JP2604007B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波を用いてＢモード像等の診断情報を
得てこれを表示に供する超音波診断装置に関し、特に、
多段フォーカスの機能を改良した超音波診断装置に関す
る。

（従来の技術） 超音波を用いた生体診断機器には、微小超音波振動子
を多数並設した超音波プローブ（アレイプローブ）を用
いて超音波ビームを被検体に対して電子フォーカスさせ
つつ走査し、これにより得られたエコーデータにより画
像フォーマットとしてＢモード像や２次元血流速像を生
成し表示に供する電子走査型超音波診断装置がある。

ここで、上述の装置における画像の生成について説明
する。すなわち、アレイプローブを用い、リニア電子走
査であれば、超音波振動子の複数個を１単位とし、この
１単位の超音波振動子について励振を行ない超音波ビー
ムの送波を行う方法であり、例えば、順次１振動子分づ
つピッチをずらしながら１単位の素子の位置が順々に変
わるようにして励振してゆくことにより、超音波ビーム
の送波点位置を電子的にずらしてゆく走査である。

そして、超音波ビームが集束するように、励振される
超音波振動子は、ビームの中心部に位置するものと側方
に位置するものとでその励振のタイミングを遅延時間の
設定によりずらし、これによって生ずる超音波振動子の
各発生超音波の位相差を利用し送信される超音波を集束
（電子フォーカス）させる。そして、同様に振動子によ
り反射超音波を受波して電気信号に変換して（ただし、
送信と受信とでは使用する振動子の数は同一とは限らな
い。）、各送受波によるエコー情報を例えば断層像とし
て形成し、TVモニタ等に画像表示する。

また、セクタ電子走査であれば、励振させる１単位の
超音波振動子群に対し、超音波ビームの送信方向が順次
扇形に変わるように各振動子の励振タイミングを遅延時
間により所望の方向に応じて変化させてゆくものであ
り、後の処理は基本的には上述したリニア電子走査と同
じである。そして、映像法には、超音波送受信に伴う信
号を合成して断層像化するＢモード像が代表的である。

ここで、Ｂモードセクタ走査における一段フォーカス
を第３図により説明する。先ず、第３図（ａ）は、セク
タ走査超音波プローブUPにより、超音波ビームを被検体
に対してＢモード走査により送受波している状況を示し
ており、ここでプローブUPの例えば垂直下ライン（ラス
タri）の異なる深さF1,F2,F3,F4にそれぞれフォーカス
を設定する場合を示している。

第３図（ｂ）は深さF1にフォーカスを設定する場合に
おけるプローブUPの各振動子の送信タイミング及び受信
タイミングを決定する遅延量と振動子数（口径）とを図
示したものであり、送信に際しては深さF1にフォーカス
が形成されたものとなり、受信に際してはフォーカスが
形成された深さF1からのデータを収集することができる
ようになる。

第３図（ｃ）は深さF2にフォーカスを設定する場合に
おけるプローブUPの各振動しの送信タイミング及び受信
タイミングを決定する遅延量と振動子数（口径）とを図
示したものであり、送信に際しては深さF2にフォーカス
が形成されたものとなり、受信に際してはフィーダが形
成された深さF2からのデータを収集することができるよ
うになる。

第３図（ｄ）は深さF3にフォーカスを設定する場合に
おけるプローブUPの各振動子の送信タイミング及び受信
タイミングを決定する遅延量と振動子数（口径）とを図
示したものであり、送信に際しては深さF3にフォーカス
が形成されたものとなり、受信に際してはフォーカスが
形成された深さF3からのデータを収集することができる
ようになる。

第３図（ｅ）は深さF4にフォーカスを設定する場合に
おけるプローブUPの各振動子の送信タイミング及び受信
タイミングを決定する遅延量と振動子数（口径）とを図
示したものであり、送信に際しては深さF4にフォーカス
が形成されたものとなり、受信に際してはフォーカスが
形成された深さF4からのデータを収集することができる
ようになる。

