JP2022155177A - 超音波ct装置、その制御方法、および、超音波ct装置の制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明では、リング状の振動子アレイの振動子の配置が既知であることと、リング状振動子アレイの表面は滑らかであるため、残響波は、ほぼ鏡面反射していくことに着目し、残響波の伝搬経路を推定する。これにより、前回以前に送信した超音波の残響波が各振動子に到達するタイミングを推定し、今回送信する超音波が、今回受信する振動子へ到達するタイミング(受信期間)と重ならないように、今回送信する超音波の送信タイミングを設定する。これにより、前回以前の残響波が十分に減衰するまで待つことなく超音波を送信することができる。ここでいう残響波とは、今回(N回目)の送信よりも前の送信(N-1回目以前の送信)によって送信された超音波が、振動子アレイによって1回以上反射された音波をいう。
ユーザから撮像開始の指示を入出力部9に入力したならば、制御部5は、記憶部8から、送信振動子1aと受信に用いる受信モジュールの一連の組み合わせと、それらの送信タイミングおよび受信タイミング(受信期間)を読み出す(ステップ401)。
制御部5は、一連の組み合わせの中の最初の送信振動子1aと受信に用いる受信モジュールの組み合わせを振動子選択器4に設定する。これにより、振動子選択器4は、振動子1aを送信器31に接続し、設定された受信モジュールを受信器32に接続する(ステップ402)。
次に、制御部51は、ステップ402で設定した組み合わせが、記憶部8から読み出した送信振動子1aと受信に用いる受信モジュールの組み合わせの最後かどうかを判定する(ステップ404)。第1送信の場合、最後ではないため、ステップ402に戻り、第2送信の送信振動子1aと受信に用いる第2受信モジュールの組み合わせを、振動子選択器4に設定し、ステップ403を行う。
これにより、図6および図7に示すように、2回目の送信の残響波202が第3受信モジュールに到達する前に、振動子1aからの3回目の送信を行い、残響波202が第3受信モジュールに到達した直後に、第3受信モジュールにより3回目の送信の超音波を受信する。
演算部52は、各ビューにおいて得られた受信信号を処理することにより、乳房100aの断面像(透過波画像)を公知の手法により生成する(ステップ405)。
第二実施形態の乳房用超音波CT装置について図9を用いて説明する。
の組み合わせと送受信タイミングを読み出す際に、入力された乳腺密度等に対応するものを読み出す。
第三実施形態の乳房用超音波CT装置について図10を用いて説明する。
第一実施形態と同様に、ステップ401~403を行うことにより、送信振動子1aから第1受信モジュールの受信タイミング(受信期間)の受信信号を受信器32は受け取る。
制御部51は、受信器32が取得した受信信号を解析し(ステップ501)、受信信号に残響波202のピークが含まれるかどうかを判定する(ステップ502)。例えば、時系列な受信信号に、所定値以上大きなピークが2つ含まれる場合や、隣接する振動子1の受信信号のピークの時間関係(例えば、連続した時間関係)が超音波201で想定される関係のみではなく、残響波202で想定される関係を含む場合には、超音波(透過波)201と残響202の両方が受信されているか、または、残響波202のみが受信されているかと判定できるので、ステップ503に進む。
ステップ503において、制御部51は、送信および受信のタイミングを変更して、今回の送受信をやり直すか、または、受信のみをやり直す。
第四実施形態の乳房用超音波CT装置について図11を用いて説明する。
本実施形態では、プレ送受信のステップ511~515として制御部51は、被検体を配置した状態で、第二実施形態のステップ401~403、501~502と同様に、一連の送受信および受信信号の解析を行って、各送受信について残響波202の到達タイミングを検出する。
ステップ516において、制御部51は、ステップ514で検出した各送受信について求めた残響波202の到達タイミングに基づいて、残響波202の到達タイミングを避けるように受信タイミングを設定し、その受信タイミングに超音波201が到達するように、送信振動子1aと受信モジュールの位置等を考慮して送信タイミングを決定する。
本送受信のステップ517~520では、ステップ516で設定した送信および受信のタイミングを用いて、第一実施形態の図8のステップ402~405と同様に送受信を行って、断層像を生成する。
上述してきた第一~第四実施形態では、透過波を受信して透過波画像を撮像する際に残響波を避けたタイミングで透過波を受信する構成であったが、反射波画像を撮像する際にも同様に、残響波を避けて反射波を受信する構成とすることが可能である。
Claims (18)
- 計測対象が配置される領域を囲むように複数の振動子が配列された振動子アレイと、
前記振動子に送信信号を出力し、超音波を送信させる送信器と、
前記超音波の送信を受けた前記領域からの超音波を、前記振動子アレイの予め定めた数の振動子が受信して出力する受信信号を受け取って処理する受信器と、
超音波を送信させる前記振動子と、受信信号を受け取る前記振動子との組み合わせを、予め定められた一連の組み合わせに従って順次前記送信器と受信器に設定する超音波の送信と受信の繰り返しを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記送信と受信の繰り返しの際、前回以前の送信において送信された超音波であって、前記振動子アレイにより1回以上反射された残響波が、前記今回の受信に用いる振動子に到達するタイミングと、今回の送信において送信される超音波が、前記今回の受信に用いる振動子に到達するタイミングとがずれるように、前記今回の送信のタイミングを制御することを特徴とする超音波CT装置。 - 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記送信と受信の一連の繰り返しにおいて、n回目の送信のタイミングは、n-1回目の送信に用いた振動子の位置と送信のタイミング、および、前記n回目の送信に用いる振動子の位置とn回目の受信に用いる振動子の位置を含む送受信条件に基づいて予め定められていることを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項2記載の超音波CT装置であって、前記送受信条件には、前記計測対象の構成要素について予め定められた最大音速と最小音速が含まれることを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記受信器は、前記超音波のうち前記領域を透過した透過波の受信信号を処理する構成であり、
