JP2811202B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、被検体内の音速に適応する超音波診断装
置に関し、特に超音波画像診断装置の画質向上に有用で
ある。

［従来の技術］ 超音波撮像装置では、振動子アレイの各振動子に対す
る駆動と受信のタイミングを遅延線により電子的に制御
してフォーカシンを行なう。

すなわち、ある観測点に距離的に近い振動子について
はディレイ時間を大きくし、ある観測点から遠い振動子
についてはディレイ時間を小さくすることにより、ある
観測点にフォーカスを合わせている。

各振動子に与えるディレイ時間は、ディレイマップと
して記憶されている。

従来のディレイマップは、第２図に示すような振動子
e1〜emのアレイで観測点Ｐにフォーカスを合わせるとき
は、例えば第３図に示すようなディレイ時間Tiの分布を
持つものである。

このディレイ時間Tiの分布は、生体における音速を一
定として算出されたものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、実際には、筋肉，脂肪，骨などの様々な部
分で音速が微妙に異なっている。

この結果、音速を一定として設定した従来のディレイ
マップを用いたものでは、微妙にフォーカスにずれを生
じ、十分な分解能を得られない問題点がある。

そこで、この発明の目的は、生体内の各部における音
速の違いに起因するフォーカスのズレを自動的に補正し
て最適のフォーカシングを行なえるようにした超音波診
断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の音速適応型超音波撮像装置は、音速を一定
として設定したディレイマップに基づいて所定観測点か
らの超音波エコー信号を異なる２音線で得る超音波送受
信手段と、前記２音線間の位相差を算出する位相差演算
手段と、前記位相差が減少するように前記ディレイマッ
プのディレイ時間を修正するディレイマップ修正手段と
を具備したことを構成上の特徴とするものである。

上記構成において超音波送受信手段は、異なる２つの
振動子を用いて２音線の超音波エコー信号を得るもので
あってもよく、また、異なる２開口（サブアレイ）を用
いて２音線の超音波エコー信号を得るものであってもよ
い。

また、２音線の超音波エコー信号を同時に得るもので
あってもよく、時分割的に得るものであってもよい。

さらに上記構成において位相差演算手段は、従来から
超音波画像診断装置が備えているカラーフローマッピン
グプロセッサ（CFMP）を利用してもよい。

［作用］ 音速を一定として設定したディレイマップに基づいて
得られる２音線の超音波エコー信号は、実際には音速に
差異があるとき、位相にズレを生じる。

すなわち、生体の各部における音速の差異は、位相差
として検出される。

そこで、この位相差を減少するようにディレイ時間を
修正すれば、フォーカスのずれを改善できることとな
る。

［実施例］ 以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を更に詳細
に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるも
のではない。

第１図はこの発明の一実施例の音速適応型超音波撮像
装置を含む超音波血流イメージング装置１を示すもので
ある。

この超音波血流イメージング装置１は、プローブ２お
よびデュアルビームフォーマ３により２音線の同時受信
が可能である。

フォーカシングは、リアルタイムコントローラ４が含
むディレイマップに基づいて送信時（TX）および受信時
（RX）に行なわれる。

２音線の一方の超音波エコー信号Ａは、検波器5aで位
相検波され、カラーフローマッピングプロセッサ6aで自
己相関演算されて、平均速度，分散，パワーを算出され
る。

２音線の他方の超音波エコー信号Ｂも同様であり、検
波器5bで位相検波され、カラーフローマッピングプロセ
ッサ6bで自己相関演算され、平均速度，分散，パワーを
算出される。

カラーフローマッピングプロセッサ6a,6bで算出され
た平均速度，分散，パワーは、カラーデジタルスキャン
コンバータ９に送られ、画像に変換されて、CRT10の画
面に表示される。

CPU7は、上記各要素の作動を制御する中枢であり、バ
ス８を介して上記各要素を制御している。

以上は血流イメージングの基本機能であり、従来と同
様の作動である。

次に、この発明にかかる音速適応機能の作動について
説明する。

CPU7は、まずリアルタイムコントローラ４のディレイ
マップに音速を一定としたときのディレイ時間を設定す
る。これは第３図に示す如きディレイ時間Tiの分布とな
る。

