JP2002191599A

JP2002191599A - 超音波診断装置

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Publication number: JP2002191599A
Application number: JP2000395721A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Kamiyama; 直久神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-09
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP4768914B2; CN1482884A; EP1354555A1; KR20030059333A; US20040010194A1; US6991606B2; WO2002051317A1; CN100366225C; KR100790083B1; EP1354555A4; EP1354555B1

Abstract

(57)【要約】【課題】送信条件を変化させることでバブル消失の程
度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、そ
れよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるい
は定量化することが可能な超音波診断装置を提供するこ
と。【解決手段】間歇送信における一フレーム毎の送信に
おいて、機械的作用を段階的に増大させた超音波送信を
行うことで、サイズの異なる造影剤バブル毎に段階的な
崩壊を発生させる。それぞれの段階での崩壊をエコー源
とした超音波画像生成を行うことで、例えば、赤血球よ
りも小さな物質の動態を反映した情報、捕食細胞の分
布、新たな診断情報等の新たな生態情報を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、造影エコー診断に
対応可能な超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波画像診断装置は、超音波を使用し
た無侵襲検査法により組織の断層像を表示するものであ
る。この超音波画像診断装置は、臨床の場においても実
用性が高く、例えば、超音波プローブを体表から当てる
だけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリ
アルタイム表示で得られること、安全性が高く繰り返し
て検査が行えること、システムの規模がＸ線、ＣＴ、Ｍ
ＲＩなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドヘ
移動して検査すること等を可能にする。また近年、種類
によって様々に異なるが、片手で持ち運ベる程度の大き
さを有する超音波診断装置も開発されている。将来的に
は患者が自分で操作できる超音波診断装置も開発される
可能性がある。

【０００３】ところで、近年、静脈投与型の超音波造影
剤が製品化されたことに伴い、造影エコー法による超音
波診断が普及してきている。この造影エコー法は、例え
ば、心臓および腹部臓器などの検査において、静脈から
超音波造影剤を注入して血流信号を増強し、血流動態の
評価を行うのが目的である。造影剤の多くは微小気泡
（マイクロバブル）が反射源となり、その注入量・濃度
が高ければ造影効果は大きくなる。その一方で、気泡と
いうデリケートな基材の性質上、超音波照射によって気
泡は壊れ、造影効果時間の短縮などが起こることも解っ
ている。

【０００４】一般に、血流とは赤血球のことを指す場合
が多い。理想的には、超音波診断に使用される造影剤
は、この赤血球と同じ動態を示すことが望ましい。しか
し、現実には造影剤は、赤血球とは異なる動態を取りう
ることが分かってきている。

【０００５】例えば、多くの超音波造影剤は、肝臓内実
質に停滞することが知られおり、この停滞した造影剤
は、肝臓類洞内の異物摂取細胞によって捕食されている
と考えられている（もちろん赤血球はこのような捕食は
されない。）。また、体内中の毛細血管には、液体成分
（血漿）が染み出る程度の腔が空いており、細胞に栄養
もしくは酸素などを供給している。この毛細血管の腔
は、赤血球が出ない程度の大きさではあるが、バブルサ
イズによってはこの毛細血管壁の腔から外部ヘ漏れる造
影剤もあると予想される（赤血球の平均直径は約８μ
ｍ，造影剤のバブルは最大で８μｍ程度、最小では０．
５μｍ以下のものが体内を循環していると考えられてい
る。）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、造影剤
が常に血行動態を反映しているかは不明であり、例えば
微少循環中に停滞しているバブルがあれば、バブルの崩
壊をエコー源とする生態情報は、血行動態を反映してい
ないことも考えられる。このような場合、造影剤による
輝度増強が達成されても、真の赤血球の動態を観察する
のは困難となる場合がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたものであり、送信条件を変化させることでバ
ブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤
バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立
に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置
を提供することである。

【０００８】上記目的を達成するため、本発明は以下の
手段を講じた。

【０００９】ずなわち、本発明は、被検体内部の診断対
象を超音波で走査し、超音波断層画像を取得する超音波
診断装置であって、前記被検体の所定の断層面につい
て、前記被検体の血管内の血液中及び血管外の組織液中
並びにリンパ液中のそれぞれに存在する造影剤バブルを
崩壊させるための第１の超音波と、前記第１の超音波に
よって崩壊しなかった、前記被検体の血管内の血液中を
流れる残余の造影剤バブルを崩壊させるための第２の超
音波と、を照射する照射手段を具備することを特徴とす
る超音波診断装置である。

