JP2004275223A - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to arbitrarily set up the shape of two-dimensional or three-dimensional beam scanning space regarding an ultrasonic diagnostic equipment particularly a scanning technique of an ultrasonic beam. <P>SOLUTION: A transmitter controlling division 16 controls a transmission beam former 12 and a reception beam former 14. Specifically, the transmitter controlling is performed to construct the beam scanning space having an arbitrary shape established by a user or established automatically. The transmitter controlling division 16 is constituted with two or more tables which output information such as a beam number, a focus number, reception starting, a beam end or the like corresponding to an incremented count value. Then, a beam forming condition such as beam address, beam length or the like is established individually in each beam line which forms the beam scanning space. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は超音波診断装置に関し、特に超音波ビームの走査技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, particularly to a scanning technique of the ultrasonic beam.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
超音波ビームの走査方式としては各種の方式が知られている。 Various methods are known as a scanning method of ultrasonic beam. 例えば、電子走査方式としては、超音波ビームを偏向走査する電子セクタ走査、超音波ビームを直線走査する電子リニア走査をあげることができる。 For example, the electronic scanning system, an electronic sector scan for deflecting and scanning the ultrasonic beam, it is possible to increase the electronic linear scanning linearly scanning the ultrasound beam. 一方、機械走査方式としては、機械セクタ走査、機械リニア走査をあげることができる。 On the other hand, the mechanical scanning method, mention may be made of mechanical sector scanning, a mechanical linear scanning. なお、コンベックス走査も電子リニア走査の一形態であるが、超音波ビームは偏向走査される。 Although also convex scan is a form of an electronic linear scanning, the ultrasonic beam is deflected and scanned.
【0003】 [0003]
ところで、上記のような走査方式を用いて二次元の超音波診断を行う場合、電子セクタ走査が適用されると、扇状の走査面が形成され、その場合、その半径(ビーム長)は一定である。 In the case of performing two-dimensional ultrasound diagnosis using the scanning method described above, the electronic sector scan is applied, the fan-shaped scanning plane is formed, in which case the radius (beam length) constant is there. つまり、走査面の頂点を送受波原点とすると、走査面の底辺は曲率一定の円弧を描く。 That is, when the apex of the scanning plane and transducing origin, the base of the scanning surface draws a constant arc curvature. 電子リニア走査が適用される場合には、矩形の走査面が形成される。 If the electronic linear scanning is applied, a rectangular scanning surface is formed. また、三次元の超音波診断を行う場合において、第1方向及び第2方向について超音波ビームが偏向走査されると、角錐形状の三次元空間が形成される。 Further, in the case of a three-dimensional ultrasound diagnostic, the ultrasonic beam in the first direction and the second direction is deflected and scanned, the three-dimensional space of the pyramid shape is formed. その時、三次元空間の頂点を送受波原点とすると、その底面はビーム長を半径とした曲率一定の球面となる。 At that time, when the apex of the three-dimensional space and transducing origin, the bottom becomes constant curvature of the spherical where the beam length and radius. 底面の曲率が一定であることはコンベックス走査の場合も同様である。 Curvature of the bottom surface is constant is the same in the case of convex scanning. 一方、超音波ビームが直線走査されると、長方形の三次元空間が形成される。 On the other hand, when the ultrasonic beam is linearly scanned, a three-dimensional space of the rectangle is formed.
【0004】 [0004]
以下の特許文献1には、送信ビームアドレスごとに焦点深さ及び焦点個数を個別的に設定できる技術が開示されている。 The following Patent Document 1 is a technique that can be set individually focal depth and focal number for each transmission beam address is disclosed.
【0005】 [0005]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開平11−113899号公報【0006】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-113899 [0006]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
従来において、超音波ビームの電子走査あるいは機械走査によって形成される二次元又は三次元のビーム走査空間は、上記のように、定型的あるいは画一的な形状を有する。 In the past, two-dimensional or three-dimensional beam scanning space is formed by electronic scanning or mechanical scanning of the ultrasonic beam, as described above, having a routine or uniform shape. しかし、諸条件や診断対象によっては、より相応しいビーム走査空間の形状が望まれる。 However, depending on various conditions and diagnosed, it is desired shape more suitable beam scanning space. 例えば、二次元の超音波診断において、観察部位が走査面中央部のみに限定されているのに、常に扇状あるいは矩形の走査面を構成すると、フレームレートを向上させることができない。 For example, in a two-dimensional ultrasound diagnostic, although observation site is limited to scanning surface center portion and always constitutes the fan-shaped or rectangular scan plane, it is impossible to improve the frame rate. これは、三次元の超音波診断において更に顕著となる。 This will become more pronounced in the three-dimensional ultrasound diagnostic.
【0007】 [0007]
本発明の目的は、より相応しいビーム走査空間の形状を実現できるようにすることにある。 An object of the present invention is to be able to realize the shape of a more suitable beam scanning space.
【0008】 [0008]
本発明の他の目的は、対象組織の観察を十分に行うことができ、しかもフレームレートを向上できるようにすることにある。 Another object of the present invention, it is possible to observe the target tissue enough, yet is to make it possible to improve the frame rate.
【0009】 [0009]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
(1)本発明は、ビーム走査空間の形状を設定する形状設定手段と、前記設定されたビーム走査空間の形状に対応して、前記ビーム走査空間を構成する各ビームラインについて、ビーム方位を規定するビームアドレスとビーム長を規定するビームエンドとを含むビーム形成条件を個別的に設定する条件設定手段と、前記条件設定手段によって設定された各ビームラインについてのビーム形成条件に従って、各超音波ビームを形成するビーム形成手段と、を含むことを特徴とする。 (1) The present invention defines a shape setting means for setting the shape of the beam scanning space, it corresponds to the shape of the set beam scanning space, for each beam line constituting the beam scanning space, the beam azimuth a condition setting unit that sets individually beam forming condition includes a beam end defining a beam address and a beam length to, in accordance with the beam forming condition for each beam line set by said condition setting means, the ultrasonic beam characterized in that it comprises a, a beam forming means for forming an.
【0010】 [0010]
上記構成によれば、形状設定手段によってビーム走査空間の形状が設定されると、その形状に従って、条件設定手段が各ビームラインごとにビーム形成条件を設定する。 According to the above arrangement, when the shape of the beam scanning space is set by the shape setting means, according to its shape, the condition setting means sets the beam forming condition for each beam line. つまり、各ビームラインごとにビームアドレス及びビームエンド(診断深さ)を個別的に設定することができる。 In other words, it is possible to set individually the beam address and the beam end (diagnosis depth) for each beam line. そして、ビーム形成手段は、設定されたビーム形成条件に従って、各ビームラインごとに超音波ビームを形成する。 Then, the beam forming means, according to the set beam forming condition to form an ultrasonic beam for each beam line. なお、条件設定手段がビームラインアレイのパターン(ビーム密度やビームピッチ)などを設定するようにしてもよい。 The condition setting unit may set the like pattern of beam line array (beam density and beam pitch). また、一送信多方向受信、多方向送信多方向受信などの技術と組合せてもよい。 Further, one transmission by multi-directional reception can be combined with technologies such as multi-directional transmission multidirectional received. ビームエンドが定められるビームラインは、基本的には、受信ビームラインに相当するが、もちろん条件設定手段が送信ビームラインについてビーム形成条件を設定するようにしてもよい。 Beamline beam end is determined is basically equivalent to the reception beam line, of course condition setting means may set the beam forming condition for the transmission beam line.
【0011】 [0011]
以上のように、各ビームラインごとに個別的にビーム形成条件を設定できるので、ビーム走査空間の底面又底辺の形状(プローブから見て遠い側の形状)を自在にあるいはより望ましい形状に定めることが可能である。 As described above, can be set individually to the beam forming condition for each beam line, be determined shape of the bottom surface also the base of the beam scanning space (far side shape as viewed from the probe) to freely or, more desirable shape it is possible. よって、上記構成によれば、例えば、エコーデータの取込みが不必要な部位(例えば、ビーム走査空間の下方隅部など)については、そこをビーム走査空間から除外してフレームレートを向上できる。 Therefore, according to the above configuration, for example, site incorporation of echo data is unnecessary (e.g., lower corner including the beam scanning space) for, thereby improving the frame rate by excluding from which the beam scanning space. また、診断部位の形態に適合するビーム走査空間を設定して、超音波診断上の便宜を図ることもできる。 It is also possible to set the matching beam scanning space in the form of a diagnostic region, the convenience of the ultrasonic diagnostic.
【0012】 [0012]
上記構成においては、超音波ビーム走査は電子的に行われるのが望ましいが、機械的に行われてもよい。 In the above structure, the ultrasonic beam scanning is desirably carried out electronically, or may be done mechanically. 走査方式としては、セクタ走査、リニア走査、コンベックス走査などをあげることができる。 The scanning method, a sector scanning, linear scanning, and the like convex scanning.
【0013】 [0013]
望ましくは、前記形状設定手段は、前記ビーム走査空間の形状をユーザーが指定又は選択するための手段を含む。 Preferably, the shape setting means includes means for the shape of the beam scanning space a user to specify or select. ユーザーによって一定条件の下で任意形状を指定させるようにしてもよい。 It may be caused to designate an arbitrary shape under certain conditions by the user. その場合にはその指定を容易に行わせるために、超音波画像上で走査範囲を定義するマーカーを登場させてそれを利用して形状の指定を行ってもよいし、トラックボールなどを用いてユーザーによって任意形状をトレースさせるようにしてもよい。 To easily perform their specified if the may be performed the specified shape by using it to appear a marker to define the scanning range on the ultrasound image, by using a trackball it may be caused to trace the arbitrary shape by the user. また、複数の形状候補を用意しておいて、ユーザーに特定の形状を選択させるようにしてもよい。 Also, keep in preparing a plurality of shape candidate may be allowed to select a particular shape to the user. なお、例えば領域抽出処理などの公知技術を用いて超音波画像を基礎として形状設定を自動化することも考えられる。 Incidentally, it is also conceivable to automate shape setting on the basis of the ultrasound image using known techniques such as, for example, area extraction processing.
【0014】 [0014]
望ましくは、前記形状設定手段は、関心領域をユーザーによって指定するための指定手段と、前記指定された関心領域に基づいて前記ビーム走査空間の形状を定める定義手段と、を含む。 Preferably, the shape setting means includes designating means for designating a region of interest by a user, and a defining means for defining the shape of the beam scanning space based on the specified region of interest. 関心領域を基礎としてビーム走査空間の形状を定めれば、注目すべき患部を確実に画像としてカバーでき、その一方で、それ以外の領域に対するビーム走査や受信データ取り込みを除外できる。 Be determined the shape of the beam scanning space a region of interest as a basis, the affected area should be noted to cover as reliably image, on the other hand, it can be excluded beam scanning and receiving data capture for the other regions.
【0015】 [0015]
望ましくは、前記定義手段は、前記ビーム走査空間に前記関心領域が内接するように前記ビーム走査空間の広がりを定める内接条件と、前記関心領域における内接位置より下側の部分の形状に前記ビーム走査空間の底面又は底辺を揃える適合条件と、に従って、前記ビーム走査空間の形状を定める。 Preferably, the definition unit, wherein the internal conditions the region of interest in the beam scanning space defines the spread of the beam scanning space to be inscribed, the shape of the lower portion from the inscribing position in the region of interest a matching condition to align the bottom or base of the beam scanning space, according to define the shape of the beam scanning space.
