JP2003010179A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 医療診断に用いられる超音波診断装置におい
て、同一の方向からの走査画像を検診又は精検に応じて
異なる画質の画像として操作者が望んだときに簡単な操
作で切り替えて表示することを可能とする。 【解決手段】本発明は、検診と精査の各モードに於いて
画質にかかわる各種パラメータの設定を保持できるよう
にし、該パラメータの組を簡単な操作で変更し画質を変
えることができるような手段を備える。また、送波部や
整相部のパラメータを含めて画質を変えることのできる
パラメータ群を2種類保存し、実時間で切り替えて断層
像を表示できる手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、医療診断に用いら
れる超音波診断装置や、物体を非破壊検査する非破壊検
査装置など、超音波の信号処理を行う超音波撮像装置に
係わり、特に、デジタル信号処理技術により、同一の方
向からの走査画像を異なる画質の画像として複数同時に
表示する超音波撮像装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】公知のものとして直行2断面像やB像とM
像、ドプラ像、カラー像等を同時に描出するものがあ
り、これらは動態や現象の異なる複数の画像を表示する
ものである。また、通常のB像とハーモニック画像を同
時に表示することのできるものがある。 【０００３】 【発明が解決しようとしている課題】医用画像診断に
は、多数の被検者を対象にして病変部の有無を発見する
ために予め決められた手順や撮影方法で検査を行うルー
チン検査（以下、検診という。）と、前記検診において
病変部を発見された被検者や患者を対象にして精密な検
査を行う精検とがある。このことは超音波画像による診
断においても同様である。 【０００４】超音波による検診用画像に対して、周辺組
織との明暗差が少なく発見が困難な腫瘍や、限局してい
る病変のため周辺組織のエコーに埋もれて発見が困難な
病変部を発見しやすくするために、画像の明暗（コント
ラスト）を強調する等の一部の画質パラメータを変更す
ることが度々必要となる。このために超音波診断装置で
は、一部の画質パラメータを操作者が所望の任意の値に
設定することができるようになっている。 【０００５】しかし、操作者が画像上で見落としを防ぐ
ために病変部の画像計測を精密に行いたいという要求も
強いものがある。精密な計測のためには、例えば前述の
ように画像のコントラストを強調してしまうと、病変部
の径などの大きさが増大してみえてしまうなどの弊害が
現れ、これを防ぐために操作者はパラメータを頻繁に変
更しなければならないという問題があった。 【０００６】また、画像を用いた計測は超音波走査中の
画像上では行われず、病変部を最適に表している画像を
フリーズして静止画として行われるが、静止画に対して
超音波計測のパラメータを変更することは不可能である
ので、精検の計測用にパラメータを変更しながら再度撮
像を行わなければならないという問題があった。特に送
波条件の変更や整相部のパラメータの変更を伴う場合に
は再度撮像をする必要があった。 【０００７】そこで本発明は、画質に関わるパラメータ
を検診用画像を取得する場合と精検用の画像を取得する
場合とにおいて自動設定して画像計測を行える超音波診
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。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、複数の超音波振動子を有し被検体に対し超
音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子か
ら被検体内へ超音波を送波させる送波信号を発生する送
波回路と、前記超音波探触子の複数の振動子から出力さ
れた各受信信号を増幅する受波回路と、この受信増幅回
路において増幅された前記複数の受信信号を整相加算処
理し受信ビーム信号を生成する整相加算回路と、この整
相加算回路~出力された受信ビーム信号に対し画像化前
処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路のから出
力された信号を画像データへ変換するとともに表示装置
の表示同期信号に対応して前記画像データを出力する走
査変換部と、前記画像データを画像表示する画像表示装
置とを備えた超音波診断装置において、前記送波回路と
前記受波回路と前記整相加算回路と前記信号処理回路の
うち少なくとも一つに検診時の画像と精検時の画像とを
区分して、超音波送波または受信信号の処理を実行させ
るデータを保持する手段を設けるとともに、超音波送波
または受信信号の処理を検診用データと精検用データと
のいずれに基づいて行わせるかの指令を入力する手段を
設けたことを特徴としている。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により詳細に説明する。図1は超音波撮像装置の構成を
示すブロック図である。図1において、1は超音波振動子
から超音波を送信するために超音波振動子を駆動するた