【００１０】この様な構成によれば、送信条件を変化さ
せることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大
きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バ
ブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超
音波診断装置を実現することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に従って
説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及
び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、
重複説明は必要な場合にのみ行う。

【００１２】まず、本実施形態に係る超音波診断装置の
概略構成について説明する。

【００１３】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置
１０の概略構成図を示している。

【００１４】図１に示すように、本超音波診断装置１０
は、被験者との間で超音波信号の送受信を担う超音波プ
ローブ１２と、この超音波プローブを駆動しかつ超音波
プローブの受信信号を処理する装置本体１１と、この装
置本体に接続されかつオペレータからの指示情報を装置
本体に入力可能な入力部１３と、心電波形を計測するＥ
ＣＧ１４とを具備する。入力部１３には、診断装置の制
御や様々な画質条件設定を行うことが可能な、ボタン、
キーボード、トラックボールなどが含まれる。

【００１５】装置本体１１は、超音波送信ユニット２
１、超音波受診ユニット２２、Ｂモード処理回路２３、
ドプラ処理回路２４、画像処理回路２５、イメージメモ
リ回路２６、表示部２８、心拍検出ユニット２９、記憶
媒体３０、ネットワーク回路３１、コントローラ３２を
具備している。

【００１６】超音波送信ユニット２１は、トリガ発生
器、遅延回路およびパルサ回路（図示せず）からなり、
パルス状の超音波を生成してプローブ１２の振動素子に
送ることで収束超音波パルスを生成する。本送信ユニッ
ト２１は、コントローラ３２の指示に従って、送信周波
数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な切り替え機能
を有している。特に送信駆動電圧に関しては、瞬時にそ
の値の切り替えが可能なリニアアンプ型の発信回路を有
するか、あるいは複数の電源ユニットを電気的に切り替
えることによって実現する。

【００１７】また、超音波送信ユニット２１は、コント
ローラ３２の制御に基づき、後述するシーケンス（図４
参照）に従って超音波の間歇送信を行う。ここで、間歇
送信とは、例えば造影剤エコー法において、超音波送信
を一時停止（例えば４秒間）した後に再び超音波送信を
開始することを周期的に繰り返す送信法である。この間
歇送信によれば、係る時間に流入した血液に対応した造
影剤エコー信号を得ることができる。例えば、特願平９
−３２４７７２では、一時停止の時間間隔を変化させる
ことで、血流動態の時間変化を取得する方法が開示され
ている。

【００１８】超音波受信ユニット２２は、プローブ１２
から素子毎に出力される、被検体内の組織で散乱したエ
コー信号を受信する。このエコー信号は、当該超音波受
信ユニット２２において、チャンネル毎にプリアンプで
増幅され、Ａ／Ｄ変換後に受信遅延回路により受信指向
性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、加算器で
加算される。この加算処理は、反射波の受信指向性に応
じた方向からの反射成分を強調するためのものであり、
該処理によって得られた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を形成することがで
きる。

【００１９】Ｂモード処理回路２３は、超音波受信ユニ
ット２２から入力したエコー信号に対し、エコー信号対
数増幅、包絡線検波処理などが施され、信号強度が輝度
の明るさで表現されるデータを生成する。

【００２０】ドプラ処理回路２４は、エコー信号から速
度情報を周波数解析し、解析結果を画像処理回路２５に
送る。

【００２１】画像処理回路２５は、超音波スキャンの走
査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオ
フォーマットの走査線信号列に変換する。また、画像処
理回路２５は、種々の設定パラメータの文字情報や目盛
などと共に合成され、ビデオ信号として表示部２８に出
力する。かくして被検体組織形状を表す断層像が表示さ
れる。

【００２２】また、画像処理回路２５は、取得した複数
の超音波画像情報に基づいて、ＴＩＣ（ＴｉｍｅＩｎ
ｔｅｎｓｉｔｙＣｕｒｖｅ）を生成する。ＴＩＣと
は、関心領域において、造影剤投与後にエコー信号が増
強される過程を追跡し、その輝度の経時変化を表すグラ
フであり、血流の動態評価を行うための定量解析に利用
される。

