ
ンデンサＣ及び可変抵抗ＶＲと、所定のクロックをカウ
ントし前記ゲート回路８が開いた場合に前記比較器６の
信号によってカウント値をラッチして出力するカウンタ
９と、前記カウンタ９の出力によりアドレスを発生する
アドレス発生器１０と、前記アドレス発生器１０による
アドレスを記憶するメモリ１１と、前記メモリ１１のデ
ータにより所定の演算をする演算回路１２と、前記メモ
リ１１のデータによりカーソル位置を求めるカーソル発
生器１３と、前記受信回路４、演算回路１２、カーソル
発生器１３及び後述する制御回路５からの信号を映像信
号等に変換するＤＳＣ１４と、このＤＳＣ１４の映像信
号を映しだす例えばＴＶモニタである表示器１５と、前
記駆動回路２、送信回路３、ゲート信号発生器７、カウ
ンタ９、アドレス発生器１０、メモリ１１及びＤＳＣ１
４を制御する制御回路５とがら構成されている。

前記制御回路５は、前記駆動回路２と、カウンタ９と、
アドレス発生器１０と、メモリ１１と、送信口＃ｉ３と
、ゲート信号発生器７と、ＤＳＣＩ４とに接続されてい
る。

前記振動子１は、前記送信回路３の出力端及び受信回路
４の入力端とに接続されている。

前記受信回路４の出力端は、前記比較器６の第１入力端
に接続されると共に、前記ＤＳＣ１４に接続されている
６ 前記比較器６は、第２入力端が比較電位Ｖｒｅｆに接続
され、出力端がゲート回８８を介してカウンタ９に接続
されている。

前記カウンタ９の出力端は前記アドレス発生器１０の入
力端に接続され、前記アドレス発生器１０の出力端は、
前記メモリ１１に接続されている。

前記メモリ１１の出力端は前記演算回路］２に接続され
ると共に、前記カーソル発生器１３に接続されている。

前記演算回路１２の出力端及び前記カーソル発生器１３
の出力端は前記ＤＳＣ１４に接続されている。

前記ＤＳＣ１４の出力端は前記表示器１５の入力端に接
続されている。

前記ゲート信号発生器７の出力端は前記ゲート回路８の
制御端に接続されている。

このように構成された超音波診断装置の作用について説
明する。

駆動回路２は、制御口Ｂ５からの電圧により振動子１を
回転駆動する。駆動回路２はこの回転によって、振動子
１の１回転に所定個数だけＡ相パルスを発生すると共に
振動子１の１回転毎にＺ相パルスを発生して制御回路５
へ出力する。

前記制御回路５は、前述した第２図（ｂ）に示す人相の
パルスを送信回路３へ出力する。

前記送信回路３は、第２図（Ｃ）に示すように、Ａ相の
パルスをトリガとして前記振動子１を振動駆動し、超音
波を送信する。こうして、Ａ相パルスに基づく走査線数
で回転走査が行われる。

前述したように振動子１から送信された超音波は、被検
体等により反射し、第２図（ｄ）に示すように、該振動
子１により受信される。

この受信された信号（以下、エコーと称する）は、受信
回路４で増幅等の処理が施され、比較器６へ出力される
と共に、ＤＳＣ１４へ出力される。

前記比較器６は、入力された信号を第２図（ｆ＞の破線
に示す比較電位Ｖｒｅｆと比較し、入力された信号が比
較電位ｖ　ｒｅｔ’を越えた場合には、第２図（ｇ）に
示すようにハイレベルの論理信号を出力する。

また、ゲート信号発生器７は、前述した第２図（ｂ）に
示すＡ相のパルスの立上りからコンデンサＣ及び可変抵
抗ＶＲによる時定数に基づく期間だけ、第２図（ｅ）に
示す所定のゲート信号を発生する。このゲート信号の期
間は、第２図（Ｃ）に示す送信された超音波の、前記振
動子１に嵌着されているキャップによる多重エコー及び
該振動子１のリンギングによる、第２図（ｄ）に示す強
反射波の期間に設定している。

