JP2002224108A

JP2002224108A - 超音波撮影装置

Info

Publication number: JP2002224108A
Application number: JP2001023000A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Amamiya; 慎一雨宮
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-13

Abstract

(57)【要約】【課題】３次元の血流動態を撮影する。【解決手段】造影剤の集合体に超音波で破壊痕５０２
を付与し、この破壊痕を有する造影剤を、造影剤を破壊
しない音圧の超音波を用いて３次元撮影する。これによ
って、破壊痕を有する造影剤の３次元像４０２を得るこ
とができ、破壊痕の挙動から血流等の３次元的な動態を
把握することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波撮影装置に
関し、特に、血流等の動態を撮影する超音波撮影装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波撮影装置は、撮影対象の内部を超
音波ビーム（ｂｅａｍ）で走査してエコー（ｅｃｈｏ）
を受信し、エコーの強度に対応した画像データ（ｄａｔ
ａ）を求め、それによっていわゆるＢモード（ｍｏｄ
ｅ）画像を生成する。

【０００３】また、エコーのドップラシフト（Ｄｏｐｐ
ｌｅｒｓｈｉｆｔ）を求め、それに基づいて血流等の
流速分布を表すカラー（ｃｏｌｏｒ）画像すなわちいわ
ゆるカラードップラ画像を生成する。カラードップラ画
像は、超音波ビーム方向における速度成分の２次元的な
分布を示す。超音波ビーム方向は視線方向ともいう。

【０００４】血流等について高レベル（ｌｅｖｅｌ）の
エコーを必要とするときは、造影剤が用いられる。造影
剤はコントラスト剤（ｃｏｎｔｒａｓｔｍｅｄｉｕ
ｍ）とも呼ばれる。造影剤はマイクロバルーン（ｍｉｃ
ｒｏｂａｌｌｏｏｎ）またはマイクロバブル（ｍｉｃ
ｒｏｂｕｂｂｌｅ）と呼ばれる微小な気泡によって構
成される。

【０００５】微小気泡が発生するエコーは血液が発生す
るエコーより強いので、これを血液に注入することによ
り血流部分におけるエコーの強度を高めることができ
る。造影剤が発生するエコーには特徴的な高調波成分が
含まれる。高調波は第２高調波が支配的である。

【０００６】微小気泡は照射された超音波の音圧がある
値を超えると破壊されて消滅するので、造影剤を用いる
ときは、それを破壊しない音圧の超音波によって撮影が
行われる。

【０００７】造影剤のエコー強度に基づいてＢモード画
像を生成することにより、血流の断層像を得る。また、
造影剤を用いてカラードップラ画像の撮影を行うことに
より、エコー受信信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−
ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ）を良くすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】心室や心房あるいは大
動脈や大静脈等のように比較的容積が大きい循環器内の
血流は複雑な動態を示す。そのような血流動態について
は、速度と方向すなわち速度ベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）
を３次元的に表す情報を得ることが望まれるが、視線方
向の速度しか示さないカラードップラ画像は、そのよう
な要求に応えることができない。

【０００９】敢えてドップラシフトを利用して速度ベク
トルを求めようとすれば、同一の血流について方向を異
にする複数の視線方向の速度成分をそれぞれ求め、それ
らのベクトル合成によって速度ベクトルを求めることに
なるが、装置が大がかりとなるので現実的でない。血流
像のフレーム（ｆｒａｍｅ）間の相互相関に基づいて流
速ベクトルを求める試みもあるが、精度に問題があり実
用に至っていない。

【００１０】そこで、本発明の課題は、３次元の血流動
態を撮影する超音波撮影装置を実現することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明は、造影剤を破壊するに足りる音圧の超音波で対象
の内部における造影剤の集合体に破壊痕を付与する破壊
痕付与手段と、造影剤を破壊するに足りない音圧の超音
波で前記対象の内部を３次元的に走査してエコーを受信
する３次元走査手段と、前記エコーに基づいて画像を生
成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超
音波撮影装置である。

