JP2009178277A

JP2009178277A - 超音波診断装置

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Publication number: JP2009178277A
Application number: JP2008018572A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kosuge; 正之小菅; Kiyoshi Miyamoto; 清宮本
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-01-30
Also published as: JP5190276B2

Abstract

【課題】適切なＳＴＣ調整を簡易な操作で実現する。
【解決手段】ＳＴＣメモリ２２にはプローブ１０の種類ごとにプローブ１０の用途に応じた複数のＳＴＣデータが記憶されている。ＳＴＣ曲線形成部２０は、ユーザ操作などに応じて、ＳＴＣメモリ２２から１つのＳＴＣデータを読み出し、読み出したＳＴＣデータに基づいて補間処理などを行い、超音波ビームの深さ方向に沿って滑らかにゲインを変化させたＳＴＣ曲線を形成する。ゲイン調整部１８は、形成されたＳＴＣ曲線に応じて受信ビーム信号に対してゲイン調整を行う。これにより、ＳＴＣメモリ２２に記憶された複数のＳＴＣデータの中から１つのＳＴＣデータを選択するという比較的簡易な操作で、プローブ１０の種類とプローブ１０の用途に応じた適切なＳＴＣ調整を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波診断装置におけるＳＴＣ機能に関する。

超音波診断装置には、通常、ＳＴＣ（Sensitivity Time Control）の機能が設けられている。ＳＴＣにより、超音波の送受波で得られた受信ビーム信号に対して、深さ（時間）に応じたゲイン調整が行われる。そして、従来からＳＴＣに関する様々な技術が提案されている。なお、ＳＴＣの機能は、ＴＧＣ（Time Gain Control）と呼ばれる場合もある。

特許文献１には、過去に利用したＴＧＣデータ（ＳＴＣデータ）をメモリに記憶させておき、そのＴＧＣデータを後にメモリから読み出して利用する旨の技術が記載されている。また、特許文献２には、表示レンジが切り替えられた場合に、新たな表示レンジで必要なＳＴＣデータをメモリに記憶されたＳＴＣデータから補間により作成する旨の技術が記載されている。

特開平４−２８５５４４号公報特開２００１−２８６４６８号公報

ＳＴＣの機能は、超音波診断装置の利用状況などに応じて適切に調整されることが望ましい。例えば、同一のプローブであっても、直接的に臓器などにプローブを接触させて利用する場合のＳＴＣ調整と、体表にプローブを当てて体内の臓器などを診断する場合のＳＴＣ調整とでは、最適な調整が互いに異なる場合がある。

また、ドプラ感度が必要なときなどに成人用プローブで小児を診断するような場合、心臓用のセクタプローブで腹部を診断する場合、浅部用リニアプローブで下肢と頚部のような互いに音響特性が異なる部位を診断する場合、プローブと体表の間に水袋を挿入したり外したりする場合など、超音波診断装置の利用状況は様々であり、各利用状況に応じて適切にＳＴＣを調整することが望ましい。

但し、超音波診断装置の利用状況に応じてユーザがＳＴＣ調整を行うと、ユーザの負担が増加し、また、ユーザの習熟度に応じてＳＴＣ調整の良否の差なども発生する。

このような状況のもと、本願の発明者は、超音波診断装置のＳＴＣ機能に関する改良技術を検討してきた。本発明は、その検討の過程において成されたものであり、その目的は、適切なＳＴＣ調整を簡易な操作で実現することにある。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様の超音波診断装置は、超音波を送受波するプローブと、超音波ビームを走査するようにプローブを制御する送信部と、プローブから得られる信号を処理することにより超音波ビームに対応した受信ビーム信号を形成する受信部と、受信ビーム信号に対してＳＴＣ処理を施すＳＴＣ処理部と、ＳＴＣ処理された受信ビーム信号に基づいて超音波画像の画像データを形成する画像形成部と、画像データに対応した超音波画像を表示する表示部と、を有し、前記ＳＴＣ処理部は、プローブの種類とプローブの用途に応じて設けられた複数のＳＴＣデータを記憶するメモリから１つのＳＴＣデータを読み出して当該ＳＴＣデータに対応したＳＴＣ処理を施すことを特徴とする。

