JP6012941B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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まず、第1の実施形態を説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置100の構成を説明するための図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置100は、超音波プローブ1と、モニタ2と、入力部3と、装置本体10とを備える。
上述したように、第1の実施形態によれば、同一走査線上にて位相極性を反転させて繰り返し行われる2回1セットの超音波送受信を、同一走査線上にて複数セット行うので、深部の感度を適切に向上させることができる。すなわち、第1の実施形態によれば、超音波パルスの周波数を下げる必要がなく、空間分解能が下がるおそれがない。また、第1の実施形態によれば、ハーモニックイメージングモードにて動作する場合に適用することができるので、アーチファクト軽減の効果を得ることができる。このように、第1の実施形態によれば、画質を維持したまま深部の感度を改善することができる。
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態において、超音波診断装置100は、位相極性を反転させて繰り返し行われる2回1セットの超音波送受信を複数セット行うものであった。このような超音波送受信を行う場合、1走査線あたりの超音波送受信の回数が増えるので、1フレームの画像を生成する反射波データの収集時間がその分増えることになり、フレームレートは低下する。超音波送受信の回数によってはフレームレートが極端に低下する場合もある。
上述したように、第2の実施形態によれば、1セットの超音波送受信を行う通常モードと、複数セットの超音波送受信を行うブーストモードとを切り替えて、超音波送受信を行うので、必要に応じてブーストモードに切り替えることができ、フレームレートの低下を抑制することが可能になる。
さて、これまで、第2の実施形態に係る超音波診断装置100として、通常モードとブーストモードとを切り替える機能を備えるものを説明してきた。また、この切り替えの機能として、操作によって切り替えられる場合と、予め設定されたタイミングで自動で切り替えられる場合とを説明してきた。また、表示の機能として、各モードによる表示を個別に行う場合と、両モードによる表示を同時に行う場合とを説明してきた。これらの機能は、任意に選択したり、組み合わせることが可能である。更に、以下に説明する追加機能を任意に選択したり、組み合わせることも可能である。
第2の実施形態においては、通常モードとブーストモードとの自動切替について、予め設定されたタイミングで自動で切り替える手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。操作者が画像の感度を上げようとする場合、操作者は、超音波プローブ1をその位置で固定し、また、被検体Pに呼吸を停止させることが多い。そこで、第2の実施形態に係るモード切替制御部17aは、例えば、「画像の変化が少なくなったこと」や「超音波プローブ1の動きが少なくなったこと」を検出し、これらを検出したことを契機として自動でブーストモードに切り替えてもよい。具体的には、モード切替制御部17aは、反射波データを用いて解析される対象領域内の変化、又は、磁気センサーを超音波プローブ1に付加することで超音波プローブ1の動きを検出し、検出した対象領域内の変化、又は、検出した動きに基づいて、通常モードからブーストモードに切り替える。
第2の実施形態においては、画像の全領域にブーストモードを適用する手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。画像の一部領域のみにブーストモードを適用し、その他の領域には通常モードを適用してもよい。この場合、フレームレートの低下を抑制することが可能になる。
また、第2の実施形態において、モードの切替と連動して、画像をフリーズしたり、
保存してもよい。例えば、制御部17は、モード切替制御部17aによってブーストモードに切り替えられたことを契機として、画像処理部15によって生成され、モニタ2に出力される画像を、一時停止(フリーズ)してもよい。また、例えば、制御部17は、保存制御部(図示を省略)を備える。保存制御部は、モード切替制御部17aによってブーストモードに切り替えられたことを契機として、画像処理部15によって生成された画像を画像メモリ16に保存させてもよい。S/N比の高い画像を収集するときには、操作者がその画像をフリーズして観察することや、その画像を保存することが多いので、このように、モードの切替と画像のフリーズや保存とを連動させることで、高画質の画像を効率的に取得、保存することが可能になり、検査の効率も向上する。
次に、第3の実施形態を説明する。第1の実施形態又は第2の実施形態において、位相極性を反転させて繰り返し行われる2回1セットの超音波送受信を行うセットの数は、予め設定された送受信セット数を用いたり、操作者による送受信セット数の入力を受け付けるなどして決定されたものであった。この点、第3の実施形態に係る超音波診断装置100は、フレーム同士の相関や同一走査線上のビーム同士の相関を算出し、生体や超音波プローブ1の動きを検出することで、その時々の状況に応じた最適な送受信セット数を自動で決定する。
上述したように、第3の実施形態によれば、送受信セット数を自動で決定することができるので、検査のスループットが向上する。また、その時々の動きの状況に応じて送受信セット数を最適化することができるので、診断能の向上にも寄与する。
上述したように、セット数決定部17bによる送受信セット数の決定処理は、予め設定された閾値、関係式、テーブルなどを用いて行われる。そこで、超音波診断装置100は、これらの閾値、関係式、テーブルなどの変更を受け付けるためのUI(User Interface)を備えてもよい。また、超音波診断装置100は、これらの閾値、関係式、テーブルなどの変更を受け付けたことを契機として、セット数決定部17bによる決定処理(図12におけるステップS205〜S207)が行われるように制御してもよい。
また、第3の実施形態においては、セット数決定部17bが、プリスキャンによって収集された反射波データを解析することで対象領域内の動きを検出する手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、磁気センサーを超音波プローブ1に付加して超音波プローブ1の動きを検出してもよい。
以上、第1、第2、第3の実施形態を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、第1の実施形態において説明した機能、第2の実施形態において説明した機能、第3の実施形態において説明した機能は、それぞれ、他の実施形態に係る超音波診断装置100にも同様に適用することができる。また、複数の機能を列挙して説明したが、一部を選択して備えることも、全てを備えることもできる。
上述した第2、第3の実施形態においては、2種類のモード(通常モード及びブーストモード)を切り替える手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、3種類以上のモードを切り替えてもよい。例えば、通常モードと、送受信セット数が異なる2種類以上のブーストモードとを切り替えてもよい。
