JP3947647B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、生体に超音波を送受信して反射波から断層像を得る超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、患者の生体情報を得ることを目的として超音波診断装置が医用診断に利用されている。この超音波診断装置は、超音波パルスを超音波プローブから生体内に送信し、音響インピーダンスの異なる組織の境界面からの反射波を同じ超音波プローブにより受信し電気信号に変換する。そして、その電気信号に基づいて超音波断層像をモニタ上に映し出すものである。
【０００３】
このような超音波診断装置において超音波断層像を得ることができる生体表面からの深さ即ち可深限界は、超音波がその駆動周波数に比例して生体に吸収される度合いが増加することから、高周波の超音波による診断ほど浅くなる。しかし、高分解能の超音波断層像を得るためには、高周波であることが望ましい。
【０００４】
また、超音波の送信においては、診断の目的部位の分解能を上げるため、送信する超音波の駆動周波数を上げることが望ましいが、モニタ上に表示設定させる深さ即ち視野深度を深くに設定しても、送信する超音波の駆動周波数が一定であるので、可深限界も一定である。
【０００５】
従来、超音波診断装置は、特開平６−５４８５０号公報に記載された方法が知られている。図５にこの方法の構成を示す。図５において、システムコントローラ１１２により、フォーカス位置、カラー表示領域又はドプラ信号検出位置に応じて超音波プローブ１１５の駆動周波数を制御している。この方法は、フォーカス位置，カラー表示領域又はドプラ信号検出位置に応じて超音波の駆動周波数を変化させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来装置においては、診断の目的部位を表示させるため、視野深度を深くしても駆動周波数が変わらないので、可深限界が変わらず、診断の目的部位の周囲の生体情報を得にくいといった問題があった。
【０００７】
また、診断の目的部位を表示させるため、視野深度を浅くに設定しても駆動周波数が変わらないので、診断の目的部位の分解能が変わらず、高分解能の画像を得にくいといった問題があった。
【０００８】
また、診断の目的部位を拡大表示させるため、拡大表示視野領域を深くに設定しても駆動周波数が変わらないので、可深限界が変わらず、拡大表示した視野の周囲の生体情報を得にくいといった問題があった。
【０００９】
また、診断の目的部位を拡大表示させるため、拡大表示視野領域を浅くに設定しても駆動周波数が変わらないので、拡大表示した視野の分解能が変わらず、高分解能の画像を得にくいといった問題があった。
【００１０】
また、視野を変更しても、視野内のフォーカス位置、カラー表示領域またはドプラ信号検出位置を変更しないと駆動周波数が変わらないといった問題があった。
【００１１】
本発明の超音波診断装置は、上記従来の課題を解決するものであり、視野に応じて送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化することができる優れた超音波診断装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、超音波を送信すると共に生体からの反射波を受信し電気信号に変換する超音波送受信手段と、視野に応じて内部で発生した基本信号の周波数を基に超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を決定する一つの制御手段と、制御手段により決定された駆動周波数のトリガ信号をパルス信号に変換する一つの送信回路と、超音波送受信手段からの電気信号に基づいて診断画像を表示する表示手段とを備えた構成を有している。この構成により、視野に応じて超音波送受信手段から送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化することができる。
【００１３】
また本発明の超音波診断装置では、上記制御手段は、視野深度に応じて超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を制御するように構成されてもよい。この構成により、視野深度に応じて超音波送受信手段から送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化することができる。
【００１４】
また本発明の超音波診断装置では、拡大表示視野領域の位置に応じて超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を制御するように構成されてもよい。この構成により、拡大表示視野領域の位置に応じて超音波送受信手段から送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化することができる。
【００１５】
また本発明の超音波診断装置では、超音波を送信すると共に生体からの反射波を受信し電気信号に変換する超音波送受信手段と、超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を視野に応じて制御する制御手段と、超音波送受信手段からの電気信号に基づいて診断画像を表示する表示手段とから成る構成に加えて、更に、書き換えができる診断条件データの保存テーブルを備えるように構成してもよい。この構成により、視野に応じて超音波送受信手段から送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化する設定をユーザが容易に変更できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態を示している。
操作パネル１１はユーザにより種々の診断条件を設定することができるようになっている。例えば、診断モード等の選択や、視野深度や、拡大表示視野領域等の設定をすることができる。この操作パネル１１により設定された情報は、システムコントローラ１２に送出される。
【００１７】
