JP2833155B2 - ドプラ断層超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドプラ断層超音波診断装置、特に、プロー
ブから生体内に超音波ビームを発射し、生体内から得ら
れた反射エコーに基づいて生体内のエコー断層像及びド
プラ血流情報を表示するドプラ断層超音波診断装置に関
する。

〔従来の技術〕

医用分野で用いられる超音波診断装置では、たとえば
心臓部のエコー断層像をリアルタイムでCRTに表示した
り、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測
定し、この分布をカラーフロー画像として同様にCRTに
表示することが一般に行われている。

また最近、血流速度を２次元的に把握するために、ド
プラ断層法が採用されている。このドプラ断層法は、断
層データと血流速度データとを合成し、血流速度を２次
元的にしかもリアルタイムで表現するものである。すな
わち、断層情報及び血流情報がそれぞれディジタル化さ
れて構成され、R,G,Bのテレビジョン信号に変換され
て、通常の断層像の上に血流の平均速度プロフィールが
重ねてカラー表示（カラー・フロー・マッピング）され
るようになっている。

このような超音波診断装置による診断画像は、多くの
走査線によって形成されている。また、たとえばカラー
フロー画像の場合には、１本の走査線を得る際、その走
査線方向について同一の超音波ビームを複数回発射する
ようにしている。一方、エコー画像を得る場合におい
て、１本の走査線を得る際には超音波ビームを１回発射
すればよい。また、カラーフロー画像とエコー画像の合
成画像を得る場合には、カラーフロー画像用に発射され
た複数回の超音波ビームのうちの１回分をエコー画像に
流用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、カラーフロー画像のようなドプラ画像を得る
際には、超音波ビームの発射時に振動子を複数の波連数
で駆動した方が好ましい。一方、エコー画像を得る際に
は、振動子の駆動波連数が多すぎると、距離分解能が低
下するため、その駆動波連数はドプラ画像の場合よりも
少ない方が良いことが一般に知られている。

ところが、前記従来の超音波診断装置では、カラーフ
ロー画像及びエコー画像の合成画像を得る場合において
も、超音波ビームの複数回の発射回数のそれぞれについ
て超音波ビームを複数の波連数で駆動している。このた
め従来装置では、エコー画像には不利な波連数で駆動さ
れることになる。また、エコー画像用の超音波ビームの
直前のビームがカラーフロー画像用の複数の波連駆動に
よるものであるため、この複数の波連数駆動によるビー
ムの残留エコーがエコー画像用の受信信号に重畳し、診
断画像が不鮮明となるという問題が生じる。

本発明の目的は、エコー断層像について鮮明な診断画
像を得ることができるドプラ断層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〕

第１の発明に係るドプラ断層超音波診断装置は、プロ
ーブから生体内に超音波ビームを発射し、生体内から得
られた反射エコーに基づいて、生体内のエコー断層像及
びドプラ血流情報を表示するものであり、駆動信号発生
部と、受信部とを備えている。

前記駆動信号発生部は、プローブを駆動するための駆
動信号を各走査線方向についてそれぞれ複数回発生する
とともに、それらの駆動信号のうちの連続する少なくと
も２回を他に比較して少ない波連数で発生するものであ
る。前記受信部は、前記波連数の少ない駆動信号のうち
の最も遅いタイミングで発生した駆動信号による反射エ
コーをエコー断層像として受信するものである。

第２の発明に係るドプラ断層超音波診断装置は、第１
の発明に係るドプラ断層超音波診断装置において、前記
駆動信号発生部が、前記波連数の少ない駆動信号を走査
線の切り換え直前に発生させるものであり、前記受信部
が、前記最も遅いタイミングで発生した駆動信号による
反射エコーの受信期間を他に比較して長く設定している
ものである。