【0016】 [0016]
上記構成によれば、関心領域が設定されると、それを確実にカバーする最も小さい水平方向のビーム走査範囲が定められ、その上で、各ビームラインごとに必要な診断深さを設定できる。 According to the above configuration, when the region of interest is set, determined the smallest horizontal beam scanning range to reliably cover it, on its can be set diagnostic depth required for each beam line. 上記構成において、二次元の場合、関心領域の外形は、2つの内接点を含むそれより下側の外形部分とそれより上の外形部分とに便宜上区分することができるが、下側の外形部分はビーム走査空間の底辺に合致する。 In the above configuration, the two-dimensional case, the outer shape of the region of interest, can be conveniently divided into a profile part and a profile section above it lower than comprising two inner contacts, outer portion of the lower is consistent with the bottom of the beam scanning space. 上側の外形部分と送受波原点(あるいは送受波面)との間の領域は、関心領域外であるが、そこにはビームラインが通過するため、そこも受信期間内として画像化してもよいし、受信期間外として画像化対象から除外してもよい。 The area between the outer portion of the upper and the wave transceiver origin (or transmitting and receiving surface) is the outside area of ​​interest, there to the beam line passes, there also may be imaged as the reception period, it may be excluded from the imaged object as outside reception period. あるいは、その領域をマスク(非表示)処理してもよい。 Alternatively, it may be the area mask (not shown) treated. これらのことは、三次元の場合も同様である。 The same holds in the case of three dimensions. その場合にビーム走査空間と関心領域との内接部分は基本的に閉じた線を描く。 Inscribed portion of the beam scanning space region of interest in which case the draw essentially closed line. その線を含む下側部分の表面(底面)上に、各ビーンラインのビームエンドが設定されることになる。 On the surface (bottom surface) of the lower part containing the line, so that the beam end of each bean line is set.
【0017】 [0017]
望ましくは、前記超音波ビームの形成によって得られたデータに基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、前記超音波画像を表示画面に表示する表示手段と、を含み、前記関心領域は、前記表示画面に表示された超音波画像上において指定される。 Preferably, the includes image forming means for forming an ultrasonic image based on the data obtained by the formation of the ultrasound beam, and a display means for displaying the ultrasound image on a display screen, wherein the region of interest, It is designated on the ultrasonic image displayed on the display screen. 関心領域の指定に先立って、診断対象部位を実際に観察することが望まれるため、暫定的に例えば従来同様の拡大されたあるいは標準形状を有するビーム走査空間を形成し、そこから得られるエコーデータに基づいて超音波画像を形成してもよい。 Prior to the specified region of interest, because it is desired to actually observe the diagnostic object portion, tentatively example to form a conventional similar expanded or beam scanning space having a standard shape, the echo data obtained therefrom it may form an ultrasound image based on. その超音波画像上で関心領域を設定すると、その関心領域を基礎として新しいビーム走査空間が定義され、それに基づいて超音波ビームが走査される。 Setting the region of interest on the ultrasound image, the new beam scanning space a region of interest as a basis are defined, and an ultrasonic beam is scanned on the basis thereof. また、その場合において、関心領域の形状変更、サイズ変更(拡大、縮小)等も可能である。 Also, in that case, the shape change of the region of interest, resizing (enlargement, reduction) and the like are also possible.
【0018】 [0018]
なお、従来から超音波診断の分野では関心領域の設定がなされているが、そのような関心領域は、画像処理や演算処理の範囲の外縁を画定するもので、本願における走査空間の形状を定義するための関心領域とその目的、機能が相違する。 Although in the field of ultrasonic diagnostic conventionally there have been set the region of interest, such ROI is for defining the outer edge of the range of image processing and arithmetic processing, define the shape of the scanning space in the present ROI for its intended functionality is different. また、従来装置の中には、超音波画像上にユーザー設定されたズーム領域のみに対して超音波の送受波を行うものもあるが、その領域の形状を自在に設定することはできず、例えば各ビームラインのビーム長(診断深さ)を自在に設定することはできない。 Further, in the conventional apparatus, some of which perform the transmission and reception of the ultrasonic waves only to the zoom area which is user set on the ultrasonic image, but can not be set the shape of the area freely, for example it is not possible to set beam length of each beam line (diagnosis depth) freely.
【0019】 [0019]
望ましくは、前記形状設定手段は、前記表示画面に初期形状及び初期サイズをもった関心領域設定用のマーカーを登場させる手段を含み、前記指定手段は、前記マーカーの位置、形状及びサイズを指定する手段である。 Preferably, the shape setting means includes means for appeared initial shape and markers for ROI set having an initial size on the display screen, the designating means, the position of the marker, specify the shape and size it is a means. マーカーは、関心領域の範囲を画定するもので、その初期形状は、例えば二次元であれば、円形、楕円、矩形であり、三次元であれば球体、楕円体、直方体などである。 Marker is for defining the range of the region of interest, its initial shape, for example, if a two-dimensional, round, oval, rectangular and if a three-dimensional sphere, ellipsoid, cuboid, and the like.
【0020】 [0020]
望ましくは、前記形状設定手段は、少なくとも底面又は底辺の形状が互いに異なる複数の候補形状の中からいずれかの形状をユーザー選択するための選択手段を含む。 Preferably, the shape setting means includes a selection means for user selection of any shape from among a plurality of different candidate shapes shape of at least a bottom or base to each other.
【0021】 [0021]
望ましくは、前記複数の候補形状の中には、底面又は底辺の曲率が一定の標準形状と、底面又は底辺の曲率がビームアドレスに依存して変化する非標準形状と、が含まれる。 Preferably, in said plurality of candidate shape, and the curvature of the bottom or base constant standard shape, the curvature of the bottom or base and a non-standard shape changes depending on the beam address, it includes.
【0022】 [0022]
望ましくは、前記ビーム形成条件には、更に受信開始を規定する受信スタートが含まれ、前記各ビームラインにおいて前記受信スタートから前記ビームエンドまでが受信期間に相当する。 Preferably, the beam forming condition, includes reception start further defining the reception start, the from the reception start in each beam line to the beam end corresponding to the receiving period. この場合、ビーム走査領域内であって関心領域外のビーム通過領域については画像化されないことになる。 In this case, it will not be imaged for beam passage region outside the region of interest to a beam scanning region.
【0023】 [0023]
望ましくは、前記ビーム形成条件には、更にフォーカス条件が含まれる。 Preferably, the beam forming condition includes a further focusing condition. フォーカス条件としては、フォーカス深さ、開口幅、集束度(ビーム形状)、送信フォーカスの段数などをあげることができる。 The focus condition, focus depth, opening width, degree of focusing (beam shape), and the like number of transmission focus.
【0024】 [0024]
望ましくは、前記条件設定手段は、前記ビーム走査空間内における複数のビームラインのビームエンドの間隔を一定距離に設定する。 Preferably, the condition setting means sets the interval of the beam end of a plurality of beamlines in the beam scanning space a predetermined distance. 望ましくは、前記条件設定手段は、前記三次元空間内における複数のビームラインの間隔を一定角度に設定する。 Preferably, the condition setting means sets the interval of a plurality of beamlines in the three-dimensional space at a constant angle. 以上のように、ビーム走査空間の底辺あるいは底面においてビームライン間を等ピッチにするか、ビームラインのビームエンド間を等角度にするか、様々なバリエーションがあり得る。 As described above, either the equal pitch between beam line at the bottom or the bottom surface of the beam scanning space, or to an equal angle between the beam line beam end, there may be many variations. 例えば、ビーム走査形状に応じて、ビーム密度を空間的に変化させてもよい。 For example, depending on the beam scanning shape, it may be spatially varying the beam density.
【0025】 [0025]
(2)また、本発明は、超音波ビームを第1方向及び第2方向に走査して構成されるビーム走査空間の三次元形状を設定する形状設定手段と、前記設定されたビーム走査空間の三次元形状に対応して、前記ビーム走査空間を構成する各ビームラインについて、ビーム方位を規定するビームアドレスとビーム長を規定するビームエンドとを含むビーム形成条件を個別的に設定する条件設定手段と、前記条件設定手段によって設定された各ビームラインについてのビーム形成条件に従って、各超音波ビームを形成するビーム形成手段と、を含むことを特徴とする。 (2) Further, the present invention includes a shape setting means for setting a three-dimensional shape of formed beam scanning space by scanning an ultrasonic beam in a first direction and the second direction, of the set beam scanning space corresponding to the three-dimensional shape, wherein for each beam line constituting the beam scanning space, condition setting means for setting a beam forming condition including a beam end defining a beam address and a beam length defining a beam azimuth individually When, in accordance with the beam forming condition for each beam line set by said condition setting means, characterized in that it comprises a beam forming means for forming each ultrasound beam, the.
【0026】 [0026]
望ましくは、前記超音波ビームの形成によって得られるデータに基づいて、互いに交差関係にある複数の断層画像を形成する画像形成手段と、前記複数の断層画像を表示画面に表示する表示手段と、を含み、前記形状設定手段は、前記表示画面に表示された複数の断層画像上において三次元の関心領域をユーザー指定するための指定手段と、前記指定された関心領域に基づいて前記ビーム走査空間の形状を定義する定義手段と、を含む。 Desirably, on the basis of the data obtained by formation of the ultrasonic beam, and an image forming means for forming a plurality of tomographic images at the intersection of each other, and display means for displaying a plurality of tomographic images on the display screen, the wherein said shape setting means, a designation means for user-specified three-dimensional region of interest in the display screen displayed on a plurality of tomographic images, the beam scanning space based on the specified region of interest including a definition means for defining a shape, the. この構成によれば、三次元の関心領域を簡便に設定することができる。 According to this configuration, it is possible to easily set the three-dimensional region of interest. 複数の断層画像はいわゆる直交三断面としてのトリプレーンであってもよい。 A plurality of tomographic images may be tri-plane as a so-called three orthogonal cross-section.
【0027】 [0027]
望ましくは、前記超音波ビームは前記第1方向及び前記第2方向に偏向走査され、前記条件設定手段は前記第1方向及び前記第2方向の少なくとも一方の方向における偏向角度に応じてビームエンドを可変設定する。 Preferably, the ultrasonic beam is deflected and scanned in the first direction and the second direction, the condition setting means the beam end according to the deflection angle of at least one of direction of the first direction and the second direction variably set.
【0028】 [0028]
望ましくは、前記ビーム走査空間は、それ全体として、角錐状又は円錐状の形状を有する。 Preferably, the beam scanning space as a whole it has a pyramidal or conical shape. 望ましくは、前記ビーム走査空間の底面は平面であり、あるいは、前記ビーム走査空間の底面は曲面である。 Desirably, the bottom surface of the beam scanning space is flat, or the bottom surface of the beam scanning space is curved.
【0029】 [0029]
望ましくは、前記超音波ビームは前記第1方向及び前記第2方向に直線走査され、前記条件設定手段は前記第1方向及び前記第2方向の少なくとも一方の方向における走査位置に応じてビームエンドを可変設定する。 Preferably, the ultrasonic beam is linearly scanned in the first direction and the second direction, the condition setting means the beam end according to the scanning position in at least one direction of the first direction and the second direction variably set. 望ましくは、前記ビーム走査空間の底面は曲面である。 Desirably, the bottom surface of the beam scanning space is curved.
【0030】 [0030]
(3)また、本発明は、ビーム走査空間の二次元形状を設定する形状設定手段と、前記設定されたビーム走査空間の二次元形状に対応して、前記ビーム走査空間を構成する各ビームラインについて、ビーム方位を規定するビームアドレスとビーム長を規定するビームエンドとを含むビーム形成条件を個別的に設定する条件設定手段と、前記条件設定手段によって設定された各ビームラインについてのビーム形成条件に従って、各超音波ビームを形成するビーム形成手段と、を含む。 (3) Further, the present invention includes a shape setting means for setting a two-dimensional shape of the beam scanning space, corresponding to the two-dimensional shape of the set beam scanning space, each beam lines constituting the beam scanning space for, a condition setting means for setting a beam forming condition including a beam end defining a beam address and a beam length defining a beam azimuth individually, beam forming condition for each beam line set by said condition setting means accordingly comprises a beam forming means for forming each ultrasound beam, the.
【0031】 [0031]
望ましくは、前記超音波ビームの形成によって得られるデータに基づいて、断層画像を形成する画像形成手段と、前記断層画像を表示画面に表示する表示手段と、を含み、前記形状設定手段は、前記表示画面に表示された断層画像上において二次元の関心領域をユーザー指定するための指定手段と、前記指定された関心領域に基づいて前記ビーム走査空間の形状を定義する定義手段と、を含む。 Preferably, on the basis of the data obtained by the formation of the ultrasound beam, comprises image forming means for forming a tomographic image, and display means for displaying the tomographic image on the display screen, the said shape setting means, said includes designation means for user-specified two-dimensional region of interest on the tomographic image displayed on the display screen, and a defining means for defining the shape of the beam scanning space based on the specified region of interest.