システムコントローラ１２は、システム全体を制御するものであり、特に操作パネル１１からの視野の設定に応じて超音波プローブ１４から送信する超音波の駆動周波数を決定する。視野深度を深くに設定する場合には低周波の超音波を、浅くに設定する場合には高周波の超音波を送信するように決定する。なお、本実施例に使用される超音波プローブは、周波数帯域が広帯域のもの、あるいは超音波素子を２種類以上持っているもので、例えば５．０ＭＨｚ〜７．５ＭＨｚの超音波を送受信することができるように設計されている。
【００１８】
この決定の方法の一例について図２及び図３を参照しながら説明する。図２にはメカニカルセクタの場合について示した。また、本実施例においては、送信される超音波の駆動周波数を例えば５．０，６．０，７．５ＭＨｚの３種類であるとする。図２中の２０は５．０ＭＨｚの超音波を送信した場合の最大視野を示している。円弧２１は超音波の駆動周波数が５．０ＭＨｚのときの最大視野深度を示している。円弧２２，２３，２４はそれぞれ超音波の駆動周波数が５．０，６．０，７．５ＭＨｚのときの可深限界を示している。これら円弧に囲まれた領域を領域３１，３２，３３，３４とするとき、領域３１及び３２を視野深度に設定した場合には５．０ＭＨｚ、領域３３に設定された場合には６．０ＭＨｚ、領域３４に設定された場合には７．５ＭＨｚの超音波を送信するように決定する。
【００１９】
上記のように超音波プローブ１４の駆動周波数を決定することにより、例えば従来６．０ＭＨｚで超音波を送信した場合の可深限界は図２において円弧２３であるが、視野深度を領域３２中に設定した場合には、５．０ＭＨｚの超音波が送信されることから可深限界は円弧２２となる。従って、従来装置と比べ領域３１の分の視野が増えることになり、診断の目的部位の周辺の組織の情報が画像として得られるので診断の精度が向上する。視野深度を浅くした場合は、高い駆動周波数の送信によるため、従来の装置と比較すると、分解能を向上させることができる。以上メカニカルセクタプローブの場合について説明したが、アレイプローブ等を用いてもよく、超音波プローブの方式に限定されるものではない。
【００２０】
送信回路１３は、内部に基本信号を発生し、その信号の周波数を基にシステムコントローラ１２により決定された駆動周波数のトリガ信号を高電圧のパルス信号に変換し、超音波プローブ１４に印加する。超音波プローブ１４は、このパルス信号を受けて生体内に超音波を送信すると共に、生体内からの反射波を受信し電気信号に変換する。この電気信号は、後段の受信回路１５に入力される。受信回路１５は、電気信号に所定の増幅や検波等を施し、画像処理装置１６に送り出す。画像処理装置１６では、受信回路１５からの信号に所定の処理を施し、診断画像としてＴＶモニタ１７上に映し出す。次に、上記のように構成される超音波診断装置の動作について説明する。
【００２１】
操作パネル１１によりＢモードが選択された場合において説明する。視野深度が操作パネルにおいて設定されると、その情報はシステムコントローラ１２に送り出される。システムコントローラ１２では、視野深度に応じて超音波プローブ１４の駆動周波数を決定する。例えば、設定された視野深度が図２において領域３２にあれば駆動周波数は５．０ＭＨｚに決定される。この駆動周波数の情報は、送信回路１３に送り出される。送信回路１３は、システムコントローラ１２により決定された駆動周波数のトリガ信号を高電圧のパルス信号に変換し、超音波プローブ１４に印加する。このパルス信号を受けて超音波プローブ１４より送信された超音波は、生体の各種組織で反射され、その反射波は、超音波プローブ１４により受信され電気信号に変換される。この電気信号は、後段の受信回路１５に入力される。受信回路１５は、電気信号に増幅や検波等を施し、画像処理装置１６に送り出す。画像処理装置１６はスキャン変換や輝度変換等の処理を行い、画像データとしてＴＶモニタ１７に送り出す。ＴＶモニタ１７は、その画像データを超音波断層像として表示する。
【００２２】
上記のような装置においては、診断の目的部位の位置に応じて視野深度を設定すれば、視野深度に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、診断の目的部位の周辺の生体情報が得られ、視野深度を浅くに設定した場合には、分解能が優れた画像を得ることができるという効果を有する。
【００２３】
また、視野深度に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、視野深度を深くに設定した場合には、可深限界が深くなるために、診断画像が見易いものとなり、診断の精度が向上するという効果を有する。
【００２４】
また、拡大表示視野領域の位置に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、拡大表示視野領域を浅くに設定した場合には、分解能が優れた画像を得ることができるという効果を有する。
【００２５】
また、拡大表示視野領域の位置に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、拡大表示視野領域を深くに設定した場合には、可深限界が深くなるために、拡大表示された診断画像が見易いものとなり、診断の精度が向上するという効果を有する。
【００２６】
以上説明した実施例は、送信する超音波の駆動周波数は３種類であったが、これに限定されるものではなく、２種類以上であればよい。なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている要旨に変更がない限り、変形が可能である。
【００２７】
次に本発明の第２の実施の形態について、図４を用いて説明する。
図４に示すように、本発明の第２の実施の形態は上記第１の実施の形態とはさらに書き換え可能なテーブル１８を設けた点が相違している。ユーザがＴＶモニタ１７に表示されたテーブルの中身を操作パネル１１によって容易に書き換えが可能である。システムコントローラ１２は、操作パネル１１で設定された視野情報を基に、書き換え可能なテーブル１８を参照して、送信回路１３を制御し、送信する超音波の駆動周波数を変化させる。
【００２８】
以下、視野深度によって送信する超音波の駆動周波数を制御する例によって説明する。
表１は書き換え可能なテーブル１８の中身の１例を示している。
