JP2969078B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2969078B2
JP2969078B2 JP8121230A JP12123096A JP2969078B2 JP 2969078 B2 JP2969078 B2 JP 2969078B2 JP 8121230 A JP8121230 A JP 8121230A JP 12123096 A JP12123096 A JP 12123096A JP 2969078 B2 JP2969078 B2 JP 2969078B2
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章文 大竹
剛 望月
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
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    • G01N29/0645Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

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
に超音波探触子の手動走査に適応した超音波診断装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な三次元エコーデータ取込
み用超音波探触子は、電子走査されるアレイ振動子と、
そのアレイ振動子を電子走査方向と直交する方向へ機械
的に走査する走査機構と、を有する。すなわち、超音波
探触子を体表に当接させた状態で、電子走査と機械走査
とを同時に行って、超音波ビームを二次元的に走査し、
三次元エコーデータ取込み空間を形成するものである。
これにより得られた三次元エコーデータにより三次元超
音波画像が形成される。
【0003】しかし、機械的な走査機構を内蔵した超音
波探触子は、その機構の分だけ超音波探触子が大型化
し、また重くなるという問題があった。このため、場合
によっては操作者や患者の負担が増加することが危惧さ
れていた。また、超音波探触子の製造コストが増大する
という問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、機械走査に代
えて手動走査を行うことが考えられる。すなわち、電子
走査方向と直交する方向へ手動で超音波探触子を動かす
ものである。しかし、単に手動走査を自由に行わせる
と、画像処理とのタイミングがほとんど合わず、三次元
画像を構成できない。すなわち、手動走査の開始・終了
タイミングや走査速度は、受信信号の処理、具体的には
画像処理のタイミングに合わせる必要があり、何らの目
安もなく手動走査を行わせるのは無理がある。
【0005】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、手動走査を適切に行わせるこ
とができ、これにより手動走査に起因する超音波画像の
歪みを解消又は低減できる超音波診断装置を提供するこ
とにある。
【0006】また、本発明の目的は、手動走査のタイミ
ングや速度を視覚的に支援できる超音波診断装置を提供
することにある。
【0007】
【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、体表に当接させた状態で手動走査し得る
超音波探触子と、前記超音波探触子からの受信信号に基
づき画像処理を行う画像処理手段と、前記画像処理に同
期させて、前記手動走査を視覚的に支援する走査支援像
を生成する生成手段と、前記走査支援像が表示される表
示手段と、を含むことを特徴とする。
【0008】上記構成によれば、表示手段には、手動走
査の際にそれを視覚的に援助するための走査支援像が表
示される。そこで、超音波探触子を生体へ当接させた状
態において、その走査支援像の形態変化あるいは位置変
化に従って、超音波探触子を移動走査させれば、画像処
理にできる限り同期させてエコーデータの取込みを行う
ことができる。もちろん、走査支援像に従って手動走査
を行っても、完全に理想的な走査を行えるわけではない
が、走査開始タイミング、走査終了タイミング、走査速
度などの情報を視覚的に得られるので、何らの指標も存
在しない場合に比べて、正確な手動走査を期待できる。
走査支援表示に合わせた手動走査を何回か練習すれば、
機械走査に匹敵する程度の実質的に問題ない手動走査を
行うことが可能である。
【0009】このような手動走査による超音波診断は、
特に、疾患の有無を中心に診断する集団検診などに有効
である。ちなみに、より高精度の超音波画像が必要とな
れば、機械走査機構を備えた超音波探触子を利用して超
音波診断装置を行えばよい。本発明は、超音波探触子に
走査移動量を検出するセンサが存在しなくても実現で
き、例えば既存の超音波探触子をそのまま利用すること
もできるという利点がある。
【0010】本発明の好適な態様では、前記走査支援像
は、前記画像処理の進行度に応じて移動するマーカーを
有する。ここで、前記マーカーは、超音波画像の手動走
査方向に沿って移動させるのが望ましい。
【0011】本発明の好適な態様では、スタートスイッ
チと、前記スタートスイッチの操作に従って、タイミン
グ信号を発生するタイミング信号発生手段と、を含み、
前記タイミング信号の発生により前記画像処理が開始さ
れ及び前記マーカーの移動が開始される。すなわち、手
動走査の準備が整った後、所望の時点から手動走査を開
始できるので、戸惑うことなくその操作を行える。
【0012】本発明の好適な態様では、前記超音波探触
子は、電子走査されるアレイ振動子を有し、前記電子走
査方向と直交する方向に手動走査し得る。すなわち、本
発明は、三次元超音波計測において最も有用であり、専
