JP4298449B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、配列振動子を用いた超音波の送受信による電子走査を行ない、かつ機械的に配列振動子を移動させて、体内の3次元情報を得るための超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that performs electronic scanning by transmitting and receiving ultrasonic waves using an array transducer, and mechanically moves the array transducer to obtain three-dimensional information in the body.
配列振動子を用いて体内に超音波の送受信を繰り返し行うことで、体内の2次元情報を得、さらにこの配列振動子を機械的に走査して体内の3次元情報を得る超音波診断装置の探触子の原理はすでに公知のものとなっており、たとえば特許文献1に記載された構成が知られている。
An ultrasonic diagnostic apparatus that obtains two-dimensional information inside the body by repeatedly transmitting and receiving ultrasound within the body using an array transducer, and further obtaining three-dimensional information inside the body by mechanically scanning the array transducer. The principle of the probe is already known, and for example, the configuration described in
以下、この従来の超音波診断装置について、図6、図7、図8Aおよび図8Bを参照して説明する。 Hereinafter, this conventional ultrasonic diagnostic apparatus will be described with reference to FIGS. 6, 7, 8A and 8B.
図6は、従来の超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。図6において、制御器610により制御されたタイミングで送受信器4から発生した送信パルスが、配列振動子1のうち、制御器610により指定された振動子を駆動し、図示されない被検体に超音波を送信する。被検体内で反射した超音波信号は配列振動子1で電気信号に変換され、送受信器4を経て検波器5で検波された後、走査変換器606を経て、表示器7に画像として表示される。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. In FIG. 6, a transmission pulse generated from the transmitter / receiver 4 at a timing controlled by the
このとき、配列振動子1のうち送受信で用いる開口の位置もしくは送受信ビームの方向を順次変更することで、2次元走査を行なうことができる。さらに、制御器610の制御により配列振動子1が固定されているモータ(M)8を回転させることで、3次元の走査が可能となる。エンコーダ(E)9は、モータの回転位置情報を制御器10に返し、正確な制御を行なうのに役立つ。
At this time, two-dimensional scanning can be performed by sequentially changing the position of the aperture used for transmission / reception or the direction of the transmission / reception beam in the
ところで、モータ8による機械走査の走査方向は配列振動子1の配列方向と直交している。図7に示すように、配列振動子1をロータ2に固定し、回転軸3を中心に円弧を描くように配列振動子1を機械的に移動させる。
By the way, the scanning direction of the mechanical scanning by the
この従来例においては、図8Aおよび図8Bに示すように、振動子走査方向と機械走査方向の位置関係を同一にして、往復運動を行なうものであった。この方法によれば、往復運動において同一位置を通過するようにすることで、歪みを低減でき、また、同じ位置のデータを往路と復路において取得することで、1往復で2ボリュームのデータを得ることができ、ボリュームレート(単位時間あたりの画像取り込み枚数)を向上させることができる。
従来の超音波診断装置において、被検体の動きが遅い場合、図8Bに示すように、図8Aに比べて機械走査方向の移動速度を遅くすることにより、機械走査方向の走査密度を向上させることができる。原理的にはモータ8の回転を遅くすればよいが、実際問題としてモータ8の回転を遅くした場合、モータ8が起動しなかったり、正確な動作が望めなくなる、という問題がある。
In the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, when the movement of the subject is slow, as shown in FIG. 8B, the scanning density in the mechanical scanning direction is improved by slowing the moving speed in the mechanical scanning direction as compared with FIG. 8A. Can do. In principle, the rotation of the
また、被検体が胎児であるような場合、動きがゆっくりな状態から一転して活発な動きになることがある。このような場合に、機械走査方向の移動速度を変えるという方法では追従できない、という問題点がある。 When the subject is a fetus, the movement may change from a slow state to become an active movement. In such a case, there is a problem that the method cannot be followed by changing the moving speed in the machine scanning direction.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、機械走査方向の移動速度を一定にしたまま、機械走査方向の走査密度を変更することができ、被検体の動きに合わせて最適なボリュームレートが得られる超音波診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to change the scanning density in the mechanical scanning direction while keeping the moving speed in the mechanical scanning direction constant. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can obtain an optimal volume rate.
前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置は、検体に対して配列振動子を用いた超音波の送受信による電子走査を行ない、電子走査と直交した方向に配列振動子を機械的に移動あるいは回転もしくは偏向させる2次元走査において、配列振動子の走査位置の移動速度に対して機械走査位置の移動速度を一定にしたまま、機械走査位置と振動子走査位置の関係をずらすことで、機械走査方向の走査密度を変更する制御手段を含んで構成される。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention performs electronic scanning on a specimen by transmitting and receiving ultrasonic waves using an array transducer and mechanically moves the array transducer in a direction orthogonal to the electronic scan. In the two-dimensional scanning that is moved, rotated, or deflected, the relationship between the mechanical scanning position and the transducer scanning position is shifted while the moving speed of the mechanical scanning position is kept constant with respect to the moving speed of the scanning position of the array transducer. The control means for changing the scanning density in the mechanical scanning direction is configured.
