JP2003225239A

JP2003225239A - 超音波撮像装置

Info

Publication number: JP2003225239A
Application number: JP2002022927A
Authority: JP
Inventors: Takashi Mizuno; 隆水野
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】圧迫圧力を検出する圧力センサと超音波探触
子とを一体化し、Ｂモード画像と同時に圧迫圧力を計測
して弾性パラメータを算定する超音波撮像装置を実現す
る。【解決手段】圧力センサ部２０２を圧力伝達媒体であ
る機能素子部２０１の背後に内蔵する探触子部１０１を
用いて、圧迫圧力を検出し、さらに探触子部１０１で圧
迫する前と後のＢモード画像情報を得るためのＢモード
時間波形を機能素子部２０１で取得し、画像処理部で歪
みおよび探触子開口面の圧力を求めて、Ｂモード画像各
点の弾性パラメータを算出し、画像表示しているので、
圧力センサ部２０２と機能素子部２０１が一体化された
探触子部１０１からの情報のみで、Ｂモード画像各点の
弾性パラメータを表示し、組織弾性像とすることを実現
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、超音波探触子に
圧力センサ（ｓｅｎｓｏｒ）を内蔵した超音波撮像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、組織弾性パラメータ（ｐａｒａｍ
ｅｔｅｒ）を用いて、癌細胞の鑑別診断を行おうとする
試みがなされている。ここでは、癌細胞組織が健常細胞
組織よりも弾性的に固くなることから、組織のヤング
（Ｙｏｕｎｇ）率等の弾性パラメータを求め、弾性パラ
メータの大小から鑑別診断を行うものである。

【０００３】弾性パラメータを求める際には、癌細胞組
織が存在する患部に圧迫を加え、この時の圧迫圧力を求
め、さらに、癌細胞組織が存在する患部からの時間応答
から圧迫を加える前と後での癌細胞組織の変形を求め、
この圧迫圧力と変形とから演算により弾性パラメータを
算出することが行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、超音波撮像装置とは別個に圧迫圧力を
検出する圧力センサを準備していた。すなわち、弾性パ
ラメータを算出するためには、超音波探触子と同時に圧
迫圧力を検出する圧力センサを被検体に当て、Ｂモード
画像と圧迫圧力を求める必要があった。

【０００５】特に、圧力センサによる圧迫と、Ｂモード
画像を取得する超音波探触子の走査を同時に、しかも別
個に行うことは、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）の作
業を繁雑なものとし、また、圧迫位置と撮像断面の位置
が不明確になるなど、測定誤差を大きくする要因となっ
ていた。

【０００６】これらのことから、圧迫圧力を検出する圧
力センサと超音波探触子とを一体化し、Ｂモード画像と
同時に圧迫圧力を計測して弾性パラメータを算定する超
音波撮像装置を実現することが重要となる。

【０００７】この発明は、上述した従来技術による課題
を解決するためになされたものであり、圧迫圧力を検出
する圧力センサと超音波探触子とを一体化し、Ｂモード
画像と同時に圧迫圧力を計測して弾性パラメータを算定
することができる超音波撮像装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音
波撮像装置は、超音波を探触子開口面から被検体の撮像
断面内に繰り返し送受信する探触子部と、前記探触子部
の受信超音波エコーからＢモード画像を生成するＢモー
ド処理部と、前記Ｂモード画像を記憶する記憶部と、前
記記憶部のＢモード画像情報を画像処理する画像処理部
と、前記探触子部、前記Ｂモード処理部、前記記憶部お
よび前記画像処理部を制御する制御部と、を備える超音
波撮像装置であって、前記探触子部は、前記探触子開口
面による前記被検体への圧迫圧力を検出する検出手段を
有し、前記画像処理部は、前記探触子開口面による前記
被検体への圧迫前後の前記Ｂモード画像情報を得るため
のＢモード時間波形から前記撮像断面の歪みを算出する
算出手段と、前記圧迫前後の前記圧迫圧力情報並びに前
記歪み情報に基づいて、前記撮像断面の弾性パラメータ
を算定する算定手段と、を備えることを特徴とする。