【００２３】イメージメモリ回路２６は、画像データを
格納する記憶メモリから成る。該イメージメモリ回路２
６に記憶された情報は、例えば診断の後に呼び出し可能
であり、さらに複数枚を使っての動画再生も可能であ
る。

【００２４】心拍検出ユニット２９は、ＥＣＧ１４で得
られた心電図などの生体信号情報をデジタル信号に変換
する。当該生体信号情報に関するデジタル信号は、画像
処理回路２５で診断画像に合成され、表示部２８に表示
されるかあるいはイメージメモリ回路２６が備えるメモ
リに記録される。なお、生体信号情報は、さらに後述の
テクニカルフローの解析に必要な場合は、記憶媒体３０
に保管もしくはネットワーク回路を経由して外部に転送
される。

【００２５】記憶媒体３０は、後述の診断解析プログラ
ムが保管されている。またイメージメモリ回路２６中の
画像の保管などにも使用される。記憶媒体３０のデータ
は、ネットワーク回路３１を経由して外部周辺装置ヘ転
送することも可能となっている。

【００２６】コントローラ３２は、情報処理装置（計算
機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体１１の
動作を制御する制御手段である。本コントローラ３２
は、特に送信ユニットの周波数、駆動電圧などの送信条
件を随時変更し、その条件によって得られた診断画像に
前記送信条件の情報を付加して画像情報に付加するか、
あるいは記憶媒体に記憶される。また本発明の特徴的な
送信シーケンスを行うためのプログラム機能を有してい
る。

【００２７】次に、本発明に係る超音波診断装置の動作
を説明する前に、前提となる理論考察について説明す
る。

【００２８】まず、造影剤として使用されるマイクロバ
ブルの一般的性質を述べる。マイクロバブル（以下単に
バブルと呼ぶ）は、超音波音圧の機械的作用により崩壊
することができる。その閾値は、周波数あるいは音圧の
関数となることが理論的に求められている（例えば、Ｈ
ｏｌｌａｎｄＡＫ，ＡｐｆｅｌＲＥ，Ａｎｉｍｐ
ｒｏｖｅｄｔｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｅｐｒｅｄ
ｉｃｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃａｖｉｔａｔｉｏｎ
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓＵｌｔ
ｒａｓｏｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃＦｒｅｑＣｏｎｔ
ｒ１９８９；３６，Ｎｏ．２，２０４−２０８．）。

【００２９】図２は前記論文の理論式から計算した、バ
ブルの初期直径と、各初期直径のバブルを崩壊させるた
めの音圧の閾値の関係を示すグラフである。このグラフ
より、照射音圧が高いほどバブルは崩壊しやすく、また
照射周波数が低いほど崩壊しやすいことがわかる。ま
た、崩壊に必要な音圧レベルは、バブルのサイズによっ
ても変化し、より大きなバブルを崩壊させるには、照射
音圧も大きくすることが必要であることがわかる。

【００３０】次に、生体内における造影剤バブルの動態
について述べる。市販の造影剤バブルの平均径、単位体
積当たりに含まれる個数等は、製品の種類によって異な
る。通常バブルの直径は、おおよそ平均２〜４μｍであ
り、赤血球より少し小さなサイズとなっている。従っ
て、造影剤バブルは、毛細血管を容易に通過することが
できる。

【００３１】しかし、バブルの性質上、全てのバブルの
直径が２〜４μｍとなっているわけではなく、一部のバ
ブルは、上記範囲外の直径を有する。この２〜４μｍ以
外の径を持つバブル、例えば、１μｍ程度のバブルは、
その大きさを維持している限り、非常に小さいエコー源
として機能する。その一方で、１μｍ程度のバブルは、
図２の通り音圧に対して非常に壊れやすく、特に引圧に
よって膨張し、大きなエコー源となる性質を有する。ま
た、例えば６μｍ程度のバブルは、含まれる個数の割合
が低いものの、１個あたりの反射エコーは元来大きいた
め、大きなエコー源として機能する。

【００３２】従って、直径が６μｍ程度のバブルは、赤
血球と同様に振る舞い、毛細血管壁から漏れずに体内を
循環する可能性があると考えられる。一方、直径が１μ
ｍ程度のバブルは、毛細血管壁から漏れ細胞膜間の腔ま
で湿潤してゆく可能性があると考えられる。特に後者
は、次に述べる事実によって裏付けられる。

