JP4128862B2 - 超音波撮影装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波撮影装置に関し、特に、造影剤を用いて撮影を行う超音波撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波撮影装置による造影撮影は、造影剤が発生する特有のエコー信号を利用することにより行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２７２７４１号公報（第３，６頁、図１，１１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
造影撮影によって得られた画像は、造影剤の集合状態のみを示し、体内の構造を示さないので、撮影部位の判別が困難になる。これは、記録した造影画像に基づいて診断を行う場合等に特に不便である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、造影撮影部位の判別が容易な超音波撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、対象の内部を超音波でスキャンしエコー信号に基づいて画像を生成する撮影手段と、前記撮影手段に造影撮影を行わせる制御手段と、前記撮影手段に造影撮影中に一時的にＢモード撮影を行わせる割り込み手段と、を具備することを特徴とする超音波撮影装置である。
【０００７】
本発明では、割り込み手段により、造影撮影中に撮影手段に一時的にＢモード撮影を行わせるので、造影画像に加えて体内構造を示す画像も得られる。このため、造影撮影部位の判別が容易となる。
【０００８】
前記割り込み手段は使用者の操作に応じて割り込みを行うことが、Ｂモード撮影を随意に行う点で好ましい。前記操作は専用キーの操作であることが、Ｂモード撮影を意識的に行う点で好ましい。前記操作は兼用キーの操作であることが、Ｂモード撮影を他の目的のキー操作に連動して行う点で好ましい。
【０００９】
前記兼用キーの操作はフリーズキーの操作であることが、フリーズに連動して行う点で好ましい。前記フリーズキーの操作はフリーズ開始操作またはフリーズ解除操作のうちの少なくともいずれかであることが、フリーズ開始操作またはフリーズ解除操作のうちの少なくともいずれかに連動して行う点で好ましい。
【００１０】
前記兼用キーの操作はシネキーの操作であることが、シネ記憶に連動して行う点で好ましい。前記シネキーの操作はシネ記憶開始操作またはシネ記憶終了操作のうちの少なくともいずれかであることが、シネ記憶開始操作またはシネ記憶終了操作のうちの少なくともいずれかに連動して行う点で好ましい。
【００１１】
前記撮影手段は、１音線あたり２回受信するエコー同士の重み付け加算によって得られた信号に基づいてＢモード画像を生成することが、低ＭＩの超音波によるＢモード撮影を効果的に行う点で好ましい。前記撮影手段は、１音線あたり２回受信するエコーのうち２回目に受信するエコーに基づいてＢモード画像を生成することが、高ＭＩの超音波によるＢモード撮影を効果的に行う点で好ましい。
【００１２】
【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。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に超音波撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。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。
【００１３】
図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２を有する。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ２は、使用者により対象４に当接して使用される。対象４の関心領域には血流を利用して造影剤４０２が供給されている。造影剤４０２としては、微小な気泡を主体とするものが用いられる。
【００１４】
超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。
【００１５】
送受信部６は、信号強度が小さな駆動信号を供給できるようになっている。信号強度は、それによって発生する超音波のメカニカルインデックス（ＭＩ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ）が、造影剤が破壊するＭＩを下まわるように設定されている。以下、そのような超音波を低ＭＩ超音波ともいう。低ＭＩ超音波は、低ＭＩ系の造影剤に対して用いられる。
【００１６】
送受信部６は、また、信号強度が大きな駆動信号を供給できるようになっている。信号強度は、それによって発生する超音波のＭＩが、造影剤が破壊するＭＩを上まわるように設定されている。以下、そのような超音波を高ＭＩ超音波ともいう。高ＭＩ超音波は、高ＭＩ系の造影剤に対して用いられる。
【００１７】
送受信部６は、例えば図２に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００１８】
送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図３に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６をｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００１９】
なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図４に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行える。
【００２０】
造影撮影においては、上記のようなスキャンが、１音線あたり２回の送受信によって行われる。低ＭＩ超音波を用いるときは、１回目と２回目で超音波の位相が１８０゜違えられる。高ＭＩ超音波を用いるときは、２回とも同位相とされる。
