JP4772402B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に係り、特に被検体と超音波プローブ間のオフセット量を調整する音響カプラを設けた超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波パルス反射法等の手法を用いて生体内の断層像などの画像を得るもので、近年、様々な医療分野で利用されている。このような超音波診断装置は、画像の解像度を高めるために、超音波プローブから放射される超音波ビームを生体内の所望の深さの撮影部位にフォーカスさせている。

この超音波プローブのフォーカスの一例を示した図８には、互いに直行するスキャン方向、スライス方向、及び深さ方向が示されている。超音波プローブ１２の圧電振動子１２−１から発生する超音波ビームＢが音響レンズ１２−２を介して深さ方向に位置する生体内に放射される。そして、超音波プローブ１２のスキャン方向とスライス方向における各フォーカスを被検体の所望の撮影部位に合わせることにより撮影される画像の解像度を高め、鮮明な画像を得ることができる。

ところで、圧電振動子１２−１がスキャン方向に一列に配置された一次元アレイ型の超音波プローブ１２では、図９（ａ）のスキャン方向の超音波ビームにより形成されるフォーカスＦ１は、複数の圧電振動子１２−１の各圧電振動子に対応した遅延回路の制御により設定され、深さ方向に対する位置を調整できるようになっている。

一方、図９（ｂ）のスライス方向における超音波ビームにより形成されるフォーカスＦ２では、音響レンズ１２−２の材質に依存した音速と曲率に依存した形状により設定され、音響レンズ１２−２ごとに深さ方向に沿って所定の領域に定められている。

従って、乳腺、甲状腺等のように体表面近傍の部位を診断する場合、フォーカスＦ２が音響レンズ１２−２の特性により定められていることから、診断部位から外れた診断部位よりも体表面から深い位置でフォーカスすることになり診断部位の画像の解像度が低下することがある。

このような場合、スライス方向のフォーカスＦ２は、超音波プローブ１２と体表面の間に超音波が伝播しやすい水袋などの超音波伝播媒体（音響カプラ）を介在させて被検体と超音波プローブ１２間のオフセットを設定することにより体表面近傍に調整している（例えば、特許文献１。）。一方、スキャン方向における超音波ビームのフォーカスＦ１は、遅延回路の制御により診断部位の深さに調整される。
実開平２−１４１４１９号公報

しかしながら、音響カプラに用いる水袋等では微調整が困難であり、また微調整ができる音響カプラであってもその操作が煩雑である問題がある。また、スライス方向におけるフォーカスの調整に合わせて、スキャン方向のフォーカスＦ１も画面に表示された画像を見ながら操作して調整する必要があり手間がかかる問題もある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、超音波プローブの超音波ビームにより形成されるフォーカスの調整が容易な超音波診断装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対して超音波の送受波を行う超音波プローブと、前記超音波プローブを駆動して前記被検体に対して超音波走査を行う送受信手段と、前記被検体と前記超音波プローブ間のオフセット量を連続的に調整するオフセット手段と、前記送受信手段からの受信信号に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データ生成手段により生成された前記画像データが表示される表示手段とを備え、前記オフセット手段は、超音波伝播媒体を介して前記超音波プローブがスライド可能に収納される音響カプラを有し、前記音響カプラに収納された前記超音波プローブをスライドさせることにより前記オフセット量を調整することを特徴とする。

本発明によれば、超音波プローブのスキャン方向及びスライス方向におけるフォーカスの調整を容易に行うことができ、迅速に解像度の高い画像を得ることができるので超音波診断における診断効率と診断精度の向上を図ることができる。

本発明の実施例を説明する。

以下、本発明の超音波診断装置の実施例を図１乃至図７を参照して説明する。

図１は、実施例の超音波診断装置の構成を示したブロック図である。この超音波診断装置１０は、被検体Ｐに対して超音波の送受波を行う超音波プローブ部１と、超音波プローブ部１を駆動して被検体Ｐに対して超音波走査を行う送受信部２とを備えている。

また、超音波診断装置１０は、送受信部２からの受信信号に対してＢモード画像データ、カラードプラ画像データなどの画像データ生成のための信号処理を行う信号処理部３と、信号処理部３において生成されたＢモード画像データ、カラードプラ画像データなどの画像データを記憶すると共に映像信号に変換する画像データ生成部５と、画像データ生成部５が出力したＢモード画像データ、カラードプラ画像データなどの映像信号を表示する表示部６とを備えている。

更に、超音波診断装置１０は、送受信部２の制御を行う送受信制御部４と、被検体Ｐの患者情報や各種コマンド信号を入力する操作部７と、これらのユニットを統括して制御するシステム制御部８とを備えている。