【００３３】肝臓の類洞には１μｍ程度のディッセ腔と
呼ばれる間隙が多数存在する。栄養や酸素分子レベルの
物質は、このディッセ腔に容易に流入する。従って、１
μｍ程度のバブルが、上述の如く毛細血管壁から漏れ細
胞膜間の腔まで湿潤してゆくものであれば、当該１μｍ
程度のバブルはこの腔にも流入することが考えられる。
事実、造影剤投与後から超音波スキャンを停止し、約５
分後に照射を開始すると、肝臓には毛細血管血流以上の
大きなエコーが観察されることがわかっている。この事
実は、赤血球より小さな循環系にもバブルが流入してい
ることを示唆している。

【００３４】以上の内容から、超音波診断において次の
ことが推察される。すなわち、例えば関心領域に造影剤
が十分充満した状態では、赤血球レベルの血流循環系に
は、大きなサイズも含んだ広いサイズ分布を持ったバブ
ル群が存在し、一方、赤血球より小さな血流（血漿）循
環系では、例えば１μｍ以下のサイズに限定されたバブ
ル群が存在すると思われる。

【００３５】図３（ａ）は、バブルのサイズによって流
入できる循環系が異なることを説明するための模式図で
ある。

【００３６】図３（ａ）に示すように、２〜４μｍ程度
のサイズを有するバブル５２、５３、及び１μｍ程度の
サイズを有するバブル５４は、赤血球レベルの循環系５
０（例えば、血管等）に流入し、例えば赤血球とともに
循環する。また、血漿等が循環する循環系５１では、バ
ブル５２、５３は血管壁を通り抜けることができず、従
って、１μｍ程度のサイズのバブル５４によって満たさ
れることになる。

【００３７】本発明の重要な点は、生体内における造影
剤バブルの動態がサイズによって異なることに着目し、
赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルに基づく第１の
生体情報と、赤血球よりも小さい造影剤バブル（例えば
１μｍ以下のバブル）に基づく第２の生体情報と、を独
立に画像化或いは定量化することにある。この第１の生
体情報と第２の生体情報とを適切に取得するために、本
実施形態に係る超音波診断装置は、後述する送信条件を
講じて超音波送信を行うことで、バブルを消滅させるタ
イミングをサイズに応じて制御している。

【００３８】図３（ｂ）、（ｃ）は、第１の生体情報
と、第２の生体情報との取得する原理を説明するための
模式図である。

【００３９】バブルが充満した関心領域内（例えば、図
３（ａ）に示した領域内）に、例えば初めに５００ｋパ
スカル程度の音圧によって超音波照射を行えば、１μｍ
程度のバブルを主に崩壊することができ、大きなエコー
（フラッシュエコーとしてのエコー）源を得ることがで
きる。その結果、１μｍ程度のバブルが存在していた、
循環系５０と循環系５１とを合わせた領域（図３（ｂ）
の点で示した領域）からの生態情報を得ることができ
る。また、明らかではないが、この生態情報は、赤血球
レベル以下の循環からのエコー信号にも基づくから、間
隙の大きさ、摂取細胞の機能、代謝機能など、新たな診
断情報を提供できる可能性もある。

【００４０】続いて、例えば１０００ｋパスカルの音圧
レベルで照射すると、前回崩壊せずに残っていたバブル
のうち比較的崩壊しやすいもの（図３（ａ）における２
〜４μｍのバブル５２、５３を含む）を主に崩壊するこ
とができ、大きなエコー（フラッシュエコーとしてのエ
コー）源を得ることができる。その結果、主にバブル５
２、５３が存在していた、赤血球レベルの循環系５０
（図３（ｃ）の点で示した領域）からの生態情報を得る
ことができる。この生態情報は、赤血球の動態を反映し
たものとなり、一般的な血流診断や定量化には有用な情
報となる。

【００４１】次に、造影エコー法による超音波診断にお
いて、本超音波診断装置１０が実現する動作について、
被検体への超音波送信を中心に説明する。

【００４２】図４は、本超音波診断装置１０が実行する
超音波送信シーケンスの一例を説明するための図であ
る。

【００４３】図４において、横軸は時間経過を表してい
る。縦軸は送信によるバブルヘの機械的作用の強度を表
しており、当該縦軸の値が大きいほど、送信周波数は低
くなる（或いは、送信駆動音圧は大きくなるか、これら
の複合となる）。

