JPH07323029A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 関心領域とフォーカス点数の設定により、関
心領域内の超音波画像を均一な解像度で精度良く表示さ
せ、かつフレームレートの低下を軽減する。 【構成】 反射エコー信号に基づいて超音波画像を表示
する表示手段と、各微小振動子に与える駆動信号を送波
時のフォーカス点に応じて遅延する遅延データを格納す
る記憶手段と、得られる超音波画像の特に注目する領域
を指定する関心領域設定手段と、関心領域設定手段で指
定された領域内で送波時のフォーカス点数を指定するフ
ォーカス段数設定手段と、関心領域設定手段により指定
された領域及びフォーカス段数設定手段により指定され
たフォーカス点数に基づいて記憶手段に格納された遅延
データを選択するとともに、プローブの送波口径を制御
する口径制御データを設定し、送波回路を制御する送波
制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特
に、複数の微小振動子に駆動信号を与え、生体内からの
反射エコー信号に基づいて超音波画像を表示する超音波
診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医用分野で用いられる超音波診断装置で
は、生体の断層データをリアルタイムでモニタに表示す
ることが一般に行われている。この種の超音波診断装置
は、超音波を送受信するプローブと、プローブに駆動パ
ルスを与える送波回路と、プローブで受信した生体から
の超音波エコー信号を受信処理して断層データを得る受
波回路と、得られた断層データをＴＶ信号に同期して出
力するためのＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバー
タ）と、モニタとを備えている。

【０００３】このような超音波診断装置では送受波時に
おいて、プローブを構成する複数の微小振動子にそれぞ
れ異なる遅延量を与えることにより、超音波ビームに指
向性を持たせることができる。これは、電子走査方式と
呼ばれ、ビームを任意の位置で絞る、いわゆる電子フォ
ーカス法が可能となる。電子フォーカス法のうち、いわ
ゆるコンビネーションフォーカス機能では、送波時のフ
ォーカス点を複数設定し、各フォーカス点に応じて各微
小振動子に与える遅延量を変えて、超音波信号を送信す
る。送波時の各フォーカス点に対応する反射エコー信号
を微小振動子を介して受波することにより、１本の音線
データを得る。この音線データを走査して得られる超音
波データに基づいて生体の２次元断層データを表示する
ことができる。

【０００４】一般的な超音波診断装置において、焦点に
おける方位分解能は、微小振動子の口径素子数と素子ピ
ッチデータとによって決定されるプローブの口径に反比
例することが知られている。したがって、フォーカス点
が近距離の場合に、方位分解能を改善するためには微小
振動子の口径素子数を規制してプローブの口径を小さく
する必要がある。

【０００５】このことは上述したコンビネーションフォ
ーカス機能を用いた場合にも同様であり、近距離のフォ
ーカス点に送波するときの微小振動子の口径を遠距離の
フォーカス点に送波するときの微小振動子の口径より小
さくすることで、解像度が均一な超音波画像を得ること
が可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のような送波時の
コンビネーションフォーカス機能を用いた場合、１本の
音線データを得るために複数のフォーカス点に対して超
音波信号の送信を行う必要があり、受信時にノイズの混
入を避けるためには、各超音波信号の送信は、直前に送
信した超音波信号の受信後に行う必要がある。したがっ
て、フォーカス点数を多く設定すればより鮮明な画像が
得られる反面、表示装置へのフレームレートが下がり、
診断のリアルタイム性が損なわれるという問題がある。

【０００７】このため、得られる超音波画像のうち、特
に注目したい関心領域（Ｆｏｃｕｓ−ＲＯＩ）を設定
し、この関心領域内に位置するフォーカス点のみを有効
にし、この関心領域内の画像だけを焦点の合った鮮明な
画像とすることが考えられる。この場合、設定によって
有効としたフォーカス点にのみ超音波信号の送波を行う
こととなり、フレームレートを上げることが可能とな
る。

