JP2001340340A - Ultrasonic diagnosing device - Google Patents

Ultrasonic diagnosing device

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JP2001340340A
JP2001340340A JP2000165539A JP2000165539A JP2001340340A JP 2001340340 A JP2001340340 A JP 2001340340A JP 2000165539 A JP2000165539 A JP 2000165539A JP 2000165539 A JP2000165539 A JP 2000165539A JP 2001340340 A JP2001340340 A JP 2001340340A
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JP
Japan
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frame
ultrasonic
dimensional
dimensional image
echo signals
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Japanese (ja)
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Naohisa Kamiyama
直久 神山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously image a perfusion and a blood vessel blood-stream. SOLUTION: A three-dimensional scanning by an ultrasonic beam is performed to a subject to whom an ultrasonic contrast medium of which the major component is minute air bubbles is applied. Thus, a three-dimensional image for the applicable scanning region is obtained, and the image is displayed on this ultrasonic diagnosing device. In such an ultrasonic diagnosing device, an ultrasonic beam at least for two frames, A and B, which continues while placing a specified stop period of time TB-A by a specified frame rate TA-B which is shorter than the stop period of time, is repeatedly cast, and thus, echo signals are collected from the subject. Then, respectively independent three-dimensional images are formed from the aggregate of the echo signals for the first frame and the aggregate of the echo signals for the second frame. Thus, a three- dimensional image mainly containing information for a perfusion, and a three- dimensional image mainly containing information for a blood vessel bloodstream can be approximately simultaneously obtained respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元画像を得る
超音波診断装置に係り、特に、微小気泡を主成分とする
超音波造影剤を被検体に投与することにより、血管部の
血流の状況や臓器実質などの血流の状況を観察するのに
好適な超音波診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining a three-dimensional image, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus which administers an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component to a subject to obtain a blood flow in a blood vessel. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus suitable for observing the state of blood flow and the state of blood flow in organs.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波の医学的な応用は広範囲にわた
り、被検体の断層像や血流速などが観察できる超音波診
断装置は、その代表例の一つである。超音波トランスジ
ューサから超音波ビームを被検体内へ放射すると、この
超音波ビームは生体内を伝播していき、伝播途中におけ
る血管壁や臓器などの生体組織の境界すなわち、音響イ
ンピーダンスの不連続面で次々と反射が起こり、エコー
信号として超音波トランスジューサへ返ってくる。この
エコー信号の振幅は当該不連続面での音響インピーダン
スの差に依存している。また、超音波ビームが血球や心
臓壁などの移動体の表面で反射したとき、そのエコー信
号は、ドプラ効果によって当該移動体のビーム方向の速
度成分に依存して周波数偏移を受けることになる。超音
波診断装置は、このようなエコー信号を処理することに
よって、生体の軟部組織の断層像を得たり、血流速など
が観察できる非侵襲性の医用診断装置である。そして、
X線診断装置、X線CT装置、MRI装置および核医学
装置など他の医用モダリティに比べて、リアルタイム表
示が可能、装置が小型で比較的安価、放射線被曝がなく
安全性が高い、血流イメージングが可能であるなどの特
徴を有している。このため、循環器(心臓)、腹部(肝
臓、腎臓など)、乳腺、甲状腺、泌尿器および産婦人科
など広範な領域で超音波診断が行われている。また、操
作が簡単で装置をベットサイドへ移動させて検査を容易
に実施できるなどの利点も備えている。
2. Description of the Related Art Ultrasound has a wide range of medical applications, and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of observing a tomographic image, a blood flow velocity, and the like of a subject is one of typical examples. When an ultrasonic beam is radiated from the ultrasonic transducer into the subject, the ultrasonic beam propagates in the living body, and at the boundary of a biological tissue such as a blood vessel wall or an organ during propagation, that is, at a discontinuous surface of acoustic impedance. Reflection occurs one after another, and returns to the ultrasonic transducer as an echo signal. The amplitude of the echo signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface. Further, when the ultrasonic beam is reflected on the surface of a moving object such as a blood cell or a heart wall, the echo signal undergoes a frequency shift depending on the velocity component in the beam direction of the moving object due to the Doppler effect. . An ultrasonic diagnostic apparatus is a non-invasive medical diagnostic apparatus capable of obtaining a tomographic image of a soft tissue of a living body and observing a blood flow velocity or the like by processing such an echo signal. And
Compared to other medical modalities such as X-ray diagnostic equipment, X-ray CT equipment, MRI equipment and nuclear medicine equipment, real-time display is possible, the equipment is small and relatively inexpensive, there is no radiation exposure and high safety, blood flow imaging Is possible. For this reason, ultrasound diagnosis is performed in a wide range of areas such as the circulatory organ (heart), abdomen (liver, kidney, etc.), mammary gland, thyroid gland, urology and obstetrics and gynecology. It also has the advantage that the operation is simple and the apparatus can be moved to the bed side to easily perform the inspection.

【0003】このような超音波診断の分野において、近
年、心臓や腹部臓器などの検査を行う際に、被検体の静
脈から超音波造影剤(以下、単に造影剤と称する。)を
注入して、血流の状況を評価するコントラストエコー法
が注目されている。造影剤を静脈から注入する手法は、
カテーテルを用いて動脈から造影剤を注入する手法に比
べて侵襲性が低いので、この評価法による診断が普及し
つつある。ここで、造影剤の物理的な特性について簡単
に説明する。超音波造影剤は、微小気泡(マイクロバブ
ル)を主成分とするものが使用される。微小気泡は音響
インピーダンスが非常に小さく、被検体内臓器や組織あ
るいは血液成分との音響インピーダンスの差が極めて大
きいため、微小気泡からのエコー信号の強度が組織境界
からのそれに比べて顕著に強く、造影剤として好適であ
る。そして、造影剤の注入量や濃度が高いほど造影効果
は大きくなる。この微小気泡を主成分とする造影剤とし
ては、例えばガラクトースを主成分とするレボビスト
(Levovist(R);シェーリング社)が知られている
が、エコー信号の強度を増強させる性質を備えていれ
ば、他の微小気泡や材料を主成分とするものであっても
よい。
[0003] In the field of such ultrasonic diagnosis, in recent years, when a heart or abdominal organ is examined, an ultrasonic contrast agent (hereinafter, simply referred to as a contrast agent) is injected from a vein of a subject. Attention has been focused on a contrast echo method for evaluating the state of blood flow. The technique of injecting a contrast agent from a vein
Since the method is less invasive than the technique of injecting a contrast medium from an artery using a catheter, diagnosis using this evaluation method is becoming widespread. Here, the physical characteristics of the contrast agent will be briefly described. As the ultrasonic contrast agent, one containing microbubbles as a main component is used. Microbubbles have a very small acoustic impedance, and the difference in acoustic impedance with the organs, tissues, or blood components in the subject is extremely large, so the intensity of the echo signal from the microbubbles is significantly stronger than that from the tissue boundary, It is suitable as a contrast agent. The higher the injection amount or concentration of the contrast agent, the greater the contrast effect. The contrast agent as a main component the microbubbles, for example Levovist mainly composed of galactose (Levovist (R); Schering) is known, if a property to enhance the intensity of the echo signal Alternatively, the main component may be other microbubbles or materials.

【0004】ところで、微小気泡は、通常の診断に用い
られる程度の超音波照射パワー(音圧)での超音波照射
によって、短時間のうちに崩壊して消失するという性質
をもっている。すなわち、水中(血液中)の気泡は音圧
に対してバネのような1次振動の物理挙動を示すことが
知られており、このとき気泡は、その大きさ(気泡の
径)に依存した固有の共振周波数で振動する。そして気
泡は、共振周波数のもとで最大振幅で振動し消失が促進
される。なお、造影剤中の微小気泡は、数ミクロン程度
の範囲で様々な大きさを有し、共振周波数は個々の微小
気泡毎に相違するので、超音波照射によって消失する微
小気泡はその極一部であると思われるが、実際には、送
信波は或る程度の幅で周波数帯域が広がっているため
に、送信波の周波数帯域に含まれる共振周波数を有する
大部分の微小気泡が瞬時に消失してしまうものと考えら
れている。臨床における被検体部位を考えた場合、関心
領域(ROI)には血流によって造影剤が次々に供給さ
れるわけであるから、1度の超音波照射によってその部
位でほとんどの微小気泡が消失したとしても、次の超音
波照射の時点で新しい微小気泡が同一関心領域に存在し
ていれば、造影効果は維持されると想定される。しかし
実際には、超音波送受信は通常1秒間に数千回行われる
こと、および、血流速度が遅い臓器実質または比較的細
い血管の血流の存在を考慮すると、これらの診断画像上
では造影剤による輝度増強を確認する前に微小気泡は次
々に消失してしまい、造影効果が瞬時に減弱することと
なる。
[0004] By the way, the microbubbles have a property that they are collapsed and disappear in a short time by ultrasonic irradiation at an ultrasonic irradiation power (sound pressure) of a level used for ordinary diagnosis. That is, it is known that bubbles in water (in blood) exhibit physical behavior of a primary vibration like a spring with respect to sound pressure. At this time, the bubbles depend on the size (diameter of the bubbles). Vibrates at a unique resonance frequency. Then, the bubble oscillates at the maximum amplitude under the resonance frequency and its disappearance is promoted. The microbubbles in the contrast agent have various sizes in the range of about several microns, and the resonance frequency differs for each individual microbubble. However, in practice, most of the microbubbles having a resonance frequency included in the frequency band of the transmission wave disappear instantaneously because the transmission wave has a wide frequency band with a certain width. It is thought to be done. Considering a clinical site, since the contrast agent is supplied to the region of interest (ROI) one after another by the blood flow, most of the microbubbles disappear at that site by one ultrasonic irradiation. However, if new microbubbles exist in the same region of interest at the time of the next ultrasonic irradiation, it is assumed that the contrast effect is maintained. However, in practice, ultrasound transmission / reception is performed several thousand times per second, and in consideration of the presence of blood flow in organ parenchyma or relatively small blood vessels having a low blood flow velocity, contrast is not sufficient on these diagnostic images. The microbubbles disappear one after another before confirming the brightness enhancement by the agent, and the contrast effect is instantaneously reduced.

【0005】このような超音波照射によって微小気泡が
消失してしまう現象については、本発明者らは1つの研
究発表を「67−95 フラッシュエコー映像法の検討
(1),神山直久 他、第7回日本超音波医学研究発表
会、1996年6月」にて行い、フラッシュエコーイメージ
ングと呼ぶイメージング法によって、輝度増強が改善さ
れることを報告し、その詳細は特開平8−280674
号公報に開示されている。この映像法は原理的には、従
来型の1秒間に数十フレームという速さで連続して行っ
ていた超音波走査に代えて、数秒間に1フレームという
間歇的な走査とすることにより、間歇期間(すなわち、
超音波照射の停止時間)の間、走査領域(すなわち、関
心領域)に割らずに充満させておいた微小気泡を、次の
超音波走査によって一気に消滅させて、高いエコー信号
を得ようとする手法である。このような新しい映像法の
開発が進むのに伴なって、超音波診断の分野でも、X線
CTやMRIの分野と同様に、三次元画像に関する期待
とニーズが高まっている。三次元画像は、二次元の断層
像に加えて、その奥行き方向の情報を含めて立体的に、
組織の形状や血管の走行の様子などをより明確に観察す
ることができることが注目される所以である。
[0005] Regarding the phenomenon in which microbubbles disappear due to such ultrasonic irradiation, the present inventors have described one research presentation in "Study of 67-95 Flash Echo Imaging (1), Naohisa Kamiyama et al. 7th Annual Meeting of the Japanese Society for Ultrasound Medicine, June 1996, and reported that the imaging method called flash echo imaging can improve the brightness enhancement.
No. 6,086,045. In principle, this imaging method uses an intermittent scan of one frame every few seconds instead of the conventional ultrasonic scan that is continuously performed at a speed of several tens of frames per second. Intermittent periods (that is,
During the ultrasonic irradiation stop time), the microbubbles filled without dividing into the scanning region (that is, the region of interest) are eliminated at a stretch by the next ultrasonic scanning to obtain a high echo signal. Method. With the development of such new imaging methods, expectations and needs for three-dimensional images are increasing in the field of ultrasonic diagnosis as well as in the field of X-ray CT and MRI. The three-dimensional image is three-dimensional, including information on the depth direction in addition to the two-dimensional tomographic image.
This is the reason why it is possible to more clearly observe the shape of the tissue, the running state of the blood vessels, and the like.

【0006】三次元画像を形成するには、被検体に対し
て三次元的な超音波走査を行って三次元的な画像データ
を取得する必要があるが、その手法には各種の試みがさ
れている。その1つとして、超音波トランスジューサを
二次元的に多数配列した二次元アレイ超音波プローブを
用いて、三次元分布のエコー信号を同時に取り込むよう
にした手法が提案されている。また、別の手法として、
従来型である超音波トランスジューサを一次元に多数配
列した超音波プローブを用いて、比較的簡便に三次元分
布のエコー信号を取り込む手法も知られている。この一
次元配列の超音波プローブを用いる手法は、具体的に
は、位置センサを取付けた一次元配列の超音波プローブ
を、少しずつ空間的に移動させながら二次元断面を走査
し、その断面のエコー信号とともに走査の位置情報を位
置センサから同時に取り込み、記録していく手法であ
る。そして、所望の三次元空間を走査してデータを収集
した後に、位置情報を参照しながら記録したデータを再
構築して三次元画像を形成し、表示器に表示する。なお
この一次元配列の超音波プローブを用いる手法は、位置
センサを用いずに実施される場合もある。この場合、超
音波プローブを予め決められた速度と角度で被検体上を
動かしながらエコー信号を取り込んでいき、各二次元断
面のデータを空間的に配置することにより、三次元ボリ
ウム像とするものである。よって、奥行き方向に関して
は厳密には正確なデータが得られないものの、それでも
被検体の三次元的な構造を把握するには十分な画像を提
供することができる。これらの三次元画像の構築と表示
は、特に近年の高速データ処理装置の進歩に伴なって、
非常に短時間に行えるようになってきた。
In order to form a three-dimensional image, it is necessary to perform three-dimensional ultrasonic scanning on the subject to acquire three-dimensional image data. ing. As one of them, a method has been proposed in which a two-dimensional array ultrasonic probe in which a large number of ultrasonic transducers are two-dimensionally arranged is used to simultaneously capture three-dimensional distribution echo signals. Also, as another method,
There is also known a method of relatively simply capturing an echo signal of a three-dimensional distribution using an ultrasonic probe in which a large number of conventional ultrasonic transducers are arranged one-dimensionally. Specifically, the method using the one-dimensional array ultrasonic probe scans a two-dimensional cross section while gradually moving the one-dimensional array ultrasonic probe to which the position sensor is attached, and scans the two-dimensional cross section. This is a method of simultaneously capturing and recording scanning position information from a position sensor together with an echo signal. Then, after scanning a desired three-dimensional space and collecting data, the recorded data is reconstructed with reference to the position information to form a three-dimensional image and displayed on a display. The method using the one-dimensional array of ultrasonic probes may be performed without using a position sensor. In this case, the echo signal is captured while moving the ultrasonic probe at a predetermined speed and angle on the subject, and the data of each two-dimensional cross section is spatially arranged to form a three-dimensional volume image. It is. Therefore, although accurate data cannot be obtained strictly in the depth direction, it is still possible to provide a sufficient image for grasping the three-dimensional structure of the subject. The construction and display of these three-dimensional images, especially with the recent advances in high-speed data processing equipment,
It can be done in a very short time.