【００２１】
送受信部６はエコー処理部１０に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号は、エコー処理部１０に入力される。エコー処理部１０はエコー信号を処理して画像データを形成する。エコー処理部１０は、次のようにして、造影画像データおよびＢモード画像データを形成する。
【００２２】
まず、造影画像データの形成について説明すれば、低ＭＩの超音波を用いる場合は、１音線あたり２回受信するエコー同士の加算を行う。１回目のエコーと２回目のエコーは位相が互いに逆になるので、加算により基本波成分が相殺され第２高調波等の偶数調波成分だけが倍加されて得られる。偶数調波成分は造影剤特有のエコーであるから、このような処理により造影剤エコーが抽出され、それに基づいて造影画像データが形成される。
【００２３】
高ＭＩの超音波を用いる場合は、１音線あたり２回受信するエコー同士の減算を行う。１回目のエコーには造影剤の破壊にともなって発生するエコーが含まれ、２回目のエコーには造影剤がすでに破壊したことにより造影剤エコーは含まれない。したがって、減算により両エコーに共通に含まれるエコーすなわち体内組織からのエコーが相殺され、造影剤エコーだけを得ることができる。
【００２４】
次に、Ｂモード画像データの形成について説明すれば、低ＭＩの超音波を用いる場合は１音線あたり２回受信するエコーについて、それぞれの重みを変えて加算を行う。重みを変えることにより基本波成分は相殺されなくなるので、体内組織からのエコーを得ることができる。あるいは、いずれか１回分のエコーを利用するしてもよい。このような処理により組織エコーが抽出され、それに基づいてＢモード画像データが形成される。
【００２５】
高ＭＩの超音波を用いる場合は、２回目のエコーだけを利用する。２回目のエコーは、造影剤がすでに破壊したことにより体内組織からのエコーだけとなっている。なお、Ｂモード画像データは、通常のＢモード撮影を行って得るようにしてもよい。
【００２６】
エコー処理部１０は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、エコー処理部１０から入力されるデータに基づいて、画像を生成する。生成される画像は、造影画像またはＢモード画像である。
【００２７】
画像処理部１４は、図５に示すように、セントラル・プロセシング・ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｅｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１４０を有する。ＣＰＵ１４０には、バス（ｂｕｓ）１４２によって、メインメモリ（ｍａｉｎ ｍｅｍｏｒｙ）１４４、外部メモリ１４６、制御部インターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１４８、入力データメモリ（ｄａｔａ ｍｅｍｏｒｙ）１５２、ディジタル・スキャンコンバータ（ＤＳＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５４、画像メモリ１５６、および、ディスプレーメモリ（ｄｉｓｐｌａｙ ｍｅｍｏｒｙ）１５８が接続されている。
【００２８】
外部メモリ１４６には、ＣＰＵ１４０が実行するプログラムが記憶されている。外部メモリ１４６には、また、ＣＰＵ１４０がプログラムを実行するに当たって使用する種々のデータも記憶されている。後述のシネ（ｃｉｎｅ）画像も外部メモリ１４６に記憶される。
【００２９】
ＣＰＵ１４０は、外部メモリ１４６からプログラムをメインメモリ１４４にロード（ｌｏａｄ）して実行することにより、所定の画像処理を遂行する。ＣＰＵ１４０は、プログラム実行の過程で、制御部インターフェース１４８を通じて後述の制御部１８と制御信号の授受を行う。
【００３０】
エコー処理部１０およびドップラ処理部１２から音線ごとに入力された造影画像データおよびＢモード画像データは、入力データメモリ１５２にそれぞれ記憶される。入力データメモリ１５２のデータは、ＤＳＣ１５４で走査変換されて画像メモリ１５６に記憶される。画像メモリ１５６のデータはディスプレーメモリ１５８を通じて表示部１６に出力される。
【００３１】
画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示可能なＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅ）を用いたグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。
【００３２】
以上の送受信部６、エコー処理部１０、ドップラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。制御部１８には、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。制御部１８の制御の下で、Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。
【００３３】
制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は使用者によって操作され、制御部１８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）およびその他の操作具を備えている。
【００３４】
超音波プローブ２、送受信部６、エコー処理部１０、画像処理部１４および表示部１６からなる部分は、本発明における撮影手段の実施の形態の一例である。制御部１８は、本発明における制御手段の実施の形態の一例である。制御部１８および操作部２０からなる部分は、本発明における割り込み手段の実施の形態の一例である。
【００３５】
本装置の動作を説明する。図６に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）６０１で造影撮影が行われる。造影撮影は、低ＭＩ系の造影剤に対しては低ＭＩ超音波を用いて行われ、高ＭＩ系の造影剤に対しては高ＭＩ超音波を用いて行われる。
