JP2562890Y2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound diagnostic equipment

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JP2562890Y2
JP2562890Y2 JP1991002366U JP236691U JP2562890Y2 JP 2562890 Y2 JP2562890 Y2 JP 2562890Y2 JP 1991002366 U JP1991002366 U JP 1991002366U JP 236691 U JP236691 U JP 236691U JP 2562890 Y2 JP2562890 Y2 JP 2562890Y2
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康人 竹内
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、超音波診断装置に関
し、特に、被観測部位の前後に骨が存在する場合にその
骨の表面における照射超音波による発熱を防止又は抑制
する超音波診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to an ultrasonic diagnostic apparatus for preventing or suppressing heat generated by irradiation ultrasonic waves on the surface of a bone when the bone is present before and after a site to be observed. About.

【0002】[0002]

【従来技術の説明】診断用に超音波エネルギーを人体に
照射する場合において、その超音波エネルギーに起因す
る発熱によって生体作用又は生体安全について問題とな
る場合がある。特に、一点に送波エネルギーを集中して
照射することになるドプラ観測において問題化しやす
い。又、特に骨と軟部組織との境界面においては、透
過、反射とも損失が大きいため問題化しやすい。人体に
おいては、一般に、熱源、加熱手段又は加熱機構の如何
を問わず、体温より1.5℃の温度上昇までは全く無害
といってよいが、温度上昇が結果として42℃近辺を超
過する場合にはいづれにせよ有害とみなされている。
2. Description of the Related Art When irradiating a human body with ultrasonic energy for diagnosis, heat generation due to the ultrasonic energy may cause a problem in biological action or biological safety. In particular, it is likely to cause a problem in Doppler observation in which transmission energy is concentrated and irradiated at one point. In addition, especially at the interface between bone and soft tissue, both transmission and reflection tend to be problematic due to large loss. In the human body, generally, regardless of the heat source, the heating means or the heating mechanism, it can be said that it is completely harmless up to a temperature rise of 1.5 ° C. from body temperature, but when the temperature rise exceeds about 42 ° C. as a result. In any case, it is considered harmful.

【0003】送波超音波ビームの焦点又は以遠の到達先
に骨があるため、送波超音波ビームが骨を発熱させると
いう事態は、成人の場合、骨盤腔の奥の方を腹壁上の探
触子から観測するような場合に考えられる。しかし、そ
のように伝搬距離が長い場合には、伝搬媒質となる生体
組織における減衰が大となるため、集束効果を含めても
焦点又は以遠の到達先における発熱が問題化することは
ほとんどない。むしろ、浅い所に焦点を合わせて観測す
るときに、その近傍又は前後に骨があると、このような
発熱が問題化することが考えられる。このような問題
は、一般に胎児の観察において、特に痩せた妊婦の場合
において起こりやすく、又、この他に、妊婦や胎児に限
らず、骨の表面の近傍にある血管を観察しようとする場
合にも起こり得る。又、肋骨の存在にも拘らず不用意に
その隙間から奥を覗くように観察しようとすると、送波
ビームを発生する探触子の音響開口面の直下で一部の骨
が送波ビームを遮るような事態が発生する可能性があ
り、その局所においてもこのような問題が起こる可能性
がある。
[0003] Since there is a bone at the focal point of the transmitted ultrasonic beam or at a farther place, the situation where the transmitted ultrasonic beam causes the bone to generate heat may occur in an adult in which the depth of the pelvic cavity is probed on the abdominal wall. This can be considered when observing from a tentacle. However, when the propagation distance is long as described above, the attenuation in the living tissue serving as the propagation medium becomes large. Therefore, even if the focusing effect is included, heat generation at the focal point or a far destination hardly causes a problem. Rather, when focusing on a shallow place and observing a bone near or near the shallow place, such heat generation may cause a problem. Such a problem is generally likely to occur in the observation of a fetus, particularly in the case of a thin pregnant woman, and also in the case of observing a blood vessel near the surface of a bone, not limited to a pregnant woman or a fetus. Can also occur. Also, despite the presence of ribs, if one tries to inadvertently look into the gap through the gap, some bones may transmit the transmitted beam directly below the acoustic aperture of the probe that generates the transmitted beam. An obstruction situation may occur, and such a problem may also occur locally.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】しかし、従来の超音波
診断装置においては、ドプラ観測の動作モードにおい
て、特にこれといって骨の表面における温度上昇を防止
又は低減、抑制するための手段、手法を講じてはいなか
った。それは、このような骨の表面での発熱問題が顕在
化する程に装置の照射出力が大きくなかったという一面
もあるが、このような安全管理の必要が十分啓蒙されて
いなかったためでもある。しかし、最近の診断上のニー
ズは、これらの安全管理と使用上の注意の啓蒙を必須と
する段階に至りつつある。
However, in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus, in the operation mode of Doppler observation, in particular, means and method for preventing, reducing, and suppressing the temperature rise on the surface of the bone. Was not taken. One reason is that the irradiation output of the apparatus was not so large that such a heat generation problem on the surface of the bone became apparent, but also because the need for such safety management was not sufficiently educated. However, recent diagnostic needs are coming to a stage that requires awareness of these safety controls and usage precautions.