【0007】ところで、既に述べたように、造影剤とし
ての微小気泡は、超音波を照射することによって容易に
壊れてしまうことから、例えば、比較的大きな送信音圧
で、ある1断面を連続的に観察した場合、比較的流入速
度の速い血管の血流は、造影剤の効果によってよく映像
化されるものの、毛細血管のような比較的流入速度の遅
い組織の微小血流(以下、パフュージョンという。)
は、微小気泡が消失してしまうため映像化されないこと
となる。しかしながら、三次元イメージングを行う際
は、結果的に以下の理由でパフュージョンを良好に映像
化することができる。すなわち、三次元分布のエコー信
号を取り込むために、超音波プローブを断層面に対して
垂直な方向へ移動させることは、超音波の走査断面を、
微小気泡がまだ消失していない新しい領域内に、次々と
移動して行くことになるからである。なおこの方法は、
1回の造影剤の投与に対して1回のみ可能であるか、あ
るいは再び造影剤が組織の微小血管に充満するまで待つ
必要がある。このようなパフュージョンのエコー信号を
基に再構築された三次元画像は、例えば、腫瘍の存在診
断や鑑別診断に供せられて、大きな効果を発揮すること
が期待される。すなわち、肝臓内のパフュージョン空間
内に輝度の低い球形の空間が存在しているような場合
は、その部位は、乏血性の転移性肝臓癌であることが予
想されるという具合である。さらに、超音波診断装置の
計測機能を用いて、その部位の形状、体積などを同時に
計測すれば、より的確な診断情報を提供することが可能
となる。
As described above, microbubbles as a contrast agent are easily broken by irradiating an ultrasonic wave. In the observation, blood flow in a blood vessel having a relatively high inflow velocity is well visualized by the effect of a contrast agent, but micro blood flow (hereinafter, referred to as perfusion) in a tissue having a relatively low inflow velocity such as a capillary blood vessel. .)
Is not imaged because microbubbles disappear. However, when performing three-dimensional imaging, as a result, perfusion can be well imaged for the following reasons. In other words, moving the ultrasonic probe in a direction perpendicular to the tomographic plane in order to capture a three-dimensional distribution of echo signals requires a scanning section of the ultrasonic wave,
This is because the microbubbles move one after another into a new area where the microbubbles have not yet disappeared. Note that this method
It is only possible once per administration of the contrast agent or it is necessary to wait again until the contrast agent fills the microvessels of the tissue. The three-dimensional image reconstructed on the basis of such perfusion echo signals is expected to be used for, for example, a diagnosis of the presence or a differential diagnosis of a tumor and exert a great effect. That is, when a spherical space with low brightness exists in the perfusion space in the liver, the site is expected to be an ischemic metastatic liver cancer. Further, by simultaneously measuring the shape, volume, and the like of the site using the measurement function of the ultrasonic diagnostic apparatus, more accurate diagnostic information can be provided.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような被検体の静脈から造影剤を注入して、血流の状況
を映像化するコントラストエコー法に基づき三次元画像
を形成する手法に対して、種々の改善すべき課題があ
る。その1つは、造影剤としての微小気泡の消失現象の
影響により、超音波プローブの移動速度にむら(すなわ
ち、超音波プローブを比較的素早く動かしたり、ゆっく
り動かしたりする場合の不均一性)があると、映像化し
たパフュージョンの輝度が異なってしまうことである。
2つ目は、パフュージョンを映像化した場合、毛細血管
に比べて血流速度の速い血管血流(以下、単に血管血流
という。)のエコー信号は、組織血流にマスクされてし
まい、逆に見え難くなることが起こるということであ
る。この問題については、観察したい対象部位(血管)
の血流の流入速度に応じて、超音波ビームを照射する間
歇間隔(停止時間の間隔)を調整したり、超音波照射パ
ワー(音圧)を調整したり、あるいは超音波プローブを
動かす速度を調整するなどの対策を講じることによっ
て、血管血流または組織血流のいずれか一方を映像化す
るようにしていたが、パフュージョンと血管系とを同時
に映像化したいという強い要望には応えることができな
かった。本発明は、このような課題を解決し、パフュー
ジョンと血管血流情報とを同時に取得した、三次元画像
を形成することのできる超音波診断装置を提供すること
を目的としてなされたものである。
However, a method of forming a three-dimensional image based on a contrast echo method for visualizing the state of blood flow by injecting a contrast agent from a vein of a subject as described above is described. There are various problems to be improved. One is that due to the effect of the disappearance of microbubbles as a contrast agent, the moving speed of the ultrasonic probe is uneven (ie, non-uniformity when moving the ultrasonic probe relatively quickly or slowly). In some cases, the brightness of the imaged perfusion is different.
Second, when imaging perfusion, echo signals of vascular blood flow (hereinafter simply referred to as vascular blood flow) having a higher blood flow velocity than that of capillaries are masked by tissue blood flow, Conversely, it becomes difficult to see. Regarding this problem, the target site (blood vessel) to be observed
Depending on the inflow velocity of the blood flow, the intermittent interval (interval of the stop time) of irradiating the ultrasonic beam, the ultrasonic irradiation power (sound pressure), or the speed at which the ultrasonic probe is moved can be adjusted. By taking countermeasures such as adjustment, it was intended to visualize either vascular blood flow or tissue blood flow, but it could respond to the strong desire to simultaneously image perfusion and vascular system. could not. The present invention has been made to solve the above-described problems, and has been made with the object of providing an ultrasonic diagnostic apparatus capable of forming a three-dimensional image by simultaneously acquiring perfusion and vascular blood flow information. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、微小気泡を主成分とする
超音波造影剤を投与した被検体に対して、超音波ビーム
で三次元走査することにより、当該走査領域の三次元画
像を得てその画像を表示する超音波診断装置において、
所定の停止時間をおいてこの停止時間よりも短い所定の
フレームレートにより、連続する少なくとも2フレーム
分の超音波ビームを繰り返し照射して前記被検体からの
エコー信号を収集する送受信手段と、前記連続するフレ
ームの内の第1のフレームのエコー信号の集合と第2の
フレームのエコー信号の集合とから、各々独立した三次
元画像を形成する三次元画像処理手段とを具備すること
を特徴とするものである。これにより、主にパフュージ
ョンの情報を含む三次元画像と、主に血管血流の情報を
含む三次元画像とを、それぞれほぼ同時に取得すること
ができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to an ultrasonic beam applied to a subject to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered. By performing three-dimensional scanning, in an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a three-dimensional image of the scanning area and displays the image,
Transmitting and receiving means for repeatedly irradiating an ultrasonic beam for at least two continuous frames to collect echo signals from the subject at a predetermined frame rate shorter than the predetermined stop time after the predetermined stop time; Three-dimensional image processing means for forming independent three-dimensional images from a set of echo signals of a first frame and a set of echo signals of a second frame among frames to be processed. Things. Accordingly, a three-dimensional image mainly including perfusion information and a three-dimensional image mainly including vascular blood flow information can be obtained almost simultaneously.

【0010】また、請求項2に記載の発明は、微小気泡
を主成分とする超音波造影剤を投与した被検体に対し
て、超音波ビームで三次元走査することにより、当該走
査領域の三次元画像を得てその画像を表示する超音波診
断装置において、同一走査線に対して超音波ビームの照
射を少なくとも2回繰り返しながら走査線を順次切換え
て1フレーム分のエコー信号を収集するとともに、所定
の停止時間をおいてこの停止時間よりも短い所定のフレ
ームレートにより、連続する少なくとも2フレーム分の
超音波ビームを繰り返し照射して前記被検体からのエコ
ー信号を収集する送受信手段と、この送受信手段により
収集される前記同一走査線に関する2つのエコー信号同
士を差分演算して差分信号を得る差分演算手段と、前記
連続するフレームの内の第1のフレームの前記差分演算
手段により得られた差分信号の集合と第2のフレームの
前記差分演算手段により得られた差分信号の集合とか
ら、各々独立した三次元画像を形成する三次元画像処理
手段とを具備することを特徴とするものである。この場
合、三次元画像処理手段には、第1のフレームの差分演
算をする前のいずれか一方のエコー信号の集合から独立
した三次元画像を形成する処理手段を含み、三次元画像
処理手段によって形成された各々独立した三次元画像
を、互いに空間的な位置を合わせて重畳して表示するよ
うにしてもよい。これにより、生体組織からのエコー成
分を除き、造影剤によるエコーデータを反映した画像を
得るという、いわゆるレート・サブトラクション・イメ
ージング法の特徴を活かしながら、主にパフュージョン
の情報を含む三次元画像と、主に血管血流の情報を含む
三次元画像とを、それぞれほぼ同時に取得することがで
きる。
According to a second aspect of the present invention, an object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered is three-dimensionally scanned with an ultrasonic beam, thereby obtaining a tertiary scan of the scan area. In an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains an original image and displays the image, while repeatedly irradiating the same scanning line with the ultrasonic beam at least twice, sequentially switching the scanning lines and collecting echo signals for one frame, Transmitting / receiving means for collecting an echo signal from the subject by repeatedly irradiating at least two consecutive ultrasonic beams at a predetermined frame rate shorter than the predetermined stop time after a predetermined stop time; Means for calculating a difference between two echo signals related to the same scanning line collected by the means to obtain a difference signal; A three-dimensional image forming an independent three-dimensional image from a set of difference signals obtained by the difference calculation means of the first frame and a set of difference signals obtained by the difference calculation means of the second frame Image processing means. In this case, the three-dimensional image processing unit includes a processing unit that forms a three-dimensional image independent of a set of one of the echo signals before performing the difference calculation of the first frame. The formed independent three-dimensional images may be superimposed and displayed with their spatial positions aligned. This removes the echo component from the biological tissue and obtains an image reflecting echo data from the contrast agent.Thus, while utilizing the characteristics of the so-called rate subtraction imaging method, a three-dimensional image mainly containing perfusion information is obtained. And a three-dimensional image mainly containing blood vessel blood flow information can be obtained almost simultaneously.

【0011】また、請求項3に記載の発明は、微小気泡
を主成分とする超音波造影剤を投与した被検体に対し
て、超音波プローブを介して超音波ビームで三次元走査
することにより、当該走査領域の三次元画像を得てその
画像を表示する超音波診断装置において、前記超音波プ
ローブの空間的位置情報を検出する位置情報検出手段
と、 この位置情報検出手段によって検出された前記超
音波プローブの移動距離が、所定のしきい値を越えたと
きに、所定のフレームレートにより、連続する少なくと
も2フレーム分の超音波ビームを繰り返し照射して前記
被検体からのエコー信号を収集する送受信手段と、前記
連続するフレームの内の第1のフレームのエコー信号の
集合と第2のフレームのエコー信号の集合とから、各々
独立した三次元画像を形成する三次元画像処理手段とを
具備することを特徴とするものである。これにより、必
要十分な間隔でエコーデータを収集して、主にパフュー
ジョンの情報を含む三次元画像と、主に血管血流の情報
を含む三次元画像とを、それぞれほぼ同時に取得するこ
とができる。また、超音波プローブの移動速度に拘わら
ず、全ての断層像で造影剤によるエコー輝度を均質に取
得できる。
According to a third aspect of the present invention, an object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered is three-dimensionally scanned with an ultrasonic beam through an ultrasonic probe. An ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a three-dimensional image of the scanning area and displays the image, a position information detecting unit that detects spatial position information of the ultrasonic probe, and the position detected by the position information detecting unit. When the moving distance of the ultrasonic probe exceeds a predetermined threshold value, an ultrasonic signal for at least two consecutive frames is repeatedly irradiated at a predetermined frame rate to collect echo signals from the subject. From the transmitting / receiving means, and a set of echo signals of the first frame and a set of echo signals of the second frame in the continuous frames, form independent three-dimensional images. And a three-dimensional image processing means. This makes it possible to collect echo data at necessary and sufficient intervals and acquire a three-dimensional image mainly containing perfusion information and a three-dimensional image mainly containing vascular blood flow information almost simultaneously. it can. Also, regardless of the moving speed of the ultrasonic probe, it is possible to uniformly obtain the echo luminance by the contrast agent in all tomographic images.

【0012】さらに、請求項4に記載の発明は、微小気
泡を主成分とする超音波造影剤を投与した被検体に対し
て、二次元配列した超音波トランスジューサを有する超
音波プローブを介して超音波ビームで走査することによ
り、当該走査領域の三次元画像を得てその画像を表示す
る超音波診断装置において、所定のフレームレートによ
り、仰角の異なる少なくとも2フレーム分の超音波ビー
ムを繰り返し照射して前記被検体からのエコー信号を収
集する送受信手段と、前記仰角の異なる第1のフレーム
のエコー信号の集合と第2のフレームのエコー信号の集
合とから、各々独立した三次元画像を形成する三次元画
像処理手段とを具備することを特徴とするものである。
これにより、間歇時間(停止時間)を設けることなく所
定のフレームレートで連続して、主にパフュージョンの
情報を含む三次元画像と、主に血管血流の情報を含む三
次元画像とを取得することができる。
Further, according to the present invention, an ultrasonic probe having a two-dimensionally arranged ultrasonic transducer is applied to a subject to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered. In an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a three-dimensional image of the scanning area by scanning with an acoustic beam and displays the image, the ultrasonic diagnostic apparatus repeatedly irradiates an ultrasonic beam for at least two frames having different elevation angles at a predetermined frame rate. Transmitting / receiving means for collecting echo signals from the subject, and a set of echo signals of the first frame and a set of echo signals of the second frame having different elevation angles, thereby forming independent three-dimensional images. And a three-dimensional image processing means.
As a result, a three-dimensional image mainly including perfusion information and a three-dimensional image mainly including vascular blood flow information are continuously obtained at a predetermined frame rate without providing an intermittent time (stop time). can do.

【0013】なお、上記各請求項記載の発明において、
2フレーム分のエコー信号の収集は心電図の所望時相に
同期させて行ってもよい。また、第1のフレームと第2
のフレームとの信号を、例えばBモードとカラードプラ
モードのように、それぞれ異なる映像モードの信号とし
て収集してもよい。さらに、それぞれ取得した2フレー
ム分の三次元画像は、互いに空間的な位置を合わせて並
列配置して表示したり、重畳して表示したり、あるいは
ピクセル毎に差分演算した差分像として表示したり、加
えて、第1のフレームのエコー信号の集合から形成され
た三次元画像を所望の断面で切断したインターリーブ像
として表示することができる。これらの表示形態によ
り、組織構造と血管構造をより明確に把握することがで
きる。
In the invention described in each of the above claims,
Acquisition of echo signals for two frames may be performed in synchronization with a desired phase of the electrocardiogram. Also, the first frame and the second frame
May be collected as signals of different video modes, such as B mode and color Doppler mode, for example. Furthermore, the three-dimensional images of the two frames respectively acquired are displayed in parallel with each other in a spatial position, displayed in a superimposed manner, or displayed as a difference image obtained by performing a difference operation for each pixel. In addition, a three-dimensional image formed from a set of echo signals of the first frame can be displayed as an interleaved image cut at a desired cross section. With these display modes, the tissue structure and the blood vessel structure can be grasped more clearly.

