JP2002209888A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体のそれぞれの部位について最適な送受
信条件や画像処理条件を簡単に設定できる超音波診断装
置を提供する。 【解決手段】 超音波送受信部１１〜６２と、受信した
超音波に基づいて得られた画像データに対し、画像処理
条件パラメータを用いて画像処理を行う画像処理部６６
と、部位情報を入力するために用いる部位情報入力部３
と、画像処理条件パラメータを部位情報に対応付けて記
憶するパラメータ記憶部２と、入力された部位情報に対
応する画像処理条件パラメータをパラメータ記憶部から
読み出して画像処理部に供給する制御部１０と、画像処
理された画像データに基づいて画像を表示する画像表示
部７０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体に超音波を
送信して被検体から反射された超音波を受信し、受信し
た超音波が有する情報から得られる画像に基づいて医療
診断を行うための超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、超音波診断画像の画質や品質
を決定する要因としては、超音波の送受信条件や画像処
理条件等がある。超音波の送受信条件としては、超音波
の送信中心周波数、送信周波数帯域、送信フォーカス位
置、送信パワー、受信感度等が挙げられる。また、画像
処理条件としては、画像表示装置に表示するためのブラ
イトネスやコントラストが挙げられる。これらの条件に
おいては、被検体の部位ごとに適切な値が存在すると思
われる。

【０００３】従来、超音波の送受信条件や画像処理条件
等のパラメータは、超音波診断装置に搭載されているオ
ペレーションパネルからマニュアル入力し、画像を取得
して表示する度に設定し直して最適化していた。このよ
うなパラメータの最適化のための調整は、超音波プロー
ブを走査させながら行わなければならず、超音波診断装
置を操作する医者等にとっては非常に面倒で煩雑な作業
であった。

【０００４】一方、日本国特許出願公告（特公）平２−
２１２６２号公報には、超音波エコー信号の最大値及び
最小値を検出し、この検出値に基づき任意の指定部位の
超音波画像をゼロ階調から最大階調に至るまで自動的に
変化させて表示するようにした超音波診断装置が掲載さ
れている。しかしながら、一律に超音波画像をゼロ階調
から最大階調に至るまで自動的に変化させてしまうだけ
では、それぞれの部位に合った階調処理を行うことはで
きない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記の点に鑑
み、本発明は、被検体のそれぞれの部位について最適な
送受信条件や画像処理条件を簡単に設定できる超音波診
断装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明の第１の観点による超音波診断装置は、被検
体に超音波を送信して被検体から反射された超音波を受
信する超音波送受信部と、超音波送受信部が受信した超
音波に基づいて得られた画像データに対し、画像処理条
件パラメータを用いて画像処理を行う画像処理部と、被
検体の部位に関する部位情報を入力するために用いる部
位情報入力部と、画像処理部において用いる画像処理条
件パラメータを部位情報に対応付けて記憶するパラメー
タ記憶部と、部位情報入力部を用いて入力された部位情
報に対応する画像処理条件パラメータをパラメータ記憶
部から読み出して画像処理部に供給する制御部と、画像
処理部において画像処理された画像データに基づいて画
像を表示する画像表示部とを具備する。

【０００７】また、本発明の第２の観点による超音波診
断装置は、送受信条件パラメータに基づいて設定される
超音波送受信条件に従って、被検体に超音波を送信して
被検体から反射された超音波を受信する超音波送受信部
と、超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
た画像データに対し、画像処理条件パラメータを用いて
画像処理を行う画像処理部と、被検体の部位に関する部
位情報を入力するために用いる部位情報入力部と、画像
処理部において用いる画像処理条件パラメータ及び超音
波送受信部において用いる送受信条件パラメータを部位
情報に対応付けて記憶するパラメータ記憶部と、部位情
報入力部を用いて入力された部位情報に対応する画像処
理条件パラメータと送受信条件パラメータとの内の少な
くとも一方をパラメータ記憶部から読み出して画像処理
部と超音波送受信部との内の少なくとも一方に供給する
制御部と、画像処理部において画像処理された画像デー
タに基づいて画像を表示する画像表示部とを具備する。

【０００８】上記構成によれば、予め被検体の部位に対
応してパラメータ記憶部に記憶してある送受信条件又は
画像処理条件に関するパラメータ等に従って超音波の送
受信又は画像処理を行うので、部位情報を入力すること
によりその部位について最適な送受信条件や画像処理条
件を簡単に設定でき、診断に適した画像が効率良く得ら
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基いて本発明の実施
の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同
一の参照番号を付して、説明を省略する。図１は、本発
明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロ
ック図である。図１に示すように、この超音波診断装置
は、システム全体を制御するシステム制御部１０と、シ
ステム制御部１０の制御の下で超音波送受信部における
超音波の送受信条件の制御を行う送信周波数制御回路１
１、送信遅延制御回路１２、送信パワー制御回路１３、
受信感度制御回路１４、受信遅延制御回路１５とを含ん
でいる。

