JP2005040225A

JP2005040225A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP2005040225A
Application number: JP2003201256A
Authority: JP
Inventors: Munemoto Kataguchi; 宗基潟口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】断層Ｂモード画像とカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置で、画像の応答性を向上させる、即ちフレームレートを高くすることが可能な超音波診断装置を提供すること。
【解決手段】超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、断層Ｂモード画像を得るときの送信パルスを、カラードプラ画像を得るときの送信パルス波形と共用する同時モードと、カラードプラ画像を得るときの送信パルス波形と異にする独立モードとを切替可能とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の断層像及び血流表示が可能な超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に超音波装置では、被検体の診断部位に超音波を照射しその反射波から信号成分を取り出して診断部位の像を表示する。超音波診断装置には、表示される像を作成するために、診断部位の静止している臓器の境界からの反射信号を利用して臓器の断層像（断層Ｂモード像）を得る場合と、ドプラ効果を利用し診断部位の動きのある血流などに超音波を当てたときの周波数偏移を検出して、その動きの方向や速度をカラーにより表示するカラードプラの場合とあり、これらを１台の超音波診断装置においてモードを切り替えてあるいは同時に表示する装置も知られている。ここでは、前者を断層Ｂモードといい、後者をカラードプラモードという。
【０００３】
本発明は、上記断層Ｂモードモードによる像とカラードプラモードによる像を表示可能な超音波診断装置に関するものである。
【０００４】
通常、このように両モードの画像を得る超音波診断装置は、図５に示すようにカラードプラモードのための超音波送受信期間（Ｃ”）と断層Ｂモードのための超音波送受信期間（Ｂ”）を切り替えている。即ち、例えばカラードプラモードのための超音波送受信をＣ１”〜Ｃ４”の４回行った後、断層Ｂモードのための超音波の送受信を１回、行う（Ｂ１”）。これを繰り返しＣ１”〜Ｃ４”の間に行なった反射超音波から得られた信号に基づいて、カラードプラ画像を得、Ｂ１”、Ｂ２”、・・・の間において送受信を行なった反射超音波から得られた信号に基づいて断層Ｂモード画像を得る。通常、カラードプラ画像を得るための送信パルス波は、波長の長い、例えば図４（ａ）に示すような４バースト波形のものを用い、断層Ｂモード画像を得るための送信パルス波形としては、短波長の例えば図４（ｂ）に示すような１バースト波形が用いられる。したがって送信パルス波としては、図４（ａ）に示すような４バースト波が３回続き、その後図４（ｂ）に示す１バースト波が送信され、また図４（ａ）に示す４バースト波が送信されることになる。
【０００５】
このようにカラードプラモードと断層Ｂモードの超音波送受信期間を切り替えれば、断層Ｂモード用の送信パルス波形とカラードプラ用の送信パルス波形を完全に独立に設定できるので、断層Ｂモード画像に求められる高分解能（中心周波数が高くしかも短波長超音波の送信）とカラードプラモード画像に求められる高感度（中心周波数が低くしかも比較的長い波長超音波の送信）をそれぞれのタイミングで行なうことができる。
【０００６】
しかしこのような超音波の送受信を行なう場合には、一方の超音波送受信のために他方の超音波の送受信が一時停止されることになるので、フレームレートが低い、即ち画像の応答性が不十分となる場合があるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような、従来の断層Ｂモード画像とカラードプラ画像が得られる超音波診断装置では、画像の応答性が不十分な場合があるという問題点に鑑みてなされたもので、画像の応答性を向上させる、即ちフレームレートを高くすることが可能な超音波診断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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によれば、超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、断層Ｂモード画像を得るときの送信パルスを、カラードプラ画像を得るときの送信パルス波形と共用する同時モードと、カラードプラ画像を得るときの送信パルス波形と異にする独立モードと切替可能とすることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【０００９】
