JPH1075950A

JPH1075950A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH1075950A
Application number: JP23518296A
Authority: JP
Inventors: Koki Kikuchi; 幸喜菊地
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はノイズ成分が少ない高画質の超音波診
断画像が得られる超音波診断装置を提供することを目的
とする。【解決手段】超音波プローブ１は、超音波パルスを図示
しない被検体に向けて送波し、被検体内からの反射波を
受波するものであって、特に被検体の同一部位に対し時
間をずらして複数の超音波パルスを送波し、これら複数
の超音波パルスに応じた複数の反射波を受波するように
構成されている。演算処理部４は被検体の同一部位
（点）に関する複数の反射波の受信信号を積層（積算）
してＢモード画像を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を生体内に
送波し、生体内の各組織からの反射波により超音波断層
像等の生体情報を得る超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波を生体内に送波し、生体内の各組
織からの反射波を受波し、この反射波に基づいて超音波
診断画像を作成する超音波診断装置は、無侵襲で、かつ
造影剤なしで軟部組織の診断ができる利点を有してお
り、現在では医療の分野において広く用いられている。

【０００３】超音波診断装置は、装置本体とこの装置本
体に対しケーブルおよびコネクタを介して着脱自在に接
続される超音波プローブとにより構成される。超音波プ
ローブは、超音波パルスを送波してその反射波を受波す
るための圧電振動子を内部に有している。操作者はこの
ような超音波プローブを手で保持するとともに被検体の
体表面に接触させて診断を行なう。

【０００４】診断においては、先ず、各々の圧電振動子
が駆動され、超音波送信パルスが発生される。発生され
た超音波送信パルスは超音波プローブから被検体内に向
けて送波される。一方、超音波送信パルスによる被検体
内からの反射波が同振動子により受波される。受波され
た反射波は電気信号に変換される。この信号は生体から
のエコー情報を表すものであって、この信号が処理され
て生体内の画像、例えば断層像（Ｂモード画像）、血流
ドップラー像などの超音波診断画像が作成される。

【０００５】ところで、このような従来の超音波診断装
置においては、次のような問題点がある。すなわち超音
波診断画像を作成するにあたっては生体内の診断部位の
一点につき単一の超音波送信パルスのみを送波し、その
反射波に基づいて画像情報を求めるようにしている。こ
のため反射波の強度が低くノイズ成分が多くなるという
問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は、ノイズ成分
が少ない高画質の超音波診断画像が得られる超音波診断
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の超音波診断装置は、被検体の同一部位に
対し時間をずらして複数の超音波パルスを送波し、これ
ら複数の超音波パルスに応じた複数の反射波を受波する
超音波プローブと、前記超音波プローブにより得られた
同一部位に関する複数の反射波に基づいて前記被検体の
超音波診断画像を作成する画像処理手段と、を具備する
ことを特徴とする。

【０００８】（２）本発明の超音波診断装置は、上記
（１）に記載の装置であって、前記超音波プローブは、
複数の超音波振動子が二次元アレイ状に配列されて構成
されることを特徴とする。

【０００９】（３）本発明の超音波診断装置は、上記
（１）又は（２）に記載の装置であって、画像収集中に
おいて前記超音波プローブを所要の位置で静止させるた
めの保持アームを具備することを特徴とする。

【００１０】（４）本発明の超音波診断装置は、上記
（３）に記載の装置であって、前記保持アームに取り付
けられ、位置情報を出力するエンコーダと、前記エンコ
ーダにより出力された位置情報に基づき前記超音波プロ
ーブの三次元位置を検出する検出手段と、を具備するこ
とを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について説明する。（第１実施形態）図１は本発明の第１実施形態にかかる
超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。同
図に示すように超音波診断装置は、超音波プローブ１、
送／受信部２、レシーバ３、演算処理部４、メモリー
５、表示処理部６、モニター７から構成されている。

【００１２】超音波プローブ１は、超音波パルスを図示
しない被検体に向けて送波し、被検体内からの反射波を
受波するものである。特に本実施形態では、被検体の同
一部位に対し時間をずらして複数の超音波パルスを送波
し、これら複数の超音波パルスに応じた複数の反射波を
受波するものとなっている。