用の三次元エコーデータ取込み用超音波探触子を必要と
することなく、三次元エコーデータの取込みを行えると
いう利点がある。
【0013】本発明の好適な態様では、前記画像処理手
段は、超音波ビームに沿ってエコーデータを順次処理
し、三次元超音波画像を形成する。すなわち、かかる構
成によれば、超音波ビームに沿った時系列順でエコーデ
ータの処理を行えるので、すべてのエコーデータをいっ
たんメモリに格納させる必要がなくなり、実時間性に優
れる。
【0014】上記構成において、手動走査の走査量(移
動距離)は、電子走査の範囲などとの関連においてあら
かじめ指定され、操作者はその指定に適合するように走
査量を調整する。
【0015】本発明に係る手動走査では機械走査のよう
に高速走査を行うことができないので、電子走査の間隔
を調整できるように、換言すれば、1回の手動走査の時
間を可変設定できるように構成するのが望ましい。ちな
みに、各電子走査の速度は画像の歪みを少なくするため
にできる限り高速に設定するのが望ましい。
【0016】
【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。
【0017】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として示されている。超音波探触子
10は、電子走査されるリニアアレイ振動子を有するも
のであり、装置本体に対してケーブルによって接続され
る。すなわち、超音波探触子10は可搬型であり、体表
に当接して自在に手動走査を行うことができる。上記電
子走査としては、電子リニア走査や電子セクタ走査が挙
げられる。なお、コンベックス型の超音波探触子を利用
することもできる。この超音波探触子10としては、従
来からある既存の超音波探触子を利用することもでき
る。
【0018】図2には、体表に当接させた超音波探触子
10が示されている。アレイ振動子(図示せず)を電子
走査すると、X方向に向く超音波ビーム30が電子的に
走査され、これにより走査面32が形成される。そし
て、この超音波探触子10を把持しつつ、電子走査方向
と直交する方向へ手動で移動させると、それに伴い走査
面32が移動し、その軌跡としてエコーデータ取込み空
間38が形成される。なお、符号34はY方向を向く電
子走査方向であり、符号38はZ方向を向く手動走査方
向である。
【0019】このエコーデータ取込み空間38の各エコ
ーデータを処理して画像化すれば、三次元超音波画像を
形成できるが、本実施形態では、実時間でその処理を行
わせるために、超音波ビームに沿って各エコーデータの
処理を行い、その超音波ビームに対応する画素の画素値
を演算している。図2にはその概念が示され、アドレス
(x,y)の超音波ビームに沿って順次エコーデータの
処理を行った結果が投影面40上の画素値P(x,y)
とされる。ちなみに、この場合の画像処理法(三次元画
像処理法)としては、ボリュームレンダリング処理を基
礎とする手法を利用するのが望ましいが、例えば積算法
や投影法、あるいは表面抽出法などの各種の手法を適用
することもできる。
【0020】図1に戻って、送受信部12は、超音波探
触子10に対して送信信号を供給すると共に、超音波探
触子10からの受信信号の処理を行うものである。ここ
で、受信信号の処理には、増幅、検波、A/D変換など
の各種の処理が含まれる。走査制御部14は、送受信部
12を介して、超音波の送信及び受信の制御を行ってお
り、その中には電子走査制御が含まれる。この走査制御
部14は後述のタイミング信号発生器20に対し、各電
子走査の開始時にスタートパルス(同期信号)を出力し
ている。なお、この実施形態では、手動走査にかかわり
なく電子走査自体は連続的に繰り返し実行されている。
【0021】タイミング信号発生器20には、スタート
スイッチとしてのフットスイッチ26が接続されてお
り、そのフットスイッチ26が操作されると、走査制御
部14から出力された前記スタートパルスに同期して、
タイミング信号が出力される。このタイミング信号は、
三次元画像形成部16及び走査支援像生成部24に出力
される。
【0022】三次元画像形成部16は、エコーデータを
処理して三次元画像を形成するものであり、タイミング
信号が入力された時点からエコーデータの処理を開始
し、1枚の超音波画像の処理が終了した時点で自動停止
する。本実施形態では、超音波ビームに沿って各エコー
データの処理が行われている。すなわち、超音波ビーム
1本が処理されるとそれに対応する1画素の画素値が得
られ、1回の電子走査では1画素列の画像が形成され
る。ここで、画像処理法としては、上述のようにボリュ
ームレンダリング法などを基礎とする画像処理法を利用
することができる。三次元画像の画像情報は表示制御部
18を介して表示器22へ送られ、その表示器22の画
面上に三次元画像が表示される。なお、表示制御部18
と表示器22との間のD/A変換器は図示省略されてい
る。
【0023】走査支援像生成部24は、タイミング信号
に従って、手動走査の視覚的な支援を行う走査支援像を
形成するものである。その走査支援像は、表示制御部1
8を介して表示器22の画面上に超音波画像と共に表示
される。
【0024】図3には、表示器22の表示画面100が
示されている。表示画面100内には超音波画像(三次
元画像)102と走査支援像104とが表示される。超
音波画像102は、手動走査の進行、換言すれば電子走
査の繰り返し回数に従って、開始位置から終了位置に向
けて徐々に成長形成される。
【0025】本実施形態において、走査支援像104は
いわゆるスクロールバーのような形態を有しており、そ
の外枠104Aは超音波画像の手動走査方向と平行に設
定されている。ここで、その外枠104A内で、手動走
査を模擬するマーカー(ライン)104Bが運動する。
すなわち、このマーカー104Bは手動走査の手本とし