本発明の請求項２によれば、超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、超音波を送信しその反射超音波を受信する複数の超音波振動子を有するプローブと、このプローブの前記超音波振動子に送信パルスを送り、これらの超音波振動子により受信した反射超音波から電気的な反射信号を得る送受信回路と、この送受信回路により得られた前記反射信号の出力を制御する受信信号切替手段と、この受信信号切替手段の出力を受けて画像信号処理を行ない、前記反射信号から断層Ｂモード画像及びカラードプラ画像を表示する画像処理表示手段と、前記受信信号切替手段を制御して、所定期間毎に前記断層Ｂモード画像及び前記カラードプラ画像を得るために同時に信号処理を行なう同時モードと、所定期間毎に前記Ｂモード画像を行なうための信号処理を行ない、他の期間では前記カラードプラ画像を得るための信号処理を行なう独立モードとに変更可能なモード変更手段とを有して成ることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【００１０】
本発明の請求項３によれば、請求項２記載の超音波診断装置において、前記同時モードにおいては、カラードプラ画像を得るための送信パルス波を用い、前記独立モードにおいて、断層Ｂモード画像を得るために期間では断層Ｂモード画像を得るための送信パルス波を用い、その他の期間ではカラードプラ画像を得るための送信波形パルスを用いることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４によれば、超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからのカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、超音波を送信しその反射超音波を受信する複数の超音波振動子を有するプローブと、このプローブの前記超音波振動子に送信パルスを送り、これらの超音波振動子により受信した反射超音波から電気的な反射信号を得る送受信回路と、この送受信回路により得られた前記反射信号の出力を制御する受信信号切替回路と、この受信信号切替回路の出力を受けて前記反射信号から断層Ｂモード画像を得る処理を行なうＢモード処理回路と、前記受信信号切替回路の出力を受けて前記反射信号からカラードプラ画像を得る処理を行なうカラードプラ処理回路と、このカラードプラ画像処理回路の出力及び前記Ｂモード処理回路の出力を受けてカラードプラ画像及び断層Ｂモード画像を表示するモニタ装置と、
前記受信信号切替回路を制御して、所定期間毎に前記Ｂモード処理回路及び前記カラードプラ処理回路に同時に出力する同時モードと、所定期間毎に前記Ｂモード処理回路にのみ出力し他の期間では前記カラードプラ処理回路に出力する独立モードとに変更可能なモード変更手段とを有して成ることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に、本発明の一実施形態による超音波診断装置の構成例を示す。
【００１３】
この超音波診断装置１０は、プローブ１１と、このプローブ１１へ超音波振動子の駆動信号を供給し受信した信号を電気信号として受信する送受信回路１２と、この送受信回路１２の送受信制御を行なう送受信制御回路１３と、フレームレート変更スイッチ１４を有し送受信回路１３に制御信号を送る操作パネルなどの制御入力装置１５と、送受信制御回路１３により制御される受信信号切替回路１６と、断層Ｂモード画像のための処理を行なうＢモード処理回路１７Ｂと、このＢモード処理回路１７Ｂにより処理された画像信号をＢモード表示のために座標変換を行なうＢモード座標変換回路１８Ｂと、受信信号切替回路１６の出力信号をカラードプラ画像のための処理を行なうカラードプラ処理回路１７Ｃと、このカラードプラ処理回路１７Ｃにより処理された画像信号をカラードプラ表示のために座標変換を行なうカラードプラ座標変換回路１８Ｃと、Ｂモード座標変換回路１８Ｂ及びカラードプラ座標変換回路１８Ｃにて座標変換された画像信号を合成して表示するための処理を行なう表示合成回路１９と、この表示合成回路１９の出力信号に基づいて断層Ｂモード画像及びカラードプラ画像を表示するモニタ装置２０とから成る。