前記制御部は、今回送信される超音波の前記透過波が前記今回の受信に用いる振動子に到達するタイミングが、前回以前に送信された超音波のうち前記透過波の前記残響波が前記今回の受信に用いる振動子に到達するタイミングとずれるように、前記今回の送信のタイミングを制御することを特徴とする超音波CT装置。 - 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、前記送信に用いる振動子と前記受信に用いる振動子の組み合わせ毎に、前記受信器による前記受信信号の受信期間をさらに設定することを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、所定の受信期間の前記受信信号をリアルタイムに解析することにより、前記残響波の受信信号が前記所定の受信期間の受信信号に含まれるかどうかを判定し、前記残響波の受信信号が含まれる場合、前記今回の送信および受信をやり直すことを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、所定の受信期間の前記受信信号をリアルタイムに解析することにより、前記残響波の受信信号が前記所定の受信期間の受信信号に含まれるかどうかを判定し、前記残響波の受信信号が含まれ、かつ、前記超音波の受信信号が含まれていない場合、受信期間を延長し、今回の受信を継続することにより、前記超音波の受信信号を取得することを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項6に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、前記残響波の受信信号が前記受信期間の受信信号に含まれる場合、前記残響波と前記超音波の分離度合を判定し、前記分離度合に基づき、前記送信および受信のやり直すかどうかを決定することを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項6に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、前記残響波を受信した振動子の数が予め定めた閾値未満である場合、および/または、前記残響波の受信信号のピーク強度の前記超音波の受信信号のピーク強度に対する比が予め定めた閾値未満である場合、分離度合が所定値よりも高いと判定し、前記送信および受信のやり直しを行わないことを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、所定の受信期間の前記受信信号をリアルタイムに解析することにより、前記残響波の受信信号が所定の受信期間の受信信号に含まれるかを判定し、前記残響波の受信信号が含まれる場合、送信および受信の少なくとも一方のタイミングを変更するようにユーザに促す表示を、接続されている表示装置に表示することを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記送信と受信の繰り返しにより前記受信器が得た前記受信信号を用いて、前記計測対象の画像を生成する演算部をさらに有し、
前記制御部は、前記画像を解析することにより、前記画像への前記残響波も影響の有無を判定し、前記残響波の影響がある場合、前記送信のタイミングを変更して、前記送信と受信の繰り返しをやり直すことを特徴とする超音波CT装置。 - 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記送信と受信の繰り返しにより前記受信器が得た前記受信信号を用いて、前記計測対象の画像を生成する演算部をさらに有し、
前記制御部は、前記画像への前記残響波の影響の有無を判定し、前記残響波の影響がある場合、前記画像と、前記送信のタイミングを変更するようにユーザに促す表示を接続されている表示装置に表示することを特徴とする超音波CT装置。 - 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、所定のプレ送受信を実行し、前記残響波が前記受信に用いる振動子に到達するタイミングを求め、求めた前記残響波の到達タイミングに基づいて、所定の送信または一連の送信のタイミングを決定し、決定した送信タイミングを用いて本送受信を実行することを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項13に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、前記プレ送受信によって、前記超音波が前記受信に用いる振動子に到達するタイミングをさらに求め、前記残響波の到達タイミングを避け、前記超音波の到達タイミングに受信のタイミングが一致するように本送信の送信および受信のタイミングを設定することを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項13に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、前記プレ送受信と、前記本送受信をいずれも、前記予め定められた一連の組み合わせに従って行うことを特徴とする超音波CT装置。
- 請求項1に記載の超音波CT装置であって、前記制御部は、事前に入力された、前記計測対象の体型、インプラントの有無、および、乳腺密度のうちの少なくとも一つに基づいて、前記今回の送信のタイミングを制御することを特徴とする超音波CT装置。
- 計測対象が配置される領域を囲むように複数の振動子が配列された振動子アレイを用いた超音波CT装置の制御方法であって、
超音波の送信に用いる振動子と、受信に用いる振動子との組み合わせを、予め定められた一連の組み合わせに従って順次選択し、選択した振動子から超音波を送信し、受信する処理を繰り返しながら、前回以前に送信された超音波が前記振動子アレイにより1回以上反射された音波である残響波が、前記今回の受信に用いる振動子に到達するタイミングに対して、今回送信される超音波が、前記今回の受信に用いる振動子に到達するタイミングがずれるように、前記今回の送信のタイミングを制御することを特徴とする超音波CT装置の制御方法。 - 計測対象が配置される領域を囲むように複数の振動子が配列された振動子アレイを備えた超音波CT装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
超音波の送信に用いる振動子と、受信に用いる振動子との組み合わせを、予め定められた一連の組み合わせに従って選択する第1ステップと、
選択した振動子から超音波を送信させ、受信する第2ステップと
を処理を繰り返し実行させ、
n回目の第1ステップおよび第2ステップにおいては、n-1回目以前の前記第2ステップにおいて送信された超音波が前記振動子アレイにより1回以上反射された音波である残響波が、前記n回目の受信に用いる振動子に到達するタイミングに対して、n回目の第2ステップにおいて送信される超音波が、前記n回目の第2ステップの受信に用いる振動子に到達するタイミングがずれるように、前記n回目の第2ステップの送信のタイミングを制御する
ことを特徴とする超音波CT装置の制御プログラム。
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