JP2002320618A

JP2002320618A - 機械走査式超音波診断装置

Info

Publication number: JP2002320618A
Application number: JP2001127995A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Gondo; 雅彦権藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】機械走査式の超音波振動子を用い、遠点での
分解能を改善できる機械走査式超音波診断装置を提供す
る。【解決手段】超音波振動子３はモータ１３により回転
され、放射状に超音波ビーム３５を被検体側に出射し、
被検体側で反射された超音波は再び超音波振動子３で受
信されて電気的な受信信号となり、Ａ／Ｄ変換器２４で
デジタル信号にされ、直交検波回路２５で直交検波され
て複素信号となり、メモリ２６の各音線に沿って格納さ
れ、メモリ２６に格納された各複素信号は信号処理回路
２７で画像化の処理がされると共に、焦点１０以遠では
メモリ２６に格納された複数の音線の複素信号に対して
逆フィルタ処理して、方位分解能が高い受信信号を生成
して表示モニタ５に超音波断層像を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動子を機
械的に回転して超音波断層像を得る機械走査式超音波診
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波振動子を機械的に回転させ
て生体等に対する断層像を得る機械走査式の超音波診断
装置がある。

【０００３】この超音波診断装置には、内視鏡先端に超
音波振動子を配置させた超音波内視鏡を使用する装置が
あるが、これは胃内などから胃壁や周辺臓器の断層像を
得るものである。

【０００４】この超音波内視鏡では、先端部形状を小さ
く構成する必要から単純な単板式の超音波振動子を用い
ている。この超音波振動子は超音波の焦点が一点に定ま
っているために、焦点近傍では超音波ビームが絞られ、
空間分解能がすぐれるが、近点や遠点では超音波ビーム
が広がるために空間分解能が悪くなる。

【０００５】とくに、遠点では、超音波ビームの広がり
のため、点反射体を観察しても円周方向に間延びした超
音波出力画像しか得ることができない。

【０００６】また、生体断層像のみならず、超音波のド
プラ効果を利用して血管の走行状態を検出・表示するド
プラ超音波診断装置があるが、これは一定方向に１０〜
１６回の超音波パルスの送信を必用とすることから、自
由に超音波走査をコントロールできる電子走査式の超音
波診断装置でのみ実現されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の機械走
査式超音波診断装置では、単板式の超音波振動子を用い
ているため、焦点が固定され、近点または遠点において
超音波ビームが広がり、空間分解能が劣っているという
問題がある。

【０００８】また、機械式に超音波振動子を回転させて
走査するため、従来例では所定位置で回転を止めて複数
回の送信を行ないドプラ情報を検出して血流を検出する
ということはほとんど不可能であった。

【０００９】さらに従来の超音波内視鏡においては、超
音波振動子の回転伝達をフレキシブルシャフト経由で行
なうため、正確な回転制御が困難であった。このことが
また、血流検出を極めて困難にしている要因となってい
る。

【００１０】（発明の目的）本発明は、上述した点に鑑
みてなされたもので、機械走査式の超音波振動子を用い
て、遠点側での分解能を改善できる機械走査式超音波診
断装置を提供することを第１の目的とする。

【００１１】また、機械走査式の超音波振動子を用い
て、ドプラ現象を用いて血流検出を行なうことのできる
機械走査式超音波診断装置を提供することを第２の目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】被検体に対して超音波を
送受する超音波振動子を機械的に走査させて超音波画像
を得る機械走査式超音波診新装置において、前記超音波
振動子が発する超音波ビームの焦点を仮想振動子と想定
し、前記超音波振動子を走査させて得られる複数の走査
線に沿った前記焦点以遠の複数の受信信号を集めて前記
仮想振動子から前記被検体までの距離に基いて逆フィル
タ処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段により
得られた信号に基いて超音波画像を生成する超音波画像
生成手段と、を備えたことにより、逆フィルタ処理を行
うことで遠点側での分解能を改善できるようにしてい
る。