〔作用〕

第１の発明に係るドプラ断層超音波診断装置では、診
断の際には、駆動信号発生部が各走査線方向についてそ
れぞれ複数回の駆動信号を発生し、プローブを駆動す
る。また、この駆動信号を発生する際、駆動信号発生回
路は、各走査線方向について発生した複数回の駆動信号
のうちの連続する少なくとも２回の他に比較して少ない
波連数で発生する。そして、前記駆動信号により駆動さ
れたプローブから生体内に超音波ビームが発射される。

受信部は、生体内で反射した反射エコーを受信する。
この場合において、受信部は、前記波連数の少ない駆動
信号のうちの最も遅いタイミングで発生した駆動信号に
よる反射エコーをエコー断層像として受信する。また受
信部は、前記波連数の少ない駆動信号を除く他の駆動信
号による反射エコーをドプラ画像として受信する。

たとえば波連数の少ない駆動信号の発生回数を２回に
設定した場合には、この２回のうちの２回目の反射エコ
ーがエコー断層像として受信される。これにより、波連
数の少ない駆動信号による反射エコーがエコー断層像に
用いられることになり、距離分解能を低下させることな
く、エコー画像を形成できる。そして、１回目の反射エ
コーの受信期間により、波連数の多い駆動信号による反
射信号の残留エコーの影響を低減できる。これにより、
エコー断層像について鮮明な診断画像を得ることができ
る。

第２の発明に係るドプラ断層超音波診断装置では、駆
動信号発生回路が、前記波連数の少ない駆動信号を走査
線の切り換え直前に発生させる。これにより、ドプラ画
像の画質を低下させることなく、エコー断層像を得るこ
とができる。また、前記受信回路は、最も遅いタイミン
グで発生した駆動信号による反射エコーの受信期間を他
に比較して長く設定している。これにより、エコー画像
について深い視野深度を得ることができ、鮮明なエコー
画像を得ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例による超音波診断装置を示
している。

第１図において、探触子１は複数の微小振動子から構
成されており、生体内に超音波ビームを発射するととも
に、生体内で反射した超音波エコーを受信するためのも
のである。探触子１には、駆動信号発生部２及び受信部
３が接続されている。

駆動信号発生部２には、走査制御回路４が設けられて
いる。走査制御回路４は、超音波ビームの走査制御を行
うための回路である。走査制御回路４の出力には、駆動
回数カウンタ回路５が接続されている。駆動回数カウン
タ回路５は、各走査線方向について探触子１の駆動回数
をカウントするための回路である。駆動回数カウンタ回
路５の出力は、走査制御回路４に入力されている。ま
た、駆動回数カウンタ回路５の出力には、駆動間隔決定
カウンタ回路６が接続されている。駆動間隔決定カウン
タ回路６は、駆動回数カウンタ回路５からのカウント値
にしたがって各駆動タイミングの間隔を設定するための
回路である。駆動間隔決定カウンタ回路６の出力には、
駆動波連発生回路７及び８が接続されている。駆動波連
発生回路７は、第3A図に示すような波連パルスを発生す
る回路である。なお、第3A図において、横軸は時間を縦
軸は音圧を示している。また駆動波連発生回路８は、第
3B図に示すような、第3A図よりも波連数の少ない波連パ
ルスを発生する回路である。駆動波連発生回路７及び８
の出力には、波連選択回路９が接続されている。波連選
択回路９は、ドプラ画像用として駆動波連発生回路７の
出力を、またエコー画像用として駆動波連発生回路８の
出力を選択するための回路である。また、この波連選択
回路９には、駆動回数カウンタ回路５の出力が入力され
ている。波連選択回路９の出力には、送波用遅延及び素
子選択回路10が接続されている。送波用遅延及び素子選
択回路10は、探触子１を構成する微小振動子を超音波ビ
ームの送波の際に選択するとともに、波連選択回路９か
らの信号をフォーカス及び偏向用に遅延するための回路
である。また、この送波用遅延及び素子選択回路10に
は、走査制御回路４からの制御信号が入力されている。
送波用遅延及び素子選択回路10の出力には、駆動信号発
生回路11が接続されている。駆動信号発生回路11は、送
波用遅延及び素子選択回路10からの信号を昇圧及び整形
して、探触子１を駆動するための駆動信号を発生する回
路である。