また、上述した第1、第2、第3の実施形態においては、ハーモニックイメージングモードで動作する場合を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、通常のBモードで動作する場合や、CDI(特にTDI)モードで動作する場合などにも、同様に適用することができる。この場合、超音波診断装置は、送受信部と、加算部と、画像生成部とを備える。送受信部は、画像の生成に必要な反射波データを受信するために行われる超音波送受信を、同一走査線上にて複数回行う。加算部は、超音波送受信の結果受信された複数回分の反射波データを加算する。画像生成部は、加算された複数回分の反射波データを用いて画像を生成する。例えば、送受信部は、同一のスキャン条件による超音波送受信を、同一走査線上にて4回行う。加算部は、同一走査線上にて受信された4回分の反射波データを加算し、画像生成部は、加算された4回分の反射波データを用いて画像を生成する。また、極性判定手法のハーモニックイメージングで動作する場合に限られず、フィルタ法のハーモニックイメージングなどで動作する場合にも、同様に適用することができる。
また、超音波診断装置が、2次元の画像を生成する場合に限られず、3次元の画像を生成する場合にも、同様に適用することができる。また、造影検査の場合にも適用することができる。この場合、音圧を上げることなく、深部の感度を向上させることができる。また、造影検査の場合、超音波診断装置は、切り替えと同時に音圧を調整することで、造影効果を更に向上させることができる。例えば、超音波診断装置は、ブーストモードにて超音波送受信を行う際に、併せて音圧を下げる制御を行うことで、バブルの破壊などを抑制し、造影効果を更に向上させることができる。
11 送受信部
15 画像処理部
Claims (17)
- 送信する超音波の極性が互いに異なり、同一走査線に関する2回の超音波送受信を1セットとして、予め設定された第1のセット数で超音波送受信を行なう第1モード、又は予め設定され、前記第1のセット数とは異なる第2のセット数で、前記第1モードにおける空間分解能を維持するように超音波送受信を行なう第2モードでの超音波送受信を、超音波プローブに実行させる送受信部と、
前記第1モード又は前記第2モードでの超音波送受信により得られた同一走査線に関する複数の反射波データを加算して、当該反射波データに含まれる基本波成分を相殺する加算部と、
前記加算部による加算結果を用いて画像を生成する画像生成部と、
前記第1モードと、前記第2モードとを切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記送受信部によって行われる超音波送受信のセットの数の変更に応じて、アンプ回路において受信される反射波信号を増幅するゲイン値を変更することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記送受信部によって行われる超音波送受信のセットの数が多いほど、前記ゲイン値が小さくなるように変更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。
- 前記制御部は、反射波データを用いて解析される対象領域内の変化又は超音波プローブの動きを検出し、検出した対象領域内の変化、又は、検出した動きに基づいて、前記第1モードから前記第2モードに切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 対象領域内に生じた動きを検出し、検出した動きに基づいて、超音波送受信を行うセットの数を決定する決定部を更に備え、
前記送受信部は、前記決定部によって決定されたセットの数に従って、超音波送受信を前記超音波プローブに実行させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の超音波診断装置。 - 前記決定部は、画像を生成するためのスキャンとは別に行われた動きを検出するためのスキャンにて受信された反射波データを解析することで動きを検出する、又は、既に行われた画像を生成するためのスキャンにて受信された反射波データを解析することで動きを検出する、又は、スキャン中に受信された反射波データを該スキャン中に解析することで動きを検出することを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記決定部は、所定のスキャン条件が変更されたことを契機として、対象領域内に生じた動きを検出し、検出した動きに基づいて、超音波送受信を行うセットの数を決定することを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記決定部によって検出される動きが所定の閾値を下回ることを契機として、前記画像生成部によって生成された画像を記憶部に保存させることを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記決定部によって検出される動きが所定の閾値を下回ることを契機として、前記画像生成部によって生成された画像を一時停止して表示するように制御することを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部によって前記第2モードに切り替えられた場合に、該第2モードであることを示す情報を画像とともに表示するように制御する表示制御部を更に備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記第2モードに切り替えたことを契機として、前記画像生成部によって生成された画像を記憶部に保存させることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記第2モードに切り替えたことを契機として、前記画像生成部によって生成された画像を一時停止して表示するように制御することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記第1モード時に生成される画像と前記第2モード時に生成される画像とを並列表示することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、対象領域内の一部領域を前記第2モードに切り替え、該一部領域を除く他の領域を前記第1モードとすることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、入力部を介して行なわれた単一の操作により、前記第1モードと前記第2モードを切り替えることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記第1のセット数は、1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。
- 送信する超音波の極性が互いに異なり、同一走査線に関する2回の超音波送受信を1セットとして、予め設定された第1のセット数で超音波送受信を複数の走査線それぞれで行なう第1モード、又は予め設定され、前記第1のセット数とは異なる第2のセット数で超音波送受信を前記複数の走査線それぞれで行なう第2モードでの超音波送受信を、超音波プローブに実行させる送受信部と、
前記第1モード又は前記第2モードでの超音波送受信により得られた同一走査線に関する複数の反射波データを加算して、当該反射波データに含まれる基本波成分を相殺する加算部と、
前記加算部による加算結果を用いて画像を生成する画像生成部と、
前記第1モードと、前記第2モードとを切り替える制御部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
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