JP3510032B2 - 超音波撮像装置 - Google Patents
超音波撮像装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波撮像方法お
よび装置に関する。さらに詳しくは、超音波エコーの第
２高調波成分に基づいて撮像を行う超音波撮像方法およ
び装置である。
よび装置に関する。さらに詳しくは、超音波エコーの第
２高調波成分に基づいて撮像を行う超音波撮像方法およ
び装置である。
【０００２】
【従来の技術】近年、超音波に対する微小気泡の共振性
非線形応答を利用した第２高調波イメージング法が検討
されつつある。また、そのための可溶性マイクロバルー
ン(micro balloon) を主成分とする造影剤の開発も行わ
れている。
非線形応答を利用した第２高調波イメージング法が検討
されつつある。また、そのための可溶性マイクロバルー
ン(micro balloon) を主成分とする造影剤の開発も行わ
れている。
【０００３】第２高調波イメージング法は、造影剤に含
まれる微小気泡が、その共振性非線形応答により、照射
された超音波の第２高調波のエコー（第２高調波エコ
ー）を発生することを利用するものである。
まれる微小気泡が、その共振性非線形応答により、照射
された超音波の第２高調波のエコー（第２高調波エコ
ー）を発生することを利用するものである。
【０００４】このエコーはドプラ信号の約１００倍の感
度を有する。受信した第２高調波エコーに基づいて造影
剤注入部位についての画像が構成され、また、造影剤の
濃度の経時的変化に基づいて注目組織の機能が測定され
る。
度を有する。受信した第２高調波エコーに基づいて造影
剤注入部位についての画像が構成され、また、造影剤の
濃度の経時的変化に基づいて注目組織の機能が測定され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来から、超音波撮像
装置はパルスエコー法によるものが主流となっている。
パルスエコー法においては、超音波パルスの集束波面を
送波するので焦点における非線形作用は避けられない現
象であり、焦点近傍および以遠では送波パルス自身がす
でに第２高調波成分を大量に持っている。したがって、
それによって造影剤以外からも第２高調波エコーが到来
し造影剤からのエコーと区別できない。
装置はパルスエコー法によるものが主流となっている。
パルスエコー法においては、超音波パルスの集束波面を
送波するので焦点における非線形作用は避けられない現
象であり、焦点近傍および以遠では送波パルス自身がす
でに第２高調波成分を大量に持っている。したがって、
それによって造影剤以外からも第２高調波エコーが到来
し造影剤からのエコーと区別できない。
【０００６】このような送波パルスの非線形作用による
妨害を目立たなくするためには、送波レベルを通常の撮
像に用いられるレベルの数分の１以下に落とさなければ
ならないが、観測したい２次効果の大きさは送波レベル
の２乗に比例するので、送波レベルを落とすことはエコ
ー受信に関して極めて不利に作用する。
妨害を目立たなくするためには、送波レベルを通常の撮
像に用いられるレベルの数分の１以下に落とさなければ
ならないが、観測したい２次効果の大きさは送波レベル
の２乗に比例するので、送波レベルを落とすことはエコ
ー受信に関して極めて不利に作用する。
【０００７】マイクロバルーン造影剤として、超音波に
よって破壊され易い性質を持たせたものが出現してい
る。そのような造影剤を利用すると、マイクロバルーン
を破壊しない範囲の超音波での第２高調波イメージング
と、マイクロバルーンを破壊する程の高レベルでの超音
波でイメージングとを行い、両方の結果を比較して被検
体に関する新たな診断情報を得ることができる。
よって破壊され易い性質を持たせたものが出現してい
る。そのような造影剤を利用すると、マイクロバルーン
を破壊しない範囲の超音波での第２高調波イメージング
と、マイクロバルーンを破壊する程の高レベルでの超音
波でイメージングとを行い、両方の結果を比較して被検
体に関する新たな診断情報を得ることができる。
【０００８】その場合、両者は超音波の送波レベルが極
端に違うので受信エコーのレベルも大きく異なり、受信
信号の処理がやり難くなる。超音波撮像の他の方式とし
て、本発明者等がかねて提唱している分散圧縮方式があ
る。この方式の超音波撮像に関する先願としては、例え
ば特願平５−２１０７０４号がある。
端に違うので受信エコーのレベルも大きく異なり、受信
信号の処理がやり難くなる。超音波撮像の他の方式とし
て、本発明者等がかねて提唱している分散圧縮方式があ
る。この方式の超音波撮像に関する先願としては、例え
ば特願平５−２１０７０４号がある。
【０００９】この先願に記載されているように、超音波
撮像に用いられる分散圧縮方式の具体例としては、ＦＭ
チャープ(frequency modulation chirp)信号を利用する
ものと、相補系列の位相変調信号を利用するものとがあ
る。
撮像に用いられる分散圧縮方式の具体例としては、ＦＭ
チャープ(frequency modulation chirp)信号を利用する
ものと、相補系列の位相変調信号を利用するものとがあ
る。
【００１０】ＦＭチャープ信号を利用するものにおいて
は、例えば図１２に示すように、ｃｏｓ2 特性の包絡線
に沿って振幅修飾（アポダイス(apodize) ）された、上
下周波数比２：１で全長５０波長程度のリニア(linear)
チャープ信号に基づく超音波を送波し、そのエコーを受
波して上記送波信号のレプリカ(replica) の信号との相
関を求めることにより、図１３に示すように単峰性のタ
イムローブ(time lobe) を得るようになっている。
は、例えば図１２に示すように、ｃｏｓ2 特性の包絡線
に沿って振幅修飾（アポダイス(apodize) ）された、上
下周波数比２：１で全長５０波長程度のリニア(linear)
チャープ信号に基づく超音波を送波し、そのエコーを受
波して上記送波信号のレプリカ(replica) の信号との相
関を求めることにより、図１３に示すように単峰性のタ
イムローブ(time lobe) を得るようになっている。
【００１１】リニアチャープ信号に基づく送波が分散操
作であり、エコー受波信号を送波信号のレプリカと相関
するのが圧縮操作である。このような圧縮操作はリニア
デチャープと呼ばれる。
作であり、エコー受波信号を送波信号のレプリカと相関
するのが圧縮操作である。このような圧縮操作はリニア
デチャープと呼ばれる。
【００１２】相補系列の位相変調信号を利用するものに
おいては、例えば図１４に示すようなコードＡの位相変
調信号に基づく超音波と、図１５に示すようなコードＢ
の位相変調信号に基づく超音波とを時間的に別々に送波
し、それらのエコー受信信号をそれぞれの送波信号のレ
プリカと相関し、相関結果を足し合わせることにより図
１６に示すような単峰性のタイムローブを得るようにな
っている。
おいては、例えば図１４に示すようなコードＡの位相変
調信号に基づく超音波と、図１５に示すようなコードＢ
の位相変調信号に基づく超音波とを時間的に別々に送波
し、それらのエコー受信信号をそれぞれの送波信号のレ
プリカと相関し、相関結果を足し合わせることにより図
１６に示すような単峰性のタイムローブを得るようにな
っている。
【００１３】２つのコードでの位相変調信号に基づく送
波が分散操作であり、２つのエコー受信信号を送波信号
のレプリカとぞれぞれ相関しかつ相関結果を足し合わせ
ることが圧縮操作である。このような圧縮操作は相補系
列の位相復調と呼ばれる。
波が分散操作であり、２つのエコー受信信号を送波信号
のレプリカとぞれぞれ相関しかつ相関結果を足し合わせ
ることが圧縮操作である。このような圧縮操作は相補系
列の位相復調と呼ばれる。
【００１４】なお、ここで、コード長は１６ビット（Ａ
＝８Ｄ８２，Ｂ＝４１４Ｅ）であり、また、位相は０°
と１８０°とに２値的に変調（復調）される。振幅は一
定である。
＝８Ｄ８２，Ｂ＝４１４Ｅ）であり、また、位相は０°
と１８０°とに２値的に変調（復調）される。振幅は一
定である。
【００１５】このような分散圧縮方式の超音波撮像法は
スプレッド・スペクトラム(spreadspectrum) 法の応用
の一種であり、送波エネルギーがスペクトラム上に分散
することから、前述のパルスエコー法に比べてかなり低
い送波レベルで送波しても圧縮した受信信号としてはパ
ルスエコー法と同程度のエコーレベルを得ることができ
る。
スプレッド・スペクトラム(spreadspectrum) 法の応用
の一種であり、送波エネルギーがスペクトラム上に分散
することから、前述のパルスエコー法に比べてかなり低
い送波レベルで送波しても圧縮した受信信号としてはパ
ルスエコー法と同程度のエコーレベルを得ることができ
る。
【００１６】このような特徴は送波レベルを低減できる
点で第２高調波イメージングを行うのに適しているが、
これまで提案されているものは基本周波数でイメージン
グを行うものであって、第２高調波イメージングは行え
ないようになっている。
点で第２高調波イメージングを行うのに適しているが、
これまで提案されているものは基本周波数でイメージン
グを行うものであって、第２高調波イメージングは行え
ないようになっている。
【００１７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、分散圧縮方式により第２高
調波イメージングを行う超音波撮像方法および装置を実
現することである。
されたもので、その目的は、分散圧縮方式により第２高
調波イメージングを行う超音波撮像方法および装置を実
現することである。
【００１８】
〔１〕課題を解決するための第１の発明は、被検体にＦ
Ｍチャープによる超音波を送波してそのエコーを受信
し、エコー受信信号をＦＭデチャープにより圧縮し、圧
縮された受信信号を利用する超音波撮像方法において、
前記ＦＭデチャープの周波数を前記ＦＭチャープの周波
数の２倍としたことを特徴とする超音波撮像方法であ
る。
Ｍチャープによる超音波を送波してそのエコーを受信
し、エコー受信信号をＦＭデチャープにより圧縮し、圧
縮された受信信号を利用する超音波撮像方法において、
前記ＦＭデチャープの周波数を前記ＦＭチャープの周波