【００１０】また、システム制御部１０には、パラメー
タ設定部１が接続されたパラメータ記憶部２と、部位情
報入力部３とが接続されている。パラメータ設定部１を
用いることにより、超音波の送受信条件や画像処理条件
を定めるパラメータが、被検体の部位に対応して予め設
定される。これにより、パラメータ記憶部２には、被検
体の部位ごとに最適なパラメータセットが、その部位を
表す部位情報に対応して記憶される。超音波診断に際し
ては、部位情報入力部３に入力された部位情報に基づい
て、予め部位ごとに設定されている最適なパラメータセ
ットを用いて超音波の送受信や画像処理が行われる。

【００１１】超音波を送受信するために、本実施形態に
係る超音波診断装置は、送信のために用いる信号を発生
する信号発生器２０と、この信号を増幅すると共に必要
な遅延時間を与えて駆動信号として出力する複数の送信
駆動回路３０と、これらの駆動信号に基づいて超音波を
被検体に送信し、被検体から反射された超音波を受信し
て検出信号を出力する探触子４０と、これらの検出信号
を増幅する複数のアンプ５０と、検出信号に所望の遅延
を与える受信遅延回路６０と、検出信号の対数変換を行
うログ（ｌｏｇ）変換回路６１と、検出信号の検波を行
う検波回路６２とを含んでいる。

【００１２】探触子４０は、複数の超音波トランスデュ
ーサにより構成される１次元又は２次元の超音波トラン
スデューサアレイを含んでいる。超音波トランスデュー
サとしては、ＰＺＴやＰＶＤＦ等の圧電素子を用いても
良いし、受信用に光検出方式の２次元センサアレイを用
いても良い。なお、光検出方式の２次元センサアレイに
ついては後で詳しく説明する。

【００１３】送信系回路において、送信周波数制御回路
１１は、信号発生器２０から出力される信号の中心周波
数と周波数帯域とを制御する。また、送信遅延制御回路
１２は、複数の送信駆動回路３０から出力される駆動信
号の遅延時間を制御する。これにより、探触子４０に含
まれている複数の超音波トランスデューサが、駆動信号
の時間差に対応した位相差を持つ超音波を、被検体に向
けてそれぞれ送信する。このような複数の超音波の波面
合成により、特定の送信フォーカスを有する超音波ビー
ムが形成される。さらに、送信パワー制御回路１３が、
複数の送信駆動回路３０から出力される駆動信号の振幅
を制御することにより、超音波の送信パワーが制御され
る。

【００１４】受信系回路において、受信感度制御回路１
４が複数のアンプ５０のゲインを制御することにより、
受信感度が制御される。また、受信遅延制御回路１５
は、受信遅延回路６０における検出信号の遅延時間を制
御する。受信遅延回路６０の出力信号は、ログ変換回路
６１によって対数変換され、検波回路６２によって検波
された後、Ａ／Ｄ変換回路６３によってディジタル画像
データに変換されて画像メモリ６４に記憶される。

【００１５】このようにして得られた画像データに対し
て、画像処理部６６において画像処理が施される。画像
処理としては、規格化処理、非線型階調処理、レスポン
ス強調処理、拡大・縮小・補間処理等が該当する。シス
テム制御部１０は、部位情報入力部３に入力された部位
情報によって表される被検体の部位に対応するパラメー
タをパラメータ記憶部２から読み出して、該パラメータ
に基づいて、画像処理部６６の画像処理動作を制御す
る。あるいは、システム制御部１０が、画像処理部６６
の画像処理動作との内の少なくとも一方を制御するよう
にしても良い。さらに、予め部位ごとに設定済みのパラ
メータセットを用いて超音波の送受信を行い、取得した
画像データを画像解析部６５において解析して規格化パ
ラメータを算出するようにしても良い。この場合には、
画像処理部６６において、算出された規格化パラメータ
を用いて、予め部位ごとに定められパラメータ記憶部２
に記憶されている規格化ルールに従って規格化処理を行
った後に、パラメータ記憶部２に記憶されているパラメ
ータセットを用いて他の画像処理を行うようにする。な
お、３次元画像を表示する場合には、３次元画像構成部
６７において、画像メモリ６４に蓄積された複数枚の断
層データから、ある体積についてのデータであるボクセ
ルデータ（ｖｏｘｅｌ ｄａｔａ）を生成する。

【００１６】さらに、ＤＳＣ（ディジタル・スキャンコ
ンバータ）６８において、セクタスキャンやリニアスキ
ャン等の様々な走査方式によって得られた画像データを
ＴＶ（テレビジョン）信号の走査に用いる画像データに
変換して、一般のモニタで観察できるようにする。ま
た、ＤＳＣ６８において、フレームレートの調整も行わ
れる。ＤＳＣ６８によって変換された画像データは、Ｄ
／Ａ変換回路６９においてアナログ信号に変換され、画
像表示部７０に表示される。画像表示部７０は、カラー
画像の表示が可能なものであることが望ましい。なお、
本実施形態においては、画像メモリ６４、画像解析部６
５、画像処理部６６をＡ／Ｄ変換回路６３とＤＳＣ６８
との間に設けることにより規格化段階におけるデータ量
を低減しているが、これらをＤＳＣ６８とＤ／Ａ変換回
路６９との間に設けても良い。

