JP2008188178A - Ultrasonic imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic imaging apparatus providing high-resolution tomographic image information of a target position in the focal depth direction without sacrificing a real-time property. <P>SOLUTION: This ultrasonic imaging apparatus changes the focal depth position (indicated by a lozenge symbol) of a B mode image 117 in the alignment direction of a probe array 10 along the position of an M mode line 109 set on the B mode image 117 so as to improve the resolution of the M mode image while securing the real-time property of acquiring image information. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、焦点深度位置に送受信の超音波を電子フォーカス(focus)させ、かつ探触子アレイ(array)の配列方向に電子走査を行う超音波撮像装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic imaging apparatus that electronically focuses transmission / reception ultrasonic waves at a focal depth position and performs electronic scanning in the arrangement direction of a probe array.

超音波撮像装置は、探触子部の中にアレイ状に配列された圧電素子からなる探触子アレイを有する。超音波撮像装置は、この探触子アレイの配列方向に電子走査を行い断層画像情報を取得する。この電子走査では、探触子アレイが密着された被検体内へ超音波が照射される際に,電子フォーカス(focus)を行い断層画像情報の分解能を向上させる。   The ultrasonic imaging apparatus has a probe array composed of piezoelectric elements arranged in an array in a probe portion. The ultrasonic imaging apparatus acquires tomographic image information by performing electronic scanning in the arrangement direction of the probe array. In this electronic scanning, when an ultrasonic wave is irradiated into a subject to which the probe array is in close contact, electronic focusing is performed to improve the resolution of tomographic image information.

電子フォーカスでは、隣接する複数の圧電素子を若干の時間差を持って駆動し、超音波の照射方向に一定の距離を置いて存在する焦点深度位置で、超音波が同位相で重なり合い、焦点を結ぶようにされる(例えば、非特許文献1、p93―95参照)。この場合、被検体内部の焦点深度位置近傍では、高い分解能の断層画像情報が取得される。   In electronic focus, a plurality of adjacent piezoelectric elements are driven with a slight time difference, and at the focal depth position that exists at a certain distance in the direction of ultrasonic irradiation, the ultrasonic waves overlap in phase and form a focal point. (For example, refer nonpatent literature 1, p93-95.). In this case, high-resolution tomographic image information is acquired in the vicinity of the focal depth position inside the subject.

一方、電子フォーカスを用いると、被検体内部の焦点深度位置の近傍以外の領域は、低い分解能の断層画像情報となる。これを克服する手段として、焦点深度位置が異なる複数の断層画像情報を組み合わせて、一枚の断層画像情報を形成する多段電子フォーカスがある。多段電子フォーカスでは、断層画像情報の画像が広い領域に渡って高い分解能となる。
日本電子機械工業会編著、「改訂医用超音波機器ハンドブック」コロナ出版、1997年1月20日、
On the other hand, when the electronic focus is used, the area other than the vicinity of the focal depth position inside the subject becomes tomographic image information with low resolution. As a means for overcoming this, there is a multistage electronic focus that forms a single piece of tomographic image information by combining a plurality of pieces of tomographic image information having different focal depth positions. In the multistage electronic focus, the image of the tomographic image information has high resolution over a wide area.
Edited by the Japan Electronic Machinery Manufacturers Association, "Revised Medical Ultrasound Equipment Handbook" Corona Publishing, January 20, 1997,

しかしながら、上記背景技術によれば、取得される断層画像情報の分解能とリアルタイム(real time)性とは二者択一の関係にあり、両立が難しいものである。すなわち、電子フォーカスでは、断層画像情報のリアルタイム性は高いものの、分解能は焦点深度位置のみで高いものとなる。また、多段電子フォーカスでは、一枚の断層画像情報を形成するのに複数回の送受信を行う必要があり、リアルタイム性が低いものの、分解能は複数の焦点深度位置で高く、総体的な画質は向上する。   However, according to the background art described above, the resolution of the acquired tomographic image information and the real time property are in an alternative relationship, and it is difficult to achieve both. That is, in the electronic focus, the real-time property of the tomographic image information is high, but the resolution is high only at the focal depth position. In multi-stage electronic focus, it is necessary to send and receive multiple times to form one piece of tomographic image information. Although real-time performance is low, resolution is high at multiple focal depth positions, and overall image quality is improved. To do.

特に、超音波撮像装置の高機能化にともない、撮像断面の任意方向を向くMモードライン(mode line)に沿ってMモードの表示を行う超音波撮像装置が存在する。このMモードは、Mモードライン上に存在するBモード画像の時間変化を観察するためのもので、高いリアルタイム性が要求されると共に、Mモードラインに沿って高分解能のBモード画像が存在することが好ましい。上記背景技術によれば、このMモード表示で高いリアルタイム性と高分解能とを共に両立することには困難がある。   In particular, with the enhancement of functionality of ultrasonic imaging apparatuses, there are ultrasonic imaging apparatuses that perform M-mode display along an M-mode line that faces an arbitrary direction of an imaging cross section. The M mode is for observing a time change of the B mode image existing on the M mode line, and requires a high real time property, and a high resolution B mode image exists along the M mode line. It is preferable. According to the above background art, it is difficult to achieve both high real-time performance and high resolution in this M mode display.

また、超音波撮像装置を用いて、被検体に刺入される穿刺針をモニタリング(monitoring)する場合が存在する。穿刺針は、探触子部のガイドアタッチメント(guide attachment)から被検体内へ、Bモード画像に表示される穿刺ガイドライン(guide line)沿って、概ね斜め方向に刺入される。この刺入では、穿刺ガイドライン沿った穿刺針の被検体内での位置を、高いリアルタイム性を持って画像化すると共に穿刺針の先端部を高い分解能で画像化することが好ましい。上記背景技術によれば、穿刺ガイドラインに沿ったBモード画像を、高いリアルタイム性と高分解能とを共に両立させることには困難がある。   Further, there is a case where a puncture needle inserted into a subject is monitored using an ultrasonic imaging apparatus. The puncture needle is inserted in a substantially oblique direction along the puncture guideline (guide line) displayed in the B-mode image from the guide attachment of the probe unit into the subject. In this insertion, it is preferable to image the position of the puncture needle in the subject along the puncture guideline with high real-time properties and to image the tip of the puncture needle with high resolution. According to the background art described above, it is difficult to achieve both a high real-time property and a high resolution for the B-mode image along the puncture guideline.

これらのことから、リアルタイム性を犠牲にすることなく、焦点深度方向の目的とする位置で高い分解能の断層画像情報が取得される超音波撮像装置をいかに実現するかが重要となる。   For these reasons, it is important how to realize an ultrasonic imaging apparatus that obtains high-resolution tomographic image information at a target position in the focal depth direction without sacrificing real-time characteristics.