これにより、前記ゲート回路８は、第２図（ｅ）に示す
前述したゲート信号の期間ゲートを閉じ、第２図（ｇ）
に示す入力信号を遮断し、第２図（ｈ）に示す出力信号
として前記カウンタ９へ出力する。

前記カウンタ９には、前記制御回路５からの第２図（ａ
）に示すように、前述したＡ相に同期したクロックパル
スが入力されている。

さらに、前記カウンタ９は、前記制御口Ｂ５から入力さ
れたＡ相パルスによりリセットされ、前述した第２図（
ａ）に示すクロックをカウントし、第２図（ｈ）に示す
前記ゲート回路８の出力信号の、第２図（ｉ）に示す第
１パルスによりラッチし、このカウント値をアドレス発
生器ｌＯへ出力する。

前記アドレス発生器１０は、前述したカウント値により
アドレス値を発生しメモリ１１へ出力する。

前述したようにメモリ１１に入力されたアドレス値は、
該メモリ１１に記憶される。

このメモリ１１に記憶されたアドレス値は演算回路１２
及びカーソル発生器１３により読み出される。

Ａｉｒ記演算演算回路１２読み出したアドレス値、既知
である回転角及び走査番号から、後述するように第１パ
ルスのアドレス値で閉ざされた面積及び直径を算出し、
前記ＤＳＣ１４へ出力する。

同時に、前記カーソル発生器１３は、読み出したアドレ
ス値にカーソルを表示するための信号を発生し、前記Ｄ
ＳＣ１４へ出力する。

前記ＤＳＣ１４には、前記制御回路５からの第２図（ａ
）に示すように、前述したＡ相に同期したクロックパル
ス、前述した第２図（ｄ）に示す受信回路４からのエコ
ー、前述した演算回路１２からの面積及び直径の算出値
の信号及び前述したカーソル発生器１３からのカーソル
を表示するための信号が入力されている。

これにより、前記ＤＳＣ１４は入力された信号を例えば
所定のアドレスのメモリに記憶すると共に、このメモリ
に記憶した値を映像信号等として表示器１５へ出力する
。

前記表示器１−５は、前記ＤＳＣ１４から入力された観
察画像の映像信号を、例えば第３図及び第４図に示すよ
うに表示する。

前述した血管断層像の観察画像は、第３図に示すように
、振動子１の近傍に前述したように該振動子１に嵌着さ
れているキャップによる多重エコー及び該振動子１のリ
ンギングにより略円環状の表示部分Ｅと、受信回路４か
らのエコーによる血管Ｗが表示される。

前述した演算回路１２による第１パルスのアドレス値で
閉ざされた部分の面積Ｓの求積方法は、例えば次のよう
に行う。

前記振動子１により超音波が送信され、この超音波が内
壁により反射し、該振動子１により受信された時間から
長さｒｌを求め、次に超音波を送信するまでの回転角θ
とにより、前記長さｒｌと次に超音波を送信した時の長
さｒ２に閉ざされた面積ΔＳ１を求める。即ち、血管の
断面を路内とみなして評ｐ°する。したがって、 Δ５１＝ｒ１２ＸπＸθ／３６０ として求められる。これを走査線■１本分求め、さらに
累積加算する。したがって、 Ｓ−ΣΔＳｘ として求めることができる。この場合、第４図に示すよ
うに、カーソルＰにより求積面積の測定ポイントを表示
するようにしている。

また、前述した演算回路１２による第１パルスのり゛ド
レス値で閉ざされた部分の直径りは、例えば走査線数が
５１２本であれば、例えば走査線１と、この走査線と対
称位置の走査線２５７の前述した長さから、 Ｌ−ｒ　１＋　ｒ　２５７ として求めることができる。また、任意の走査線ｎであ
れば、 Ｌ＝　’　　＋ｒ５１２／２＋ｎ＋１　　（１≦０≦１
２８）として求めることができる。この場合、第４図に
示すように、カーソルＰと併せて、直径りの測定の算出
箇所を表示するようにしている。