【００１３】また、被検体に対して超音波を送受する超
音波振動子を機械的に走査させて超音波画像を得る機械
走査式超音波診断装置において、前記超音波振動子の１
つの走査位置に対して複数回の超音波信号を発生する超
音波送信手段と、前記超音波送信手段の発生する超音波
信号に基づく超音波受信信号を前記各走査に対応させて
格納する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した前記超音
波受信信号を読み出してドプラ検出処理を行う信号処理
手段と、前記信号処理手段により得られた信号に基いて
超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、を備えた
ことにより、ドプラ現象を用いて血流検出を行なうこと
のできるようにしている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００１５】（第１の実施の形態）図１ないし図５は本
発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の形
態の機械走査式超音波診断装置の全体構成を示し、図２
は超音波プローブの先端側の構造を示し、図３は超音波
観測装置に着脱自在で装着されるＤＳＰボードを示し、
図４は超音波振動子を回転させた場合における焦点位置
が変化する様子とその焦点位置を仮想振動子と見なす説
明図を示し、図５は逆フィルタ処理をしない場合と比較
して、逆フィルタ処理をした場合に対応する超音波ビー
ムを示す。

【００１６】図１に示すように本発明の第１の実施の形
態の機械走査式超音波診断装置１は、体腔内に挿入され
る超音波プローブ２と、この超音波プローブ２が接続さ
れ、超音波プローブ２に内蔵された超音波振動子３を駆
動すると共に、その超音波振動子３で受信した受信信号
に対する信号処理を行う超音波観測装置４と、この超音
波観測装置４から出力されるビデオ信号が入力されるこ
とにより、対応する超音波断層像を表示する表示モニタ
５とから構成される。

【００１７】超音波プローブ２は図２に示すように、体
腔内に挿入されるプローブ挿入部６が可撓性を有する樹
脂等の外皮チューブ７で形成され、この外皮チューブ７
の先端に硬質の連結筒体８を介してキャップ９を取り付
け、このキャップ９の内部に機械式に回転駆動される単
板状の超音波振動子３が収納されている。

【００１８】この超音波振動子３から超音波ビームを放
射（送受）する超音波放射面は凹面状にされて、超音波
振動子３から所定距離離れた焦点１０（図１参照）で超
音波ビームを点状に集音するようにしている。

【００１９】また、超音波放射面と反対側の背面には超
音波を吸収（減衰）させるバッキング材１１が貼り付け
られている。この超音波振動子３は硬質のロッド等によ
る回転伝達部１２を介して連結筒体８内部に配置した小
型のモータ１３に接続され、このモータ１３により回転
駆動されるようになっている。従って、超音波振動子３
は放射状に超音波ビームを順次出射し、ラジアル走査す
る。

【００２０】この場合、モータ１３の回転は減速ギヤ１
４により回転が減速されて回転伝達部１２を介して超音
波振動子３に伝達され、従来例のようなフレキシブルシ
ャフトを介することなく、モータ１３による回転を硬質
のロッドを介して超音波振動子３を回転駆動する構成に
している。

【００２１】また、超音波振動子３の周囲のキャップ９
内部は超音波を伝達する超音波媒体１５で充満されてお
り、超音波振動子３から放射された超音波は超音波媒体
１５及びその外側の（超音波を伝達する）キャップ９を
透過して、このキャップ９周囲の検査対象物側に超音波
ビームを放射する。

【００２２】キャップ９内部を浸す超音波媒体１５は連
結筒体８に設けた回転伝達部１２を通す孔部に配置した
Ｏリング１６により連結筒体８側には漏れないように封
止されている。

【００２３】また、超音波振動子３に接続された信号線
１７は回転伝達部１２の中空部を通され（て超音波振動
子３と共に回転され）、連結筒体８内部でスリップリン
グ１８に接続され、さらにこのスリップリング１８の外
部の信号線１９を介して（超音波振動子３は）超音波観
測装置４と電気的に接続される。