【００１７】次に、本発明の一実施形態に係る超音波診
断装置の動作の第１の例について説明する。まず、オペ
レータが診断すべき被検体の部位に関する部位情報を部
位情報入力部３に入力すると、予め部位情報に対応して
パラメータ記憶部２に記憶されている画像処理条件パラ
メータが、システム制御部１０によって読み出される。

【００１８】次に、オペレータの指示に従い、超音波の
送受信動作が開始される。送信駆動回路３０は、信号発
生器２０が発生した信号に基づいて駆動信号を生成し、
これを探触子４０に含まれる送信用の超音波トランスデ
ューサに供給する。送信用の超音波トランスデューサ
は、被検体に向けて超音波を送信し、被検体から反射さ
れた超音波が、探触子４０に含まれる受信用の超音波ト
ランスデューサによって受信されて検出信号に変換され
る。これらの検出信号は、複数のアンプ５０によって増
幅され、受信遅延回路６０によって所望の遅延が与えら
れる。さらに、検出信号は、ログ変換回路６１によって
対数変換され、検波回路６２によって検波された後、Ａ
／Ｄ変換回路６３においてディジタル画像データに変換
される。

【００１９】このようにして得られた画像データは、フ
レーム単位で画像メモリ６４に蓄積される。蓄積された
画像データは、パラメータ記憶部２から読み出された画
像処理条件パラメータに従って、画像処理部６６におい
て１フレームごとに画像処理された後、再度画像メモリ
６４に蓄積される。

【００２０】ここで、パラメータ記憶部２が、１つの部
位情報に対応付けて、複数の画像処理条件パラメータセ
ット（例えば、画像処理条件パラメータセットＡ、Ｂ、
Ｃ）を記憶するようにしても良い。この場合には、オペ
レータは、部位情報入力部３に部位情報を入力するのみ
ならず、この部位情報に対応する複数の画像処理条件パ
ラメータセットの内から１つの画像処理条件パラメータ
セットを選択する。例えば、オペレータは、部位として
「肝臓」を選択するための部位情報を入力した後で、画
像処理条件パラメータセットＢを選択するための情報を
入力する。

【００２１】さらに、画像解析部６５において、蓄積さ
れた画像データを解析して規格化パラメータを算出し、
画像処理部６６において、算出された規格化パラメータ
を用いて、予め部位ごとに定められてパラメータ記憶部
２に記憶されている規格化ルールに従って規格化処理を
行い、その後、他の画像処理を行うようにしても良い。
画像解析部６５における解析は、スキャン中のデータの
中からあるフレームデータを抜き出して行われる。それ
以降の連続するフレームにおける規格化処理に関して
は、算出された規格化パラメータをそのまま用いても良
い。

【００２２】ここで、パラメータ記憶部２が、１つの部
位情報に対応付けて複数の規格化ルールを記憶するよう
にしても良い。この場合には、オペレータは、部位情報
入力部３に入力した部位情報に対応する複数の規格化ル
ールの内から、１つの規格化ルールを選択する。

【００２３】次に、本発明の一実施形態に係る超音波診
断装置の動作の第２の例について説明する。オペレータ
が診断すべき被検体の部位に関する部位情報を部位情報
入力部３に入力すると、予め部位情報に対応してパラメ
ータ記憶部２に記憶されている送受信条件パラメータ及
び画像処理条件パラメータが、システム制御部１０によ
って読み出される。

【００２４】読み出された送受信条件パラメータに従っ
て、送信周波数制御回路１１が、信号発生器２０が発生
する信号の中心周波数及び周波数帯域を制御し、送信遅
延制御回路１２が、送信駆動回路３０における駆動信号
の遅延時間を制御し、送信パワー制御回路１３が、送信
駆動回路３０が出力する駆動信号の振幅を制御する。ま
た、受信感度制御回路１４が、アンプ５０のゲインを制
御し、受信遅延制御回路１５が、受信遅延回路６０にお
ける検出信号の遅延時間を制御する。このように、送受
信条件パラメータに従って、超音波の送信中心周波数、
送信周波数帯域、送信フォーカス位置、送信パワー、受
信感度等の送受信条件が設定され、その送受信条件の下
で超音波の送受信が行われる。

【００２５】検出信号をＡ／Ｄ変換することにより得ら
れた画像データは、フレーム単位で画像メモリ６４に蓄
積される。蓄積された画像データは、パラメータ記憶部
２から読み出された画像処理条件パラメータに従って、
画像処理部６６において１フレームごとに画像処理され
た後、再度画像メモリ６４に蓄積される。

【００２６】ここで、パラメータ記憶部２が、１つの部
位情報に対応付けて、複数の画像処理条件パラメータセ
ット（例えば、画像処理条件パラメータセットＡ、Ｂ、
Ｃ）と、複数の送受信条件パラメータセット（例えば、
送受信条件パラメータセットＸ、Ｙ、Ｚ）を記憶するよ
うにしても良い。この場合には、オペレータは、部位情
報入力部３に部位情報を入力するのみならず、入力した
部位情報に対応する複数の画像処理条件パラメータセッ
トの内から１つの画像処理条件パラメータセットを選択
し、さらに、入力した部位情報に対応する複数の送受信
条件パラメータセットの内から１つの送受信条件パラメ
ータセットを選択する。例えば、部位として「肝臓」を
選択するための部位情報を入力した後で、画像処理条件
パラメータセットＢを選択するための情報と、送受信条
件パラメータセットＹを選択するための情報を入力す
る。