超音波プローブ部１は、被検体Ｐと超音波プローブ１２間の距離（オフセット）を設定するための音響カプラ部１１と、被検体Ｐに対して超音波の送受波を行う超音波プローブ１２とを備えている。

音響カプラ部１１は、超音波プローブ１２が収納される音響カプラ１５と、音響カプラ１５に収納された超音波プローブ１２をスライドさせてスライス方向のフォーカスの位置の調整を行うプローブ移動機構１３と、被検体Ｐに対する超音波プローブ１２の位置を検出する位置検出部１４とを備えている。

送受信部２は、繰返し周期を発生するレートパルス発生器２１と、超音波プローブ１２から送信する送信超音波の遅延時間を設定する送信遅延回路２２と、送信超音波を放射するための電圧パルスを発生するパルサ２３と、超音波プローブ１２の受信信号を増幅するプリアンプ２４と、受信信号の遅延時間を設定する受信遅延回路２５と、受信信号を加算する加算器２６とを備えている。

レートパルス発生器２１は、被検体Ｐに放射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを送信遅延回路２２に出力する。

送信遅延回路２２は、超音波プローブ部１の超音波プローブ１２において送信に使用される後述する圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な遅延回路から構成されており、送受信制御部４から指示されたタイミング信号に基づき遅延時間を可変設定し、その遅延時間をレートパルスに付加して送信チャンネル毎にパルサ２３に出力する。

パルサ２３は、送信に使用される超音波プローブ１２の圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な駆動回路を有しており、レートパルスを受けたタイミングで超音波プローブ１２に内蔵されたＮ個の圧電振動子を駆動し、被検体Ｐに対して送信超音波を放射するための電圧パルスを発生する。

プリアンプ２４は、圧電振動子と同数のＮチャンネルのプリアンプを備え、送受信制御部４の制御に基づき、圧電振動子によって電気信号に変換された微小な受信信号を所定の信号レベルに増幅し十分なＳ／Ｎを確保する。

受信遅延回路２５は、送信時と同一の遅延時間をプリアンプ２４の各出力信号に与えた後、加算器２６に出力する。

加算器２６は、受信遅延回路２５からのＮチャンネルの受信信号を加算して1つにまとめた後、信号処理部３に出力する。

送受信制御部４は、操作部７から入力された画像条件や超音波プローブ部１の位置検出器１４からの出力信号に基づいて、送受信部２の送信遅延回路２２、パルサ２３、プリアンプ２４などの制御を行う。

信号処理部３は、送受信部２において整相加算された受信信号を処理してＢモード画像データの生成を行うＢモード信号処理部３１と、上記受信信号を処理してカラードプラ画像データの生成を行うドプラ信号処理部３２とを備えている。

画像データ生成部５は、Ｂモード信号処理部３１から出力されるＢモード画像データ、ドプラ信号処理部３２から出力されるカラードプラ画像データなどの画像データを記憶する画像データ記憶部５１と、Ｂモード画像データ、カラードプラ画像データなどの画像データを映像信号へ変換するデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）５２とを備え、映像信号に変換された画像データは表示部６へ出力される。

表示部６は、ＣＲＴや液晶パネルなどのカラーモニタを備え、画像データ生成部５から出力されたＢモード画像データ、カラードプラ画像データなどの表示を行う。

操作部７は、操作パネル上に超音波プローブ部１の超音波プローブ１２の基準位置設定スイッチなどのスイッチ、キーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスと表示パネルを備え、被検体Ｐの患者名、患者ＩＤ、画像名、撮影部位等の入力、視野深度、超音波送受信周波数、画像の色調等の画像条件の設定、Ｂモード画像データ、カラードプラ画像データなどの画像データ収集モード等の設定、及び各種コマンド信号が入力される。

システム制御部８は、操作部７からの入力信号に基づいて送受信部２、信号処理部３、送受信制御部４、画像データ生成部５、表示部６などの各ユニットの制御、システム全体の制御を統括して行う。また、システム制御部８は、超音波プローブ部１の位置検出器１４からの入力信号に基づいて送受信制御部４の制御を行う。

図２は、超音波プローブ部１の音響カプラ部１１及び超音波プローブ１２の構成を示した図である。

音響カプラ部１１の音響カプラ１５は、超音波を伝播するための超音波伝播媒体１１−２と、超音波伝播媒体１１−２を収納する音響カプラケース１１−１と、音響カプラケース１１−１と連通する液溜めケース１１−１−４と、液溜めケース１１−１−４にスライド可能に保持された液溜め蓋１１−３とを備え、超音波プローブ１２と被検体Ｐの体表面Ｐ−１間のオフセットＯＦＦを設定するために設けられている。