この構成により、機械走査方向への配列振動子の移動速度を一定としたまま、機械走査方向の走査密度を変化させることができる。 With this configuration, it is possible to change the scanning density in the mechanical scanning direction while keeping the moving speed of the arrayed transducers in the mechanical scanning direction constant.
また、本発明に係る超音波診断装置は、機械走査方向の走査密度を設定するための操作部を備え、制御手段は、操作部での設定に応じて、機械走査方向の走査密度を変更する構成をとる。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention further includes an operation unit for setting the scanning density in the mechanical scanning direction, and the control unit changes the scanning density in the mechanical scanning direction according to the setting in the operating unit. Take the configuration.
この構成により、操作者が走査密度とボリュームレートの最適化を図ることができる。 With this configuration, the operator can optimize the scanning density and the volume rate.
さらに、本発明に係る超音波診断装置は、被検体の動き速度を検出する動き検出手段を備え、制御手段は、動き検出手段により検出された動き速度に応じて、機械走査方向の走査密度を変更する構成をとる。 Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a motion detection unit that detects the motion speed of the subject, and the control unit calculates the scanning density in the mechanical scanning direction according to the motion speed detected by the motion detection unit. Take the configuration to change.
この構成により、被検体の移動速度に合わせて、走査密度を自動的に調整することができる。 With this configuration, the scanning density can be automatically adjusted according to the moving speed of the subject.
この場合、本発明に係る超音波診断装置は、動き検出手段に対して前記被検体の動き速度を検出する被検部位の範囲を指定する動き検出範囲設定手段を含んで構成される。 In this case, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention includes a motion detection range setting unit that designates a range of a region to be detected for detecting the motion speed of the subject with respect to the motion detection unit.
この構成により、ボリュームレートを被検体の部分的な動きに合わせるのか、または全体的な動きに合わせるのかを容易に決定することができる。 With this configuration, it is possible to easily determine whether the volume rate is adjusted to the partial movement of the subject or the entire movement.
本発明によれば、機械走査方向の移動速度を一定にしたまま、機械走査方向の走査密度を変更することができ、被検体の動きに合わせて最適なボリュームレートが得られる超音波診断装置を提供することが可能になる、という格別な効果を奏する。 According to the present invention, there is provided an ultrasonic diagnostic apparatus capable of changing the scanning density in the mechanical scanning direction while keeping the moving speed in the mechanical scanning direction constant and obtaining an optimal volume rate in accordance with the movement of the subject. It has a special effect that it can be provided.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、超音波診断装置は、従来例の説明で参照した図6と比較して概略構成は同じであるが、制御器10(制御手段)による送受信器4の制御、および走査変換器6内部でのデータの扱いが異なっている。 In FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus has the same schematic configuration as that of FIG. 6 referred to in the description of the conventional example, but the control of the transmitter / receiver 4 by the controller 10 (control means) and the scan converter 6 are the same. The internal data handling is different.
以下、本実施の形態の超音波診断装置の動作について、図2A、図2Bおよび図2Cを参照して説明する。図2Aは、従来例と同じで、往復ともに同じ位置を走査するものである。これに対し、図2Bでは、機械走査の往路と復路が異なり、機械走査方向に見て、往路のピッチの1/2の位置に復路が入るようになっている。図1の走査変換器6は、このように往路と復路が異なる位置にあることを認識し、機械走査方向に対し2倍の走査密度の画像を生成する。 Hereinafter, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2A, 2B, and 2C. FIG. 2A is the same as the conventional example, and scans the same position in both reciprocations. On the other hand, in FIG. 2B, the forward path and the backward path of the mechanical scanning are different, and the backward path enters the position of ½ of the forward path pitch when viewed in the mechanical scanning direction. The scan converter 6 in FIG. 1 recognizes that the forward path and the backward path are in different positions in this way, and generates an image having a scanning density that is twice that in the mechanical scanning direction.
図2Cでは、さらに1度目の往路のピッチを4等分するように、1度目の往路、2度目の往路、1度目の復路、2度目の復路で1つのボリュームが生成される。 In FIG. 2C, one volume is generated in the first outbound path, the second outbound path, the first inbound path, and the second inbound path so that the pitch of the first outbound path is further divided into four equal parts.
以上のように、本実施の形態によれば、機械走査方向への配列振動子の移動速度を一定としたまま、機械走査方向の走査密度を変化させることができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to change the scanning density in the mechanical scanning direction while keeping the moving speed of the arrayed transducers in the mechanical scanning direction constant.
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図3において、第1の実施の形態の説明で参照した図1と同じ構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, parts having the same configurations and functions as those in FIG. 1 referred to in the description of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、操作部11−1の構成、すなわち操作部11−1内に走査密度調整スイッチ12が設けられている点にある。
The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the operation unit 11-1, that is, the scanning
本実施の形態では、操作者が操作部11の走査密度調整スイッチ11により、機械走査方向における走査密度を設定し、制御器10が走査密度調整スイッチ11による設定に応じて、機械走査方向における走査密度を変更する。
In the present embodiment, the operator sets the scanning density in the mechanical scanning direction with the scanning
以上のように、本実施の形態によれば、操作者が走査密度とボリュームレートの最適化を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the operator can optimize the scanning density and the volume rate.
