JP2969073B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置、特
に送受信タイミングの制御に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】超音波診断装置は、生体に
対し超音波パルスを送波し、生体内の各点で反射した反
射を受波して得られた受信信号に基づいて超音波画像を
形成する装置である。超音波画像としては、Ｂモード断
層画像やＭモード断層画像などが知られている。なお、
超音波ビームの電子走査方式としては、リニア走査やセ
クタ走査が知られている。

【０００３】ところで、例えばリニア走査によりＢモー
ド断層画像を形成する場合において、超音波ビームを走
査して形成される走査面（データ取り込み領域）内の深
い位置に強反射体があると、その断層画像内に多重エコ
ーが生じるという問題が指摘されている。

【０００４】これを図３及び図４（Ａ）を用いて説明す
る。図３において、ブランク信号は、送受波タイミング
信号とも称されるものであり、その信号により超音波パ
ルスの送波時期や受信期間が設定される。＃１、＃２、
＃３…は送受信期間を示しており、ブランク信号が立上
がると、それに従って送信パルスが発生され、ブランク
信号が立ち上がっている期間内で反射波の受信がなされ
る。従来において、各送受信期間の間のブランク期間、
すなわち受信終了時点から次の送信開始時点までの期間
はそれぞれ期間Ｔ１で固定されていた。このブランク期
間は次の送受信設定のために要する時間である。

【０００５】図４（Ａ）には、超音波画像の一例とし
て、超音波ビームをリニア走査して形成される超音波画
像（Ｂモード断層画像）が示されている。その超音波画
像に相当する走査面内に強反射体１００が存在すると、
その強反射体で反射した超音波が超音波探触子で受波さ
れると同時にその表面で反射され、これにより生体内へ
再度送り込まれた超音波がその強反射体で再び反射する
という多重反射の問題が生じる。この問題は、実際には
超音波画像において擬似エコー（アーチファクト）１０
２Ａとして現れる。

【０００６】すなわち、図３に示すように、送信時点か
ら、生体内へ超音波が送波され、その超音波が強反射体
で反射されて戻ってくるまでの期間をｔ１とすると、次
の多重反射による反射波はその期間ｔ１の２倍の時点２
×ｔ１で生じる。このため、超音波の伝搬経路長が一定
以上の場合には、１つ前の受信期間で受波されなかった
多重反射波が次の受信期間で受波され、実際には反射体
が存在しない位置に受信波が現れてしまう。ここで、図
３において、Ｓは強反射体による本来の反射波を示し、
Ｇは多重反射による擬似エコーを示す。

【０００７】なお、多重反射波はその反射回数や伝搬距
離に応じて減衰し、実際には１回目の多重反射波が問題
となる場合が多い。このため、図３では２回目以降の多
重反射波は図示されていない。

【０００８】従来においては、上述したように、ブラン
ク期間が一定に設定されており、このため、図４（Ａ）
に示すように、例えば強反射体がビーム走査方向に沿っ
て存在しているとすると、そのビーム走査方向に沿って
アーチファクト１０２Ａが画像化されてしまい、すなわ
ち、強反射体の形状に合致した形状で比較的高輝度の部
分が表示され、目障りであるという問題があった。特
に、超音波画像を見慣れた者にとってはそのその存在を
認識して診断情報から除外することが可能であるかも知
れないが、そのような者以外の者にとっては超音波診断
の信頼性を低下させる要因となることが危惧される。図
４には、説明のため、きわめてシンプルなアーチファク
ト１０２Ａが示されているが、実際の超音波画像におい
ては、背景に他の臓器やノイズなども存在し、必ずしも
アーチファクト１０２Ａを特定するのは容易でない。

【０００９】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、多重反射によるアーチファク
トが目立たない超音波画像を形成することにある。