【００４４】また、図中の各矢印群（図中Ｇ１、Ｇ２、
Ｇ３・・・）は、１フレームの超音波スキャンを表して
おり、各矢印の長さは該当フレームの送信音圧の機械的
作用の強度を反映している（すなわち、長い矢印ほど強
度は強い）。例えば、送信フレームのグループＧ１は、
超音波診断におけるいわゆる連続的送信を表しており、
その間隔ｔ１はフレーム間隔である。

【００４５】なお、逆数１／ｔ１はいわゆるフレームレ
ートに相当する。また、時間間隔ｔ２は、いわゆる間歇
送信間隔を表しており、通常の診断のフレーム間隔より
も比較的大きな時間間隔である。具体的には、バブルが
関心領域に充満する３〜５秒程度、或いはそれ以上であ
ることが望ましい。

【００４６】この図４に示した超音波送信シーケンスで
特徴的な点は、間欧送信によってバブルを臓器の関心領
域に充満させた後に、機械的作用が徐々に増大するよう
な送信を行い、２枚以上のフレームを取得することであ
る。この様に機械的作用を段階的に増大させることで、
赤血球よりも小さい造影剤バブル（例えば１μｍ以下の
バブル）の崩壊と、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バ
ブルの崩壊とを、異なるタイミングで発生させることが
でき、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報
と、赤血球より小さな血流（血漿）循環系からの生体情
報とを分離することが可能となる。

【００４７】なお、本超音波診断装置による超音波送信
は、二種類のバブル（上述の如く赤血球よりも小さい造
影剤バブルと、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブ
ル）を異なるタイミングで崩壊させることを目的として
いる。従って、一フレームの超音波スキャンにおいて最
低限必要な超音波送信回数は２回である。これに対し、
図４では一フレームにおいて４回の超音波送信を行って
いるのは、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルの崩
壊が、４回のうちいずれの超音波照射において発生した
かを、より精密に判断可能とするためである。この様
に、一フレームの超音波スキャンにおいてより多くの超
音波送信を行うことで、赤血球を循環させる血流循環系
からの生体情報と、赤血球より小さな血流（血漿）循環
系からの生体情報とを、より性格に区別することが可能
となる。

【００４８】また、上記シーケンスはＧ２，Ｇ３…と繰
り返される。これは、超音波画像の取得に加えて、赤血
球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球よ
り小さな血流（血漿）循環系からの生体情報とのそれぞ
れの情報から成るＴＩＣを生成するためである。

【００４９】次に図４の送信シーケンスを採用した診断
プロトコルについて、図５に基づいて説明する。

【００５０】図５は、本超音波診断装置１０が実行する
診断プロトコルを説明するためのフローチャートを示し
ている。

【００５１】図５において、まず、操作者は、検査を始
める前の準備として、各パラメータをプログラムして図
４に示したシーケンスを一意的に決定する（ステップＳ
１）。

【００５２】具体的には、送信フレーム枚数Ｎ（すなわ
ち、図４の矢印群Ｇ１，Ｇ２等の数）、各送信に対する
駆動周波数及び駆動音圧（すなわち、送信条件）、フレ
ーム間隔ｔ１，間歇送信間隔ｔ２等の値を入力する。こ
こでは、送信フレーム枚数Ｎ＝６とし、一フレームにお
ける超音波送信は、図４に示した様に機械的作用を４段
階的に増大させて実行される。

【００５３】なお、予め用意された複数のプログラムか
ら、所望のプログラムを対話的に選択することでシーケ
ンスを決定できる構成であってもよい。

【００５４】次に、操作者は、通常のシーケンスによる
被検体のスキャンを開始する（ステップＳ２）。

【００５５】本ステップにおけるスキャンは、一般的に
造影剤の投与前に行われるＢモード、ドプラモード等に
よる観察である。従って、本ステップでは、図４に示し
たシーケンスでなく、通常のシーケンスによるスキャン
が実行される。