【０００９】この第１の観点による発明によれば、探触
子部は、検出手段により探触子開口面による被検体への
圧迫圧力を検出し、画像処理部は、算出手段により、探
触子開口面による被検体への圧迫前後のＢモード画像を
得るためのＢモード時間波形から撮像断面の歪みを算出
し、この圧迫前後の圧迫圧力情報並びに歪み情報に基づ
いて、算定手段により撮像断面の弾性パラメータを算定
することとしているので、超音波探触子により被検体を
圧迫することにより、圧迫前後のＢモード時間波形の変
位および圧迫圧力を求め、この情報から撮像断面の弾性
パラメータを算定することができる。

【００１０】また、第２の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記検出手段は、前記探触子開口面と
同一面に、前記圧迫圧力を感知する圧力伝達媒体を有
し、前記圧力伝達媒体の、前記探触子開口面でない側
に、前記圧力伝達媒体を介した圧迫圧力を検出する圧力
センサを備えることを特徴とする。

【００１１】この第２の観点の発明によれば、検出手段
は、探触子開口面と同一面に、圧迫圧力を感知する圧力
伝達媒体を有し、この圧力伝達媒体の探触子開口面でな
い側に、圧力伝達媒体を介した圧迫圧力を検出する圧力
センサを備えることとしているので、圧力伝達媒体を介
して、探触子開口面側で受けた圧迫圧力を、圧力センサ
が検出することができる。

【００１２】また、第３の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記圧力伝達媒体は、前記超音波を送
受信する機能素子部であることを特徴とする。この第３
の観点の発明によれば、圧力伝達媒体は、超音波を送受
信する機能素子部であることとしているので、探触子開
口面に加わった圧迫圧力を機能素子部を介して検出する
ことができる。

【００１３】また、第４の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記機能素子部は、前記圧力センサに
弾性体を用いて接続されることを特徴とする。この第４
の観点の発明によれば、機能素子部は、圧力センサに弾
性体を用いて接続されることとしているので、圧迫圧力
を検出する際に、衝撃に弱い機能素子部を痛めること無
く、均等な圧力を圧力センサに伝達することができる。

【００１４】また、第５の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記圧力伝達媒体は、前記探触子部の
前記探触子開口面側に配設された球体であることを特徴
とする。

【００１５】この第５の観点の発明によれば、圧力伝達
媒体は、探触子部の探触子開口面側に配設された球体で
あることとしているので、機能素子部を痛めることな
く、容易に、しかも被検体に不快感を与えることなく圧
迫圧力を検出することができる。

【００１６】また、第６の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記圧力センサは、前記圧力伝達媒体
の圧力により歪みを生じるダイアフラムと、前記ダイア
フラム上の歪みを検出する歪みセンサとを備えることを
特徴とする。

【００１７】この第６の観点の発明によれば、圧力セン
サは、圧力伝達媒体の圧力により歪みを生じるダイアフ
ラムと、このダイアフラム上の歪みを検出する歪みセン
サとを備えることとしているので、容易に作れ、しかも
温度特性の良い圧力センサとすることができる。

【００１８】また、第７の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記探触子部は、前記圧迫圧力が閾値
を越えた際に、オペレータに前記圧迫圧力が閾値を越え
たことを認知させる認知手段を備えることを特徴とす
る。

【００１９】この第７の観点の発明によれば、探触子部
は、認知手段により、圧迫圧力が閾値を越えた際に、オ
ペレータに圧迫圧力が閾値を越えたことを認知させるこ
ととしているので、オペレータが閾値を越える圧迫圧力
をし認識することができる。

【００２０】また、第８の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記閾値は、前記画像処理部が弾性パ
ラメータを算定するに必要とされる圧迫圧力値であるこ
とを特徴とする。

【００２１】この第８の観点の発明によれば、閾値は、
画像処理部が弾性パラメータを算定するに必要とされる
圧迫圧力値であることとしているので、オペレータが被
検体に必要以上の圧迫圧力を加えることを防止すること
ができる。

【００２２】また、第９の観点の発明にかかる超音波撮
像装置によれば、前記認知手段は、前記探触子部に配設
された発光ダイオードであることを特徴とする。この第
９の観点の発明によれば、認知手段は、探触子部に配設
された発光ダイオードであることとしているので、オペ
レータは探触子部の発光ダイオードの発光により圧迫圧
力と閾値の関係を認識することができる。