【００１０】また、本発明は、超音波画像中の多重反射
によるアーチファクトを視覚的に特定容易な超音波画像
を形成することにある。

【００１１】また、本発明は、超音波ビーム間で又は超
音波画像のフレーム間でアーチファクトの出現位置を可
変し又は分散できる超音波診断装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】 上 記目的を達成するため
に、本発明は、超音波の送受波を制御する送受波制御手
段と、前記送受波制御手段の制御の下で超音波の送受波
を行って超音波ビームを順次形成する送受波手段と、前
記送受波手段から出力された受信信号に基づいて超音波
画像を形成する画像形成手段と、を含み、前記送受波制
御手段は、時間的に隣接する超音波ビーム間又はフレー
ム間で、所定の関数に基づいて、受信終了時から次の送
信開始時までのブランク期間を可変設定することを特徴
とする。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００１８】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
全体構成がブロック図で示されている。図１において、
送受信制御回路１０は、超音波パルスの送信及び受信期
間の設定などの制御を行うものであり、送信回路１２に
対して送信トリガを出力している。送信回路１２は、こ
の送信トリガが入力されると、探触子１４に対して送信
パルスを出力する。すると、探触子１４から生体内へ超
音波パルスが送波され、生体内にて反射した反射波が探
触子１４にて受波されることになる。探触子１４から出
力された受信信号は、受信回路１６にて増幅などの処理
がなされた後、検波回路１８にて検波される。検波後の
受信信号が超音波画像形成のためにＤＳＣ（デジタルス
キャンコンバータ）２０に入力される。このＤＳＣ２０
では、例えばＢモード断層画像やＭモード画像などが形
成され、その形成された超音波画像が表示器２２にて表
示される。

【００１９】上述した送受信制御回路１０には、ブラン
ク期間をユーザーが設定するためのブランク期間設定器
２４と、送受信制御回路１０にて自動的にブランク期間
を可変設定するための可変関数を発生する可変関数発生
器２６と、ユーザーがブランク期間の可変幅を任意に設
定するための可変幅設定器２８と、送受信制御回路１０
においてブランク期間をランダムに発生するための基礎
値となる乱数を発生する乱数発生器３０と、が接続され
ている。

【００２０】次に図２及び図４（Ｂ）〜（Ｄ）を用いて
送受信制御回路１０の作用について説明する。

【００２１】図２において、本実施例の超音波診断装置
では、隣接するブランク期間が互いに異なる時間幅に設
定されており、望ましくは一連のブランク期間が互いに
その大きさを異ならせて設定されている。図２において
は、送受信期間＃１と送受信期間＃２との間のブランク
期間がＴ３で設定され、送受信期間＃２と送受信期間＃
３との間のブランク期間がＴ４で設定され、更にそれに
続くブランク期間がＴ５で設定されている。これらのＴ
３，Ｔ４，Ｔ５はそれぞれ異なる期間であり、期間Ｔ５
に続くブランク期間においてもその値ができるだけ異な
らせて設定される。

【００２２】このようにブランク期間を互いに異ならせ
ることによって、受信信号中に生ずるアーチファクトＧ
の送受信期間内の位置を互いに異ならせることができ
る。すなわち図２に示されるように、送受信期間＃２に
おいては、送信パルスから期間Ｔ６遅れた位置でアーチ
ファクトＧが発生しているが、次の送受信期間＃３にお
いては送信パルスから期間Ｔ７の後にアーチファクトＧ
が生じており、それに続く送受信期間では、送信パルス
から期間Ｔ８の後にアーチファクトＧが生じている。従
って、このようにアーチファクトの発生時期を不揃いに
することによって、超音波画像上で生ずるアーチファク
トの出現位置を不揃いにでき、結果としてそのアーチフ
ァクトを目立たなくすることができる。