【００１４】
プローブ１１は複数の並設された超音波振動子を有して超音波の送信及び受信を行なうものであり、送受信回路１２は上記プローブ１１の超音波振動子を駆動するための駆動回路を有する。
【００１５】
受信信号切替回路１６は、制御入力装置１５に設けられているフレームレート変更スイッチ１４の状態により、送受信回路１２から受けた反射信号のＢモード処理回路１７Ｂ及びカラードプラ処理回路１７Ｃへの信号供給の切替を行なう機能を有する。上記フレームレート変更スイッチ１４により、フレームレートは高フレームレート（Ｈ）の場合と通常フレームレート（Ｎ）の場合に切り替えられる。
【００１６】
カラードプラモードの場合は、送信パルス波としては、波長の長い例えば図４（ｃ）に示すような４バースト波形を用いることが望ましい。そこで図３のＣ１〜Ｃ３の場合は当然図４（ｃ）に示すような４バースト波形が送信パルスとして用いられる。一方、図３のカラーバーストと断層Ｂモード画像が共に得られる場合にも図４（ｄ）に示すような４バースト波形が送信パルスとして用いられることになり、本発明のこの超音波診断装置においてフレームレートを高くする場合には、結局、送信パルスとしては常に４バースト波形が用いられることになる。
【００１７】
次に図２のフローチャート及び図３に示したモード毎の超音波送受信期間を示す図を用いて、図１に示したこの実施形態の超音波診断装置の動作を説明する。
【００１８】
ステップＳ２０１で、まずフレームレート（ＦＲ）変更スイッチ１４の状態が高フレームレート（Ｈ）にあるか通常フレームレート（Ｎ）にあるか検知される。
【００１９】
このＦＲ変更スイッチ１４が高フレームレートにあることが検知されると、ステップＳ２０２において、送信パルス波として常に４バースト波形が用いられて、図１の送受信回路１２及びプローブ１１により超音波が送信される。次のステップＳ２０３においてはプローブ１１により超音波が受信され、次のステップＳ２０４で、受信処理が４回に１回毎にカラードプラとＢモードの両方でなされる。
【００２０】
即ち、図３の超音波送受信期間Ｃ１〜Ｃ３においては、受信信号切替回路１６はカラードプラ処理回路１７Ｃにのみ反射信号を出力しカラードプラモードのための処理がなされる。次の超音波送受信区間Ｂ１においては、受信信号切替回路１６はカラードプラ処理回路１７Ｃ及びＢモード処理回路１７Ｂにも反射信号を出力する。したがって、断層Ｂモード画像を得るための処理もなされる。
【００２１】
次の超音波送受信期間Ｃ１〜Ｃ３では、再び受信信号切替回路１６はカラードプラ処理回路１７Ｃにのみ反射信号を出力する。
【００２２】
超音波送受信期間Ｃ１〜Ｃ３では、図４（ｃ）に示す４バースト波形が送信パルスとして用いられ、これが送受信回路１２からプローブ１１を通して超音波として被検体の診断部位に照射される。このときの反射超音波はプローブ１１で受信され、電気的な反射信号は送受信回路１２を通って受信信号切替回路１６からカラードプラ処理回路１７Ｃに入り血流のカラードプラ画像を作成するために処理され、カラードプラ座標変換回路１８Ｃで座標変換される。
【００２３】
また、図３（ａ）（ｂ）に示す超音波送受信期間Ｃ４，Ｂ１では、図４（ｄ）に示す図４（ｃ）と同じ４バースト波形が送信パルスとして用いられ、送受信回路１２からプローブ１１に送信パルスが送られ、超音波が送信される。このときの反射超音波はプローブ１１で受けられ、反射信号は送受信回路１２受信信号切替回路１６を介してＢモード処理回路１７Ｂ及びカラードプラ処理回路１７Ｃに入力される。
【００２４】
Ｂモード処理回路１７Ｂでは、反射信号に対して断層Ｂモード画像を得るための画像処理がなされ、Ｂモード座標変換回路１８Ｂで座標変換されて表示合成回路１９に供給される。一方、カラードプラ処理回路１７Ｃでは、反射信号に対してカラードプラ画像を得るための画像処理を行ない、次のカラードプラ座標変換回路１８Ｃで座標変換されて信号は表示合成回路１９に供給される。
【００２５】