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、リアルタイム性を犠牲にすることなく、焦点深度方向の目的とする位置で高い分解能の断層画像情報が取得される超音波撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems caused by the background art, and is capable of acquiring high-resolution tomographic image information at a target position in the focal depth direction without sacrificing real-time performance. An object of the present invention is to provide a sound wave imaging device.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、圧電素子を配列した探触子アレイと、前記探触子アレイを用いて超音波の送受信を行う際に、前記配列の配列方向と直交する前記圧電素子で発生される超音波の照射方向に焦点深度位置を設定し、前記焦点深度位置に前記送受信の超音波を電子フォーカスさせ、かつ前記配列方向に電子走査を行う送受信部と、前記焦点深度位置を、前記電子走査の走査位置ごとに変化させる焦点位置制御部とを備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes a probe array in which piezoelectric elements are arranged, and ultrasonic waves using the probe array. When performing transmission / reception, setting a focal depth position in an irradiation direction of ultrasonic waves generated by the piezoelectric elements orthogonal to the arrangement direction of the arrangement, electronically focusing the ultrasonic waves of transmission / reception at the focal depth position, and A transmission / reception unit that performs electronic scanning in the arrangement direction; and a focal position control unit that changes the focal depth position for each scanning position of the electronic scanning.

この第1の観点による発明では、電子走査を行う際の焦点深度位置を、配列方向に変化させる。   In the invention according to the first aspect, the depth of focus position when performing electronic scanning is changed in the arrangement direction.

また、第2の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第1の観点に記載の超音波撮像装置において、前記走査位置ごとの焦点深度位置の情報を、前記焦点位置制御部に設定する焦点位置設定手段を備えることを特徴とする。   An ultrasonic imaging apparatus according to a second aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to the first aspect, wherein the focal depth position information for each scanning position is set in the focal position control unit. Position setting means is provided.

この第2の観点の発明では、焦点位置設定手段により、オペレータは、走査位置ごとの焦点深度位置を変化させる。   In the invention of the second aspect, the operator changes the focal depth position for each scanning position by the focal position setting means.

また、第3の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第1または2の観点に記載の超音波撮像装置において、前記電子走査で取得される超音波に基づいて、前記配列方向および前記照射方向を含む撮像断面の断層画像情報を形成する画像処理部および前記断層画像情報を表示する表示部を備えることを特徴とする。   The ultrasonic imaging apparatus according to the invention of the third aspect is the ultrasonic imaging apparatus according to the first or second aspect, wherein the arrangement direction and the irradiation are based on the ultrasonic wave acquired by the electronic scanning. An image processing unit that forms tomographic image information of an imaging section including a direction and a display unit that displays the tomographic image information are provided.

この第3の観点の発明では、表示部に断層画像情報を表示する。   In the invention of the third aspect, tomographic image information is displayed on the display unit.

また、第4の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第2および3の観点に記載の超音波撮像装置において、前記焦点位置設定手段が、前記表示部に表示される断層画像情報の画像に走査位置ごとの焦点深度位置を示す焦点位置ラインを備えることを特徴とする。   An ultrasonic imaging apparatus according to a fourth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to the second and third aspects, wherein the focal position setting means displays an image of tomographic image information displayed on the display unit. Are provided with a focal position line indicating a focal depth position for each scanning position.

この第4の観点の発明では、焦点位置ラインにより、オペレータは、容易に断層画像情報と焦点深度位置との関係を認識する。   In the fourth aspect of the invention, the operator easily recognizes the relationship between the tomographic image information and the focal depth position by the focal position line.

また、第5の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第1ないし4の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記焦点位置設定手段は、前記焦点深度位置の情報を入力する入力部を備えることを特徴とする。   An ultrasonic imaging apparatus according to a fifth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the focal position setting means stores information on the focal depth position. An input unit for inputting is provided.

また、第6の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第5の観点に記載の超音波撮像装置において、前記入力部が、前記焦点位置ラインの位置を変化させるライン位置変化手段を備えることを特徴とする。   The ultrasonic imaging apparatus according to the sixth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to the fifth aspect, wherein the input unit includes a line position changing unit that changes the position of the focal position line. It is characterized by.

この第6の観点の発明では、通常の入力動作の一環として、焦点位置ラインの位置、すなわち焦点深度位置を変化させる。   In the sixth aspect of the invention, the position of the focal position line, that is, the focal depth position is changed as part of the normal input operation.

また、第7の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第3ないし6の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記表示部が、前記断層画像情報のMモード表示を行う際に、前記断層画像情報の画像に前記Mモード表示を行う位置を示すMモードラインを備えることを特徴とする。   An ultrasonic imaging apparatus according to a seventh aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to any one of the third to sixth aspects, wherein the display unit displays the M-mode display of the tomographic image information. When performing, the image of the tomographic image information includes an M mode line indicating a position where the M mode display is performed.

この第7の観点の発明では、Mモードラインにより、断層画像情報のMモード表示を行う場所を示す。   In the seventh aspect of the invention, an M mode line indicates a place where tomographic image information is displayed in M mode.

また、第8の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第4および7の観点に記載の超音波撮像装置において、前記焦点位置設定手段が、前記Mモードラインを、前記焦点位置ラインとすることを特徴とする。   The ultrasonic imaging apparatus according to the invention of the eighth aspect is the ultrasonic imaging apparatus according to the fourth and seventh aspects, wherein the focal position setting means sets the M mode line as the focal position line. It is characterized by that.

この第8の観点の発明では、Mモードラインにより、焦点深度位置を設定する。   In the invention of the eighth aspect, the focal depth position is set by the M mode line.

また、第9の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第3ないし6の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記表示部が、前記断層画像情報の画像に穿刺針の刺入位置を示す穿刺ガイドラインを備えることを特徴とする。   An ultrasonic imaging apparatus according to the ninth aspect of the invention is the ultrasonic imaging apparatus according to any one of the third to sixth aspects, wherein the display unit punctures the image of the tomographic image information. A puncture guideline indicating the insertion position is provided.

この第9の観点の発明では、穿刺ガイドラインにより、穿刺針の刺入位置を示す。   In the ninth aspect of the invention, the insertion position of the puncture needle is indicated by the puncture guideline.

また、第10の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第4および9の観点に記載の超音波撮像装置において、前記焦点位置設定手段が、前記穿刺ガイドラインを、前記焦点位置ラインとすることを特徴とする。   The ultrasonic imaging apparatus according to the invention of the tenth aspect is the ultrasonic imaging apparatus according to the fourth and ninth aspects, wherein the focal position setting means uses the puncture guideline as the focal position line. It is characterized by.

この第10の観点の発明では、穿刺ガイドラインにより、焦点深度位置を設定する。   In the tenth aspect of the invention, the focal depth position is set according to the puncture guideline.

本発明によれば、探触子アレイの配列方向に、電子フォーカスの焦点深度位置を変化させることとしているので、Mモードラインあるいは穿刺ガイドラインに沿った焦点深度位置の断層画像情報を、通常の焦点深度位置が一定の断層画像情報と全く同様のリアルタイム性を持って取得し、高分解能のMモード画像あるいは高分解能の穿刺ガイドライン近傍領域画像を表示し、診断能力を向上することができる。   According to the present invention, since the focal depth position of the electronic focus is changed in the arrangement direction of the probe array, the tomographic image information at the focal depth position along the M mode line or the puncture guideline is converted into the normal focus. It can be obtained with exactly the same real-time property as tomographic image information with a fixed depth position, and a high-resolution M-mode image or a high-resolution puncture guideline vicinity region image can be displayed to improve diagnostic ability.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
The best mode for carrying out an ultrasonic imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
(Embodiment 1)

まず、本実施の形態1にかかる超音波撮像装置100の全体構成について説明する。図1は、本実施の形態1にかかる超音波撮像装置100の全体構成を表すブロック(block)図である。この超音波撮像装置100は、探触子部101、送受信部102、Bモード処理部103、シネメモリ(cine memory)部104、画像表示制御部105、表示部106、入力部107、制御部108を含む。なお、画像表示制御部105、表示部106、入力部107および制御部108は、焦点位置設定手段をなす。   First, the overall configuration of the ultrasonic imaging apparatus 100 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic imaging apparatus 100 according to the first embodiment. The ultrasonic imaging apparatus 100 includes a probe unit 101, a transmission / reception unit 102, a B-mode processing unit 103, a cine memory unit 104, an image display control unit 105, a display unit 106, an input unit 107, and a control unit 108. Including. The image display control unit 105, the display unit 106, the input unit 107, and the control unit 108 form a focal position setting unit.