【0005】本考案はこのような問題点を解決するため
になされたもので、超音波照射による被検体中での発熱
を防止又は抑制する超音波診断装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that prevents or suppresses heat generation in a subject due to ultrasonic irradiation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の観点では、この考
案は、複数本の超音波ビームを送受信する超音波探触子
と、超音波探触子からの受信信号に基づいて被検体中に
熱を発生させる所定の超音波ビームを判別する手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic probe for transmitting and receiving a plurality of ultrasonic beams, and an ultrasonic probe for transmitting and receiving a plurality of ultrasonic beams based on signals received from the ultrasonic probe. Means for determining a predetermined ultrasonic beam that generates heat.

【0007】第2の観点では、この考案は、前記受信信
号は、Bモード画像を形成するために処理された信号及
びドプラ処理におけるレンジゲート信号に基づく信号で
あることを特徴とする超音波診断装置である。
In a second aspect, the invention is characterized in that the reception signal is a signal processed based on a range gate signal in Doppler processing and a signal processed to form a B-mode image. Device.

【0008】第3の観点では、この考案は、前記ドプラ
処理は、パルスドプラモード又はCWドプラモードのド
プラ処理であることを特徴とする超音波診断装置であ
る。
In a third aspect, the present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the Doppler processing is a Doppler processing in a pulse Doppler mode or a CW Doppler mode.

【0009】[0009]

【作用】骨との界面は、その界面から通常の組織などよ
り遥かに強大なエコーが帰投することで判別できる。
又、実質上その界面から先の区間のエコーが受信できな
いことでも補足的に判別できる。
The interface with the bone can be determined by returning a much stronger echo than normal tissue from the interface.
It is also possible to supplementarily determine that an echo in a previous section cannot be received substantially from the interface.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本考案の好ましい一実施例を示すブ
ロック図である。図において、1はアレイ探触子、2は
送受信部、3はBモード系部、4はパルスドプラ系部、
5は送受信タイミングコントローラ、7はレンジゲート
発生回路、8はフォーカルゾーンゲート発生回路、9は
発熱評価区間抽出ゲート、10は比較器、11は適応化
制御回路であり、又、6はシステムコントローラであ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a preferred embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an array probe, 2 is a transmitting / receiving section, 3 is a B-mode section, 4 is a pulse Doppler section,
5 is a transmission / reception timing controller, 7 is a range gate generation circuit, 8 is a focal zone gate generation circuit, 9 is a heat generation evaluation section extraction gate, 10 is a comparator, 11 is an adaptation control circuit, and 6 is a system controller. is there.

【0011】図2は、図1の超音波診断装置が骨の界面
での発熱を回避し得ることを示した被走査音場の概要を
示す図である。一つの典型例として、アレイ探触子1を
水袋21を介して被検者の足22に当て、その骨23の
傍を走行する動脈24の血流のドプラ観測を行う場合を
示す。ここで、A〜Nは、各々がそれ自身でビームを形
成することができる程度の大きさの送受信エレメント
(又は、そのようなアレイ中のサブアパーチュア、すな
わち部分アレイ)(以下単に「エレメント」と略記す
る。)である。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a scanned sound field showing that the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 can avoid heat generation at a bone interface. As a typical example, a case where the array probe 1 is applied to a foot 22 of a subject via a water bag 21 and Doppler observation of blood flow of an artery 24 running near the bone 23 is shown. Here, A to N are transmitting and receiving elements (or sub-apertures, or partial arrays in such an array) each large enough to form a beam by itself (hereinafter simply referred to as "elements"). This is abbreviated.)