て、走査タイミングや走査速度を表すもので、超音波画
像の手動走査方向に平行に一端から他端まで移動する。
マーカー104Bの移動した領域は色が変化し、その色
の量や長さから各時相での理想的な走査量を視覚的に把
握できる。このマーカー104Bは、タイミング信号が
発生された時点から移動を開始し、設定された速度で移
動する。よって、その操作支援像104特にマーカー1
04Bの動きに合わせて超音波探触子の手動走査を行え
ば、歪みの少ない良好な超音波画像を取得できる。
【0026】なお、走査支援像としては、上記の以外に
も各種の表示を利用できるが、少なくとも手動走査の開
始・終了タイミング及び速度が感覚として認識できるよ
うな表示形態を採用するのが望ましい。
【0027】上記構成において、生体内の臓器の三次元
画像を形成する場合には、まず、生体の体表に超音波探
触子10が当接される。この場合、後の手動走査により
形成されるデータ取込み空間を意識して、超音波探触子
10の初期位置及びその向きを適宜設定するのが望まし
い。準備が整った時点で、次に、フットスイッチ26を
操作する。その後、次の電子走査の開始タイミングで画
面上のマーカー104Bが移動するので、その移動にで
きるだけ合うように超音波探触子10を手動走査させ
る。この際、その手動走査に連動してエコーデータが実
時間で処理され、手動走査の完了時には1枚の三次元超
音波画像が形成される。
【0028】このような手動走査を複数回練習すれば、
歪みの少ない良好な画像を形成でき、例えば集団検診な
どにおける超音波診断では十分その機能を発揮できる。
【0029】上記実施形態では、電子走査を常に連続的
に行わせたが、フットスイッチ26の操作により電子走
査を開始させ、所定回数の電子走査の実行の後に、その
電子走査が自動停止するように構成することもできる。
かかる構成によれば、画像処理が行われていない時の送
受波の無駄を防止できる。
【0030】また、電子走査の間隔を自在に設定できる
ようにし、これにより1回の手動走査の時間を任意に設
定できるように構成するのが望ましい。
【0031】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、手動走
査を適切に行って、手動走査に起因する超音波画像の歪
みを解消又は低減できる。また、本発明によれば、マー
カーの移動によって手動走査のタイミングや速度を視覚
的に援助できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示
すブロック図である。
【図2】 手動走査の概念を示す図である。
【図3】 超音波画像と共に表示される走査支援像を示
す図である。
【符号の説明】
10 超音波探触子、14 走査制御部、16 三次元
画像形成部、18 表示制御部、20 タイミング信号
発生器、24 走査支援像生成部、30 超音波ビー
ム、32 走査面、38 エコーデータ取込み空間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 昌紀 東京都三鷹市牟礼6丁目22番1号 アロ カ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−214243(JP,A) 特開 平6−205776(JP,A) 実開 昭63−47266(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 8/00 - 8/14

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 体表に当接させた状態で手動走査し得る
    超音波探触子と、 前記超音波探触子からの受信信号に基づき画像処理を行
    う画像処理手段と、 前記画像処理に同期させて、前記手動走査を視覚的に支
    援する走査支援像を生成する生成手段と、 前記走査支援像が表示される表示手段と、 を含む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、 前記走査支援像は、前記画像処理の進行度に応じて移動
    するマーカーを有することを特徴とする超音波診断装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の装置において、 前記マーカーは、超音波画像の手動走査方向に沿って移
    動することを特徴とする超音波診断装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の装置において、 スタートスイッチと、 前記スタートスイッチの操作に従って、タイミング信号
    を発生するタイミング信号発生手段と、 を含み、 前記タイミング信号の発生により前記画像処理が開始さ
    れ及び前記マーカーの移動が開始されることを特徴とす
    る超音波診断装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の装置において、 前記超音波探触子は、電子走査されるアレイ振動子を有
    し、前記電子走査方向と直交する方向に手動走査される
    ものであることを特徴とする超音波診断装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の装置において、 前記画像処理手段は、超音波ビームに沿ってエコーデー
    タを順次処理し、三次元超音波画像を形成することを特
    徴とする超音波診断装置。
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CN110779989B (zh) * 2019-11-04 2020-11-06 北京理工大学 一种超声波三维重建的物料监测系统及方法

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