探触子部101は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体に超音波を照射し、被検体内から都度反射された超音波エコー(echo)を時系列的な音線として受信する。探触子部101は、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査するための部分でもある。後述する様に、この探触子部101には、圧電素子がアレイ(array)状に配置される探触子アレイおよび圧電素子を選択し電子走査を行うアナログマルチプレクサ(analog multiplexer)を含む。   The probe unit 101 irradiates ultrasonic waves to a portion for transmitting / receiving ultrasonic waves, that is, a subject, and receives ultrasonic echoes (echo) reflected from the inside of the subject as time-series sound rays. . The probe unit 101 is also a part for electronic scanning while sequentially switching the irradiation direction of ultrasonic waves. As described later, the probe unit 101 includes a probe array in which piezoelectric elements are arranged in an array, and an analog multiplexer that selects the piezoelectric elements and performs electronic scanning.

送受信部102は、探触子部101と同軸ケーブル(cable)によって接続されており、探触子部101の圧電素子を駆動するための高電圧の電気信号を発生するパルサ(pulser)および受信した反射超音波エコーの初段増幅を行う増幅器を有する。送受信部102は、電子フォーカスを行う為に、概ね同時駆動される複数のパルサおよび増幅器を有する。   The transmission / reception unit 102 is connected to the probe unit 101 by a coaxial cable, and receives a pulser that generates a high-voltage electric signal for driving the piezoelectric element of the probe unit 101 and a receiver. An amplifier that performs first-stage amplification of the reflected ultrasonic echo is included. The transmission / reception unit 102 includes a plurality of pulsers and amplifiers that are driven almost simultaneously to perform electronic focusing.

Bモード処理部103は、送受信部102で増幅された反射超音波エコー信号からBモード画像をリアルタイムで生成するための処理を行う部分である。具体的な処理内容は、受信した反射超音波エコー信号の遅延加算処理、A/D(analog/digital)変換処理、変換した後のデジタル(digital)情報を画像表示制御部105あるいはBモード画像情報として後述のシネメモリ部104に書き込む処理等である。また、Mモードが選択された場合には、Bモード画像情報から、後述するMモードラインで指定される画像情報を抽出し、画像表示制御部105に送信する。   The B-mode processing unit 103 is a part that performs processing for generating a B-mode image in real time from the reflected ultrasonic echo signal amplified by the transmission / reception unit 102. The specific processing contents include delay addition processing of the received reflected ultrasonic echo signal, A / D (analog / digital) conversion processing, digital information after the conversion to the image display control unit 105 or B-mode image information. For example, a process of writing in a cine memory unit 104 to be described later. When the M mode is selected, image information specified by an M mode line described later is extracted from the B mode image information and transmitted to the image display control unit 105.

シネメモリ部104は、画像メモリ(memory)であり、Bモード処理部103で生成されたBモード画像情報を保存する。   The cine memory unit 104 is an image memory, and stores the B mode image information generated by the B mode processing unit 103.

画像表示制御部105は、Bモード処理部103で生成されたBモード画像情報の表示フレームレート(frame
rate)変換、Mモード表示並びに、画像表示の形状や位置制御を行うための部分である。
The image display control unit 105 displays the display frame rate (frame) of the B mode image information generated by the B mode processing unit 103.
rate), a portion for performing M-mode display and image display shape and position control.

表示部106は、CRT(Cathode Ray Tube)あるいはLCD(Liquid Crystal Display)等からなり、Bモード画像およびMモードの表示等を行う。   The display unit 106 includes a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display), or the like, and displays a B-mode image and an M-mode.

入力部107は、キーボード(keyboard)あるいはトラックボール(track ball)等からなり、オペレータにより操作入力信号が入力される。例えば、Bモードによる表示、Mモードの表示を選択するための操作入力手段、後述するMモードラインあるいは穿刺ガイドラインのBモード画像上での位置を設定入力するライン位置変化手段をなし、これらの情報を制御部108に与える部分である。   The input unit 107 includes a keyboard or a track ball, and an operation input signal is input by an operator. For example, there is an operation input means for selecting display in the B mode, display in the M mode, line position changing means for setting and inputting a position on the B mode image of the M mode line or puncture guideline described later, and the information Is a part for giving the control part 108.

制御部108は、入力部107から入力された操作入力信号、ライン位置情報および予め記憶したプログラム(program)やデータ(data)に基づいて、上述した超音波撮像装置各部の動作を制御するための部分である。   The control unit 108 controls the operation of each unit of the ultrasonic imaging apparatus described above based on the operation input signal, the line position information, and the program (program) and data (data) stored in advance. Part.

図2は、探触子部101、Bモード処理部103等の詳細を示すブロック図である。探触子部101は、探触子アレイ10およびアナログマルチプレクサ(analog multiplexer)11を含み、Bモード処理部103は、受信ビームフォーマ(beam former)21、送信ビームフォーマ22および焦点位置制御部20を含む。探触子アレイ10は、圧電素子がアレイ状に1次元配列されたものである。   FIG. 2 is a block diagram showing details of the probe unit 101, the B-mode processing unit 103, and the like. The probe unit 101 includes a probe array 10 and an analog multiplexer 11, and the B-mode processing unit 103 includes a reception beamformer 21, a transmission beamformer 22, and a focal position control unit 20. Including. The probe array 10 is a one-dimensional array of piezoelectric elements.

アナログマルチプレクサ11は、高耐電圧のアナログ電子スイッチ(switch)で、探触子アレイ10の圧電素子と一対一に接続される入出力端子および送受信部102と一対一に接続される入出力端子を有する。例えば、圧電素子の数が256チャネル(channel)からなる探触子アレイ10および送受信回路の数が64チャネルからなる送受信部102の場合には、アナログマルチプレクサ11は、探触子アレイと接続される側に256チャネルの接続端子を有し、送受信回路と接続される側には64チャネルの接続端子を有する。   The analog multiplexer 11 is a high withstand voltage analog electronic switch (switch) having input / output terminals connected to the piezoelectric elements of the probe array 10 in a one-to-one relationship and input / output terminals connected to the transmission / reception unit 102 in a one-to-one relationship. Have. For example, in the case of the probe array 10 having 256 channels of piezoelectric elements and the transmitter / receiver 102 having 64 channels of transmission / reception circuits, the analog multiplexer 11 is connected to the probe array. There are 256 channel connection terminals on the side, and 64 channel connection terminals on the side connected to the transmission / reception circuit.