【００２７】さらに、第１の例と同様に、画像解析部６
５において算出した規格化パラメータを用いて、画像処
理部６６において、パラメータ記憶部２に記憶されてい
る規格化ルールに従って規格化処理を行うようにしても
良い。

【００２８】次に、各種のパラメータによって設定可能
な条件について詳しく説明する。超音波の送受信条件と
して、まず、送信中心周波数及び送信周波数帯域につい
て説明する。診断すべき被検体の部位が被検体表面から
近い場合には、例えば、周波数１０ＭＨｚ程度の超音波
を用いても減衰はそれ程生じない。一方、診断すべき被
検体の部位が被検体表面から遠い場合には、周波数１０
ＭＨｚ程度の超音波は大幅に減衰してしまうので、例え
ば、送信中心周波数を３．５ＭＨｚ程度とし、送信周波
数帯域を５〜６ＭＨｚ程度とする。

【００２９】次に、送信フォーカス位置について説明す
る。被検体の部位によって被検体表面からの距離が異な
るので、探触子（プローブ）から垂直方向にどの程度深
い位置で送信ビームをフォーカスさせるかを部位によっ
て変化させる必要がある。フェーズドアレイトランスデ
ューサを用いれば、送信する素子の数や遅延時間を制御
して、フォーカス位置を設定することができる。パラメ
ータとしては、浅、中、深のように数段階に分けても良
いし、５ｃｍ以内、５〜１０ｃｍ、１０〜２０ｃｍのよ
うに実際の寸法で指定しても良い。

【００３０】送信パワーは、トランスデューサに印加す
る駆動信号の電圧値によって設定することができる。パ
ラメータとしては、弱、中、強のように数段階に分けて
も良いし、若しくは１０段階に分けても良いし、％表示
のように、与える電圧の規格化値で指定しても良い。

【００３１】また、受信感度は、受信系回路のアンプの
ゲインを制御することによって変更することができる。
アンプのゲインは、被検体表面から診断すべき部位まで
の距離に応じて設定することができる。パラメータとし
ては、観察したい部位を、浅、中、深のように数段階に
分けても良いし、５ｃｍ以内、５〜１０ｃｍ、１０〜２
０ｃｍのように実際の寸法で指定しても良い。これに基
づき、指定された領域に対応する検出信号の処理時のゲ
インを高めるようにする。

【００３２】次に、画像処理条件として、まず、階調処
理について説明する。出力データと入力データとの関係
を規定するルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いてデ
ータの変換を行うことにより、非線形変換を含む様々な
階調処理を行うことができる。また、様々な種類のＬＵ
Ｔを準備し、部位に応じて使い分けることにより、診断
に効果的な画像を提供することができる。

【００３３】ＬＵＴとしては、例えば、図２に示すよう
な基準ＬＵＴを用いることができる。図２の（ａ）は、
入出力の値が等しくなる線形変換を示している。図２の
（ｂ）は、中間輝度領域におけるコントラストを強調す
る非線形変換を示しており、ここでは、中間輝度領域に
おける入出力のコントラストが約３倍に拡大されてい
る。図２の（ｃ）は、低輝度領域におけるコントラスト
を強調する非線形変換を示している。

【００３４】さらに、図３に示すように、基準ＬＵＴに
おける基準線を回転又は平行移動させたものを用いても
良い。図３の（ａ）は、基準線を回転させる例を示して
おり、その変換特性は、階調タイプ（ＧＴ）、回転中心
（ＧＣ）、回転量（ＧＡ）のパラメータによって決定さ
れる。図３の（ｂ）は、基準線を平行移動させる例を示
しており、その変換特性は、階調タイプ（ＧＴ）及び階
調シフト量（ＧＳ）のパラメータによって決定される。

【００３５】次に、レスポンス強調処理について説明す
る。レスポンス強調処理には、非鮮鋭マスク処理や微分
処理が含まれる。また、多重解像度にデータを分解して
から処理して再合成したり、濃度ごとの非線形テーブル
を組み合わせた処理を行うことも可能である。

【００３６】非鮮鋭マスク処理は、次式で表される。 ＱＬ（ｘ，ｙ）＝Ｑ（ｘ，ｙ）＋Ｋ（Ｑ（ｘ，ｙ））×
［Ｑ（ｘ，ｙ）−Ｑｕｓ（ｘ，ｙ）］ ここで、Ｑ、Ｑｕｓ、ＱＬは、超音波の送受信によって
得られた原画像、非鮮鋭画像、処理画像を表し、Ｋは強
調の度合いを決める重み係数を表している。