【0032】 [0032]
望ましくは、前記超音波ビームは偏向走査され、前記条件設定手段はビーム偏向角度に応じてビームエンドを可変設定する。 Preferably, the ultrasonic beam is deflected and scanned, the condition setting means variably sets the beam end according to the beam deflection angle. 望ましくは、前記ビーム走査空間は、それ全体として、扇状の形状を有する。 Preferably, the beam scanning space as a whole it has a fan shape. 望ましくは、前記ビーム走査空間の底辺は直線であり、あるいは、前記ビーム走査空間の底辺は曲線である。 Desirably, the base of the beam scanning space is linear, or bottom of the beam scanning space is curved.
【0033】 [0033]
望ましくは、前記超音波ビームは直線走査され、前記条件設定手段はビーム走査位置に応じてビームエンドを可変設定する。 Preferably, the ultrasonic beam is linearly scanned, the condition setting means variably sets the beam end according to the beam scanning position. 望ましくは、前記ビーム走査空間の底辺は曲線である。 Desirably, the base of the beam scanning space is curved.
【0034】 [0034]
(4)例えば、上記のビーム走査空間が三次元空間であって電子セクタ走査が行われる場合、その形状としては、送受波原点を頂点とし、底面が平坦な四角錐あるいは円錐であってもよい(後述の図3参照)。 (4) For example, when the beam scanning space a three-dimensional space electronic sector scan is performed, as is the shape, the wave transceiver origin an apex, a bottom surface may be a flat quadrangular pyramids or cones (see Figure 3 below). あるいは、全体として四角錐又は円錐であって、ビーム長よりも短い曲率半径で形成された球面状の底面を有する三次元形状であってもよい(後述の図1、図6参照)。 Alternatively, a four-sided pyramid or conical as a whole, the beam may be a three-dimensional shape having a spherical bottom surface is formed with a short radius of curvature than the length (described below FIG. 1, see FIG. 6). あるいは、任意形状としてもよい(後述の図2参照)。 Alternatively, it may be any shape (see FIG. 2 described later). 勿論、電子リニア走査が適用される場合、二次元超音波診断の場合などにおいても同様に考えることができる。 Of course, if the electronic linear scanning is applied, it can be considered also in a case of two-dimensional ultrasound diagnostic.
【0035】 [0035]
また、診療科目、診断部位、患部形状、診断者などに応じて、ビーム走査空間の形状を自動的に指定又は選択するようにしてもよい。 Furthermore, medical subjects, the diagnosis part, affected part, in accordance with the diagnostician may be automatically specify or select the shape of the beam scanning space. 例えば、心臓の超音波診断においては、観察する方位(超音波探触子の胸部への当て方)が臨床的に幾つか定まっているので、それぞれの方位ごとに最適なビーム走査空間を用意しておいてもよい。 For example, in the ultrasonic diagnostic heart, since observation orientation (against the way to the ultrasonic probe of the chest) are definite clinical several prepares an optimum beam scanning space for each azimuth it may have been. これは産科などで胎児の診断を行う場合においても同様である。 This also applies to the case where the diagnosis of the fetus, such as obstetrics.
【0036】 [0036]
更に、ビーム走査空間の底面又は底辺の曲率(あるいは曲率半径)を自由に設定できるようにしてもよい。 Furthermore, it is also possible to bottom or bottom curvature of the beam scanning space (or radius of curvature) can be freely set. 例えば、最低曲率(平面、直線)から最高曲率まで可変できるようにするものである。 For example, those that can be variably from a minimum curvature (flat, linear) up curvature.
【0037】 [0037]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
【0038】 [0038]
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a preferred embodiment is shown of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing an overall structure.
【0039】 [0039]
図1において、3Dプローブ10は、生体の体表面上に当接して用いられ、あるいは、体腔内に挿入して用いられる超音波探触子である。 In Figure 1, 3D probe 10 abuts used on the body surface of a living body, or an ultrasonic probe to be used by being inserted into a body cavity. 図1に示す実施形態において、3Dプローブ10は、超音波ビームをθ方向及びφ方向に電子的に走査することによって、三次元空間としてのビーム走査空間Vを形成する。 In the embodiment shown in FIG. 1, 3D probe 10, by electronically scanning an ultrasonic beam in the θ direction and the φ direction, to form a beam scanning space V of as a three-dimensional space. このため、3Dプローブ10は、複数の振動素子を二次元配列してなる二次元アレイ振動子を有している。 Therefore, 3D probe 10 has a two-dimensional array transducer formed by arranging a plurality of transducer elements two-dimensionally. 本実施形態においては、電子走査方式として、電子セクタ走査が適用されているが、もちろん電子リニア走査などの他の走査方式が適用されてもよい。 In this embodiment, as the electronic scanning system, the electronic sector scan is applied, of course, may be other scanning method is applied, such as an electronic linear scanning. また、本発明は、三次元のビーム走査空間ではなく二次元の走査空間が形成される場合においても適用することができる。 Further, the present invention can also be applied when the two-dimensional scanning space rather than three-dimensional beam scanning space is formed. なお、電子走査と機械走査とが組み合わされてもよい。 The electronic scanning and the mechanical scanning may be combined.
【0040】 [0040]
ビーム走査空間Vは、図1に示す例において、上述したように超音波ビームをθ方向及びφ方向に電子走査することによって形成され、図1においてrはビーム方向すなわち深さ方向を示している。 Beam scanning space V, in the example shown in FIG. 1, is formed by electronic scanning of the ultrasonic beam as described above in the θ direction and the φ direction, r is shows the beam direction, that is the depth direction in FIG. 1 . ビーム走査空間Vを構成する複数のビームラインについて同一のビーム長すなわちビーム深さを設定すると、図1において符号100で示されるような底面が同一曲率をもった三次元空間が構成される。 Configuring multiple beams same beam length or beam depth for lines forming the beam scanning space V, three-dimensional space bottom as shown by reference numeral 100 having the same curvature are configured in FIG. これは従来と同様である。 This is the same as in the prior art. 一方、図1に示される超音波診断装置が具備するビーム走査空間の任意形状設定機能を用いると、例えば、図1において符号102で示されるような底面の曲率をより大きくしたビーム走査空間などを自在に設定することが可能である。 On the other hand, the use of arbitrary shape setting function of the beam scanning space comprising the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1, for example, and larger beams scanning space curvature of the bottom surface as shown by reference numeral 102 in FIG. 1 It can be set freely. すなわち、θ方向及びφ方向の両方あるいは一方についてビーム偏向角度に応じてビーム長を可変設定することができる。 That is, it is possible to variably set the beam length depending on both or one for beam deflection angle θ direction and φ directions. ビーム走査空間の様々な形状については後に詳述することにする。 To be described later in detail various shapes of the beam scanning space. なお、電子走査の角度範囲はユーザー設定可能である。 The angle range of the electronic scanning is user-configurable.
【0041】 [0041]
送信ビームフォーマー12、複数の送信回路によって構成され、複数の振動素子に対して、設定された遅延関係をもって複数の送信信号を供給する。 Transmit beamformer 12, it is composed of a plurality of transmission circuits for a plurality of transducer elements, providing a plurality of transmission signals with a set delay relationship. これによって、アレイ振動子にて送信ビームが形成される。 Thus, transmission beam is formed by the array transducer. 一方、受信ビームフォーマー14は、複数の振動素子から出力される複数の受信信号を処理する複数の受信回路を有している。 On the other hand, receive beamformer 14 includes a plurality of receiving circuits for processing a plurality of received signals output from the plurality of transducer elements. 各受信回路は、増幅器、A/D変換器、遅延器などを有する。 Each receiver circuit has an amplifier, A / D converters, etc. delayer. 複数の受信信号に対して、設定された遅延関係をもって遅延処理を行い、そのように処理された複数の受信信号に対して加算を実行することによりいわゆる整相加算処理が実現され、これによって電子的に受信ビームが形成される。 For a plurality of received signals, performs a delay process with a set delay relationship, so-called phasing addition processing is realized by executing an addition with respect to the so-treated plurality of received signals, whereby electron receive beams are formed in manner. 受信ビームフォーマー14からは整相加算後の受信信号が信号処理部20へ出力される。 From the receive beamformer 14 is received signal after phasing and addition is outputted to the signal processing section 20.
【0042】 [0042]
送受信制御部16は、送信ビームフォーマー12及び受信ビームフォーマー14の動作制御を行っている。 Transmission and reception controller 16 performs an operation control of the transmit beamformer 12 and the receive beamformer 14. 具体的には、主制御部18からの指令に基づいて、ユーザーによって設定されたあるいは自動的に設定されたビーム走査空間の形状を実現するために、必要な情報を送信ビームフォーマー12及び受信ビームフォーマー14へ出力している。 Specifically, based on a command from the main control unit 18, in order to realize the shape of the set or automatically set beam scanning space by the user, it transmits the necessary information beamformer 12 and receive is output to the beamformer 14. その情報には、本実施形態においては、例えば、ビーム番号、フォーカス番号、送信タイミング信号、受信タイミング信号の情報が含まれる。 The information in the present embodiment, for example, beam number, focus number, transmission timing signal includes information of the received timing signal. 各ビームラインごとに、以上のように設定されたビーム形成条件にしたがって実際に超音波ビームが形成される。 For each beamline, actually ultrasonic beam is formed according to the set beam forming condition as described above.
【0043】 [0043]
なお、本実施形態においては、1つのビームラインごとに送信ビーム及び受信ビームが1つずつ形成されているが、1つの送信ビームに対して複数の受信ビームが同時形成されてもよく、あるいは複数の送信ビームの同時形成と複数の受信ビームの同時形成とがなされてもよい。 In the present embodiment, although the transmission beam and the reception beam for each single beam line are formed one by one, may be a plurality of receive beams for one transmission beam is simultaneously formed, or more simultaneous formation and may be made simultaneously forming a plurality of receive beams of the transmit beam. また、ビーム走査空間内において、ビームラインの密度は均一であってもよいし、θ方向及びφ方向にビームライン密度を可変設定するようにしてもよい。 Further, in the beam scanning space, the density of the beam line may be uniform, may be the beam line density θ direction and the φ direction is variably set.
【0044】 [0044]
信号処理部20は、所望の超音波画像を形成するための信号処理を実行する。 The signal processing unit 20 performs signal processing for forming a desired ultrasound image. 本実施形態においては、超音波画像として、いわゆる三次元画像を形成することが可能であり、また二次元断層画像としてのBモード画像などを形成することもできる。 In the present embodiment, as an ultrasonic image, it is possible to form a so-called three-dimensional image, it can also be formed such as B-mode image as a two-dimensional tomographic image. さらに、いわゆるドプラ情報を用いて二次元あるいは三次元のドプラ画像を形成するようにしてもよい。 Furthermore, it is also possible to form a Doppler image of a two-dimensional or three-dimensional using a so-called Doppler information. さらに、Mモード画像やドプラ波形などが形成されてもよい。 Further, such M-mode image and a Doppler waveform may be formed. 例えば、通常の三次元画像を形成する場合やBモード画像を形成する場合には、検波処理や対数圧縮処理、さらにはノイズ除去などの各種の信号処理が行われる。 For example, in the case of forming the case or B-mode image to form a normal three-dimensional image detection processing and logarithmic compression processing, more various signal processing such as noise removal is performed.