音響カプラケース１１−１内には、超音波プローブ１２が収納配置されるとともに超音波伝播媒体１１−２を収納した超音波送受信室１１−１−１が形成されており、この超音波送受信室１１−１−１下部が液溜めケース１１−１−４内下部と連通している。

液溜めケース１１−１−４内には、超音波伝播媒体１１−２を収納した液溜め室１１−１−２が形成されており、この液溜め室１１−１−２が超音波送受信室１１−１−１と連通している。液溜め室１１−１−２の開口部は、スライド可能な液溜め蓋１１−３で閉塞されている。

液溜め蓋１１−３は、液溜め室１１−１−２内を収容部１１−３−１の内面とパッキング１１−３−３を介して液密に摺動するように構成され、突起部１１−３−２が液溜め室に設けた突起部と係合することで液溜め蓋１１−３が液溜めケース１１−１−４から外れるのを防止している。

音響カプラケース１１−１内に収納された超音波プローブ１２は、矢印Ｌ１或いはＬ２の方向へスライド可能に嵌め込まれている。

液溜め蓋１１−３は矢印Ｌ３或いはＬ４方向へスライド可能となっている。

音響カプラケース１１−１に設けられた超音波送受信面１１−１−３は、シリコーンゴムなどの薄膜でできており、超音波伝播媒体１１−２を介して超音波プローブ１２からの送信超音波を被検体Ｐに伝えると共に、被検体Ｐからの反射波を超音波伝播媒体１１−２を介して超音波プローブ１２に伝える。

超音波伝播媒体１１−２は、水等の生体組織とほぼ同じ密度の液体が使用される。

パッキング１１−３−３はゴムなどの材質からなり、超音波伝播媒体１１−２が液溜め室１１−１−２から外部へ漏れるのを防いでいる。

また、超音波プローブ１２にもゴムなどの材質からなるパッキング１２−３が取り付けられ、超音波伝播媒体１１−２が音響カプラケース１１−１から外部へ漏れるのを防いでいる。

そして、超音波プローブ１２のＬ１方向（或いはＬ２方向）へのスライドにより、超音波伝播媒体１１−２を介して圧力の伝達が行われ、液溜め蓋１１−３がＬ３方向（或いはＬ４方向）へスライドし、超音波送受信室１１−１−１の超音波伝播媒体１１−２の収納量変化を液溜めケース１１−１−４内で吸収する。

超音波プローブ１２は、超音波パルスの発信と受信を行う複数（Ｎ個）の圧電振動子１２−１と、スライス方向におけるフォーカスＦ２を設定する音響レンズ１２−２と、音響カプラ部１１の超音波送受信室１１−１−１からの超音波伝播媒体１１−２の漏れを防ぐパッキング１２−３と、プローブ移動機構１３に係合し超音波プローブ１２をスライドさせるためのラック１２−４と、送受信部２からの電圧パルスの受信と圧電振動子１２−１が受信した受信信号を送受信部２へ伝達するためのケーブル１２−５とを備えている。

圧電振動子１２−１は電気音響変換素子であり、超音波プローブ１２の先端部にスキャン方向にＮ個が１次元に配列され、送信時には電圧パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。そして、超音波画像の解像度や感度に大きな影響を与える超音波パルスの中心周波数は、この圧電素子の厚みによってほぼ決定される。

音響レンズ１２−２は、シリコーンゴムなどの材質でできており、超音波プローブ１２の圧電振動子１２−１の外側に取り付けられている。そして、音響レンズ１２−２の材質や曲率などの形状の設定により、超音波ビームＢにより形成されるスライス方向のフォーカスＦ２の深さ方向に対する位置が定まる。

従って、超音波プローブ１２をＬ１方向へスライドさせて音響カプラ部１１の破線で示す下死点まで下げたときの、超音波ビームＢ−１により形成される破線で示したフォーカスＦ２−１は、超音波プローブ１２のＬ１方向へのスライド距離と同じ距離だけ下方に移動する。

一方、フォーカスＦ１は、超音波プローブ１２のスキャン方向の図示しない超音波ビームにより形成され、超音波プローブ１２の圧電振動子１２−１に与える電圧パルスのタイミングを変えることにより深さ方向に対して可変設定される。

なお、超音波プローブ１２は、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、これらの超音波プローブの中から診断部位に応じて任意に選択されるが、以下ではリニア走査対応の超音波プローブ１２を用いた例について述べる。