受信部３には、受波回路12が設けられている。受波回
路12は、探触子１で得られた反射エコー信号をフォーカ
ス，偏向及び波形整形処理するための回路である。受波
回路12の出力には、ドプラ信号処理回路13及びエコー信
号処理回路14が接続されている。ドプラ信号処理回路13
は、受信信号に基づいてカラードプラ信号を作成するた
めの回路である。エコー信号処理回路14は、受信信号に
基づいてエコー信号を作成するための回路である。ドプ
ラ信号処理回路13及びエコー信号処理回路14の出力に
は、表示信号発生回路15が接続されている。表示信号発
生回路15は、ドプラ信号処理回路13及びエコー信号処理
回路14からの各信号を合成するとともに、後段の表示器
16のCRT等に表示可能な表示信号を発生するための回路
である。表示信号発生回路15には、走査制御回路４から
の制御信号が入力されるようになっている。

第２図は、カラー＋エコーの合成画像を得る際の送受
波のタイミングを示している。第２図において、駆動タ
イミングａは、各走査線方向について探触子１を駆動す
るタイミングを示している。送受ビーム番号ｂは、探触
子１で送受波される各ビームの番号を示している。な
お、添字のｉ及びｉ＋１は各走査線方向を示し、また１
〜ｊは各走査線方向について連続して送受波するビーム
の回数を示している。時間ｔは、各駆動タイミングａの
間隔を示している。

以下、この第２図及び第１図を用いて、本装置の動作
について説明する。

超音波診断の際には、まず駆動信号発生部２により探
触子１が駆動され、探触子１から生体内に超音波ビーム
が発射される。

この場合には、走査制御回路４により、ｉ方向につい
て探触子１から連続して送信ビームをｊ回送信すると、
走査線をｉ方向からｉ＋１方向に、さらにｉ＋２方向に
と進める。また、このとき駆動回数カウンタ回路５は、
送信ビームｂの番号、すなわち、各走査線について探触
子１の駆動回数を1,2,…,jのようにカウントする。また
駆動間隔決定カウンタ回路６は、駆動回数カウンタ回路
５からのカウント値にしたがって、駆動間隔すなわち時
間ｔを、駆動回数が１〜ｊ−１回目まではＴとし、ｊ回
目はＴ＋αに設定する。なお、Ｔとしては50〜500μsec
程度が好ましい。駆動波連発生回路7,8は、それぞれ第3
A図，第3B図に示すような波連パルスを発生する。各駆
動波連発生回路7,8の出力は、波連選択回路９に入力さ
れる。波連選択回路９は、駆動回数が１〜ｊ−２回目ま
では駆動波連発生回路７の出力を選択し、駆動回数がｊ
−１及びｊ回目は駆動波連発生回路８の出力を選択す
る。なお、駆動回数の２回分が他に比べて少ない波連数
で駆動されることになるため、ｊを２よりも十分大きく
とり、カラードプラ処理に対する悪影響を低減する必要
がある。波連選択回路９の出力は、送波用遅延及び素子
選択回路10に入力される。

送波用遅延及び素子選択回路10は、波連選択回路９か
らの信号に対して所定の遅延量を設定する等の処理を施
す。送波用遅延及び素子選択回路10の出力は、駆動信号
発生回路11に入力される。駆動信号発生回路11は、送波
用遅延及び素子選択回路10からの信号を昇圧及び整形
し、探触子１を駆動するための駆動信号を発生する。こ
の駆動信号により探触子１は駆動され、生体内地超音波
ビームを発射する。

探触子１で受信された反射エコー信号は、受波回路12
に入力される。受波回路12では、受信信号に対して所定
の波形整形処理が施される。受波回路12の出力はドプラ
信号処理回路13及びエコー信号処理回路14に入力され
る。ドプラ信号処理回路13は、受信ビーム番号ｂが１〜
ｊ回目までの受信信号からカラードプラ信号を作成す
る。エコー信号処理回路14は、受信ビーム番号ｂがｊ回
目の受信信号からエコー信号を作成する。