【００２４】このように本実施の形態では、小型のモー
タ１３を減速ギヤ１４で減速して短い硬質の回転伝達部
１２を介して超音波振動子３を回転駆動する構造にし
て、プローブ２の先端部に収納している。この小型のモ
ータ１３としては例えばMicroPrecision System 社のギ
ヤ付き小型ブラシレスモータを使用することができる。
これは、直径３．４ｍｍ、長さ１２．２４ｍｍのもの
で、減速比１／１２５のギアがついたもので、１回転を
７５０分割して回転／停止を制御することが可能であ
る。

【００２５】本実施の形態ではモータ１３と減速ギア１
４により、超音波振動子３の回転が毎秒１０〜３０回転
となるように設計されている。

【００２６】図１に示すように超音波観測装置４は、送
信パルス信号を発生する波形発生回路２１を有し、この
波形発生回路２１の送信パルス信号は送信アンプ２２で
増幅された後、信号線１９等を経て超音波振動子３に印
加され、超音波振動子３は超音波ビームを発生する。そ
の超音波ビームは被検体（検査対象物）側の音響インピ
ーダンスが変化している部分で反射され、その反射超音
波は超音波振動子３で受信され、電気的なエコー信号
（受信信号）に変換される。

【００２７】超音波振動子３で受信して得た受信信号は
超音波観測装置４内の受信アンプ２３に入力され、所定
の大きさに増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２４でデジタル
信号に変換された後、直交検波（図１ではＩ／Ｑ検波）
回路２５に入力され、直交検波回路２５では送信に用い
た送信パルスの位相を参照して複素信号に変換する。こ
の複素信号はメモリ２６に格納される。この場合、送信
毎にその走査線に対応付けられたメモリセルに時間の経
過と共に順次格納される。メモリ２６に格納された複素
信号は信号処理回路２７により座標変換等して、画像化
する信号処理が行われ、超音波断層像を生成する処理が
行われる。

【００２８】また、この信号処理回路２７では、後述す
るように焦点１０以遠部分に対しては、複数回の送受信
で得られた（複数の走査線の）複素信号に対して逆フィ
ルタ処理を施し、画像化する信号処理を行う。

【００２９】そして、この信号処理回路２７により生成
されたビデオ信号は表示モニタ５に出力され、超音波断
層像が表示される。

【００３０】また、モータ１３はモータ駆動回路２８に
より駆動される。このモータ駆動回路２８は、タイミン
グ発生回路２９からのタイミング信号に同期して、モー
タ１３を回転させる駆動信号を出力する。

【００３１】本実施の形態では、図１の超音波観測装置
４は、図３に示すパーソナルコンピュータ（ＰＣと略
記）４ａをベースとして構成され、このＰＣ４ａに設け
たボード装着用スロット３１には、上述したＡ／Ｄ変換
器２４、直交検波回路２５、信号処理回路２７の一部を
構成する高速演算処理プロセッサとしてのデジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰと略記）３２が搭載されたＤＳ
Ｐ基板３３が着脱自在で装着されるようになっている。

【００３２】ＤＳＰ３２としては、例えばＴＩ（TEXAS
INSTRUMENTS）社製のＴＭＳ３２０Ｃ６２０１を用いれ
ば、１チップのＩＣで、逆フィルタ処理を高速で実施で
きる（また、後述する第２の実施の形態のドプラ情報を
得るための自己相関処理も高速で行える）。

【００３３】また、このＤＳＰ基板３３に実装した例え
ばＥＥＰＲＯＭ３４には、ＤＳＰ３２による逆フィルタ
処理を行うプログラムが書き込まれている。

【００３４】本実施の形態では図３に示すように、ＰＣ
４ａのスロット３１にＤＳＰ基板３３を装着することに
より、図１の超音波観測装置４が構成される。

【００３５】図４は超音波振動子３を回転した時の超音
波ビーム３５を示した概念図で、超音波振動子３は焦点
１０に超音波が集束するように超音波放射面が凹面にな
っている。この図４から分かるように超音波振動子３の
焦点１０よりも近点側と遠点側とでは超音波ビーム３５
が広がっている。