【0045】 [0045]
画像構成部22は、信号処理部20によって信号処理が行われた後の受信信号に基づいて、三次元又は二次元の超音波画像を形成する回路である。 Image construction unit 22 based on the received signal after the signal processing is performed by the signal processing section 20 is a circuit for forming an ultrasound image of the three-dimensional or two-dimensional. この画像構成部22は例えばボリュームレンダリング法などに基づく画像処理に従って三次元画像を構築するものであってもよいし、その他所望の超音波画像を構成する回路構成を有している。 The image construction unit 22 may be one to construct a three-dimensional image according to the image processing based on, for example, volume rendering method, has a circuit configuration which constitutes the other desired ultrasound image. 本実施形態において、画像構成部22は、エコーデータの座標変換や相関処理あるいは補間処理などを実行するデジタルスキャンコンバータ(DSC)などを具備している。 In the present embodiment, the image forming section 22 is provided with a digital scan converter (DSC) to perform such coordinate transformation and correlation processing or interpolation processing of the echo data.
【0046】 [0046]
表示処理部24は、画像構成部22によって構成された超音波画像に対して必要な表示処理を実行するものであり、その表示処理には例えば画像合成、カラー演算処理などが含まれる。 The display processing unit 24, which executes the display processing necessary for ultrasound images formed by the image forming section 22, for example image synthesis to the display processing, and the like color processing. この表示処理部24において、超音波画像と主制御部18によって構成されたグラフィック画像とが合成されてもよい。 In the display processing unit 24, a graphic image composed by a main control unit 18 and the ultrasonic image may be synthesized. 表示部26には、表示処理部24によって表示処理がなされた超音波画像が表示画面上に表示される。 The display unit 26, the ultrasonic image display processing has been performed by the display processing unit 24 is displayed on the display screen. なお、表示部26は単一の表示器によって構成れてもよいし、例えば主表示器と補助表示器とからなるものであってもよい。 The display unit 26 may be configured by a single display, or may be made of, for example, a main display and an auxiliary display.
【0047】 [0047]
主制御部18は、例えばCPUと所定のプログラムなどによって構成され、この主制御部18によって装置内の各構成の動作制御が行われている。 The main control unit 18 is constituted by, for example, a CPU and a predetermined program, the operation control of each component in the apparatus by the main control unit 18 is performed. 特に、主制御部18は送受信制御部16に対して所望のビーム走査空間を形成するための必要な指令を行っている。 In particular, the main control unit 18 is performing the necessary instructions for forming a desired beam scanning space relative to the transmission and reception control unit 16. 主制御部18には、キーボードやトラックボールなどによって構成される操作パネル28が接続されている。 The main control unit 18, the operation panel 28 are connected constituted by a keyboard or a trackball. ユーザーは、所望のビーム走査空間の形状を設定する際には、必要に応じて、操作パネル28を用いて、その形状の指定や選択を行うことが可能である。 User, when setting the shape of the desired beam scanning space, if necessary, by using the operation panel 28, it is possible to designate and selection of its shape. すなわち、例えば表示部26に表示された二次元あるいは三次元の超音波画像上において、所定の二次元又は三次元の領域を指定することにより、ビーム走査空間を指定するようにしてもよいし、主制御部18によって管理されている複数のプリセット形状の中から、使用する形状をユーザー選択するようにしてもよい。 That is, for example, on the displayed two-dimensional or three-dimensional ultrasound image on the display unit 26, by specifying the predetermined two-dimensional or three-dimensional region, it may be designated a beam scanning space, from a plurality of preset shape that is managed by the main control unit 18, the shape to be used may be user selected. さらに、三次元空間内におけるエコーデータあるいは表示される画像情報などを解析して特定領域を抽出する領域抽出回路を設け、それによって抽出された領域を基礎としてビーム走査空間を自動的に設定するようにしてもよい。 Furthermore, the area extracting circuit for extracting a specific area by analyzing such echo data or image information displayed in the three-dimensional space provided, so as to set the beam scanning space automatically on the basis of the area extracted by it it may be. そのような領域抽出回路としては、エコーレベルにより心臓における左室、肝臓、羊水内の胎児などを自動的に抽出する公知の回路を採用することができる。 Such area extraction circuit may be employed a left chamber in the heart by the echo level, liver, known circuitry for extracting such automatically fetus in amniotic fluid.
【0048】 [0048]
図2には、図1に示す超音波診断装置が有するビーム走査空間の任意形状設定機能を用いて設定される三次元空間としてのビーム走査空間が示されている。 Figure 2 shows the beam scanning space as a three-dimensional space set using any shape setting function of the beam scanning space with the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 図2において(A)はビーム走査空間104の概念的な斜視図であり、(B)はビーム走査空間104の垂直断面を表すものであり、(C)はビーム走査空間104の水平断面を示す図である。 In FIG. 2 (A) is a conceptual perspective view of the beam scanning space 104, (B) are those which represent a vertical cross section of the beam scanning space 104, indicating the (C) is a horizontal cross-section of the beam scanning space 104 it is a diagram. 上述したように、本実施形態においては、ビーム走査空間の三次元形状を自在に設定することが可能であり、図2に示す例ではビーム走査空間104の中心軸に対して非対称でかつその底面がやや複雑な形を有するものが示されている。 As described above, in the present embodiment, it is possible to set a three-dimensional shape of the beam scanning space freely, asymmetric and and its bottom with respect to the central axis of the beam scanning space 104 in the example shown in FIG. 2 There has been shown to have a somewhat complex shape.
【0049】 [0049]
図2に示すようなビーム走査空間104を構成する場合、そのビーム走査空間104内に多数のビームライン106がそれぞれ所定の長さをもって設定され、各ビームライン106ごとにそれに対応した超音波ビームが実際に形成される。 When configuring the beam scanning space 104, as shown in FIG. 2, the beam scanning space 104 multiple in the beam line 106 are respectively set with a predetermined length, ultrasonic beam corresponding thereto for each beam line 106 It is actually formed. ここで、各ビームラインの末端すなわちビームエンドはビーム走査空間104の底面を構成する。 Here, terminal or beam end of each beam line constituting the bottom surface of the beam scanning space 104. ちなみに、ビーム走査空間104の側面は、外周囲を構成する複数のビームラインからなる。 Incidentally, the side surface of the beam scanning space 104 comprises a plurality of beam line constituting the outer periphery.
【0050】 [0050]
なお、このような全体として円錐形状のビーム走査空間は、例えば2Dアレイ振動子30を用いて形成され、具体的には、θ方向及びφ方向において、超音波ビームを電子セクタ走査することによって形成される。 The formation by the beam scanning space such as a whole conical shape is formed, for example, by using a 2D array transducer 30, specifically, in the θ direction and φ directions, to electronic sector scan ultrasonic beams It is.
【0051】 [0051]
(B)には、ビーム走査空間104の中心軸116を含む垂直断面が示されているが、ここにおいて、符号108はビーム走査空間104の側面を構成するビームラインを示している。 The (B), although a vertical section including the center axis 116 of the beam scanning space 104 is shown, wherein reference numeral 108 denotes a beam line constituting a side surface of the beam scanning space 104. また、符号110はそれ以外のビームラインを示しており、それらはビーム走査空間の内部に存在するものである。 Further, reference numeral 110 denotes a other beamline, they are those present within the beam scanning space. また、符号104Vは、ビーム走査空間の底面を示しており、(B)においては、底面の断面が曲線として示されている。 Further, reference numeral 104V shows the bottom surface of the beam scanning space in the (B), the bottom surface of the cross section is shown as curve. 上述したように、そのような底面104Vは、断面を構成する複数のビームライン108,110のビームエンドを連結することによって描かれるものである。 As described above, such a bottom 104V is to be drawn by connecting the beam end of a plurality of beamline 108, 110 constituting the cross section.
【0052】 [0052]
(C)において、ビーム走査空間の水平断面上には、中心軸116を中心として複数のビームラインからなるビームラインアレイ112が構成されており、そのビームアレイ112の要素114はそれぞれのビームラインに相当している。 In (C), the on horizontal section of the beam scanning space, the center axis 116 beamline array 112 comprising a plurality of beamline is configured around a, the element 114 each beamline of the beam array 112 corresponding to that. ここで、符号104Hはビーム走査空間の水平面上における輪郭を示している。 Here, reference numeral 104H denotes a contour on a horizontal plane of the beam scanning space. (C)に示す例では、ビームラインアレイ112がそれ全体として均一の密度を有しているが、もちろんその密度については勾配付けを行ってもよい。 In the example (C), the the beam line array 112 has a uniform density as a whole it may of course be carried out graded for its density. 例えば、中心軸116の近傍についてはビームラインを密にし、それ以外においては粗にするようにしてもよい。 For example, the beam line to close about the vicinity of the central axis 116 may be a coarse in other cases. あるいは、特に注目すべき領域についてはビーム密度を密にしてそれ以外についてはビーム密度を低減させるようにしてもよい。 Alternatively, it is also possible to reduce the beam density in the case of other by the beam density dense, especially for regions noteworthy.
【0053】 [0053]
図2に示すように、ビーム走査空間について所望の形状を構築することにより、例えば診断対象となる患部の形状に応じてその観察に最も適合する三次元画像あるいは二次元画像を形成することが可能となる。 As shown in FIG. 2, by constructing the desired shape for the beam scanning space, for example, it can form a best fits the three-dimensional image or a two-dimensional image to the observer in accordance with the shape of the affected part to be diagnosed to become. さらに、従来においては、フレームレートの低下という問題が生じていたが、図2に示す方法によれば、余分な部位へのビーム走査あるいはエコーデータの取得を排除してフレームレート(ボリュームレート)を向上できるという利点がある。 Furthermore, in the past, the problem of decreased frame rate has occurred, according to the method shown in FIG. 2, with the exclusion of the beam scan or acquire echo data to extra sites frame rate (volume rate) there is an advantage that it can be improved.
【0054】 [0054]
図3にはビーム走査空間の他の設定例が示されている。 There is shown another configuration example of the beam scanning space in FIG. 図4には、図3に示すビーム走査空間の垂直断面が示されており、図5には図3に示すビーム走査空間を上方すなわち送受波原点Oから見た様子が示されている。 FIG 4, there is shown a vertical section of the beam scanning space shown in FIG. 3, state is shown viewed beam scanning space shown in FIG. 3 from above ie transducing origin O in FIG.
【0055】 [0055]
図3において、符号120で示されるビーム走査空間は従来同様の形状をもっている。 3, beam scanning space shown by reference numeral 120 has a conventional similar shape. すなわち、一定のビーム長を有する超音波ビームをθ方向及びφ方向にビーム長を変更することなく電子走査することによってビーム走査空間120が形成される。 That is, the beam scanning space 120 is formed by electronic scanning without changing the beam length an ultrasonic beam having a predetermined beam length θ direction and φ directions. この場合において、送受波原点Oを頂点として、そのビーム走査空間120の底面は一定曲率をもった下側に凸状の球面となる。 In this case, as the vertex of the wave transceiver origin O, the bottom surface of the beam scanning space 120 is a convex spherical surface on the lower side with a certain curvature. その底面の4つの辺が符号121〜124で示されている。 Its four sides of the bottom surface is indicated by reference numeral 121 to 124. それらの辺121〜124は下側に湾曲した円弧をなしている。 These edges 121 to 124 have an arc which is curved downward. なお、符号126,128はビーム走査空間120を形成する場合におけるビームライン126を示しており、θ方向及びφ方向のいずれのビームアドレスにおいてもそのビームライン126,128の長さは一定である。 Reference numeral 126, 128 is constant the length of the beam line 126, 128 in the beam shows a line 126, any beam addresses θ direction and φ directions in the case of forming the beam scanning space 120.
【0056】 [0056]
一方、本実施形態のビーム走査空間の任意形状設定機能を適用することにより、図3において符号130で示されるような四角錐形状つまりピラミッド形状をもったビーム走査空間を形成することができる。 On the other hand, by applying an arbitrary shape setting function of the beam scanning space in the present embodiment, it is possible to form the beam scanning space having a quadrangular pyramid shape, i.e. a pyramid shape as shown by reference numeral 130 in FIG. 3. すなわち、そのビーム走査空間130の底面は平面であり、図3においてはその4つの辺が符号131〜符号134で示されている。 That is, the bottom surface of the beam scanning space 130 is a plane, the four sides are indicated by reference numeral 131 to reference numeral 134 in FIG. 3. 符号136はそれらの4つの辺131〜134に到達するビームラインの1つを示しており、また符号138はそれ以外の底面の内部に到達するビームラインを示している。 Reference numeral 136 denotes one of the beam line to reach their four sides 131-134, also code 138 denotes a beam line to reach the interior of the other bottom surface. この例に示されるように、ビームライン136,138はそれぞれθ方向及びφ方向の角度に応じてそのビーム長が変化する。 As shown in this example, beam line 136 and 138 the beam length changes according to the angle of θ direction and φ directions.