数の２倍としたことを特徴とする超音波撮像方法であ
る。
【００１９】課題を解決するための第１の発明におい
て、前記ＦＭチャープのチャープ範囲の上限の周波数と
前記ＦＭデチャープのデチャープ範囲の下限の周波数の
間に保護帯域を設けることが偽像のない撮像を行う点で
好ましい。
て、前記ＦＭチャープのチャープ範囲の上限の周波数と
前記ＦＭデチャープのデチャープ範囲の下限の周波数の
間に保護帯域を設けることが偽像のない撮像を行う点で
好ましい。
【００２０】課題を解決するための第１の発明によれ
ば、エコー受信信号のＦＭデチャープの周波数を超音波
送波信号のＦＭチャープの周波数の２倍としたので、エ
コー源の発する第２高調波エコーによるイメージングを
選択的に行う分散圧縮方式の超音波撮像方法を実現する
ことができる。
ば、エコー受信信号のＦＭデチャープの周波数を超音波
送波信号のＦＭチャープの周波数の２倍としたので、エ
コー源の発する第２高調波エコーによるイメージングを
選択的に行う分散圧縮方式の超音波撮像方法を実現する
ことができる。
【００２１】〔２〕課題を解決するための第２の発明
は、被検体にアポダイズド・リニアチャープによる超音
波を送波してそのエコーを受信し、エコー受信信号をア
ポダイズド・リニアデチャープにより圧縮し、圧縮され
た受信信号を利用する超音波撮像方法において、前記ア
ポダイズド・リニアチャープのアポダイゼーション特性
を前記アポダイズド・リニアデチャープのアポダイゼー
ション特性の開平に相当する特性とし、前記アポダイズ
ド・リニアデチャープの周波数を前記アポダイズド・リ
ニアチャープの周波数の２倍としたことを特徴とする超
音波撮像方法である。
は、被検体にアポダイズド・リニアチャープによる超音
波を送波してそのエコーを受信し、エコー受信信号をア
ポダイズド・リニアデチャープにより圧縮し、圧縮され
た受信信号を利用する超音波撮像方法において、前記ア
ポダイズド・リニアチャープのアポダイゼーション特性
を前記アポダイズド・リニアデチャープのアポダイゼー
ション特性の開平に相当する特性とし、前記アポダイズ
ド・リニアデチャープの周波数を前記アポダイズド・リ
ニアチャープの周波数の２倍としたことを特徴とする超
音波撮像方法である。
【００２２】課題を解決するための第２の発明におい
て、前記アポダイズド・リニアチャープのチャープ範囲
の上限の周波数と前記アポダイズド・リニアデチャープ
のデチャープ範囲の下限の周波数の間に保護帯域を設け
ることが偽像のない撮像を行う点で好ましい。
て、前記アポダイズド・リニアチャープのチャープ範囲
の上限の周波数と前記アポダイズド・リニアデチャープ
のデチャープ範囲の下限の周波数の間に保護帯域を設け
ることが偽像のない撮像を行う点で好ましい。
【００２３】また、課題を解決するための第２の発明に
おいて、前記アポダイズド・リニアチャープのアポダイ
ゼーション特性をエコー源の反射の周波数特性に基づい
て補正することが精度の良い第２高調波イメージングを
行う点で好ましい。
おいて、前記アポダイズド・リニアチャープのアポダイ
ゼーション特性をエコー源の反射の周波数特性に基づい
て補正することが精度の良い第２高調波イメージングを
行う点で好ましい。
【００２４】課題を解決するための第２の発明によれ
ば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープのアポ
ダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平に相
当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・リニ
アデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド・リ
ニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮方式
により第２高調波イメージングを精度良く行う超音波撮
像方法を実現することができる。
ば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープのアポ
ダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平に相
当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・リニ
アデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド・リ
ニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮方式
により第２高調波イメージングを精度良く行う超音波撮
像方法を実現することができる。
【００２５】〔３〕課題を解決するための第３の発明
は、被検体に相補系列の位相変調による超音波を送波し
てそのエコーを受信し、エコー受信信号を相補系列の位
相復調により圧縮し、圧縮された受信信号を利用する超
音波撮像方法において、前記相補系列の位相変調を０°
と９０°の位相で行い、前記相補系列の位相復調は周波
数を前記相補系列の位相変調の周波数の２倍としかつ０
°と１８０°の位相で行うことを特徴とする超音波撮像
方法である。
は、被検体に相補系列の位相変調による超音波を送波し
てそのエコーを受信し、エコー受信信号を相補系列の位
相復調により圧縮し、圧縮された受信信号を利用する超
音波撮像方法において、前記相補系列の位相変調を０°
と９０°の位相で行い、前記相補系列の位相復調は周波
数を前記相補系列の位相変調の周波数の２倍としかつ０
°と１８０°の位相で行うことを特徴とする超音波撮像
方法である。
【００２６】課題を解決するための第３の発明によれ
ば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０°の
位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調は周
波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍としか
つ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第２高
調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像方法
を実現することができる。
ば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０°の
位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調は周
波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍としか
つ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第２高
調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像方法
を実現することができる。
【００２７】〔４〕課題を解決するための第４の発明
は、可溶性のマイクロバルーン造影剤を注入した被検体
に超音波を送波してエコーを受信し、そのエコー受信信
号を利用する超音波撮像方法において、分散圧縮方式に
よりマイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像を行
い、パルスエコー方式によりマイクロバルーンの破壊を
伴う超音波撮像を行うことを特徴とする超音波撮像方法
である。
は、可溶性のマイクロバルーン造影剤を注入した被検体
に超音波を送波してエコーを受信し、そのエコー受信信
号を利用する超音波撮像方法において、分散圧縮方式に
よりマイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像を行
い、パルスエコー方式によりマイクロバルーンの破壊を
伴う超音波撮像を行うことを特徴とする超音波撮像方法
である。
【００２８】課題を解決するための第４の発明によれ
ば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を伴わ
ない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマイク
ロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにしたの
で、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像とマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー受信
レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超音波
撮像方法を実現することができる。
ば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を伴わ
ない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマイク
ロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにしたの
で、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像とマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー受信
レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超音波
撮像方法を実現することができる。
【００２９】〔５〕課題を解決するための第５の発明
は、被検体にＦＭチャープによる超音波を送波する送信
手段と、前記被検体からのエコーを受信しエコー受信信
号をＦＭデチャープにより圧縮する受信手段とを有する
超音波撮像装置において、前記受信手段を前記送信手段
のＦＭチャープの周波数の２倍の周波数でＦＭデチャー
プを行うように構成したことを特徴とする超音波撮像装
置である。