【００５６】次に、造影剤を投与し、図４に示したシー
ケンスに基づく超音波送信等を開始する（ステップＳ
３）。

【００５７】なお、開始操作は、入力部１３に具備され
るボタンを押すこと等によって実行される。

【００５８】その後、自動的に図４に示した送信シーケ
ンスに基づくスキャンが実行される（ステップＳ４乃至
ステップＳ６）。すなわち、まず図４のＧ１に対応する
一フレームの超音波送信が実行され、それぞれの超音波
に応じたエコー信号が受信される。受信された各エコー
信号は、所定の処理の後画像情報として、送信条件の情
報と共に画像をイメージメモリあるいは記憶媒体に、機
械的作用の段階毎に記録される。

【００５９】続いて、設定された間歇間隔ｔ２（ｔ２は
各回ごとに可変となるよう設定可能である）を持って、
送信フレーム６枚分の超音波送信が繰り返される（ステ
ップＳ７等）。ステップＳ７において、送信フレームの
合計が６枚と判断された場合には、超音波診断装置１０
は図４に示した送信シーケンスを終了する（ステップＳ
８）。

【００６０】なお、本シーケンスの終了は、操作者が入
力部の終了ボタンを押すことなどによって実行される
が、例えば予め準備されたプログラムに、繰り返し回数
が記録されており、所定の回数を実行した時点で自動的
に終了する構成であってもよい。

【００６１】上記手順に従って記録された画像群は、事
後に呼び出され表示部２８に表示される。この時、表示
部２８には表示画像に対応した送信条件も同時に表示さ
れる。また、記録されたフレーム群を連続的に再生した
り、コマ送り、逆再生、並列表示などが可能である。

【００６２】さらに、本超音波診断装置は、図４に示し
たシーケンスによって得られた複数の超音波画像を、同
一送信条件を有する画像群ごとに再編し表示する機能を
有している。当該画像の再編は、各画像データに付され
た送信条件及び時間情報に基づいて実現される。具体的
には、同一送信条件が付された画像データを抽出し、こ
れらの抽出された画像データを、さらに時間情報に基づ
いて経時的に配列すればよい。

【００６３】図６は、当該画像再編機能を説明するため
の図である。

【００６４】図６上段に示した、各画像フレームにおけ
る各画像「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」（同図上段）
は、同図下段に示すように、送信条件を基準とした画像
群に分類され、さらに時系列的に配列される。こうして
再編された各画像群は、同一の送信条件を有する画像に
よって構成されるから、ほぼ同程度の直径を有する造影
剤バブルに基づく生体情報を反映していると言える。す
なわち、各画像群は、赤血球を循環させる血流循環系か
らの生体情報が支配的な超音波画画像、或いは赤血球よ
り小さな血流（血漿）循環系からの生体情報が支配的な
超音波画像のどちらかによって統一的されている。

【００６５】なお、本超音波診断装置１０では、各画像
群を構成する全ての画像のループ再生、一の画像群を構
成する全ての画像のループ再生、数個の画像群によるル
ープ再生、コマ送り再生等任意の形態にて画像表示する
ことが可能となっている。

【００６６】さらに、本超音波診断装置は、得られた画
像群（例えば、図６下段）に対して適当な部分領域を指
定し、その領域内の輝度ヒストグラムもしくは平均輝度
値を求める機能と、輝度変化曲線（ＴＩＣ）を演算する
機能を有する。

【００６７】図７は、画像群Ａと、画像群Ｂによって得
られた各ＴＩＣの一例を示している。曲線Ａが、画像群
ＡによるＴＩＣであり、曲線Ｂが画像群ＢによるＴＩＣ
である。なお、図７の縦軸は、受信した超音波に関する
信号強度を、横軸は、経過時間（すなわち、間歇送信の
反復に対応した経過時間）を示している。

【００６８】図７において、曲線Ａによって示されるバ
ブルの流れは、赤血球の流れの他に、赤血球より十分小
さな粒子の流れを反映している。曲線Ａは、各フレーム
において比較的低音圧の送信によって得られた画像
「ａ」に基づいているからである。また、曲線Ａは、血
管壁から漏れ出す非常に遅い流れも含んでいるため、い
わゆる血流バフュージョンが飽和状態に達した後も、輝
度上昇は微小に上昇を続けている。

【００６９】一方、曲線Ｂは、血流中の造影剤は数秒間
で飽和に達している。これは、曲線Ｂが、各フレームに
おいて低音圧送信後の大音圧送信によって得られた画像
「ｂ」に基づいており、直接的な赤血球の流れを反映す
るからである。