【0012】図3は、エレメントA〜Nの獲得するエコ
ー信号を説明する波形図である。この図において、3
1,32は骨からのエコーを含む信号、33は骨からの
エコーを含まない信号を例示している。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the echo signals obtained by the elements A to N. In this figure, 3
Reference numerals 1 and 32 denote signals including echoes from bones, and reference numeral 33 denotes a signal not including echoes from bones.

【0013】図4は、送受信、レンジゲート及びフォー
カルゾーンゲートのタイミング関係の一例を示す。これ
において、Ttrは送信トリガ、RGはレンジゲート、
FGはフォーカルゾーンゲート、Vrefは比較規準電
圧、LogVideoはエコーの高周波信号をBモード
系において対数圧縮したのち整流した信号の振幅すなわ
ち対数圧縮Aモード像(又は、その信号)を示す。
FIG. 4 shows an example of the timing relationship between transmission / reception, a range gate and a focal zone gate. In this, Ttr is a transmission trigger, RG is a range gate,
FG indicates a focal zone gate, Vref indicates a reference voltage, and LogVideo indicates the amplitude of a rectified signal obtained by logarithmically compressing a high frequency signal of an echo in a B mode system, that is, a logarithmically compressed A mode image (or a signal thereof).

【0014】以下、図1の超音波診断装置の動作に関
し、特徴的な事項を詳述する。
In the following, characteristic matters relating to the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1 will be described in detail.

【0015】送受信部2は、システムコントローラ6の
制御下で、まず、被観測領域全体のBモード像を獲得す
るように、エレメントA〜Nの一部又は全部を駆動して
送受信を行う。次に、得られたBモード像において、ド
プラ観測を行おうとする部位を自動的に又は手動的に決
める。次に、A〜Nの中から所定のエレメントを選択
し、該エレメントから前記ドプラ観測を行おうとする部
位にビームが向かいそしてビームが集束するように送信
制御を設定し、又、該当する距離小区間にレンジゲート
(RG)を設定する。ここでは、まず、前記選択された
所定のエレメントに関して、試験的な送受信を開始す
る。
Under the control of the system controller 6, the transmission / reception unit 2 first drives or transmits / receives some or all of the elements A to N so as to obtain a B-mode image of the entire observation area. Next, in the obtained B-mode image, a portion where Doppler observation is to be performed is automatically or manually determined. Next, a predetermined element is selected from A to N, transmission control is set so that the beam is directed from the element to the site where the Doppler observation is to be performed, and the beam is focused, and the corresponding distance is small. A range gate (RG) is set for the section. Here, first, test transmission / reception is started for the selected predetermined element.

【0016】フォーカルゾーンゲート発生回路8は、シ
ステムコントローラ6からの制御を受けて、レンジゲー
ト発生回路7の出力であるレンジゲート(RG)の時間
と前後に協調するフォーカルゾーンゲート(FG)を発
生する。フォーカルゾーンゲート(FG)が発生する区
間とは、この区間においては本番計測(すなわち、実際
に被検者を診断するための計測)における送信ビームが
十分集束されている(絞られている)ので、この区間に
おいて超音波ビームが骨との界面に遭遇すると、その場
所で有害な発熱を起こす危険がある区間を意味する。
The focal zone gate generation circuit 8 generates a focal zone gate (FG) that is coordinated with the time of the range gate (RG) output from the range gate generation circuit 7 under the control of the system controller 6. I do. In the section where the focal zone gate (FG) occurs, the transmission beam in the actual measurement (that is, the measurement for actually diagnosing the subject) is sufficiently focused (closed) in this section. If the ultrasonic beam encounters the interface with the bone in this section, it means a section where there is a risk of generating harmful heat at that location.

【0017】発熱評価区間抽出ゲート9は、前記フォー
カルゾーンゲート(FG)を受けてBモード系部3から
出力されるLogVideoの評価区間を抽出する。抽
出された区間の信号は比較器10において比較規準電圧
Vrefと比較され、それを超える部分の信号が区間L
ogVideoとして、(さらに必要ならば2値化され
て、)抽出される。ここで、比較規準電圧Vrefは、
このような比較により骨との界面における強大なエコー
31,32を捕捉弁別できるように、経験的に又は装置
内部の諸パラメータを勘案するなどして、設定される。
The heat generation section extraction gate 9 receives the focal zone gate (FG) and extracts a LogVideo evaluation section output from the B-mode system section 3. The signal in the extracted section is compared with the comparison reference voltage Vref in the comparator 10, and a signal in a portion exceeding the reference voltage Vref is compared with the section L.
It is extracted as ogVideo (and binarized if necessary). Here, the comparison reference voltage Vref is
Such a comparison is set empirically or in consideration of various parameters inside the apparatus so that the strong echoes 31 and 32 at the interface with the bone can be captured and discriminated.