は、被検体にＦＭチャープによる超音波を送波する送信
手段と、前記被検体からのエコーを受信しエコー受信信
号をＦＭデチャープにより圧縮する受信手段とを有する
超音波撮像装置において、前記受信手段を前記送信手段
のＦＭチャープの周波数の２倍の周波数でＦＭデチャー
プを行うように構成したことを特徴とする超音波撮像装
置である。
【００３０】課題を解決するための第５の発明におい
て、前記ＦＭチャープのチャープ範囲の上限の周波数と
前記ＦＭデチャープのデチャープ範囲の下限の周波数の
間に保護帯域を設けることが偽像のない撮像を行う点で
好ましい。
て、前記ＦＭチャープのチャープ範囲の上限の周波数と
前記ＦＭデチャープのデチャープ範囲の下限の周波数の
間に保護帯域を設けることが偽像のない撮像を行う点で
好ましい。
【００３１】課題を解決するための第５の発明によれ
ば、エコー受信信号のＦＭデチャープの周波数を超音波
送波信号のＦＭチャープの周波数の２倍としたので、エ
コー源の発する第２高調波エコーによるイメージングを
選択的に行う分散圧縮方式の超音波撮像方法を実現する
ことができる。
ば、エコー受信信号のＦＭデチャープの周波数を超音波
送波信号のＦＭチャープの周波数の２倍としたので、エ
コー源の発する第２高調波エコーによるイメージングを
選択的に行う分散圧縮方式の超音波撮像方法を実現する
ことができる。
【００３２】〔６〕課題を解決するための第６の発明
は、被検体にアポダイズド・リニアチャープによる超音
波を送波する送信手段と、前記被検体からのエコーを受
信しエコー受信信号をアポダイズド・リニアデチャープ
により圧縮する受信手段とを有する超音波撮像装置にお
いて、前記送信手段を前記受信手段の前記アポダイズド
・リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平に
相当する特性でアポダイズするように構成し、前記受信
手段を前記送信手段のアポダイズド・リニアチャープの
周波数の２倍の周波数でアポダイズド・リニアデチャー
プを行うように構成したことを特徴とする超音波撮像装
置である。
は、被検体にアポダイズド・リニアチャープによる超音
波を送波する送信手段と、前記被検体からのエコーを受
信しエコー受信信号をアポダイズド・リニアデチャープ
により圧縮する受信手段とを有する超音波撮像装置にお
いて、前記送信手段を前記受信手段の前記アポダイズド
・リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平に
相当する特性でアポダイズするように構成し、前記受信
手段を前記送信手段のアポダイズド・リニアチャープの
周波数の２倍の周波数でアポダイズド・リニアデチャー
プを行うように構成したことを特徴とする超音波撮像装
置である。
【００３３】課題を解決するための第６の発明におい
て、前記ＦＭチャープのチャープ範囲の上限の周波数と
前記ＦＭデチャープのデチャープ範囲の下限の周波数の
間に保護帯域を設けることが偽像のない撮像を行う点で
好ましい。
て、前記ＦＭチャープのチャープ範囲の上限の周波数と
前記ＦＭデチャープのデチャープ範囲の下限の周波数の
間に保護帯域を設けることが偽像のない撮像を行う点で
好ましい。
【００３４】また、課題を解決するための第６の発明に
おいて、前記アポダイズド・リニアチャープのアポダイ
ゼーション特性をエコー源の反射の周波数特性に基づい
て補正することが精度の良い第２高調波イメージングを
行う点で好ましい。
おいて、前記アポダイズド・リニアチャープのアポダイ
ゼーション特性をエコー源の反射の周波数特性に基づい
て補正することが精度の良い第２高調波イメージングを
行う点で好ましい。
【００３５】課題を解決するための第６の発明によれ
ば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープのアポ
ダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平に相
当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・リニ
アデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド・リ
ニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮方式
により第２高調波イメージングを精度良く行う超音波撮
像装置を実現することができる。
ば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープのアポ
ダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平に相
当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・リニ
アデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド・リ
ニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮方式
により第２高調波イメージングを精度良く行う超音波撮
像装置を実現することができる。
【００３６】〔７〕課題を解決するための第７の発明
は、被検体に相補系列の位相変調による超音波を送波す
る送信手段と、前記被検体からのエコーを受信しエコー
受信信号を相補系列の位相復調により圧縮する受信手段
とを有する超音波撮像装置において、前記送信手段は相
補系列の位相変調を０°と９０°の位相で行うように構
成し、前記受信手段は相補系列の位相復調を前記送信手
段における相補系列の位相変調の周波数の２倍の周波数
で、かつ、０°と１８０°の位相で行うように構成した
ことを特徴とする超音波撮像装置である。
は、被検体に相補系列の位相変調による超音波を送波す
る送信手段と、前記被検体からのエコーを受信しエコー
受信信号を相補系列の位相復調により圧縮する受信手段
とを有する超音波撮像装置において、前記送信手段は相
補系列の位相変調を０°と９０°の位相で行うように構
成し、前記受信手段は相補系列の位相復調を前記送信手
段における相補系列の位相変調の周波数の２倍の周波数
で、かつ、０°と１８０°の位相で行うように構成した
ことを特徴とする超音波撮像装置である。
【００３７】課題を解決するための第７の発明によれ
ば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０°の
位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調は周
波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍としか
つ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第２高
調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像装置
を実現することができる。
ば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０°の
位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調は周
波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍としか
つ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第２高
調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像装置
を実現することができる。
【００３８】〔８〕課題を解決するための第８の発明
は、可溶性のマイクロバルーン造影剤を注入した被検体
に超音波を送波してエコーを受信し、そのエコー受信信
号を利用する超音波撮像装置において、分散圧縮方式に
よりマイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像を行
う第１の撮像手段と、パルスエコー方式によりマイクロ
バルーンの破壊を伴う超音波撮像を行う第２の撮像手段
とを具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
は、可溶性のマイクロバルーン造影剤を注入した被検体
に超音波を送波してエコーを受信し、そのエコー受信信
号を利用する超音波撮像装置において、分散圧縮方式に
よりマイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像を行
う第１の撮像手段と、パルスエコー方式によりマイクロ
バルーンの破壊を伴う超音波撮像を行う第２の撮像手段
とを具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００３９】課題を解決するための第８の発明によれ
ば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を伴わ
ない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマイク
ロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにしたの
で、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像とマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー受信
レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超音波
撮像装置を実現することができる。
ば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を伴わ
ない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマイク
ロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにしたの
で、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像とマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー受信
レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超音波
撮像装置を実現することができる。
【００４０】
〔９〕課題を解決するための第９の発明
は、被検体に超音波を送波してそのエコーを受信する超
音波撮像装置において、送波超音波の周波数および受信
エコーの周波数を表示する表示手段を具備することを特
徴とする超音波撮像装置である。
は、被検体に超音波を送波してそのエコーを受信する超
音波撮像装置において、送波超音波の周波数および受信
エコーの周波数を表示する表示手段を具備することを特
徴とする超音波撮像装置である。
【００４１】課題を解決するための第９の発明におて、
前記表示手段は周波数帯域を象徴する図形を用いて表示
することが視認性を良くする点で好ましい。課題を解決
するための第９の発明によれば、送波超音波の周波数お
よび受信エコーの周波数を表示する表示手段を設けたの
で、第２高調波イメージングの動作状態が認識し易い超
音波撮像装置を実現することができる。
前記表示手段は周波数帯域を象徴する図形を用いて表示
することが視認性を良くする点で好ましい。課題を解決
するための第９の発明によれば、送波超音波の周波数お
よび受信エコーの周波数を表示する表示手段を設けたの
で、第２高調波イメージングの動作状態が認識し易い超
音波撮像装置を実現することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。 〔１〕全体構成 図１に超音波診断装置のブロック図を示す。本装置は本
発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成に
よって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示され
る。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する
実施の形態の一例が示される。
施の形態を詳細に説明する。 〔１〕全体構成 図１に超音波診断装置のブロック図を示す。本装置は本
発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成に
よって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示され
る。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する
実施の形態の一例が示される。
【００４３】図１において、超音波プローブ１は図示し
ない被検体に超音波ビームを送波するとともに被検体か
らのエコーを受波するものである。超音波プローブ１は
本発明における超音波探触子の実施の形態の一例であ
る。被検体には可溶性マイクロバルーンを主体とする造
影剤が注入され、この造影剤に基づいて超音波撮像が行
われる。
ない被検体に超音波ビームを送波するとともに被検体か
らのエコーを受波するものである。超音波プローブ１は
本発明における超音波探触子の実施の形態の一例であ
る。被検体には可溶性マイクロバルーンを主体とする造
影剤が注入され、この造影剤に基づいて超音波撮像が行
われる。
【００４４】超音波プローブ１は周波数帯域が異なる２
種類の振動子エレメントからなるアレイ(array) を有す
る。一方の振動子エレメントの周波数帯域にはマイクロ
バルーンの共振周波数が含まれ、他方の振動子エレメン
トの周波数帯域にはその２倍の周波数が含まれる。振動
子エレメントのアレイによって超音波送受信の複数のチ
ャンネルが形成される。
種類の振動子エレメントからなるアレイ(array) を有す
る。一方の振動子エレメントの周波数帯域にはマイクロ
バルーンの共振周波数が含まれ、他方の振動子エレメン
トの周波数帯域にはその２倍の周波数が含まれる。振動
子エレメントのアレイによって超音波送受信の複数のチ
ャンネルが形成される。
【００４５】送受信部２は超音波プローブ１を駆動して
超音波ビームを送波させるとともに超音波プローブ１の
エコー受波信号を受信するものである。被検体内は超音
波ビームが形成する音線によって走査される。
超音波ビームを送波させるとともに超音波プローブ１の
エコー受波信号を受信するものである。被検体内は超音
波ビームが形成する音線によって走査される。
【００４６】送受信部２は所定の基本周波数の送信信号
で超音波プローブ１を駆動するとともに受信信号からそ
の第２高調波成分を抽出する構成になっている。超音波
プローブ１と送受信部２は本発明における送信手段およ
び受信手段の実施の形態の一例である。送受信部２につ
いては後に改めて説明する。
で超音波プローブ１を駆動するとともに受信信号からそ
の第２高調波成分を抽出する構成になっている。超音波
プローブ１と送受信部２は本発明における送信手段およ
び受信手段の実施の形態の一例である。送受信部２につ
いては後に改めて説明する。
【００４７】送受信部２が受信したエコー信号は、Ｂモ
ード処理部３で処理されＢモード画像データが作成され
る。Ｂモード処理部３は動作切り換えによりＭモード画
像データを作成することもできる。
ード処理部３で処理されＢモード画像データが作成され
る。Ｂモード処理部３は動作切り換えによりＭモード画
像データを作成することもできる。
【００４８】また、送受信部２が受信したエコー信号
は、ドプラ処理部４で処理されドプラスペクトラムデー
タが作成される。また、送受信部２が受信したエコー信
号は、カラードプラ処理部５で処理されカラードプラ画
像データが作成される。カラードプラ画像はＣＦＭ(col
or flowmapping)画像とも呼ばれる。
は、ドプラ処理部４で処理されドプラスペクトラムデー
タが作成される。また、送受信部２が受信したエコー信
号は、カラードプラ処理部５で処理されカラードプラ画
像データが作成される。カラードプラ画像はＣＦＭ(col
or flowmapping)画像とも呼ばれる。
【００４９】ディジタル・スキャン・コンバータ部６は
Ｂモード画像データ、ドプラスペクトラムデータおよび
カラードプラ画像データについて走査変換した映像信号
を表示部７と録画部８に入力するものである。
Ｂモード画像データ、ドプラスペクトラムデータおよび
カラードプラ画像データについて走査変換した映像信号
を表示部７と録画部８に入力するものである。
【００５０】表示部７は映像入力信号に基づいて画像を
表示するものである。表示部７は、また、操作者のため
のメッセージ等各種の情報を表示するようになってい
る。録画部８は映像入力信号を録画するものである。録
画部８としては例えばビデオテープレコーダ(video tap
erecorder)等が用いられる。
表示するものである。表示部７は、また、操作者のため
のメッセージ等各種の情報を表示するようになってい
る。録画部８は映像入力信号を録画するものである。録
画部８としては例えばビデオテープレコーダ(video tap
erecorder)等が用いられる。
【００５１】データ処理部９は以上の各部と信号の授受
を行いかつデータ処理を行って各部の動作を制御する。
データ処理部９は、また、造影剤画像の濃度の経時変化
に基づいて組織機能の計測をも行う。
を行いかつデータ処理を行って各部の動作を制御する。
データ処理部９は、また、造影剤画像の濃度の経時変化
に基づいて組織機能の計測をも行う。
【００５２】データ処理部９はコンピュータとデータ処
理プログラムによって構成される。データ処理部９はま
た記憶部１０に対して各種データの読出および書込を行
う。操作部１１は操作者によって操作されデータ処理部
９に入力信号や指令信号を与えるものである。操作者は
表示部７の表示を見ながら対話形式で操作できるように
なっている。
理プログラムによって構成される。データ処理部９はま
た記憶部１０に対して各種データの読出および書込を行
う。操作部１１は操作者によって操作されデータ処理部
９に入力信号や指令信号を与えるものである。操作者は
表示部７の表示を見ながら対話形式で操作できるように
なっている。
【００５３】〔２〕送受信部
図２に、送受信部２の実施の形態の一例のブロック図を
１チャンネル分について示す。同様な構成が各チャンネ
ル毎に設けられる。図２において、送信信号発生器２０
１から発生する送信信号は、送信器２０２で増幅され、
フィルタ２０３でフィルタリングされ、送受切換スイッ
チ２０４を通じて振動子エレメント１００に与えられ、
超音波として送波されるようになっている。なお、送波
に当たっては、図示しないビームフォーマによって送波
ビームのステアリングないしフォーカシング等が行われ
る。
１チャンネル分について示す。同様な構成が各チャンネ
ル毎に設けられる。図２において、送信信号発生器２０
１から発生する送信信号は、送信器２０２で増幅され、
フィルタ２０３でフィルタリングされ、送受切換スイッ
チ２０４を通じて振動子エレメント１００に与えられ、
超音波として送波されるようになっている。なお、送波
に当たっては、図示しないビームフォーマによって送波
ビームのステアリングないしフォーカシング等が行われ
る。
【００５４】振動子エレメント１００が受波したエコー
信号は、送受切換スイッチ２０４を通じて受信器２０５
に入力され、受信器２０５で増幅され、フィルタ２０６
でフィルタリングされ、アナログ・ディジタル変換器２
０７でディジタル信号に変換されてメモリ２０８に記憶
される。受信に当たっては、図示しないビームフォーマ
によって受波ビームのステアリングないしフォーカシン
グ等が行われる。
信号は、送受切換スイッチ２０４を通じて受信器２０５
に入力され、受信器２０５で増幅され、フィルタ２０６
でフィルタリングされ、アナログ・ディジタル変換器２
０７でディジタル信号に変換されてメモリ２０８に記憶
される。受信に当たっては、図示しないビームフォーマ
によって受波ビームのステアリングないしフォーカシン
グ等が行われる。
【００５５】送信信号発生器２０１から発生する送信信
号の周波数、振幅、位相、継続時間等はコントローラ２