上記態様によれば、例えば、メモリに記憶された複数のＳＴＣデータの中から１つのＳＴＣデータを選択するという比較的簡易な操作で、プローブの種類とプローブの用途に応じた適切なＳＴＣ調整を実現することができる。

望ましい態様において、前記ＳＴＣ処理部は、ユーザによるＳＴＣ調整の操作に応じて、メモリから読み出したＳＴＣデータを調整して調整後のＳＴＣデータに対応したＳＴＣ処理を施し、さらに、ユーザからの指示に応じて、メモリから読み出したＳＴＣデータを調整後のＳＴＣデータに更新してメモリに記憶することを特徴とする。

望ましい態様において、前記プローブの用途はユーザによって設定され、プローブの種類ごとにプローブの用途に応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶されることを特徴とする。

望ましい態様において、前記プローブの用途として診断対象となる被検体が設定され、プローブの種類ごとに被検体に応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶されることを特徴とする。

望ましい態様において、前記プローブの用途として診断内容が設定され、プローブの種類ごとに診断内容に応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶されることを特徴とする。

望ましい態様において、前記プローブの用途としてプローブを利用するユーザが設定され、ユーザに応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶されることを特徴とする。

望ましい態様において、前記メモリには、ユーザによって形成されたＳＴＣデータが追加的に記憶されることを特徴とする。

本発明により、適切なＳＴＣ調整を簡易な操作で実現できるようになる。

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機能ブロック図である。

プローブ１０は、診断領域に対して超音波を送受波する超音波探触子である。診断対象は、例えば、生体内の胎児、組織、組織内の腔、血管、血流、腫瘍などであるが、これら以外のものでもよい。プローブ１０は、例えば、複数の振動素子を配列させたコンベックスプローブである。但し、プローブ１０は、コンベックスプローブに限定されず、例えばリニアプローブなどであってもよい。

送信ＢＦ（送信ビームフォーマ）１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力する。送信ＢＦ１２は、各振動素子の送信信号に対してその振動素子に応じた遅延処理などを施す。送信ＢＦ１２から出力された送信信号は、プローブ１０の各振動素子へ供給される。そして、各振動素子が送信ＢＦ１２から供給された送信信号に応じて振動することにより、超音波の送信ビームが形成されてその送信ビームが走査制御される。

受信ＢＦ（受信ビームフォーマ）１４は、プローブ１０が備える複数の振動素子から得られる信号に基づいて受信ビームを形成する。受信ＢＦ１４は、複数の振動素子から出力される信号を例えば整相加算処理することにより、超音波の受信ビームを形成する。こうして、診断領域の全域から、受信ビームに沿った受信信号（受信ビーム信号）が収集される。

なお、図１に示す超音波診断装置内の各部は、制御部３０によって制御される。例えば、送信ＢＦ１２や受信ＢＦ１４が制御部３０によって制御され、また、送信ＢＦ１２を介してプローブ１０が制御される。

受信信号処理部１６は、受信ビーム信号に対して、受信ダイナミックフィルタ処理や検波処理やＬＯＧ圧縮処理などの受信信号処理を施す。受信信号処理された受信ビーム信号は、ゲイン調整部１８へ出力される。

ゲイン調整部１８は、受信信号処理部１６から出力される受信ビーム信号に対してゲイン調整を施す。ゲイン調整部１８におけるゲイン調整には、受信ビーム信号に対して深さ（時間）に応じたゲイン調整であるＳＴＣ（Sensitivity Time Control）処理が含まれる。ゲイン調整部１８は、ＳＴＣ曲線形成部２０から得られるＳＴＣ曲線に応じて受信ビーム信号に対してＳＴＣ処理を行う。なお、ゲイン調整部１８において、ＳＴＣ処理に加えて、受信ビーム信号の深さに依存しない全体的なゲイン調整などが行われてもよい。

ＳＴＣ曲線形成部２０は、ＳＴＣメモリ２２に記憶されたＳＴＣデータと、操作パネル３２を介して入力されるユーザ操作に応じて、超音波ビームの深さ方向に沿ってゲインを変化させたＳＴＣ曲線を形成する。