このとき、ｊ回目の受信信号は、前述のように、他の
１〜ｊ−２回目までの駆動信号に比べて波連数の少ない
駆動信号によるものであるため、距離分解能を低下させ
ることなく、エコー画像を形成できる。また、ｊ回目の
受信信号の受信時間はＴ＋αと設定されており、ドプラ
画像用の受信時間Ｔよりも長く設定されている。これに
より、エコー画像について深い視野深度を得ることがで
き、鮮明なエコー画像を得ることができる。受信ビーム
番号ｂがｊ−１回目の受信信号の受信時間Ｔにより、波
連数の多い駆動信号による受信信号（１〜ｊ−２回）の
残留エコーの影響を低減でき、これにより、鮮明なエコ
ー画像と良好なドプラ画像を得ることができる。

なお、ドプラ信号処理回路13及びエコー信号処理回路
14でそれぞれ得られたカラードプラ信号及びエコー信号
は表示信号発生回路15に入力される。表示信号発生回路
15は、入力された各信号を合成し、表示器16に表示可能
な表示信号を表示器16に出力する。表示器16は、この表
示信号を受けて、画像表示を行う。

また、本装置を用いてエコー画像のみを得る際には、
各走査線方向についてビームを１回送受波するようにす
ればよい。これは、第２図においてｊ＝１とした場合に
相当する。また、カラー画像のみを得る際には、各走査
線方向についてそれぞれ（走査線の切替え時において
も）時間Ｔの間隔でビームを複数回送受波するようにす
ればよい。これは、第２図においてｊ＞１の場合に相当
する。

〔発明の効果〕

第１の発明に係るドプラ断層超音波診断装置では、プ
ローブの駆動信号のうち連続する少なくとも２回を他に
比較して少ない波連数で発生するとともに、波連数の少
ない駆動信号のうちの最も遅いタイミングによる反射エ
コーをエコー断層像として受信するようにしたので、鮮
明なエコー画像を得ることができる。

第２の発明に係るドプラ断層超音波診断装置では、前
記波連数の少ない駆動信号を走査線の切り換え直前に発
生させるとともに、最も遅いタイミングによる反射エコ
ーの受信期間が長く設定されているので、ドプラ画像の
画質を低下させることなく、エコー画像について深い視
野深度が得られ、鮮明なエコー画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるドプラ断層超音波診断
装置の概略ブロック構成図、第２図は前記実施例装置の
動作を説明するための図、第3A図及び第3B図は探触子駆
動用の駆動パルス波形を示す図である。 １……探触子、２……駆動信号発生部、３……受信部、
Ｔ……ドプラ画像用送受信時間、Ｔ＋α……エコー画像
用送受信時間。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プローブから生体内に超音波ビームを発射
   し、生体内から得られた反射エコーに基づいて、生体内
   のエコー断層像及びドプラ血流情報を表示するドプラ断
   層超音波診断装置において、 前記プローブを駆動するための駆動信号を各走査線方向
   についてそれぞれ複数回発生するとともに、それらの駆
   動信号のうちの連続する少なくとも２回を他に比較して
   少ない波連数で発生する駆動信号発生部と、 前記波連数の少ない駆動信号のうちの最も遅いタイミン
   グで発生した駆動信号による反射エコーをエコー断層像
   として受信する受信部と、 を備えたドプラ断層超音波診断装置。
2. 【請求項２】前記駆動信号発生部は、前記波連数の少な
   い駆動信号を走査線の切り換え直前に発生させるもので
   あり、 前記受信部は、前記最も遅いタイミングで発生した駆動
   信号による反射エコーの受信期間を他に比較して長く設
   定している、 請求項（１）記載のドプラ断層超音波診断装置。