０９によって制御されるようになっている。送受切換ス
イッチ２０４の切換やＡ／Ｄ変換器２０７の動作タイミ
ングもコントローラ２０９によって制御される。メモリ
２０８に記憶された受信信号は後述するようにコントロ
ーラ２０９によって処理される。
号の周波数、振幅、位相、継続時間等はコントローラ２
０９によって制御されるようになっている。送受切換ス
イッチ２０４の切換やＡ／Ｄ変換器２０７の動作タイミ
ングもコントローラ２０９によって制御される。メモリ
２０８に記憶された受信信号は後述するようにコントロ
ーラ２０９によって処理される。
【００５６】コントローラ２０９は例えばＭＰＵ(micro
processor unit)によって構成される。コントローラ２
０９による制御の下で、送信信号発生器２０１は基本周
波数ｆ 0 の送信信号を発生する。送信信号は、パルス信
号（バースト信号を含む）、リニアチャープ信号および
相補系列の位相変調信号のいずれも発生できるようにな
っている。
processor unit)によって構成される。コントローラ２
０９による制御の下で、送信信号発生器２０１は基本周
波数ｆ 0 の送信信号を発生する。送信信号は、パルス信
号（バースト信号を含む）、リニアチャープ信号および
相補系列の位相変調信号のいずれも発生できるようにな
っている。
【００５７】パルス信号はパルスエコー法のイメージン
グを行うときに発生される。リニアチャープ信号と相補
系列の位相変調信号は、分散圧縮方式のイメージングを
行う場合であって、それぞれＦＭチャープによるイメー
ジングおよび相補系の位相変調によるイメージングを行
うときに発生される。
グを行うときに発生される。リニアチャープ信号と相補
系列の位相変調信号は、分散圧縮方式のイメージングを
行う場合であって、それぞれＦＭチャープによるイメー
ジングおよび相補系の位相変調によるイメージングを行
うときに発生される。
【００５８】メモリ２０８に記憶された受信信号につい
てのコントローラ２０９による処理は、送信信号の種類
に対応してそれぞれの処理がなされる。すなわち、パル
スエコー法による受信信号については記憶信号をそのま
ま出力し、分散圧縮方式による受信信号については圧縮
処理して出力する。この出力信号が次段のＢモード処理
部３、ドプラ処理部４およびカラードプラ処理部５への
入力信号となる。
てのコントローラ２０９による処理は、送信信号の種類
に対応してそれぞれの処理がなされる。すなわち、パル
スエコー法による受信信号については記憶信号をそのま
ま出力し、分散圧縮方式による受信信号については圧縮
処理して出力する。この出力信号が次段のＢモード処理
部３、ドプラ処理部４およびカラードプラ処理部５への
入力信号となる。
【００５９】〔３〕分散圧縮方式
分散圧縮方式による送波およびエコー受信信号の処理に
ついて以下に詳細に説明する。
ついて以下に詳細に説明する。
【００６０】〔３−１〕ＦＭチャープ
先ず、ＦＭチャープによる送波について説明する。ＦＭ
チャープ信号は、例えば図３に示すように、ｃｏｓ特性
によってアポダイズし、基本周波数ｆ0 （中心）を上下
周波数比２：１でチャープした全長５０波長程度のアポ
ダイズド・リニアチャープ信号とされる。
チャープ信号は、例えば図３に示すように、ｃｏｓ特性
によってアポダイズし、基本周波数ｆ0 （中心）を上下
周波数比２：１でチャープした全長５０波長程度のアポ
ダイズド・リニアチャープ信号とされる。
【００６１】マイクロバルーンが反射するエコーのレベ
ルは、前述の通り送波レベルの２乗に比例するので、送
波信号のアポダイゼーション特性をｃｏｓとしたとき、
エコーとしてはその２乗、すなわち、ｃｏｓ2 でアポダ
イズされたエコーが得られる。また、エコーの周波数は
送波周波数の第２高調波となる。
ルは、前述の通り送波レベルの２乗に比例するので、送
波信号のアポダイゼーション特性をｃｏｓとしたとき、
エコーとしてはその２乗、すなわち、ｃｏｓ2 でアポダ
イズされたエコーが得られる。また、エコーの周波数は
送波周波数の第２高調波となる。
【００６２】以上のことから、エコー信号はマイクロバ
ルーン１個について見れば、図４に示すように、包絡線
がｃｏｓ2 特性で、第２高調波２ｆ0 を中心として上下
周波数比２：１の範囲にスペクトラムが分布する全長１
００波長程度のアポダイズド・リニアチャープ信号とな
る。
ルーン１個について見れば、図４に示すように、包絡線
がｃｏｓ2 特性で、第２高調波２ｆ0 を中心として上下
周波数比２：１の範囲にスペクトラムが分布する全長１
００波長程度のアポダイズド・リニアチャープ信号とな
る。
【００６３】メモリ２０８にはそのようなエコー受信信
号が記憶される。コントローラ２０９はメモリ２０８に
記憶されたエコー受信信号について下記のように圧縮処
理を行う。
号が記憶される。コントローラ２０９はメモリ２０８に
記憶されたエコー受信信号について下記のように圧縮処
理を行う。
【００６４】圧縮処理は、図４に示す信号と同様の信
号、すなわち、ｃｏｓ2 特性によってアポダイズされ、
第２高調波２ｆ0 を中心として上下周波数比２：１でチ
ャープされた全長１００波長程度のアポダイズド・リニ
アチャープ信号とのコンボリューション(convolution)
によって行われる。
号、すなわち、ｃｏｓ2 特性によってアポダイズされ、
第２高調波２ｆ0 を中心として上下周波数比２：１でチ
ャープされた全長１００波長程度のアポダイズド・リニ
アチャープ信号とのコンボリューション(convolution)
によって行われる。
【００６５】コンボリューションに使用する信号はコン
ボリューションカーネル(kernel)と呼ばれる。このコン
ボリューションはエコー信号と該カーネルとの相関を求
める演算ともなっている。
ボリューションカーネル(kernel)と呼ばれる。このコン
ボリューションはエコー信号と該カーネルとの相関を求
める演算ともなっている。
【００６６】従来は送信信号のレプリカとの相関を求め
ていたが、本装置では図４に示すような第２高調波につ
いてのコンボリューションカーネルを利用するようにし
たところが相違する。これによって、初めて第２高調波
エコーの圧縮処理を選択的に行うことができるようにな
る。
ていたが、本装置では図４に示すような第２高調波につ
いてのコンボリューションカーネルを利用するようにし
たところが相違する。これによって、初めて第２高調波
エコーの圧縮処理を選択的に行うことができるようにな
る。
【００６７】このような圧縮処理により第２高調波イメ
ージング用の受信信号が形成される。この受信信号は次
段のＢモード処理部３、ドプラ処理部４およびカラード
プラ処理部５への入力信号となる。
ージング用の受信信号が形成される。この受信信号は次
段のＢモード処理部３、ドプラ処理部４およびカラード
プラ処理部５への入力信号となる。
【００６８】エコー信号の包絡線の特性としてはｃｏｓ
2 がコンボリューション・カーネルによる圧縮処理が容
易になる点で好ましい。そのような包絡線特性を有する
エコー信号は、上記のようにｃｏｓ2 の開平であるｃｏ
ｓを送信信号のアポダイゼーション特性とすることで容
易に実現できる。
2 がコンボリューション・カーネルによる圧縮処理が容
易になる点で好ましい。そのような包絡線特性を有する
エコー信号は、上記のようにｃｏｓ2 の開平であるｃｏ
ｓを送信信号のアポダイゼーション特性とすることで容
易に実現できる。
【００６９】なお、送波信号のアポダイゼーション特性
はｃｏｓに限るものではなく、エコー信号の包絡線、す
なわちコンボリューション・カーネルの包絡線として所
望する特性の開平に相当する特性を用いるようにすれば
良い。
はｃｏｓに限るものではなく、エコー信号の包絡線、す
なわちコンボリューション・カーネルの包絡線として所
望する特性の開平に相当する特性を用いるようにすれば
良い。
【００７０】第２高調波イメージングを行うためには、
基本周波数ｆ0 のチャープ範囲は上下周波数比で２：１
を越えてはならない。何故なら、それを越えると基本周
波数ｆ0 についてのチャープの上限周波数が第２高調波
２ｆ0 のチャープの下限周波数より高くなり、そのエコ
ーがあたかも第２高調波エコーであるかのように受信さ
れて偽像を生じるからである。
基本周波数ｆ0 のチャープ範囲は上下周波数比で２：１
を越えてはならない。何故なら、それを越えると基本周
波数ｆ0 についてのチャープの上限周波数が第２高調波
２ｆ0 のチャープの下限周波数より高くなり、そのエコ
ーがあたかも第２高調波エコーであるかのように受信さ
れて偽像を生じるからである。
【００７１】そのような信号の紛れ込みを起こさない限
界は、基本周波数をｆ0 としたとき下記のようになる。
界は、基本周波数をｆ0 としたとき下記のようになる。
【００７２】
【数１】
【００７３】ここで、
ｆ1 ：基本周波数のチャープ範囲の下限周波数
ｆ2 ：基本周波数のチャープ範囲の上限周波数
２ｆ1 ：第２高調波のスペクトラム範囲の下限周波数
２ｆ2 ：第２高調波のスペクトラム範囲の上限周波数
現実的には、送受信系のバンド特性を考慮に入れつつ信
号の紛れ込みを防止するために、基本周波数のチャープ
範囲は上記より狭く定められる。それについて図５を用
いて説明する。
号の紛れ込みを防止するために、基本周波数のチャープ
範囲は上記より狭く定められる。それについて図５を用
いて説明する。
【００７４】図５に示すように、基本周波数ｆ0 につい
てのチャープ範囲を下限周波数ｆ1から上限周波数ｆ2
までの帯域Ｂとすると、第２高調波２ｆ0 のチャープ範
囲は下限周波数２ｆ1 から上限周波数２ｆ2 までの帯域
２Ｂとなる。
てのチャープ範囲を下限周波数ｆ1から上限周波数ｆ2
までの帯域Ｂとすると、第２高調波２ｆ0 のチャープ範
囲は下限周波数２ｆ1 から上限周波数２ｆ2 までの帯域
２Ｂとなる。
【００７５】ここで、周波数ｆ2 と周波数２ｆ1 の間に
適当な保護帯域（ガードバンド）ＧＢができるように、
基本周波数ｆ0 のチャープ範囲Ｂを定めなければならな
い。例えば、２０％のガードバンドを設けるとすると、
適当な保護帯域（ガードバンド）ＧＢができるように、
基本周波数ｆ0 のチャープ範囲Ｂを定めなければならな
い。例えば、２０％のガードバンドを設けるとすると、
【００７６】