【００１２】本発明では、造影剤の集合体に超音波で破
壊痕を付与し、この破壊痕を有する造影剤を、造影剤を
破壊しない音圧の超音波を用いて３次元撮影する。これ
によって、破壊痕を有する造影剤の３次元像を得ること
ができ、破壊痕の挙動から血流等の３次元的な動態を把
握することができる。

【００１３】前記破壊痕付与手段で直線状の破壊痕を付
与することが、血流等の動態の把握を容易にする点で好
ましい。前記破壊痕付与手段で破壊痕の付与を間欠的に
行うことが、新たな破壊痕を逐次付与する点で好まし
い。

【００１４】その場合、破壊痕の付与を一定の時間間隔
で行うことが、破壊痕の間隔から血流等の流速を把握す
る点で好ましい。あるいは、前記破壊痕付与手段による
破壊痕の付与を前記対象の心拍に同期して行うことが、
心臓の拍動が血流等の動態に及ぼす影響を把握する点で
好ましい。

【００１５】前記画像生成手段により前記エコーの高調
波成分に基づいて画像を生成することが、造影剤による
撮影を効果的に行う点で好ましい。その場合、前記高調
波は第２高調波であることが、撮影を高感度で行う点で
好ましい。

【００１６】前記画像生成手段で前記破壊痕の形状を表
す画像を生成することが、血流等の３次元的な動態の把
握を容易にする点で好ましい。前記画像生成手段で前記
破壊痕の形状を表す画像と前記超音波による破壊痕付与
位置を結ぶ画像を生成することが破壊痕の変位を明確化
する点で好ましい。

【００１７】前記３次元走査手段は超音波トランスデュ
ーサの２次元アレイを有することが、３次元走査をフェ
ーズドアレイ方式に基づくビームフォーミングによって
行う点で好ましい。

【００１８】その場合、前記破壊痕付与手段は前記２次
元アレイを共用することが、ビームフォーミングにより
破壊痕付与位置を３次元空間において自由に設定できる
点で好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に超音波撮影装置のブ
ロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施
の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の
装置に関する実施の形態の一例が示される。

【００２０】図１に示すように、本装置は、超音波プロ
ーブ２（ｐｒｏｂｅ）を有する。超音波プローブ２は、
操作者により撮影の対象４に当接して使用される。対象
４の血管には造影剤が注入される。造影剤は例えばマイ
クロバルーン造影剤等のように超音波によって破壊可能
な造影剤である。

【００２１】超音波プローブ２は、例えば、図２に示す
ような超音波トランスデューサアレイ（ｔｒａｎｓｄｕ
ｃｅｒａｒｒａｙ）３００を有する。超音波トランス
デューサアレイ３００は２次元アレイであり、例えば、
３２ｘ３２の正方マトリクスをなす１０２４個の超音波
振動子３０２からなる。超音波振動子３０２は例えばＰ
ＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミ
ックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成
される。

【００２２】超音波トランスデューサアレイ３００は、
本発明における超音波トランスデューサの２次元アレイ
の実施の形態の一例である。なお、２次元アレイは正方
マトリクスに限るものではなく、例えば３２ｘ１６等の
異方マトリクスであって良い。

【００２３】超音波プローブ２は送受信部６に接続され
ている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を
与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音
波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。

【００２４】送受信部６のブロック図を図３に示す。同
図に示すように、送受信部６は送波タイミング（ｔｉｍ
ｉｎｇ）発生ユニット（ｕｎｉｔ）６０２を有する。送
波タイミング発生ユニット６０２は、送波タイミング信
号を周期的に発生して送波ビームフォーマ（ｂｅａｍｆ
ｏｒｍｅｒ）６０４に入力する。送波タイミング信号の
周期は後述の制御部１８により制御される。