【0057】 [0057]
図4において、符号120Aは図3に示した従来同様の三次元空間120の底面を示しており、符号130Aは図3に示した四角錐形状をもった三次元空間130の底面を示している。 4, reference numeral 120A denotes a bottom surface of a conventional similar three-dimensional space 120 shown in FIG. 3, reference numeral 130A denotes a bottom surface of the three-dimensional space 130 having a quadrangular pyramid shape shown in FIG. 3 . ハッチングされた領域140で示されるように、三次元空間120と三次元空間130とを対比した場合、深さ方向において両者のボリュームは異なっている。 As indicated by the hatched area 140, when comparing the three-dimensional space 120 and the three-dimensional space 130, both the volume in the depth direction are different. なお、符号142は三次元空間の中心軸を示している。 Reference numeral 142 denotes a central axis of the three-dimensional space.
【0058】 [0058]
図5において、図3に示した三次元空間120の底面の外形をなす4つの辺121〜124と、図3に示したビーム走査空間130の底面の外形をなす4つの辺131〜134との間がハッチングされた領域140である。 5, the four sides 121 to 124 forming the outer shape of the bottom surface of the three-dimensional space 120 shown in FIG. 3, the beam scanning space 130 of the outer four sides forming the bottom surface 131 to 134 shown in FIG. 3 while it is a region 140 which is hatched.
【0059】 [0059]
図4及び図5に示されるハッチングされた領域140に示されるように、ビーム走査空間120とビーム走査空間130とを対比した場合、θ方向及びφ方向のビーム偏向角度範囲が同一であるにもかかわらず、ビーム走査空間130の方がボリュームが少なく、すなわちフレームレート(ボリュームレート)を向上できることが理解される。 As shown in the hatched area 140 shown in FIGS. 4 and 5, when compared with the beam scanning space 120 and the beam scanning space 130, to the beam deflection angle range of θ direction and φ directions are the same regardless, less volume toward the beam scanning space 130, i.e., to be able to improve the frame rate (volume rate) is understood. 通常、診断対象となる臓器はビーム走査空間の中央部分に定位されるため、上記のようなハッチングされた領域に対するエコーデータの取り込みを除外しても超音波診断上、一般的に問題が生じる場合は少ない。 Normally, organ to be diagnosed is because it is localized in the central part of the beam scanning space, on Ultrasonic diagnosis by excluding the echo data acquisition for the hatched area as described above, if a general problem arises It is small. ただし、診断目的や診断条件などによっては、例えば図1において概念的に示したように、底面の曲率をより大きくして注目する組織の全体を包み込む形状を設定するようにしてもよい。 However, depending on the diagnostic object and diagnostic criteria, for example, as conceptually shown in FIG. 1, it may be set a shape enclosing the entire tissue of interest by greater curvature of the bottom surface.
【0060】 [0060]
すなわち、本実施形態にかかる任意形状設定機能によれば、診断対象やフレームレートなどとの関係において最適なビーム走査空間を構築できるという利点がある。 That is, according to the arbitrary shape setting function according to the present embodiment, there is an advantage that can build an optimum beam scanning space in relation to such diagnostic object and frame rate. 更に、ビームライン密度などを自在に設定できることは上述した通りである。 Moreover, are as described above can be set and beam line density freely.
【0061】 [0061]
図6には、三次元の関心領域を基礎としてビーム走査空間を自動的に設定する技術が示されている。 6, a technique for setting beam scanning space automatically is shown on the basis of the three-dimensional region of interest.
【0062】 [0062]
例えば標準的なあるいは典型的な三次元ビーム走査空間150内にユーザーによって所望の形状あるいは選択された形状で三次元関心領域(三次元ROI)152が設定される。 For example a standard or typical three-dimensional beam scanning space a desired shape or a shape selected in the three-dimensional region of interest by the user 150 (three-dimensional ROI) 152 is set. 図6においては球形の三次元ROI152が設定されている。 Dimensional ROI152 sphere is set in FIG.
【0063】 [0063]
このように三次元ROI152が設定されると、図1に示した主制御部及び送受信制御部16の演算処理によって、その三次元ROI152を基礎としてビーム走査空間が自動的に設定される。 With such three-dimensional ROI152 is set, by the processing of the main control unit and the transmission and reception control unit 16 shown in FIG. 1, the beam scanning space is automatically set up the three-dimensional ROI152 basis. 具体的には、送受波原点Oから見て、三次元ROI152を内接させる水平方向に広がるビーム走査範囲が設定され、これにより三次元ROI152の外表面上に内接ラインが定義される。 Specifically, as seen from the wave transceiver origin O, a beam scanning range extending in the horizontal direction to inscribed dimensional ROI152 is set, inscribed line is defined thereby on the outer surface of the three-dimensional ROI152. 図においてはその内接ライン上の2つの点が符号152C及び152Dによって示されている。 Two points on the inscribed line is indicated by reference numeral 152C and 152D in FIG. その内接ラインに到達する複数のビームライン154,156についてはそれらのビームエンドが内接ラインを描くことになる。 For a plurality of beamline 154 and 156 to reach the inscribed line will be their beam end draw inscribed line.
【0064】 [0064]
そして、内接ラインよりも下方の部分の表面上に到達する各ビームラインについてはそのビームラインと外表面とが交わる点をもってビームエンドと定義される。 Then, is defined as the beam end for each beam line that reaches to the surface of the lower portion with the point of intersection is its beam line and the outer surface than the inscribed line. すなわち、例えばビームライン158に注目すると、その最も下端すなわちビームエンドは三次元ROI152の下部の外表面152B上に存在する。 That is, for example, focusing on the beam line 158, the most bottom or beam end is present on the 152B outer surface of the lower portion of the three-dimensional ROI152.
【0065】 [0065]
以上のように、三次元ROI152への内接条件及びその内接ラインよりも下方の部分の表面上にビームエンドを合致させる条件の2つの条件を満たすようにビーム走査空間が設定されると、三次元ROI152を全体をカバーするビーム走査空間を実際に特定することが可能となる。 As described above, when the beam scanning space is set so as to satisfy the two conditions conditions to match the beam end on the surface of the inscribed conditions and lower portion than its inscribed lines to the three-dimensional ROI152, it is possible to actually identify the beam scanning space that covers the entire three-dimensional ROI152. ここで、三次元ROI152における内接ラインよりも上側の外表面152Aを基準として以下に説明するように各ビームライン上において受信開始時点すなわち受信スタートを定義するようにしてもよい。 Here, it is also possible to define a reception start time point that is, the reception start on the beam line as described below with reference to the upper outer surface 152A than inscribed line in the three-dimensional ROI152.
【0066】 [0066]
すなわち、図6に示すビーム走査空間は下側がほぼ球形を有しかつ上側が尖塔形を有するティアドロップ形状を有しているが、それ全体を三次元画像として画像化するのではなく、あくまでも三次元ROI152内についてだけエコーデータを画像化するようにしてもよい。 That is, the beam scanning space shown in FIG. 6 has a teardrop shape having a bottom having a substantially spherical and upper steeple-shaped, rather than to image the whole it as a three-dimensional image, merely tertiary echo data only for the original ROI152 may be imaged.
【0067】 [0067]
例えば、ビームライン158に注目すると、送受波原点Oがビームスタート168に対応し、そこから一定のビーム長160を経た位置としてあるいはタイミングとしてビームエンド166が決定されるが、その場合において、三次元ROI152内に進入する開始ポイントとして受信スタート164を設定すれば、その受信スタート164からビームエンド166までを受信期間162として定義付けることが可能である。 For example, focusing on the beam line 158, transmitting and receiving wave origin O corresponds to the beam start 168, the beam end 166 is determined as or timing as the position that has undergone a constant beam length 160 from there, in which case, the three-dimensional by setting the reception start 164 as a starting point to enter the ROI152, it is possible to Teigizukeru from the reception start 164 to the beam end 166 as a reception period 162. すなわち、ビーム長160の全体を画像化するものではなく、受信期間162についてだけ画像処理を行うものである。 In other words, not to image the entire beam length 160, and performs only the image processing for reception period 162. この場合においては、受信期間162以内の部分についてはデータの取り込みを一応行いつつもその画像化を除外するようにしてもよいし、データの取り込み自体を除外するようにしてもよい。 In this case, it may be also exclude the imaging while tentatively performed uptake data for the portion within the receiving period 162, may be excluded data capture itself.
【0068】 [0068]
なお、図6において、三次元ROI152の外表面に内接する複数のビームライン156は幾何学的な接線に相当するものである。 In FIG. 6, a plurality of beam line 156 inscribed on the outer surface of the three-dimensional ROI152 is equivalent to the geometric tangents. それらの接線は円錐形状に配列されるが、もちろんそのような配列は三次元ROI152の全体形状に依存する。 Although these tangents are arranged in a conical shape, of course such sequences will depend on the overall shape of the three-dimensional ROI152.
【0069】 [0069]
図7には、図1に示した送受信制御部16の構成の一例が示されている。 7 shows an example of a configuration of a transmission and reception controller 16 shown in FIG. 1 is shown. すなわち、送受信制御部16としては各種の構成を採用することができ、図7においてはハードウエアを中心として送受信制御部16が構成されているが、もちろんソフトウエア処理によって送受信制御部16を構成するようにしてもよい。 That is, the transmission and reception control unit 16 can employ various configurations, but the transmission and reception control unit 16 about the hardware is configured in FIG. 7, of course constitutes a transmission and reception controller 16 by software processing it may be so. なお、この図7に示す構成例によれば、図6に示したように、限定的な区間だけ受信信号処理を行うことが可能である。 Incidentally, according to the configuration example shown in FIG. 7, it can be performed as shown in FIG. 6, only the reception signal processing limiting section.
【0070】 [0070]
図7において、テーブル群170は、図7に示す例において、ビーム番号テーブル172、フォーカス番号テーブル174、受信スタートテーブル176及びビームエンドテーブル178を有している。 7, table group 170 in the example shown in FIG. 7 has a beam number table 172, the focus number table 174, the reception start table 176 and the beam end table 178. それらのテーブル170〜178は、後述するカウンタ182から出力されるカウント値に対応する情報を出力するテーブルである。 Those tables 170-178 is a table for outputting information corresponding to the count value output from the counter 182 to be described later. また、それらのテーブル170〜178の内容は、ユーザーにより、あるいは自動的に設定されたビーム走査空間の形状によって書き換えることが可能なものである。 The contents of these tables 170-178, the user makes or those that can be rewritten by the shape of the automatically set beam scanning space. 例えば、複数種類のビーム走査空間に対応して複数種類のテーブル群170を用意し、いずれかのビーム走査空間の形状が選択された時に、複数のテーブル群(すなわち複数のテーブルセット)の中からいずれかのテーブル群(テーブルセット)を選択するようにしてもよい。 For example, providing a plurality of types of table group 170 in correspondence to the plurality of types of beam scanning space, when the shape of one of the beam scanning space is selected from among a plurality of table group (i.e. a plurality of table set) it may be selected one of the tables groups (table set).