【数２】
【００７７】すなわち、チャープ範囲Ｂは上下周波数比
１．６６７：１とすれば良い。このとき基本周波数ｆ0
に対する比帯域幅は０．５１７となる。マイクロバルー
ンは、エコーの反射に関し例えば図６に示すような周波
数特性ａを有する。すなわち、エコーレベルのピークを
与える基本周波数ｆ0 の両側のチャープ範囲においてゲ
インのコブを有するものとなる。
１．６６７：１とすれば良い。このとき基本周波数ｆ0
に対する比帯域幅は０．５１７となる。マイクロバルー
ンは、エコーの反射に関し例えば図６に示すような周波
数特性ａを有する。すなわち、エコーレベルのピークを
与える基本周波数ｆ0 の両側のチャープ範囲においてゲ
インのコブを有するものとなる。
【００７８】このようなエコー反射の周波数特性がある
ため、その影響を受けて第２高調波エコーの包絡線が変
形し、コンボリューション・カーネルによる圧縮が適切
に行えなくなるおそれがある。
ため、その影響を受けて第２高調波エコーの包絡線が変
形し、コンボリューション・カーネルによる圧縮が適切
に行えなくなるおそれがある。
【００７９】そこで、送波信号のアポダイゼーションを
エコー反射の周波数特性の逆数ｂの平方根によって補正
し、例えば図７に示すようなアポダイズド・リニアチャ
ープ信号とする。これによって、エコー反射の周波数特
性の影響が補償され、所望の包絡線を有する第２高調波
エコーを得ることができる。
エコー反射の周波数特性の逆数ｂの平方根によって補正
し、例えば図７に示すようなアポダイズド・リニアチャ
ープ信号とする。これによって、エコー反射の周波数特
性の影響が補償され、所望の包絡線を有する第２高調波
エコーを得ることができる。
【００８０】なお、図７に示すものはｃｏｓ特性による
アポダイゼーションについて補正したものであるが、他
の特性によるアポダイゼーションについても同様に補正
することができる。
アポダイゼーションについて補正したものであるが、他
の特性によるアポダイゼーションについても同様に補正
することができる。
【００８１】〔３−２〕相補系列の位相変調
分散圧縮方式を相補系列の位相変調によって実施すると
きは、例えば図８および図９にそれぞれに示すコードＡ
およびコードＢの相補系列の位相変調信号が、送信信号
発生器２０１から時間を分けて発生される。
きは、例えば図８および図９にそれぞれに示すコードＡ
およびコードＢの相補系列の位相変調信号が、送信信号
発生器２０１から時間を分けて発生される。
【００８２】ここで、図８および図９の位相変調信号は
いずれも、基本周波数ｆ0 の信号を０°と９０°の位相
で変調したものとなっている。従来は０°と１８０°で
位相変調していたが、本装置では０°と９０°で変調す
る点が異なる。
いずれも、基本周波数ｆ0 の信号を０°と９０°の位相
で変調したものとなっている。従来は０°と１８０°で
位相変調していたが、本装置では０°と９０°で変調す
る点が異なる。
【００８３】送信信号に対する第２高調波エコーは、周
波数が２ｆ0 の信号となる。そして位相は、基本周波数
ｆ0 における９０°が第２高調波の１８０°に相当する
ことから、０°と１８０°で変調されたものとなる。
波数が２ｆ0 の信号となる。そして位相は、基本周波数
ｆ0 における９０°が第２高調波の１８０°に相当する
ことから、０°と１８０°で変調されたものとなる。
【００８４】このような第２高調波エコーの受信信号
が、コードＡおよびコードＢについてそれぞれメモリ２
０８に記憶され、コントローラ２０９によって圧縮処理
される。
が、コードＡおよびコードＢについてそれぞれメモリ２
０８に記憶され、コントローラ２０９によって圧縮処理
される。
【００８５】圧縮処理は、コードＡのエコー受信信号に
ついてコードＡ、周波数２ｆ0 、位相変調が０°と１８
０°の信号をコンボリューション・カーネルとしてコン
ボリューションを行い、コードＢのエコー受信信号につ
いてはコードＢの同様なコンボリューション・カーネル
でコンボリューションを行い、これらコンボリューショ
ン結果を加算することによって行われる。
ついてコードＡ、周波数２ｆ0 、位相変調が０°と１８
０°の信号をコンボリューション・カーネルとしてコン
ボリューションを行い、コードＢのエコー受信信号につ
いてはコードＢの同様なコンボリューション・カーネル
でコンボリューションを行い、これらコンボリューショ
ン結果を加算することによって行われる。
【００８６】このような圧縮処理により第２高調波イメ
ージング用の受信信号が形成される。そしてこの受信信
号が次段のＢモード処理部３、ドプラ処理部４およびカ
ラードプラ処理部５への入力信号となる。
ージング用の受信信号が形成される。そしてこの受信信
号が次段のＢモード処理部３、ドプラ処理部４およびカ
ラードプラ処理部５への入力信号となる。
【００８７】〔４〕分散圧縮イメージングとパルスエコ
ー・イメージングの併用 上記のような分散圧縮イメージングによれば、マイクロ
バルーンを破壊しない程度の低い送波レベルでも十分に
高レベルの第２高調波エコーを得ることができる。
ー・イメージングの併用 上記のような分散圧縮イメージングによれば、マイクロ
バルーンを破壊しない程度の低い送波レベルでも十分に
高レベルの第２高調波エコーを得ることができる。
【００８８】したがって、これをパルスエコー・イメー
ジングと併用することにより、分散圧縮法で第２高調波
イメージングを行い、パルスエコー法でマイクロバルー
ンを破壊する程度の高レベル超音波イメージングを行う
ようにすれば、エコー受信信号のレベルの違いが従来よ
りも緩和され、受信信号の処理がやり易くなる。
ジングと併用することにより、分散圧縮法で第２高調波
イメージングを行い、パルスエコー法でマイクロバルー
ンを破壊する程度の高レベル超音波イメージングを行う
ようにすれば、エコー受信信号のレベルの違いが従来よ
りも緩和され、受信信号の処理がやり易くなる。
【００８９】なお、両イメージング法の併用に当たって
は、コントローラ２０９によって動作の切換が行われ
る。それぞれの動作切換状態における本装置が、本発明
における第１の撮像手段および第２の撮像手段の実施の
形態である。
は、コントローラ２０９によって動作の切換が行われ
る。それぞれの動作切換状態における本装置が、本発明
における第１の撮像手段および第２の撮像手段の実施の
形態である。
【００９０】〔５〕動作状態の表示
本装置においては、第２高調波イメージングを行う場
合、送波超音波とエコー受信信号の周波数が異なる。そ
こで、超音波の周波数について送波と受波を別々に表示
するようになっている。
合、送波超音波とエコー受信信号の周波数が異なる。そ
こで、超音波の周波数について送波と受波を別々に表示
するようになっている。
【００９１】また、基本周波数のエコーを利用して通常
のイメージングを行うこともできるので、その状態も第
２高調波イメージングとは区別して表示される。これは
特に分散圧縮法とパルスエコー法を併用する場合に便利
である。
のイメージングを行うこともできるので、その状態も第
２高調波イメージングとは区別して表示される。これは
特に分散圧縮法とパルスエコー法を併用する場合に便利
である。
【００９２】動作状態の表示は、例えば表示部７の表示
画面等を利用して行われる。表示の形態としては、単純
に送波周波数およびその第２高調波周波数を数値で表示
するようにしても良いが、適宜のＧＵＩ(graphic user
interface)によって表示するのが動作状態を一目瞭然に
視認できる点で好ましい。
画面等を利用して行われる。表示の形態としては、単純
に送波周波数およびその第２高調波周波数を数値で表示
するようにしても良いが、適宜のＧＵＩ(graphic user
interface)によって表示するのが動作状態を一目瞭然に
視認できる点で好ましい。
【００９３】図１０は、第２高調波イメージングの動作
状態を示すＧＵＩであり、２つの周波数帯域のグラフを
象徴化した図形となっている。それぞれの帯域を表す図
形は、例えば一方を赤、他方を青とする等、別々な色と
するのが分かり易くて好ましい。
状態を示すＧＵＩであり、２つの周波数帯域のグラフを
象徴化した図形となっている。それぞれの帯域を表す図
形は、例えば一方を赤、他方を青とする等、別々な色と
するのが分かり易くて好ましい。
【００９４】図１１は、基本波によるイメージングを示
すＧＵＩであり、単一の周波数帯域のグラフを象徴化し
た図形となっている。この図形は、例えば白で表示する
等、第２高調波イメージングのＧＵＩとは異なる色とす
るのが区別を容易にする点で好ましい。
すＧＵＩであり、単一の周波数帯域のグラフを象徴化し
た図形となっている。この図形は、例えば白で表示する
等、第２高調波イメージングのＧＵＩとは異なる色とす
るのが区別を容易にする点で好ましい。
【００９５】図１０および図１１に示すＧＵＩにおい
て、横軸に周波数の対数目盛、縦軸にｄＢ（デシベル）
目盛を付けるのがＧＵＩの意味を一層分かり易くする点
でさらに好ましい。
て、横軸に周波数の対数目盛、縦軸にｄＢ（デシベル）
目盛を付けるのがＧＵＩの意味を一層分かり易くする点
でさらに好ましい。
【００９６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、課題を解決
するための第１の発明によれば、エコー受信信号のＦＭ
デチャープの周波数を超音波送波信号のＦＭチャープの
周波数の２倍としたので、エコー源の発する第２高調波
エコーによるイメージングを選択的に行う分散圧縮方式
の超音波撮像方法を実現することができる。
するための第１の発明によれば、エコー受信信号のＦＭ
デチャープの周波数を超音波送波信号のＦＭチャープの
周波数の２倍としたので、エコー源の発する第２高調波
エコーによるイメージングを選択的に行う分散圧縮方式
の超音波撮像方法を実現することができる。
【００９７】また、課題を解決するための第２の発明に
よれば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープの
アポダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズ
ド・リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平