【００１３】送／受信回路２は、超音波パルスを送波す
るためのパルス信号を超音波プローブ１に送信し、超音
波プローブ１によって受波された反射波による信号（エ
コー信号）を受信する。レシーバ３は、送／受信部２及
び演算処理部４からの出力を受け取る。演算処理部４
は、送／受信部２とレシーバ３との間に接続されていお
り、送／受信部２から送られた受信信号を用いて生体内
の画像（ここではＢモード画像）を作成する。

【００１４】演算処理部４には、メモリ５が接続され、
このメモリ５は演算処理部４で実行される処理の手順や
その処理に必要なデータ等を記憶している。図２は超音
波プローブ１及び送／受信回路２の構成を示すブロック
図である。超音波プローブ１は、複数の超音波振動子１
１が二次元アレイ状に配列されて構成されており、これ
により超音波三次元画像を収集可能となっている。又、
送／受信回路２は、超音波プローブ１の複数の超音波振
動子１１の各々に接続された複数の送／受信回路２１
と、送／受信回路２１の各々に接続された複数の遅延回
路２２と、個々の遅延回路２３からの出力を加算する加
算回路２３とによって構成されている。

【００１５】図３の（ａ）は、送／受信回路２１の構成
を示すブロック図である。送信時においては、タイミン
グ発生回路２１１から供給されたタイミング信号とスキ
ャン制御部（図示しない）からのコントロール信号とに
基づき発振器２１２においてパルス信号が生成される。
このパルス信号はパルサー２１３を介して超音波振動子
１１に出力される。超音波振動子１１は、パルサー２１
３から出力されたパルス信号に基づいて超音波パルスを
送波する。なお、ここでは被検体の同一部位に対し時間
をずらして複数の超音波パルスを送波する。

【００１６】一方、受信時においては、先に送信された
超音波パルスの反射波が超音波振動子１１により受波さ
れる。なお、ここでは被検体の同一部位に対し時間をず
らして送波された複数の超音波パルスからの反射波が受
波される。超音波振動子１１は、この反射波に基づく信
号（エコー信号）を出力する。このエコー信号は、送／
受信回路２１のプリアンプ２１４を介して遅延回路２２
に出力される。遅延回路２２は個々のエコー信号に対し
所定の遅延時間を与えるものとなっている。

【００１７】図３の（ｂ）に示すように、例えば、時刻
Ｔ１にて送波された超音波パルスＰ１の反射波Ｗ１、時
刻Ｔ２にて送波された超音波パルスＰ２の反射波Ｗ２、
時刻Ｔ３にて送波された超音波パルスＰ３の反射波Ｗ
３、時刻Ｔ４にて送波された超音波パルスＰ４の反射波
Ｗ４は、順次、Ａ／Ｄ変換されたのちエコー信号として
演算処理部４に送られ、メモリ４に記憶される。なお、
同一点に与える超音波パルスの数は四つに限定されな
い。

【００１８】演算処理部４は、被検体の同一部位（点）
に関する複数の反射波（ここではＷ１〜Ｗ４の四つとす
る）が全て収集されたことを受けて、メモリ４からこれ
らのエコー信号を読み出して積層（積算）する。図３の
（ｃ）は演算処理部４により反射波Ｗ１〜Ｗ４が積算さ
れる様子を概念的に示している。

【００１９】さらに演算処理部４は、積算して得られた
受信信号の振幅を対数変換し、包絡線を検出してＡ／Ｄ
変換する。これによりいわゆるＢモード画像が得られ
る。得られたＢモード画像はレシーバ３、ＤＳＣ（デジ
タル・スキャン・コンバータ）を含む表示処理部６を介
してモニター７に送られ、表示される。

【００２０】このような本実施形態では、被検体の同一
部位（点）に関する複数の反射波の信号を積層（積算）
してＢモード画像を作成するようにしているので、送信
超音波パルスに比べて信号強度が弱い反射波を一つだけ
用いて画像作成する場合に比べて、画像のＳ／Ｎを向上
できる。したがって、ノイズ成分が少ない高画質の超音
波診断画像を得ることができる。