【0014】また、別の形態としての発明は、微小気泡
を主成分とする超音波造影剤を投与した被検体に対し
て、超音波ビームで三次元走査することにより、当該走
査領域の三次元画像を得てその画像を表示する超音波診
断装置において、所定の停止時間をおいてこの停止時間
よりも短い所定のフレームレートにより、連続する2フ
レーム分の超音波ビームを照射して前記被検体からのエ
コー信号を収集するとともに、第1のフレームは同一走
査線に対して1回超音波ビームを照射しながら走査線を
順次切換え、第2のフレームは同一走査線に対して超音
波ビームの照射を少なくとも2回繰り返しながら走査線
を順次切換える送受信手段と、前記第1のフレームのエ
コー信号の集合は、Bモードの信号として収集され、前
記第2のフレームのエコー信号の集合は、同一走査線に
関する2つのエコー信号同士を差分演算して得られた差
分信号として収集されて、各々独立した三次元画像を形
成する三次元画像処理手段とを具備し、この三次元画像
処理手段によって形成された各々独立した三次元画像
を、互いに空間的な位置を合わせて重畳して表示するこ
とを特徴としている。これにより、パフュージョン像の
中で血管血流の構造が極めて明瞭に観察できるようにな
る。この場合も、背景となる画像をインターリーブ像と
して表示してもよい。なお、上記の各発明において、第
1および/または第2のフレームの信号として、エコー
信号の基本波成分に対する高調波成分を多く含む信号を
受信するものとすれば、体表から中程度の位置で鮮明な
画像が得られ、さらに、三次元画像処理手段によって形
成された各々独立した三次元画像の少なくとも一方をカ
ラー表示することにより、視認性をより高めることがで
きる。
According to another aspect of the present invention, a subject to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered is three-dimensionally scanned with an ultrasonic beam, thereby obtaining a three-dimensional scan of the scan area. In an ultrasonic diagnostic apparatus for acquiring an image and displaying the image, the object is irradiated with an ultrasonic beam for two consecutive frames at a predetermined frame rate shorter than the predetermined stop time after the stop time. The first frame sequentially switches the scan lines while irradiating the same scan line once with the ultrasonic beam, and the second frame scans the same scan line with the ultrasonic beam. Transmitting / receiving means for sequentially switching scanning lines while repeating irradiation at least twice, and a set of echo signals of the first frame are collected as B-mode signals, and a set of echo signals of the second frame are collected. The set of co-signals is collected as a difference signal obtained by performing a difference operation between two echo signals related to the same scanning line, and includes three-dimensional image processing means for forming independent three-dimensional images. The present invention is characterized in that the independent three-dimensional images formed by the three-dimensional image processing means are superimposed and displayed with their spatial positions aligned. As a result, the structure of the vascular blood flow can be very clearly observed in the perfusion image. Also in this case, the background image may be displayed as an interleaved image. In each of the above-mentioned inventions, if a signal containing a large amount of harmonic components with respect to the fundamental component of the echo signal is received as the signal of the first and / or second frame, a signal at a medium position from the body surface is obtained. Thus, a clear image can be obtained, and at least one of the independent three-dimensional images formed by the three-dimensional image processing means is displayed in color, so that the visibility can be further improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超音波診断装
置の実施の形態について、図1ないし図21を参照して
詳細に説明する。なお本発明は、被検体に造影剤を投与
して、その染影度によって血流の状態を観察する場合
の、関心領域全てに適用することが可能であるが、以下
に説明する種々の実施の形態では、肝臓実質あるいは心
臓筋肉へ流入する造影剤の染影度から、血流の状況を把
握するものとして説明する。図1ないし図5は、本発明
に係る超音波診断装置の第1の実施の形態を示した系統
図である。図1示すように、この超音波診断装置は、装
置本体11と、この装置本体11に着脱自在に接続さ
れ、被検体Pに超音波を送波するとともにそれに伴なう
被検体Pからの反射波を受波する超音波プローブ12
と、オペレータの各種指示や情報あるいは各種設定条件
などを、装置本体11へ与える操作パネル13とから構
成されている。なお、超音波プローブ12は、電気信号
を超音波に変換し、逆に超音波を電気信号に変換する圧
電セラミックスなどの圧電素子から成る超音波トランス
ジューサを、アレイ状に多数配列したものである。ま
た、操作パネル13は、トラックボール13a、キーボ
ード13b、操作パネル回路13cなどを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. It should be noted that the present invention can be applied to all regions of interest when a contrast medium is administered to a subject and the state of blood flow is observed according to the degree of contrast, but various implementations described below are possible. In the embodiment, the description will be made assuming that the state of blood flow is grasped from the degree of contrast of the contrast agent flowing into the liver parenchyma or heart muscle. 1 to 5 are system diagrams showing a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an apparatus main body 11, which is detachably connected to the apparatus main body 11, transmits an ultrasonic wave to the subject P, and reflects the ultrasonic wave from the subject P with the ultrasonic wave. Ultrasonic probe 12 for receiving waves
And an operation panel 13 for giving various instructions and information of an operator or various setting conditions to the apparatus main body 11. The ultrasonic probe 12 is configured by arranging a large number of ultrasonic transducers made of a piezoelectric element such as a piezoelectric ceramic for converting an electric signal into an ultrasonic wave and conversely converting an ultrasonic wave into an electric signal. The operation panel 13 includes a trackball 13a, a keyboard 13b, an operation panel circuit 13c, and the like.

【0016】装置本体11は、超音波プローブ12に接
続される送信ユニット21と受信ユニット22を備えて
いる。送信ユニット21は、図2に示すように、レート
パルス発生器21a、送信遅延回路21b、パルサ21
cを有している。レートパルス発生器21aは、超音波
の送信レート(毎秒送信する超音波パルスの数)を決定
するためのレート周波数fr[Hz](周期:1/fr
[秒])のパルス、例えば5kHzのレートパルスを発生
する。このレートパルスは、送信チャンネル数分に分配
されて、送信遅延回路21bへ供給される。この送信遅
延回路21bには、後述するコントローラ31から、遅
延時間を決めるタイミング信号が送信チャンネル毎に供
給されるので、これにより、レートパルスは、超音波の
指向性を決めるために必要な遅延時間をチャンネル毎に
受けて、パルサ21cにトリガパルスとして与えられ
る。そして、トリガパルスに同期してパルサ21cから
超音波プローブ12の超音波トランスジューサに個別
に、または近隣グループ単位で中心周波数foの高周波
の電圧パルスが印加される。この電圧パルスを受けて、
超音波プローブ12の先端に設けられている超音波トラ
ンスジューサが機械的に振動し、これにより中心周波数
foの超音波パルスが発生され、被検体Pへ放射され
る。この電圧パルスの発生間隔は、後述するようにコン
トローラ31によって制御される。
The apparatus main body 11 has a transmitting unit 21 and a receiving unit 22 connected to the ultrasonic probe 12. As shown in FIG. 2, the transmission unit 21 includes a rate pulse generator 21a, a transmission delay circuit 21b, and a pulser 21.
c. The rate pulse generator 21a is a rate frequency fr [Hz] (period: 1 / fr) for determining the transmission rate of ultrasonic waves (the number of ultrasonic pulses transmitted per second).
[Sec]), for example, a 5 kHz rate pulse. The rate pulse is distributed to the number of transmission channels and supplied to the transmission delay circuit 21b. The transmission delay circuit 21b is supplied with a timing signal for determining a delay time for each transmission channel from a controller 31, which will be described later, so that the rate pulse reduces the delay time required for determining the directivity of the ultrasonic wave. Is received for each channel and given to the pulser 21c as a trigger pulse. Then, in synchronization with the trigger pulse, a high-frequency voltage pulse having a center frequency fo is applied from the pulser 21c to the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 12 individually or in units of neighboring groups. In response to this voltage pulse,
An ultrasonic transducer provided at the tip of the ultrasonic probe 12 mechanically vibrates, whereby an ultrasonic pulse having a center frequency fo is generated and emitted to the subject P. The generation interval of the voltage pulse is controlled by the controller 31 as described later.

【0017】一方、超音波プローブ12から被検体Pへ
放射された超音波パルスは、生体内を伝播していき、伝
播途中の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射し
て、エコーとして超音波プローブ12へ返ってくる。こ
のエコーの振幅は、反射することになった当該不連続面
での生体の音響インピーダンスの差に依存している。ま
た、超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表
面で反射したときのエコーは、ドプラ効果により当該移
動体のビーム方向の速度成分に依存して周波数偏移を受
けることになる。エコーが超音波プローブ12に返って
くると、超音波プローブ先端の超音波トランスジューサ
が機械的に振動し、これにより超音波トランスジューサ
は微弱な電気信号を発生する。この電気信号はチャンネ
ル毎の受信信号として、受信ユニット22に取り込まれ
る。受信ユニット22は図3に示すように、プリアンプ
22a、A/D変換器22b、受信遅延回路22c、加
算器22dを有している。受信ユニット22に導入され
る超音波のエコーに基づく超音波プローブ12からの電
気信号は、チャンネル毎に先ずプリアンプ22aで増幅
される。増幅された電気信号はA/D変換器22bでア
ナログ信号からデジタル信号に変換され、受信遅延回路
22cで受信指向性を決めるために必要な例えば送信時
と同様の遅延時間を与えられた後、加算器22dで加算
される。この加算により、受信指向性に応じた方向から
のエコー成分が強調された1つのエコー信号が取得され
る。このような送信指向性と受信指向性とにより、送受
信の総合的な超音波ビームが形成される。
On the other hand, the ultrasonic pulse radiated from the ultrasonic probe 12 to the subject P propagates in the living body, and is reflected one after another on the discontinuous surface of the acoustic impedance during the propagation, and the ultrasonic pulse is reflected as an ultrasonic wave. It returns to the probe 12. The amplitude of the echo depends on the difference in acoustic impedance of the living body at the discontinuous surface that has been reflected. Further, an echo when the ultrasonic pulse is reflected by a moving blood flow or a surface such as a heart wall is subject to a frequency shift depending on the velocity component of the moving body in the beam direction due to the Doppler effect. . When the echo returns to the ultrasonic probe 12, the ultrasonic transducer at the tip of the ultrasonic probe vibrates mechanically, and the ultrasonic transducer generates a weak electric signal. This electric signal is taken into the reception unit 22 as a reception signal for each channel. As shown in FIG. 3, the receiving unit 22 has a preamplifier 22a, an A / D converter 22b, a reception delay circuit 22c, and an adder 22d. The electric signal from the ultrasonic probe 12 based on the ultrasonic echo introduced into the receiving unit 22 is first amplified by the preamplifier 22a for each channel. The amplified electric signal is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 22b, and is provided with a delay time necessary for determining the reception directivity by the reception delay circuit 22c, for example, the same as the transmission time. The addition is performed by the adder 22d. By this addition, one echo signal in which an echo component from a direction corresponding to the reception directivity is emphasized is obtained. With such transmission directivity and reception directivity, an overall ultrasonic beam for transmission and reception is formed.

【0018】図1に戻って、装置本体11には、受信ユ
ニット22で受信されたエコー信号を順次処理する、レ
ート信号演算回路23、レシーバユニット24、Bモー
ドDSC(デジタル・スキャン・コンバータ)部25、
イメージメモリ回路26、三次元演算回路27、ドプラ
ユニット28、データ合成器29を有している。さら
に、画像などを表示する表示器30、超音波診断装置全
体を制御する中枢的機能を司り、オペレータからの各種
の指示や情報を装置本体11の各構成ユニットへ与える
とともに、動作モードや映像モードの設定、駆動タイミ
ング、、各種の演算などを制御するコントローラ31を
備えている。レート信号演算回路23は、受信ユニット
22から出力されるエコー信号を保持するメモリ機能を
有し、2つ以上のレートパルス信号に対して、例えば差
分演算あるいは加算平均演算を行う機能を有している。
そして、後述するレート・サブトラクション・イメージ
ング(Rate Subtraction Imaging;RSI)法を実行
する際に本回路を利用するが、Bモードを実行する場合
は、エコー信号は本回路を単に通過する。次に、レシー
バユニット24は、図4に示すようにエコーフィルタ2
4a、対数増幅器24b、包絡線検波器24cから構成
され、エコー信号の強度を視角的な輝度信号に変換し
て、形態情報画像(すなわちBモード像)の信号を得て
いる。エコーフィルタ24aは、通常高次のデジタルフ
ィルタで構成され、例えば受信信号に含まれる高調波成
分のみを通過させる。そして、通過した高調波成分を対
数増幅器24bで対数増幅した後、包絡線検波器24c
で包絡線信号すなわちBモード像の信号が得られる。
Returning to FIG. 1, the apparatus main body 11 includes a rate signal calculation circuit 23, a receiver unit 24, and a B-mode DSC (digital scan converter) unit for sequentially processing echo signals received by the reception unit 22. 25,
It has an image memory circuit 26, a three-dimensional operation circuit 27, a Doppler unit 28, and a data synthesizer 29. Further, the display 30 for displaying images and the like, controls a central function for controlling the entire ultrasonic diagnostic apparatus, gives various instructions and information from an operator to each constituent unit of the apparatus main body 11, and operates an operation mode and a video mode. Controller 31, which controls the setting, drive timing, various calculations, and the like. The rate signal calculation circuit 23 has a memory function of holding an echo signal output from the reception unit 22, and has a function of performing, for example, a difference calculation or an averaging calculation on two or more rate pulse signals. I have.
The present circuit is used when executing a rate subtraction imaging (RSI) method described later, but when executing the B mode, the echo signal simply passes through the present circuit. Next, as shown in FIG.
4a, a logarithmic amplifier 24b, and an envelope detector 24c, which convert the intensity of the echo signal into a visual angle luminance signal to obtain a morphological information image (that is, a B-mode image) signal. The echo filter 24a is generally formed of a high-order digital filter, and passes only, for example, only harmonic components contained in a received signal. After the passed harmonic components are logarithmically amplified by the logarithmic amplifier 24b, the envelope detector 24c
, An envelope signal, that is, a signal of a B-mode image is obtained.

【0019】この超音波ビームが被検体内を伝播する過
程で発生する高調波の反射波を受信して画像を生成する
手法は、ハーモニックイメージング( Harmonic Imag
ing)と呼ばれているが、この手法は、特に超音波プロ
ーブから中程度(例えば2cmから10cm)の間の距
離で鮮明な画像が得られる特徴があり、近時多用される
ようになった。従って、レシーバユニット24は、いわ
ゆるハーモニックイメージング法を実施する場合に有効
な帯域通過型フィルタとして機能し、さらに、信号の形
状を整形して画像の全領域で均一なスペックルパタンを
形成する目的でも使用される。ただし、深部の画像を描
出しようとする場合は、エコー信号の基本波成分を受信
して画像を生成することになるので、エコーフィルタ2
4aは、受信信号の基本波成分のみを通過させるものと
する必要がある。レシーバユニット24の出力は、Bモ
ードDSC部25へ供給され、超音波走査のラスタ信号
列を、ビデオフォーマットのラスタ信号列に変換する。
すなわち、レシーバユニット24から出力されるBモー
ド画像信号は、超音波走査に同期した信号なので、これ
をテレビ走査方式の表示器30に表示できるようにする
ために、DSCによって標準のテレビ走査に同期して読
み出すことにより、走査方式を個別に変換している。そ
して、BモードDSC部25の出力は、イメージメモリ
回路26へ送られて記録されるとともに、データ合成器
29へも供給される。データ合成器29は画像と設定パ
ラメータなどの情報を並べたり、重ねるなどの合成処理
を行い、そのビデオ信号を表示器30に対して出力す
る。これにより、被検体の組織形状を表す断層像が表示
器30に表示される。
A method of generating an image by receiving a reflected wave of a harmonic generated in a process in which the ultrasonic beam propagates in the subject is based on harmonic imaging (Harmonic Imaging).
ing), this technique has a feature that a clear image can be obtained particularly at a medium distance (for example, 2 cm to 10 cm) from the ultrasonic probe, and has been frequently used recently. . Therefore, the receiver unit 24 functions as an effective band-pass filter when performing a so-called harmonic imaging method, and further has a purpose of shaping a signal shape and forming a uniform speckle pattern in the entire region of the image. used. However, when trying to draw a deep image, the image is generated by receiving the fundamental wave component of the echo signal.
4a needs to pass only the fundamental wave component of the received signal. The output of the receiver unit 24 is supplied to the B-mode DSC unit 25, and converts the raster signal sequence of ultrasonic scanning into a raster signal sequence of a video format.
That is, since the B-mode image signal output from the receiver unit 24 is a signal synchronized with the ultrasonic scanning, the B-mode image signal is synchronized with the standard television scanning by the DSC so that the signal can be displayed on the television scanning type display 30. Then, the scanning method is individually converted by reading. Then, the output of the B-mode DSC unit 25 is sent to the image memory circuit 26 to be recorded, and is also supplied to the data synthesizer 29. The data synthesizer 29 performs a synthesizing process such as arranging or superimposing information such as an image and setting parameters, and outputs the video signal to the display 30. As a result, a tomographic image representing the tissue shape of the subject is displayed on the display 30.

【0020】受信ユニット22で受信されたエコー信号
は、ドプラユニット28にも供給されている。ドプラユ
ニット28は図5に示すように、直交検波器28a、ク
ラッタ除去フィルタ28b、ドプラ偏移周波数解析器2
8c、平均速度などを演算する演算器28d、DSC2
8e、カラー処理回路28fなどを有している。直交検
波器28aは、受信ユニット22から供給されるエコー
信号に、中心周波数foの参照信号とそれから90度移
相した参照信号とをそれぞれ個別に掛け合わせ、この掛
け合わせにより得られた信号それぞれから高周波成分を
除去することにより、偏移周波数成分を持ったドプラ信
号を取り出している。なお、このドプラ信号には、主に
血球などの速い移動体での反射により周波数偏移を受け
た高周波成分と、心臓壁などの遅い移動体での反射によ
り周波数偏移を受けた低周波成分とが含まれている。
The echo signal received by the receiving unit 22 is also supplied to a Doppler unit 28. As shown in FIG. 5, the Doppler unit 28 includes a quadrature detector 28a, a clutter removing filter 28b, a Doppler shift frequency analyzer 2
8c, calculator 28d for calculating average speed, etc., DSC2
8e, a color processing circuit 28f, and the like. The quadrature detector 28a individually multiplies the echo signal supplied from the receiving unit 22 by a reference signal of the center frequency fo and a reference signal shifted by 90 degrees from the reference signal, respectively. By removing high frequency components, Doppler signals having shift frequency components are extracted. The Doppler signal mainly includes a high-frequency component subjected to frequency shift due to reflection from a fast moving body such as blood cells, and a low-frequency component subjected to frequency shift due to reflection from a slow moving body such as a heart wall. And is included.