また、全走査線のＬを求め、その平均を表示するように
してもよいし、最大値及び最小値を表示するようにして
もよい。さらに、前述した表示を併せて表示するように
してもよい。

即ち、超音波を送信した後、所定の時間経過後のエコー
から演算により、血管の内壁及び直径等を求めることが
でき、また、測定点を表示することにより測定ミスを軽
減することができ、迅速、且つ、正確な測定ができると
いう効果がある。

第５図は本発明の第２実施例に係る超音波誇断装置の構
成を示すブロック図である。なお、第１実施例と同様の
ものについては同一の符号を用いて説明を省略する。

本実施例のゲート回路８は、入力端が受信回路４の出力
端に接続されており、出力端が比較器６の第１入力端に
接続されている。前記比較器６の出力端はカウンタ９に
接続されている。

したがって、第２図（ｄ）に示す受信回路４のエコーは
、前記ゲート回路８により、第２図（ｃ）に示す送信さ
れた超音波の、前記振動子１に嵌着されているＡ−ヤッ
プによる多重エコー及び該振動子１のリンギングによる
、第２図（（」）に示す強反射波の期間である、第２図
（ｅ）に示す期間、前記比較器６に入力されず、該比較
器６は、第２図（ｈ）に示ず信号をカウンタ９へ出力す
る。

その他の、構成、作用及び効果は第１実施例と同様であ
る。

第６図は本発明の第３実施例に係り、電子スキャン型の
超音波診断装置の構成を示すブロック図である。なお、
第１実施例と同様のものについては同一の符号を用いて
説明を省略する。

超音波診断装置は、第６図に示すように、振動子１ａ〜
１ｈと、この振動子１８〜１ｈを選択し、超音波の周波
数で振動させる選択・送信回路１６と、前記振動子１ａ
〜１ｈから受信波を選択し、整相する選択・整相回路１
７と、前記選択・整相回路１７の出力を加算し、受信回
路４へ出力する加算器１８と、前記受信回路４と、比較
器６と、比較電位ｖｒｅｒと、ゲート回路８と、ゲート
信号発生器７と、コンデンサＣ及び可変抵抗ＶＲと、カ
ウンタ９と、アドレス発生器１０と、メモリ１１と、演
算回路１２と、カーソル発生器１３と、ＤＳＣ１４と、
表示器１５と、前記選択・送信回路１６、選択・整相回
路１７、ター１〜信号発生器７、カウンタ９、アドレス
発生器１０、メモリ］−１及びＤＳＣ１４を制御する制
御回路５とから構成されている。

本実施例の振動子１８〜１ｈは、プローブ先端の断面路
内の周回上に、該プローブ長手方向と平行に振動子１ａ
〜１ｈが配設されたものである。

前記振動子１ａ−１ｈは、制御回路５の制御信号により
選択及び送信駆動する選択・送信回路１６により選択さ
れ、超音波を発射する。この超音波は、体腔壁等に反射
し、前記振動子１８〜Ｉ　Ｆｌにより受信され、制御回
路５の制御信号により選択及び整相する選択・整相回路
１７により選択及び整相され、加算器１８へ入力される
。

前記加算器１８は、前述したように選択・整相回路１７
から入力された信号を加算し、受信回路４へ出力する。

その他のｊｌ・１成及び作用は第１実施例と同様である
ので説明を省略する。

本実施例では、電子スキャン型超音波振動子を用いるこ
とにより、被検部の速い動きに対応することができると
共に、振動子を回転駆動しないため回転ムラが無く正確
な診断ができるという効果がある。

また、その他の効果は第１実施例及び第２実施例と同様
である。

第７図ないし第１０図は本発明の第４実施例に係り、第
７図は第４実施例の超音波診断装置の構成を示すブロッ
ク図、第８図は超音波診断装置の要部の波形を示すタイ
ミングチャート、第９図及び第１０図は表示器の表示例
を示す説明図である。

