JP3964364B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波走査方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、操作者に負担をかけずに間欠走査の開始を自動的に制御したり、予備的間欠走査を試行せずに間欠走査の時間間隔を自動的に制御することが出来る超音波走査方法および超音波診断装置に関する。

従来の超音波診断装置では、操作者が、間欠走査の時間間隔を設定してから、被検体に造影剤を注入し、造影剤が消失しない程度の弱い超音波による走査で生成された超音波画像を見ながら適当なタイミングで間欠走査の開始を指示すると、それ以後、設定された時間間隔で造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を行っている。

しかし、造影剤が十分に回復しないような短い時間間隔や造影剤が十分に回復するのに要する時間より過剰に長い時間間隔を操作者が設定してしまうことがあるので、造影剤が消失する程度の強い超音波を時間間隔を変えながら何回か送信して適切な間欠走査の時間間隔を自動設定する提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１７７２６９号公報（［０００４］、［００１７］）

従来技術では、操作者が超音波画像を注視し続け、最適と思われるタイミングで間欠走査の開始を指示する必要があり、操作者に負担がかかる問題点があった。また、適切な間欠走査の時間間隔を自動設定するために、予備的間欠走査を試行する必要がある問題点があった。
そこで、本発明の目的は、操作者に負担をかけずに間欠走査の開始を自動的に制御したり、予備的間欠走査を試行せずに間欠走査の時間間隔を自動的に制御することが出来る超音波走査方法および超音波診断装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を制御することを特徴とする超音波走査方法を提供する。
造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値は、撮影部位に造影剤が流れ込んで来るにしたがって上昇し、撮影部位から造影剤が流れ出すにしたがって下降する。
そこで、上記第１の観点による超音波走査方法では、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタし、分散値または平均輝度値の変化に応じて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を制御する。これにより、操作者に負担をかけずに間欠走査の開始を自動的に制御したり、予備的間欠走査を試行せずに間欠走査の時間間隔を自動的に制御することが出来る。

第２の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の開始を制御することを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第２の観点による超音波走査方法では、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタし、分散値または平均輝度値の変化から撮影部位に造影剤が流れ込んで来たことを検知し、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の開始を制御する。これにより、操作者に負担をかけずに間欠走査の開始を自動的に制御することが出来る。

第３の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタ値として算出し、モニタ値が開始モニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行うことを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第３の観点による超音波走査方法では、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタし、分散値または平均輝度値が開始モニタ値以上に上昇したことにより撮影部位に造影剤が流れ込んで来たことを検知し、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を開始する。これにより、操作者に負担をかけずに間欠走査を自動的に開始することが出来る。

第４の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、操作者の指示があった時のモニタ値に係数を乗算して開始モニタ値を算出することを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第４の観点による超音波走査方法では、操作者は、被検体に造影剤を注入し、造影剤が消失しない程度の弱い超音波による走査で生成された超音波画像を見ながら適当なタイミングでスタンバイを指示すると、それにより開始モニタ値が自動設定され、分散値または平均輝度値が開始モニタ値以上に上昇したときに間欠走査が開始される。ここで、スタンバイを指示するタイミング近傍でのモニタ値の変化は、間欠走査を開始すべきタイミング近傍でのモニタ値の変化に比べて緩やかであるから、多少の前後があっても支障を生じない。よって、操作者に負担をかけずに間欠走査を自動的に開始することが出来る。

第５の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、操作者が開始モニタ値を設定しうることを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第５の観点による超音波走査方法では、操作者は、開始モニタ値を設定し、被検体に造影剤を注入すると、分散値または平均輝度値が開始モニタ値以上に上昇したときに間欠走査が開始される。よって、造影剤が消失しない程度の弱い超音波による走査で生成された超音波画像を見ながら間欠走査の開始タイミングで操作者が開始を指示する必要がなくなり、操作者に負担をかけずに間欠走査を自動的に開始することが出来る。

第６の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の時間間隔を制御することを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第６の観点による超音波走査方法では、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタし、分散値または平均輝度値の変化から撮影部位に造影剤が流れ込んで来る速さを検知し、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の時間間隔を制御する。これにより、造影剤が十分に回復しないような短い時間間隔や造影剤が十分に回復するのに要する時間より過剰に長い時間間隔が設定されることがなくなる。また、予備的間欠走査を試行する必要もなくなる。

第７の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または輝度値をモニタ値として算出し、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値がトリガーモニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第７の観点による超音波走査方法では、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して得られた画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタし、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下した分散値または平均輝度値がトリガーモニタ値以上に上昇したことにより造影剤が回復したことを検知し、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行う。これにより、間欠走査の時間間隔を自動的に適正に制御することが出来る。

第８の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、操作者がトリガーモニタ値を設定しうることを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第８の観点による超音波走査方法では、操作者がトリガーモニタ値を設定することにより、間欠走査の時間間隔を意図的に調整することが出来る。