表１
Figure 0003947647
【００２９】
表１に示された視野深度の値がＴＶモニタ１７に表示され、ユーザが視野深度の値を操作パネル１１によって容易に書き換えが可能である。
【００３０】
超音波が生体に吸収される度合いは、生体の体型によって変化する。また、超音波が生体に吸収される度合いは、腹部領域や産科領域等診断分野による対象臓器の違いによって変化する。以上のような、超音波が生体に吸収される度合いの変化により送信する超音波の駆動周波数が一定であっても可深限界が変化する。
【００３１】
この構成によれば視野に応じて超音波送受信手段から送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化する設定をユーザが容易に変更できるため、可深限界の変化による補正が容易にできる効果も得られる。
【００３２】
なお、送信する超音波の駆動周波数の値を書き換えても良く、その組み合わせを覚えさせて置くことも可能である。また、表１では３段階で切り替えているが、もっと細かく設定しても良い。また、送信する超音波の駆動周波数の制御は、視野深度に応じるだけでなく、拡大表示視野領域の位置に応じる等、別の設定値であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、診断の目的部位の位置に応じて視野を設定すれば、視野に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、診断の目的部位の周辺の生体情報が得られ、視野深度を浅くに設定した場合には、分解能が優れた画像を得ることができるという効果を有する。
【００３４】
また、視野に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、視野深度を深くに設定した場合には、可深限界が深くなるために、診断画像が見易いものとなり、診断の精度が向上するという効果を有する。
【００３５】
また、拡大表示視野領域の位置に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、拡大表示視野領域を浅くに設定した場合には、分解能が優れた画像を得ることができるという効果を有する。
【００３６】
また、拡大表示視野領域の位置に応じた駆動周波数の超音波が送信されるために、拡大表示視野領域を深くに設定した場合には、可深限界が深くなるために、拡大表示された診断画像が見易いものとなり、診断の精度が向上するという効果を有する。
【００３７】
また、視野に応じて超音波送受信手段から送信する超音波の駆動周波数を自動的に変化する設定をユーザが容易に変更できるため、可深限界の変化による補正が容易にできる効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態の構成図
【図２】 本発明の動作を説明するための図
【図３】 本発明の動作を説明するためのフローチャート
【図４】 本発明の第２の実施の形態の構成図
【図５】 従来技術の構成図
【符号の説明】
１１ 操作パネル
１２ システムコントローラ
１３ 送信回路
１４ 超音波プローブ
１５ 受信回路
１６ 画像処理装置
１７ ＴＶモニタ
１８ 書き換え可能なテーブル
２０ ５．０ＭＨｚの超音波を送信した場合の最大視野
２１ 超音波の駆動周波数が５．０ＭＨｚのときの最大視野深度
２２ 超音波の駆動周波数が５．０ＭＨｚのときの可深限界
２３ 超音波の駆動周波数が６．０ＭＨｚのときの可深限界
２４ 超音波の駆動周波数が７．５ＭＨｚのときの可深限界
３１ ２０、２１、２２に囲まれた領域
３２ ２０、２２、２３に囲まれた領域
３３ ２０、２３、２４に囲まれた領域
３４ ２０、２４に囲まれた領域

Claims (2)

  1. 超音波を送信すると共に生体からの反射波を受信し電気信号に変換する超音波送受信手段と、フォーカス位置に関係なく操作者が設定した視野に応じて内部で発生した基本信号の周波数を基に前記超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を決定する一つの制御手段と、前記制御手段により決定された駆動周波数のトリガ信号をパルス信号に変換する一つの送信回路と、前記超音波送受信手段からの前記電気信号に基づいて診断画像を表示する表示手段とを備え、前記制御手段は、拡大表示視野領域を浅くすると超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数が高くなりかつ拡大表示視野領域を深くすると超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数が低くなるように、超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を制御することを特徴とする超音波診断装置。
  2. 超音波を送信すると共に生体からの反射波を受信し電気信号に変換する超音波送受信手段と、フォーカス位置に関係なく操作者が設定した視野に応じて内部で発生した基本信号の周波数を基に前記超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を決定する一つの制御手段と、前記制御手段により決定された駆動周波数のトリガ信号をパルス信号に変換する一つの送信回路と、前記超音波送受信手段からの前記電気信号に基づいて診断画像を表示する表示手段と、生体の体型または対象臓器の違いによって変化する超音波が生体に吸収される度合いの変化に対応可能なように、視野深度に対応して送信する超音波の駆動周波数を書き換えることができる保存テーブルを備え、前記制御手段は、視野深度を浅くすると超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数が高くなりかつ視野深度を深くすると超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数が低くなるように、超音波送受信手段より送信する超音波の駆動周波数を制御することを特徴とする超音波診断装置。
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