図３は、音響カプラ部１１のプローブ移動機構１３及び位置検出器１４の構成を示した図である。図１及び図２をも参照して説明する。

プローブ移動機構１３は、音響カプラ１５に収納された超音波プローブ１２の位置を調整する調整摘み１３−１と、調整摘み１３−１と回転軸を同じくし調整摘み１３−１に固定された第１ピニオン１３−３と、第1ピニオン１３−３に係合している第２ピニオン１３−４と、調整摘み１３−１及び夫々のピニオンの回転軸の軸受けを支え、音響カプラケース１１−１に固定された移動機構ケース１３−２とを備えている。

そして、プローブ移動機構１３は、調整摘み１３−１の矢印Ｒ１方向への回動力を、第1ピニオン１３−３及び第２ピニオン１３−４を介して、第２ピニオン１３−４に係合した超音波プローブ１２のラック１２−４に伝達し、超音波プローブ１２を矢印Ｌ１或いはＬ２方向へスライドさせる。

このように、プローブ移動機構１３を設けることにより、超音波プローブ１２を移動して、被検体Ｐと超音波プローブ１２間のオフセット量を連続的に微調整することができる。

なお、第２ピニオン１３−４は、超音波プローブ１２のスライド量を位置検出器１４に伝達すると共に、超音波プローブ１２のスライド量を微調整するために設けられており、第1ピニオン１３−３よりも多くの歯数を有する。また、図示しないが第１ピニオン１３−３と第２ピニオン１３−４の間に第３ピニオンを設け、第１ピニオン１３−３と第２ピニオン１３−４のギア比を更に大きくして、超音波プローブ１２のスライド量をより微調整できるようにしてもよい。

位置検出器１４は、音響カプラ１５に収納された超音波プローブ１２の位置を検出するエンコーダと、その信号をシステム制御部８へ伝達するケーブル１４−１を備え、プローブ移動機構１３の第２ピニオン１３−４の回転軸に取り付けられている。

そして、位置検出器１４により検出される超音波プローブ１２の位置信号に基づいて、以下に説明する各ユニットの制御が行われる。

図２において、破線で示した下死点における超音波プローブ１２の音響レンズ１２−２面と超音波送受信面１１−１−３の外側の面間のオフセットＯＦＦ−１と、超音波伝播媒体１１−２の超音波減衰率を予め操作部７から設定する。

そして、超音波撮影では、まず音響カプラ１５に収納された超音波プローブ１２を破線で示した下死点にスライドさせた状態で、操作部７に設けた基準位置設定スイッチを押すことにより、超音波プローブ１２の基準位置が設定される。その基準位置設定操作により、超音波プローブ１２の基準位置における信号が位置検出器１４により検出され、システム制御部８がその検出信号を読み取り基準位置としてシステム制御部８の位置情報記憶エリアに記憶する。

次に、プローブ移動機構１３の調整摘み１３−１を回すことにより、位置検出器１４が超音波プローブ１２のＬ２方向へのスライド量を検出し、その検出信号をシステム制御部８が処理して基準位置とスライド位置間の例えば距離Ｄ０を算出し、更にその距離Ｄ０にオフセットＯＦＦ−１を加算したオフセットＯＦＦが算出され表示部６の画面の所定のエリアに表示される。

なお、オフセットＯＦＦの設定により距離Ｄ０の超音波伝播媒体１１−２を伝播するようになった送信超音波及び受信超音波の減衰の程度が、予め設定された超音波伝播媒体１１−２の超音波減衰率と位置検出器１４により検出された距離Ｄ０に基づき、システム制御部８により算出される。

そして、算出された減衰の程度に基づき、送受信制御部４が送受信部２のパルサ２３の出力電圧、プリアンプ２４のゲインなどの調整を行う。その調整によって、送受信部２は超音波プローブ１２からの受信信号を所定の信号レベルに増幅し十分なＳ／Ｎを確保することができる。また、その調整によって表示部６に表示される画像の輝度等も低下することなくほぼ一定に保たれる。

また、基準位置設定操作後の超音波プローブ１２のＬ２方向への距離Ｄ０のスライドによって、超音波プローブ１２と共に上方へ移動したスキャン方向のフォーカスは、Ｌ２とは逆のＬ１方向へ距離Ｄ０移動した位置、つまり超音波プローブ１２のスライド前と同じ位置に変更設定される。そのフォーカスの変更設定は、位置検出器１４により検出された距離Ｄ０に基づき送受信制御部４から送受信部２の送信遅延回路２２に指示されるタイミングの変更によって行われる。