【００２５】送波ビームフォーマ６０４は、送波のビー
ムフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行うもの
で、送波タイミング信号に基づき、所定の方位の超音波
ビームを形成するためのビームフォーミング信号を生じ
る。ビームフォーミング信号は、方位に対応した時間差
が付与された複数の駆動信号からなる。ビームフォーミ
ングは後述の制御部１８によって制御される。送波ビー
ムフォーマ６０４は、送波ビームフォーミング信号を送
受切換ユニット６０６に入力する。

【００２６】送受切換ユニット６０６は、ビームフォー
ミング信号を超音波トランスデューサアレイに入力す
る。超音波トランスデューサアレイにおいて、送波アパ
ーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を構成する複数の超音波ト
ランスデューサは、駆動信号の時間差に対応した位相差
を持つ超音波をそれぞれ発生する。それら超音波の波面
合成により、所定方位の音線に沿った超音波ビームが形
成される。

【００２７】送波ビームフォーマ６０４が出力するビー
ムフォーミング信号は、後述の制御部１６により、信号
強度が２段階に切換可能になっている。相対的に信号強
度が高いビームフォーミング信号は、造影剤を破壊する
に足りる音圧を持つ超音波ビームを発生させる。相対的
に信号強度が低いビームフォーミング信号は造影剤を破
壊するに足りない音圧を持つ超音波ビームを発生させ
る。

【００２８】送受切換ユニット６０６には受波ビームフ
ォーマ６１０が接続されている。送受切換ユニット６０
６は、超音波トランスデューサアレイ中の受波アパーチ
ャが受波した複数のエコー信号を受波ビームフォーマ６
１０に入力する。受波ビームフォーマ６１０は、送波の
音線に対応した受波のビームフォーミングを行うもの
で、複数の受波エコーに時間差を付与して位相を調整
し、次いでそれら加算して所定方位の音線に沿ったエコ
ー受信信号を形成する。受波のビームフォーミングは後
述の制御部１８により制御される。

【００２９】超音波ビームの送波は、送波タイミング発
生ユニット６０２が発生する送波タイミング信号によ
り、所定の時間間隔で繰り返し行われる。それに合わせ
て、送波ビームフォーマ６０４および受波ビームフォー
マ６１０により、音線の方位が所定量ずつ変更される。
それによって、対象４の内部が、音線によって順次に走
査される。

【００３０】このような構成の送受信部６は、例えば図
４に示すような走査を行う。すなわち、超音波トランス
デューサアレイ３００の中央を頂点とするコーン（ｃｏ
ｎｅ）状の撮影範囲を超音波ビーム３０３により角度θ
方向および角度φ方向に走査して３次元走査を行う。な
お、超音波ビーム３０３の長さ方向をｚ方向とする。θ
方向およびφ方向は互いに垂直な２方向である。このよ
うな３次元走査はピラミッドスキャン（Ｐｙｒａｍｉｄ
ａｌｓｃａｎ）とも呼ばれる。

【００３１】送受信部６はＢモード（ｍｏｄｅ）処理部
１０およびドップラ（Ｄｏｐｐｌｅｒ）処理部１２に接
続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエ
コー受信信号は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処
理部１２に入力される。

【００３２】Ｂモード処理部１０はＢモード画像データ
を形成するものである。Ｂモード処理部１０は、図５に
示すように、バンドパスフィルタ１００、対数増幅ユニ
ット１０２および包絡線検波ユニット１０４を備えてい
る。

【００３３】Ｂモード処理部１０は、バンドパスフィル
タ（ｂａｎｄ−ｐａｓｓｆｉｔer）１００でエコー受
信信号をバンドパスフィルタリングする。以下、バンド
パスフィルタリングを単にフィルタリングともいう。

【００３４】バンドパスフィルタ１００は後述の制御部
１８によって制御され、エコー受信信号の基本波成分ま
たは高調波成分を通過させる。高調波としては例えば第
２高調波が選ばれるがそれに限るものではない。