ステップＳ２０５では、表示合成回路１９において、Ｂモード座標変換回路１８Ｂから入力された表示信号と、カラードプラ座標変換回路１８Ｃから入力された表示信号を合成し、モニタ装置２０の画面上に、断層Ｂモード画像とカラードプラ画像を合成して表示する。
【００２６】
次のステップＳ２０６では、ＦＲ変更スイッチ１４の状態が変更されたかを検知し、変更されていない場合にはステップＳ２０２に戻ってこれまでと同じように、フレームレートが高いモード（Ｈ）での画像表示を行なう。
【００２７】
一方、ＦＲ変更スイッチ１４の状態が変更されたならば、ステップＳ２０１に戻ってＦＲ変更スイッチの状態がＨ（高い；同時モード）かＮ（通常；独立モード）か判断される。ここで、ＦＲ変更スイッチ１４が変更されたときすぐに通常モードと判断しないのは、ＦＲ変更スイッチの状態を検知するのは、このスイッチを変更しまたもとに戻すこともあるからである。
【００２８】
ステップＳ２０１において、ＦＲ変更スイッチ１４の状態がＮ（通常）と検知されたときには、従来のように、図５（ａ）（ｂ）に示すように超音波送受信期間が設定される。即ち、ステップＳ２１２において送信パルスとして４バースト波形（図４（ａ））による送信がなされ、次の一回は図４（ｂ）に示すような１バースト波形による送信がなされ、ステップＳ２１３で超音波の受信がなされ、ステップＳ２１４で受信処理を４回に１回毎にカラードプラからＢモードの処理に変更し、ステップＳ２１５でそれらの画像を合成表示する。
【００２９】
更に具体的に述べれば、図５の超音波送受信期間Ｃ１”〜Ｃ４”では、図４（ａ）に示す４バースト波形の送信パルスが送受信回路１２からプローブ１１に供給され、超音波が送信される。その反射超音波がプローブ１１に受信されて、送受信回路１２及び受信信号切替回路１６を介して反射信号は、カラードプラ処理回路１７Ｃに入力されカラードプラ画像を得るための処理がなされ、カラードプラ座標変換回路１８Ｃで座標変換されて画像信号は表示合成回路１９に入力される。
【００３０】
一方図５（ｂ）に示すように超音波送受信期間Ｂ１”では、図４（ｂ）に示すような１バースト波形が送信パルスとして用いられて送受信回路１２からプローブ１１に送られ、超音波が送信される。そのときプローブ１１により受信された反射超音波は、反射信号として送受信回路１２及び受信信号切替回路を通ってＢモード処理回路１７Ｂに入力される。
【００３１】
Ｂモード処理回路１７Ｂの出力信号はＢモード座標変換回路１８ＢでＢモード座標に変換されて表示合成回路１９に入力される。
【００３２】
次に超音波送受信期間Ｃ１”〜Ｃ４”、Ｂ２”などについてもこれらの回路では同様の処理を行ない、モニタ装置２０には、上記Ｈモードの場合よりもフレームレートが低い、通常のフレームレートでのカラードプラ画像及び断層Ｂモード画像が合成されて表示される。
【００３３】
本発明の上記の実施形態において、フレームレートが高いＨモードの場合には、４回の送受信によりカラードプラと断層Ｂモードの１組の速度情報を得ることができる。フレームレートが低いＮモードでは、５回の送受信によりカラードプラと断層Ｂモードの１組の速度情報を得ることになる。したがって、５／４＝１２５％となり、Ｈモードでは２５％のフレームレートの向上が得られることになる。
【００３４】
本発明は、上記のように４回に１回、断層Ｂモード画像を得るだけでなく、５回以上あるいは２，３回に１回断層Ｂモード画像を得るようにしてもよいことは勿論である。
【００３５】
ところで、上記Ｈモードでは、断層Ｂモード画像とカラードプラ画像の両方を得るときの送信パルスとして４バースト波を用いており、高感度のカラードプラ画像は得られるが、反面、断層Ｂモード画像の空間分解能に関しては問題がある場合がある。
【００３６】
このような場合には、上記Ｎモードに切り替えることにより、送信パルス波を断層Ｂモード画像を得るために好ましい１バースト波形にすることができる。したがって、この場合には空間分解能の良好な断層Ｂモード画像を得ることができる。
【００３７】
本発明の上述の実施形態によれば、同時と独立のモードを切り替えることにより、高感度のカラードプラ画像と空間分解能の良好な断層Ｂモード画像を得ることができる利点がある。
【００３８】