【００２３】ブランク期間の可変設定は、各超音波ビー
ムごとに異ならせるのが望ましいが、フレーム間でブラ
ンク期間を異ならせてもよい。図４（Ｂ）には、鋸歯状
の可変関数に基づいてブランク期間を可変させた場合の
アーチファクト１０２Ｂが示されており、図４（Ｃ）に
は、同一の鋸歯状の可変関数に基づいてフレーム間でブ
ランク期間を互いに異ならせた場合のアーチファクト１
０２Ｃが示されている。図４（Ａ）に示す従来例では、
強反射体１００がスキャン方向に沿って存在している場
合に、アーチファクト１０２Ａがスキャン方向に沿って
目立っていたが、図４（Ｂ）のビーム間可変によればア
ーチファクト１０２Ｂを斜め方向に存在させることがで
き、実質的に画像内容を変えずにアーチファクト１０２
Ｂのみを変化させることができる。図４（Ｃ）に示すフ
レーム間可変によれば、アーチファクト１０２Ｃを線状
にぼかすことができ、従来よりも目立たなくすることが
できる。もちろん図１に示したブランク期間設定器２４
によってユーザーが人為的にブランク期間を変化させれ
ば、それに変動して、例えば図４（Ｂ）に示すようにア
ーチファクトがユーザーの可変設定に連動して変化する
ことになるので、超音波画像上においてそのアーチファ
クトを容易に認識でき、その認識されたアーチファクト
を意識して超音波診断を行うことができる。すなわち、
本発明によれば、ブランク期間の可変方法を適宜選択す
ることによって、アーチファクト自体を目立たなくで
き、あるいはそのアーチファクトを超音波画像上で識別
させて表示することが可能となる。

【００２４】図４（Ｄ）には、乱数発生器３０により発
生された乱数に基づきブランク期間を設定した場合の超
音波画像が示されている。この（Ｄ）に示すように、ブ
ランク期間のランダム可変によれば、アーチファクトを
構成する各点を分散することができ、見掛け上、アーチ
ファクトを抑制あるいは解消することが可能となる。従
って、アーチファクトの低減の面では、図４（Ｄ）に示
すランダム可変が最も望ましい。もちろん、ランダム可
変におけるその可変幅は、図１に示した可変幅設定器２
８により設定してもよい。

【００２５】以上説明したブランク期間の可変設定は、
上述したように、送受信制御回路１０により行われてお
り、具体的には送信回路１２、受信回路１６及びＤＳＣ
２０を制御することにより行われている。

【００２６】なお、図４（Ｄ）に示したランダム可変に
よる超音波画像の作成後に、例えば従来から行なわれて
いるフレーム相関処理やライン相関処理を行なえば、ア
ーチファクト１０２Ｄの輝点をより目立たなくあるいは
十分に消去することが可能となる。例えば、フレーム相
関処理やライン相関処理をｎ回行なえば、アーチファク
トの輝度を１／２^ｎもしくは１／ｎの輝度にすることが
できる。そのようなフレーム相関処理やライン相関処理
は例えばローパスフィルタなどを利用して行なえる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波画像において、多重反射により生ずるアーチファ
クトを低減又は消去することができる。また、本発明に
よれば、超音波画像上でアーチファクトを逆に目立たせ
ることができ、いずれにしても超音波診断精度を向上で
きるという利点がある。本発明は、ブランク期間の可変
設定という手法により実現できるので、既存の超音波診
断装置に小規模の回路を付加すれば容易に本発明を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波診断装置のブロック図で
ある。

【図２】 本発明に係る送受信制御を示すタイミングチ
ャートである。

【図３】 従来の送受信制御を示すタイミングチャート
である。

【図４】 アーチファクトの発生とその抑制とを示す説
明図である。

【符号の説明】

１０ 送受信制御回路、１２ 送信回路、１４ 探触
子、１６ 受信回路、１８ 検波回路、２０ ＤＳＣ、
２２ 表示器、２４ ブランク期間設定器、２６可変関
数発生器、２８ 可変幅設定器、３０ 乱数発生器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波の送受波を制御する送受波制御手
   段と、 前記送受波制御手段の制御の下で超音波の送受波を行っ
   て超音波ビームを順次形成する送受波手段と、 前記送受波手段から出力された受信信号に基づいて超音
   波画像を形成する画像形成手段と、 を含み、 前記送受波制御手段は、時間的に隣接する超音波ビーム
   間又はフレーム間で、所定の関数に基づいて、受信終了
   時から次の送信開始時までのブランク期間を可変設定す
   ることを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記ブランク期間の可変幅を設定する可変幅設定器が設
   けられたことを特徴とする超音波診断装置。