図４は、超音波撮影の作業手順を示したフローチャートである。図５乃至図７を参照して説明する。

先ず、超音波診断装置１０の操作者が、被検体Ｐの患者名、患者ＩＤ、画像名、撮影部位等の入力、視野深度、超音波送受信周波数、画像の色調等の画像条件の設定、Ｂモード画像データ等の画像データ収集モード等の設定を行った後、操作部７から超音波撮影開始の入力を行うことにより（ステップＳ１）、超音波撮影が開始される。

次に、操作者は超音波プローブ部１の音響カプラ部１１におけるプローブ移動機構１３の調整摘み１３−１を操作し、図５（ｂ）に示すように超音波プローブ１２を音響カプラ１５の下死点（基準位置）に設定する（ステップＳ２）。そして、音響カプラ１５の超音波送受信面１１−１−３を被検体Ｐの所望の撮影部位の体表面Ｐ−１に当てることにより（ステップＳ３）、表示部６に図５（ａ）の画面５１が表示される。

ここで図５は、超音波撮影により表示部６に表示される画面の一例（ａ）とその画面に対応した超音波プローブ部１の状態を示した図（ｂ）である。

表示部６の画面５１には、被検体Ｐを例えばＢモード画像で撮影した画像５１−１、超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスＦ１−１に対応したＦ１マーカ５１−３、超音波プローブ１２のスライス方向のフォーカスＦ２−１に対応したＦ２マーカ５１−４などが表示される。

画像５１−１の深さ方向表示範囲Ｒは、超音波プローブ部１の深さ方向表示範囲Ｄに対応し、音響カプラ１５の超音波送受信面１１−１−３の体表面Ｐ−１側の面から予め操作部７から入力した視野深度までの範囲を表している。また、画像５１−１のスキャン範囲Ｓは、予め操作部７から設定した超音波プローブ１２のスキャン方向に対するスキャン範囲を表している。更に、画像５１−１の関心領域の画像５１−２は、関心領域ＲＩＯに対応し、被検体Ｐの所望の撮影部位を表している。

Ｆ１マーカ５１−３は、図示しない超音波ビームにより形成されるフォーカスＦ１−１の深さ方向に対する位置に対応し、操作部７からの上下移動操作によりフォーカスＦ１−１を深さ方向に上下移動させる機能を有する。そして、操作部７からＦ１マーカ５１−３を上下操作することにより、送受信制御部４がシステム制御部８から指示を受けて送信遅延回路２２の制御を行う。送信遅延回路２２は、その制御に基づき超音波プローブ１２の圧電振動子１２−１に与える電圧パルスのタイミングを変えてフォーカスＦ１−１を深さ方向に上下移動させる。

Ｆ２マーカ５１−４は、超音波ビームＢ−１により形成されるフォーカスＦ２−１の深さ方向に対する位置に対応している。そして、プローブ移動機構１３の移動操作による位置検出器１４からの位置信号に連動して深さ方向表示範囲Ｒを移動する。また、プローブ移動機構１３の移動操作により、超音波プローブ１２がスライドし、そのスライドと共にフォーカスＦ２−１が深さ方向に対して移動する。

なお、超音波プローブ１２におけるスライス方向のフォーカスＦ２−１は、音響レンズ１２−２の特性により定められているので、使用する超音波プローブごとに予め音響レンズ１２−２とフォーカスＦ２−１間の焦点距離を操作部７から設定しておくことにより、Ｆ２マーカ５１−４がフォーカスＦ２−１に対応付けられる。

そして、フォーカスＦ２−１は、例えば被検体Ｐの関心領域ＲＯＩよりも距離Ｄ２だけ体表面Ｐ−１から深い方に位置する。また、フォーカスＦ１−１は、予め操作部７から設定されたフォーカス位置を示し、例えば関心領域ＲＯＩよりも距離Ｄ１だけ深い方向に位置する。

従って、フォーカスＦ２−１及びフォーカスＦ１−１は、関心領域ＲＯＩよりも体表面Ｐ−１から深い位置にあるので、画像５１−１における関心領域の画像５１−２は、解像度が低く不鮮明になっている。

次に、操作者が、操作部７からの操作により、表示部６の画面５１に表示されたＦ１マーカ５１−３を上方に移動し関心領域の画像５１−２の位置に合わせた後（ステップＳ４）、操作部７の基準位置設定スイッチを押すことにより（ステップＳ５）、表示部６に図６（ａ）の画面５２が表示される。