なお、本発明における受信信号の切替は、直接的にＢモード／カラードプラの送受信の「独立（Ｎモード）／同時（Ｈモード）」を切り替えるようにしてもよく、また「フレームレート」を制御する入力により、独立から同時の中間に、すべてのＢモードの送受信を同時に行なうのではなく、ある割合でＢモードのみに使用される送受信を行い、「独立」時よりフレームレートはやや向上するが、「同時」時より断層Ｂモードの空間分解能がやや向上するなどの設定を間に挟むものでもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、断層Ｂモード画像とカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置において、画像の応答性を向上させる、即ちフレームレートを高くすることが可能な超音波診断装置を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施形態の構成例を示す図。
【図２】本発明一実施形態の動作を説明するための図。
【図３】本発明一実施形態の同時モードにおける動作を説明するための図。
【図４】本発明の一実施形態において用いられる送信パルス波形の例を説明するための図。
【図５】従来及び本発明の一実施形態における送信パルス波形の例を説明するための図。
【符号の説明】
１０・・・超音波診断装置、
１１・・・プローブ、
１２・・・送受信回路、
１３・・・送受信制御回路、
１４・・・フレームレート（ＦＲ）変更スイッチ、
１５・・・制御入力装置、
１６・・・受信信号切替回路、
１７Ｂ・・・Ｂモード処理回路、
１７Ｃ・・・カラードプラ処理回路、
１８Ｂ・・・Ｂモード座標変換回路、
１８Ｃ・・・カラードプラ座標変換回路、
１９・・・表示合成回路、
２０・・・モニタ装置。

Claims

超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、
断層Ｂモード画像を得るときの送信パルスを、カラードプラ画像を得るときの送信パルス波形と共用する同時モードと、カラードプラ画像を得るときの送信パルス波形と異にする独立モードと切替可能とすることを特徴とする超音波診断装置。
超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、
超音波を送信しその反射超音波を受信する複数の超音波振動子を有するプローブと、
このプローブの前記超音波振動子に送信パルスを送り、これらの超音波振動子により受信した反射超音波から電気的な反射信号を得る送受信回路と、
この送受信回路により得られた前記反射信号の出力を制御する受信信号切替手段と、
この受信信号切替手段の出力を受けて画像信号処理を行ない、前記反射信号から断層Ｂモード画像及びカラードプラ画像を表示する画像処理表示手段と、
前記受信信号切替手段を制御して、所定期間毎に前記断層Ｂモード画像及び前記カラードプラ画像を得るために同時に信号処理を行なう同時モードと、所定期間毎に前記Ｂモード画像を行なうための信号処理を行ない、他の期間では前記カラードプラ画像を得るための信号処理を行なう独立モードとに変更可能なモード変更手段とを有して成ることを特徴とする超音波診断装置。
前記同時モードにおいては、カラードプラ画像を得るための送信パルス波を用い、前記独立モードにおいて、断層Ｂモード画像を得るために期間では断層Ｂモード画像を得るための送信パルス波を用い、その他の期間ではカラードプラ画像を得るための送信波形パルスを用いることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
超音波を被検体に当て反射超音波から診断部位の内臓の断層Ｂモード画像及び血流の動きからのカラードプラ画像を得ることが可能な超音波診断装置であって、
超音波を送信しその反射超音波を受信する複数の超音波振動子を有するプローブと、
このプローブの前記超音波振動子に送信パルスを送り、これらの超音波振動子により受信した反射超音波から電気的な反射信号を得る送受信回路と、
この送受信回路により得られた前記反射信号の出力を制御する受信信号切替回路と、
この受信信号切替回路の出力を受けて前記反射信号から断層Ｂモード画像を得る処理を行なうＢモード処理回路と、
前記受信信号切替回路の出力を受けて前記反射信号からカラードプラ画像を得る処理を行なうカラードプラ処理回路と、
このカラードプラ画像処理回路の出力及び前記Ｂモード処理回路の出力を受けてカラードプラ画像及び断層Ｂモード画像を表示するモニタ装置と、
前記受信信号切替回路を制御して、所定期間毎に前記Ｂモード処理回路及び前記カラードプラ処理回路に同時に出力する同時モードと、所定期間毎に前記Ｂモード処理回路にのみ出力し他の期間では前記カラードプラ処理回路に出力する独立モードとに変更可能なモード変更手段とを有して成ることを特徴とする超音波診断装置。