【００３５】フィルタリングしたエコー受信信号を対数
増幅ユニット１０２で対数増幅し、包絡線検波ユニット
１０４で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコ
ーの強度を表す信号、すなわちＡスコープ（ｓｃｏｐ
ｅ）信号を得る。Ｂモード処理部１０は、このＡスコー
プ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモー
ド画像データを形成する。

【００３６】ドップラ処理部１２はドップラ画像データ
を形成するものである。ドップラ画像データには、後述
する流速データ、分散データおよびパワーデータが含ま
れる。

【００３７】ドップラ処理部１２は、図６に示すよう
に、直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ（ｍｏｖ
ｉｎｇｔａｒｇｅｔｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｆｉｌ
ｔｅｒ）１２２、自己相関演算ユニット１２４、平均流
速演算ユニット１２６、分散演算ユニット１２８および
パワー（ｐｏｗｅｒ）演算ユニット１３０を備えてい
る。

【００３８】ドップラ処理部１２は、直交検波ユニット
１２０でエコー受信信号を直交検波し、ＭＴＩフィルタ
１２２でＭＴＩ処理してエコー信号のドップラシフトを
求める。また、自己相関演算ユニット１２４でＭＴＩフ
ィルタ１２２の出力信号について自己相関演算を行い、
平均流速演算ユニット１２６で自己相関演算結果から平
均流速Ｖを求め、分散演算ユニット１２８で自己相関演
算結果から流速の分散Ｔを求め、パワー演算ユニット１
３０で自己相関演算結果からドップラ信号のパワーＰＷ
を求める。以下、平均流速を単に流速ともいう。また、
流速の分散を単に分散ともいい、ドップラ信号のパワー
を単にパワーともいう。

【００３９】ドップラ処理部１２によって、対象４内で
移動するエコー源の流速Ｖ、分散ＴおよびパワーＰＷを
表すそれぞれのデータが音線ごとに得られる。これらデ
ータは、音線上の各点（ピクセル：ｐｉｘｅｌ）の流
速、分散およびパワーを示す。なお、流速は音線方向の
成分として得られる。また、超音波プローブ２に近づく
方向と遠ざかる方向とが区別される。

【００４０】Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部
１２は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１
４は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２か
らそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれＢモ
ード画像およびドップラ画像を生成する。Ｂモード処理
部１０および画像処理部１４からなる部分は、本発明に
おける画像生成手段の実施の形態の一例である。

【００４１】画像処理部１４は、図７に示すように、セ
ントラル・プロセシング・ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔ
ｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１４０を有
する。ＣＰＵ１４０には、バス（ｂｕｓ）１４２によっ
て、メインメモリ（ｍａｉｎｍｅｍｏｒｙ）１４４、外
部メモリ１４６、制御部インターフェース（ｉｎｔｅｒ
ｆａｃｅ）１４８、入力データメモリ（ｄａｔａｍｅ
ｍｏｒｙ）１５２、ディジタル・スキャンコンバータ
（ＤＳＣ：ＤｉｇｉｔａｌＳｃａｎＣｏｎｖｅｒｔ
ｅｒ）１５４、画像メモリ１５６、および、ディスプレ
ーメモリ（ｄｉｓｐｌａｙｍｅｍｏｒｙ）１５８が接
続されている。

【００４２】外部メモリ１４６には、ＣＰＵ１４０が実
行するプログラムが記憶されている。プログラムには、
後述する画像処理すなわち３次元画像作製を行うための
プログラムが含まれる。外部メモリ１４６には、また、
ＣＰＵ１４０がプログラムを実行するにあたって使用す
る種々のデータも記憶されている。