本実施例は血管壁厚及び血管壁面の面積の表示を可能に
したものである。第７図において第２実施例と同様のも
のについては同一の符号を用いて説明を省略する。

本実施例が第２実施例と異なる点は、アドレス発生器２
０、メモリ２１及びカーソル発生器２２を付加したこと
である。カウンタ９は送信回路３による超音波パルスに
同期した信号によってリセットされて、所定のクロック
をカラン１−シ、比較３６の出力によってカウント出力
をラッチしてアドレス発生器１０．２０に出力する。ア
ドレス発生器１０は、デー１〜回Ｂ８が開状態後の最初
の血管内壁エコー信号発生までのカウント出力に基づい
てアドレス値を発生し、アドレス発生器２０は、ゲート
回路８が開状態後の２番目のエコー信号発生までのカウ
ント出力に基づいてアドレス値を発生ずるようになって
いる。すなわち、アドレス発生器１０からのアドレス値
は振動子１から血管内壁までの距離に対応し、アドレス
発生器２０からのアドレス値は振動子１から血管外周ま
での距離に対応する。メモリ２１はアドレス発生器２０
の出力を記憶する。記憶したアドレス値は制御回路５に
よって読出されて演算回路１２及びカーソル発生器２２
に与えられるようになっている。カーソル発生器２２は
メモリ２１に格納されたアドレス値に基づく座標にカー
ソルを表示させるためのデータをＤＳＣＬ４に出力する
ようになっている。

演算回ｉｉ’８１２はメモリ１１，２］に格納されたア
ドレス値、振動子１の回転角及び走査位置の情報が与え
られており、演算によって血管壁の厚み及び血管断面の
面積を求めて、これらのデータをＤＳＣ１４に出力する
ようになっている。

このように構成された実施例においては、受信回路４か
らのエコー信号はＤＳＣ１４に与えられる。ＤＳＣ１４
は血管の断層像を表示させるための映像信号を作成して
表示器１５に与える。こうして、表示器１５の表示画面
上には第９図に示す断Ｊｆ７１像が表示される。一方、
比較器６から第８図（ｇ）に示すパルスが出力されるこ
とは第２実施例と同様である。アドレス発生器１０は、
比較器６の出力のうち１番目のパルス、すなわち、血管
内壁からのエコー信号に基づくパルス（第８図（ｈ））
までのカウント出力に応じたアドレス値を発生してメモ
リ】１に記憶させる。また、アドレス発生器２０は、比
較器６の出力のうち２番目のパルス、すなわち、血管外
周からのエコー信号に基づくパルス（第８図（ｉ））ま
でのカランＩ・出力に応じたアドレス値を発生してメモ
リ２１に記憶さぜる。

演算回路１２はメモリ１１．２１に記憶されたアドレス
値から血管壁に囲まれた部分の面積及び血管内腔を含む
断面積を求め、更にこれらの値を減算することにより血
管断面（第９図の斜線部）の面積を求めて、これらのデ
ータをＤＳＣ１４に出力する。こうして、表示器１５に
は血管断面の面積等の表示が行われる。

また、カーソル発生器１３．２２は、夫々メモリ１１．
２１に格納されたアドレス値からカーソルを表示させる
ためのデータをＤＳＣ１４に出力しており、ＤＳＣ１４
は表示器１５の表示画面上に、第１０図に示すように、
測定ポインＩ・を表示する。

本実施例によれば、血管径、面積、血管壁厚み等が測定
されるので、血管弾性率を算出することができるという
利点がある。

他の作用及び効果は第２実施例と同様である。

第１１図ないし第１４図は本発明の第５実施例の超音波
診断装置に係り、第１１図は振動子１を駆動する駆動装
置を示す説明図、第１２図は第５実施例の超音波診断装
置が血管に挿入された状態を示す説明図、第１３図は血
管断層像の表示を示す説明図、第１４図は血管の三次元
像の表示を示す説明図である。