【００３６】ここで、超音波振動子３が回転すると、そ
の回転に合わせて超音波ビーム３５の空間位置がずれて
いく。この時、焦点１０に着目してみると、あたかも焦
点１０の位置に、仮想的に微小な超音波振動子があると
みなすことができる。この場合、仮想的微小な超音波振
動子は超音波の波長に比べてその開口面積が小さい場合
は、超音波ビームが広く拡散したビーム形状となる。

【００３７】そして、焦点１０以遠の音場を仮想超音波
振動子からの音場としてとらえる。この仮想超音波振動
子は、実際には超音波振動子３の回転につれてその位置
が大きく変化する。

【００３８】そこで、各仮想超音波振動子の（焦点１
０）以遠の受信信号を用いて、下記の（１）式で示す逆
フィルタ処理を行う。

【００３９】ｙ（ｒ，θ）＝Σ^ｉ＝１ _ｎＡｉ・ｇｉ（ｒｉ，θ）（１）ここで、ｒは反射体までの距離、ｒｉはｉ（ｉ＝１〜
ｎ）番目の受信信号ｇｉでの反射体までの距離、θは超
音波振動子３の回転角、Ａｉはｉ番目の受信信号ｇｉに
対する振幅重み係数であり、受信信号ｇｉ（ｒｉ，θ）
に対して、振幅重み係数Ａｉで重み付けしたものをｉ＝
１からｎまでの総和（ここではその総和をΣ^ｉ＝１ _ｎで
示している）をとって逆フィルタ（デコンボリューショ
ンフィルタ）の出力ｙ（ｒ，θ）を得るようにしてい
る。

【００４０】合成数ｎは仮想超音波振動子がもつ超音波
ビームの広がりと関係するが、もとの超音波振動子３か
らのビームが広ければ合成数ｎを大きくし、ビームが狭
ければ合成数ｎを小さくする。振幅重み係数Ａｉは合成
時のサイドローブを低減するために、ガウス関数などの
重み係数をもたせる。

【００４１】この逆フィルタ処理は、信号処理回路２７
により受信信号の複素信号を用いて実施される。

【００４２】上記逆フィルタ処理は、基本的には焦点１
０以遠で、電子走査と実質的に等価なビーム合成処理を
行うのと類似している。この場合、電子走査では複数の
超音波振動子からなるアレイにより、１回の電子走査で
方位分解能が高いビームを生成するが、本実施の形態で
は数回の送信により得られた複数の音線の受信信号から
各受信信号の場合よりも方位分解能が高い信号を得る。

【００４３】これは、一種の空間的なビーム合成であ
り、その逆フィルタ処理による合成の受信信号に対応す
る仮想的な合成超音波ビームは図５（Ｂ）に示すよう
に、焦点１０以遠で超音波ビームが鋭く細くなるもので
ある。この根拠は、焦点１０の仮想超音波振動子は、も
との超音波振動子３に比べてその移動距離が大きく、そ
れらの受信信号を逆フィルタ処理することで多数の受信
信号を合成することは、等価的に開口の大きい超音波振
動子を用いたことになる。

【００４４】また、逆フィルタ処理では、焦点１０以遠
の所、全てに焦点を形成するように合成するため、超音
波ビームが長いレンジにわたって細くなる。この逆フィ
ルタ処理は、ちょうど電子走査式の超音波診断装置にお
いて、微小振動子で構成されるアレイ振動子の信号を遅
延時間を合わせて合成することで、近点から遠点まで細
く絞られた超音波ビームをつくることと同様である。

【００４５】このようにして数回の送信により得られた
受信信号から、（電子走査の場合のように）広がりを抑
えた超音波ビームを仮想的に送信した場合に得られる受
信信号を生成するような処理を受信信号を得る前のフィ
ルタ処理でなく、受信信号を得た後のその受信信号（複
素信号）に対してフィルタ処理を行う（ので逆フィルタ
処理と呼ぶ）。