【００４３】ＣＰＵ１４０は、外部メモリ１４６からプ
ログラムをメインメモリ１４４にロード（ｌｏａｄ）し
て実行することにより、所定の画像処理を遂行する。Ｃ
ＰＵ１４０は、プログラム実行の過程で、制御部インタ
ーフェース１４８を通じて後述の制御部１８と制御信号
の授受を行う。

【００４４】Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部
１２から音線ごとに入力されたＢモード画像データおよ
びドップラ画像データは、入力データメモリ１５２にそ
れぞれ記憶される。入力データメモリ１５２のデータ
は、ＤＳＣ１５４で走査変換されて画像メモリ１５６に
記憶される。画像メモリ１５６のデータはディスプレー
メモリ１５８を通じて表示部１６に出力される。

【００４５】画像処理部１４には表示部１６が接続され
ている。表示部１６は、画像処理部１４から画像データ
が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっ
ている。なお、表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画
像が表示可能なＣＲＴを用いたグラフィックディスプレ
ー（ｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌａｙ）等で構成され
る。

【００４６】以上の送受信部６、Ｂモード処理部１０、
ドップラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６
には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それ
ら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。制御部
１８には、被制御の各部から各種の報知信号が入力され
る。制御部１８の制御の下で、Ｂモード動作およびドッ
プラモード動作が実行される。

【００４７】制御部１８には操作部２０が接続されてい
る。操作部２０は使用者によって操作され、制御部１８
に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作
部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポ
インティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃ
ｅ）およびその他の操作具を備えている。

【００４８】制御部１８は、図８に示すように、ＣＰＵ
１８０を有する。ＣＰＵ１８０には、バス１８２によっ
て、メインメモリ１８４、外部メモリ１８６、操作部イ
ンターフェース１８８、送受信部インターフェース１９
０、Ｂモード処理部インターフェース１９２、ドップラ
処理部インターフェース１９４、画像処理部インターフ
ェース１９６、および、表示部インターフェース１９８
が接続されている。

【００４９】外部メモリ１８６には、ＣＰＵ１８０が実
行するプログラムが記憶されている。外部メモリ１８６
には、また、ＣＰＵ１８０がプログラムを実行するにあ
たって使用する種々のデータも記憶されている。

【００５０】ＣＰＵ１８０は、外部メモリ１８６からプ
ログラムをメインメモリ１８４にロードして実行するこ
とにより、所定の制御を遂行する。ＣＰＵ１８０は、プ
ログラム実行の過程で、操作部インターフェース１８８
ないし表示部インターフェース１９８を通じて各部と制
御信号の授受を行う。

【００５１】本装置の撮影動作を説明する。使用者は超
音波プローブ２を対象４の所望の箇所に当接し、操作部
２０を操作して、Ｂモードまたはドップラモード、ある
いは、Ｂモードとドップラモードを併用した撮影を遂行
する。撮影は制御部１８による制御の下で行われる。

【００５２】Ｂモード撮影は対象４の血管に造影剤を注
入した状態で行われる。送受信部６は、超音波プローブ
２を通じて音線順次で対象４の内部を図４に示したよう
に３次元走査して逐一そのエコーを受信する。３次元走
査は、造影剤を破壊しない音圧の超音波によって行われ
る。送受信部６および超音波プローブ２からなる部分
は、本発明における３次元走査手段の実施の形態の一例
である。

【００５３】Ｂモード処理部１０は、送受信部６から入
力されるエコー受信信号をバンドパスフィルタ１００で
フィルタリングする。バンドパスフィルタ１００は例え
ば第２高調波成分だけを通過させる。これによって、造
影剤に特有のエコーが抽出される。２高調波は造影剤に
特有のエコー成分の中では最大成分であるから、造影剤
に関するエコー受信信号を感度良く得ることができる。

【００５４】バンドパスフィルタ１００を通過したエコ
ー受信信号を対数増幅ユニット１０２で対数増幅し包絡
線検波ユニット１０４で包絡線検波してＡスコープ信号
を求め、それに基づいて音線ごとのＢモード画像データ
を形成する。この画像データは造影剤のＢモード画像を
表す画像データとなる。