【００２３】また、第１０の観点の発明にかかる超音波
撮像装置によれば、前記弾性パラメータは、ヤング率で
あることを特徴とする。この第１０の観点の発明によれ
ば、弾性パラメータは、ヤング率であることとしている
ので、応力方向の変形による弾性パラメータを算定する
ことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる超音波撮像装置の好適な実施の形態につい
て説明する。なお、これにより本発明が限定されるもの
ではない。（実施の形態１）まず、本実施の形態１にかかる超音波
撮像装置の全体構成について説明する。図１は、この発
明の実施の形態１である超音波撮像装置の全体構成を示
したもので、生体に対して超音波をセクター（ｓｅｃｔ
ｏｒ）型に電子走査するようにした超音波撮像装置を例
示している。

【００２５】この超音波撮像装置は、探触子部１０１、
Ｂモード処理部１０２、画像処理部１０３、シネメモリ
（ｃｉｎｅｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画面表示制御部１
０５、表示部１０６、入力部１０７、コントローラ（ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）部１０８を備えている。

【００２６】探触子部１０１は、超音波を送受信するた
めの部分、つまり生体の撮像範囲に超音波を照射しなが
ら電子走査をする一方、生体内から都度反射された超音
波エコー（ｅｃｈｏ）を受信するための部分である。図
には明示していないが、この探触子部１０１には、圧電
素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置してあるととも
に、圧迫圧力を検出する圧力センサが内蔵されている。

【００２７】また、この探触子部１０１の探触子開口面
は、被検体１００に密着されており、超音波が、被検体
１００内部と圧電素子の間を透過する。図には、被検体
１００の断面が示されており、被検体１００内部の腫瘍
が撮像範囲内に位置している。

【００２８】Ｂモード処理部１０２は、探触子部１０１
と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続され、この
探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号を
発生する一方、受信した超音波エコー信号の初段増幅お
よびこの超音波エコー信号からＢモード画像をリアルタ
イム（ｒｅａｌｔｉｍｅ）で生成するための処理を行
う部分である。

【００２９】Ｂモード処理部１０２の具体的な処理内容
は、例えば受信した超音波エコー信号の遅延加算処理、
Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理、変
換した後のデジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）情報をＢモード
画像情報として後述のシネメモリ部１０４に書き込む処
理等である。

【００３０】シネメモリ部１０４は、Ｂモード処理部１
０２で生成されたＢモード画像情報を蓄積するための画
像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。画像処理部１０３
は、シネメモリ部１０４に蓄積されたＢモード画像情報
を用いて、組織弾性像を算定するための演算を行う部分
である。

【００３１】画面表示制御部１０５は、Ｂモード処理部
１０２で生成されたＢモード画像情報の表示フレームレ
ート（ｆｒａｍｅｒａｔｅ）変換、並びに画像表示の
形状や位置制御を行うための部分である。

【００３２】表示部１０６は、画面表示制御部１０５に
よって表示フレームレート変換、並びに表示画像の形状
や位置制御された情報をオペレータに対して可視表示す
るための部分である。

【００３３】入力部１０７は、オペレータによる操作入
力信号、例えばＢモードによる表示を行う際の表示範囲
の設定、あるいはパラメータの入力を行う。コントロー
ラ部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信
号、並びに予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）
やデータ（ｄａｔａ）に基づいて上述した超音波撮像装
置各部の動作を制御するための部分である。

【００３４】次に、探触子部１０１の具体的な構成につ
いて説明する。図２は、探触子部１０１の具体的な構成
を示した断面図である。探触子部１０１は、ケース（ｃ
ａｓｅ）２００、機能素子部２０１、緩衝材２０３、圧
力センサ部２０２、発光ダイオード（ｄｉｏｄｅ）２０
７、ケーブル２１０よりなり、さらに圧力センサ部２０
２は、ダイアフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）２０４、ス
トレンゲージ（ｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅ）２０５、検
出回路２０６を備えている。

【００３５】機能素子部２０１は、探触子開口面側か
ら、音響レンズ（ｌｅｎｓ）、整合層、圧電素子、バッ
キング（ｂａｃｋｉｎｇ）材よりなる。音響レンズは、
球面状に広がる超音波を収束させるためのもので、シリ
コンゴム（ｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ）よりなる。
整合層は、シリコンゴムと圧電素子の音響インピーダン
ス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を整合させるものである。圧
電素子は、電気信号から超音波を発生し、あるいは超音
波から電気信号を発生するもので、ＰＺＴ（チタン酸ジ
ルコン酸鉛）等が用いられる。この圧電素子は、アレイ
状に分割され、各圧電素子は、Ｂモード処理部１０２と
図示しないケーブルにより接続される。バッキング材
は、圧電素子を中心にして、整合層側とバッキング材側
の両側に放射される超音波の、バッキング材側の超音波
を吸収、減衰させるものである。