【００４６】上記（１）式の逆フィルタ処理を施すこと
により、図５（Ａ）に示す逆フィルタ処理を施さない場
合の超音波ビーム３５の場合よりも、図５（Ｂ）に示す
ように焦点１０以遠でビームの広がりを狭くした仮想的
な合成超音波ビーム３６を送信した場合に対応する受信
信号を得られるようにしている。

【００４７】つまり、図５（Ａ）に示す１回の送信によ
り焦点１０以遠で広がる超音波ビーム３５の場合の受信
信号は方位分解能が低下するが、逆フィルタ処理を施す
ことにより、等価的に図５（Ｂ）に示すような合成超音
波ビーム３６を送信した場合の受信信号のようになる。
この合成超音波ビーム３６は焦点１０以遠側の合成超音
波ビーム部分３６ａが図５（Ａ）の場合に比べて鋭く細
くなり、方位分解能が大幅に向上している。このため、
逆フィルタ処理による受信信号は方位分解能が大幅に向
上する。

【００４８】本実施の形態は以下の効果を有する。

【００４９】以上説明したように、本実施の形態では、
超音波振動子３をブラシレスモータなどで正確に回転制
御して、その受信信号を複数蓄えて、焦点１０以遠の信
号を用いて逆フィルタ処理で合成することにより、焦点
１０以遠の空間分解能を高めることができ、診断する場
合により有効な超音波断層像を提供できる。

【００５０】なお、上述の説明では機械的にラジアル走
査を行う場合で説明したが、スパイラル走査を行う場合
にも適用できる。また、スパイラル走査を行い、立体画
像を構築する処理を行う場合にも適用できる。また、リ
ニア走査を行う場合にも適用できる。

【００５１】また、本実施の形態は、既存の機械走査式
で得られた受信信号データ或いは超音波断層像データに
対して、逆フィルタ処理を行う超音波観測装置４或いは
信号処理装置としても有効である。

【００５２】つまり、機械走査式で得られた受信信号デ
ータを本実施の形態における超音波観測装置４に入力す
ることにより、より方位分解能を向上した超音波断層像
を得ることができる。

【００５３】この場合には、受信信号データを得た機械
走査式の超音波プローブの焦点距離等の特性データを超
音波観測装置４に入力し、その特性データの場合に適し
た逆フィルタ処理を行えるようにしても良い。

【００５４】なお、焦点１０以遠でその方位方向の広が
りが狭くなるな合成超音波ビーム３６を仮想的に出射し
た場合に、その反射超音波を受信して得られるよう受信
信号が得られるように、複数の走査線に沿って受信して
得られた受信信号（複素信号）に対して逆フィルタ処理
を行うと説明したが、焦点１０より近点側に対しても複
数の受信信号を採用して方位分解能が良好な受信信号が
得られるように逆フィルタ処理を行うようにしても良
い。

【００５５】また、上述の説明ではモータ１３をプロー
ブ挿入部６の先端に収納した超音波プローブ２の場合で
説明したが、プローブ挿入部６の先端側に光学的な照明
系とその照明系で照明された被検体を光学的に観察する
観察光学系を備えた内視鏡の場合にも適用できる。

【００５６】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図６を参照して説明する。本実施の形態
は、図１の構成において、信号処理回路２７は逆フィル
タ処理を行う代わりに、ドプラ情報を検出するドプラ処
理を行う構成である。

【００５７】より具体的には、図４のＤＳＰ基板３３を
装着する代わりに別のＤＳＰ基板（便宜上、３３′とす
る）を装着する。このＤＳＰ基板３３′はＤＳＰ基板３
３と同じ構成であるが、ＤＳＰ基板３３のＥＥＰＲＯＭ
３４に書き込まれた逆フィルタ処理を行うプログラムの
代わりに、ドプラ処理を行うプログラムを格納したＥＥ
ＰＲＯＭを搭載したＤＳＰ基板である。