【００５５】画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０か
ら入力される音線ごとのＢモード画像データを入力デー
タメモリ１５２に記憶する。これによって、入力データ
メモリ１５２内に、Ｂモード画像データについての音線
データ空間が形成される。

【００５６】ドップラモードにおいては、送受信部６は
超音波プローブ２を通じて音線順次で対象４の内部を走
査して逐一そのエコーを受信する。その際、１音線あた
複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。

【００５７】ドップラ処理部１２は、エコー受信信号を
直交検波ユニット１２０で直交検波し、ＭＴＩフィルタ
１２２でＭＴＩ処理し、自己相関演算ユニット１２４で
自己相関を求め、自己相関結果から、流速演算ユニット
１２６で流速Ｖを求め、分散演算ユニット１２８で分散
Ｔを求め、パワー演算ユニット１３０でパワーＰＷを求
める。これらの算出値は、それぞれ、エコー源の速度、
分散およびパワーを、音線ごとかつピクセルごとに表す
データとなる。

【００５８】画像処理部１４は、ドップラ処理部１２か
ら入力される音線ごとかつピクセルごとの各ドップラ画
像データを入力データメモリ１５２に記憶する。これに
よって、入力データメモリ１５２内に、各ドップラ画像
データについての音線データ空間がそれぞれ形成され
る。

【００５９】ＣＰＵ１４０は、入力データメモリ１５２
のＢモード画像データおよび各ドップラ画像データをＤ
ＳＣ１５４でそれぞれ走査変換して画像メモリ１５６に
書き込む。

【００６０】その際、ドップラ画像データは、流速Ｖと
分散Ｔを組み合わせた流速分布画像データ、パワーＰＷ
を用いたパワードップラ画像データまたはパワーＰＷと
分散Ｔを組み合わせた分散付パワードップラ画像デー
タ、および、分散Ｔを用いた分散画像データとしてそれ
ぞれ書き込まれる。

【００６１】ＣＰＵ１４０は、Ｂモード画像データおよ
び各ドップラ画像データを別々な領域に書き込む。これ
らＢモード画像データおよび各ドップラ画像データに基
づく画像が表示部１６に表示される。

【００６２】Ｂモード画像は、音線走査面における体内
組織の断層像を示すものとなる。カラードップラ画像の
うち、流速分布画像はエコー源の流速の２次元分布を示
す画像となる。この画像では流れの方向に応じて表示色
を異ならせ、流速に応じて表示色の輝度を異ならせ、分
散に応じて所定の色の混色量を高めて表示色の純度を変
える。

【００６３】パワードップラ画像はドップラ信号のパワ
ーの２次元分布を示す画像となる。この画像によって運
動するエコー源の所在が示される。画像の表示色の輝度
がパワーに対応する。それに分散を組み合わせた場合
は、分散に応じて所定の色の混色量を高めて表示色の純
度を変える。

【００６４】分散画像は分散値の２次元分布を示す画像
となる。この画像も運動するエコー源の所在を示す。表
示色の輝度が分散の大小に対応する。ＤＳＣ１５４によ
る走査変換により、画像メモリ１５６にはＢモード画像
データおよびドップラ画像データについての物理データ
空間がそれぞれ形成される。

【００６５】図９に、Ｂモード画像について物理データ
空間の概念図を示す。この物理データ空間は、対象４の
内部の物理空間に対応する。すなわち、画像メモリ１５
６には物理空間における３次元画像データが記憶され
る。

【００６６】超音波ビームで走査した３次元空間に血流
が存在し、かつ、そこに造影剤が行き渡っているとき
は、画像データは同図に示すように血流４０２の３次元
像を表すものとなる。