(第3の実施の形態)
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図4において、第1の実施の形態の説明で参照した図1と同じ構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 4, parts having the same configurations and functions as those in FIG. 1 referred to in the description of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、動き検出部13(動き検出手段)を設け、動き検出部13が、送受信器4から出力される受信信号に基づいて被検体の動き速度を検出し、制御部10が、検出された動き速度に応じて、機械走査方向における走査密度を変更する点にある。
The present embodiment differs from the first embodiment in that a motion detector 13 (motion detector) is provided, and the
この動き検出の方法としては、近年行なわれている組織ドプラ法などを用いたり、また、走査変換部6において時間を経た同じ断面の断層像を比較する方法を用いることも可能である。動き検出部13において算出された移動速度は、制御器10に入力され、制御器10は、移動速度が大きい場合は走査密度を上げるように、移動速度が小さい場合は走査密度を下げるように、走査線密度の制御を行う。
As this motion detection method, it is possible to use a tissue Doppler method or the like performed in recent years, or a method of comparing tomographic images of the same cross section after time in the scan conversion unit 6. The movement speed calculated in the
以上のように、本実施の形態によれば、被検体の移動速度に合わせて、走査密度を自動的に調整することができる。 As described above, according to the present embodiment, the scanning density can be automatically adjusted according to the moving speed of the subject.
(第4の実施の形態)
図5は、本発明の第4の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図5において、第1の実施の形態の説明で参照した図1と同じ構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts having the same configurations and functions as those in FIG. 1 referred to in the description of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施の形態が第3の実施の形態と異なるのは、操作部11−2の構成、すなわち操作部11−2内に動き検出範囲設定スイッチ14(動き検出範囲設定手段)が設けられている点にある。 This embodiment is different from the third embodiment in that the configuration of the operation unit 11-2, that is, the motion detection range setting switch 14 (motion detection range setting means) is provided in the operation unit 11-2. In the point.
被検体の動きと言っても、例えば胎児の場合においても、心臓のみが拍動しているような部分的な動きもあり、また、胎児が四肢を動かしているような全体的な動きもある。本実施の形態では、操作部11−2の動き検出範囲設定スイッチ14により、動きが部分的でも機械方向の走査密度を変えるのかを操作者が決定する。動き検出範囲設定スイッチ14により設定された動き検出範囲は、制御器10を介して、動き検出範囲設定データとして動き検出部13に入力される。
For example, even in the case of a fetus, there is a partial movement in which only the heart is beating, and there is also an overall movement in which the fetus is moving the extremity. . In the present embodiment, the operator determines whether to change the scanning density in the machine direction even if the movement is partial, by the motion detection
操作者が動き検出範囲を設定することで、より最適な走査密度を設定することが可能である。 The operator can set a more optimal scanning density by setting the motion detection range.
以上のように、本実施の形態によれば、ボリュームレートを被検体の部分的な動きに合わせるのか、または全体的な動きに合わせるのかを容易に決定することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to easily determine whether the volume rate is adjusted to the partial movement of the subject or the entire movement.
本発明に係る超音波診断装置は、機械走査方向の移動速度を一定にしたまま、機械走査方向の走査密度を変更することができ、被検体の動きに合わせて最適なボリュームレートが得られるという利点を有し、動きが間欠的な胎児の描写などに関して有用であり、産科での超音波診断等の用途に適用できる。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention can change the scanning density in the mechanical scanning direction while keeping the moving speed in the mechanical scanning direction constant, and an optimal volume rate can be obtained according to the movement of the subject. It has advantages and is useful for depiction of fetuses with intermittent movement, and can be applied to uses such as ultrasound diagnosis in obstetrics.
1 配列振動子
2 ロータ
3 回転軸
4 送受信器
5 検波器
6、606 走査変換器
7 表示器
8 モータ
9 エンコーダ
10、610 制御器(制御手段)
11 操作部
12 走査密度調整スイッチ
13 動き検出部(動き検出手段)
14 動き検出範囲設定スイッチ(動き検出範囲設定手段)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
14 motion detection range setting switch (motion detection range setting means)
Claims (4)
前記制御手段は、前記操作部での設定に応じて、前記機械走査方向の走査密度を変更する請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus includes an operation unit for setting a scanning density in the mechanical scanning direction,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a scanning density in the mechanical scanning direction according to a setting in the operation unit.
前記制御手段は、前記動き検出手段により検出された動き速度に応じて、前記機械走査方向の走査密度を変更する請求項1記載の超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus includes a motion detection means for detecting a motion speed of the subject,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes a scanning density in the mechanical scanning direction according to a motion speed detected by the motion detection unit.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, further comprising a motion detection range setting unit that designates a range of a region to be detected for detecting a motion speed of the subject with respect to the motion detection unit.
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