【００５８】また、本実施の形態では、モータ１３の回
転角をステップ状に設定できるようにしている。例え
ば、１回転を７５０分割して、その中で任意の回転角に
停止可能に回転を制御する。

【００５９】そして、ドプラ情報を得ようとする場合に
は、所望とする任意の回転角において、回転を停止さ
せ、超音波振動子３から超音波ビーム（超音波パルス）
を複数回、送信し、その受信信号から自己相関法などに
より、送信毎の（受信信号における）位相変化量を検出
して、ドプラ情報を抽出する。

【００６０】図６は血流検出のために、ドプラ情報を検
出するためのタイミングシーケンスを示す。

【００６１】図６（Ａ）は超音波振動子３の回転角を示
すもので、血流検出時は超音波振動子３をステップ状に
回転させる。回転角Ｄの時に図６（Ｂ）に示すように超
音波パルスを１０回ほど送信する。そして、送信毎に超
音波振動子３で受信し、直交検波回路２５で複素信号に
変換して、メモリ２６に格納する。

【００６２】メモリ２６への格納が終了したら、回転角
Ｄから例えば１ステップだけ回転させて回転角Ｄ＋１に
設定し、同様にこの角度Ｄ＋１で超音波パルスを１０回
ほど送信する。そして、送信毎に超音波振動子３で受信
し、直交検波回路２５で複素信号に変換して、メモリ２
６に格納する。このようにしてドプラ情報を得ようとす
る所望とする範囲の回転角に対して同様の処理を繰り返
す。

【００６３】一方、信号処理回路２７では、メモリ２６
に格納された複素信号に対して位相変化量を検出して、
ドプラ情報を抽出する。図６（Ｃ）に示すように例えば
メモリ２６に回転角Ｄで格納された複素信号から音線ｎ
のドプラ情報を得る。また、メモリ２６に回転角Ｄ＋１
で格納された複素信号から音線ｎ＋１のドプラ情報を得
る。以下、同様に所望とする範囲の回転角までドプラ情
報を得る。

【００６４】音線ドプラ情報を抽出するためには、従来
から広く用いられている自己相関法などにより、送信毎
の位相変化量を検出し、それをベクトル加算して信号対
雑音比を高める。そして、ベクトル加算された位相変化
量を送信周期で除算することで、ドプラ周波数を検出す
る。このドプラ周波数が正であれば暖色系に着色し、負
であれば寒色系に着色して表示する。

【００６５】図６の説明では、モータ１３の回転を止め
て１０回ほどの送信を行ないドプラ情報を暖色系、寒色
系に着色して表示するが、血流速度を詳細に把握するた
め、一つの回転角に対して例えば１２８回など多数の送
信を行ない、受信信号の結果をフーリエ変換して周波数
分析した結果を出力することもできる。

【００６６】この一方向に多数回送信してそのスペクト
ル分布を求めるのはパルスドプラと呼ばれて、電子走査
型診断装置には広く使用されている。

【００６７】本実施の形態は以下の効果を有する。

【００６８】回転を停止して複数回の送信を行ない、そ
の受信信号の位相変化量からドプラ情報を抽出すること
で、血流の可視化あるいは、血流速度の分析が可能とな
るという効果がある。

【００６９】また、上述したように第２の実施の形態は
第１の実施の形態における逆フィルタの信号処理のプロ
グラムの代わりに自己相関演算を行うプログラムに変更
すれば良いので、上述したＤＳＰボード３３からＤＳＰ
ボード３３′に入れ換える変更を行う代わりにプログラ
ムのみを変更或いは入れ換えるようにしても良い。