【００３６】ここで、機能素子部２０１と圧力センサ部
２０２は、緩衝材２０３により接続される。この緩衝材
は、弾性体からなり、スプリング（ｓｐｒｉｎｇ）、ゴ
ム（ｒｕｂｂｅｒ）等で構成される。また、バッキング
材がゴム性の物質である場合には、緩衝材２０３を省
き、機能素子部２０１を、圧力センサ部２０２に直接接
続することもできる。

【００３７】圧力センサ部２０２は、ダイアフラム２０
４、ストレンゲージ２０５、検出回路２０６を備えてい
る。ここで、機能素子部２０１は、緩衝材２０３および
ダイアフラム２０４を介して、ケース２００に固定され
るので、機能素子部２０１に探触子開口面側から圧力が
加わると、この圧力は、緩衝材２０３を介してダイアフ
ラム２０４に加わる。ダイアフラム２０４は、両端がケ
ース２００に固定されているので圧力により変形する。
この変形を、ダイアフラム２０４に装着されたストレン
ゲージ２０５は、ひずみとして検出し、ストレンゲージ
２０５と図示しない配線により接続された検出回路２０
６は、圧力情報としての電気信号を取得する。なお、こ
の電気信号は、Ｂモード処理部１０２を介して、画像処
理部１０３に送信される。

【００３８】発光ダイオード２０７は、検出回路および
Ｂモード処理部１０２と、図示しない配線により接続さ
れ、検出回路２０６の出力が閾値を越えた際に発光す
る。なお、この閾値には、画像処理部１０３において、
実験的に算定された弾性パラメータを算出するに必要最
低限の圧迫圧力値が入力され、画像処理部１０３からＢ
モード処理部１０２を介して、検出回路２０６に読み込
まれる。

【００３９】次に、コントローラ部１０８の動作につい
て説明する前に、例として弾性体の応力と歪みの関係に
ついて図３を用いて述べる。弾性体に力が加わると変形
する。図３は、円柱状の弾性体に、長尺方向に力が加え
られた場合を示す。長さＬの弾性体は、伸長され、ΔＬ
だけ伸びる。この時、以下の関係式が成立する。

【００４０】Ｆ／Ａ＝Ｙ（ΔＬ／Ｌ） ――――――（１）ここで、Ｆは長尺方向の引っ張り力で、Ａは円柱の断面
積であり、Ｙはヤング率と呼ばれる比例常数である。ヤ
ング率は、硬さを現す弾性パラメータであることがわか
る。

【００４１】（１）式を弾性体内の任意の場所に適用す
る際には、力Ｆは、面に働く力Ｆ／Ａ、すなわち応力Ｓ
に置き換えられ、ΔＬ／Ｌは、局所的な歪みｅに置き換
えられ、以下の一般的な関係式が成立する。

【００４２】Ｓ＝Ｃｅ ―――――――――――――（２）ここで、Ｃは弾性定数と呼ばれるもので、応力Ｓ、弾性
定数Ｃおよび歪みｅは、弾性体内の各点において求まる
テンソル（ｔｅｎｓｏｒ）で現される物理量である。

【００４３】テンソル量である弾性定数Ｃの各要素は、
スカラー（ｓｃａｌａｒ）量であり、ヤング率Ｙおよび
同様の概念であるポアソン比と、関数関係ｆにより一義
的に関係付けられる。

【００４４】Ｃ（要素）＝ｆ（Ｙ，σ） ―――――――――（３）ここで、σはポアソン比（Ｐｏｉｓｓｏｎｒａｔｉ
ｏ）であり、応力に対して垂直方向の変形を現す弾性パ
ラメータである。（３）式を用いて、複数のＣ（要素）
からヤング率Ｙおよびポアソン比が求められる。従っ
て、腫瘍の場合も同様に、歪みを、圧迫前後の時間応答
波形の相関から、また、表面圧を、内蔵する圧力センサ
で測ることにより、ヤング率を算出できる。