図3は、アナログマルチプレクサ11の動作および探触子アレイ10で送受信される超音波パルスの動作を模式的に示す説明図である。図3は、探触子アレイ10および5チャネルの送受信回路を有する送受信部102の場合の例である。アナログマルチプレクサ11は、アレイ状に配列された探触子アレイ10から、送受信を行う隣接した5チャネルの圧電素子を選択する。なお、送受信を行う圧電素子の選択情報、すなわち超音波が送受信される音線の位置情報は、制御部108からアナログマルチプレクサ11に入力される。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the analog multiplexer 11 and the operation of ultrasonic pulses transmitted / received by the probe array 10. FIG. 3 shows an example of the transmitter / receiver 102 having the probe array 10 and a 5-channel transmitter / receiver circuit. The analog multiplexer 11 selects adjacent five-channel piezoelectric elements that perform transmission / reception from the probe array 10 arranged in an array. Note that the selection information of the piezoelectric element that performs transmission / reception, that is, the position information of the sound ray that transmits / receives the ultrasonic wave is input from the control unit 108 to the analog multiplexer 11.

図3の例では、選択された5つの圧電素子により、Bモード画像で一つの音線を形成する画像情報の送受信を行う。この送受信では、中心に位置するチャネルで、送信の起動パルスあるいは受信の反射超音波エコーに大きな遅延時間が加えられる。送信超音波は、この遅延動作により、探触子アレイの表面から超音波が照射される音線方向の所定の深さにある焦点深度位置で同位相に重なり合い焦点を結ぶ。なお、焦点深度位置は、探触子アレイ10の超音波を照射する側の表面位置を原点とし、超音波の照射方向に正の値を有する座標軸を用いて表現される。従って、焦点深度位置の値と、探触子アレイ10の表面から焦点までの距離である焦点深度とは、同一の値を有し、以下では同等のものとして扱う。   In the example of FIG. 3, image information that forms one sound ray in the B-mode image is transmitted and received by the selected five piezoelectric elements. In this transmission / reception, a large delay time is added to the transmission start pulse or the received reflected ultrasonic echo in the channel located at the center. Due to this delay operation, the transmitted ultrasonic waves overlap in the same phase at the focal depth position at a predetermined depth in the sound ray direction where the ultrasonic waves are irradiated from the surface of the probe array, and are focused. The depth of focus position is expressed using a coordinate axis having the origin on the surface position on the probe array 10 where the ultrasonic wave is irradiated and having a positive value in the ultrasonic wave irradiation direction. Therefore, the value of the depth of focus position and the depth of focus, which is the distance from the surface of the probe array 10 to the focus, have the same value, and are treated as equivalent in the following.

図3には、音線1の実線および音線2、3の破線を用いて、超音波パルスの軌跡および焦点深度位置で焦点が結ばれる様子を模式的に示している。なお、受信超音波エコーは、選択された圧電素子相互で遅延加算される。遅延加算された照射方向の反射超音波エコーは、送信と同様に焦点深度位置に焦点を結ぶ、一本の音線上のBモード画像情報を形成する。図3には、Bモード画像を構成する音線1,2,3,・・・の電子走査を行う場合の走査位置が図示されている。   FIG. 3 schematically shows how the focal point is formed at the locus of the ultrasonic pulse and the focal depth position using the solid line of the sound ray 1 and the broken lines of the sound rays 2 and 3. The received ultrasonic echo is delayed and added between the selected piezoelectric elements. The reflected ultrasonic echo in the irradiation direction with the delay added forms B-mode image information on one sound ray that is focused at the focal depth position in the same manner as the transmission. FIG. 3 shows a scanning position when electronic scanning of sound rays 1, 2, 3,... Constituting the B-mode image is performed.

アナログマルチプレクサ11は、圧電素子が配列される配列方向に、選択された圧電素子の位置を、例えば一つずつ移動し電子走査を行う。この電子走査により、音線は、配列方向に一つの圧電素子の大きさだけ移動する。図3には、電子走査により配列方向に移動する音線位置が、破線により図示されている。なお、図3には、焦点深度位置が、電子走査により変化しない場合を模式的に示した。   The analog multiplexer 11 performs electronic scanning by moving the position of the selected piezoelectric element, for example, one by one in the arrangement direction in which the piezoelectric elements are arranged. By this electronic scanning, the sound ray moves by the size of one piezoelectric element in the arrangement direction. In FIG. 3, sound ray positions that move in the arrangement direction by electronic scanning are shown by broken lines. FIG. 3 schematically shows a case where the depth of focus position does not change due to electronic scanning.

Bモード処理部103は、受信ビームフォーマ21、送信ビームフォーマ22および焦点位置制御部20を含む。送信ビームフォーマ22は、送受信部102のパルサを駆動するトリガ(trigger)信号を形成する。このトリガ信号は、探触子から発せられる超音波が、音線の焦点深度位置に焦点を結ぶようにされる。受信ビームフォーマ21は、圧電素子で受信される反射超音波エコーを、音線の焦点深度位置に焦点を結ぶように遅延加算し、音線上の受信エコーを形成する。   The B mode processing unit 103 includes a reception beam former 21, a transmission beam former 22, and a focal position control unit 20. The transmission beam former 22 generates a trigger signal that drives the pulser of the transmission / reception unit 102. In this trigger signal, the ultrasonic wave emitted from the probe is focused on the focal depth position of the sound ray. The reception beamformer 21 delays and adds the reflected ultrasonic echo received by the piezoelectric element so as to focus on the focal depth position of the sound ray, and forms a reception echo on the sound ray.

図4は、電子フォーカスの動作を、受信ビームフォーマ21の動作に基づいて模式的に示す説明図である。なお、超音波の送信時に、送信ビームフォーマ22で行われる電子フォーカスも、受信ビームフォーマ21の動作と同様である。図4は、図3に示した例の様に送受信部102に5つの送受信回路が存在する場合の、焦点位置から反射された反射超音波エコーの遅延加算を示している。受信ビームフォーマ21は、遅延回路31および加算回路32を含む。5つの圧電素子は、焦点からの距離が異なり、焦点位置からの反射超音波エコーの受信時刻が図4に示す様に異なる。ここで、遅延回路31により圧電素子ごとに異なる遅延を行い、遅延回路31の反射超音波エコーの出力が、時間的に同位相となるようにされる。そして、同位相にされた反射超音波エコーは、加算回路32により加算され、音線上の画像情報として、画像表示制御部105に送信される。   FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the operation of electronic focusing based on the operation of the reception beamformer 21. Note that the electronic focus performed by the transmission beam former 22 at the time of transmission of ultrasonic waves is the same as the operation of the reception beam former 21. FIG. 4 shows the delay addition of the reflected ultrasonic echo reflected from the focal position when there are five transmission / reception circuits in the transmission / reception unit 102 as in the example shown in FIG. The receive beamformer 21 includes a delay circuit 31 and an adder circuit 32. The five piezoelectric elements have different distances from the focal point, and the reception times of the reflected ultrasonic echoes from the focal position are different as shown in FIG. Here, the delay circuit 31 performs different delays for each piezoelectric element, so that the output of the reflected ultrasonic echo of the delay circuit 31 is temporally in phase. The reflected ultrasonic echoes having the same phase are added by the addition circuit 32 and transmitted to the image display control unit 105 as image information on the sound ray.