【００７０】超音波観測装置４に例えばフレキシブルデ
ィスクドライブ（ＦＤＤと略記）を設け、このＦＤＤに
フレキシブルディスク（ＦＤと略記）を装着可能とす
る。

【００７１】そして、逆フィルタの信号処理のプログラ
ムを書き込んだＦＤを装着した場合には、第１の実施の
形態の処理を行い、自己相関演算を行うプログラムを書
き込んだＦＤを装着した場合には第２の実施の形態の動
作を行うようにしても良い。このように特別な回路を追
加をすることなしに第１の実施の形態と第２の実施の形
態とを行えるようにしても良い。

【００７２】また、ＦＤの代わりに、フラッシュメモリ
等を採用しても良い。また、１つの記録メディア、例え
ばフラッシュメモリに逆フィルタの信号処理のプログラ
ムと、自己相関演算を行うプログラムとを格納し、使用
中等に一方と他方とをユーザが選択使用できるようにし
ても良い。

【００７３】この場合には、分解能向上と血流検出が、
特別な回路追加なしで、超音波振動子３の回転方法の変
更と信号処理回路２７のプログラム変更により容易に実
現できるという効果がある。

【００７４】［付記］１．機械式に走査される超音波振動子と、複数の受信信
号を格納するメモリと、その複数の受信信号を用いて逆
フィルタ処理やドプラ検出処理を行なう信号処理回路と
を備え、方位分解能の向上と血流検出とを行なう超音波
診断装置。

【００７５】２．機械式に走査される超音波振動子と、
回転角に応じて超音波パルスを印加する送信回路と、送
信毎の受信信号を格納するメモリと、そのメモリから超
音波振動子の焦点以遠の受信信号を複数集めて合成する
逆フィルタ処理手段とを備え、逆フィルタ処理手段によ
り方位分解能を向上させた断層像を表示する超音波診断
装置。

【００７６】３．機械式に走査される超音波振動子と、
一つの回転角に対して複数回の超音波パルスを印加する
送信回路と、送信毎の受信信号を格納するメモリと、そ
のメモリの受信信号を用いてドプラ検出処理を行なう信
号処理回路を備え、ドプラ検出処理手段により血流検出
とを行なう超音波診断装置。

【００７７】４．超音波の送信および受信を行なう超音
波振動子と、その超音波振動子を回転走査するモータを
組込んだ先端部をもち、体腔内からの診断を行なう付記
１の超音波診断装置。

【００７８】５．前記ドプラ検出処理手段は自己相関演
算手段によりドプラ検出処理を行なう付記３の超音波診
断装置。

【００７９】６．前記逆フィルタ処理は、複数回の送信
により得られた複数の走査線に対する受信信号から、超
音波ビームの広がりを抑えた超音波ビームを仮想的に送
信した場合に得られる受信信号と等価な受信信号を生成
する処理を行う請求項１記載の機械走査式超音波診断装
置。

【００８０】７．被検体に対して超音波振動子を機械的
に走査させ、前記超音波振動子から出射された超音波ビ
ームにおける被検体側で反射された超音波ビームを受信
して得られた複数の走査線に対する受信信号に対して、
個々の超音波ビームの焦点以遠での広がりを抑えた超音
波ビームを仮想的に送信した場合に受信して得られる受
信信号と等価な受信信号を得る逆フィルタ処理を行う信
号処理手段と、前記信号処理手段により得られた信号に
基いて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、を
備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検体に対して超音波を送受する超音波振動子を機械的に
走査させて超音波画像を得る機械走査式超音波診新装置
において、前記超音波振動子が発する超音波ビームの焦
点を仮想振動子と想定し、前記超音波振動子を走査させ
て得られる複数の走査線に沿った前記焦点以遠の複数の
受信信号を集めて前記仮想振動子から前記被検体までの
距離に基いて逆フィルタ処理を行う信号処理手段と、前
記信号処理手段により得られた信号に基いて超音波画像
を生成する超音波画像生成手段と、を備えているので、
逆フィルタ処理を行うことで遠点側での分解能を改善で
きる。