【0018】適応化制御回路11は、前記比較規準電圧
Vrefを超える区間LogVideo(又は該区間を
示す2値信号)を受入れ、それが骨の界面のエコーか否
かを、主としてその持続時間などにより判断する。又、
該判断には、振幅又はその積分値を補足的に勘案するこ
ともできる。判断結果がシステムコントローラ6へ伝達
されることにより、システムコントローラ6は、現在の
送受信設定状態の他に、選択されたエレメントに関して
当該区間に骨があるかないかを遅滞なく知ることができ
る。
The adaptation control circuit 11 receives a section LogVideo (or a binary signal indicating the section) exceeding the comparison reference voltage Vref, and determines whether or not this is an echo at a bone interface, mainly based on its duration. to decide. or,
In the determination, the amplitude or its integral value can be additionally considered. By transmitting the determination result to the system controller 6, the system controller 6 can know without delay whether the selected element has a bone in the section in addition to the current transmission / reception setting state.

【0019】このような試験送受信をエレメントA〜N
のすべてについて順次繰り返すことにより、システムコ
ントローラ6は、試験送信により、どのエレメントから
のドプラ計測が危険であるかを判断することができる。
例えば、図2に示すA又はBのエレメントを発射点とし
て目的とする動脈24に到達する超音波ビームによるド
プラ計測では、超音波ビームの経路上に骨が目的とする
動脈の近く(奥又は手前)に存在するので危険であると
判断することができ、一方、Nのエレメントからのドプ
ラ計測では、該経路上に骨が存在しないので安全である
と判断できる。
Such test transmission / reception is performed by the elements A to N
Are sequentially repeated, the system controller 6 can determine which element from which Doppler measurement is dangerous by test transmission.
For example, in Doppler measurement using an ultrasonic beam that reaches the target artery 24 using the element A or B as a launch point shown in FIG. 2, bone is located near the target artery (back or front) on the path of the ultrasonic beam. ) Can be determined to be dangerous. On the other hand, in Doppler measurement from N elements, it can be determined to be safe because no bone exists on the path.

【0020】その後、診断用のドプラ計測における連続
繰り返し送受信では、骨との界面への照射を避けるよう
に危険なエレメントビーム(エレメントからの超音波ビ
ーム)を排除し、安全なエレメントビームのみを選択し
て、単独に又はその組み合わせでもって、超音波ビーム
の入射角又は方位角、及び、発射点又は送波のために採
用する開口面上の部分領域を決定して、計測を実行する
ことができる。
Thereafter, in the continuous repetitive transmission / reception in the Doppler measurement for diagnosis, a dangerous element beam (ultrasonic beam from the element) is eliminated so as to avoid irradiation to the interface with the bone, and only a safe element beam is selected. Then, alone or in combination, it is possible to determine the incident angle or azimuth of the ultrasonic beam, and the launch point or the partial area on the aperture surface to be adopted for transmission, and perform the measurement. it can.

【0021】このような熱的に危険か安全かの判断によ
るエレメントの選別は、特に骨が手前にあって送信ビー
ムを遮ってしまうような場合には、全体のS/N向上に
も貢献する。そのような場合では、該当するエレメント
は、目的とする血流のドプラ信号は全く得られず、ただ
単にノイズをシステム出力に加算しているだけの状態に
陥るからである。
The selection of the elements based on the judgment as to whether it is thermally dangerous or safe contributes to an improvement in the overall S / N ratio, particularly when the bone is in front of the beam and blocks the transmission beam. . In such a case, the corresponding element cannot obtain a Doppler signal of the target blood flow at all, and falls into a state of simply adding noise to the system output.

【0021】又、このような試験送受信により骨との界
面が発見された場合に、何らかのアラームを発して告知
するようにすることは、好ましい工夫の一例である。
It is an example of a preferable idea to issue an alarm and notify when an interface with bone is found by such test transmission / reception.