ここで、i番目の圧電素子が受信する反射超音波エコーの遅延時間τは、

Figure 2008188178
の式(1)で与えられる。なお、d:圧電素子の配列方向の距離、v:被検体内音速、F:焦点と探触子アレイ10の距離(焦点深度)、m:送受信を行う選択された圧電素子の数である。 Here, the delay time τ i of the reflected ultrasonic echo received by the i-th piezoelectric element is
Figure 2008188178
Is given by equation (1). Here, d: distance in the arrangement direction of the piezoelectric elements, v: sound velocity within the subject, F: distance between the focal point and the probe array 10 (depth of focus), m: the number of selected piezoelectric elements that perform transmission / reception.

一方、送信ビームフォーマ22も、式(1)で与えられる受信ビームフォーマ21の遅延時間と全く同様の遅延時間を有するトリガ信号を形成し、被検体内の焦点位置で同位相となる超音波エコーを、パルサで発生する。   On the other hand, the transmission beamformer 22 also forms a trigger signal having a delay time exactly the same as the delay time of the reception beamformer 21 given by the equation (1), and an ultrasonic echo having the same phase at the focal position in the subject. Is generated by the pulsar.

受信ビームフォーマ21および送信ビームフォーマ22は、アナログ回路あるいはデジタル回路のいずれを用いても構成することができる。例えば、アナログ回路を用いる場合には、遅延線および遅延線の遅延時間に応じた出力タップに接続されるアナログスイッチ等を用いて構成される(例えば、非特許文献1、p106―109参照)。なお、遅延時間は、アナログスイッチのスイッチ選択信号により、概ねリアルタイムに切り替えることができる。   The reception beamformer 21 and the transmission beamformer 22 can be configured using either an analog circuit or a digital circuit. For example, when an analog circuit is used, it is configured using a delay line and an analog switch connected to an output tap corresponding to the delay time of the delay line (see, for example, Non-Patent Document 1, p106-109). The delay time can be switched substantially in real time by a switch selection signal of the analog switch.

図2に戻り、焦点位置制御部20は、後述する制御部108からのMモードラインの位置情報に基づいて、音線ごとの焦点深度位置およびこの焦点深度位置に基づいた各音線の圧電素子ごとの遅延時間を算定する。そして、スキャンを開始した際には、制御部108からの走査信号、すなわちアナログマルチプレクサ11を切り替える切り替え信号に基づいて、送信ビームフォーマ22および受信ビームフォーマ21の算定された遅延時間を用いて、音線ごとに遅延時間を変化させる。   Returning to FIG. 2, the focal position control unit 20, based on the position information of the M mode line from the control unit 108 described later, the focal depth position for each acoustic ray and the piezoelectric element of each acoustic ray based on this focal depth position. Calculate the delay time. Then, when scanning is started, based on the scanning signal from the control unit 108, that is, the switching signal for switching the analog multiplexer 11, the calculated delay times of the transmission beamformer 22 and the reception beamformer 21 are used. Change the delay time for each line.

つづいて、本実施の形態1にかかる超音波撮像装置100の動作について、図5を用いて説明する。図5は、超音波撮像装置100の動作を示すフローチャート(flow chart)である。   Subsequently, the operation of the ultrasonic imaging apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the ultrasonic imaging apparatus 100.

まず、オペレータ(operator)は、入力部107から、Mモードをオン(on)にする(ステップS501)。図6は、Mモードがオンにされた場合に、表示部106に表示される画像の一例を示したものである。表示部106の右側には、Bモード画像117が表示され、表示部106の左側には、Mモード画像118が表示される。   First, the operator turns on the M mode from the input unit 107 (step S501). FIG. 6 shows an example of an image displayed on the display unit 106 when the M mode is turned on. A B mode image 117 is displayed on the right side of the display unit 106, and an M mode image 118 is displayed on the left side of the display unit 106.

焦点位置ラインであるMモードライン109は、入力部107のトラックボール等の操作により、Bモード画像117上の任意の位置に移動および設定することができる直線状のラインである。表示部106の左側に表示されるMモード画像118は、Mモードライン109上のBモード画像117が時間的に変化する様子を表示したものである。   The M mode line 109 that is a focus position line is a linear line that can be moved and set to an arbitrary position on the B mode image 117 by an operation of the trackball or the like of the input unit 107. The M mode image 118 displayed on the left side of the display unit 106 displays a state in which the B mode image 117 on the M mode line 109 changes with time.

その後、図5に戻り、オペレータは、Bモード画像117上のMモードライン109を、目的とする位置に設定する(ステップS502)。ここで、Bモード画像117上に存在する焦点位置ラインであるMモードライン109の位置情報は、制御部108を介して、焦点位置制御部20に送信される。   Thereafter, returning to FIG. 5, the operator sets the M mode line 109 on the B mode image 117 to a target position (step S502). Here, the position information of the M mode line 109 which is a focal position line existing on the B mode image 117 is transmitted to the focal position control unit 20 via the control unit 108.

その後、焦点位置制御部20は、音線ごとの焦点深度位置を算定する(ステップS503)。焦点位置制御部20は、Bモード画像117の探触子アレイ10が存在する側から、Mモードライン109が存在する位置までの照射方向の距離を算定し、焦点深度位置とする。図7は、Bモード画像117を音線の集合体と見なす場合の、Bモード画像117上のMモードライン109の位置を示す説明図である。図7で、例えば音線kの焦点深度位置は、音線kの音線が焦点位置ラインであるMモードライン109と交わる点までの距離lとなる。   Thereafter, the focal position control unit 20 calculates a focal depth position for each sound ray (step S503). The focal position control unit 20 calculates the distance in the irradiation direction from the side where the probe array 10 of the B mode image 117 exists to the position where the M mode line 109 exists, and sets it as the focal depth position. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the position of the M mode line 109 on the B mode image 117 when the B mode image 117 is regarded as an aggregate of sound rays. In FIG. 7, for example, the focal depth position of the sound ray k is a distance l to the point where the sound ray of the sound ray k intersects with the M mode line 109 that is the focus position line.

その後、焦点位置制御部20は、音線ごとの焦点深度位置に基づいて、音線ごとの遅延時間を求める(ステップS504)。焦点位置制御部20は、音線ごとの焦点深度位置を、上述した式(1)に代入し、各音線の圧電素子ごとの遅延時間を算出する。例えば、音線kの場合には、焦点深度位置は、探触子アレイ10の表面からの距離lとなり、式(1)のF:焦点と探触子アレイ10の距離(焦点深度位置)にlを代入して、音線kを構成する各圧電素子の遅延時間τが算出される。 Thereafter, the focal position control unit 20 obtains a delay time for each sound ray based on the focal depth position for each sound ray (step S504). The focal position control unit 20 substitutes the focal depth position for each sound ray into the above-described equation (1), and calculates the delay time for each piezoelectric element of each acoustic ray. For example, in the case of the sound ray k, the depth of focus position is the distance l from the surface of the probe array 10, and F in Formula (1): the distance between the focus and the probe array 10 (depth of focus position). By substituting l, the delay time τ i of each piezoelectric element constituting the sound ray k is calculated.