図６は、超音波プローブ１２のスキャン方向におけるフォーカスの移動操作後の画面の一例（ａ）とその画面に対応した超音波プローブ部１の状態を示した図（ｂ）である。

表示部６の画面５２には、被検体Ｐの画像５１−１と同じ撮影部位を表す画像５２−１、超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスＦ１−２に対応したＦ１マーカ５２−３、フォーカスＦ２−１に対応したＦ２マーカ５１−４、超音波プローブ部１のオフセットＯＦＦ−１に対応したオフセット５２−５などが表示される。

画像５２−１の深さ方向表示範囲Ｒとスキャン範囲Ｓは、画像５１−１と同様の範囲に対応している。また、画像５２−１の関心領域の画像５２−２は、関心領域ＲＩＯに対応している。

Ｆ１マーカ５２−３は、図示しない超音波ビームにより形成されるフォーカスＦ１−２の深さ方向に対する位置に対応し、操作部７の操作により破線で示すＦ１マーカ５１−３を、実線で示した関心領域の画像５１−２と同じ位置になるまで上方に移動することにより表示部６の画面５２に表示される。

一方、フォーカスＦ１−２は、操作部７からの破線で示したＦ１マーカ５１−３の移動操作により、関心領域ＲＯＩまでと同じ深さのフォーカスＦ１−２の位置、つまり破線で示すフォーカスＦ１−１から体表面Ｐ−１の方へ距離Ｄ１だけ変更設定されたものである。

Ｆ２マーカ５１−４は、画面５１と同様の位置にあり、フォーカスＦ２−１の深さ方向に対する位置に対応している。

オフセット５２−５は、図示しない設定エリアと表示エリアからなり、各エリアにオフセットＯＦＦ−１に対応したオフセット量が表示される。オフセット５２−５の設定エリアに表示されるオフセット量は、操作部７からその数値を変更することができる。

そして、オフセット５２−５の設定エリアのオフセット量を変更することにより、フォーカスＦ１−２が、オフセット５２−５における設定エリアのオフセット量から表示エリアのオフセット量を差し引いた分だけ深さ方向に対して変更設定される。また、そのフォーカスの変更設定に対応して、画面５２上のＦ１マーカ５２−３も上下移動するようになっている。

なお、オフセット５２−５の設定エリアにおけるオフセット量変更設定機能は、数値入力によりフォーカスＦ１−２の位置調整が行われ、画面５２のＦ１マーカ５２−３よりもより定量的に微調整を行うことができるようになっている。

ここでは、表示部６の画面５１に表示されたＦ１マーカ５１−３をＦ１マーカ５２−３に移動して関心領域の画像５２−２の位置に合わせることにより、超音波プローブ１２のスキャン方向におけるフォーカスＦ１−１をフォーカスＦ１−２に設定し、関心領域ＲＯＩと同じ深さに設定することができる。そして、超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスを被検体Ｐの関心領域ＲＯＩに合わせることにより、関心領域の画像５１−２よりも高い解像度で関心領域の画像５２−２を表示することができる。

また、オフセット５２−５の設定エリアのオフセット量を変更することにより、超音波プローブ１２のスキャン方向におけるフォーカスＦ１−１の微調整を行うことができる。

次に、操作者がプローブ移動機構１３の移動操作を行い、表示部６の画面５２のＦ２マーカ５１−４を上方に移動させ関心領域の画像５２−２の位置に合わせることにより（ステップＳ６）、表示部６に図７（ａ）の画面５３が表示される。

図７は、超音波プローブ１２のスライス方向におけるフォーカス移動操作後の画面の一例（ａ）とその画面に対応した超音波プローブ１の状態を示した図（ｂ）である。

表示部６の画面５３には、超音波プローブ１２のスライス方向のフォーカスＦ２−２に対応したＦ２マーカ５３−４、超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスＦ１−３に対応したＦ１マーカ５２−３、被検体Ｐの撮影部位を表す画像５３−１、超音波プローブ部１のオフセットＯＦＦ−２に対応したオフセット５３−５などが表示される。

Ｆ２マーカ５３−４は、スライス方向の超音波ビームＢ−２により形成されるフォーカスＦ２−２の深さ方向に対する位置に対応し、破線で示すＦ２マーカ５１−４が超音波プローブ部１のプローブ移動機構１３の移動操作に連動して関心領域の画像５３−２の高さになるまで上方に移動したものである。従って、超音波プローブ１２は、プローブ移動機構１３の移動操作により、破線で示すフォーカスＦ２−１と関心領域ＲＯＩ間の距離Ｄ２だけ体表面Ｐ−１の方へスライドしたことになる。