【００３７】これらの画像の周波数特性を、図４の
（ａ）に示す。画像の周波数成分の内で最も強調される
成分の周波数は、非鮮鋭マスクのサイズによって決ま
る。即ち、大きいサイズのマスクを用いれば、非鮮鋭画
像の応答がより低い周波数側から小さくなり、（Ｑ−Ｑ
ｕｓ）及びＱＬの応答ピークが低周波数側へ移動して、
低い周波数がより強調される。逆に、小さいサイズのマ
スクを用いれば、高い周波数がより強調される。このよ
うに、非鮮鋭マスクのサイズを変化させることにより、
診断に重要な周波数帯域を強調し、診断目的に適した超
音波画像を得ることができる。図４の（ｂ）に示すよう
に、重み係数Ｋは、定数でも原画像Ｑの関数でも良い。
重み係数Ｋを原画像Ｑの関数とする場合には、データ値
に依存したレスポンス強調処理を行うことができるの
で、偽画像や雑音の発生を抑圧することができる。

【００３８】次に、データ解析と規格化について説明す
る。被写体の差などによる画像ごとのバラツキは部位情
報のみでは特定できないので、予め設定したパラメータ
を用いるだけでは最適な条件とならず、所望の画像が得
られない場合もある。そこで、取得した画像データの可
視化範囲を規定するため、階調処理及びレスポンス強調
処理の前段で、データの規格化を行うことが効率的であ
る。規格化を行うためには、図１に示す画像解析部６５
において、超音波の送受信によって得られた画像データ
を解析して規格化パラメータを算出し、画像処理部６６
において、算出された規格化パラメータと部位ごとの規
格化ルールとに基づいて線形規格化処理を行う。

【００３９】画像解析部６５において解析する領域は、
予め部位ごとに規定した所定の領域である。部位情報入
力部３から入力された部位情報に基づいて、解析領域が
設定される。例えば、画像全体とか、画像の中心付近１
０ｃｍ四方とか、画像の深さ５ｃｍを中心に５ｃｍ四方
の領域と画像の深さ１５ｃｍを中心に５ｃｍ四方の領域
との解析結果を複合することもあり得る。

【００４０】画像解析部６５は、ヒストグラム解析によ
り、ピークの検出や、輝度の最大値、最小値、平均値等
の規格化パラメータの算出を行う。図５においては、規
格化のために用いられる２種類の最大値ｍａｘ１及びｍ
ａｘ２と、２種類の最小値ｍｉｎ１及びｍｉｎ２とが示
されている。部位ごとの規格化ルールに従い、例えば、
肝臓の画像データに対しては、最大値ｍａｘ１と最小値
ｍｉｎ２との間の領域が出力レンジいっぱいとなるよう
に線型変換が行われ、心臓の画像データに対しては、最
大値ｍａｘ２と最小値ｍｉｎ２との間の領域が出力レン
ジいっぱいとなるように線型変換が行われる。ここで、
ｍａｘ１、ｍａｘ２等は、ヒストグラムの最大値から一
定のデータ量のみシフトさせた値としても良いし、ヒス
トグラムの形状を解析し、最大値から最小値側に向けて
２つ目の山の位置の値とすること等によっても決定でき
る。

【００４１】画像解析に用いるフレームを選択するに当
っては、例えば、次の３通りのやり方が考えられる。 （１）探触子（プローブ）を置く位置にかかわらず、定
期的に所定の時間間隔で得たフレームを解析し、規格化
処理を行うという作業を繰り返す。この場合には、トリ
ガ信号発生器が必要になる。 （２）解析用のデータ取得スキャンである旨を認識させ
る。そのための信号は、パネルや探触子から入力する。
この場合には、信号入力器が必要になる。 （３）探触子の動きを検出し、探触子が停止した際のス
キャンデータを画像解析用データとして解析する。その
ための信号は、パネルや探触子から入力する。この場合
には、探触子の動きを検出するためのセンサが必要にな
る。

【００４２】次に、非検体の部位ごとのパラメータ設定
例について説明する。肝臓は、深さ２〜３ｃｍから１５
ｃｍ位までに存在する部位であり、超音波の送信フォー
カス位置も受信感度も中深度領域に合わせる。肝臓の実
質的な領域の画像データが低輝度領域に多く存在するの
で、低輝度領域の階調を高める。超音波エコー信号のレ
ベルが大きい浅い領域の情報は不要なので、高輝度領域
の階調特性は寝かせる方が良い。肝臓の超音波診断にお
いては、主に、太い血管の様子やしゅ瘤の有無を判断す
るので、レスポンス強調処理において高周波の強調は不
要である。従って、パラメータは次のように設定する。
送信フォーカス位置は中深度、送信パワーは中、受信感
度は中深度のゲインを大きくし、階調処理は低輝度領域
で階調特性を立たせて高輝度領域の階調特性は寝かせ、
レスポンス強調処理は低周波領域のみを強調する。

【００４３】一方、四肢血管は、非常に浅いところにあ
り、細い血管等の走行を観察する必要がある。即ち、浅
い領域の高周波信号に注目する必要がある。従って、パ
ラメータは次のように設定する。送信フォーカス位置は
浅深度、送信パワーは小、受信感度は浅深度のゲインを
大きくし、階調処理は全体的に寝かせ、レスポンス強調
処理は低周波から高周波までを強調する。