第９の観点では、本発明は、上記構成の超音波走査方法において、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値が所定待機時間経過してもトリガーモニタ値以上に上昇しない時、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波走査方法を提供する。
上記第９の観点による超音波走査方法では、所定待機時間が、間欠走査の時間間隔の最大値になる。つまり、所定待機時間に１回は、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を必ず行うことが出来る。

第１０の観点では、本発明は、超音波探触子と、その超音波探触子を用いて被検体内を走査する超音波走査手段と、走査により得られたデータに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して生成した画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタ値として算出するモニタ値取得手段と、算出したモニタ値に基づいて造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を制御する制御手段と、間欠走査して生成した超音波画像を表示する超音波画像表示手段と具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１０の観点による超音波診断装置では、第１の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１１の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記制御手段は、モニタ値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の開始を制御することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１１の観点による超音波診断装置では、第２の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１２の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記制御手段は、モニタ値が開始モニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行うことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１２の観点による超音波診断装置では、第３の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１３の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、操作者の指示があった時のモニタ値に係数を乗算して開始モニタ値を算出する開始モニタ値算出手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１３の観点による超音波診断装置では、第４の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１４の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、操作者が開始モニタ値を設定するための操作手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１４の観点による超音波診断装置では、第５の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１５の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記制御手段は、モニタ値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の時間間隔を制御することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１５の観点による超音波診断装置では、第６の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１６の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記制御手段は、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値がトリガーモニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１６の観点による超音波診断装置では、第７の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１７の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、操作者がトリガーモニタ値を設定するための操作手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１７の観点による超音波診断装置では、第８の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

第１８の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記制御手段は、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値が所定待機時間経過してもトリガーモニタ値以上に上昇しない時、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１８の観点による超音波診断装置では、第９の観点による超音波走査方法を好適に実施できる。

本発明の超音波走査方法および超音波診断装置によれば、操作者に負担をかけずに間欠走査の開始を自動的に制御したり、予備的間欠走査を試行せずに間欠走査の時間間隔を自動的に制御することが出来る。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る超音波診断装置１００の構成図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１と、超音波探触子１を駆動して被検体を超音波で走査し受信信号を出力する送受信部２と、受信信号を基に超音波画像データを生成する信号処理部３と、超音波画像データから表示画像データを生成するＤＳＣ（Digital Scan Converter）４と、表示画像データを基に画像を表示する表示部５と、操作者が指示を入力する操作部６と、超音波画像データを基に画素の分散値または平均輝度値をモニタ値として算出するモニタ値算出部７と、全体の動作を制御する制御部８とを具備している。

図２に示すように、操作者は、間欠走査処理の前に、Ｂモード画像Ｇ上にモニタ値算出範囲Ａを設定する。なお、Ｂモード画像Ｇの全体をモニタ値算出範囲Ａに設定してもよい。

図３は、超音波診断装置１００における間欠走査処理の手順を示すフロー図である。
なお、この間欠走査処理と並行して、超音波診断装置１００は、造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間（例えば２０ｍｓ〜１００ｍｓ）毎に走査してＢモード画像を次々に生成し（例えばフレームレート＝５０〜１０）、最新のＢモード画像のモニタ値算出範囲Ａの分散値または平均輝度値をモニタ値として算出しているものとする。

ステップＫ１では、操作者は、開始モニタ値およびトリガーモニタ値の値を設定するか、又は、開始モニタ値およびトリガーモニタ値の算出方法を設定する。開始モニタ値とトリガーモニタ値とで、値または算出方法を同じにしてもよいし、別にしてもよい。ここでは、「操作者のスタンバイ指示があった時のモニタ値Ｖに係数αを乗算した値Ｖｓ＝Ｖ×αを開始モニタ値＝トリガーモニタ値とする」を算出方法として設定したものとする。

ステップＫ３では、操作者は、最大送信間隔Ｔｓを設定する。

ステップＫ４では、操作者は、被検体に造影剤を注入する。

ステップＫ５では、制御部８は、開始モニタ値およびトリガーモニタ値の値が設定されていたらステップＫ８へ進み、開始モニタ値およびトリガーモニタ値の算出方法が設定されていたらステップＫ６へ進む。

ステップＫ６では、制御部８は、操作者がスタンバイを指示するまで待ち、スタンバイが指示されたらステップＫ６へ進む。
操作者は、弱い超音波によるＢモード画像Ｇを見ながら適当なタイミングでスタンバイを指示する。ここでは、図４に示すように、時刻ｔｂにスタンバイを指示したものとする。