次に、CPU7は、デュアルビームフォーマ３を制御し、
第２図に示すように観測点Ｐにフォーカスを合わせ、振
動子e1とe2とで超音波エコー信号を得る。

これらの超音波エコー信号A,Bは、各々検波器5a,5bで
位相検波され、カラーフローマッピングプロセッサ6a,6
bに入力される。

このとき、CPU7の指令によりカラーフローマッピング
プロセッサ6a,6bは、相互にデータを交換し、相互相関
演算を行なう。これにより振動子e1とe2における音線間
の位相差ω・τが得られるが、ここでωは復調キャリア
角周波数であって既知であるから、ディレイ時間差τを
得ることが出来る。このディレイ時間差τはCPU7に付属
するメモリに記憶される。

以下、振動子e2とe3,e3とe4,…と順に隣接する２つの
振動子でディレイ時間差τを得れば、第４図に示すよう
なディレイ時間差分布が得られる。

CPU7は、バラツキやノイズの影響を抑制するために、
観測点Ｐの近傍の複数の点について上記作動を行ない、
複数のディレイ時間差分布を得る。そして、それらのデ
ィレイ時間差分布を平均化し、平均化ディレイ時間差分
布を得る。

次に、CPU7は、振動子e1についてのディレイ時間は元
のディレイ時間T1のままとし、振動子e2についてのディ
レイ時間は元のディレイ時間T2にディレイ時間差τ２
（e1−e2）を加えたものに変更する。そこで、ディレイ
時間差τ２が正（進み位相）であれば、ディレイ時間が
長くされ、位相を遅らすように修正される。また、ディ
レイ時間差τ２が負（遅れ位相）であれば、ディレイ時
間が短くされ、位相を進めるように修正される。

次に、振動子e3については、元のディレイ時間T3にデ
ィレイ時間差τ２（e1−e2）とτ３（e2−e3）とが加算
されたものに変更される。

以下同様にして、全ての振動子eiのディレイ時間Tiが
変更される。

これにより新たなディレイマップが得られるが、これ
は音速の差を加味したディレイマップになっており、元
のディレイマップよりもフォーカスのズレが減少したも
のとなる。

CPU7は、必要な回数だけ上記作動を繰り返し、フォー
カスのずれを十分に小さくする。

ディレイマップの修正が完了すれば、先述の基本機能
の作動により血流イメージングが行なわれる。

［発明の効果］ この発明の超音波診断装置によれば、観測対象の各部
における音速の差に起因するフォーカスのズレが自動的
に補正され、精度の高いフォーカシングを行なえるよう
になる。

従って、画像の分解能を向上することが出来ることと
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の音速適応型超音波撮像装
置を含む超音波血流イメージング装置のブロック図、第
２図は振動子アレイと観測点の関係を示す概念図、第３
図は音速一定とした場合のディレイマップの概念図、第
４図は隣接する振動子間のディレイ時間差の分布図、第
５図は修正したディレイマップの概念図である。 （符号の説明） １……超音波血流イメージング装置 ２……プローブ ３……デュアルビームフォーマ ４……リアルタイムコントローラ 5a,5b……検波器 6a,6b……カラーフローマッピングプロセッサ ７……CPU、８……バス e1,e2……振動子、Ｐ……観測点 Ti……ディレイ時間、τｉ……ディレイ時間差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 8/06,8/08 G01N 29/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の振動子を有しており、被検体からの
   超音波を受信するプローブと、 所定のディレイマップに基づいて、前記プローブの受信
   信号に対してフォーカシングを行うフォーカシング手段
   と、 前記フォーカシング手段の出力信号を位相検波する位相
   検波手段と、 前記被検体中の音速を一定とした場合に被検体中の一観
   測点をフォーカスするときの基準ディレイマップを前記
   フォーカシング手段に与えるとともに、前記観測点とそ
   の近傍を含む複数点について前記被検体の音響的性質に
   より生じる前記複数の振動子間のディレイ時間差の分布
   を前記位相検波手段の出力信号に基づいて求め、前記複
   数点に対応する複数のディレイ時間差の分布を平均化し
   て平均化ディレイ時間差分布を求め、前記平均化ディレ
   イ時間差分布に基づいて前記基準ディレイマップを修正
   する修正手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装
   置。