【００８２】また、被検体に対して超音波を送受する超
音波振動子を機械的に走査させて超音波画像を得る機械
走査式超音波診断装置において、前記超音波振動子の１
つの走査位置に対して複数回の超音波信号を発生する超
音波送信手段と、前記超音波送信手段の発生する超音波
信号に基づく超音波受信信号を前記各走査に対応させて
格納する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した前記超音
波受信信号を読み出してドプラ検出処理を行う信号処理
手段と、前記信号処理手段により得られた信号に基いて
超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、を備えて
いるので、ドプラ現象を用いて血流検出を行なうことの
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の機械走査式超音波
診断装置の全体構成図。

【図２】超音波プローブの先端側の構造を示す断面図。

【図３】超音波観測装置に着脱自在で装着されるＤＳＰ
ボードを示す図。

【図４】超音波振動子を回転させた場合における焦点位
置が変化する様子とその焦点位置を仮想振動子と見なす
説明図。

【図５】逆フィルタ処理をしない場合と比較して、逆フ
ィルタ処理をした場合に対応する超音波ビームを示す
図。

【図６】本発明の第２の実施の形態の機械走査式超音波
診断装置における動作説明図。

【符号の説明】

１…機械走査式超音波診断装置２…超音波プローブ３…超音波振動子４…超音波観測装置５…表示モニタ６…プローブ挿入部９…キャップ１０…焦点１１…バッキング材１２…回転伝達部１３…モータ１４…減速ギヤ１５…超音波媒体１８…スリップリング２１…波形発生回路２４…Ａ／Ｄ変換器２５…直交検波回路２６…メモリ２７…信号処理回路２８…モータ駆動回路２９…タイミング発生回路３１…スロット３２…ＤＳＰ３３…ＤＳＰ基板３４…ＥＥＰＲＯＭ３５…超音波ビーム３６…合成超音波ビーム３６ａ…焦点以遠の合成超音波ビーム部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に対して超音波を送受する超音波
振動子を機械的に走査させて超音波画像を得る機械走査
式超音波診新装置において、前記超音波振動子が発する超音波ビームの焦点を仮想振
動子と想定し、前記超音波振動子を走査させて得られる
複数の走査線に沿った前記焦点以遠の複数の受信信号を
集めて前記仮想振動子から前記被検体までの距離に基い
て逆フィルタ処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段により得られた信号に基いて超音波画
像を生成する超音波画像生成手段と、を備えたことを特徴とする機械走査式超音波診断装置。
【請求項２】被検体に対して超音波を送受する超音波
振動子を機械的に走査させて超音波画像を得る機械走査
式超音波診断装置の超音波画数生成方法において、前記超音波振動子が発する超音波ビームの焦点を仮想振
動子と想定し、前記超音波振動子を走査させて得られる
複数の走査線に沿った前記焦点以遠の複数の受信信号を
集めて前記仮想振動子から前記被検体までの距離に基い
て逆フィルタ処理を行う信号処理工程と、前記信号処理工程により得られた信号も基いて超音波画
像を生成する超音波画像生成工程と、を備えたことを特徴とする機械走査式超音波診断装置の
超音波画像生成方法。
【請求項３】被検体に対して超音波を送受する超音波
振動子を機械的に走査させて超音波画像を得る機械走査
式超音波診断装置において、前記超音波振動子の１つの走査位置に対して複数回の超
音波信号を発生する超音波送信手段と、前記超音波送信手段の発生する超音波信号に基づく超音
波受信信号を前記各走査に対応させて格納する記憶手段
と、前記記憶手段が記憶した前記超音波受信信号を読み出し
てドプラ検出処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段により得られた信号に基いて超音波画
像を生成する超音波画像生成手段と、を備えたことを特徴とする機械走査式超音波診断装置。
【請求項４】前記超音波振動子とこの超音波振動子を
走査させる駆動手段とを内蔵するプローブと、前記駆動手段が前記超音波振動子を駆動するタイミング
信号を前記超音波送信手段の発生する超音波信号と同期
させて発生するタイミング信号発生手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項３記載の機械式超
音波診断装置。