ＳＴＣメモリ２２には、複数のＳＴＣデータが記憶されている。各ＳＴＣデータは、超音波ビームの深さ方向に沿ってサンプリングされた各深さごとのゲイン値を定めたデータである。一般的には、深い位置ほどエコーが小さいため、深い位置ほど大きなゲイン値が設定されている。ＳＴＣ曲線形成部２０は、ＳＴＣメモリ２２から１つのＳＴＣデータを読み出し、読み出したＳＴＣデータに含まれる複数の深さに対応した複数のゲイン値に基づいて補間処理などを行い、超音波ビームの深さ方向に沿って滑らかにゲインを変化させたＳＴＣ曲線を形成する。

なお、ユーザは、操作パネル３２を介して、ＳＴＣ曲線形成部２０において読み出されたＳＴＣデータに対して調整を加えることができる。例えば、操作パネル３２は、ＳＴＣデータに含まれる複数のゲイン値の各々に対応した（つまり各深さに対応した）スライダを備えている。ユーザは、調整を必要とするゲイン値に対応したスライダを操作することにより、そのゲイン値の大きさを調整することができる。操作パネル３２を介して入力されたユーザ操作の結果は、制御部３０からＳＴＣ曲線形成部２０へ伝えられる。ＳＴＣ曲線形成部２０は、ユーザによって調整が行われた場合には、調整後のＳＴＣデータに基づいてＳＴＣ曲線を形成する。

こうして、ＳＴＣ曲線形成部２０においてＳＴＣ曲線が形成されると、ゲイン調整部１８は、形成されたＳＴＣ曲線に応じて受信ビーム信号に対してゲイン調整を行う。つまり、ＳＴＣ曲線に従って深さ方向に沿ってゲインを変化させつつ受信ビーム信号のゲイン調整（ＳＴＣ処理）を行う。

画像形成部３４は、ゲイン調整部１８においてゲイン調整された受信ビーム信号に基づいて超音波画像の画像データを形成する。画像形成部３４は、受信ビーム信号に対して、表示系のサンプリングデータに変換するリサンプリング処理や、表示系の座標への座標変換処理などの信号処理を施し、画像データを形成する。こうして形成された画像データに対応した超音波画像がモニタ３６に表示される。

本実施形態において、ＳＴＣメモリ２２には、プローブ１０の種類とプローブ１０の用途に応じて、複数のＳＴＣデータが記憶されている。プローブ１０の種類による区別は、例えば、コンベックスプローブやリニアプローブや３Ｄプローブなどによる区別である。プローブ１０の用途による区別は、例えば、診断対象となる被検体（心臓、腹部、成人、小児）による区別、診断内容（一般的な診断、手術）による区別、プローブ１０を利用するユーザによる区別などである。

そこで、本実施形態におけるＳＴＣデータについて詳述する。なお、以下の説明において、既に図１に示した部分（構成）については図１の符号を利用する。

図２は、ＳＴＣメモリ２２の記憶内容とＳＴＣメモリを管理するためのメモリ管理テーブル２２Ｔを説明するための図である。ＳＴＣメモリ２２内には、例えばＳＴＣ１からＳＴＣ８までの予め設定（プリセット）された複数のＳＴＣデータが記憶されている。もちろん、プリセットされるＳＴＣデータ数は８つ以外であってもよい。さらに、ＳＴＣメモリ２２内には、例えばＳＴＣＡやＳＴＣＢなどのユーザによって追加されるＳＴＣデータも記憶される。

ＳＴＣメモリ２２に記憶される各ＳＴＣデータは、超音波ビームの深さ方向に沿ってサンプリングされた各深さごとのゲイン値を定めたデータである。本実施形態において、各ＳＴＣデータは、プローブの種類とプローブの用途に応じて設定される。プローブの種類や用途とＳＴＣデータとの対応関係を定めたものがメモリ管理テーブル２２Ｔである。メモリ管理テーブル２２Ｔは、例えば制御部３０によって参照され、ＳＴＣメモリ２２からのデータの読み出しや書き込みの制御に利用される。