【0071】 [0071]
タイミング発生回路180は、外部からあるいは自己発生的に生成したスタートトリガにしたがって所定条件の下で送信タイミング信号及び受信タイミング信号を出力する回路である。 Timing generation circuit 180 is a circuit for outputting a transmission timing signal and reception timing signal under a predetermined condition in accordance with the start trigger generated externally or in a self-generating manner. その場合においては、受信スタートテーブル176から出力される受信スタートのタイミング情報及びビームエンドテーブル178から出力されるビームエンドのタイミング情報が参照される。 In its case, the timing information of the beam end which is output from the reception start timing information and beam end table 178 outputted from the reception start table 176 is referred to. タイミング発生回路180はカウンタ182に対してカウントアップ信号を出力しており、カウンタ180にはその信号が入力されるとカウントを1つずつインクリメントさせる。 Timing generating circuit 180 has output the count-up signal to the counter 182, the counter 180 is incremented by one counting when the signal is inputted. これにより、そのカウント値がそれぞれのテーブル172〜178に出力される。 Accordingly, the count value is output to each of the tables 172 to 178. すると、各テーブル172〜178からカウント値に対応した情報、すなわちビーム番号、フォーカス番号、受信スタート及びビームエンドが出力されることになる。 Then, information corresponding to the count value from the table 172 to 178, or beam number, focus number, so that the reception start and beam end is output. ちなみに、送信タイミング信号は、送信ビームを形成する場合における基準タイミングを規定する信号であり、受信タイミング信号は、それぞれのビームライン上における受信期間を規定する信号である。 Incidentally, the transmission timing signal is a signal defining a reference timing in the case of forming a transmission beam, the reception timing signal is a signal defining the reception time on each beamline. 図7に示す回路の具体的な動作例については後に図9や図10などを用いて説明する。 Specific example of the operation of the circuit shown in FIG. 7 will be described with reference to such FIGS. 9 and 10 later on.
【0072】 [0072]
図8には、ビームアドレスマトリクスが例示されている。 Figure 8 is a beam address matrix is ​​illustrated. すなわちθ方向及びφ方向によって特定される複数のビームアドレスが番号によって表されている。 That plurality of beams address specified by θ direction and φ directions are represented by numbers. ここにおいて、ハッチングが付されていないビームアドレス182は超音波ビームが形成されるビームラインを示しており、一方、ハッチングが付されているビーム番号184は超音波ビームが形成されないビームラインを示している。 Here, the beam address 182 that is not hatched is shows a beamline ultrasound beam is formed, whereas, beam number 184 hatching show no beamline ultrasonic beam is not formed there. すなわち、この図8に示す送受信条件は、図6に示した例えば球形の三次元ROI152を実現するためのものを示している。 That is, transmission and reception conditions shown in FIG. 8 shows the one for realizing a three-dimensional ROI152 e.g. spherical shown in FIG. ハッチングが付された領域に示されるように、その領域についての超音波の送受信を省略することにより上述したようにボリュームレートを向上することが可能となる。 As shown in hatched area, it is possible to improve the volume rate as described above by omitting the ultrasonic wave transmission and reception of for that region.
【0073】 [0073]
図9には、図7に示した回路の具体的な動作例が示されている。 Figure 9 shows a specific operation example of the circuit shown in FIG. 特に、複数のテーブル172〜178の入力と出力とが対応付けて示されている。 In particular, it is shown correlated with the input and output of a plurality of tables 172 to 178. 例えば、カウント値として最初に0が与えられると、ビーム番号テーブル172からビーム番号として5が出力され、受信スタートテーブル176から受信スタートのタイミング情報として60が出力され、ビームエンドテーブル178からビームエンドのタイミング情報として100が出力される。 For example, the first 0 is given as a count value, from the beam number table 172 is output 5 as a beam number, 60 as the timing information of the received start from the reception start table 176 is output from the beam end table 178 of the beam end 100 is output as the timing information. また、フォーカス番号テーブル174からフォーカス番号として0が出力される。 Further, 0 from the focus number table 174 as the focus number is output. つまり、カウント値が1つ定まると、それに対応したビーム番号、受信スタートのタイミング、ビームエンドのタイミング、フォーカスの条件が定まることになる。 That is, when the count value is determined one beam number corresponding thereto, the timing of the reception start, the beam end timing, so that the focus condition is determined.
【0074】 [0074]
図10には、図7に示した回路の動作例がタイミングチャートとして示されている。 10, the operation of the circuit shown in FIG. 7 is shown as a timing chart. ここで、(A)にはタイミングの基準となるスタートトリガが示されており、(B)にはビーム番号が示されており、(C)には送信タイミング信号が示されており、(D)には送信タイミング信号によって規定される送信期間が示されている。 Here, there is shown a start trigger as a reference timing (A), the which has been shown beam number, the transmission timing signal in (C) shown in (B), (D It has been shown transmission period which is defined by the transmission timing signal is). また、(E)には受信スタート及び受信エンドによって規定される受信期間が示されている。 Also shown is the receiving period defined by the reception start and reception end to (E).
【0075】 [0075]
この図10に示されるように、スタートトリガが入力されると、その段階で出力されている各テーブル172〜178の情報にしたがって送信期間や受信期間が設定され、また(C)に示されるようにスタートトリガに同期して送信タイミング信号が出力される。 As shown in FIG. 10, when the start trigger is input, it is set transmission period and the reception period according to the information of the tables 172 through 178 that are output at that stage, also as shown in (C) transmission timing signal in synchronization is output to the start trigger. 受信期間の開始及び終了もスタートトリガあるいは送信タイミング信号に同期している。 Start and end of the reception period is also in synchronism with the start trigger or transmission timing signal. 例えば図9に示されるように、カウント値として1が出力されると、ビーム番号として6が指定され、受信スタートとしては60、ビームエンドとしては100がそれぞれ設定される。 For example, as shown in FIG. 9, when 1 as the count value is output, 6 as a beam number is designated, the reception start 60, 100 are respectively set as the beam end. つまり、送信タイミング信号を基準として、50から110の間に受信期間が設定されることになる。 That is, based on the transmission timing signal, so that the reception period between 50 and 110 is set. なお、受信スタートやビームエンドの数値は1つのクロックを単位として定義されるものである。 The numerical values ​​of the reception start and beam end is intended to be defined one clock units.
【0076】 [0076]
以上のように、図7〜図10に示す実施形態によれば、複数のテーブルを利用して所望のビーム走査空間を形成する複数のビームラインについてビームアドレス、受信期間などを設定することが可能となる。 As described above, according to the embodiment shown in FIGS. 7 to 10, it can be set beam addresses for a plurality of beamlines for forming the desired beam scanning space by using a plurality of tables, and the like reception period to become. さらに、各ビームラインごとにフォーカス条件を個別的に設定することもできる。 It is also possible to set individually focus condition for each beam line. ちなみに、図7の回路構成から出力される各情報は図1に示した送信ビームフォーマー12及び受信ビームフォーマー14へ出力される。 Incidentally, the information output from the circuit arrangement of FIG. 7 is output to the transmit beamformer 12 and the receive beamformer 14 of FIG. 1.
【0077】 [0077]
なお、以上のように各ビームラインごとに個別的にビーム形成条件を設定することが可能な限りにおいて、各種の構成例を採用することが可能である。 Note that, in as far as possible be set individually beam forming condition for each beam line as described above, it is possible to adopt various configuration example of. ただし、本実施形態においては、各ビームラインごとに送信タイミングや受信タイミングなどが可変設定されるため、図7に示したようなテーブル構成によれば、そのような送受信制御をより簡便に行えるという利点がある。 However, as in the present embodiment, since such transmission timing and the reception timing for each beam line is variably set, according to the table structure shown in FIG. 7, performed such reception control more easily there is an advantage. また、ビーム走査空間の形状の再設定などに対しても円滑に対応できるという利点がある。 Further, there is an advantage that it is also smoothly respond to such resetting of the shape of the beam scanning space.
【0078】 [0078]
図11には、三次元ROIの設定方法の一例が示されている。 11 is an example of a method of setting the three-dimensional ROI is shown. 図11に示す例では、表示画面200上にいわゆるトリプレーンが表示されている。 In the example shown in FIG. 11, it is so-called tri-plane is displayed on the display screen 200. このトリプレーンは2つの垂直断面201,202及び1つの水平断面203によって構成されるものである。 The tri-plane is intended to be constituted by two vertical section 201, 202 and one horizontal cross-section 203. 具体的には、図1に示したビーム走査空間100を形成することによって得られたエコーデータに基づき、そのビーム走査空間100に対して設定された互いに直交する3つの切断面に対応する断層画像が符号201,202,203で示される断層画像に相当する。 Specifically, tomographic images corresponding to the three cut surface based on the obtained echo data by forming a beam scanning space 100, which are orthogonal to each other are set for the beam scanning space 100 shown in FIG. 1 There corresponding to the tomographic image indicated by reference numeral 201, 202 and 203. このような表示方法自体は公知の技術である。 Such display method itself is a known technique.
【0079】 [0079]
本実施形態においては、このような3つの断層画像上に例えばデフォルトのサイズ及び位置をもって所定のマーカーが表示される。 In the present embodiment, a predetermined marker is displayed three such has on the tomographic image such as a default size and position. そのマーカーは例えばそれぞれの断面上において円形であるが、いずれかの断層画像上において、そのマーカーにおける長軸や短軸を自在に変更し、あるいはそれらの長軸や短軸を傾けることにより、図において符号204A,204B,204Cによって示されるように、対象となる臓器をカバーする所望の形状をもった三次元の関心領域を設定することが可能である。 The marker is circular for example in the corresponding cross-section, on any of the tomographic image, change the long axis and short axis of the marker freely, or by inclining the long axis and the short axis thereof, FIG. code 204A in, 204B, as indicated by 204C, it is possible to set a three-dimensional region of interest having a desired shape covering an organ of interest. ちなみに、ある断層画像上においてマーカーの位置やサイズを変更すると、それに伴って他の2つの断層画像上においてもマーカーの位置やサイズが連動して変化する。 Incidentally, changing the position and size of the marker on some tomographic images, also changed in conjunction the position and size of the marker on the other two tomographic images accordingly. したがって、ユーザーは、それぞれの断層画像上において対象となる臓器の形状を確認しつつマーカーの位置や形状を可変し、それによって三次元のROIを例えば楕円体として定義することが可能となる。 Thus, the user varies the position and shape of the marker while checking the shape of the organ of interest on each of the tomographic images, thereby making it possible to define a three-dimensional ROI for example, as an ellipsoid. ちなみに、三次元のROIの設定方法としては各種のものを採用することができ、例えば生体内の臓器を自動的に三次元画像処理によってトレースし、そのトレース像を基礎としてROIを設定するようにしてもよい。 Incidentally, as a method of setting the three-dimensional ROI it can be formed of the various, for example, an organ in vivo automatically traced by the three-dimensional image processing, so as to set the ROI of the trace image basis it may be.
【0080】 [0080]
図12〜図15には、ビーム走査空間の任意形状設定機能を二次元画像に適応した場合の一例が示されている。 The 12 to 15, an example of a case adapted to any shape setting function of the beam scanning space in a two-dimensional image is shown.
【0081】 [0081]
図12には、超音波ビームを電子セクタ走査することによって描かれる扇状の走査面210が示されている。 FIG 12 is fan-shaped scanning plane 210 drawn by the electronic sector scan ultrasonic beams is shown. この走査面210は二次元のビーム走査空間である。 The scanning surface 210 is a two-dimensional beam scanning space. 例えば、その走査面210上にユーザーによりあるいは自動的に楕円形をもったROI212が設定されると、上述した手法を利用してそのROI212に内接し更にその下部分の形状に沿った形状を有するビーム走査空間を自動的に設定することが可能となる。 For example, a when on the scanning surface 210 ROI212 having user or by automatically oval is set, the shape along the shape of the inscribed further lower portion thereof to the ROI212 using the above-described technique it is possible to set the beam scanning space automatically. ここにおいて、符号214及び216は、ROI212に接する接線としてのビームラインを示している。 Here, reference numerals 214 and 216 indicate a beam line of the tangent to ROI212. それらの2つのビームライン214,216を両端としてそれらの間に複数のビームラインが設定されることになり、それらのビームラインのエンドはROI212の下部の外形上に設定される。 Will be a plurality of beam line is set between them two beamlines 214, 216 thereof as both ends, the end of the beams line is set on the outer shape of the bottom of ROI212.