超音波プローブ５０の先端部には振動子１が配設されて
いる。超音波プローブ５０の後端は駆動装置のスリップ
リング５１及びエンコーダ５２を介してモータ５３の図
示しない駆動軸に接続されている。モータ５３の駆動軸
が回転することにより、プローブ５０は回転して振動子
１が回転走査可能となっている。スリップリング５１は
、振動子１の駆動信号及び振動子１の受信信号を伝達す
る図示しない信号線に接続されており、送信回路からの
駆動信号をこの信号線に与えると共に、受信信号を取出
して送信回路に送出する。エンコーダ５２はモータ５３
の回転を検出してＡ相パルス及びＺ相パルスを出力する
。

これらのスリップリング５１、エンコーダ５２及びモー
タ５３は一体化されており、伝達軸５４を介してボール
ねじ５５に接続されている。ボールねし５５の一端はエ
ンコーダ５６を介してモータ５７に接続されており、モ
ータ５７が回転することにより、ボールねじ５５が回転
して伝達軸５４がボールねじ５５の軸方向に移動するよ
うになっている。すなわち、モータ５７の正逆方向の回
転によって、一体止されたスリップリング５１、エンコ
ーダ５２及びモータ５３はボールねじ５５の軸方向に往
復動し、超音波プローブ５０も往復動する。こうして、
振動子１は直線走査が可能となる。エンコーダ５６はモ
ータ５７の回転を検出しており、これにより、直線走査
の位置制御が行われるようになっている。

このように構成された実施例においては、第１２図に示
すように、血管６１内に挿入した超音波プローブ５０を
モータ５３，５７によって回転及び往復動させることに
より、振動子１に回転及び直線走査させている。第１２
図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線にて示す位置で振
動子１が回転走査することにより、第１３図（ａ）、（
ｂ）。

（ｃ）に示す断層像が得られる。また、振動子１が螺旋
状に往復動することにより得られるエコーから三次元像
用の映像信号を作成することにより、第１・１図に示す
三次元像を表示させることもできる。

本実施例においては、血管の三次元像を表示可能である
ので、血管壁の状態が容易に分かり、病変部の診断に極
めて有効であるという利点がある。

［発明の効果］ 以ト説明したように本発明によれば、精度の良い測定結
果が、観測と同時に得られ、確実な超音波診断をするこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は超音波診断装置の構成を示すブロック図、第２図は
超音波診断装置の要部の波形を示すタイミングチャート
、第３図及び第４図は血管の内面積を求める方法を示す
説明図、第５図は本発明の第２実施例に係る超音波診断
装置の構成を示すブロック図、第６図は本発明の第３実
施例に係る電子スキャン型の超音波診断装置の構成を示
すブロック図、第７図ないし第１０図は本発明の第４実
施例に係り、第７図は第４実施例の超音波診断装置の構
成を示すブロック図、第８図は超音波診断装置の要部の
波形を示すタイミングチャート、第９図及び第１０図は
表示器の表示例を示す説明図、第１１図ないし第１４図
は本発明の第５実施例の超音波診断装置に係り、第１１
図は振動子１を駆動する駆動装置を示す説明図、第１２
図は第５実施例の超音波診断装置が血管に挿入された状
態を示す説明図、第１３図は血管断層像の表示を示す説
明図、第１４図は血管の三次元像の表示を示す説明図、
第１５図及び第１６図は従来の技術に係り、第１５図は
診断対象物の長さを求める手段の説明図、第１６図はＤ
ＳＣを備えた超音波診断装置の構成を示す説明図である
。 ５・・・制御回路 ６・・・比較器 ７　・ゲーＩへ信号発生器 ８・・・ゲート回路 ９・・カウンタ １０・・・アドレス発生器 １１・・メモリ １２・・・演算回路 １３・・・カーソル発生器 １４・・ＤＳＣ 第１図 第３図 第４ 図 第５図 第８ 図 （ｆ） （ ） ３０８ 第１５図 第１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プローブを体腔内に挿入し、３６０度全周の走査を行う
   ラジアルスキャン型の超音波診断装置において、 信号送信時から所定時間、信号処理を停止する手段と、 前記所定時間後の所定値以上のエコーを検出する検出手
   段と、 前記検出手段の検出位置の座標を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された座標を表示可能に制御する表
   示制御手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置
   。