図２に示すメモリ管理テーブル２２Ｔにおいて、ＳＴＣ１には、プローブの種類としてプローブＡが対応付けられており、プローブの用途として心臓が対応付けられている。つまり、プローブＡ（例えばコンベックスプローブ）を利用した心臓の診断にＳＴＣ１のデータが適していることを示している。また、ＳＴＣ２には、プローブの種類としてプローブＡが対応付けられており、プローブの用途として腹部が対応付けられている。つまり、プローブＡを利用した腹部の診断にＳＴＣ２のデータが適していることを示している。

ＳＴＣ１とＳＴＣ２は、同じプローブＡに対応するデータである。本実施形態においては、その同じプローブＡに対してそのプローブＡの用途に応じて、心臓（ＳＴＣ１）と腹部（ＳＴＣ２）のように互いに異なるＳＴＣデータを設定することができる。

なお、図２に示すメモリ管理テーブル２２Ｔにおいて、ＳＴＣ３とＳＴＣ４は、プローブＢ（例えば３Ｄプローブ）に関するデータである。そして、プローブＢの用途に応じて、産科（ＳＴＣ３）と胎児心臓（ＳＴＣ４）のように互いに異なるＳＴＣデータが設定されている。

さらに、本実施形態では、プリセットされるＳＴＣデータに加えて、ユーザによって追加されるＳＴＣデータがＳＴＣメモリ２２に記憶される。図２において、ＳＴＣメモリ２２に記憶されているＳＴＣＡとＳＴＣＢがユーザによって追加されたデータであり、メモリ管理テーブル２２Ｔを参照すると、ＳＴＣＡには、プローブの種類としてプローブＡが対応付けられており、プローブの用途としてそのプローブを利用するユーザＡが対応付けられている。ＳＴＣＡのデータは、例えばユーザＡによって形成されて登録される。また、ＳＴＣＢには、プローブの種類としてプローブＡが対応付けられており、プローブの用途としてそのプローブを利用するユーザＢが対応付けられている。

なお、メモリ管理テーブル２２Ｔにおけるプローブの種類やプローブの用途は、ユーザが変更あるいは入力できるようにしてもよい。

図３は、複数のＳＴＣデータから１つのＳＴＣデータを選択するためのＳＴＣ選択画面４０を示す図である。ＳＴＣ選択画面４０は、例えば、モニタ３６や操作パネル３２などに表示される。ＳＴＣ選択画面４０には、ＳＴＣメモリ２２に記憶された複数のＳＴＣデータの一覧が示される。ＳＴＣ選択画面４０に示される番号は、複数のＳＴＣデータの各々に付された番号である。さらに、各番号ごとにＳＴＣの名称と診断内容が表示される。なお、ＳＴＣの名称と診断内容をユーザが修正できるようにしてもよい。

ユーザは、ＳＴＣ選択画面４０から所望のＳＴＣを選択する。例えば、名称の表示部分に示されるボタン表示を操作することによりＳＴＣを選択する。図３においては、ＳＴＣ２の「腹部」が選択された様子を示している。なお、複数のＳＴＣデータの一覧が複数ページに亘る場合には、「次へ」のボタン表示を操作することにより、次のページの一覧が表示される。また「前へ」のボタン表示を操作することにより、前のページの表示に戻ることができる。

ＳＴＣ選択画面４０を介して、ユーザが所望のＳＴＣを選択すると、選択されたＳＴＣの番号に対応したＳＴＣデータがＳＴＣメモリ２２から読み出され、ＳＴＣ曲線形成部２０においてそのＳＴＣデータに対応したＳＴＣ曲線が形成され、そして、ゲイン調整部１８においてそのＳＴＣ曲線に従ったＳＴＣ処理が実行される。

このように、本実施形態においては、例えば、ＳＴＣ選択画面４０を利用した比較的容易な選択操作により、プローブの種類とプローブの用途に応じたＳＴＣデータを選択することができる。

なお、現在利用されているプローブの種類を制御部３０が認識し、また、現在の装置の設定状態などからプローブの用途を制御部３０が判断することにより、プローブの種類とプローブの用途に応じたＳＴＣデータを制御部３０が選択してもよい。また、プローブの種類とプローブの用途のうちの一方を制御部３０が判断して他方をユーザが決定することによりＳＴＣデータが選択されてもよい。選択条件に当てはまる複数のＳＴＣデータが選択された場合には、それら複数のＳＴＣデータのみの一覧が表示されてもよいし、制御部３０が予め定められた優先度に応じて１つのＳＴＣデータを選択してもよい。選択条件に当てはまるＳＴＣデータが１つも選択されなかった場合には、デフォルトのＳＴＣデータを利用するなどでもよい。