図示のように、遅延量と振動子数（口径）との変更に
より、送信においては異なる深さにフォーカスを形成で
き、受信においては異なる深さに形成されたフォーカス
からデータを得ることができる。そして、各フォーカス
深さ毎の１ラスタは、１回の超音波送受信で得ることが
できる。つまり、１段フォーカスでは超音波送受信の１
レートで１つの超音波ラスタを得ることができる。一
方、複数のフォーカスを設定することができる多段フォ
ーカスと呼ばれる技術があり、例えばｎ段のフォーカス
を設定する場合には、超音波送受信のｎレートで１つの
超音波ラスタを得ることができる。なお、異なる深さに
フォーカスを形成する方法としては、上述した遅延量と
振動子数（口径）とを共に制御する方法の他に、同じ数
の振動子に対して遅延量だけの変更を行うようにしても
実施できる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の超音波診断装置によれば、多段フォーカスによ
り所望の１つの深さ、又は複数の深さにフォーカスを定
めることができるので、該フォーカス部位を高分解能に
て診断することができるようになる。

しかしながら、フォーカス深さは固定化されているの
で、当初に設定し且つ適切となっているフォーカス深さ
が、診断部位や視野範囲を変更したりすると、適切でな
くなることがある。

そこで、本発明の目的はこの問題を解決するために成
されたものであり、診断部位や視野範囲を変更した場合
であっても、短時間のうちに所望の深さにフォーカスを
設定することができるようにした超音波診断装置を提供
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために
超音波ビームを被検体に対して送受波し、これにより得
られたエコー信号より超音波画像を生成し表示に供する
超音波診断装置において、異なるフォーカスの深さの複
数の送信フォーカス及び受信フォーカスを設定するフォ
ーカス設定手段と、このフォーカス設定手段にて設定さ
れた前記送信フォーカス及び前記受信フォーカスのフォ
ーカス深さを所望の深さに可変調整するフォーカス深さ
調整手段とを備えることを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、フォーカス設定手段により異なるフ
ォーカス深さの複数の送信フォーカス及び受信フォーカ
スを設定し、設定された送信フォーカス及び受信フォー
カスのフォーカス深さをフォーカス深さ調整手段によっ
て所望の深さに可変調整することにより、診断部位や視
野範囲を変更した場合であっても、短時間のうちに超音
波画像に映し出されている被検体の所望部位を高精度に
表示することができる。

（実施例） まず、第４図を用いて多段フォーカスの原理を簡単に
説明する。第４図（ａ）は、セクタ走査超音波プローブ
UPにより、超音波ビームを被検体に対してＢモード走査
により送受波している状況を示しており、ここでプロー
ブUPの例えば垂直下ライン（ラスタri）の異なる深さF
2,F4にフォーカスを設定する場合を示している。

そして、１レート目で第４図（ｂ）に示すように深さ
F2にフォーカスを設定する超音波送受信を行い、２レー
ト目で第４図（ｃ）に示すように深さF4にフォーカスを
設定する超音波送受信を行う。この２回の超音波送受信
により、結果的に第４図（ｄ）に示すように、送信に際
しては深さF2,F4にフォーカスが形成されたものとな
り、受信に際してはフォーカスが形成された深さF2,F4
からのデータを収集することができるようになる。そし
て、フォーカス深さF1,F2における１ラスタは、２回の
超音波送受信で得ることができる。つまり、ｎ段フォー
カスでは超音波送受信のｎレートで１つの超音波ラスタ
を得ることができる。

第１図に示すように、微小振動子を複数個並設してな
るアレイプローブUPは、送受信回路１によりセクタ又は
リニア等のＢモード走査による送受信駆動がなされる。
この送受信回路１は、送信制御回路２及び受信制御回路
３により送受信における遅延量設定によるタイミング制
御がなされる。また、この送信制御回路２及び受信制御
回路３には、フォーカス制御系をなすコントローラ4,フ
ォーカススイッチ5,フォーカス無段階設定部10からのフ
ォーカス制御信号が与えられる。

また、送受信回路１から得られたエコーデータは、A/
D変換器６によりディジタル信号化されDSC（ディジタル
・スキャン・コンバータ）７によりＢモード像として超
音波走査からTV走査に変換され、D/A変換器８によりア
ナログ信号化された後にモニタ９にてTV走査による表示
がなされる。