【００７０】なお、本ＴＩＣでは、例えば上述したスキ
ャンの間歇間隔を大きくすると、バブルが関心領域に充
満するため、より急激に信号強度が上昇することにな
る。

【００７１】また、本超音波診断装置は、さらに付加的
な機能として、得られた複数の曲線に対して加算、減算
などの画像処理が可能となっている。

【００７２】以上述べた構成によれば、一フレームにお
いて機械的作用を段階的に増大させた超音波送信を行う
ので、サイズの異なる造影剤バブル毎に段階的な崩壊を
発生させることができる。造影剤バブルは、そのサイズ
によって流入できる生体領域が異なるから、それぞれの
崩壊をエコー源とした超音波画像生成を行えば、さらに
多くの生態情報、例えば、より詳細な血行動態、赤血球
よりも小さな物質の動態を反映した情報、捕食細胞の分
布情報等を、超音波診断において提供することができ
る。

【００７３】なお、本願発明は上記実施形態に限定され
るものではなく、実施段階ではその趣旨を逸脱しない範
囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形
態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その
場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態
には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数
の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が
抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件
から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しよ
うとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果
の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる
場合には、この構成要件が削除された構成が発明として
抽出され得る。

【００７４】

【発明の効果】以上本発明によれば、送信条件を変化さ
せることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大
きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バ
ブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超
音波診断装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の概
略構成図を示している。

【図２】バブルのサイズと崩壊に必要な引圧の理論的な
関係を示したグラフ。

【図３】サイズの異なるバブルの微視的な存在領域を示
す概念図。

【図４】図４は、本超音波診断装置１０の診断に関する
シーケンスの一例を説明するための図である。

【図５】図５は、本超音波診断装置１０が実行するのス
キャンプロトコルを示してフローチャートである。

【図６】本実施形態の記録画像に対する並べ替え処理を
示す概念図。

【図７】本実施形態の手法を基にして得られる輝度変化
曲線の概念図。

【符号の説明】

１０…超音波診断装置１１…超音波診断装置本体１２…超音波プローブ１３…入力部１３１４…ＥＣＧ２１…超音波送信ユニット２２…超音波受診ユニット２３…Ｂモード処理回路２４…ドプラ処理回路２５…画像処理回路２６…イメージメモリ回路２８…表示部２９心拍検出ユニット３０…記憶媒体３１…ネットワーク回路３２…コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体内部の診断対象を超音波で走査し、
超音波断層画像を取得する超音波診断装置であって、前記被検体の所定の断層面について、前記被検体の血管
内の血液中及び血管外の組織液中並びにリンパ液中のそ
れぞれに存在する造影剤バブルを崩壊させるための第１
の超音波と、前記第１の超音波によって崩壊しなかっ
た、前記被検体の血管内の血液中を流れる残余の造影剤
バブルを崩壊させるための第２の超音波と、を照射する
照射手段を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記照射手段は、前記第１の超音波よりも
高い音圧にて前記第２の超音波を照射することを特徴と
する請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】前記照射手段は、前記第１の超音波よりも
低い周波数にて前記第２の超音波を照射することを特徴
とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】前記照射手段は、前記所定の断層面につい
て前記第１の超音波と前記第２の超音波とを異なるタイ
ミングで照射する一フレーム照射を、前記診断対象に造
影剤粒子を蓄積させるための時間間隔によって間歇照射
することを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいず
れか一項記載の超音波診断装置。
【請求項５】前記間歇送信に基づいて複数の超音波画像
を取得した場合、同一の前記送信条件を有する複数の超
音波画像を同時に表示する表示手段をさらに具備するこ
とを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】前記表示手段は、前記同時に表示する複数
の超音波画像を経時的に配列し表示することを特徴とす
る請求項５記載の超音波診断装置。
【請求項７】前記間歇送信に基づいて複数の超音波画像
を取得した場合、同一の前記送信条件を有する複数の超
音波画像に基づいて、送信条件毎の輝度変化曲線を演算
する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４記
載の超音波診断装置。
【請求項８】前記送信条件は、送信周波数、送信駆動電
圧値、送信波数のうちの少なくとも一つを含むことを特
徴とする請求項５又は７記載の超音波診断装置。