【0021】直交検波器28aの出力はクラッタ除去フ
ィルタ28bへ供給される。クラッタ除去フィルタ28
bはハイパスフィルタとして機能し、主に血流などの速
い移動体の反射により周波数偏移を受けた高周波成分
(血流成分)だけを通過させ、主に心臓壁などの遅い移
動体での反射により周波数偏移を受けた低周波成分(ク
ラッタ成分)を除去するものである。クラッタ除去フィ
ルタ28bを通過して血流成分だけとなったドプラ信号
は、ドプラ偏移周波数解析器28cによって周波数解析
されて、血球による偏移周波数が求められる。さらに、
この偏移周波数に基づいて、演算器28dで血流速度
(平均速度)とその分散および主に血流量(血球個数)
を反映しているパワー(ドプラ信号の振幅の二乗)を演
算して、血流情報画像(すなわち血流像)の信号を得
る。この血流情報画像の信号も超音波走査に同期した信
号なので、DSC28eにてテレビ走査に同期した信号
に変換した後、カラー処理回路28fへ供給して、カラ
ー処理された血流の速度情報やパワー情報などがカラー
フローデータとして得られる。このカラーフローデータ
は、データ合成器29にてBモードDSC部25からの
出力である被検体の組織形状を表すBモード像と合成さ
れ、Bモード像を背景とする血流情報画像がCFM(カ
ラーフローマッピング)像として得られる。このCFM
像は、表示器30に、通常Bモード像部分は白黒で、血
流情報画像部分はカラーで表示されるとともに、血流情
報画像部分は選択的に表示できるようになっている。
The output of the quadrature detector 28a is supplied to a clutter removing filter 28b. Clutter removal filter 28
b functions as a high-pass filter, passes only high-frequency components (blood flow components) that have undergone frequency shift due to reflection of a fast moving body such as a blood flow, and is reflected mainly by a slow moving body such as a heart wall. This removes the low frequency component (clutter component) that has undergone the frequency shift. The Doppler signal that has passed through the clutter removal filter 28b and has become only a blood flow component is frequency-analyzed by a Doppler shift frequency analyzer 28c, and a shift frequency due to blood cells is obtained. further,
Based on the shift frequency, the calculator 28d calculates the blood flow velocity (average velocity) and its variance and mainly the blood flow rate (number of blood cells).
(The square of the amplitude of the Doppler signal) is calculated to obtain a signal of a blood flow information image (that is, a blood flow image). Since the signal of the blood flow information image is also a signal synchronized with the ultrasonic scanning, the signal is converted into a signal synchronized with the television scanning by the DSC 28e, and then supplied to the color processing circuit 28f, and the speed information of the color-processed blood flow and the like are output. Power information and the like are obtained as color flow data. The color flow data is synthesized by the data synthesizer 29 with a B-mode image representing the tissue shape of the subject, which is output from the B-mode DSC unit 25, and a blood flow information image with the B-mode image as a background is CFM ( Color flow mapping) image. This CFM
The image is displayed on the display unit 30 in the normal B-mode image portion in black and white, the blood flow information image portion in color, and the blood flow information image portion can be selectively displayed.

【0022】ドプラユニット28の出力は、既に述べた
イメージメモリ回路26へも送られて記録される。イメ
ージメモリ回路26は、BモードDSC部25の出力お
よびドプラユニット28の出力を、それぞれ超音波走査
のラスタ信号列あるいは、テレビ走査のラスタ信号列の
いずれか一方または両方の形態で記憶するメモリを有し
ている。よってこの情報は、例えば診断の終了後にオペ
レータが読み出して利用することができる。この場合、
イメージメモリ回路26に記憶されていた画像データ
は、データ合成器29を介して表示器30に表示される
が、記憶されているデータが超音波走査に同期したデー
タの場合には、DSCを経由した後、データ合成器29
を介して表示器30に表示される。また、イメージメモ
リ回路26に記憶されている画像データは、三次元演算
回路27へ供給されて三次元画像の構築に用いられる。
すなわち、イメージメモリ回路26に記憶されている複
数フレームの画像データを、三次元空間に配置させ、断
層面に垂直な方向に奥行きをもったボリュームデータを
構築する。このようにして構築された三次元画像は、鳥
瞰図あるいは透視図などの二次元座標に投影され、デー
タ合成器29を介して表示器30に表示される。なお、
超音波画像とともに、被検体の心電波形を表示するため
に、心電計(ECG)14が用いられることが多い。こ
の心電形14は、被検体Pの体表に電極を付着させて心
電信号を得、その心電波形を心拍検出ユニット32を介
してデータ合成器29へ送り、超音波画像と合成して表
示器30に表示する。また、心電信号は心拍検出ユニッ
ト32を介して送信ユニット21へ供給され、心電波形
に同期して画像データを収集する、いわゆる心電同期画
像を得るためのトリガ信号としても使用される。すなわ
ち、送信ユニット21に対して心電波形を供給して、所
望の時相に同期させてパルサ21cから超音波プローブ
12の超音波トランスジューサに電圧パルスを印加する
ことにより、所望の時相に同期させて超音波走査を行う
ものである。
The output of the Doppler unit 28 is also sent to the image memory circuit 26 described above and recorded. The image memory circuit 26 has a memory for storing the output of the B-mode DSC unit 25 and the output of the Doppler unit 28 in the form of one or both of an ultrasonic scan raster signal sequence and a television scan raster signal sequence. Have. Therefore, this information can be read and used by the operator after the diagnosis is completed, for example. in this case,
The image data stored in the image memory circuit 26 is displayed on the display 30 via the data synthesizer 29. If the stored data is data synchronized with the ultrasonic scanning, the image data is transmitted through the DSC. After that, the data synthesizer 29
Is displayed on the display 30 via the. The image data stored in the image memory circuit 26 is supplied to a three-dimensional operation circuit 27 and used for constructing a three-dimensional image.
That is, the image data of a plurality of frames stored in the image memory circuit 26 is arranged in a three-dimensional space, and volume data having a depth in a direction perpendicular to the tomographic plane is constructed. The three-dimensional image constructed in this way is projected onto two-dimensional coordinates such as a bird's-eye view or a perspective view, and displayed on the display 30 via the data synthesizer 29. In addition,
An electrocardiograph (ECG) 14 is often used to display an electrocardiographic waveform of a subject along with an ultrasonic image. The electrocardiograph 14 attaches an electrode to the body surface of the subject P to obtain an electrocardiographic signal, sends the electrocardiographic waveform to the data synthesizer 29 via the heartbeat detection unit 32, and synthesizes it with an ultrasonic image. To be displayed on the display 30. The electrocardiographic signal is supplied to the transmitting unit 21 via the heartbeat detecting unit 32, and is used as a trigger signal for acquiring image data in synchronization with an electrocardiographic waveform, that is, for obtaining a so-called electrocardiographic synchronized image. That is, by supplying an electrocardiographic waveform to the transmission unit 21 and applying a voltage pulse from the pulsar 21c to the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 12 in synchronization with a desired time phase, synchronization with the desired time phase is achieved. Then, ultrasonic scanning is performed.

【0023】以上本発明に係る超音波診断装置の一実施
の形態である基本的な回路構成について説明したが、次
に、上記超音波診断装置による特徴的な種々の動作シー
ケンスについて説明する。図6は、超音波診断装置にお
ける画像取得のための送信タイミングを説明するために
示したタイミングチャートであり、同図(a)は従来型
の連続的な送受信モードの概念を示し、同図(b)は、
本発明による間歇的な送受信モードの、基本的な概念を
示したものである。この図において、上向きに並んでい
る多数の矢印は、それぞれが1フレーム分の画像を取得
するための送受信タイミングを示している。なお、以下
図6(b)に示した間歇的な送受信モードを、本発明の
超音波診断装置による動作シーケンスの第1の実施の形
態とする。
The basic circuit configuration as an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention has been described above. Next, various characteristic operation sequences by the ultrasonic diagnostic apparatus will be described. FIG. 6 is a timing chart for explaining the transmission timing for acquiring an image in the ultrasonic diagnostic apparatus. FIG. 6A shows the concept of a conventional continuous transmission / reception mode. b)
3 illustrates a basic concept of an intermittent transmission / reception mode according to the present invention. In this figure, a large number of arrows arranged in an upward direction each indicate transmission / reception timing for acquiring an image for one frame. The intermittent transmission / reception mode shown in FIG. 6B will be referred to as a first embodiment of an operation sequence by the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.

【0024】先ず、図6(a)の従来型の連続的な送受
信モードについて説明する。よく知られているように、
超音波診断装置において単位時間に収集される画像の枚
数は、超音波の速度、パルス繰返し周波数、走査密度、
走査範囲などに依存して決まり、通常20〜40枚(2
0〜40フレーム/秒)程度である。そして、このフレ
ームの生成間隔をフレームレートと称しており、通常の
フレームレートRは、1/20〜1/40秒程度であ
る。なおフレームレートRは、前述のパルスレートfr
と1フレームを生成するために必要なパルス送信回数N
に関係し、R=fr/N[Hz](N/fr秒)となる。
このように、従来型の送受信モードは、取得するフレー
ム数に関係なく、フレームレートRで連続的に順次画像
を取り込むようにしている。しかし、本発明では、被検
体に静脈から、微小気泡を主成分とする造影剤を注入し
た後、図6(b)に示すように、例えば2つのフレーム
A、Bのみの画像を、TA−Bの時間間隔で取得すると
ともに、かつ、フレームAとフレームBの画像の取得を
B−Aの時間間隔(この時間は、超音波の送信を停止
している時間であり、間歇時間と称している)で繰り返
すように、超音波の送受信のタイミングを制御するもの
である。このような本発明の間歇的な送受信モードへの
変更は、オペレータが操作パネル13のキーボード13
bなどを使用して、コントローラ31へ指令を発するこ
とにより、従来型の連続的な送受信モードから適宜変更
するものである。なお、フレームAとフレームBとの2
つのフレームの時間間隔TA−Bは、従来型のフレーム
レート(R=1/20〜1/40秒程度)と同様であ
る。これに対して、間歇時間TB−Aは、1/5〜1/
10秒程度と、フレームレートT −Bより大きく設定
することが望ましい。これらの値は、超音波診断装置の
他の条件に依存して予め設定されるか、あるいは、オペ
レータが任意に設定することも可能である。
First, the conventional continuous transmission / reception mode shown in FIG. As is well known,
The number of images collected per unit time in the ultrasonic diagnostic apparatus is determined by the speed of the ultrasonic wave, the pulse repetition frequency, the scanning density,
It is determined depending on the scanning range and the like, and is usually 20 to 40 sheets (2
0 to 40 frames / sec). The frame generation interval is called a frame rate, and the normal frame rate R is about 1/20 to 1/40 second. Note that the frame rate R is the pulse rate fr described above.
And the number of pulse transmissions N required to generate one frame
R = fr / N [Hz] (N / fr seconds).
As described above, in the conventional transmission / reception mode, images are successively captured at the frame rate R continuously regardless of the number of frames to be obtained. However, in the present invention, intravenously to a subject, after injection of a contrast agent as a main component microbubbles, as shown in FIG. 6 (b), for example, two frames A, an image of only B, T A -B and the image of frame A and frame B are acquired at the time interval of TB -A (this time is the time during which the transmission of ultrasonic waves is stopped, ) To control the transmission / reception timing of the ultrasonic wave. Such an intermittent change to the transmission / reception mode of the present invention is performed by the operator using the keyboard 13 of the operation panel 13.
By issuing a command to the controller 31 using b or the like, the conventional continuous transmission / reception mode is appropriately changed. In addition, 2 of frame A and frame B
The time interval TA -B of one frame is the same as the conventional frame rate (R = 1/20 to 1/40 seconds). On the other hand, the intermittent time TB -A is 1/5 to 1 /
And about 10 seconds, it is preferable to set larger than the frame rate T A -B. These values may be set in advance depending on other conditions of the ultrasonic diagnostic apparatus, or may be arbitrarily set by an operator.

【0025】そして、被検体Pに当てた超音波トランス
ジューサが一次元配列された超音波プローブ12を、断
層面に対して垂直な方向にゆっくり移動させるものと
し、その間に超音波の送受信が行われる。そこで先ず、
フレームAの画像が取得され、続いてTA−B後にフレ
ームBの画像を取得する。さらに、間歇時間TB−A
後、次のフレームAの画像が取得され、続いてTA−B
後に次のフレームBの画像を取得するように動作が繰り
返される。このように本発明の間歇的な送受信モードに
よって取得された各フレームの画像データは、装置本体
11の各ユニットで処理され、イメージメモリ回路26
を経由して三次元演算回路27へ送られる。三次元演算
回路27では、図6(b)に示したフレームAの組のデ
ータとフレームBの組のデータとにより、A、Bそれぞ
れ独立した三次元再構成処理が施される。このようにし
て形成されたフレームAの組の三次元画像と、フレーム
Bの組の三次元画像とは、後述するように、表示器30
に並列的に表示したり、合成して重畳表示したりされ
る。
Then, the ultrasonic probe 12 in which the ultrasonic transducers applied to the subject P are one-dimensionally arranged is slowly moved in a direction perpendicular to the tomographic plane, and the transmission and reception of ultrasonic waves are performed during that time. . So first,
An image of the frame A is acquired, and subsequently, an image of the frame B is acquired after TA -B . Further, after the intermittent time TB -A , an image of the next frame A is acquired, and subsequently, TA -B
Thereafter, the operation is repeated so as to acquire the image of the next frame B. As described above, the image data of each frame acquired in the intermittent transmission / reception mode of the present invention is processed by each unit of the apparatus main body 11, and is processed by the image memory circuit 26.
Is sent to the three-dimensional operation circuit 27 via In the three-dimensional arithmetic circuit 27, independent three-dimensional reconstruction processing is performed on each of A and B using the data of the set of frame A and the data of the set of frame B shown in FIG. As described later, the three-dimensional image of the set of frame A and the three-dimensional image of the set of frame B formed in this way are
Are displayed in parallel with each other, or are superimposed and displayed.

【0026】次に、上述のような本発明の送受信モード
によって独立に取得された、2つの三次元画像すなわ
ち、フレームAの組の三次元画像とフレームBの組の三
次元画像の特徴について、図7を参照して説明する。な
お、図7は、超音波プローブ12を当てた被検体Pの断
層面に垂直な断面を示すとともに、同図(a)と(b)
は、超音波プローブ12を断層面に垂直な方向(矢印1
2a方向)へ均一な速度で動かしているときの経時変化
を表している。さて、図7(a)は、間歇時間TB−A
をおいて超音波が繰返し照射されて、フレームAの画像
データを取得する場合における被検体組織内の造影剤の
状態を表している。すなわち、被検体組織内のうち領域
P101は、既に超音波照射が行われたことによって、
造影剤の微小気泡が消失してしまっていることを示して
いる。そして、間歇時間TB−Aは、通常のフレームレ
ートより長い時間に設定されているので、フレームA分
の超音波照射(走査)は、微小気泡が消失していない新
たな領域P102に対して行われる。よって、この領域
P102からは、パフュージョンを反映したエコー信号
が得られる。
Next, regarding the features of the two three-dimensional images, that is, the three-dimensional image of the set of frame A and the three-dimensional image of the set of frame B, independently acquired by the transmission / reception mode of the present invention as described above, This will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a cross section perpendicular to the tomographic plane of the subject P to which the ultrasonic probe 12 has been applied, and FIGS.
Moves the ultrasonic probe 12 in the direction perpendicular to the tomographic plane (arrow 1).
(2a direction) at a uniform speed. By the way, FIG. 7A shows the intermittent time TB -A
5 shows the state of the contrast agent in the subject tissue when ultrasonic waves are repeatedly irradiated to acquire image data of frame A. That is, the region P101 in the subject tissue has already been subjected to the ultrasonic irradiation,
This indicates that the microbubbles of the contrast agent have disappeared. Since the intermittent time TB -A is set to a time longer than the normal frame rate, the ultrasonic irradiation (scanning) for the frame A is performed on a new region P102 in which the microbubbles have not disappeared. Done. Therefore, an echo signal reflecting the perfusion is obtained from this area P102.