【００４４】次に、超音波の受信に光検出方式の２次元
センサアレイを用いる場合の構成について説明する。光
検出方式の２次元センサアレイとして、以下に４つの例
を述べる。 （１）光ファイバーアレイを用いた例 図６に、先端に超音波検出素子を設けた光ファイバーア
レイを用いた２次元センサアレイを含む超音波診断装置
の一部を原理的に表す。図６において、光ファイバーア
レイ１１３は、微細な光ファイバー１１３ａ、１１３
ｂ、１１３ｃ・・・の断面を２次元マトリックス状に配
列させたものである。また、先端に設けられた超音波検
出素子１１４は、例えば、各々の光ファイバーの先端に
それぞれ形成されたファブリーペロー共振器（ＦＰＲと
略称）１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ・・・又はファイ
バーブラッググレーティングにより構成される。

【００４５】光源１１１から発生した光は、分光器１１
２を通過し、光ファイバーアレイ１１３に入射する。そ
れぞれの光ファイバーに入射した光は、ＦＰＲの両端に
形成されたハーフミラー（図中右端）及び全反射ミラー
（図中左端）により反射される。この全反射面は、超音
波検出素子１１４に印加される超音波により幾何学的変
位を受けるので、反射光はこれにより変調されて、再び
分光器１１２に入射する。分光器１１２に入射された反
射光は、直接あるいは光ファイバー等を通して、又はレ
ンズ等の結像系１１５を介して、光検出器１１６に結像
する。

【００４６】（２）光ヘテロダイン干渉光学系を用いた
例 図７に、光路差長を有する光ヘテロダイン干渉光学系を
用いた２次元センサアレイを含む超音波診断装置の一部
を原理的に表す。超音波が入射すると、レーザ共振器１
５０の全反射ミラー１５１が変位し、全反射ミラー１５
１と透過ミラー１５３との間隔が変化する。このとき、
レーザ活性物質１５２の両脇に設置された２枚のミラー
間で生じる定常波の振動数即ち共振周波数が変化し、レ
ーザの発振周波数も偏移する。このレーザ光が干渉光学
系１６０に入射すると、分光器１６１を透過し、部分反
射ミラー１６２及び分光器１６１で反射し、レンズ１６
５を介して光検出器１６６に入る光ビームＬ２と、部分
反射ミラー１６２を透過し、周波数シフター１６３及び
プリズム１６４を通過し、再び部分反射ミラー１６２を
透過し、分光器１６１で反射し、レンズ１６５を介して
光検出器１６６に入る光ビームＬ３との間で光路差長が
生じる。

【００４７】ここで、時間的に発振周波数が偏移する光
ビームが光路差長のある光ヘテロダイン干渉光学系に入
ると、元の光ヘテロダイン干渉信号の周波数を中心とし
て、時間遅延分に相当する発振周波数の変化分だけシフ
トした周波数のビート信号が生じる。この周波数変調さ
れたビート信号をアンプ１７１で増幅し、復調手段１７
２で復調し、得られた復調信号を積分処理手段１７３で
積分処理すれば、周波数の変化即ち超音波の波形を再現
できる。この波形は波形表示部１７４に表示され、同時
に波形記憶部１７５に記憶される。

【００４８】（３）エバネセント場を用いた例 図８に、反射界面近傍のエバネセント場に存在する物体
が超音波を受けて振動することによりエバネセント光の
光量が変化することを利用した超音波トランスデューサ
を含む超音波診断装置の一部を原理的に表す。図８にお
いて、超音波トランスデューサは、プリズム１３３、間
隙部１３４、オプティカルフラット１３５、及び間隙を
作るためのスペーサ１３６より構成される。超音波がオ
プティカルフラット下面より入射すると、プリズム底面
の全反射光の光量が超音波の音圧強度に依存して変化す
る。従って、レーザ共振器１３１とビーム拡大器１３２
とから構成される光源１３０より出射される拡大された
レーザ光でプリズム底面を照射し、その全反射光強度分
布を光検出器１４０で読み出すことにより、超音波の空
間分布及び時間変化を計測する。

【００４９】（４）光検出方式の２次元センサアレイと
超音波送信部とを一体化した例 光検出方式の２次元センサアレイは超音波を発信する機
能を持たないため、圧電素子等を用いた超音波送信部と
一体化させることにより、１つの探触子（プローブ）に
おいて超音波送受信部を形成することも考えられる。図
９に、そのような探触子の一例を示す。図９において
は、反射界面近傍のエバネセント光の光量がエバネセン
ト場に存在する物体が超音波を受けて振動することによ
り変化することを利用した超音波トランスデューサに、
超音波送信部として圧電素子（ＰＺＴ）を取り付けてあ
る。オプティカルフラット１３５に吸音層１４２を介し
て圧電素子（ＰＺＴ）１４１を取り付け、音響レンズ１
４３により集束ビームを形成する。

【００５０】再び図１を参照すると、システム制御部１
０は、超音波の送信から一定時間経過後に検出信号を取
り込むように制御する。この過程を、データ取り込み開
始時間をずらして繰り返し、複数回データを取得するこ
とで、複数枚の２次元フレームデータ（面データ）を取
得できる。取得した複数枚の２次元フレームデータは画
像メモリ６４に蓄積され、それらのデータをもとに、３
Ｄ画像構成部９０において３次元データが構成される。