ここで、本実施例の特徴であるフォーカス制御系につ
いて詳細に説明する。フォーカススイッチ５は、４つの
フォーカス選択スイッチ5a,5b,5c,5dを有し、それぞれ
フォーカス深さF1,F2,F3,F4が設定され、１段フォーカ
ス,2段フォーカス,3段フォーカス,4段フォーカスを各種
の組合わせで設定することができる。

そして、フォーカススイッチ５のフォーカス選択スイ
ッチ5a,5b,5c,5dの１つ以上が押されると、コントロー
ラ４では対応するフォーカス深さを設定するための遅延
データが算出又はメモリから読出され、該遅延データは
送信制御回路２及び受信制御回路３に与えられ、ここで
調整が加えられ、フォーカス付きのＢモード走査を行う
ための制御が実施される。

一方、フォーカス無段階設定部10は、図示しない装置
のコンソールのフォーカススイッチ５に近接して設けら
れたツマミ10Aと、このツマミ10Aの軸に設けられツマミ
10Aの回転量をパルス数で出力するエンコーダ10Bと、こ
のエンコーダ10Bからの出力に基づきツマミ10Aの回転方
向を検出する回転方向検出部10Cと、エンコーダ10Bから
の出力におけるパルス数を計数するパルス計数部10D
と、パルス計数部10Dからの出力に基づきフォーカス深
さ移動量を算出する移動量算出部10Eとから構成されて
いる。

そして、コントローラ４は、フォーカススイッチ５の
フォーカス選択スイッチ5a,5b,5c,5dの１つ以上が押さ
れている状態で、フォーカス無段階設定部10からフォー
カス深さ移動量を示すデータが与えられたときに、固定
化されているフォーカス深さの設定を解いて上記移動量
に基づいた分だけフォーカス深さを変更した遅延データ
にするようになっている。

以上の構成によれば、第２図に示すように、例えば、
フォーカススイッチ５のフォーカス選択スイッチ5bが押
されたときには、フォーカス深さはF2であるが、このと
き、フォーカス無段階設定部10のツマミ10Aを左右に回
すことにより、図示の如くフォーカス深さをF1の方向
（浅い）又はF4の方向（深い）に微調整することができ
る。また、フォーカススイッチ５のフォーカス選択スイ
ッチ5b,5cが押されたときには、フォーカス深さはF2とF
3であるが、このとき、フォーカス無段階設定部10のツ
マミ10Aを左右に回すことにより、F2とF3との関係を保
持してフォーカス深さをF1の方向（浅い）又はF4の方向
（深い）に微調整することができる。

このように本実施例によれば、フォーカススイッチ５
で定まっているフォーカス深さを、所望の深さに調整で
きるので、診断部位や視野範囲を変更した場合であって
も、操作が容易にして所望の深さにフォーカスを設定す
ることができるようになる。

なお、上記の例では、フォーカス深さを、エンコーダ
による無段階調整により行う構成としているが、可変調
整できるものであれば何等特定するものではない。

また、送信フォーカスのみについて適用するようにし
てもよい。この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、診断部位や視野範囲を変更
した場合であっても、短時間のうちに超音波画像に映し
出されている被検体の所望部位を高精度に表示すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例の構
成を示す図、第２図は同実施例の作用を示す図、第３図
は１段フォーカスの原理を示す図、第４図は多段フォー
カスの原理を示す図である。 UP……プローブ、１……送受信回路、２……送受信制御
回路、３……受信制御回路、４……コントローラ、５…
…フォーカススイッチ、６……A/D変換器、７……DSC、
８……D/A変換器、９……モニタ、10……フォーカス無
段階設定部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−151277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−69849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−137043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−11029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−22631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−10252（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−125305（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波ビームを被検体に対して送受波し、
   これにより得られたエコー信号より超音波画像を生成し
   表示に供する超音波診断装置において、 異なるフォーカスの深さの複数の送信フォーカス及び受
   信フォーカスを設定するフォーカス設定手段と、 このフォーカス設定手段にて設定された前記送信フォー
   カス及び前記受信フォーカスのフォーカス深さを所望の
   深さに可変調整するフォーカス深さ調整手段とを備える
   ことを特徴とする超音波診断装置。