【0082】 [0082]
図13には、図12に示したような関心領域212を設定した場合における二次元断層画像すなわちBモード画像が示されている。 Figure 13 is a two-dimensional tomographic image or B-mode image in case of setting a region of interest 212 as shown in FIG. 12 is shown. この図13に示す例では、関心領域についてだけ画像処理が適用されており、すなわち楕円形をもった超音波画像222が合成されている。 In the example shown in FIG. 13, it is applied only image processing for the region of interest, that is, ultrasound image 222 having an elliptical been synthesized. ここにおいて、その上部に存在する略三角形の領域224は超音波ビームの走査は行われてはいるが画像化されない領域である。 Here, region 224 of substantially triangular present in the upper portion is a region but is being performed ultrasonic scanning beams that are not imaged. そのような領域をユーザーに認識させるためにビーム走査空間の外形を何らかのラインによって描くようにしてもよいし、また画像表示モードを切り替えることによって、その領域224についても超音波画像を表示させるようにしてもよい。 It the outer shape of the beam scanning space in order to recognize such areas the user may be drawn by some lines, and by switching the image display mode, so as to display an ultrasound image for the region 224 it may be.
【0083】 [0083]
次に、図14及び図15を用いて二次元断層画像上における関心領域の設定方法について説明する。 Next, how to set the region of interest will be described on the two-dimensional tomographic image with reference to FIGS. 例えば、図14に示されるように、最初にBモード画像上に所定サイズをもった例えば円形の関心領域を表すマーカー212を表示させる(S1参照)。 For example, as, (see S1) for displaying a marker 212 indicating, for example, a circular region of interest having a predetermined size on the B-mode image initially shown in Figure 14. 次に、S2に示されるように、例えばトラックボールなどを利用してそのマーカー212をBモード画像上で任意の方向へ移動させる。 Next, as shown in S2, for example, by using a trackball to move the marker 212 to an arbitrary direction on the B-mode image. 次に、S3に示されるように、所定の操作により、そのマーカー212の偏平率あるいは軸長を変更させる。 Next, as shown in S3, by a predetermined operation, to change the aspect ratio or axial length of the marker 212. さらに、S4に示されるように、そのように変形されたマーカー212を回転させる。 Furthermore, as shown in S4, rotated so the deformation marker 212. このような一連の操作を適宜組み合わせて注目すべき組織の全体を包み込むように所定形状をもった関心領域が設定される。 Interest area having a predetermined shape so as to enclose the entire tissue to be noted in conjunction with such a series of operations as appropriate are set.
【0084】 [0084]
また、図15に示されるように、所定形状をもったマーカー212が表示された後に、S1において所定の方向にそのマーカー212を移動させ、その後に、S2に示すように、そのマーカー212上における特定の部分を引き出したりあるいは押し込んだりすることによって任意の形状のROIを構築するようにしてもよい。 Further, as shown in Figure 15, after the marker 212 having a predetermined shape is displayed, by moving the marker 212 in a predetermined direction in S1, in Then, as shown in S2, on the marker 212 it may be constructed the ROI of any shape by Dari drawer or or push certain parts. この場合においては、例えばCADシステムなどにおける任意形状の作成技術などを利用することが可能である。 In this case, for example, it is possible to use, etc. Any form of fabrication technology, such as in a CAD system.
【0085】 [0085]
なお、以上のように設定されたROIについては、送受波原点からそのROIを内接する条件の下でビーム走査角度範囲が設定され、また各ビームラインにおけるビームエンドはROIの外形を基準として設定される。 Note that the ROI set as described above, beam scanning angle range is set under conditions inscribed the ROI from transducing origin, also the beam end in each beam line is set to outline of the ROI as a reference that.
【0086】 [0086]
電子セクタ走査などが適用される場合、扇状に複数のビームラインが設定されるが、各ビームラインの間隔については、図16に示されるように等角度Δθとなるようにしてもよいし、図17に示されるように各ビームエンドが等距離Δdとなるようにしてもよい。 If an electronic sector scan is applied, a plurality of beam line in a fan shape is set, for the spacing of each beam line may be set to be equal angles Δθ as shown in FIG. 16, FIG. each beam end may be equal distance Δd, as shown in 17. ちなみに、それらの図においてOは送受波原点を示しており、rはビームライン上における深さ方向を示している。 Incidentally, in the figures O shows the wave transceiver origin, r is shows the depth direction on the beam line. もちろん、図16及び図17に示した概念を三次元の超音波ビーム走査の場合にも拡張的に適応することができ、また等距離あるいは等角度という条件を外して、上述したようにビームラインの密度を連続的に可変させるようにしてもよい。 Of course, also it can be extended to accommodate the case of a three-dimensional ultrasonic beam scanning the concepts shown in FIGS. 16 and 17, also remove the condition that equidistant or equiangular beamline as described above density may be the as to continuously variably to the.
【0087】 [0087]
また、上述した各種の実施形態において、送信多段フォーカスを適用する場合には、例えば図18に示されるように、関心領域212内を複数の領域230,232,234に分割し、それぞれの区間ごとに超音波の送受信を行うようにしてもよい。 Further, in various embodiments described above, when applying the transmission multistage focus, for example, as shown in FIG. 18, it divides the inside region of interest 212 into a plurality of regions 230, 232, 234, each section it may perform transmission and reception of ultrasonic waves. ここにおいてF1〜F3はそれぞれの区間ごとの送信フォーカス点を示しており、各領域230,232,234においてはいわゆる受信ダイナミックフォーカスが適用される。 F1~F3 wherein indicates the transmission focusing point of each section, a so-called dynamic receiving focusing is applied in each region 230, 232. また、上述した実施形態においては電子セクタ走査が実行されていたが、電子リニア走査が実行される場合においても上記原理を採用することができる。 Further, although the electronic sector scan in the embodiment described above has been performed, it is possible to adopt the principle in the case of electronic linear scanning is performed. すなわち、例えば図19に示されるように、X方向は電子走査方向で当該X方向に複数の振動素子が並んでアレイ振動子が構成されている場合において、そのアレイ振動子をY方向に機械的に走査すると、従来においては直方体状のビーム走査空間が構成されていたが、例えば符号240で示されるように、X方向及びY方向の一方又は両方の方向においてビーム位置に応じてZ方向のビーム深さを連続的に変化することにより曲面形状を有するビーム走査空間を構築するようにしてもよい。 For example, as shown in FIG. 19, when the X direction in which the array transducer lined up a plurality of transducer elements in the X direction in the electronic scanning direction are configured, the mechanical the array transducer in the Y-direction in scanning, in the conventional Although rectangular beam scanning space was configured, for example as shown by reference numeral 240, X-direction and Y-direction of one or both Z direction of the beam depending on the beam position in the direction of it may be constructed a beam scanning space having a curved shape by changing the depth continuously.
【0088】 [0088]
図20は、二次元のビーム走査空間を構築する場合において、X方向が電子走査方向であり、Z方向がビーム深さ方向である場合、例えばX方向のビーム位置に応じてビームラインの深さを連続的に変化することにより、下側すなわち生体側に緩やかな凸形状をもったビーム走査空間242を構成することができる。 Figure 20, in case of constructing a two-dimensional beam scanning space, X direction electronic scanning direction, when Z direction is beam depth direction, for example, the depth of the beam line according to the X-direction of the beam position the continuously by changing to, it is possible to configure the beam scanning space 242 having a gentle convex shape on the lower side or living body. 従来においては符号244で示されるような矩形のビーム走査空間であったが、このようなコンベックス型をもつビーム走査空間242によれば、X方向の左右端部分の送受信期間を短縮して、ビーム走査空間全体としてのフレームレートを向上できるという利点がある。 Although in the conventional a rectangular beam scanning space such as shown by reference numeral 244, according to the beam scanning space 242 having such a convex type, by shortening the reception time of the left and right end portions of the X-direction, the beam It can be advantageously improved frame rate of the whole scanning space.
【0089】 [0089]
さらに、図21にはいわゆるコンベックス走査が行われる場合の走査面が示されているが、ここで符号248は従来と同様の走査面を示している。 Furthermore, although the scanning surface are shown in the case of the Figure 21 a so-called convex scan is performed, wherein reference numeral 248 denotes the conventional manner of scanning surface. すなわち、その走査面248においてはθ方向の各位置において曲率が同一であり、すなわちθ方向の各位置においてビーム深さは一定である。 That is, in the scanning plane 248 is the same curvature at each position in the θ direction, that is, constant beam depth at each position in the θ direction. その一方、符号246は上記の本実施形態の原理が適用された走査面を示しており、その走査面246においてはθ方向の各位置に応じて曲率としては一定であるがビーム深さは連続的に変化している。 Meanwhile, reference numeral 246 is continuous in a the beam depth constant as a curvature in accordance with the principles of the present embodiment shows a has been applied scanning surface, the position of θ direction in the scanning plane 246 It is changing manner. このような実施形態においては、走査面における下方の隅部分の送受信を省略してフレームレートを向上できるという利点がある。 In such embodiments, there is an advantage that can be improved frame rate by omitting the transmission and reception of the corner portion below the scanning surface.
【0090】 [0090]
なお、三次元の関心領域を設定する場合においては、その初期形状として、球体、楕円体、直方体などを採用することができ、一方、二次元の関心領域を用いる場合には、その初期形状として、円形、楕円、矩形などを採用することができる。 Note that in the case of setting the three-dimensional region of interest, as its initial shape, a sphere, ellipsoid, can be employed as a rectangular parallelepiped, whereas, in the case of using a two-dimensional region of interest, as its initial shape , it is possible to adopt a circular, elliptical, etc. rectangle. また、そのような関心領域領域を用いることなく例えばポインティングデバイスを用いてユーザーが直接的にビーム走査領域の形状を指定するようにしてもよい。 It is also possible to user to specify the shape of direct beam scanning area with no example pointing device using such a region of interest region.
【0091】 [0091]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明によれば、より適当なビーム走査空間の形状を構築できるという利点がある。 As described above, according to the present invention, it has the advantage of building the shape of a more suitable beam scanning space.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
【図2】形状設定機能を用いて設定された三次元のビーム走査空間を示す概念図である。 2 is a conceptual diagram showing a three-dimensional beam scanning space that is set using the shape setting function.
【図3】形状設定機能を用いて構築された三次元の角錐形状を有するビーム走査空間を示す概念図である。 3 is a conceptual diagram showing a beam scanning space having a three-dimensional pyramid constructed using the shape setting function.
【図4】図3に示すビーム走査空間の垂直断面図である。 It is a vertical sectional view of the beam scanning space shown in FIG. 3; FIG.
【図5】図3に示すビーム走査空間を上方から見た投影図である。 5 is a projection view of the beam scanning space from above as shown in FIG.
【図6】ビーム走査空間と三次元ROI(関心領域)との関係を示す図である。 6 is a diagram showing the relationship between the beam scanning space and a three-dimensional ROI (region of interest).
【図7】図1に示す送受信制御部の具体的な構成例を示すブロック図である。 7 is a block diagram showing a specific configuration example of a transmission and reception control unit shown in FIG.
【図8】ビームラインアレイ及び送受信が実際に行われるビームラインを示す説明図である。 8 is an explanatory diagram showing a beam line beam line array and the transceiver is actually performed.
【図9】図7に示す回路の動作内容を示す説明図である。 9 is an explanatory diagram showing the operation contents of the circuit shown in FIG.
【図10】図7に示す回路の動作例を示すタイミングチャートである。 10 is a timing chart showing an exemplary operation of the circuit shown in FIG.
【図11】トリプレーン表示を用いた三次元ROIの設定方法を説明するための図である。 11 is a diagram for explaining a method of setting the three-dimensional ROI using tri-plane display.
【図12】二次元のビーム走査空間の任意形状設定を説明するための図である。 12 is a diagram for explaining an arbitrary shape setting two-dimensional beam scanning space.
【図13】図12に示すROIの設定により形成される断層画像を示す説明図である。 13 is an explanatory diagram showing a tomographic image formed by the setting of the ROI shown in FIG. 12.
【図14】二次元のROIの設定方法を説明する説明図である。 14 is an explanatory diagram for explaining a method of setting a two-dimensional ROI.