に相当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド
・リニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮
方式により第２高調波イメージングを精度良く行う超音
波撮像方法を実現することができる。
よれば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープの
アポダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズ
ド・リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平
に相当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド
・リニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮
方式により第２高調波イメージングを精度良く行う超音
波撮像方法を実現することができる。
【００９８】また、課題を解決するための第３の発明に
よれば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０
°の位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調
は周波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍と
しかつ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第
２高調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像
方法を実現することができる。
よれば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０
°の位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調
は周波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍と
しかつ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第
２高調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像
方法を実現することができる。
【００９９】また、課題を解決するための第４の発明に
よれば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を
伴わない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにし
たので、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像
とマイクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー
受信レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超
音波撮像方法を実現することができる。
よれば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を
伴わない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにし
たので、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像
とマイクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー
受信レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超
音波撮像方法を実現することができる。
【０１００】また、課題を解決するための第５の発明に
よれば、エコー受信信号のＦＭデチャープの周波数を超
音波送波信号のＦＭチャープの周波数の２倍としたの
で、エコー源の発する第２高調波エコーによるイメージ
ングを選択的に行う分散圧縮方式の超音波撮像方法を実
現することができる。
よれば、エコー受信信号のＦＭデチャープの周波数を超
音波送波信号のＦＭチャープの周波数の２倍としたの
で、エコー源の発する第２高調波エコーによるイメージ
ングを選択的に行う分散圧縮方式の超音波撮像方法を実
現することができる。
【０１０１】また、課題を解決するための第６の発明に
よれば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープの
アポダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズ
ド・リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平
に相当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド
・リニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮
方式により第２高調波イメージングを精度良く行う超音
波撮像装置を実現することができる。
よれば、超音波送波のアポダイズド・リニアチャープの
アポダイゼーション特性をエコー受信信号のアポダイズ
ド・リニアデチャープのアポダイゼーション特性の開平
に相当する特性とし、エコー受信信号のアポダイズド・
リニアデチャープの周波数を超音波送波のアポダイズド
・リニアチャープの周波数の２倍としたので、分散圧縮
方式により第２高調波イメージングを精度良く行う超音
波撮像装置を実現することができる。
【０１０２】また、課題を解決するための第７の発明に
よれば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０
°の位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調
は周波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍と
しかつ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第
２高調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像
装置を実現することができる。
よれば、超音波送波の相補系列の位相変調を０°と９０
°の位相で行い、エコー受信信号の相補系列の位相復調
は周波数を送波の相補系列の位相変調の周波数の２倍と
しかつ０°と１８０°の位相で行うようにしたので、第
２高調波イメージングを行う分散圧縮方式の超音波撮像
装置を実現することができる。
【０１０３】また、課題を解決するための第８の発明に
よれば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を
伴わない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにし
たので、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像
とマイクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー
受信レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超
音波撮像装置を実現することができる。
よれば、分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を
伴わない超音波撮像を行い、パルスエコー方式によりマ
イクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像を行うようにし
たので、マイクロバルーンの破壊を伴わない超音波撮像
とマイクロバルーンの破壊を伴う超音波撮像とでエコー
受信レベルに極端な差異を生じない超音波撮像を行う超
音波撮像装置を実現することができる。
【０１０４】また、課題を解決するための第９の発明に
よれば、送波超音波の周波数および受信エコーの周波数
を表示する表示手段を設けたので、第２高調波イメージ
ングの動作状態が認識し易い超音波撮像装置を実現する
ことができる。
よれば、送波超音波の周波数および受信エコーの周波数
を表示する表示手段を設けたので、第２高調波イメージ
ングの動作状態が認識し易い超音波撮像装置を実現する
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における送受
信部のブロック図である。
信部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置における送信
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置におけるエコ
ー信号の波形図である。
ー信号の波形図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置における周波
数帯域設定の説明図である。
数帯域設定の説明図である。
【図６】マイクロバルーン造影剤のエコー反射特性を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例の装置における送信
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置における送信
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図９】本発明の実施の形態の一例の装置における送信
信号の波形図である。
信号の波形図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置における動
作状態表示例を示す図である。