【０００８】しかしながら、従来の超音波診断装置で
は、送波時のコンビネーションフォーカスに用いられる
フォーカス点は予め設定されており、これに応じて各微
小振動に与える遅延量が決められている。したがって、
関心領域を設定するためには各フォーカス点毎にキー操
作を行ってそのフォーカス点を有効にするか無効にする
かを設定する必要がある。また、関心領域を変更したい
場合には、各フォーカス点の有効・無効を設定し直す必
要がある。さらに、関心領域の大きさやフォーカス段数
を変更した場合、各フォーカス点における解像度を均一
にするためには、関心領域の大きさやフォーカス段数に
応じて、微小振動子の口径を変更する必要があるが、口
径制御データは予め設定されたフォーカス段数に基づい
て設定されており、関心領域内において均一な解像度の
超音波画像が得られないのが現状である。

【０００９】本発明の目的は、関心領域とフォーカス点
数の設定により関心領域内の超音波画像を均一な解像度
で精度良く表示させ、かつフレームレートの低下を軽減
することにある。

【００１０】

【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、プローブと、送波回路と、受波回路と、表示手
段と、記憶手段と、関心領域設定手段と、フォーカス段
数設定手段と、送波制御手段とを備える。プローブは複
数の送受信用の微小振動子を有する。送波回路は、微小
振動子に駆動信号を与え、生体内に超音波信号を送信さ
せる。受波回路は、生体からの反射エコー信号を微小振
動子を介して受信する。表示手段は、反射エコー信号に
基づいて超音波画像を表示する。記憶手段は、各微小振
動子に与える駆動信号を送波時のフォーカス点に応じて
遅延させる遅延データを格納する。関心領域設定手段
は、得られる超音波画像の特に注目する領域を指定す
る。フォーカス段数設定手段は、関心領域設定手段で指
定された領域内で送波時のフォーカス点数を指定する。
送波制御手段は、関心領域設定手段により指定された領
域及びフォーカス段数設定手段により指定されたフォー
カス点数に基づいて記憶手段に格納された遅延データを
選択するとともに、プローブの送波口径を制御する口径
制御データを設定し、これに基づいて送波回路を制御す
る。

【００１１】

【作用】本発明に係る超音波診断装置は、関心領域設定
手段により超音波画像の特に注目する領域を指定し、フ
ォーカス段数設定手段により送波時のフォーカス点数を
指定する。この指定された領域及びフォーカス点数に基
づいて記憶手段に格納された遅延データを選択するとと
もに、プローブの送波口径を制御する口径制御データを
設定する。この遅延データと口径制御データに基づいて
送波回路を制御し、生体内への超音波信号の送波を行
う。各フォーカス点に応じた反射エコー信号は受波回路
によって受信され超音波画像として表示手段に表示され
る。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による超音波診断
装置の構成を示すブロック図である。図において、プロ
ーブ１は複数の微小振動子２からなり、ビーム走査回路
３に接続されている。ビーム走査回路３は、電子走査、
可変口径等を行うために微小振動子を選択するためのも
のである。このビーム走査回路３には、送波パルサー４
及び受波回路５が接続されている。送波パルサー４には
送波遅延制御回路６が接続されている。送波遅延制御回
路６には、各フォーカス点の位置に応じた遅延データを
格納しているＲＯＭ７及び装置全体を制御している中央
演算処理回路（ＣＰＵ）８が接続されている。

【００１３】受波回路５は、反射エコー信号を増幅する
受信プリアンプ部、受信時の電子フォーカス法を行うた
めの受信遅延回路部、断層情報を得るための対数圧縮回
路やローパスフィルタを含む受信波形成形回路部、断層
画像データを一時格納するバッファ、得られる断層情報
に基づいて内挿計算を行う内挿計算回路部、断層画像デ
ータが書き込まれるフレームメモリを有するディジタル
・スキャン・コンバータ等を含んでいる。受波回路５に
はＣＲＴモニタ等の表示装置９が接続されている。ＣＰ
Ｕ８には操作者によるキー入力が行われるキーボード１
０が接続されている。受波回路５及び表示装置９にはＣ
ＰＵ８が接続されている。