【００４５】つづいて、図４および図５を用いて、本実
施の形態１のコントローラ部１０８の動作について説明
する。まず、オペレータは、探触子部１０１を操作し
て、被検体１００の腫瘍部分をＢモード画像で捕らえ、
そして、Ｂモード処理部１０２は、非圧迫時のＢモード
送信波形を取り込む（ステップＳ４０１）と同時に、圧
力センサ部２０２で非圧迫時の表面圧測定を行う（ステ
ップＳ４０４）。コントローラ部１０８は、このＢモー
ド画像および圧力情報をシネメモリ部１０４に送信、保
存する。図５（Ａ）には、この際の探触子部１０１と腫
瘍の位置関係を示した。圧迫が加えられていないので、
機能素子部２０１を支えるダイアフラム２０４は、変形
せず圧力変化は検出されない。

【００４６】その後、オペレータは、探触子部１０１に
より、被検体１００の腫瘍部分を圧迫し、探触子１０１
の発光ダイオード２０７が点灯した際に、Ｂモード処理
部１０２は、腫瘍を圧迫時のＢモード送信波形を取り込
む（ステップＳ４０２）と同時に、圧力センサ部２０２
で非圧迫時の表面圧測定を行う（ステップＳ４０４）。
コントローラ部１０８は、このＢモード画像および圧力
情報をシネメモリ部１０４に送信、保存する。図５
（Ｂ）には、この際の探触子部１０１と腫瘍の位置関係
を示した。圧迫が加えられているので、腫瘍が変形する
と同時に、機能素子部２０１を支えるダイアフラム２０
４も変形を起こし、圧力変化がストレンゲージ２０５に
検出される。

【００４７】その後、コントローラ部１０８は、画像処
理部１０３で、ステップＳ４０１およびステップＳ４０
２で取得した時間応答波形の相関から変位分布および歪
みを算出し（ステップＳ４０３）、ステップＳ４０４お
よびステップＳ４０５で取得した、圧迫する前後の表面
圧情報の差分をとって、圧力を算出する（ステップ４０
６）。

【００４８】その後、コントローラ部１０８は、画像処
理部１０３で、ステップＳ４０３およびステップＳ４０
６で求めた歪み情報および圧力情報から、式（２）を用
いて、Ｂモード画像各点の弾性定数Ｃの要素を求め、さ
らに式（３）を用いて，弾性定数Ｃの各要素から弾性パ
ラメータ、例えばヤング率を算出する（ステップＳ４０
７）。そして、コントローラ部１０８は、位置情報を基
に弾性パラメータから画像を構築し（ステップＳ４０
８）、シネメモリ部１０４に保存し、表示する。

【００４９】その後、コントローラ部１０８は、オペレ
ータからの指示により、弾性パラメータ画像に、Ｂモー
ド画像を合成するかどうかを判断し（ステップＳ４０
９）、Ｂモード画像を合成しない場合には（ステップＳ
４０９否定）、この処理を終了し、Ｂモード画像を合成
する場合には（ステップＳ４０９肯定）、圧迫時のＢモ
ード画像と弾性パラメータ画像を合成し（ステップＳ４
１０）、シネメモリ部１０４に保存、表示の後に、この
処理を終了する。

【００５０】上述してきたように、本実施の形態１で
は、圧力センサ部２０２を圧力伝達媒体である機能素子
部２０１の背後に内蔵する探触子部１０１を用いて、圧
迫圧力を検出し、さらに探触子部１０１で圧迫する前と
後のＢモード送信波形を機能素子部２０１で取得し、画
像処理部１０３で歪みおよび探触子開口面の圧力を求め
て、Ｂモード画像各点の弾性パラメータを算出、画像表
示しているので、圧力センサ部２０２と機能素子部２０
１が一体化された探触子部１０１からの情報のみで、Ｂ
モード画像各点の弾性パラメータを表示し、組織弾性像
とすることができる。

【００５１】また、この実施の形態では、歪みセンサと
して電気式のストレンゲージ２０５用いたが、光学式の
ものでも良い。また、電気式の歪みセンサとしては、低
感度ではあるが温度の影響が少ない金属のものが、高感
度ではあるが温度の影響の大きい半導体よりも、好まし
い。

【００５２】また、弾性パラメータとしては、腫瘍の硬
さを現すに適したものであれば、（３）式から求まるヤ
ング率あるいはポアソン比、さらには弾性定数を用いて
も良い。