【００６７】ＣＰＵ１４０でこの３次元像の２次元投影
画像を作製しディスプレーメモリ１５８を通じて表示部
１６に与えることにより、血流４０２の３次元画像が表
示部１６に可視像として表示される。

【００６８】この３次元画像は血流の所在を示す画像と
なる。造影剤は血流中に概ね一様に行き渡っているの
で、この画像からは血流の流速やその分布は分からな
い。そこで、本装置では、造影剤に画像化可能なマーク
（ｍａｒｋ）を付け、そのマークの挙動を通じて血流の
動態が視認できるようにしている。以下、それについて
説明する。

【００６９】例えば、図１０に示すように、上流側にお
いて血流４０２を貫く音線３０５を設定し、この音線３
０５に沿って、造影剤を破壊するに足りる音圧の超音波
を送波する。このようにすることにより、造影剤は音線
３０５に沿って破壊される。

【００７０】これによって、造影剤には例えば図１１に
示すような破壊痕５０２が付与される。破壊痕５０２に
は造影剤が存在しないので、以後はそこから造影剤に特
有のエコーが発生しない。したがって、破壊痕５０２は
その周囲に対してコントラストを有し画像化可能なマー
クとなる。

【００７１】破壊痕５０２を付与する超音波は送受信部
６によって駆動される超音波プローブ２から照射され
る。この超音波を照射する音線３０５の方位はビームフ
ォーミングにより自由に設定することが可能である。送
受信部６および超音波プローブ２から部分は、本発明に
おける破壊痕付与手段の実施の形態の一例である。な
お、破壊痕５０２を付与する音線３０５は単一の音線に
限るものではなく、隣接する複数の音線の束であって良
い。

【００７２】造影剤は血流とともに移動するので、破壊
痕５０２も一緒に移動する。移動の様子は例えば図１２
に示すようになる。同図は破壊痕５０２の経時的な変位
を表している。変位の速度が血流の速度を表す。移動に
伴う破壊痕５０２の形状の変化が血流の局部的な速度の
相違を表す。

【００７３】このような破壊痕５０２を有する造影剤の
３次元画像を表示部１６に表示して観察することによ
り、使用者は血流の３次元的な動態を把握することがで
きる。血流の動態の把握をさらに容易にするためには、
破壊痕５０２の画像を強調して表示するのが好ましい。
画像の強調は、例えば破壊痕５０２をカラー画像等とし
て表示することにより行われる。

【００７４】表示にあたっては、例えば図１３に示すよ
うに、血流４０２の３次元画像を例えば破線等により輪
郭として表示し、それに破壊痕５０２のカラー画像を組
み合わせて表示する。破壊痕５０２のカラー画像の作製
および血流４０２の３次元画像の輪郭画像の作製は、画
像処理部１４のＣＰＵ１４０によって行われる。

【００７５】このようにすることにより、例えば図１４
〜図１７に示すように、時間とともに位置と形状が変化
する破壊痕５０２の３次元画像を観察することができ
る。これによって、血流の３次元的な動態を一層明瞭に
把握することができる。

【００７６】時間とともに位置と形状が変化する破壊痕
５０２の画像は、例えば図１８に示すように、破壊直後
の破壊痕５０２’の画像と線で結んだ画像として表示す
るようにしても良い。破壊直後の破壊痕５０２’は、超
音波ビームによる破壊痕付与位置を表す。このようにす
ることにより破壊痕５０２の移動の軌跡を示すことがで
き、血流の３次元的な動態をより良く把握するのに役立
つ。このような画像もＣＰＵ１４０によって作製され
る。

【００７７】破壊痕５０２の付与は所定の時間間隔で間
欠的に行うようにしても良い。これによって、例えば図
１９に示すように、破壊痕５０２の画像の列が表示され
るようになる。このような画像列における複数の破壊痕
画像の相互関係から血流の３次元的な動態をさらに良く
把握することができる。