【００１４】受波回路５から得られる断層画像データが
表示装置９の表示画面上で、図２に示す超音波画像１１
の領域である場合、この超音波画像１１上で関心領域
（フォーカスＲＯＩ）１２を設定し、送波時のフォーカ
ス段数を３に設定する場合を考える。操作者は、キーボ
ード１０のキー入力により、送波時のフォーカス段数を
設定入力する（この場合、フォーカス段数は３を入力す
る）。次に、表示装置９の表示画面上で関心領域１２が
設定されるようにキーボード１０からキー入力を行う。
入力されたフォーカス段数と関心領域１２の大きさに基
づいて、送波を行うフォーカス点１３，１４，１５を選
択し、各送波時のフォーカス点に基づいて受信を行う超
音波画像領域Ａ，Ｂ，Ｃを設定し、これを表示装置９に
表示する。

【００１５】このときの動作を図３のフローチャートに
基づいて説明する。ステップＳ１では、送波時のフォー
カス段数の設定入力がなされたか否かを判断する。ここ
では操作者によるキーボード１０からの装置入力を待っ
て、ＣＰＵ８内のＲＡＭにフォーカス段数を表す変数と
して格納する。図２に示す例ではフォーカス段数は３と
設定される。

【００１６】ステップＳ２では、関心領域１２の大きさ
及び位置の設定入力がなされたか否かを判断する。ここ
でも操作者によるキーボード１０の入力を待って、ＣＰ
Ｕ８内のＲＡＭに関心領域１２を示す変数として格納す
る。ステップＳ３では、ステップＳ２で入力された関心
領域１２を表示装置９の表示画面上に表示する。同時に
ステップＳ１で入力されたフォーカス段数に応じて、各
フォーカス点の深さ位置（図２における第１フォーカス
点１３，第２フォーカス点１４，第３フォーカス点１
５）及び各フォーカス点から得られる超音波画像領域
（図２における領域Ａ，Ｂ，Ｃ）の表示を行う。

【００１７】ステップＳ４では、表示装置９で表示され
た関心領域１２の位置が操作者の希望するものであるか
否かを判断する。ここでは、操作者によるキーボード１
０からの“ＯＫ”の入力を待ってこの関心領域設定モー
ドから抜ける。ステップＳ４において、操作者による
“ＮＯ”の旨のキー入力を受けるとステップＳ１に移行
し、設定入力のやり直しを行う。

【００１８】図２，図３で設定されたフォーカス段数及
び関心領域１２に基づいて送波フォーカスを行い超音波
画像データの表示を行う場合には、図４に示すフローチ
ャートに基づく。ＲＯＭ７内には、フォーカス点の深さ
位置に応じて予め微小振動子に与える遅延データが格納
されている。前述の関心領域設定モードにより設定され
たフォーカス段数及び関心領域１２の大きさに基づい
て、ＲＯＭ７内に格納されたフォーカス点の深さ位置か
ら、指定されたフォーカス段数の数だけ選択する（ステ
ップＳ１１）。ステップＳ１２では、ステップＳ１１で
選択したフォーカス点の間隔で均一な解像度及び最適な
フォーカスが実現できるＦナンバーを算出し、これを微
小振動子２の素子ピッチデータに基づいて口径素子数デ
ータに変換する。素子ピッチデータは、プローブ１の互
いに隣接する微小振動子２の間隔であり、ＣＰＵ８内の
ＲＯＭに予め記憶されている。この素子ピッチデータに
基づいて、選択したフォーカス点に送波を行う際にプロ
ーブ１の送波口径が最適となるように、駆動する微小振
動子２の数（口径素子数）を決定する。

【００１９】ステップＳ１３では、送波を行うフォーカ
ス点の位置における遅延データをＲＯＭ７内から読み出
し、算出した口径素子数データとともに送波遅延制御回
路６るに入力する。送波遅延制御回路６は、ＣＰＵ８か
らの遅延データ及び口径素子数データに基づいて送波パ
ルサー４にトリガー信号を出力する。送波パルサー４
は、送波遅延制御回路６のトリガー信号に基づいて超音
波パルスを出力し、微小振動子２の送波駆動を行う。