作状態表示例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の一例の装置における動
作状態表示例を示す図である。
作状態表示例を示す図である。
【図１２】分散圧縮方式による送信信号の波形を示す図
である。
である。
【図１３】分散圧縮方式による受信信号の圧縮を示す図
である。
である。
【図１４】分散圧縮方式による送信信号の波形を示す図
である。
である。
【図１５】分散圧縮方式による送信信号の波形を示す図
である。
である。
【図１６】分散圧縮方式による受信信号の圧縮を示す図
である。 ．
である。 ．
１ 超音波プローブ
２ 送受信部
３ Ｂモード処理部
４ ドプラ処理部
５ カラードプラ処理部
６ ディジタル・スキャン・コンバータ部
７ 表示部
８ 録画部
９ データ処理部
１０ 記憶部
１１ 操作部
２０１ 送信信号発生器
２０２ 送信器
２０３，２０６ フィルタ
２０４ 送受切換スイッチ
２０５ 受信器
２０７ Ａ／Ｄ変換器
２０８ メモリ
２０９ コントローラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−79973（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−59766（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−213332（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−42157（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−303135（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−38340（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 8/00 - 8/15
G01N 29/00 - 29/28
Claims (3)
- 【請求項１】 被検体に相補系列の位相変調による超音
波を送波する送信手段と、前記被検体からのエコーを受
信しエコー受信信号を相補系列の位相復調により圧縮す
る受信手段とを有する超音波撮像装置において、 前記送信手段を相補系列の位相変調を０°と９０°の位
相で行うように構成し、 前記受信手段を相補系列の位相復調を前記送信手段にお
ける相補系列の位相変調の２倍の周波数で、かつ、０°
と１８０°の位相で行うように構成したことを特徴とす
る超音波撮像装置。 - 【請求項２】 可溶性のマイクロバルーン造影剤を注入
した被検体に超音波を送波してエコーを受信し、そのエ
コー受信信号を利用する超音波撮像装置において、 分散圧縮方式によりマイクロバルーンの破壊を伴わない
超音波撮像を行う第１の撮像手段と、 パルスエコー方式によりマイクロバルーンの破壊を伴う
超音波撮像を行う第２の撮像手段とを具備することを特
徴とする超音波撮像装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の超音波撮像装置におい
て、送波超音波の周波数および受信エコーの周波数を表
示する表示手段を具備することを特徴とする超音波撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00372096A JP3510032B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 超音波撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00372096A JP3510032B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 超音波撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09187457A JPH09187457A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3510032B2 true JP3510032B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=11565145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00372096A Expired - Fee Related JP3510032B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 超音波撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3510032B2 (ja) |
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| US5964706A (en) * | 1998-03-18 | 1999-10-12 | General Electric Company | Method and apparatus for pulsed doppler imaging using coded excitation on transmit and pulse compression on receive |
| JPH11309146A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-11-09 | General Electric Co <Ge> | 超音波散乱体の流れをイメ―ジングするシステムおよび方法 |
| US6108572A (en) * | 1998-03-31 | 2000-08-22 | General Electric Company | Method and apparatus for harmonic imaging using multiple focal zones |
| US6210332B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-04-03 | General Electric Company | Method and apparatus for flow imaging using coded excitation |
| US5961463A (en) * | 1998-08-24 | 1999-10-05 | General Electric Company | Nonlinear imaging using orthogonal transmit and receive codes |
| KR20000060441A (ko) * | 1999-03-16 | 2000-10-16 | 이민화 | 최적의 하모닉영상(ｏｈｉ)을 구현하는 초음파영상시스템 및 그 방법 |
| JP4574790B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2010-11-04 | 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 | 超音波診断装置及び超音波診断方法 |
| US6241674B1 (en) * | 1999-03-31 | 2001-06-05 | Acuson Corporation | Medical ultrasound diagnostic imaging method and system with nonlinear phase modulation pulse compression |
| JP4574802B2 (ja) * | 1999-06-03 | 2010-11-04 | 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 | 超音波診断装置 |
| US6375618B1 (en) * | 2000-01-31 | 2002-04-23 | General Electric Company | Enhanced tissue-generated harmonic imaging using coded excitation |
| US6409667B1 (en) * | 2000-02-23 | 2002-06-25 | Acuson Corporation | Medical diagnostic ultrasound transducer system and method for harmonic imaging |
| KR100406097B1 (ko) | 2001-12-26 | 2003-11-14 | 주식회사 메디슨 | 가중 쳐프 신호를 이용한 초음파 영상 형성 장치 및 방법 |
| JP4928989B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2012-05-09 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラム |
| JP2009279034A (ja) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波診断装置 |
| JP5293150B2 (ja) * | 2008-12-19 | 2013-09-18 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波画像診断装置 |
| JP5692083B2 (ja) * | 2009-10-23 | 2015-04-01 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波診断装置 |
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1996
- 1996-01-12 JP JP00372096A patent/JP3510032B2/ja not_active Expired - Fee Related
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