【0027】一方、図7(b)は、フレームAに続いて
時間間隔TA−B後に超音波が照射されて、フレームB
の画像データを取得する場合の被検体組織内の造影剤の
状態を表している。この時間間隔TA−Bは、通常のフ
レームレート程度に短い時間なので、超音波プローブ1
2が新たな領域P102へ移動するには時間が不十分で
あり、主に微小気泡が消失してしまった領域に再び超音
波を照射する(走査する)ことになる。よって、ここで
はパフュージョンのエコー信号は得られない。しかし、
パフュージョンのエコー信号に代わって、流入速度の速
い血管血流のエコー信号が観察可能となる。なお、時間
間隔TA−Bが非常に短い場合や、超音波の照射音圧が
比較的高い場合は、フレームBには造影剤による血管血
流のエコー信号も観察されなくなる。言い換えると、こ
のときフレームBには、造影剤とは無関係な組織のBモ
ード画像が得られることになる。このような理由によっ
て、フレームAの組とフレームBの組との、個別に形成
された2つの三次元画像は、以下の特徴を有している。
すなわち、フレームAの組によって形成された三次元画
像は、パフュージョンを優位に反映した画像であり、フ
レームBの組によって形成された三次元画像は、造影剤
注入前に相当する組織の形態および血管血流を優位に反
映した画像である。この両者を同時に観察することは、
造影剤による輝度上昇を比較したり、あるいは組織血流
の分布に対応した組織の構造の把握に有用となる。言う
までもなく、2つのデータが得られる時間差は非常に短
いため、形態的な動きの差はほとんどないので、両者を
比較するうえに極めて好都合である。さらに、従来であ
れば、造影剤の投与前と投与後の比較的長い時間間隔
で、2つのデータを取得する必要があることに比べる
と、本発明の手法は非常に有利な手法であると言える。
On the other hand, FIG. 7B shows that, after the frame A, an ultrasonic wave is irradiated after a time interval TA - B,
5 shows the state of the contrast agent in the tissue of the subject when the image data is acquired. The time interval T A-B, since a short time to about normal frame rate, the ultrasound probe 1
Insufficient time is required for 2 to move to the new region P102, and the region where the microbubbles have disappeared is again irradiated (scanned) with ultrasonic waves. Therefore, a perfusion echo signal cannot be obtained here. But,
Instead of the perfusion echo signal, an echo signal of a vascular blood flow having a high inflow rate can be observed. In the case or a very short time interval T A-B, if irradiated sound pressure of the ultrasonic wave is relatively high, it will not be observed echo signal of the blood vessel the blood flow due to the contrast medium in the frame B. In other words, at this time, a B-mode image of a tissue unrelated to the contrast agent is obtained in the frame B. For these reasons, two separately formed three-dimensional images of the set of frame A and the set of frame B have the following features.
That is, the three-dimensional image formed by the set of the frame A is an image that reflects the perfusion dominantly, and the three-dimensional image formed by the set of the frame B has the morphology and tissue corresponding to that before the injection of the contrast agent. It is an image that reflects blood vessel blood flow dominantly. Observing both at the same time
This is useful for comparing the increase in brightness due to the contrast agent or for grasping the structure of the tissue corresponding to the distribution of the tissue blood flow. Needless to say, the time difference between the two data is very short, so that there is almost no difference in morphological movement, which is extremely convenient for comparing the two. Furthermore, the technique of the present invention is a very advantageous technique as compared with the conventional technique in which two data need to be acquired at a relatively long time interval before and after administration of a contrast agent. I can say.

【0028】次に、本発明の超音波診断装置による動作
シーケンスの第2の実施の形態について、図8および図
9を参照して説明する。第2の実施の形態としての動作
シーケンスは、レート・サブトラクション・イメージン
グ(Rate Subtraction Imaging;RSI)法に本発明を
適用したものである。なお、RSI法については、本発明
者による発明として特開平8−336527号公報に開
示されており、また、二次元断層像についての本手法の
妥当性について、「2−7−9 超音波造影剤の過渡現
象を利用したSubtraction Imagingの検討、神山直久
他、日本音響学会1999年秋季講演論文集、1999
年」で既に報告している。そこで先ず、RSI法について
簡単に説明する。図8は、超音波プローブ12によって
セクタ走査を実施している様子を示したものである。な
お、走査方式はセクタ走査に限らず、リニア走査、コン
ベックス走査など他の走査方式であってもよい。図8で
は、1フレーム分の走査領域に100本の走査線(ラス
タ)が含まれるものとし、各走査線を走査順序に従っ
て、符号(1)、(2)、(3)、(4)…(19
8)、(199)、(200)を付して識別している。
そして、超音波ビームはレート周期1/fr秒で繰り返
し被検体Pへ送信され、次の送信までの間エコー信号が
受信される。
Next, a second embodiment of the operation sequence by the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. The operation sequence according to the second embodiment is obtained by applying the present invention to a rate subtraction imaging (RSI) method. The RSI method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-336527 as an invention by the present inventor, and the validity of this method for two-dimensional tomographic images is described in "2-7-9 Ultrasound Imaging." Of Subtraction Imaging Using Transients of Agents, Naohisa Kamiyama
Proceedings of the Autumn Meeting of the Acoustical Society of Japan 1999, 1999
Year "has already been reported. Therefore, first, the RSI method will be briefly described. FIG. 8 shows a state in which sector scanning is being performed by the ultrasonic probe 12. Note that the scanning method is not limited to the sector scanning, but may be another scanning method such as linear scanning or convex scanning. In FIG. 8, it is assumed that a scanning area for one frame includes 100 scanning lines (rasters), and each scanning line is denoted by reference numerals (1), (2), (3), (4),. (19
8), (199) and (200).
Then, the ultrasonic beam is repeatedly transmitted to the subject P at a rate cycle of 1 / fr second, and an echo signal is received until the next transmission.

【0029】そこで、同一走査線に対して超音波の送受
信を例えば2回繰り返す毎に、走査線を順次切換えてい
くようにする。このような動作を、最初の走査線から1
00本目の走査線まで行うことによって、1フレーム分
の走査を完了する。さらに、このような走査を、各フレ
ームについて同様に繰り返し実施する。従って、図1お
よび図3で説明した受信ユニット22の加算器22dに
は、同一点に関する1回目の送信によるエコー信号の検
波データと、2回目の送信によるエコー信号の検波デー
タとが、同期して供給されてそれぞれ加算される。さら
に、加算器22dの出力は、レート毎に時系列的にレー
ト信号演算回路23へ供給される。このレート信号演算
回路23は、図9に示すように、入力端に設けられた所
定のタイミングで2系統に切替えられる電子スイッチ2
3a、各系統毎に設けられたラインメモリ23b、23
c、このラインメモリ23b、23cに保持された信号
の差分を演算する差分演算器23dとから構成されてい
る。よって、レート信号演算回路23へレート毎に連続
して供給されて来るエコー信号を、電子スイッチ23a
によって信号1(図8における奇数番号による受信信
号)と信号2(図8における偶数番号による受信信号)
とに振り分けて、それらをラインメモリ23b、23c
にそれぞれ一旦保持した後、差分演算器23dによって
両信号の差分を演算する。従って、レート信号演算回路
23からは、差分演算器23dの演算結果としての差分
信号Sと、演算前の信号2とが出力される。なお、信号
2に代えて演算前の信号1を出力してもよい。これら信
号Sと信号2(信号1)は、それぞれレシーバユニット
24以降で、別の信号として処理される。
Therefore, every time the transmission and reception of the ultrasonic wave is repeated twice for the same scanning line, the scanning line is sequentially switched. Such an operation is performed one time from the first scanning line.
By performing the scanning up to the 00th scanning line, scanning for one frame is completed. Further, such scanning is similarly repeated for each frame. Accordingly, the adder 22d of the receiving unit 22 described with reference to FIGS. 1 and 3 synchronizes the detection data of the echo signal by the first transmission and the detection data of the echo signal by the second transmission with respect to the same point. And then added. Further, the output of the adder 22d is supplied to the rate signal operation circuit 23 in a time series for each rate. As shown in FIG. 9, the rate signal arithmetic circuit 23 is provided with an electronic switch 2 which is provided at an input terminal and is switched to two systems at a predetermined timing.
3a, line memories 23b and 23 provided for each system
c, and a difference calculator 23d for calculating a difference between the signals held in the line memories 23b and 23c. Therefore, the echo signal continuously supplied to the rate signal calculation circuit 23 for each rate is converted into an electronic switch 23a.
Signal 1 (received signal with odd number in FIG. 8) and signal 2 (received signal with even number in FIG. 8)
And assign them to the line memories 23b and 23c.
, And a difference calculator 23d calculates the difference between the two signals. Therefore, the difference signal S as the calculation result of the difference calculator 23d and the signal 2 before the calculation are output from the rate signal calculation circuit 23. The signal 1 before the calculation may be output instead of the signal 2. The signal S and the signal 2 (signal 1) are processed as separate signals in the receiver unit 24 and thereafter.

【0030】ここで注目すべきことは、1回目の送受信
による信号1と、2回目の送受信による信号2とには、
造影剤と生体組織とからの反射現象に顕著な違いがある
ことである。すなわち、1回目に送信された超音波は、
造影剤と生体組織で反射されて信号1となる。そして、
この1回目の超音波の照射によって造影剤である微小気
泡の全部または一部が消失する。よって、2回目に送信
された超音波による信号2には、造影剤からの反射成分
が確実に減少しており、生体組織からの反射成分は信号
1と同様である。従って、信号1と信号2との差分をと
った差分信号Sは、消失した造影剤のみの反射データを
反映したものとなる。以上がRSI法の基本的な動作であ
る。そこで、本発明の第2の実施の形態として、間歇時
間TB−Aをおいて所定のフレームレート(時間間隔T
A−B)での2フレーム分、すなわち、フレームAとフ
レームBの画像を取得するものとし、その場合、2つの
フレーム共、同一の走査線に対して超音波の送受信を例
えば2回(N回)繰り返して、それぞれいわゆるRSI法
によりエコー信号を収集する。よって、フレームAの信
号について第1の信号A1と第2の信号A2が得られ、
フレームBの信号についても第1の信号B1と第2の信
号B2とが得られる。さらに、フレームAの第1の信号
A1と第2の信号A2との差分信号ASおよび、フレー
ムBの第1の信号B1と第2の信号B2との差分信号B
Sも得られる。ここで、既に説明したように、フレーム
Aでは主に組織とパフュージョンを反映したエコー信号
が得られ、フレームBでは主に組織と流入速度の速い血
管血流のエコー信号が観察可能となる。よって、フレー
ムAの差分信号ASは、生体組織からの反射信号が除去
されたパフュージョンのみを表したものとなり、フレー
ムBの差分信号BSは、生体組織からの反射信号が除去
された血管血流を表したものとなる。
It should be noted here that signal 1 due to the first transmission and reception and signal 2 due to the second transmission and reception are:
There is a remarkable difference in the reflection phenomena from the contrast agent and the living tissue. That is, the first transmitted ultrasound
The signal 1 is reflected by the contrast agent and the living tissue. And
By the first ultrasonic irradiation, all or a part of the microbubbles as the contrast agent disappears. Therefore, in the signal 2 of the ultrasonic wave transmitted for the second time, the reflected component from the contrast agent is surely reduced, and the reflected component from the living tissue is the same as the signal 1. Therefore, the difference signal S obtained by taking the difference between the signal 1 and the signal 2 reflects the reflection data of only the lost contrast agent. The above is the basic operation of the RSI method. Therefore, as a second embodiment of the present invention, at intermittent time T B-A predetermined frame rate (the time interval T
AB ), two frames, that is, images of frame A and frame B are acquired. In this case, for both frames, transmission and reception of ultrasonic waves to the same scanning line are performed twice (N Times), echo signals are collected by the so-called RSI method. Therefore, a first signal A1 and a second signal A2 are obtained for the signal of frame A,
For the signal of frame B, a first signal B1 and a second signal B2 are obtained. Further, a difference signal AS between the first signal A1 and the second signal A2 of the frame A and a difference signal B between the first signal B1 and the second signal B2 of the frame B
S is also obtained. Here, as described above, an echo signal mainly reflecting the tissue and the perfusion is obtained in the frame A, and an echo signal mainly of the tissue and the vascular blood flow having a high inflow rate can be observed in the frame B. Therefore, the difference signal AS of the frame A represents only the perfusion from which the reflection signal from the living tissue has been removed, and the difference signal BS of the frame B represents the vascular blood flow from which the reflection signal from the living tissue has been removed. Is represented.

【0031】次に、上述の本発明の超音波診断装置によ
る、第1および第2の動作シーケンスによって得られる
三次元画像の具体例について、図10ないし図14を参
照して説明する。先ず、図10は、第1の動作シーケン
ス(図6(b)および図7参照)によって得られた、例
えばハーモニックイメージング法によるフレームAとフ
レームBの2つの三次元画像を、表示器30に並列に配
置して表示するようにしたものである。すなわち、図1
0(a)は、フレームAの組の三次元画像であり、図1
0(b)は、フレームBの組の三次元画像である。そし
て、図10(c)は、フレームAとフレームBの2つの
フレームの三次元画像を、互いに空間的な位置を合わせ
て、表示器30に並べて表示したものである。ここで、
フレームAの三次元画像は、組織の微小血流(パフュー
ジョン)を含む組織エコー像で構成され、一方、フレー
ムBの三次元画像は、血管血流を含む組織エコー像で構
成される。これらは、並列に表示されて容易に両者を比
較して観察することができる。また、オペレータによる
操作パネル13からの指示により、画像の回転、拡大、
縮小の他、ボリウム中の任意断面での切り出しなど、周
知技術による一般的な三次元画像表示が可能となる。な
お、ハーモニックイメージング法には、既に述べたよう
に、エコー信号の基本波成分に対する2倍の高調波成分
を多く含むような通過帯域を持つフィルタによって実現
する方法の他に、位相が反転した2つの送信波を2回に
分けて送信し、受信信号を加算することによって基本波
成分をキャンセルさせ、2倍の高調波を抽出するいわゆ
るパルスインバージョン法によって実現することもでき
る。このパルスインバージョン法を採用する場合は、同
一走査線に対して超音波の送受信を2回繰り返す毎に、
走査線を順次切換えていくものとし、そのとき、送信
は、位相が反転した送信波を2回に分けて送信し、受信
は、それぞれの受信信号を加算することによって、基本
波成分のキャンセルされた2倍の高調波を抽出するもの
である。
Next, a specific example of a three-dimensional image obtained by the first and second operation sequences by the above-described ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. First, FIG. 10 shows that two three-dimensional images of frame A and frame B obtained by the first operation sequence (see FIG. 6B and FIG. And displayed. That is, FIG.
0 (a) is a three-dimensional image of the set of the frame A, and FIG.
0 (b) is a three-dimensional image of the set of frame B. FIG. 10C shows three-dimensional images of two frames, frame A and frame B, arranged on the display 30 with their spatial positions aligned. here,
The three-dimensional image of the frame A is configured by a tissue echo image including a micro blood flow (perfusion) of a tissue, while the three-dimensional image of the frame B is configured by a tissue echo image including a vascular blood flow. These are displayed in parallel and can be easily compared and observed. Further, according to an instruction from the operation panel 13 by the operator, rotation, enlargement,
In addition to the reduction, it is possible to display a general three-dimensional image by a known technique, such as cutting out an arbitrary cross section in the volume. As described above, in the harmonic imaging method, in addition to the method realized by a filter having a pass band including many harmonic components twice as much as the fundamental wave component of the echo signal, a method in which the phase is inverted is described. It can also be realized by a so-called pulse inversion method in which two transmission waves are transmitted twice and the received signal is added to cancel the fundamental wave component and extract a double harmonic. When this pulse inversion method is adopted, every time transmission and reception of ultrasonic waves are repeated twice for the same scanning line,
Scan lines are sequentially switched, and at this time, transmission is performed by transmitting a transmission wave having an inverted phase in two times, and reception is performed by adding the respective reception signals to cancel the fundamental wave component. The second harmonic is extracted.

【0032】次に、図11は、図10(a)、(b)に
示したハーモニックイメージング法によるフレームAの
組とフレームBの組の2つの画像データを基に、ピクセ
ル毎に両者の輝度を差分演算した結果のフレーム差分像
を表示器30に表示したものである。すなわち、図11
(a)は、図10(a)と同様のフレームAの組の三次
元画像であり、図11(b)は、図10(b)と同様の
フレームBの組の三次元画像である。そして、図11
(c)は、フレームAとフレームBの2つのフレームの
画像データを、互いに空間的な位置を合わせてピクセル
毎に差分演算することにより、表示器30に表示した三
次元差分画像である。この差分像は、フレーム差分像で
あり(レート差分像とは異なる)、フレームAとフレー
ムBとの画像データのうち、不変な組織エコーはキャン
セルされ、結果として、フレーム間で消失した造影剤
(微小気泡)のエコー信号のみが抽出されて表示される
ことになる。よって、図11(c)に示した画像は、パ
フュージョンと血管血流の重なった画像となる。なお、
この差分像は、図1に示したイメージメモリ回路26に
おいて、フレームAとフレームBとの画像データの差分
演算をした後、三次元演算回路27で三次元画像を生成
するようにしてもよいし、三次元演算回路27において
一旦フレームAとフレームBの2つの三次元画像を生成
した後に、この三次元演算回路27内で差分像を得るよ
うにしてもよい。
Next, FIG. 11 shows the luminance of both pixels for each pixel based on the two image data of the set of frame A and the set of frame B by the harmonic imaging method shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). Is displayed on the display unit 30 as a frame difference image obtained by performing the difference operation on the frame. That is, FIG.
10A is a three-dimensional image of a set of frames A similar to FIG. 10A, and FIG. 11B is a three-dimensional image of a set of frames B similar to FIG. 10B. And FIG.
(C) is a three-dimensional difference image displayed on the display 30 by performing a difference operation for each pixel on the image data of the two frames, the frame A and the frame B, by aligning them spatially with each other. This difference image is a frame difference image (different from the rate difference image), and among the image data of the frame A and the frame B, the invariable tissue echo is canceled, and as a result, the contrast agent ( Only the echo signal of the microbubble is extracted and displayed. Therefore, the image shown in FIG. 11C is an image in which perfusion and vascular blood flow overlap. In addition,
The difference image may be obtained by calculating the difference between the image data of the frame A and the image data of the frame B in the image memory circuit 26 shown in FIG. 1 and then generating the three-dimensional image by the three-dimensional operation circuit 27. Alternatively, the two-dimensional image of the frame A and the frame B may be once generated in the three-dimensional arithmetic circuit 27, and then the difference image may be obtained in the three-dimensional arithmetic circuit 27.