【００５３】また、この実施の形態では、圧迫圧力は、
閾値により決まる一定圧力としたが、圧迫圧力を複数回
変化させ、複数個の弾性パラメータ値を求めることもで
きる。この際の弾性パラメータ値の変化は、弾性パラメ
ータの非線形成分を現しており、生体組織の特徴を現す
一つの指標とすることができる。

【００５４】また、この実施の形態では、探触子部１０
１を用いて、オペレータが手動で被検体１００に圧迫を
加えることとしたが、圧迫圧力の発生機構を探触子部１
０１の内部あるいは外部に設けることにより、自動で被
検体１０１に圧迫圧力を加えることもできる。（実施の形態２）ところで、上記実施の形態１では、探
触子部１０１は、機能素子部２０１の背後に配設された
圧力センサ部２０２に、圧迫圧力を検出させたが、機能
素子部２０１とは別の圧力伝達媒体を用いて、圧迫圧力
を検出させることもできる。そこで本実施の形態では、
機能素子部２０１とは別の圧力伝達媒体を用いて圧迫圧
力を検出する場合を示すことにする。

【００５５】図６は、本実施の形態にかかる探触子部６
０１の断面図である。ここで、探触子部６０１は、実施
の形態１にかかる探触子部１０１に対応するものであ
り、その他の構成および動作は実施の形態１と同様であ
るので詳細な説明を省略する。

【００５６】探触子部６０１は、ケース６００、機能素
子部６０２、圧力センサ部６０３、発光ダイオード６０
７、スイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）回路６２０よ
りなり、さらに圧力センサ部６０３は、ダイアフラム６
０４、ストレンゲージ６０５、検出回路６０６を備えて
いる。

【００５７】機能素子部６０２は、リニアアレイ（ｌｉ
ｎｅａｒａｒｒａｙ）型の超音波探触子であり、生体
の撮像範囲に超音波を照射しながら電子走査をする一
方、生体内から都度反射された超音波エコーを受信する
ための部分である。機能素子部６０２には、圧電素子が
アレイ状に配置してあるとともに、これら圧電素子を選
択的に駆動するスイッチング回路６２０とは、図示しな
い配線により接続されている。

【００５８】圧力センサ部６０３は、球体のトラックボ
ール（ｔｒａｃｋｂａｌｌ）６０８、ダイアフラム６
０４、ストレンゲージ６０５、検出回路６０６を備えて
いる。ここで、トラックボール６０８は、ダイアフラム
６０４を介して、ケース６００に固定されるので、トラ
ックボール６０８に探触子開口面側から圧力が加わる
と、この圧力は、ダイアフラム６０４に加わる。ダイア
フラム６０４は、両端がケース６００に固定されている
ので圧力により変形する。この変形を、ダイアフラム６
０４に装着されたストレンゲージ６０５は、歪みとして
検出し、ストレンゲージ６０５と図示しない配線により
接続された検出回路６０６は、圧力情報としての電気信
号を取得する。なお、この電気信号は、Ｂモード処理部
１０２を介して、画像処理部１０３に送信される。

【００５９】発光ダイオード６０７は、検出回路および
Ｂモード処理部１０２と、図示しない配線により接続さ
れ、検出回路６０６の出力が閾値を越えた際に発光す
る。なお、この閾値は、画像処理部１０３からＢモード
処理部１０２を介して、検出回路６０６に読み込まれ
る。

【００６０】上述してきたように、本実施の形態２で
は、機能素子部６０２の探触子開口部横に配設されたト
ラックボール６０８を介して、探触子開口面上の圧迫圧
力を、圧力センサ部６０３で検出することとしているの
で、リニアアレイ型の超音波探触子のように、機能素子
部６０２の背後にスイッチング回路６２０を内蔵する超
音波探触子でも、圧力センサ部６０３を容易に内蔵する
ことができ、また、トラックボール６０８により圧迫圧
力を検出し、伝達するので、被検体１００への圧迫圧力
を効率的に、かつ、被検体１００に不快感を与えること
なく検出することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
探触子部は、検出部により探触子開口面の圧迫圧力を検
出し、画像処理部は、算出手段により探触子開口面によ
る圧迫前後のＢモード画像情報を得るためのＢモード時
間波形から撮像断面の歪みを算出し、圧迫前後の圧力情
報並びに歪み情報に基づいて、算定手段により撮像断面
の弾性パラメータを算定することとしているので、超音
波探触子により被検体を圧迫することにより、圧迫前後
のＢモード画像情報を得るためのＢモード時間波形およ
び圧迫圧力を求め、この情報から撮像断面の弾性パラメ
ータを算定することができ、ひいては組織弾性画像を表
示して、被検体の腫瘍部分を高弾性パラメータ値の組織
弾性画像部分として抽出することができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図で
ある。