めのパルス信号を発生し、駆動されるそれぞれの超音波
振動子に対して設定された遅延時間を与えて出力する送
波回路であり、内部に送波波形と送波タイミングを記録
しておく記録部を2系統持っている、2は超音波送信時に
は信号を送波回路側から超音波振動子側へ通過させ、受
信時には信号を超音波振動子側から受波回路側へ通過さ
せる送受分離回路、3は超音波探触子に配列上に設けら
れた超音波振動子群から送受信に寄与する振動子群(口
径)を選択する振動子選択スイッチ回路、4は前記配列状
超音波振動子を備えた超音波探触子である。 【００１０】5は受波回路で、被検体内から反射した超
音波が振動子で電気信号に変換されてエコー信号となっ
て出力された微弱な信号を増幅、デジタル化するもので
あり、内部に受波信号を時々刻々と増幅率を変えながら
増幅するための係数値を記録しておく記録部を2系統持
っている、6は受波回路5から出力されたデジタルエコー
信号の位相をそろえて加算することにより超音波受信ビ
ームを形成する整相加算回路であり、内部に受波遅延時
間と受波重みを記録しておく記録部を2系統持ってい
る。7はデジタル整相加算回路6から出力される信号を画
像化するための処理を行う信号処理部で、入力信号に対
して検波、対数圧縮、γ補正を施すものであり、内部に
各信号処理のための係数を記録しておく記録部を2系統
持っている。8は走査変換部で信号処理回路7からの信号
を超音波の走査と表示のための走査との変換を行って出
力するもの、9は表示部で、走査変換部8から出力された
信号を画像を表示器へ表示する。10は画質変更指示部
で、操作者がこの機構によって画質変更を装置に対して
指示する。11は上記構成要件を統括して制御する中央演
算ユニット(CPU)である。 【００１１】次に、図1の構成になる超音波撮像装置の
動作を説明する。先ず、操作者は検査に入る前に装置に
対して検診画像を得たい旨指示を画質変更指示部10によ
って行う。 【００１２】以上の指示を行った後、操作者が超音波探
触子4を被検者の検査部位の体表に当て、超音波スキャ
ンの開始指令を操作器から入力する。すると、CPU11は
送波回路1、受波回路5、デジタル整相加算回路6、信号
処理回路7に対してあらかじめ設定されている各係数の
内、検診モード時の係数群を記録してある記録部の値を
読み取って動作するように指示を行う。この後、探触子
の口径選択、送波遅延データ選択、受波遅延データ選択
が指示を受けた各回路でなされ、スキャンが開始とな
る。スキャンが開始となると、送波回路1から駆動パル
スが探触子の口径を形成する超音波振動子の各々に個別
に対応して各々の遅延時間が与えられて送受分離回路2
を介して振動子選択スイッチ回路(マルチプレクサ回路)
3に入力される。振動子選択スイッチ回路3では入力した
駆動パルスが口径に対応した各振動子へ出力されるよう
に接続切り替えがなされており、振動子選択スイッチ回
路3から出力された駆動パルスによって探触子が駆動さ
れる。 【００１３】探触子の選択された振動子群は遅延時間の
小さい順に駆動され、超音波を送信する。駆動された振
動子群から生体内へ送信された超音波は先に初期設定さ
れた送波フォーカス点へそれらの波面が同じ位相を持っ
て同時に到達するように生体内を伝播して行く。そし
て，伝播の過程で生体内に音響インピーダンスの異なる
組織が存在すると、その境界面でその一部を反射し、反
射波(エコー)が探触子方向へ戻ってくる。エコーは生体
内の浅い部位から深い部位へと送信された超音波が伝播
して行くのに応じて順次探触子方向へ戻る。これらのエ
コーは送信時に駆動された振動子またはそれらより小口
径から大口径の振動子群へと時間と共に切り替え選択さ
れる振動子群で受信され、電気信号(エコー信号)に変換
される。振動子で電気信号化されたエコー信号は振動子
選択スイッチ回路3及び送受信分離回路2を介して受波回
路6において振動子の各素子ライン(チャネル)毎に個別
に増幅処理され、チャネル毎にデジタル信号に変換され
る。そしてデジタル化されたエコー信号はデジタル整相
加算回路6へ入力する。 【００１４】デジタル整相加算部6は超音波振動子の各
々に個別に対応して各々の遅延時間が与えられてデジタ
ル化されたエコー信号をチャネル毎に遅延させ、被検体
内のある点(受信ビーム上の各点)から反射したエコーは
各チャネルにおいて同一時刻に出現したように時相を揃
えて加算し、受信ビームに不要なノイズを低減すると共
に必要な帯域の信号を得るべくフィルタリング処理を行
い超音波ビーム信号として形成する。これらの遅延、加
算及びフィルタリング処理の結果は従来からこの技術分
野において周知のダイナミックフォーカス方式で受信し
たエコービームを形成する。そして受信ビーム信号は信
号処理回路7へ出力される。信号処理回路8は受信ビーム
信号に対して検波、対数圧縮及びγ補正等の画像信号化
処理を施し走査変換部9へ出力する。走査変換部9は入力
した信号の座標変換を行い表示部10に画像信号を出力す
る。表示部10は、入力した画像信号をモニタに表示す
る。 【００１５】上記超音波の送受信とその信号処理が超音
波振動子の選択切り替えまたは超音波ビームの方向偏向
を伴って繰り返し行われて、その受信信号は順次表示部
へ取り込まれ、前記送受信の繰り返し毎に入力してくる
ビーム信号で画像が形成される。その画像化されたメモ