【0033】さらに、図12は、第1の動作シーケンス
によりフレームAの画像を得るとともに、第2の動作シ
ーケンス(図8および図9参照)によりフレームBの画
像を得、これら2つの画像を重ねて表示器30に表示し
たものである。すなわち、図12(a)は、図10
(a)、図11(a)と同様の、第1の動作シーケンス
によって得られたフレームAの組の三次元画像である。
そして図12(b)は、第2の動作シーケンスによって
得られたフレームBの組の三次元画像であり、このフレ
ームAとフレームBとの三次元画像を、互いに空間的な
位置を合わせて重畳することにより、図12(c)に示
すような画像が表示器30に表示される。この場合、所
定の停止時間をおいてこの停止時間よりも短いフレーム
レートにより、連続する2フレーム分の超音波ビームを
照射して被検体からのエコー信号を収集するもので、フ
レームAのエコー信号は、同一走査線に対して1回超音
波ビームを照射しながら走査線を順次切換えて、Bモー
ドの信号として収集する。一方、フレームBのエコー信
号は、同一走査線に対して超音波ビームの照射を少なく
とも2回繰り返しながら走査線を順次切換えるようにし
て得るとともに、図9で説明したように、同一走査線に
関する2つのエコー信号同士を差分演算して得られた差
分信号Sとして収集する。そして、フレームAとフレー
ムBの2つの組のフレームのエコー信号は、各々独立し
た三次元画像を形成する。よって、フレームAの三次元
画像は、パフュージョンのエコーを多く含む組織エコー
像で構成され、一方、フレームBの三次元画像は、血管
血流のみの三次元画像となる。この両者は、図12
(c)に示すように重畳表示されて、パフュージョンを
含む組織エコー像の中で血管血流の構造が極めて明瞭に
観察できるようになり、血管系の診断に大きく寄与する
ことができる。なお、両者の識別の視認性を高めるため
に、フレームAまたはフレームBの画像の一方あるいは
両方にカラーコーディングを施し、別な色相のスケール
で表示するのがよい。また、図11(c)、図12
(c)に示したような、A、B2フレーム分の三次元画
像を重畳表示する場合に、図13に示すように、フレー
ムAのパフュージョンを含む組織エコー像を所望の断面
で切断したインターリーブ像として、これにフレームB
の血管血流の三次元画像を、互いに空間的な位置を合わ
せて重畳して表示すると、組織構造と血管構造の把握が
より容易となる。
FIG. 12 shows that the image of frame A is obtained by the first operation sequence, the image of frame B is obtained by the second operation sequence (see FIGS. 8 and 9), and these two images are superimposed. Is displayed on the display 30. That is, FIG.
11A is a three-dimensional image of a set of frames A obtained by the first operation sequence, similar to FIG. 11A.
FIG. 12B shows a three-dimensional image of a set of frame B obtained by the second operation sequence. The three-dimensional images of frame A and frame B are superimposed on each other with their spatial positions aligned. By doing so, an image as shown in FIG. In this case, an echo signal from the subject is collected by irradiating an ultrasonic beam for two consecutive frames at a frame rate shorter than the stop time after a predetermined stop time. Scans the scanning lines sequentially while irradiating the same scanning line once with an ultrasonic beam, and collects the signals as B-mode signals. On the other hand, the echo signal of the frame B is obtained by sequentially switching the scanning lines while repeating the irradiation of the ultrasonic beam on the same scanning line at least twice, and as described with reference to FIG. The two echo signals are collected as a difference signal S obtained by performing a difference operation. Then, the echo signals of the two sets of frames, frame A and frame B, form independent three-dimensional images. Therefore, the three-dimensional image of the frame A is constituted by a tissue echo image including many perfusion echoes, while the three-dimensional image of the frame B is a three-dimensional image of only the blood vessel blood flow. These are shown in FIG.
As shown in (c), it is superimposed and displayed, and the structure of the blood vessel blood flow can be very clearly observed in the tissue echo image including perfusion, which can greatly contribute to the diagnosis of the vascular system. In order to enhance the visibility of the discrimination between the two, it is preferable that one or both of the images of the frame A and the frame B are color-coded and displayed on a different hue scale. 11 (c) and FIG.
As shown in FIG. 13C, when a three-dimensional image of two frames A and B is superimposed and displayed as shown in (c), an interleave obtained by cutting a tissue echo image including a perfusion of frame A at a desired cross section as shown in FIG. As an image, this is frame B
When the three-dimensional image of the blood vessel blood flow is superimposed and displayed while adjusting the spatial position to each other, it becomes easier to grasp the tissue structure and the blood vessel structure.

【0034】なおさらに、図14は、第2の動作シーケ
ンスによりフレームAとフレームBの画像を得て、これ
を重畳して表示器30に表示したものである。すなわ
ち、フレームA、フレームB共に、図8で説明したRSI
法による走査を行う。そして、フレームAのエコー信号
については、レート信号演算回路23から得られる第1
の信号A1と第2の信号A2との差分信号ASと、差分
をとらない第2の信号A2(または、第1の信号A1で
もよい)とを、それぞれ三次元演算回路27まで送り、
各々差分信号SAと第2の信号A2との三次元画像を生
成する。よって、第2の信号A2による三次元画像は、
図14(a)に示すようなパフュージョンを含む組織エ
コー像となり、差分信号SAによる三次元画像は、図1
4(b)に示すような造影剤からのパフュージョンエコ
ー像のみとなる。一方、フレームBのエコー信号につい
ては、レート信号演算回路23から得られる第1の信号
B1と第2の信号B2との差分信号BSのみを、三次元
演算回路27へ送り、その三次元画像を生成する。従っ
て、この三次元画像は、図14(c)に示すような血管
血流のみが映像化されたものとなる。その結果、図14
(a)、(b)、(c)に示すような3種類の異なった
画像が得られ、これらを互いに空間的な位置を合わせて
重畳して、表示器30に表示する。よって、図14
(d)に示すように、パフュージョンと血管血流との融
合した三次元画像が得られる。この場合、例えば図14
(a)の画像成分をグレースケール表示として、これに
図14(b)の画像成分を青系の輝度スケールで重畳
し、さらに、図14(c)の画像成分を赤系の輝度スケ
ールで重畳して表示すれば、それぞれの識別が容易とな
る。
FIG. 14 shows an image obtained by obtaining images of frames A and B by the second operation sequence, and superimposing the images on the display 30. That is, the RSI described in FIG.
Scan by the method. Then, for the echo signal of frame A, the first signal obtained from the rate signal arithmetic circuit 23
A signal A1 and a difference signal AS between the second signal A2 and a second signal A2 (or a first signal A1) that does not take a difference are sent to the three-dimensional operation circuit 27, respectively.
A three-dimensional image of each of the difference signal SA and the second signal A2 is generated. Therefore, the three-dimensional image based on the second signal A2 is
A tissue echo image including perfusion as shown in FIG. 14A is obtained.
Only the perfusion echo image from the contrast agent as shown in FIG. On the other hand, as for the echo signal of the frame B, only the difference signal BS between the first signal B1 and the second signal B2 obtained from the rate signal calculation circuit 23 is sent to the three-dimensional calculation circuit 27, and the three-dimensional image is obtained. Generate. Therefore, in this three-dimensional image, only the blood vessel blood flow as shown in FIG. 14C is visualized. As a result, FIG.
(A), (b), and (c), three different types of images are obtained. These images are superimposed on each other with their spatial positions adjusted and displayed on the display 30. Therefore, FIG.
As shown in (d), a three-dimensional image in which perfusion and vascular blood flow are fused is obtained. In this case, for example, FIG.
The image component of FIG. 14A is displayed in gray scale, and the image component of FIG. 14B is superimposed on the gray scale, and the image component of FIG. 14C is superimposed on the red scale. If they are displayed, they can be easily identified.

【0035】以上、図1に示した本発明に係る超音波診
断装置の第1の実施の形態における第1、第2の動作シ
ーケンスと、これらの動作シーケンスにおける画像の表
示モードの種々の形態について説明してきたが、必ずし
も説明した事項だけに限られるものではない。例えば、
上記動作シーケンスを心電図に同期させることにより、
三次元データを取り込むことも可能である。すなわち、
心臓のように拍動によって形状が大きく変化する臓器に
対しては、心電計14からの心電信号を心拍検出ユニッ
ト32を介して送信ユニット21へ供給することによ
り、図15(a)に示す心電波形に同期したある時相の
トリガに対して、図15(b)に示すようにフレームレ
ートTA−Bによって、A、B2フレーム分の超音波の
送受信を行ない、同一時相の画像データを走査面を変え
ながら複数取得すればよい。このとき、拍動の周期が間
歇時間TB−Aにほぼ相当する。そして、収集した画像
データは、既に述べたプロセスと同様に処理すればよ
い。
As described above, the first and second operation sequences in the first embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention shown in FIG. 1 and various modes of the image display mode in these operation sequences. Although described, it is not necessarily limited to the described items. For example,
By synchronizing the above operation sequence with the ECG,
It is also possible to capture three-dimensional data. That is,
By supplying an electrocardiographic signal from the electrocardiograph 14 to the transmitting unit 21 via the heartbeat detecting unit 32 for an organ whose shape changes greatly due to pulsation such as the heart, as shown in FIG. for each trigger Arutoki phase synchronized with the electrocardiogram waveform shown by the frame rate T a-B as shown in FIG. 15 (b), performs transmission and reception of ultrasonic waves a, B2 frames, the same time phase What is necessary is just to acquire a plurality of image data while changing the scanning plane. At this time, the cycle of the pulsation substantially corresponds to the intermittent time TB -A . Then, the collected image data may be processed in the same manner as the process described above.

【0036】なお、これまでの説明では、間歇時間T
B−Aを置いてフレームレートTA− でA、B2フレ
ーム分の送受信を行うものとしたが、2フレーム分以上
の送受信を行ってもよい。すなわち、本発明においてボ
リュームデータを2つ取得することの最大の目的は、パ
フュージョンが優位に描出できる画像と血管血流が優位
に描出できる画像とを映像化することであるから、後者
の画像を得る場合には、組織に充満した造影剤(微小気
泡)を超音波の照射によってトータルに消失させる必要
があるためである。よって、例えば4フレーム分の超音
波を照射して、2フレーム目と3フレーム目の超音波の
照射は造影剤を消失させることを目的に行い、最後の4
フレーム目をフレームBに相当するデータとして取得す
れば、これは血管血流を優位に描出できる画像となる。
勿論、最初の1フレーム目はフレームAに相当するデー
タとして取得され、これはパフュージョンを優位に描出
できる画像である。さらに、第2の動作シーケンスとし
て説明した本発明を適用したRSI法は、血管血流をカラ
ー表示するカラードプラ法でも代替可能である。しか
し、カラードプラ法は、1走査線当たり10データ以上
の送信を必要とするため、フレームレーが低下してしま
うという問題があるので、RSI法により血管血流を描出
するのが有効である。以上述べた本発明の第1の実施の
形態によれば、主に組織とパフュージョンの情報を含む
三次元画像と、主に組織と血管血流の情報を含む三次元
画像とを、それぞれほぼ同時に取得して表示することが
できるので、従来よりも情報量の高い臓器の血流の様子
などを三次元画像として観察することができる。
In the above description, the intermittent time T
Although transmission and reception for two frames A and B are performed at the frame rate T AB with B- A, transmission and reception for two or more frames may be performed. That is, the main purpose of acquiring two volume data in the present invention is to visualize an image in which perfusion can be predominantly rendered and an image in which vascular blood flow can be predominantly rendered. This is because it is necessary to completely eliminate the contrast agent (microbubbles) filling the tissue by irradiation of ultrasonic waves. Therefore, for example, irradiation of ultrasonic waves for four frames is performed, and irradiation of ultrasonic waves for the second and third frames is performed for the purpose of eliminating the contrast agent.
If the frame is acquired as data corresponding to frame B, this becomes an image that can predominantly depict the vascular blood flow.
Of course, the first frame is acquired as data corresponding to frame A, and this is an image that can render perfusion superiorly. Further, the RSI method to which the present invention described as the second operation sequence is applied can be replaced with a color Doppler method for displaying the blood flow in color. However, since the color Doppler method requires transmission of 10 data or more per scanning line, there is a problem that the frame rate is reduced. Therefore, it is effective to draw a blood vessel blood flow by the RSI method. According to the first embodiment of the present invention described above, a three-dimensional image mainly containing information on tissue and perfusion and a three-dimensional image mainly containing information on tissue and vascular blood flow are approximately Since they can be acquired and displayed at the same time, it is possible to observe the state of blood flow in an organ with a higher information amount than before as a three-dimensional image.

【0037】次に、本発明に係る超音波診断装置の第2
の実施の形態について、図16ないし図18を参照して
説明する。図16は、本発明に係る超音波診断装置の第
2の実施の形態を示した系統図であり、図1に示した第
1の実施の形態の系統図に対して、位置検出器41、座
標メモリ42、距離演算回路43が付加されており、そ
の他の構成は図1と同様である。よって、図16におい
て、図1と同一部分には同一符号を付して示してあるの
で、その部分の説明は省略する。また、図17は、本実
施の形態において、三次元走査を行う場合の一例を説明
するために示したものである。この三次元走査は、図1
7(a)に示すように、超音波プローブ12の走査面を
被検体Pの三次元領域で移動させて、その三次元領域内
の各点からのエコー信号を収集するものである。すなわ
ち、図17(b)に示すように、直交座標系のZ軸を被
検体Pの体軸に並行な軸とし、X軸を被検体Pの体軸に
水平な向きに直交する横方向(幅方向)の軸とし、Y軸
を被検体Pの体軸に垂直な向きに直交する前後方向(厚
さ方向)の軸とするとき、超音波プローブ12を被検体
PのX軸を中心とした回転方向α、Y軸を中心とした回
転方向β、およびZ軸を中心とした回転方向γに操作す
ることによって、三次元データの収集が行われる。な
お、この場合の、超音波プローブ12の被検体Pの面上
の位置を基準位置P0とする。
Next, the second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a system diagram showing a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and is different from the system diagram of the first embodiment shown in FIG. A coordinate memory 42 and a distance calculation circuit 43 are added, and other configurations are the same as those in FIG. Therefore, in FIG. 16, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description of those parts will be omitted. FIG. 17 illustrates an example of the case where three-dimensional scanning is performed in the present embodiment. This three-dimensional scan is shown in FIG.
As shown in FIG. 7A, the scanning surface of the ultrasonic probe 12 is moved in a three-dimensional area of the subject P, and echo signals from each point in the three-dimensional area are collected. That is, as shown in FIG. 17B, the Z axis of the orthogonal coordinate system is set as an axis parallel to the body axis of the subject P, and the X axis is a horizontal direction perpendicular to the body axis of the subject P ( When the Y axis is the axis in the front-rear direction (thickness direction) orthogonal to the direction perpendicular to the body axis of the subject P, the ultrasonic probe 12 is centered on the X axis of the subject P. By operating in the rotation direction α, the rotation direction β about the Y axis, and the rotation direction γ about the Z axis, three-dimensional data is collected. In this case, the position of the ultrasonic probe 12 on the surface of the subject P is defined as a reference position P0.