【００５１】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明に係る超音波診
断装置によれば、予め被検体の部位に対応してパラメー
タ記憶部に記憶してある送受信条件又は画像処理条件に
関するパラメータ等に従って超音波の送受信又は画像処
理を行うので、部位情報を入力することによりその部位
について最適な送受信条件や画像処理条件を簡単に設定
でき、診断に適した画像が効率良く得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置にお
いて用いる基準ルックアップテーブルの例を示す図であ
る。

【図３】基準ルックアップテーブルにおける基準線の回
転及び平行移動を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態において用いる非鮮鋭マス
ク処理を説明するための図である。

【図５】本発明の一実施形態において用いる規格化処理
を説明するための図である。

【図６】本発明の一実施形態において用いることができ
る光検出方式の第１の例を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態において用いることができ
る光検出方式の第２の例を示す図である。

【図８】本発明の一実施形態において用いることができ
る光検出方式の第３の例を示す図である。

【図９】本発明の一実施形態において用いることができ
る光検出方式の第４の例を示す図である。

【符号の説明】

１ パラメータ設定部 ２ パラメータ記憶部 ３ 部位情報入力部 １０ システム制御部 １１ 送信周波数制御回路 １２ 送信遅延制御回路 １３ 送信パワー制御回路 １４ 受信感度制御回路 １５ 受信遅延制御回路 ２０ 信号発生器 ３０ 送信駆動回路 ４０ 探触子（プローブ） ５０ アンプ ６０ 受信遅延回路 ６１ ログ変換回路 ６２ 検波回路 ６３ Ａ／Ｄ変換回路 ６４ 画像メモリ ６５ 画像解析部 ６６ 画像処理部 ６７ ３Ｄ画像構成部 ６８ ＤＳＣ ６９ Ｄ／Ａ変換回路 ７０ 画像表示部 １１１、１３０ 光源 １１２、１６１ 分光器 １１３ 光ファイバーアレイ １１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、… 光ファイバー １１４ 超音波検出素子 １１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、… ファブリーペロー
共振器（ＦＰＲ） １１５ 結像系 １１６、１４０、１６６ 光検出器 １３１、１５０ レーザ共振器 １３２ ビーム拡大器 １３３、１６４ プリズム １３４ 間隙部 １３５ オプティカルフラット １３６ スペーサ １４１ 圧電素子 １４２ 吸音層 １４３ 音響レンズ １５１ 全反射ミラー １５２ レーザ活性物質 １５３ 透過ミラー １６０ 干渉光学系 １６２ 部分反射ミラー １６３ 周波数シフター １６５ レンズ １７１ アンプ １７２ 復調手段 １７３ 積分処理手段 １７４ 波形表示部 １７５ 波形記憶部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に超音波を送信して被検体から反
   射された超音波を受信する超音波送受信部と、 前記超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
   た画像データに対し、画像処理条件パラメータを用いて
   画像処理を行う画像処理部と、 被検体の部位に関する部位情報を入力するために用いる
   部位情報入力部と、 前記画像処理部において用いる画像処理条件パラメータ
   を部位情報に対応付けて記憶するパラメータ記憶部と、 前記部位情報入力部を用いて入力された部位情報に対応
   する画像処理条件パラメータを前記パラメータ記憶部か
   ら読み出して前記画像処理部に供給する制御部と、 前記画像処理部において画像処理された画像データに基
   づいて画像を表示する画像表示部と、を具備する超音波
   診断装置。
2. 【請求項２】 送受信条件パラメータに基づいて設定さ
   れる超音波送受信条件に従って、被検体に超音波を送信
   して被検体から反射された超音波を受信する超音波送受
   信部と、 前記超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
   た画像データに対し、画像処理条件パラメータを用いて
   画像処理を行う画像処理部と、 被検体の部位に関する部位情報を入力するために用いる
   部位情報入力部と、 前記画像処理部において用いる画像処理条件パラメータ
   及び前記超音波送受信部において用いる送受信条件パラ
   メータを部位情報に対応付けて記憶するパラメータ記憶
   部と、 前記部位情報入力部を用いて入力された部位情報に対応
   する画像処理条件パラメータと送受信条件パラメータと
   の内の少なくとも一方を前記パラメータ記憶部から読み
   出して前記画像処理部と前記超音波送受信部との内の少
   なくとも一方に供給する制御部と、 前記画像処理部において画像処理された画像データに基
   づいて画像を表示する画像表示部と、を具備する超音波
   診断装置。
3. 【請求項３】 被検体に超音波を送信して被検体から反
   射された超音波を受信する超音波送受信部と、 前記超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
   た画像データを解析することにより規格化パラメータを
   算出する画像解析部と、 前記超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
   た画像データに対し、前記画像解析部によって算出され
   た規格化パラメータを用いて規格化ルールに従って規格
   化処理を行うと共に、画像処理条件パラメータを用いて