Ｆ１マーカ５２−３は、スキャン方向の図示しない超音波ビームにより形成されるフォーカスＦ１−３の深さ方向に対する位置に対応し、画面５２と同様に関心領域の画像５３−２と同じ位置を保っている。

一方、フォーカスＦ１−３は、プローブ移動機構１３の移動操作により距離Ｄ２だけ上方へ移動した破線のフォーカスＦ１−２が、その移動操作により位置検出器１４で検出された移動距離に基づいて、移動距離と同じ距離Ｄ２だけ下方へ移動し、関心領域ＲＯＩと同じ位置に設定されたものである。

画像５３−１の表示範囲Ｒ−１は、表示範囲Ｄ−２に対応している。この表示範囲Ｄ−２は、前述の超音波プローブ１２の距離Ｄ２上方へのスライドと共に移動した深さ方向表示範囲Ｄ−１の上部から距離Ｄ２の範囲を除いたものである。深さ方向表示範囲Ｄ−１の上部から距離Ｄ２の範囲の画像は、被検体Ｐの体外の超音波伝播媒体１１−２などの不要部分に相当するので、不要部分を除いた表示範囲Ｄ−２が表示部６の画面５３に表示される。

また、画像５３−１の表示範囲Ｒ−１及びスキャン範囲Ｓ−１は、画面５２における画像５２−１の深さ方向表示範囲Ｄ及びスキャン範囲Ｓと同一サイズで構成されているので、スキャン範囲Ｓ−１はスキャン範囲Ｓよりも（表示範囲Ｄ−２／深さ方向表示範囲Ｄ）だけ狭い範囲になっている。

従って、表示部６に表示される画面５３の画像５３−１は、システム制御部８が位置検出器１４により出力された距離Ｄ２の移動信号に基づき、画像５２−１よりも（深さ方向表示範囲Ｄ／表示範囲Ｄ−２）だけ拡大表示される。従って、画像５３−１の関心領域の画像５３−２も、画像５３−１と同様に画像５２−１の関心領域の画像５２−２よりも拡大表示される。

オフセット５３−５は、図６（ａ）のオフセット５２−５と同様に図示しない設定エリアと表示エリアからなる。そして、オフセット５３−５の設定エリアには、オフセット５２−５の設定エリアのオフセットにオフセットＯＦＦ−２を加算した値が変更可能に表示される。また、オフセット５３−５の表示エリアには、オフセットＯＦＦ−２に対応したオフセットが表示される。

ここでは、プローブ移動機構１３における超音波プローブ１２の移動操作により、超音波プローブ１２のスライス方向におけるフォーカスを被検体Ｐの所望の関心領域ＲＯＩに合せることができる。

また、その移動操作により位置検出器１４で検出された移動信号に基づいて、超音波プローブ１２のスキャン方向におけるフォーカスも関心領域ＲＯＩに合うように調整されるので、図６（ａ）の関心領域の画像５２−２よりも高い解像度で関心領域の画像５３−２を表示することができる。

更に、その移動操作により位置検出器１４で検出された超音波プローブ１２の位置信号に基づいて、表示部６の画面に表示される画像５３−１は、被検体Ｐの体外を除いた画像を表示することができる。

また、オフセット５３−５の表示エリアのオフセット及び設定エリアに表示或いは変更設定された夫々のオフセットを記録しておくことにより、再診時に、被検体Ｐの関心領域ＲＯＩの画像を容易に再現することができる。

以上述べた本発明の実施例によれば、被検体Ｐと超音波プローブ１２間に設けた音響カプラ１５とプローブ移動機構１３によりオフセット量を連続的に微調整することができるので、超音波プローブ１２のスライス方向のフォーカスを被検体Ｐの関心領域に迅速に且つ容易に設定することができる。

また、プローブ移動機構１３の操作により位置検出器１４からの超音波プローブ１２の位置信号に基づいて、超音波プローブ１３のスライス方向のフォーカスの深さ方向に対応したマーカが画面に表示されるので、スライス方向のフォーカスを被検体の関心領域に迅速に且つ容易に設定することができる。

そして、超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスを前もって被検体Ｐの関心領域に設定しておくことにより、その後のスキャン方向におけるフォーカスは、プローブ移動機構１３の操作により位置検出器１４から検出された超音波プローブ１２の位置信号に基づいて被検体Ｐの関心領域に設定されるので、被検体Ｐの関心領域の画像を迅速に高い解像度で表示部６に表示することができる。

また、プローブ移動機構１３の操作により位置検出器１４から検出された超音波プローブ１２の位置信号に基づいて表示部６の画面に表示される変更可能なオフセット量により、超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスの深さ方向に対する位置を微調整することができる。