【図２】実施の形態１の探触子部の具体的な構成を示す
断面図である。

【図３】ヤング率の定義を示す図である。

【図４】実施の形態１のコントローラ部の動作を示すフ
ローチャートである。

【図５】探触子部を被検体に密着させた状態を示す図で
ある。

【図６】実施の形態２の探触子部の具体的な構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

１００被検体１０１、６０１探触子部１０２モード処理部１０３画像処理部１０４シネメモリ部１０５画面表示制御部１０６表示部１０７入力部１０８コントローラ部２００、６００ケース２０１、６０２機能素子部２０２、６０３圧力センサ部２０３緩衝材２０４、６０４ダイアフラム２０５、６０５ストレンゲージ２０６、６０６検出回路２０７、６０７発光ダイオード６０８トラックボール６２０スイッチング回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野隆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 AA01 BB02 CC02 DD11 DD30 GA01 GA20 GB02 HH32 JB03 JB29 JC14 JC20 KK12 LL03 LL20 4C601 BB23 DD30 GA01 GB01 GB03 JB01 JB02 JB19 JB34 JB45 JC15 JC20 JC21 KK12 KK23 KK24 LL01 LL02 LL04 LL40 5C024 AX09 BX00 CX00 GX00 HX55 HX60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波を探触子開口面から被検体の撮像
断面内に繰り返し送受信する探触子部と、前記探触子部の受信超音波エコーからＢモード画像を生
成するＢモード処理部と、前記Ｂモード画像を記憶する記憶部と、前記記憶部のＢモード画像情報を画像処理する画像処理
部と、前記探触子部、前記Ｂモード処理部、前記記憶部および
前記画像処理部を制御する制御部と、を備える超音波撮
像装置であって、前記探触子部は、前記探触子開口面による前記被検体へ
の圧迫圧力を検出する検出手段を有し、前記画像処理部は、前記探触子開口面による前記被検体
への圧迫前後の前記Ｂモード画像情報を得るためのＢモ
ード時間波形から前記撮像断面の歪みを算出する算出手
段と、前記圧迫前後の前記圧迫圧力情報並びに前記歪み情報に
基づいて、前記撮像断面の弾性パラメータを算定する算
定手段と、を備えることを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項２】前記検出手段は、前記探触子開口面と同
一面に、前記圧迫圧力を感知する圧力伝達媒体を有し、
前記圧力伝達媒体の前記探触子開口面でない側に、前記
圧力伝達媒体を介した圧迫圧力を検出する圧力センサを
備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装
置。
【請求項３】前記圧力伝達媒体は、前記超音波を送受
信する機能素子部であること、を特徴とする請求項２に
記載の超音波撮像装置。
【請求項４】前記機能素子部は、前記圧力センサに弾
性体を用いて接続されることを特徴とする請求項３に記
載の超音波撮像装置。
【請求項５】前記圧力伝達媒体は、前記探触子部の前
記探触子開口面側に配設された球体であることを特徴と
する請求項２に記載の超音波撮像装置。
【請求項６】前記圧力センサは、前記圧力伝達媒体の
圧力により歪みを生じるダイアフラムと、前記ダイアフ
ラム上の歪みを検出する歪みセンサとを備えることを特
徴とする請求項２ないし５のいずれか一つに記載の超音
波撮像装置。
【請求項７】前記探触子部は、前記圧迫圧力が閾値を
越えた際に、オペレータに前記圧迫圧力が閾値を越えた
ことを認知させる認知手段を備えることを特徴とする請
求項１ないし６のいづれか一つに記載の超音波撮像装
置。
【請求項８】前記閾値は、前記画像処理部が弾性パラ
メータを算定するに必要とされる圧迫圧力値であること
を特徴とする請求項７に記載の超音波撮像装置。
【請求項９】前記認知手段は、前記探触子部に配設さ
れた発光ダイオードであることを特徴とする請求項７あ
るいは８に記載の超音波撮像装置。
【請求項１０】前記弾性パラメータは、ヤング率であ
ることを特徴とする請求項１ないし９に記載の超音波撮
像装置。