図8は、焦点位置制御部20に形成される、音線ごとに算出される遅延時間ファイル60を模式的に示す説明図である。縦軸は音線番号を指標とし、横軸は送受信器番号を指標としている。ここでは、送受信器の数が5つ、すなわち同時に5つの圧電素子を駆動して、電子フォーカスを行う場合を例示している。各音線番号の位置には、5つの送受信器に対応する5つの遅延時間が記入されている。この遅延時間は、音線番号ごとに異なるものとなる。   FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a delay time file 60 calculated for each sound ray formed in the focal position control unit 20. The vertical axis uses the sound ray number as an index, and the horizontal axis uses the transmitter / receiver number as an index. In this example, the number of transmitters / receivers is five, that is, a case where five piezoelectric elements are simultaneously driven to perform electronic focusing. Five delay times corresponding to five transceivers are entered at the positions of the sound ray numbers. This delay time is different for each sound ray number.

その後、制御部108は、スキャンを行う(ステップS505)。このスキャンでは、制御部108は、音線番号情報であるアナログマルチプレクサ11の選択信号を探触子部101に送信し、電子走査を行う。また同時に、制御部108は、この選択信号を焦点位置制御部20にも送信する。焦点位置制御部20は、遅延時間ファイル60を用いて、この選択信号が示す音線番号の遅延時間τを、遅延時間ファイル60から選択し、この遅延時間を、送信ビームフォーマ22および受信ビームフォーマ21に設定する。 Thereafter, the control unit 108 performs scanning (step S505). In this scan, the control unit 108 transmits a selection signal of the analog multiplexer 11 as sound ray number information to the probe unit 101 to perform electronic scanning. At the same time, the control unit 108 also transmits this selection signal to the focal position control unit 20. The focal position control unit 20 uses the delay time file 60 to select the delay time τ i of the sound ray number indicated by the selection signal from the delay time file 60, and this delay time is selected from the transmission beam former 22 and the reception beam. Set to former 21.

その後、制御部108は、Mモードライン109上のBモード画像117を、Mモード画像118として、Mモード表示する(ステップS506)。ここで、Bモード画像117を構成する各音線は、Mモードライン109の位置を、焦点深度位置としている。従って、Bモード画像117のMモードライン109に沿った位置は、電子フォーカスの焦点位置となり、高分解能のBモード画像となる。これにより、Mモードライン109に沿ったBモード画像117を抽出したものであるMモード画像118も、同様に高分解能のものとなる。   Thereafter, the control unit 108 displays the B mode image 117 on the M mode line 109 in the M mode as the M mode image 118 (step S506). Here, each sound ray constituting the B-mode image 117 has the position of the M-mode line 109 as the focal depth position. Therefore, the position of the B mode image 117 along the M mode line 109 becomes the focal position of the electronic focus, and becomes a high resolution B mode image. As a result, the M mode image 118 obtained by extracting the B mode image 117 along the M mode line 109 also has a high resolution.

図9は、Bモード画像を音線の集合体として模式的に現した場合に、音線と焦点深度位置の関係を示した説明図である。図9(A)は、探触子アレイ10の配列方向に焦点深度位置が一定となる通常のBモード画像を示し、図9(B)は、探触子アレイ10の配列方向に焦点深度位置が変化する本実施の形態1にかかるBモード画像を示している。ここで、音線上の◇は、この音線の焦点深度位置を示している。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the sound ray and the depth of focus position when the B-mode image is schematically shown as a collection of sound rays. FIG. 9A shows a normal B-mode image in which the focal depth position is constant in the arrangement direction of the probe array 10, and FIG. 9B shows the focal depth position in the arrangement direction of the probe array 10. 2 shows a B-mode image according to the first embodiment in which changes. Here, ◇ on the sound ray indicates the depth of focus position of the sound ray.

図9(A)では、焦点深度位置が一定となり、Mモードライン109の位置と焦点深度位置が近似するのは、Bモード画像117の中心近傍位置のみである。その他の領域では、Mモードライン109上のBモード画像117は、焦点深度位置と比較して分解能が劣化したものとなる。本実施の形態1にかかる図9(B)では、焦点深度位置が探触子アレイ10の配列方向に変化し、常にMモードライン109の位置と焦点深度位置が一致する。従って、一本の音線上の最も分解能の高い位置が、常にMモード画像として表示される。   In FIG. 9A, the focal depth position is constant, and the position of the M mode line 109 and the focal depth position approximate only the position near the center of the B mode image 117. In other regions, the B-mode image 117 on the M-mode line 109 has a degraded resolution compared to the focal depth position. In FIG. 9B according to the first embodiment, the focal depth position changes in the arrangement direction of the probe array 10, and the position of the M mode line 109 always matches the focal depth position. Therefore, the position with the highest resolution on one sound ray is always displayed as an M-mode image.

上述してきたように、本実施の形態1では、Bモード画像117上に設定されるMモードライン109の位置に沿って、Bモード画像117の焦点深度位置を、探触子アレイ10の配列方向に変化させることとしているので、画像情報取得のリアルタイム性を確保しつつMモード画像118の分解能を向上させることができる。   As described above, in the first embodiment, along the position of the M mode line 109 set on the B mode image 117, the focal depth position of the B mode image 117 is determined in the arrangement direction of the probe array 10. Therefore, it is possible to improve the resolution of the M-mode image 118 while ensuring the real-time property of acquiring image information.

また、本実施の形態1では、リニア走査型探触子を用いた場合を例示したが、セクタ走査型探触子を用いた場合にも、全く同様に、焦点深度位置を配列方向に可変とすることができる。   Further, in the first embodiment, the case where the linear scanning probe is used has been exemplified. However, when the sector scanning probe is used, the focal depth position can be varied in the arrangement direction in exactly the same manner. can do.

また、本実施の形態1では、焦点位置ラインであるMモードライン109に沿って、探触子アレイ10の配列方向に向かって焦点深度位置を線形に変化させることとしたが、Mモードライン109を曲線状のものとし、探触子アレイ10の配列方向に向かって焦点深度位置を増減させ、曲線的に変化させることもできる。   In the first embodiment, the focal depth position is linearly changed along the M mode line 109 which is the focal position line toward the arrangement direction of the probe array 10. Can be curved, and the focal depth position can be increased or decreased in the direction of arrangement of the probe array 10 to change it in a curved manner.

また、本実施の形態1では、送信ビームフォーマ22および受信ビームフォーマ21の遅延時間を同様に変化させることとしたが、受信ビームフォーマ21の焦点深度位置のみを、照射方向に連続的に変化させ、音線上のすべての位置で焦点を結ばせることもできる。
(実施の形態2)
In the first embodiment, the delay times of the transmission beamformer 22 and the reception beamformer 21 are similarly changed. However, only the focal depth position of the reception beamformer 21 is continuously changed in the irradiation direction. It is also possible to focus at all positions on the sound ray.
(Embodiment 2)

ところで、上記実施の形態1では、MモードラインをBモード画像の焦点位置ラインとして用いる場合を示したが、穿刺針を被検体に刺入する場合に、Bモード画像上に設定される穿刺ガイドラインを焦点位置ラインとして機能させることもできる。そこで本実施の形態2では、穿刺ガイドラインを焦点位置ラインとする場合を示すことにする。   By the way, in the first embodiment, the case where the M mode line is used as the focal position line of the B mode image has been shown. However, when the puncture needle is inserted into the subject, the puncture guideline set on the B mode image Can also function as a focal position line. Therefore, the second embodiment shows a case where the puncture guideline is a focal position line.