   画像処理を行う画像処理部と、 被検体の部位に関する部位情報を入力するために用いる
   部位情報入力部と、 前記画像処理部において用いる規格化ルール及び画像処
   理条件パラメータを部位情報に対応付けて記憶するパラ
   メータ記憶部と、 前記部位情報入力部を用いて入力された部位情報に対応
   する規格化ルール及び画像処理条件パラメータを前記パ
   ラメータ記憶部から読み出して前記画像処理部に供給す
   る制御部と、 前記画像処理部において画像処理された画像データに基
   づいて画像を表示する画像表示部と、を具備する超音波
   診断装置。
4. 【請求項４】 送受信条件パラメータに基づいて設定さ
   れる超音波送受信条件に従って、被検体に超音波を送信
   して被検体から反射された超音波を受信する超音波送受
   信部と、 前記超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
   た画像データを解析することにより規格化パラメータを
   算出する画像解析部と、 前記超音波送受信部が受信した超音波に基づいて得られ
   た画像データに対し、前記画像解析部によって算出され
   た規格化パラメータを用いて規格化ルールに従って規格
   化処理を行うと共に、画像処理条件パラメータを用いて
   画像処理を行う画像処理部と、 被検体の部位に関する部位情報を入力するために用いる
   部位情報入力部と、 前記画像処理部において用いる規格化ルール及び画像処
   理条件パラメータと前記超音波送受信部において用いる
   送受信条件パラメータとを部位情報に対応付けて記憶す
   るパラメータ記憶部と、 前記部位情報入力部を用いて入力された部位情報に対応
   する規格化ルールと画像処理条件パラメータとの内の少
   なくとも一方を前記パラメータ記憶部から読み出して前
   記画像処理部に供給すると共に、該部位情報に対応する
   送受信条件パラメータを前記パラメータ記憶部から読み
   出して前記超音波送受信部に供給する制御部と、 前記画像処理部において画像処理された画像データに基
   づいて画像を表示する画像表示部と、を具備する超音波
   診断装置。
5. 【請求項５】 前記パラメータ記憶部が、１つの部位情
   報に対応付けて複数の画像処理条件パラメータセットを
   記憶し、 前記部位情報入力部が、部位情報を入力すると共に、該
   部位情報に対応する複数の画像処理条件パラメータセッ
   トの内から１つの画像処理条件パラメータセットを選択
   するために用いられることを特徴とする請求項１記載の
   超音波診断装置。
6. 【請求項６】 前記パラメータ記憶部が、１つの部位情
   報に対応付けて複数の画像処理条件パラメータセットと
   複数の送受信条件パラメータセットを記憶し、 前記部位情報入力部が、部位情報を入力すると共に、該
   部位情報に対応する複数の画像処理条件パラメータセッ
   トの内から１つの画像処理条件パラメータセットを選択
   し、該部位情報に対応する複数の送受信条件パラメータ
   セットの内から１つの送受信条件パラメータセットを選
   択するために用いられることを特徴とする請求項２記載
   の超音波診断装置。
7. 【請求項７】 前記パラメータ記憶部が、１つの部位情
   報に対応付けて複数の規格化ルールと複数の画像処理条
   件パラメータセットを記憶し、 前記部位情報入力部が、部位情報を入力すると共に、該
   部位情報に対応する複数の規格化ルールの内から１つの
   規格化ルールを選択し、該部位情報に対応する複数の画
   像処理条件パラメータセットの内から１つの画像処理条
   件パラメータセットを選択するために用いられることを
   特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
8. 【請求項８】 前記パラメータ記憶部が、１つの部位情
   報に対応付けて複数の規格化ルールと複数の画像処理条
   件パラメータセットと複数の送受信条件パラメータセッ
   トを記憶し、 前記部位情報入力部が、部位情報を入力すると共に、該
   部位情報に対応する複数の規格化ルールの内から１つの
   規格化ルールを選択し、該部位情報に対応する複数の画
   像処理条件パラメータセットの内から１つの画像処理条
   件パラメータセットを選択し、該部位情報に対応する複
   数の送受信条件パラメータセットの内から１つの送受信
   条件パラメータセットを選択するために用いられること
   を特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
9. 【請求項９】 前記画像処理部において用いる画像処理
   条件が、画像データの階調処理と、レスポンス強調処理
   と、拡大又は縮小処理と、補間処理との内の少なくとも
   １つの制御を規定することを特徴とする請求項１〜８の
   いずれか１項記載の超音波診断装置。
10. 【請求項１０】 前記超音波送受信部において用いる超
    音波送受信条件が、送信中心周波数と、送信周波数帯域
    と、超音波の送信フォーカス位置と、送信パワーと、受
    信感度との内の少なくとも１つの制御を規定することを
    特徴とする請求項２、４、６、８のいずれか１項記載の
    超音波診断装置。
11. 【請求項１１】 前記画像処理部において画像処理され
    た画像データに基づいて３次元画像データを構成して前
    記画像表示部に出力する３次元画像構成部をさらに具備
    する請求項１〜１０のいずれか１項記載の超音波診断装
    置。
12. 【請求項１２】 前記超音波送受信部が、印加される超
    音波に基づいて、光源から入射された光を変調する２次
    元状に配列された複数の超音波検出素子を含むことを特
    徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の超音波診
    断装置。