【００３６】
次に、ステップ６０３で、撮影終了か否かの判定が行われ、Ｎｏの場合は、ステップ６０５で、Ｂモード要求の有無が判定される。Ｂモード要求がないときはステップ６０１に戻る。
【００３７】
Ｂモード要求がなくかつ撮影終了でない間は、以上のステップ６０１〜６０５の処理が繰り返される。これによって、造影撮影が継続され、表示部１６に造影画像が表示される。造影画像は必要に応じてシネ画像として記憶される。シネ画像の記憶は例えば画像処理部１４の外部メモリ１４６等に行われる。
【００３８】
このような造影撮影の途中で、使用者は、必要に応じてＢモード要求を行う。Ｂモード要求は、例えば、操作部における専用のキーを操作することによって行われる。
【００３９】
Ｂモード要求が行われたとき、ステップ６０５でに判定に基づいてステップ６０７でＢモード撮影が行われる。Ｂモード撮影は、使用者がキーを押している間継続的に行われ、キーを離すと造影画像に戻る。
【００４０】
Ｂモード撮影は、前述したように、低ＭＩ超音波による撮影時には、１音線あたり２回のエコーを重み付け加算することによって行われ、高ＭＩ超音波による撮影時には、１音線あたり２回目のエコーを利用することによって行われる。
【００４１】
Ｂモード撮影によって、Ｂモード画像すなわち造影撮影を行っている部位の断層像が表示部１４に表示される。使用者はこの画像に基づいて撮影部位を確認することができる。このような、途中に適宜Ｂモード撮影を割り込ませた造影撮影が撮影終了まで行われる。
【００４２】
Ｂモード要求は、フリーズ（ｆｒｅｅｚｅ）キー操作に連動させるようにしてもよい。すなわち、造影撮影中に使用者が画像のフリーズ操作を行ったとき、それに連動してＢモード要求を発生させる。Ｂモード要求は、フリーズ開始操作もしくはフリーズ解除操作のいずれか、または、両方で行うようにしてもよい。このようにすれば、あらためてＢモード要求を出さなくても自動的にＢモード撮影が行われ、その画像がフリーズ画像とともに表示される。
【００４３】
Ｂモード要求は、また、シネキー操作に連動させるようにしてもよい。すなわち、造影撮影中に使用者がシネ画像の記憶操作を行ったとき、それに連動してＢモード要求を発生させる。Ｂモード要求は、シネ記憶開始操作もしくはシネ記憶停止操作のいずれか、または、両方で行うようにしてもよい。このようにすれば、あらためてＢモード要求を出さなくても自動的にＢモード撮影が行われ、その画像がシネ画像とともに記憶される。Ｂモード画像をともなうことにより、シネ画像を後で再生した場合でも撮影部位の確認が容易になる。
【００４４】
以上のようにして撮影されたＢモード画像は、造影画像に並べて常時表示するようにしてもよく、あるいは、表示色を変えて造影画像の背景として表示するようにしてもよい。これによって、撮影部位の把握をいっそう容易にすることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、造影撮影部位の判別が容易な超音波撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】音線走査の模式図である。
【図３】音線走査の模式図である。
【図４】音線走査の模式図である。
【図５】画像処理部のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【符号の説明】
２ 超音波プローブ
４ 対象
４０２ 造影剤
６ 送受信部
１０ エコー処理部
１４ 画像処理部
１６ 表示部
１８ 制御部
２０ 操作部

Claims (8)

1. 対象の内部を超音波でスキャンしエコー信号に基づいて画像を生成する撮影手段と、
   前記撮影手段に、造影撮影のためのスキャンを行わせ造影画像を生成させるか又はＢモード撮影のためのスキャンを行わせＢモード画像を生成させる制御手段と、
   低ＭＩ系の造影剤を用いて前記撮影手段が低ＭＩ系の前記造影撮影をしているときに、使用者によるフリーズキーの操作又はシネキーの操作に連動させて、一時的に、１音線あたり２回受信するエコー同士を重み付け加算して前記Ｂモード撮影を行わせる割り込み手段と、
   を具備することを特徴とする超音波撮影装置。
2. 対象の内部を超音波でスキャンしエコー信号に基づいて画像を生成する撮影手段と、
   前記撮影手段に、造影撮影のためのスキャンを行わせ造影画像を生成させるか又はＢモード撮影のためのスキャンを行わせＢモード画像を生成させる制御手段と、
   高ＭＩ系の造影剤を用いて前記撮影手段が高ＭＩ系の前記造影撮影をしているときに、使用者の操作に応じて、一時的に、１音線あたり２回受信するエコーのうち２回目に受信するエコーを用いる前記Ｂモード撮影を行わせる割り込み手段と、
   を具備することを特徴とする超音波撮影装置。
3. 前記操作は専用キーの操作である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影装置。
4. 前記操作は兼用キーの操作である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮影装置。
5. 前記兼用キーの操作はフリーズキーの操作である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の超音波撮影装置。
6. 前記フリーズキーの操作はフリーズ開始操作またはフリーズ解除操作のうちの少なくともいずれかである、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の超音波撮影装置。
7. 前記兼用キーの操作はシネキーの操作である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の超音波撮影装置。
8. 前記シネキーの操作はシネ記憶開始操作またはシネ記憶終了操作のうちの少なくともいずれかである、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項７に記載の超音波撮影装置。

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