ここで、実施の形態2にかかる超音波撮像装置100のハードウェア構成は、図1〜3に示すものと、探触子部101を除いて、全く同様であるので説明を省略する。本実施の形態2にかかる探触子部201は、探触子部101に穿刺ガイドアタッチメント50および穿刺針51が装着されたものである。   Here, the hardware configuration of the ultrasonic imaging apparatus 100 according to the second embodiment is exactly the same as that shown in FIGS. A probe unit 201 according to the second embodiment is obtained by attaching a puncture guide attachment 50 and a puncture needle 51 to the probe unit 101.

図10は、探触子部201の外観を示す外観図である。穿刺針51は、被検体内に刺入される針で、針管内に別途内針を有し、被検体内の患部から試料を採取する。穿刺ガイドアタッチメント50は、探触子部101の把持部に装着され、穿刺針51を被検体内の目的とする位置に確実に刺入するガイドの役割を有する。なお、穿刺ガイドアタッチメント50を把持部に固定することにより、探触子部101で取得されるBモード画像上での穿刺針51の刺入位置が概ね確定する。   FIG. 10 is an external view showing the external appearance of the probe unit 201. The puncture needle 51 is a needle inserted into the subject, and has a separate inner needle in the needle tube, and collects a sample from the affected area in the subject. The puncture guide attachment 50 is attached to the grip portion of the probe unit 101, and has a role of a guide for reliably inserting the puncture needle 51 into a target position in the subject. Note that, by fixing the puncture guide attachment 50 to the grasping portion, the insertion position of the puncture needle 51 on the B-mode image acquired by the probe unit 101 is generally determined.

図11は、表示部106のBモード画像207上に表示される、穿刺針51の刺入位置を示す穿刺ガイドライン80を示す説明図である。穿刺針51の刺入位置は、穿刺ガイドアタッチメント50を把持部に固定することにより確定する。この際、入力部107から、穿刺ガイドアタッチメント50の名称を入力することにより、Bモード画像207上に穿刺ガイドライン80が表示される。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing a puncture guideline 80 indicating the insertion position of the puncture needle 51 displayed on the B-mode image 207 of the display unit 106. The insertion position of the puncture needle 51 is determined by fixing the puncture guide attachment 50 to the grip portion. At this time, the puncture guideline 80 is displayed on the B-mode image 207 by inputting the name of the puncture guide attachment 50 from the input unit 107.

穿刺ガイドライン80は、穿刺針51の被検体内での湾曲等により生じる刺入位置の誤差を考慮し、若干の幅を持ったものとされる。本実施の形態2では、一例として、穿刺ガイドライン80の中心に位置する中心穿刺ガイドライン81を、焦点位置ラインとする。   The puncture guideline 80 has a slight width in consideration of the error of the puncture position caused by the bending of the puncture needle 51 in the subject. In the second embodiment, as an example, the central puncture guideline 81 located at the center of the puncture guideline 80 is set as the focal position line.

焦点位置制御部20は、図7に示したMモードライン109の場合と全く同様に、音線番号ごとに、音線上の圧電素子表面から中心穿刺ガイドライン81までの距離を算定し、焦点深度位置とする。そして、焦点位置制御部20は、音線番号ごとの焦点深度位置の情報および式(1)を用いて、音線番号ごとの遅延時間情報を含む図8に示す様な遅延時間ファイルを生成する。   The focal position control unit 20 calculates the distance from the piezoelectric element surface on the acoustic ray to the central puncture guideline 81 for each acoustic ray number, just as in the case of the M mode line 109 shown in FIG. And Then, the focal position control unit 20 uses the information on the focal depth position for each sound ray number and Expression (1) to generate a delay time file including the delay time information for each sound ray number as shown in FIG. .

その後、制御部108はスキャンを行い、Bモード画像207の中心穿刺ガイドライン81の位置に電子フォーカスの焦点深度位置を有するBモード画像207を取得する。Bモード画像207は、中心穿刺ガイドライン81の位置に電子フォーカスの焦点深度位置を有するので、高いリアルタイム性を確保したまま、中心穿刺ガイドライン81の近傍位置は、特に高分解能の画像となる。このことは、穿刺ガイドライン80の領域内に、瞬時に刺入される穿刺針51の位置を観察する際には、好都合である。   Thereafter, the control unit 108 performs scanning, and acquires the B-mode image 207 having the electronic focus depth position at the position of the central puncture guideline 81 of the B-mode image 207. Since the B-mode image 207 has a focus depth position of electronic focus at the position of the central puncture guideline 81, the position near the central puncture guideline 81 is a particularly high-resolution image while ensuring high real-time performance. This is advantageous when observing the position of the puncture needle 51 that is instantaneously inserted in the region of the puncture guideline 80.

また、穿刺針51の先端部および内針は、特に細いものであり、刺入位置を正確に把握するためにも、刺入位置近傍の画像が高分解能であることは、好ましいものである。   Further, the distal end portion and the inner needle of the puncture needle 51 are particularly thin, and in order to accurately grasp the insertion position, it is preferable that the image near the insertion position has a high resolution.

上述してきたように、本実施の形態2では、Bモード画像207上に設定される中心穿刺ガイドライン81の位置に沿って、Bモード画像207の焦点深度位置を、探触子アレイ10の配列方向に変化させることとしているので、穿刺針51の刺入領域の画像分解能を向上させ、穿刺針51の刺入位置、特に先端部分および内針を正確に観察することができる。   As described above, in the second embodiment, the focal depth position of the B-mode image 207 is determined in the arrangement direction of the probe array 10 along the position of the central puncture guideline 81 set on the B-mode image 207. Therefore, it is possible to improve the image resolution of the insertion region of the puncture needle 51 and accurately observe the insertion position of the puncture needle 51, particularly the distal end portion and the inner needle.

また、本実施の形態2では、中心穿刺ガイドライン81を焦点位置ラインとしたが、穿刺ガイドライン80に含まれるその他のラインあるいはこれらのラインに囲まれる領域内の任意のラインを焦点位置ラインとすることもできる。   In the second embodiment, the central puncture guideline 81 is the focal position line, but other lines included in the puncture guideline 80 or any line in the region surrounded by these lines is the focal position line. You can also.