リ内の記憶内容はCRT表示機の走査に同期して読み出さ
れる。これにより、生体内が超音波走査により画像化さ
れ表示され、上記画像化が複数回繰り返し行われて、こ
れら複数の画像が表示される。 【００１６】そして、操作者が精検を行う前に装置に対
して精検画像を得たい旨指示を画質変更指示部10によっ
て行う。指示を行うとCPU11は送波回路1、受波回路5、
デジタル整相加算回路6、信号処理回路7に対して予め設
定されている各係数の内、精査モード時の係数群を記録
してある記録部の値を読み取って動作するように指示を
行う。この後の動作は上記と同じである。このような実
施の形態としたことにより検査画像と精査画像を簡単な
操作で切り替えることができ、検査の効率向上と精査の
計測誤差低減や病変部性状観測をより正確に行うことが
できる。上位構成のものによれば簡単に画質を切り替え
ることができるので有用であるが、実時間に変化する画
像を異なる画質で実時間表示すればより詳細な観測が可
能となるので有用である。 【００１７】図2は本発明の第2の実施形態の超音波診断
装置の構成を示すブロック図である。図2のものは、第1
の実施形態のものに加え走査変換部8をさらに1系統増や
し8aと8bの2系統とし、従来どおり1画面の画像を表示す
るか2画面同時に画質の異なる画像を表示するかを指示
する2画面表示指示部12と、送波回路1、受波回路5、デ
ジタル整相加算回路6、信号処理回路7に対して予め設定
されている各係数の内、検査モード時の係数群を記録し
てある記録部の値を読み取って動作するか精査用の係数
記録部の値を使って動作するかを自動で指示する画質切
替指示部13とを増やした構成としている。 【００１８】次に、第1の実施形態から増やした部分の
動作の説明を図2を用いて行う。操作者はまず2画面表示
指示部から通常の1画面表示か2画面表示かを選択する。
このとき2画面表示を選ぶとCPU11から画質切替部13に対
して自動的に画質に関する係数を記録した記録部のどち
らで画像を構成するかを時々刻々と切り替える指示を行
う。切替を行うのは、一方の画像が1画面表示され次に
もう一方の画像の操作が始まる前や超音波ビーム毎、受
派サンプル点毎などいろいろ考えられるがいずれでもか
まわない。上記の構成とすることにより、実時間で異な
る画質の超音波断層像を動画で観測できる。 【００１９】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、検診
は又は精検に応じて煩雑な操作を行また、同時に画質の
異なる複数の断層像を観測することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の超音波撮像装置の指示による画質パラ
メータ切替構成を示すブロック図。 【図２】本発明の超音波撮像装置の実時間画質パラメー
タ切替構成を示すブロック図。 【符号の説明】 １…送波回路 ２…送受信分離回路 ３…振動子選択スイッチ ４…超音波探触子 ５…受波回路 ６…デジタル整相加算回路 ７…信号処理回路 ８…走査変換部 ９…表示部 10…画質変更指示部 11…CPU 12…2画面表示指示部 13…画質切替指示部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AC13 BC07 GF12 GF16 GF19 GF22 GG09 GG19 GG34 GG41 GH06 GH07 GH16 4C301 AA02 BB23 EE11 EE13 EE14 GB02 GB03 HH13 HH24 HH25 HH33 HH37 HH38 HH51 JB03 JB29 JB35 JB50 KK03 KK13 LL04 LL05 LL20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の超音波振動子を有し被検体に対し
   超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子
   から被検体内へ超音波を送波させる送波信号を発生する
   送波回路と、前記超音波探触子の複数の振動子から出力
   された各受信信号を増幅する受波回路と、この受信増幅
   回路において増幅された前記複数の受信信号を整相加算
   処理し受信ビーム信号を生成する整相加算回路と、この
   整相加算回路~出力された受信ビーム信号に対し画像化
   前処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路のから
   出力された信号を画像データへ変換するとともに表示装
   置の表示同期信号に対応して前記画像データを出力する
   走査変換部と、前記画像データを画像表示する画像表示
   装置とを備えた超音波診断装置において、前記送波回路
   と前記受波回路と前記整相加算回路と前記信号処理回路
   のうち少なくとも一つに検診時の画像と精検時の画像と
   を区分して、超音波送波または受信信号の処理を実行さ
   せるデータを保持する手段を設けるとともに、超音波送
   波または受信信号の処理を検診用データと精検用データ
   とのいずれに基づいて行わせるかの指令を入力する手段
   を設けたことを特徴とする超音波診断装置。