更に、プローブ移動機構１３の操作により位置検出器１４から検出された超音波プローブ１２の位置信号に基づいて、被検体の体外の不要な部分が除かれた画像が表示部６に表示されるので、画像からの誤読を未然に防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば基準位置設定操作により超音波プローブ１２のスキャン方向のフォーカスの深さ方向に対する位置をスライス方向のフォーカスと同じ位置に設定させることにより、基準位置設定操作後のスライス方向のフォーカスが関心領域に設定された時に、位置検出器１４から検出される超音波プローブ１２の位置信号に基づいて、スキャン方向のフォーカスを関心領域に変更設定することができる。これにより、図４のステップＳ４における操作部７のスキャン方向のフォーカスを調整する操作を省略できるので、被検体Ｐの関心領域の画像をより迅速に表示部６に表示することができる。

また、二次アレイ型の超音波プローブを用いた超音波診断装置においても、超音波プローブのフォーカスの設定範囲を拡大することができる。

本発明の実施例に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 本発明の実施例に係る超音波プローブ部の音響カプラ部と超音波プローブの構成を示す図。 本発明の実施例に係る超音波プローブ部のプローブ移動機構と位置検出器の構成を示す図。 本発明の実施例に係る超音波撮影の作業手順を示すフローチャート。 本発明の実施例に係る超音波撮影により表示される画面の一例とその画面に対応した超音波プローブ部の状態を示す図。 本発明の実施例に係る超音波プローブのスキャン方向におけるフォーカスの移動操作後の画面の一例とその画面に対応した超音波プローブ部の状態を示す図。 本発明の実施例に係る超音波プローブのスライス方向におけるフォーカスの移動操作後の画面の一例とその画面に対応した超音波プローブ部の状態を示す図。 背景技術に係る超音波プローブの超音波ビームにより形成されるフォーカスの一例を示す図。 背景技術に係る超音波プローブのスキャン方向及びスライス方向の超音波ビームにより形成される各フォーカスを示す図。

符号の説明

Ｐ 被検体
１ 超音波プローブ部
２ 送受信部
３ 信号処理部
４ 送受信制御部
５ 画像データ生成部
６ 表示部
７ 操作部
８ システム制御部
１０ 超音波診断装置
１１ 音響カプラ部
１２ 超音波プローブ
１３ プローブ移動機構
１４ 位置検出器
１５ 音響カプラ

Claims (8)

1. 被検体に対して超音波の送受波を行う超音波プローブと、
   前記超音波プローブを駆動して前記被検体に対して超音波走査を行う送受信手段と、
   前記被検体と前記超音波プローブ間のオフセット量を連続的に調整するオフセット手段と、
   前記送受信手段からの受信信号に基づいて、画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記画像データ生成手段により生成された前記画像データが表示される表示手段とを備え、
   前記オフセット手段は、超音波伝播媒体を介して前記超音波プローブがスライド可能に収納される音響カプラを有し、前記音響カプラに収納された前記超音波プローブをスライドさせることにより前記オフセット量を調整することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記オフセット手段は、前記音響カプラに収納された前記超音波プローブをスライドさせるプローブ移動手段及びこのプローブ移動手段によりスライドされた前記超音波プローブの位置を位置情報として検出する位置検出手段を有し、
   前記オフセット量の情報は、前記位置検出手段により検出された前記位置情報であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記オフセット量の情報に基づいて前記超音波プローブのスキャン方向におけるフォーカスを設定するフォーカス設定手段を有することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記送受信手段は、前記超音波プローブから送信する前記超音波の遅延時間を設定する送信遅延手段を有し、
   前記フォーカス設定手段は、前記送信遅延手段を制御して前記超音波プローブのスキャン方向におけるフォーカスを設定するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記表示手段に、前記画像データ生成手段により生成された前記画像データの前記オフセット量に対応する範囲の画像データが除かれて表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置。
6. 前記表示手段に、前記画像データと共に前記超音波プローブのスライス方向のフォーカスの深さ方向に対応したマーカが表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超音波診断装置。
7. 前記表示手段に、前記オフセット手段により設定された前記オフセット量が表示されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の超音波診断装置。
8. 前記音響カプラは、前記超音波プローブ及び前記超音波伝播媒体が収納された音響カプラケースと、
   この音響カプラケースと連通する前記超音波伝播媒体が収納された液溜めケースと、
   この液溜めケースにスライド可能に保持され、前記液溜めケースに設けられた開口部を閉塞する液溜め蓋とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置。

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