【００７８】時間間隔は、例えば予め定めた一定時間と
する。このようにすることにより、破壊痕の間隔から平
均流速を把握することができる。破壊痕５０２の付与
は、心電信号等を利用して対象４の心拍に同期させるよ
うにしても良い。そのようにした場合は、心臓の拍動が
血流の動態に及ぼす影響を把握することが容易になる。

【００７９】なお、血流の動態は、上記のような３次元
画像で表示する代わりに、任意の断面における２次元画
像として表示するようにしても良いのはもちろんであ
る。

【００８０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、３次元の血流動態を撮影する超音波撮影装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】超音波トランスデューサアレイの模式図であ
る。

【図３】送受信部のブロック図である。

【図４】音線走査の概念図である。

【図５】Ｂモード処理部の主要部のブロック図である。

【図６】ドップラ処理部のブロック図である。

【図７】画像処理部のブロック図である。

【図８】制御部のブロック図である。

【図９】３次元走査領域の概念図である。

【図１０】３次元走査領域の概念図である。

【図１１】３次元走査領域の概念図である。

【図１２】３次元走査領域の概念図である。

【図１３】３次元画像の概念図である。

【図１４】３次元画像の概念図である。

【図１５】３次元画像の概念図である。

【図１６】３次元画像の概念図である。

【図１７】３次元画像の概念図である。

【図１８】３次元画像の概念図である。

【図１９】３次元画像の概念図である。

【符号の説明】

２超音波プローブ４対象６送受信部１０Ｂモード処理部１２ドップラ処理部１４画像処理部１６表示部１８制御部２０操作部１４０ＣＰＵ１４２バス１４４メインメモリ１４６外部メモリ１４８制御部インターフェース１５２入力データメモリ１５４ＤＳＣ１５６画像メモリ１５８ディスプレーメモリ

フロントページの続き (72)発明者雨宮慎一東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社内Ｆターム(参考） 4C301 EE20 FF28 KK17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】造影剤を破壊するに足りる音圧の超音波
で対象の内部における造影剤の集合体に破壊痕を付与す
る破壊痕付与手段と、造影剤を破壊するに足りない音圧の超音波で前記対象の
内部を３次元的に走査してエコーを受信する３次元走査
手段と、前記エコーに基づいて画像を生成する画像生成手段と、
を具備することを特徴とする超音波撮影装置。
【請求項２】前記破壊痕付与手段は直線状の破壊痕を
付与する、ことを特徴とする請求項１に記載の超音波撮
影装置。
【請求項３】前記破壊痕付与手段は破壊痕の付与を間
欠的に行う、ことを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の超音波撮影装置。
【請求項４】前記破壊痕付与手段は破壊痕の付与を一
定の時間間隔で行う、ことを特徴とする請求項３に記載
の超音波撮影装置。
【請求項５】前記破壊痕付与手段は破壊痕の付与を前
記対象の心拍に同期して行う、ことを特徴とする請求項
３に記載の超音波撮影装置。
【請求項６】前記画像生成手段は前記エコーの高調波
成分に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする請求
項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の超音
波撮影装置。
【請求項７】前記高調波は第２高調波である、ことを
特徴とする請求項６に記載の超音波撮影装置。
【請求項８】前記画像生成手段は前記破壊痕の形状を
表す画像を生成する、ことを特徴とする請求項１ないし
請求項７のうちのいずれか１つに記載の超音波撮影装
置。
【請求項９】前記画像生成手段は前記破壊痕の形状を
表す画像と前記超音波による破壊痕付与位置を結ぶ画像
を生成する、ことを特徴とする請求項８に記載の超音波
撮影装置。
【請求項１０】前記３次元走査手段は超音波トランス
デューサの２次元アレイを有する、ことを特徴とする請
求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の超
音波撮影装置。
【請求項１１】前記破壊痕付与手段は前記２次元アレ
イを共用する、ことを特徴とする請求項１０に記載の超
音波撮影装置。