超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of an ultrasonic imaging device. 実施の形態1にかかる探触子アレイおよびBモード処理部の詳細を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing details of a probe array and a B-mode processing unit according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかるアナログマルチプレクサの動作を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation of the analog multiplexer according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる受信ビームフォーマの動作を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an operation of the reception beamformer according to the first exemplary embodiment. 実施の形態1にかかる超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the ultrasonic imaging apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1にかかるBモード画像およびMモード画像を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a B-mode image and an M-mode image according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる音線ごとの焦点深度位置を算定する方法をを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of calculating the focal depth position for every sound ray concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる遅延時間ファイルの内容を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the content of the delay time file concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかるMモードラインの位置および焦点深度位置を、通常のBモード画像における場合と比較した説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram comparing the position of the M mode line and the focal depth position according to the first embodiment with those in a normal B mode image. 実施の形態2にかかる探触子部の外観を示す外観図である。6 is an external view showing an external appearance of a probe unit according to a second embodiment; FIG. 実施の形態2にかかる表示部の穿刺ガイドラインを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing puncture guidelines for a display unit according to a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3 音線
10 探触子アレイ
11 アナログマルチプレクサ
20 焦点位置制御部
21 受信ビームフォーマ
22 送信ビームフォーマ
31 遅延回路
32 加算回路
50 穿刺ガイドアタッチメント
51 穿刺針
60 遅延時間ファイル
80 穿刺ガイドライン
81 中心穿刺ガイドライン
100 超音波撮像装置
101、201 探触子部
102 送受信部
103 Bモード処理部
104 シネメモリ部
105 画像表示制御部
106 表示部
107 入力部
108 制御部
109 Mモードライン
117 Bモード画像
118 Mモード画像
207 Bモード画像










1, 2, 3 Sound ray 10 Probe array 11 Analog multiplexer 20 Focus position controller 21 Receive beamformer 22 Transmit beamformer 31 Delay circuit 32 Adder circuit 50 Puncture guide attachment 51 Puncture needle 60 Delay time file 80 Puncture guideline 81 Center Puncture guideline 100 Ultrasound imaging device 101, 201 Probe unit 102 Transmission / reception unit 103 B mode processing unit 104 Cine memory unit 105 Image display control unit 106 Display unit 107 Input unit 108 Control unit 109 M mode line 117 B mode image 118 M mode Image 207 B mode image










Claims (10)

圧電素子を配列した探触子アレイと、
前記探触子アレイを用いて超音波の送受信を行う際に、前記配列の配列方向と直交する前記圧電素子で発生される超音波の照射方向に焦点深度位置を設定し、前記焦点深度位置に前記送受信の超音波を電子フォーカスさせ、かつ前記配列方向に電子走査を行う送受信部と、
前記焦点深度位置を、前記電子走査の走査位置ごとに変化させる焦点位置制御部と、
を備える超音波撮像装置。
A probe array in which piezoelectric elements are arranged; and
When performing transmission / reception of ultrasonic waves using the probe array, a focal depth position is set in the irradiation direction of ultrasonic waves generated by the piezoelectric elements orthogonal to the arrangement direction of the arrangement, and the focal depth position is set. A transmission / reception unit that electronically focuses the transmission / reception ultrasonic waves and performs electronic scanning in the arrangement direction;
A focal position control unit that changes the focal depth position for each scanning position of the electronic scanning;
An ultrasonic imaging apparatus comprising:
前記超音波撮像装置は、前記走査位置ごとの焦点深度位置の情報を、前記焦点位置制御部に設定する焦点位置設定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の超音波撮像装置。   The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, further comprising a focal position setting unit configured to set information on a focal depth position for each scanning position in the focal position control unit. 前記超音波撮像装置は、前記電子走査で取得される超音波に基づいて、前記配列方向および前記照射方向を含む撮像断面の断層画像情報を形成する画像処理部および前記断層画像情報を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の超音波撮像装置。   The ultrasonic imaging apparatus displays an image processing unit that forms tomographic image information of an imaging section including the arrangement direction and the irradiation direction, and a display that displays the tomographic image information based on ultrasonic waves acquired by the electronic scanning The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, further comprising a unit. 前記焦点位置設定手段は、前記表示部に表示される断層画像情報の画像に走査位置ごとの焦点深度位置を示す焦点位置ラインを備えることを特徴とする請求項2および3に記載の超音波撮像装置。   4. The ultrasonic imaging according to claim 2, wherein the focal position setting unit includes a focal position line indicating a focal depth position for each scanning position in an image of tomographic image information displayed on the display unit. 5. apparatus. 前記焦点位置設定手段は、前記焦点深度位置の情報を入力する入力部を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。   The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein the focal position setting unit includes an input unit that inputs information on the focal depth position. 前記入力部は、前記焦点位置ラインの位置を変化させるライン位置変化手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の超音波撮像装置。   The ultrasonic imaging apparatus according to claim 5, wherein the input unit includes a line position changing unit that changes a position of the focal position line. 前記表示部は、前記断層画像情報のMモード表示を行う際に、前記断層画像情報の画像に前記Mモード表示を行う位置を示すMモードラインを備えることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。   The said display part is provided with the M mode line which shows the position which performs the said M mode display on the image of the said tomographic image information, when performing the M mode display of the said tomographic image information. The ultrasonic imaging apparatus as described in any one. 前記焦点位置設定手段は、前記Mモードラインを、前記焦点位置ラインとすることを特徴とする請求項4および7に記載の超音波撮像装置。   The ultrasonic imaging apparatus according to claim 4, wherein the focal position setting unit sets the M mode line as the focal position line. 前記表示部は、前記断層画像情報の画像に穿刺針の刺入位置を示す穿刺ガイドラインを備えることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。   The ultrasonic imaging apparatus according to claim 3, wherein the display unit includes a puncture guideline indicating a puncture position of a puncture needle in the image of the tomographic image information. 前記焦点位置設定手段は、前記穿刺ガイドラインを、前記焦点位置ラインとすることを特徴とする請求項4および9に記載の超音波撮像装置。
The ultrasonic imaging apparatus according to claim 4, wherein the focal position setting unit uses the puncture guideline as the focal position line.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102342850A (en) * 2010-08-03 2012-02-08 富士胶片株式会社 Ultrasound image generating apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55103841A (en) * 1979-02-06 1980-08-08 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasoniccwave reflection device
JPS59144442A (en) * 1983-02-08 1984-08-18 三菱電機株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus
JPS6353511U (en) * 1986-09-24 1988-04-11
JPS63290550A (en) * 1987-05-22 1988-11-28 Hitachi Medical Corp Ultrasonic tomographic apparatus for guiding puncture needle
JPH0928708A (en) * 1995-07-21 1997-02-04 Furuno Electric Co Ltd Ultrasonic diagnostic device
JPH1133021A (en) * 1997-07-15 1999-02-09 Fujitsu Ltd Ultrasonograph

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55103841A (en) * 1979-02-06 1980-08-08 Tokyo Shibaura Electric Co Ultrasoniccwave reflection device
JPS59144442A (en) * 1983-02-08 1984-08-18 三菱電機株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus
JPS6353511U (en) * 1986-09-24 1988-04-11
JPS63290550A (en) * 1987-05-22 1988-11-28 Hitachi Medical Corp Ultrasonic tomographic apparatus for guiding puncture needle
JPH0928708A (en) * 1995-07-21 1997-02-04 Furuno Electric Co Ltd Ultrasonic diagnostic device
JPH1133021A (en) * 1997-07-15 1999-02-09 Fujitsu Ltd Ultrasonograph

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102342850A (en) * 2010-08-03 2012-02-08 富士胶片株式会社 Ultrasound image generating apparatus
JP2012034717A (en) * 2010-08-03 2012-02-23 Fujifilm Corp Ultrasound image generating apparatus
US8764659B2 (en) 2010-08-03 2014-07-01 Fujifilm Corporation Ultrasound image generating apparatus

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