【0038】そこで、位置検出器41は、超音波プロー
ブ12と一体に取付けられた機械的な検出器であった
り、または検出部のみを超音波プローブ12に直接取付
けた例えば磁気センサなどであり、超音波プローブ12
の空間的な位置情報を検出するものである。この位置検
出器41は、超音波プローブ12の基準位置の座標P0
(x0、y0、z0)やその位置における角度θα(X
軸を中心とした回転角度)、角度θβ(Y軸を中心とし
た回転角度)、角度θγ(Z軸を中心とした回転角度)
を検出し、これらの検出信号(位置情報)は、座標メモ
リ42へ供給され、記憶される。座標メモリ42に記憶
されている位置情報は、距離演算回路43によって読み
出され、超音波プローブ12を移動させながら取り込ま
れた複数の断層像相互間の距離を求め、位置情報ととも
にイメージメモリ回路26に記録されている画像のデー
タに付加するように、同回路26に書き込まれる。な
お、順次収集されイメージメモリ回路26に記録された
断層像のデータは、三次元演算回路27へ送られ、それ
ぞれに対応する位置情報および走査線の振り角に基づい
て三次元空間に配置され、実空間に応じたボリュームデ
ータを構築する。そして、再構築された三次元画像は、
鳥瞰図あるいは透視図などの二次元座標へ投射され、デ
ータ合成器29を経て必要なパラメータ値や心電波形な
どと重畳されて、表示器30に表示される。
Therefore, the position detector 41 is a mechanical detector integrally attached to the ultrasonic probe 12, or a magnetic sensor or the like in which only the detection section is directly attached to the ultrasonic probe 12, for example. Ultrasonic probe 12
Is to detect spatial position information. This position detector 41 is provided with a coordinate P0 of the reference position of the ultrasonic probe 12.
(X0, y0, z0) and the angle θα (X
Rotation angle about the axis), angle θβ (rotation angle about the Y axis), angle θγ (rotation angle about the Z axis)
, And these detection signals (position information) are supplied to the coordinate memory 42 and stored. The position information stored in the coordinate memory 42 is read out by the distance calculation circuit 43, and the distance between the plurality of tomographic images captured while moving the ultrasonic probe 12 is obtained. Is written to the circuit 26 so as to be added to the data of the image recorded in the. The data of the tomographic images sequentially collected and recorded in the image memory circuit 26 are sent to the three-dimensional operation circuit 27, and are arranged in the three-dimensional space based on the corresponding position information and the swing angle of the scanning line. Construct volume data according to the real space. And the reconstructed 3D image is
The data is projected onto two-dimensional coordinates such as a bird's-eye view or a perspective view, and is superimposed on necessary parameter values, electrocardiographic waveforms, and the like via the data synthesizer 29 and displayed on the display 30.

【0039】ここで、上記の距離演算回路43の動作
を、図18を参照して詳細に説明する。なお図18は、
超音波プローブ12を断層面に垂直な方向(矢印12b
方向)へ平行に移動させながら、複数の断層面S1、S
2、・・・、Si−1、Siにおいて断層像を取得してい
る場合の、断層面に垂直な方向から見た概念図である。
そして、断層面S1とS2との間の距離はd2で示し、
以下順次、断層面Si−2とSi−1との間の距離をd
i−1、断層面Si−1とSiとの間の距離をdiで示
している。この図からも明らかなように、オペレータが
超音波プローブ12を手で移動させる場合には、均一な
速度で動かしていると思っても、各断層面間の距離は多
少ばらつくことが容易に推測される。これら断層面の位
置情報は位置検出器41で検出され、位置検出器41か
らの位置情報は、座標メモリ42を介して距離演算回路
43へ送られる。この際、位置情報をリアルタイムで監
視し、前回の断層面Siと現在の超音波プローブ12の
位置によって予想される断層面Si+1(このとき、超
音波はまだ照射していない)との距離di+1を計算す
る。そして、計算して得た距離di+1を予め定めたし
きい値Dと比較し、距離di+1がしきい値Dよりも大
きい(di+1>D)と判断された場合に、距離演算回
路43からコントローラ31へそれを知らせる信号を送
る。よって、コントローラ31はこのタイミングで送信
ユニット21のレートパルス発生器21aへ信号を送
り、その結果、超音波プローブ12から被検体Pへ超音
波が照射される。
Here, the operation of the distance calculation circuit 43 will be described in detail with reference to FIG. FIG.
Position the ultrasonic probe 12 in the direction perpendicular to the tomographic plane (arrow 12b).
Direction) while moving in parallel to the plurality of tomographic planes S1, S
FIG. 4 is a conceptual diagram viewed from a direction perpendicular to a tomographic plane when a tomographic image is obtained at 2,..., Si-1, and Si.
The distance between the tomographic planes S1 and S2 is indicated by d2,
Hereinafter, the distance between the tomographic planes Si-2 and Si-1 is sequentially referred to as d.
i-1 and the distance between the tomographic plane Si-1 and Si are indicated by di. As is clear from this figure, when the operator moves the ultrasonic probe 12 by hand, it is easily assumed that the distance between the respective tomographic planes slightly varies even if the operator thinks that the ultrasonic probe 12 is moving at a uniform speed. Is done. The position information of these tomographic planes is detected by the position detector 41, and the position information from the position detector 41 is sent to the distance calculation circuit 43 via the coordinate memory 42. At this time, the position information is monitored in real time, and the distance di + 1 between the previous tomographic plane Si + 1 and the tomographic plane Si + 1 predicted by the current position of the ultrasonic probe 12 (at this time, ultrasonic waves have not been irradiated yet) is determined. calculate. Then, the calculated distance di + 1 is compared with a predetermined threshold value D, and when it is determined that the distance di + 1 is larger than the threshold value D (di + 1> D), the distance calculation circuit 43 sends the controller 31 Send a signal to inform it. Therefore, the controller 31 sends a signal to the rate pulse generator 21a of the transmission unit 21 at this timing, and as a result, the ultrasonic probe 12 irradiates the subject P with ultrasonic waves.

【0040】このような、超音波プローブの空間的な位
置情報を検出する位置検出器を備え、超音波プローブが
所定距離移動する毎に、位置検出器からの位置情報に基
づき超音波走査を実行して三次元データを収集する手法
は、本発明者によって既に特願平11−143454と
して提案されている。そこで、この手法に間歇的な送受
信の動作シーケンスを適用することにより、本発明の第
2の実施の形態を実現している。すなわち、超音波プロ
ーブ12の移動距離di+1が、しきい値Dよりも大き
いと判断されて、超音波が照射される1回のタイミング
で、既に説明した2つのフレーム、すなわち、フレーム
AとフレームBとの分の超音波走査を実行するものとす
る。ここで、フレームAとフレームBとの間の距離(す
なわち、フレームレートR=TA−B=1/20〜1/
40秒程度の間に動く、超音波プローブ12の移動距
離)はdiに比べて極めて短く、この2つのフレーム
は、ほぼ断層面Siに含まれることになる。よって、各
断層面にフレームA、フレームBを分離して表記するこ
とは省略した。また、しきい値Dは、間歇時間TB−A
に相当するものであり、1回の超音波照射によってどの
程度の空間領域の造影剤(微小気泡)が消失するかに依
存し、超音波の送信周波数や送信音圧あるいは超音波プ
ローブが有する音響レンズの焦点によっても変化する。
よって、しきい値Dは、超音波診断装置のシステム仕様
に基づき予め最適値が設定されるが、オペレータによっ
て操作パネル13を介して任意に設定することも可能で
ある。
A position detector for detecting such spatial position information of the ultrasonic probe is provided, and every time the ultrasonic probe moves a predetermined distance, ultrasonic scanning is executed based on the position information from the position detector. A method of collecting three-dimensional data by using the method has already been proposed by the present inventor as Japanese Patent Application No. 11-143454. Therefore, the second embodiment of the present invention is realized by applying an intermittent transmission / reception operation sequence to this method. That is, it is determined that the moving distance di + 1 of the ultrasonic probe 12 is larger than the threshold value D, and the two frames already described, that is, the frame A and the frame B, are provided at one timing of ultrasonic irradiation. It is assumed that ultrasonic scanning corresponding to the above is performed. Here, the distance between the frame A and the frame B (that is, the frame rate R = T A−B = 1 / 20-1 / 1/2)
The moving distance of the ultrasonic probe 12, which moves during about 40 seconds, is extremely shorter than di, and these two frames are almost included in the tomographic plane Si. Therefore, it is omitted to separately describe the frame A and the frame B on each tomographic plane. The threshold D is intermittent time T B-A
The transmission frequency and transmission sound pressure of the ultrasonic wave or the sound of the ultrasonic probe depend on how much the contrast agent (microbubbles) in the spatial region disappears by one ultrasonic irradiation. It also changes depending on the focus of the lens.
Therefore, the threshold value D is set to an optimum value in advance based on the system specifications of the ultrasonic diagnostic apparatus, but can be set arbitrarily by the operator via the operation panel 13.

【0041】なお、受信ユニット22でエコー信号を受
信した以降の信号の処理や三次元画像の形成などは、第
1の実施の形態と同様なので、それらの説明は省略する
が、この場合もフレームAの組によって形成された三次
元画像は、パフュージョンを優位に反映した組織エコー
像であり、フレームBの組によって形成された三次元画
像は、造影剤である微小気泡が消失した後の組織や血管
血流の形態を反映した画像である。そして、形成された
フレームAの組とフレームBの組との2つの三次元画像
は、図10、図11と同様に表示器30に表示される。
以上詳述したように、本発明の第2の実施の形態によれ
ば、必要十分な間隔でエコーデータを収集して、三次元
画像を構築することができる。そして、造影剤としての
微小気泡が充満する領域を選択的に走査することが可能
であり、エコー強度の高い断層像を得るこができる。同
様に、超音波プローブ12の移動速度に拘わらず、全て
の断層像で造影剤によるエコー輝度を均質に取得するこ
とができる。
The processing of the signal after the reception of the echo signal by the receiving unit 22 and the formation of the three-dimensional image are the same as those in the first embodiment, so that the description thereof will be omitted. The three-dimensional image formed by the set A is a tissue echo image that reflects the perfusion dominantly, and the three-dimensional image formed by the set B is a tissue echo image after the microbubbles as the contrast agent disappear. And an image reflecting the form of the blood flow. Then, two formed three-dimensional images of the set of frame A and the set of frame B are displayed on the display 30 in the same manner as in FIGS.
As described in detail above, according to the second embodiment of the present invention, echo data can be collected at necessary and sufficient intervals to construct a three-dimensional image. Then, it is possible to selectively scan an area filled with microbubbles as a contrast agent, and to obtain a tomographic image having a high echo intensity. Similarly, regardless of the moving speed of the ultrasonic probe 12, the echo luminance by the contrast agent can be uniformly acquired in all the tomographic images.

【0042】次に、本発明に係る超音波診断装置の第3
の実施の形態について、図19ないし図21を参照して
説明する。この実施の形態は、超音波プローブ12とし
て、図19に示すように、圧電セラミックスなどの超音
波トランスジューサ12cを、二次元状に配列したもの
を用いたものである。このような超音波トランスジュー
サ12cを二次元状に配列した、いわゆる2Dアレイ超
音波プローブとしては、例えば、一次元アレイと同様の
チャンネル数を二次元的に有する256×256チャン
ネルのものが既に開発されており、この超音波プローブ
を用いることにより、被検体の空間内の任意の断面を走
査することが可能である。本実施の形態では、このよう
な2Dアレイ超音波プローブを用いてもよいが、図19
に示すような、幅方向は一次元アレイと同様のチャンネ
ル数とし、厚み方向(レンズ方向)はそれよりも少ない
チャンネル数とした、いわゆる1.5Dアレイまたは
1.75Dアレイ超音波プローブ(例えば、256×1
6チャンネル)を用いて実現可能としている。なお、
1.5Dアレイ超音波プローブは、任意断面の走査を行
うことはできないが、超音波プローブを固定した状態で
仰角(エレベーション)方向を変えて超音波を走査させ
ることが可能である。よって、仰角方向の異なる断面の
画像を得ることが可能となる。この場合、装置本体11
としての全般的な構成は、図1に示したものと同様であ
るが、動作シーケンスは異なり、図20に示すような従
来方式に相当する単純な連続走査の形式をとる。
Next, the third embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIGS. 19 to 21. FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 19, an ultrasonic probe 12 in which ultrasonic transducers 12c such as piezoelectric ceramics are two-dimensionally arranged is used as the ultrasonic probe 12. As a so-called 2D array ultrasonic probe in which such ultrasonic transducers 12c are two-dimensionally arranged, for example, a 256 × 256 channel having the same number of channels as a one-dimensional array in two dimensions has already been developed. By using this ultrasonic probe, it is possible to scan an arbitrary cross section in the space of the subject. In the present embodiment, such a 2D array ultrasonic probe may be used.
The so-called 1.5D array or 1.75D array ultrasonic probe (for example, the number of channels in the width direction and the number of channels in the thickness direction (lens direction)) is smaller than that in the one-dimensional array as shown in FIG. 256 × 1
(6 channels). In addition,
The 1.5D array ultrasonic probe cannot scan an arbitrary cross section, but can scan ultrasonic waves by changing the elevation direction (elevation direction) with the ultrasonic probe fixed. Therefore, it is possible to obtain images of cross sections having different elevation angles. In this case, the device body 11
The overall configuration is the same as that shown in FIG. 1, but the operation sequence is different, and a simple continuous scanning format corresponding to the conventional system as shown in FIG. 20 is employed.

【0043】すなわち、フレームAの組のデータとフレ
ームBの組のデータとを、交互に所定のフレームレート
で連続して取得することになるが、このとき、図21に
示すように、フレームAとフレームBとでは仰角Θの異
なる方向へ超音波を照射し、各々の方向からのエコー信
号を取得する。図21において、領域P101、P10
2は図7と同様に、被検体組織内の造影剤の状態を表し
ており、領域P101は、既に超音波照射が行われたこ
とによって、造影剤の微小気泡が消失してしまっている
ことを示し、領域P102は、微小気泡が消失していな
い新たな領域を示している。従って、フレームAの組に
ついては、常に微小気泡が新たに存在する領域P102
に超音波が照射され、パフュージョンを優位に反映した
エコー信号が得られる。一方、フレームBの組について
は、常に微小気泡が消失してしまっている領域P101
に超音波が照射されるので、血管血流を優位に反映した
エコー信号が得られる。すなわち、第1の実施の形態と
同様に、パフュージョンを優位に反映した画像と、血管
血流を優位に反映した画像とをほぼ同時に取得すること
が可能となる。よって、フレームAの組とフレームBの
組との2つ三次元画像を、第1の実施の形態として説明
したのと同様にして個別に形成し、図10または図11
に示したように、表示器30に表示する。なお、このと
きのフレームAの組とフレームBの組とでは、それぞれ
断面の空間的な位置が異なるが、三次元画像生成時に仰
角Θを基に補正して、空間的に対応する点を合致させる
ものとする。また、この仰角Θはオペレータによって任
意に変更可能である。このように、第3の実施の形態に
よっても、第1、第2の実施の形態と同様に、パフュー
ジョン優位の画像と、血管血流優位の画像とをほぼ同時
に取得することができる。また、パルスレートを変える
ことなくフレームAの組とフレームBの組の空間的な位
置を離すことができるので、フレームBでは確実に微小
気泡の消失した領域を走査した画像を得ることができ
る。
That is, the data of the set of frame A and the data of the set of frame B are alternately and continuously obtained at a predetermined frame rate. At this time, as shown in FIG. In frame B and frame B, ultrasonic waves are emitted in directions with different elevation angles Θ, and echo signals from each direction are acquired. In FIG. 21, regions P101, P10
2 indicates the state of the contrast agent in the tissue of the subject similarly to FIG. 7, and in the region P101, the microbubbles of the contrast agent have disappeared due to the ultrasonic irradiation already performed. And a region P102 indicates a new region in which the microbubbles have not disappeared. Therefore, for the set of frame A, the area P102 where the microbubbles are always newly present is set.
Is irradiated with an ultrasonic wave, and an echo signal that reflects perfusion dominantly is obtained. On the other hand, in the group of frame B, the region P101 where the microbubbles have always disappeared.
Is irradiated with an ultrasonic wave, so that an echo signal that reflects blood vessel blood flow dominantly is obtained. That is, similarly to the first embodiment, it is possible to acquire an image in which perfusion is predominantly reflected and an image in which vascular blood flow is predominantly reflected almost simultaneously. Therefore, two three-dimensional images of the set of the frame A and the set of the frame B are individually formed in the same manner as described in the first embodiment, and FIG.
Is displayed on the display 30 as shown in FIG. Although the spatial position of the cross section is different between the set of frame A and the set of frame B at this time, when the three-dimensional image is generated, correction is performed based on the elevation angle を, and the spatially corresponding points match. Shall be allowed. The elevation angle Θ can be arbitrarily changed by the operator. As described above, according to the third embodiment, similarly to the first and second embodiments, it is possible to acquire a perfusion superior image and a vascular blood flow superior image almost simultaneously. In addition, since the spatial positions of the set of frame A and the set of frame B can be separated without changing the pulse rate, it is possible to reliably obtain an image in frame B by scanning the area where the microbubbles have disappeared.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、主にパフュージョンの情報を含む三次元画像と、
主に血管血流の情報を含む三次元画像とを、それぞれほ
ぼ同時に取得して表示することができるので、従来より
も情報量の高い臓器の血流の様子などを三次元画像とし
て観察することができ、より高度な診断に寄与する超音
波診断装置が提供される。
As described above in detail, according to the present invention, a three-dimensional image mainly including perfusion information,
Since three-dimensional images containing mainly blood vessel blood flow information can be acquired and displayed almost at the same time, it is necessary to observe the state of blood flow in organs with a higher amount of information than before as a three-dimensional image. And an ultrasonic diagnostic apparatus that contributes to more advanced diagnosis is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る超音波診断装置の第1の実施の形
態を示した系統図である。
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図2】図1における送信ユニットの概要を示した系統
図である。
FIG. 2 is a system diagram showing an outline of a transmission unit in FIG. 1;

【図3】図1における受信ユニットの概要を示した系統
図である。
FIG. 3 is a system diagram showing an outline of a receiving unit in FIG. 1;

【図4】図1におけるレシーバユニットの概要を示した
系統図である。
FIG. 4 is a system diagram showing an outline of a receiver unit in FIG. 1;

【図5】図1におけるドプラユニットの概要を示した系
統図である。
FIG. 5 is a system diagram showing an outline of the Doppler unit in FIG. 1;

【図6】画像取得のための送受信タイミングを、従来と
本発明とを比較して説明するために示したタイミングチ
ャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the transmission / reception timing for acquiring an image by comparing the transmission timing with the present invention.