【0022】又、本考案は、CWドプラの場合にも適用
できる。CWドプラの場合は、エコーの時間軸波形の段
階では骨のエコーの混在は判断できないが、ある程度の
大きさを有する骨であれば、クラッタのレベルの上昇か
ら判断できる。ここで、クラッタとは、ドプラシフトを
ほとんど又は全く示さない、即ち、ほとんど又は全く動
いていないエコー源からのエコーの集積結果の総称で、
復調結果においては直流又は非常に低い周波数の成分と
なる。従って、復調結果において直流又は非常に低い周
波数の成分が設定された判別規準のレベルより大きい場
合には、その送信条件では送信ビームの経路において骨
との界面を含む可能性があると判断できる。このような
CW動作は、送信用エレメント及び受信用エレメントを
互いに隣接して設け、送受信のビームを目的地点にて交
差させて、受信用エレメントにおいてはレンジゲートR
G及びフォーカルゾーンゲートFGを常に開いている状
態にしておくことにより実現することができる。
The present invention is also applicable to CW Doppler. In the case of CW Doppler, it is not possible to determine the mixture of bone echoes at the stage of the time axis waveform of the echo. However, if the bone has a certain size, it can be determined from an increase in the clutter level. Here, clutter is a generic term for the result of accumulation of echoes from an echo source showing little or no Doppler shift, that is, little or no motion,
The demodulation result is a DC or very low frequency component. Therefore, if the DC or very low frequency component is higher than the set discrimination criterion level in the demodulation result, it can be determined that the transmission condition may include an interface with bone in the path of the transmission beam. In such a CW operation, the transmitting element and the receiving element are provided adjacent to each other, and the transmitting and receiving beams intersect at the destination point.
This can be realized by keeping the G and focal zone gates FG open at all times.

【0023】[0023]

【考案の効果】以上のように本考案によれば、超音波照
射による被検体中での発熱を防止又は抑制することがで
きる。
As described above, according to the present invention, heat generation in a subject due to ultrasonic irradiation can be prevented or suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本考案の超音波診断装置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.

【図2】探触子1を被検者の足に当てた場合の断面図FIG. 2 is a cross-sectional view when the probe 1 is applied to a subject's foot.

【図3】エレメントA〜Nからのエコーを説明する波形
FIG. 3 is a waveform diagram illustrating echoes from elements A to N.

【図4】送受信、レンジゲート及びフォーカルゾーンの
タイミングを示す図
FIG. 4 is a diagram showing transmission / reception, range gate, and focal zone timing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 探触子 2 送受信部 3 Bモード系部 4 パルスドプラ系部 5 送受信タイミングコントローラ 6 システムコントローラ 7 レンジゲート発生回路 8 フォーカルゾーン発生回路 9 ゲート 10 比較器 11 適応化回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 2 Transmission / reception part 3 B-mode system part 4 Pulse Doppler system part 5 Transmission / reception timing controller 6 System controller 7 Range gate generation circuit 8 Focal zone generation circuit 9 Gate 10 Comparator 11 Adaptation circuit

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 複数本の超音波ビームを送受信する超音
波探触子と、超音波探触子からの受信信号に基づいて被
検体中に熱を発生させる所定の超音波ビームを超音波ビ
ーム1本単位で判別する手段とを備えたことを特徴とす
る超音波診断装置。
1. A plurality of the ultrasonic probe for transmitting and receiving an ultrasonic beam, a predetermined ultrasound beam to generate heat in a test sample based on the received signal from the ultrasound probe ultrasound bi
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for discriminating one unit of a room.
【請求項2】 複数本の超音波ビームを送受信する超音
波探触子と、 超音波探触子からの受信信号に基づいて
Bモード画像を形成するために処理された信号及びドプ
ラ処理におけるレンジゲート信号を発生させ、該Bモー
ド画像を形成するために処理された信号及びドプラ処理
におけるレンジゲート信号に基づいて被検体中に熱を発
生させる所定の超音波ビームを判別する手段とを備えた
ことを特徴とする超音波診断装置。
2. An ultrasonic sound transmitting and receiving a plurality of ultrasonic beams.
Based on the signals received from the wave probe and the ultrasonic probe
Signals and Dopples Processed to Form B-Mode Images
A range gate signal is generated in the
Signal processed to form a Doppler image and Doppler processing
Heat in the subject based on the range gate signal at
Means for determining a predetermined ultrasonic beam to be generated
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by the above-mentioned.
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JPS59232540A (en) * 1983-06-17 1984-12-27 アロカ株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus

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