本実施形態においては、プリセットされたＳＴＣデータに対して、ユーザによるＳＴＣ調整の操作に応じて調整を加えることができる。ユーザは、操作パネル３２を介して、ＳＴＣ曲線形成部２０において読み出されたＳＴＣデータに対して調整を加えることができる。ＳＴＣ曲線形成部２０は、制御部３０を介して入力されるユーザからの指示に応じて、ＳＴＣメモリ２２から読み出したＳＴＣデータを調整後のＳＴＣデータに更新してＳＴＣメモリ２２に記憶する。

例えば、ＳＴＣ２が選択されてＳＴＣ２のデータに対してユーザによる調整が加えられた場合に、ユーザがその調整後のデータを登録する旨の操作を行うと、ＳＴＣ２のデータが調整後のデータに更新される。なお、初期化する旨の操作により、調整前のデータを再現できるようにしておくことが望ましい。

さらに、本実施形態においては、プリセットされたＳＴＣデータに加えて、ユーザによって形成されたＳＴＣデータを追加的に記憶することができる。例えば、ＳＴＣ２が選択されてＳＴＣ２のデータに対してユーザによる調整が加えられた場合に、ユーザがその調整後のデータを追加登録する旨の操作を行うと、新たなＳＴＣデータが登録される。また、そのＳＴＣデータに対応した管理情報も登録される。例えば、図２に示すＳＴＣメモリ２２に対して、プリセットされたＳＴＣデータであるＳＴＣ１からＳＴＣ８に加えて、ＳＴＣＡが新たに登録され、図２に示すメモリ管理テーブル２２ＴにＳＴＣＡの管理情報が加えられる。

このように、本実施形態においては、ユーザによる調整後のＳＴＣデータをＳＴＣメモリ２２に記憶させることができるため、そのユーザにとって適切なＳＴＣデータを比較的容易な操作により選択して再現することができるようになる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示す機能ブロック図である。ＳＴＣメモリとメモリ管理テーブルを説明するための図である。ＳＴＣデータを選択するためのＳＴＣ選択画面を示す図である。

符号の説明

１０プローブ、１２送信ＢＦ、１４受信ＢＦ、１８ゲイン調整部、２０ＳＴＣ曲線形成部、２２ＳＴＣメモリ、３０制御部、３２操作パネル、３４画像形成部。

Claims

超音波を送受波するプローブと、
超音波ビームを走査するようにプローブを制御する送信部と、
プローブから得られる信号を処理することにより超音波ビームに対応した受信ビーム信号を形成する受信部と、
受信ビーム信号に対してＳＴＣ処理を施すＳＴＣ処理部と、
ＳＴＣ処理された受信ビーム信号に基づいて超音波画像の画像データを形成する画像形成部と、
画像データに対応した超音波画像を表示する表示部と、
を有し、
前記ＳＴＣ処理部は、プローブの種類とプローブの用途に応じて設けられた複数のＳＴＣデータを記憶するメモリから１つのＳＴＣデータを読み出して当該ＳＴＣデータに対応したＳＴＣ処理を施す、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記ＳＴＣ処理部は、ユーザによるＳＴＣ調整の操作に応じて、メモリから読み出したＳＴＣデータを調整して調整後のＳＴＣデータに対応したＳＴＣ処理を施し、さらに、ユーザからの指示に応じて、メモリから読み出したＳＴＣデータを調整後のＳＴＣデータに更新してメモリに記憶する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記プローブの用途はユーザによって設定され、プローブの種類ごとにプローブの用途に応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記プローブの用途として診断対象となる被検体が設定され、プローブの種類ごとに被検体に応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記プローブの用途として診断内容が設定され、プローブの種類ごとに診断内容に応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記プローブの用途としてプローブを利用するユーザが設定され、ユーザに応じた複数のＳＴＣデータがメモリに記憶される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項４から６のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記メモリには、ユーザによって形成されたＳＴＣデータが追加的に記憶される、
ことを特徴とする超音波診断装置。