【００２０】ステップＳ１４では、受波回路５が微小振
動子２を介して反射エコー信号を受信し、ステップＳ１
３で送波を行ったフォーカス点に基づく超音波画像デー
タとしてバッファメモリに格納する。ステップＳ１５で
は、１本の音線上の各フォーカス点について超音波信号
の送受波が終了したか否かを判断する。１本の音線上の
各フォーカス点について超音波信号の送受波が終了して
いない場合にはステップＳ１６に移行する。ステップＳ
１６では、送波を行うフォーカス点のフラグを次のフォ
ーカス点に移動しステップＳ１３に移行する。

【００２１】ステップＳ１５において、１本の音線デー
タ上の各フォーカス点における超音波信号の送受波が終
了したと判断した場合は、ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、各フォーカス点に基づく超音波画
像データを１本の音線データとして、ディジタル・スキ
ャン・コンバータのフレームメモリ等に書き込みを行
う。

【００２２】ステップＳ１８では、指定された領域の走
査が終了したか否かの判断を行う。領域の走査が終了し
ていない場合にはステップＳ１９に移行する。ステップ
Ｓ１９では、送波を行う方向を次の音線方向に指定し、
ステップＳ１３に移行する。ステップＳ１８において、
指定された領域の走査を終了したと判断した場合には、
ステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では、各音
線データに基づいて内挿計算等を行い、表示装置９への
超音波画像データの表示を行う。

【００２３】〔他の実施例〕 （ａ） フォーカス段数と関心領域の大きさに基づい
て、各フォーカス点におけるＦナンバーまたは口径素子
数データを口径制御テーブルとしてＲＯＭ７内に格納し
ておき、設定されるフォーカス段数及び関心領域の大き
さに基づいて逐次これを読み出して送波時の口径制御を
行うことも可能である。 （ｂ） 図２における関心領域１２の指定は、ジョイス
ティック，マウス等を利用することも可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る超音波診断装置では、関心
領域設定手段により得られる超音波画像の特に注目する
領域を指定し、フォーカス段数設定手段により関心領域
設定手段で指定された領域内で送波時のフォーカス点数
を指定すれば、送波制御手段により、指定された領域及
びフォーカス点数に基づいて遅延データを選択し、口径
制御データを設定して送波回路を制御するため、関心領
域内の超音波画像を均一な解像度で精度良く表示させる
ことが可能であり、しかもフレームレートの低下を軽減
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が採用される一実施例の制御ブロック
図。

【図２】超音波画像の表示例を示す説明図。

【図３】本発明の一実施例の制御フローチャート。

【図４】本発明の一実施例の制御フローチャート。

【符号の説明】

１ プローブ ２ 微小振動子 ３ ビーム走査回路 ４ 送波パルサー ５ 受波回路 ６ 送波遅延制御回路 ７ ＲＯＭ ８ ＣＰＵ ９ 表示装置 １０ キーボード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の送受信用の微小振動子を有するプロ
   ーブと、 前記微小振動子に駆動信号を与え、生体内に超音波信号
   を送信させる送波回路と、 前記生体からの反射エコー信号を前記微小振動子を介し
   て受信する受波回路と、 前記反射エコー信号に基づいて超音波画像を表示する表
   示手段と、 前記各微小振動子に与える駆動信号を送波時のフォーカ
   ス点に応じて遅延させる遅延データを格納する記憶手段
   と、 得られる超音波画像の特に注目する領域を指定する関心
   領域設定手段と、 前記関心領域設定手段で指定された領域内で送波時のフ
   ォーカス点数を指定するフォーカス段数設定手段と、 前記関心領域設定手段により指定された領域及び前記フ
   ォーカス段数設定手段により指定されたフォーカス点数
   に基づいて前記記憶手段に格納された遅延データを選択
   するとともに、前記プローブの送波口径を制御する口径
   制御データを設定し、前記送波回路を制御する送波制御
   手段と、を備える超音波診断装置。