【図15】二次元のROIの設定方法を説明する説明図である。 15 is an explanatory view for explaining a method of setting a two-dimensional ROI.
【図16】等角度間隔での複数のビームラインの設定を説明するための説明図である。 It is an explanatory diagram for explaining the setting of a plurality of beamline in FIG. 16 or the like angular intervals.
【図17】ビームエンドが等距離間隔での複数のビームラインの設定を説明するための説明図である。 17 is an explanatory diagram for the beam end explaining setting of a plurality of beamline at equidistant intervals.
【図18】ビーム走査空間の任意形状設定と送信多段フォーカスとの関係を示す図である。 18 is a diagram showing the relationship of an arbitrary shape setting of the beam scanning space and the transmission multistage focus.
【図19】2方向に電子リニア走査が実行される場合におけるビーム走査空間を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the beam scanning space in the case of FIG. 19 electronic linear scanning in two directions is performed.
【図20】電子リニア走査が適用される場合における二次元のビーム走査空間を説明するための図である。 20 is a diagram for explaining a two-dimensional beam scanning space in the case of electronic linear scanning is applied.
【図21】コンベックス走査が適用される場合におけるビーム走査空間を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the beam scanning space in the case of FIG. 21 convex scan is applied.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 3Dプローブ、12 送信ビームフォーマー、14 受信ビームフォーマー、16 送受信制御部、30 2Dアレイ振動子、100,102,104ビーム走査空間、152 三次元ROI(関心領域)、170 テーブル群、172 ビーム番号テーブル、174 フォーカス番号テーブル、176 受信スタートテーブル、178 ビームエンドテーブル、180 タイミング発生回路、182 カウンタ。 10 3D probe, 12 transmission beam former, 14 receive beamformer, 16 transmission and reception controller, 30 2D array transducer, 100, 102, 104 beam scanning space 152 three-dimensional ROI (region of interest), 170 table group, 172 beam number table 174 focus number table 176 receives a start table 178 beam end tables, 180 a timing generation circuit, 182 a counter.

Claims (17)

  1. ビーム走査空間の形状を設定する形状設定手段と、 Shape setting means for setting the shape of the beam scanning space,
    前記設定されたビーム走査空間の形状に対応して、前記ビーム走査空間を構成する各ビームラインについて、ビーム方位を規定するビームアドレスとビーム長を規定するビームエンドとを含むビーム形成条件を個別的に設定する条件設定手段と、 Corresponds to the shape of the set beam scanning space, the respective beam line constituting the beam scanning space, individual beam forming condition includes a beam end defining a beam address and a beam length defining a beam azimuth a condition setting means for setting in,
    前記条件設定手段によって設定された各ビームラインについてのビーム形成条件に従って、各超音波ビームを形成するビーム形成手段と、 Accordance beam forming condition for each beam line set by said condition setting means, a beam forming means for forming each ultrasonic beam,
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus which comprises a.
  2. 請求項1記載の装置において、 The apparatus of claim 1,
    前記形状設定手段は、前記ビーム走査空間の形状をユーザーが指定又は選択するための手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。 It said shape setting means, an ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that it includes means for the shape of the beam scanning space a user to specify or select.
  3. 請求項2記載の装置において、 The apparatus of claim 2, wherein,
    前記形状設定手段は、 Said shape setting means,
    関心領域をユーザーによって指定するための指定手段と、 Designating means for designating a region of interest by the user,
    前記指定された関心領域に基づいて、前記ビーム走査空間の形状を定める定義手段と、 Based on the specified region of interest, the definition means define the shape of the beam scanning space,
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus which comprises a.
  4. 請求項3記載の装置において、 The apparatus of claim 3, wherein,
    前記定義手段は、前記ビーム走査空間に前記関心領域が内接するように前記ビーム走査空間の広がりを定める内接条件と、前記関心領域における内接位置より下側の部分の形状に前記ビーム走査空間の底面又は底辺を揃える適合条件と、に従って、前記ビーム走査空間の形状を定めることを特徴とする超音波診断装置。 Said definition means includes a inscribed condition for determining the extent of the beam scanning space such that the region of interest is inscribed in the beam scanning space, the beam scanning space in the shape of the lower portion from the inscribing position in the region of interest a matching condition to align the bottom or base, according to the ultrasonic diagnostic apparatus characterized by determining the shape of the beam scanning space.
  5. 請求項3記載の装置において、 The apparatus of claim 3, wherein,
    前記超音波ビームの形成によって得られたデータに基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、 Image forming means for forming an ultrasonic image based on the data obtained by formation of the ultrasonic beam,
    前記超音波画像を表示画面に表示する表示手段と、 Display means for displaying the ultrasound image on a display screen,
    を含み、 It includes,
    前記関心領域は、前記表示画面に表示された超音波画像上において指定されることを特徴とする超音波診断装置。 The region of interest, the ultrasonic diagnostic apparatus characterized by being designated on the ultrasonic image displayed on the display screen.
  6. 請求項5記載の装置において、 The apparatus of claim 5, wherein,
    前記形状設定手段は、前記表示画面に初期形状及び初期サイズをもった関心領域設定用のマーカーを登場させる手段を含み、 It said shape setting means includes means for appeared markers for ROI set having the initial shape and an initial size on the display screen,
    前記指定手段は、前記マーカーの位置、形状及びサイズを指定する手段であることを特徴とする超音波診断装置。 It said specifying means, an ultrasonic diagnostic apparatus wherein the position of the marker is a means for specifying the shape and size.
  7. 請求項2記載の装置において、 The apparatus of claim 2, wherein,
    前記形状設定手段は、前記ビーム走査空間の形状として、少なくとも底面又は底辺の形状が互いに異なる複数の候補形状の中からいずれかの形状をユーザー選択するための選択手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。 It said shape setting means, wherein the shape of the beam scanning space, characterized in that it comprises a selection means for user selection of any shape from at least the bottom surface or bottom side a plurality of candidate shape shapes different super ultrasonic diagnostic apparatus.
  8. 請求項7記載の装置において、 The apparatus of claim 7, wherein,
    前記複数の候補形状の中には、底面又は底辺の曲率が一定の標準形状と、底面又は底辺の曲率がビームアドレスに依存して変化する非標準形状と、が含まれることを特徴とする超音波診断装置。 In said plurality of candidate shape is super characterized the bottom or base of curvature certain standard shape, a non-standard shape the curvature of the bottom or base changes depending on the beam address, to include ultrasonic diagnostic apparatus.
  9. 請求項1記載の装置において、 The apparatus of claim 1,
    前記ビーム形成条件には、更に受信開始を規定する受信スタートが含まれ、 The beam forming condition, includes reception start further defining the reception start,
    前記各ビームラインにおいて前記受信スタートから前記ビームエンドまでが受信期間に相当することを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that said from the reception start in each beam line to the beam end which corresponds to the reception period.
  10. 請求項1記載の装置において、 The apparatus of claim 1,
    前記ビーム形成条件には、更にフォーカス条件が含まれることを特徴とする超音波診断装置。 The beam forming condition, the ultrasonic diagnostic apparatus characterized by including the further focus condition.
  11. 超音波ビームを第1方向及び第2方向に走査して構成されるビーム走査空間の三次元形状を設定する形状設定手段と、 Shape setting means for setting a three-dimensional shape of formed beam scanning space by scanning an ultrasonic beam in a first direction and the second direction,
    前記設定されたビーム走査空間の三次元形状に対応して、前記ビーム走査空間を構成する各ビームラインについて、ビーム方位を規定するビームアドレスとビーム長を規定するビームエンドとを含むビーム形成条件を個別的に設定する条件設定手段と、 Corresponding to the three-dimensional shape of the set beam scanning space, for each beam line constituting the beam scanning space, the beam forming condition includes a beam end defining a beam address and a beam length defining a beam azimuth a condition setting unit that sets individually,
    前記条件設定手段によって設定された各ビームラインについてのビーム形成条件に従って、各超音波ビームを形成するビーム形成手段と、 Accordance beam forming condition for each beam line set by said condition setting means, a beam forming means for forming each ultrasonic beam,
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus which comprises a.
  12. 請求項11記載の装置において、 The apparatus of claim 11, wherein,
    前記超音波ビームの形成によって得られるデータに基づいて、互いに交差関係にある複数の断層画像を形成する画像形成手段と、 On the basis of the data obtained by formation of the ultrasonic beam, and an image forming means for forming a plurality of tomographic images at the intersection of each other,
    前記複数の断層画像を表示画面に表示する表示手段と、 Display means for displaying the plurality of tomographic images on a display screen,
    を含み、 It includes,
    前記形状設定手段は、 Said shape setting means,
    前記表示画面に表示された複数の断層画像上において三次元の関心領域をユーザー指定するための指定手段と、 And designation means for user-specified three-dimensional region of interest in the display on the plurality of tomographic images displayed on the screen,
    前記指定された関心領域に基づいて前記ビーム走査空間の形状を定義する定義手段と、 And defining means for defining the shape of the beam scanning space based on the specified region of interest,
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus which comprises a.
  13. 請求項11記載の装置において、 The apparatus of claim 11, wherein,
    前記超音波ビームは前記第1方向及び前記第2方向に偏向走査され、 The ultrasonic beam is deflected and scanned in the first direction and the second direction,
    前記条件設定手段は前記第1方向及び前記第2方向の少なくとも一方の方向における偏向角度に応じてビームエンドを可変設定することを特徴とする超音波診断装置。 It said condition setting means is an ultrasonic diagnostic apparatus characterized by variably setting the beam end according to the deflection angle of at least one of direction of the first direction and the second direction.
  14. ビーム走査空間の二次元形状を設定する形状設定手段と、前記設定されたビーム走査空間の二次元形状に対応して、前記ビーム走査空間を構成する各ビームラインについて、ビーム方位を規定するビームアドレスとビーム長を規定するビームエンドとを含むビーム形成条件を個別的に設定する条件設定手段と、 Shape setting means for setting a two-dimensional shape of the beam scanning space, corresponding to the two-dimensional shape of the set beam scanning space, for each beam line constituting the beam scanning space, beam address defining a beam azimuth a condition setting unit that sets individually beam forming condition includes a beam end defining a beam length and,
    前記条件設定手段によって設定された各ビームラインについてのビーム形成条件に従って、各超音波ビームを形成するビーム形成手段と、 Accordance beam forming condition for each beam line set by said condition setting means, a beam forming means for forming each ultrasonic beam,
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus which comprises a.
  15. 請求項14記載の装置において、 The apparatus of claim 14, wherein,
    前記超音波ビームの形成によって得られるデータに基づいて、断層画像を形成する画像形成手段と、 On the basis of the data obtained by formation of the ultrasonic beam, and an image forming means for forming a tomographic image,
    前記断層画像を表示画面に表示する表示手段と、 Display means for displaying the tomographic image on the display screen,
    を含み、 It includes,
    前記形状設定手段は、 Said shape setting means,
    前記表示画面に表示された断層画像上において二次元の関心領域をユーザー指定するための指定手段と、 And designation means for user-specified two-dimensional region of interest in the display screen displayed on the tomographic image,
    前記指定された関心領域に基づいて、前記ビーム走査空間の形状を定義する定義手段と、 Based on the specified region of interest, and defining means for defining the shape of the beam scanning space,
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。 Ultrasonic diagnostic apparatus which comprises a.
  16. 請求項14記載の装置において、 The apparatus of claim 14, wherein,
    前記超音波ビームは偏向走査され、 The ultrasonic beam is deflected and scanned,
    前記条件設定手段はビーム偏向角度に応じてビームエンドを可変設定することを特徴とする超音波診断装置。 It said condition setting means is an ultrasonic diagnostic apparatus characterized by variably setting the beam end according to the beam deflection angle.
  17. 請求項14記載の装置において、 The apparatus of claim 14, wherein,
    前記超音波ビームは直線走査され、 The ultrasound beam is linearly scanned,
    前記条件設定手段はビーム走査位置に応じてビームエンドを可変設定することを特徴とする超音波診断装置。 It said condition setting means is an ultrasonic diagnostic apparatus characterized by variably setting the beam end according to the beam scanning position.
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