【図7】本発明において取得される2つの画像の特徴を
説明するために示した説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining features of two images acquired in the present invention.

【図8】レート・サブトラクション・イメージング法の
動作シーケンスを説明するために示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram shown to explain an operation sequence of the rate subtraction imaging method.

【図9】図1におけるレート信号演算回路の概要を示し
た系統図である。
FIG. 9 is a system diagram showing an outline of a rate signal operation circuit in FIG. 1;

【図10】本発明によって得られた三次元画像の第1の
表示形態を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a first display mode of a three-dimensional image obtained by the present invention.

【図11】本発明によって得られた三次元画像の第2の
表示形態を示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing a second display mode of a three-dimensional image obtained by the present invention.

【図12】本発明によって得られた三次元画像の第3の
表示形態を示した図である。
FIG. 12 is a diagram showing a third display mode of a three-dimensional image obtained by the present invention.

【図13】本発明によって得られた三次元画像の第4の
表示形態を示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing a fourth display mode of a three-dimensional image obtained by the present invention.

【図14】本発明によって得られた三次元画像の第5の
表示形態を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a fifth display mode of a three-dimensional image obtained by the present invention.

【図15】本発明を心電図に同期させて実施する形態を
説明した説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating an embodiment in which the present invention is performed in synchronization with an electrocardiogram.

【図16】本発明に係る超音波診断装置の第2の実施の
形態を示した系統図である。
FIG. 16 is a system diagram showing a second embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図17】本発明の第2の実施の形態における三次元走
査の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of three-dimensional scanning according to the second embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第2の実施の形態における距離演算
回路の動作説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of an operation of the distance calculation circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図19】超音波トランスジューサを二次元状に配列し
た超音波プローブの説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of an ultrasonic probe in which ultrasonic transducers are two-dimensionally arranged.

【図20】本発明の第3の実施の形態における走査形式
の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a scanning format according to the third embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第3の実施の形態において取得され
る2つの画像の特徴を説明するために示した説明図であ
る。
FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining features of two images acquired in the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 装置本体 12 超音波プローブ 13 操作パネル 21 送信ユニット 22 受信ユニット 23 レート信号演算回路 24 レシーバユニット 25 BモードDSC部 26 イメージメモリ回路 27 三次元演算回路 28 ドプラユニット 29 データ合成器 30 表示器 31 コントローラ TA−B フレームレート TB−A 間歇時間(停止時間)Reference Signs List 11 apparatus main body 12 ultrasonic probe 13 operation panel 21 transmission unit 22 reception unit 23 rate signal operation circuit 24 receiver unit 25 B-mode DSC unit 26 image memory circuit 27 three-dimensional operation circuit 28 Doppler unit 29 data synthesizer 30 display 31 controller TA -B frame rate TB -A intermittent time (stop time)

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微小気泡を主成分とする超音波造影剤を
投与した被検体に対して、超音波ビームで三次元走査す
ることにより、当該走査領域の三次元画像を得てその画
像を表示する超音波診断装置において、 所定の停止時間をおいてこの停止時間よりも短い所定の
フレームレートにより、連続する少なくとも2フレーム
分の超音波ビームを繰り返し照射して前記被検体からの
エコー信号を収集する送受信手段と、 前記連続するフレームの内の第1のフレームのエコー信
号の集合と第2のフレームのエコー信号の集合とから、
各々独立した三次元画像を形成する三次元画像処理手段
と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
An object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered is three-dimensionally scanned with an ultrasonic beam to obtain a three-dimensional image of the scanning area and display the image. An ultrasonic diagnostic apparatus that repeatedly emits an ultrasonic beam for at least two consecutive frames at a predetermined frame rate shorter than the stop time after a predetermined stop time to collect echo signals from the subject. A set of echo signals of a first frame and a set of echo signals of a second frame in the continuous frames,
An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: three-dimensional image processing means for forming independent three-dimensional images.
【請求項2】 微小気泡を主成分とする超音波造影剤を
投与した被検体に対して、超音波ビームで三次元走査す
ることにより、当該走査領域の三次元画像を得てその画
像を表示する超音波診断装置において、 同一走査線に対して超音波ビームの照射を少なくとも2
回繰り返しながら走査線を順次切換えて1フレーム分の
エコー信号を収集するとともに、所定の停止時間をおい
てこの停止時間よりも短い所定のフレームレートによ
り、連続する少なくとも2フレーム分の超音波ビームを
繰り返し照射して前記被検体からのエコー信号を収集す
る送受信手段と、 この送受信手段により収集される前記同一走査線に関す
る2つのエコー信号同士を差分演算して差分信号を得る
差分演算手段と、 前記連続するフレームの内の第1のフレームの前記差分
演算手段により得られた差分信号の集合と第2のフレー
ムの前記差分演算手段により得られた差分信号の集合と
から、各々独立した三次元画像を形成する三次元画像処
理手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装
置。
2. A three-dimensional scan with an ultrasonic beam is performed on an object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered to obtain a three-dimensional image of the scan area and display the image. Irradiating the same scanning line with at least two ultrasonic beams.
The scan lines are sequentially switched while repeating the above, to collect echo signals for one frame, and at a predetermined stop time, at a predetermined frame rate shorter than the stop time, an ultrasonic beam for at least two consecutive frames is formed. Transmitting / receiving means for repeatedly irradiating and collecting echo signals from the subject; difference calculating means for obtaining a difference signal by calculating a difference between two echo signals related to the same scanning line collected by the transmitting / receiving means; Independent three-dimensional images are obtained from a set of difference signals obtained by the difference calculation means of a first frame of a continuous frame and a set of difference signals obtained by the difference calculation means of a second frame. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a three-dimensional image processing unit that forms the image.
【請求項3】 微小気泡を主成分とする超音波造影剤を
投与した被検体に対して、超音波プローブを介して超音
波ビームで三次元走査することにより、当該走査領域の
三次元画像を得てその画像を表示する超音波診断装置に
おいて、 前記超音波プローブの空間的位置情報を検出する位置情
報検出手段と、 この位置情報検出手段によって検出された前記超音波プ
ローブの移動距離が、所定のしきい値を越えたときに、
所定のフレームレートにより、連続する少なくとも2フ
レーム分の超音波ビームを繰り返し照射して前記被検体
からのエコー信号を収集する送受信手段と、 前記連続するフレームの内の第1のフレームのエコー信
号の集合と第2のフレームのエコー信号の集合とから、
各々独立した三次元画像を形成する三次元画像処理手段
と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
3. A three-dimensional scan of an object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered by an ultrasonic beam through an ultrasonic probe to form a three-dimensional image of the scan area. An ultrasonic diagnostic apparatus that obtains and displays the image; a position information detecting unit that detects spatial position information of the ultrasonic probe; and a moving distance of the ultrasonic probe detected by the position information detecting unit is a predetermined distance. When the threshold is exceeded,
Transmitting / receiving means for repeatedly irradiating an ultrasonic beam for at least two consecutive frames at a predetermined frame rate to collect echo signals from the subject; and transmitting and receiving echo signals of a first frame of the consecutive frames. From the set and the set of echo signals of the second frame,
An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: three-dimensional image processing means for forming independent three-dimensional images.
【請求項4】 微小気泡を主成分とする超音波造影剤を
投与した被検体に対して、二次元配列した超音波トラン
スジューサを有する超音波プローブを介して超音波ビー
ムで走査することにより、当該走査領域の三次元画像を
得てその画像を表示する超音波診断装置において、 所定のフレームレートにより、仰角の異なる少なくとも
2フレーム分の超音波ビームを繰り返し照射して前記被
検体からのエコー信号を収集する送受信手段と、 前記仰角の異なる第1のフレームのエコー信号の集合と
第2のフレームのエコー信号の集合とから、各々独立し
た三次元画像を形成する三次元画像処理手段と、を具備
することを特徴とする超音波診断装置。
4. An object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles as a main component is administered is scanned with an ultrasonic beam through an ultrasonic probe having an ultrasonic transducer arranged in a two-dimensional manner. In an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a three-dimensional image of a scanning region and displays the image, an echo signal from the subject is repeatedly irradiated with an ultrasonic beam for at least two frames having different elevation angles at a predetermined frame rate. Transmitting / receiving means for collecting; and three-dimensional image processing means for forming independent three-dimensional images from a set of echo signals of the first frame and a set of echo signals of the second frame having different elevation angles. An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising:
【請求項5】 前記送受信手段による少なくとも2フレ
ーム分のエコー信号の収集を、被検体の心電図の所望時
相に同期して行うことを特徴とする請求項1ないし請求
項4のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein acquisition of echo signals for at least two frames by said transmission / reception means is performed in synchronization with a desired time phase of an electrocardiogram of the subject. An ultrasonic diagnostic apparatus according to item 1.
【請求項6】 前記第1のフレームと第2のフレームと
の信号を、それぞれ異なる映像モードの信号として収集
することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれ
か1項に記載の超音波診断装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein signals of the first frame and the second frame are collected as signals of different video modes. Ultrasound diagnostic device.
【請求項7】 前記異なる映像モードは、Bモードとカ
ラードプラモードであることを特徴とする請求項6に記
載の超音波診断装置。
7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the different video modes are a B mode and a color Doppler mode.
【請求項8】 前記第1のフレームのエコー信号の集合
と第2のフレームのエコー信号の集合とから、前記三次
元画像処理手段によって形成された各々独立した三次元
画像を、互いに空間的な位置を合わせて並列配置して表
示することを特徴とする請求項1ないし請求項7のいず
れか1項に記載の超音波診断装置。
8. From the set of echo signals of the first frame and the set of echo signals of the second frame, each independent three-dimensional image formed by the three-dimensional image processing means is spatially separated from each other. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is displayed in a state where the positions are aligned and arranged in parallel.
【請求項9】 前記第1のフレームのエコー信号の集合
と第2のフレームのエコー信号の集合とから、前記三次
元画像処理手段によって形成された各々独立した三次元
画像を、互いに空間的な位置を合わせて重畳して表示す
ることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか
1項に記載の超音波診断装置。
9. An independent three-dimensional image formed by the three-dimensional image processing means is spatially mutually separated from the set of echo signals of the first frame and the set of echo signals of the second frame. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is displayed in a superimposed state.
【請求項10】 前記第1のフレームのエコー信号の集
合と第2のフレームのエコー信号の集合とから、前記三
次元画像処理手段によって形成された各々独立した三次
元画像は、互いに空間的な位置を合わせてピクセル毎に
差分演算した差分像として表示することを特徴とする請
求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の超音波診
断装置。
10. An independent three-dimensional image formed by the three-dimensional image processing means is spatially separated from the set of echo signals of the first frame and the set of echo signals of the second frame. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus displays a difference image obtained by performing a difference operation for each pixel by adjusting a position.
【請求項11】 前記三次元画像処理手段には、前記第
1のフレームの差分演算をする前のいずれか一方のエコ
ー信号の集合から独立した三次元画像を形成する処理手
段を含み、前記三次元画像処理手段によって形成された
各々独立した三次元画像を、互いに空間的な位置を合わ
せて重畳して表示することを特徴とする請求項2に記載
の超音波診断装置。
11. The three-dimensional image processing means includes processing means for forming a three-dimensional image independent of a set of one of the echo signals before the difference operation of the first frame is performed. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the independent three-dimensional images formed by the original image processing means are superimposed and displayed with their spatial positions aligned.
【請求項12】 微小気泡を主成分とする超音波造影剤
を投与した被検体に対して、超音波ビームで三次元走査
することにより、当該走査領域の三次元画像を得てその
画像を表示する超音波診断装置において、 所定の停止時間をおいてこの停止時間よりも短い所定の
フレームレートにより、連続する2フレーム分の超音波
ビームを照射して前記被検体からのエコー信号を収集す
るとともに、第1のフレームは同一走査線に対して1回
超音波ビームを照射しながら走査線を順次切換え、第2
のフレームは同一走査線に対して超音波ビームの照射を
少なくとも2回繰り返しながら走査線を順次切換える送
受信手段と、 前記第1のフレームのエコー信号の集合は、Bモードの
信号として収集され、前記第2のフレームのエコー信号
の集合は、同一走査線に関する2つのエコー信号同士を
差分演算して得られた差分信号として収集されて、各々
独立した三次元画像を形成する三次元画像処理手段と、
を具備し、この三次元画像処理手段によって形成された
各々独立した三次元画像を、互いに空間的な位置を合わ
せて重畳して表示することを特徴とする超音波診断装
置。
12. A three-dimensional scan of an object to which an ultrasonic contrast agent containing microbubbles is administered by an ultrasonic beam to obtain a three-dimensional image of the scan area and display the image. In the ultrasonic diagnostic apparatus, a predetermined stop time is set at a predetermined frame rate shorter than the stop time to irradiate an ultrasonic beam for two consecutive frames to collect echo signals from the subject. In the first frame, the scanning lines are sequentially switched while irradiating the same scanning line once with the ultrasonic beam.
A frame for transmitting and receiving the ultrasonic beam to the same scanning line at least twice, and sequentially switching the scanning line; and a set of echo signals of the first frame are collected as B-mode signals, A set of echo signals of the second frame is collected as a difference signal obtained by performing a difference operation between two echo signals related to the same scanning line, and a three-dimensional image processing unit that forms independent three-dimensional images is provided. ,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a display unit configured to display the independent three-dimensional images formed by the three-dimensional image processing unit in a manner that the three-dimensional images are spatially aligned with each other and overlap each other;
【請求項13】 前記第1のフレームの信号および/ま
たは前記第2のフレームの信号は、エコー信号の基本波
成分に対する高調波成分を多く含むことを特徴とする請
求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載の超音波
診断装置。
13. The signal according to claim 1, wherein the signal of the first frame and / or the signal of the second frame contain a large number of harmonic components with respect to a fundamental component of the echo signal. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
【請求項14】 前記三次元画像処理手段によって、前
記第1のフレームのエコー信号の集合から形成された三
次元画像を、所望の断面で切断したインターリーブ像と
したことを特徴とする請求項1ないし請求項13のいず
れか1項に記載の超音波診断装置。
14. A three-dimensional image formed from a set of echo signals of the first frame by the three-dimensional image processing means as an interleaved image cut at a desired cross section. An ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 13 to 13.
【請求項15】 前記三次元画像処理手段によって形成
された各々独立した三次元画像の少なくとも一方をカラ
ー表示することを特徴とする請求項1ないし請求項14
のいずれか1項に記載の超音波診断装置。
15. The apparatus according to claim 1, wherein at least one of the independent three-dimensional images formed by said three-dimensional image processing means is displayed in color.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the above.
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