ステップＫ７では、制御部８は、図４に示すように、時刻ｔｂ（またはその直後）のモニタ値Ｖｂから開始モニタ値およびトリガーモニタ値Ｖｓを算出する。

ステップＫ８では、制御部８は、最新のモニタ値Ｖが開始モニタ値Ｖｓ以上でないならステップＫ９へ進み、開始モニタ値Ｖｓ以上ならステップＫ１０へ進む。

ステップＫ９では、経過時間Ｔが待機時間Ｔｗ以上でないならステップＫ８に戻り、待機時間Ｔｗ以上ならステップＫ１２へ進む。
ここで、経過時間Ｔは、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行う前は間欠走査処理の開始時からの経過時間であり、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行った後は造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査からの経過時間である。また、待機時間Ｔｗは、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行う前は十分長い時間（例えば６０秒間）に初期設定されており、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行った後は最大送信間隔Ｔｓに設定される。

ステップＫ１０では、超音波診断装置１００は、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行う。
ステップＫ１１では、待機時間Ｔｗ＝最大送信間隔Ｔｓとする。そして、ステップＫ８に戻る。

ステップＫ１２では、制御部８は、操作者が「終了」を指示したなら終了し、「終了」を指示してないならステップＫ１０へ進む。

図４は、撮影部位に造影剤が急速に流れ込むような状況を想定している。
スタンバイを指示した後、モニタ値Ｖが開始モニタ値Ｖｓ以上になると、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回の走査が行われる。そして、強い超音波による造影剤の消失で低下したモニタ値が急速にトリガーモニタ値Ｖｓ以上に回復する毎に、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査が行われる。従って、間欠走査の時間間隔Ｔｉは短くなる（例えばＴｉ＝１００ｍｓ）。

図５は、撮影部位に造影剤がほとんど流れ込まないような状況を想定している。
強い超音波による造影剤の消失で低下したモニタ値が最大送信間隔Ｔｓを経過してもトリガーモニタ値Ｖｓ以上に回復しないので、ほぼ最大送信間隔Ｔｓ毎に、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査が行われる（例えばＴｓ＝２ｓ）。

本発明の超音波走査方法および超音波診断装置によれば、間欠走査の開始タイミングや時間間隔を造影の状況に合わせて自動的に制御できる。

本発明の実施例１に係る超音波診断装置を示す構成図である。 モニタ値算出範囲の説明図である。 本発明の実施例１に係る超音波診断装置による間欠走査処理の手順を示すフロー図である。 撮影部位に造影剤が急速に流れ込むような状況における間欠撮影の開始タイミングおよび時間間隔を例示する説明図である。 撮影部位に造影剤がほとんど流れ込まないような状況における間欠撮影の時間間隔を例示する説明図である。

符号の説明

１ 超音波探触子
２ 送受信部
３ 信号処理部
４ ＤＳＣ
５ 表示部
６ 操作部
７ モニタ値算出部
８ 制御部
１００ 超音波診断装置

Claims (11)

1. 超音波探触子と、
   前記超音波探触子を用いて被検体内を走査する超音波走査手段と、
   走査により得られたデータに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、
   造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して生成した画像の全体または一部の画素の分散値をモニタ値として算出するモニタ値取得手段と、
   算出した前記モニタ値に基づいて造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を制御する制御手段と、
   間欠走査して生成した超音波画像を表示する超音波画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記制御手段は、モニタ値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の開始を制御することを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項２に記載の超音波診断装置において、
   前記制御手段は、モニタ値が開始モニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の第１回目の走査を行うことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項３に記載の超音波診断装置において、
   操作者の指示があった時のモニタ値に係数を乗算して開始モニタ値を算出する開始モニタ値算出手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項３に記載の超音波診断装置において、
   操作者が開始モニタ値を設定するための操作手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記制御手段は、モニタ値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の時間間隔を制御することを特徴とする超音波診断装置。
7. 請求項６に記載の超音波診断装置において、
   前記制御手段は、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値がトリガーモニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波診断装置。
8. 請求項７に記載の超音波診断装置において、
   操作者がトリガーモニタ値を設定するための操作手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の超音波診断装置において、
   前記制御手段は、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値が所定待機時間経過してもトリガーモニタ値以上に上昇しない時、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波診断装置。
10. 超音波探触子と、
    前記超音波探触子を用いて被検体内を走査する超音波走査手段と、
    走査により得られたデータに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、
    造影剤が消失しない程度の弱い超音波で短時間毎に走査して生成した画像の全体または一部の画素の分散値または平均輝度値をモニタ値として算出するモニタ値取得手段と、
    算出した前記モニタ値に基づいて造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査を制御する制御手段と、
    間欠走査して生成した超音波画像を表示する超音波画像表示手段とを具備した超音波診断装置であって、
    前記制御手段は、モニタ値に基づいて、造影剤が消失する程度の強い超音波による間欠走査の時間間隔を制御するとともに、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値がトリガーモニタ値以上に上昇した時に、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行い、造影剤が消失する程度の強い超音波による前回の走査で低下したモニタ値が所定待機時間経過してもトリガーモニタ値以上に上昇しない時、造影剤が消失する程度の強い超音波による走査を行うことを特徴とする超音波診断装置。
11. 請求項１０に記載の超音波診断装置において、
    操作者がトリガーモニタ値を設定するための操作手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置。

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