【００２１】ところで、上述したしたように被検体の同
一部位に対し時間をずらして複数の超音波パルスを送波
し、これら複数の超音波パルスに応じた複数の反射波を
受波する本例においては、スキャンに比較的長時間を要
する。すなわち操作者は超音波プローブを手で保持する
とともに被検体の体表面に接触させたまま、同一位置に
おいて長時間静止させる必要が生じる。このため操作者
に負担がかかることが憂慮される。

【００２２】そこで本実施形態は、画像収集中において
前記超音波プローブを所要の位置で保持する手段を備え
ている。図４は超音波プローブの固定機構および三次元
位置計測機構の構成を示す外観図である。図４の（ａ）
に示すように、装置本体４０に対しプローブ保持アーム
３０が取り付けられ、超音波プローブ１がこのプローブ
保持アーム３０により保持されている。プローブ保持ア
ーム３０は複数の可動部３１を有しており、この可動部
３１が可動することによりプローブ保持アーム３０は自
在に屈曲可能である。すなわち超音波プローブ１を空間
上の所要の位置において保持、固定することができる。

【００２３】可動部３１は、図４の（ｂ）および（ｃ）
に示すように、レバー付き固定ネジ３２、第１のリンク
３３、第２のリンク３４から構成されており、操作者が
レバー付き固定ネジ３２を締めることにより第１のリン
ク３３と第２のリンク３４とは固定され、操作者が同ネ
ジ３２を緩めることにより両者は解放される。すなわ
ち、同ネジ３２の操作により、超音波プローブ１を空間
上の所要の位置で静止させることができると共に、その
位置を自由に変更できる。

【００２４】このような超音波プローブの固定機構によ
れば、スキャンに長時間を要するような場合であって
も、超音波プローブを手で保持する必要がなくその負担
が軽減される。

【００２５】ところで、プローブ保持アーム３０の個々
の可動部３１には、位置情報を出力するエンコーダ３５
が取付られている。個々の可動部３１のエンコーダ３５
から出力された複数の位置情報に基づいて、超音波プロ
ーブ１の三次元位置を計測することができる。

【００２６】計測された超音波プローブ１の三次元位置
を利用することにより、例えば、プローブの位置を常に
監視（モニタ）しながら撮影を行なうことができ、プロ
ーブ位置のずれ等を自動的に検知可能となる。また、複
数の撮影位置で得られた画像を精度良く結合することが
でき、広範囲の診断画像を得ることが可能となる。なお
本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実
施可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ノイズ成分が少ない高
画質の超音波診断画像が得られる超音波診断装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる超音波診断装置
の概略構成を示すブロック図。

【図２】第１実施形態に係る超音波プローブ１及び送／
受信回路２の構成を示すブロック図。

【図３】第１実施形態に係る送／受信回路２１の構成を
示すブロック図及び送信超音波パルスＰ１〜Ｐ４と反射
波Ｗ１〜Ｗ４を示す図及び反射波Ｗ１〜Ｗ４の積算を概
念的に示す図。

【図４】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の
超音波プローブ１の固定機構および三次元位置計測機構
の構成を示す外観図。

【符号の説明】

１…超音波プローブ２…送／受信部３…レシーバ４…演算処理部５…メモリー６…表示処理部７…モニター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体の同一部位に対し時間をずらして
複数の超音波パルスを送波し、これら複数の超音波パル
スに応じた複数の反射波を受波する超音波プローブと、前記超音波プローブにより得られた同一部位に関する複
数の反射波に基づいて前記被検体の超音波診断画像を作
成する画像処理手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記超音波プローブは、複数の超音波振
動子が二次元アレイ状に配列されて構成されることを特
徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】画像収集中において前記超音波プローブ
を所要の位置で静止させるための保持アームを具備する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装
置。
【請求項４】前記保持アームに取り付けられ、位置情
報を出力するエンコーダと、前記エンコーダにより出力された位置情報に基づき前記
超音波プローブの三次元位置を検出する検出手段と、を具備することを特徴とする請求項３に記載の超音波診
断装置。