JPH02246954A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波振動子から被検体に対し超音波を送受
波し、これにより得られるエコー信号を検出しこの検出
信号をＴＶスキャン変換して超音波診断情報をＴＶ表示
部に表示する超音波診断装置に関する。

（従来の技術）。

超音波診断装置において、超音波断層像は次のようにし
て得られる。すなわち複数の超音波振動子を併設してな
るアレイ型超音波探触子を用い、リニア電子スキャンで
あれば、超音波振動子の複数個を１単位としてこの１単
位の超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの
送波を行なう。

すなわち例えば順次１振動子分つづピッチをずらしなが
ら１単位の素子の位置が順次順々に変わるようにして励
振してゆくことにより、超音波ビームの送波点を電子的
にずらしてゆく方法である。

そして超音波ビームがビームとして集束するように、励
振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置するも
のと側方に位置するものとでその励振タイミングをずら
す。これによって生じる超音波振動子の各発生音波の位
相差を利用して反射される超音波を集束させる。そして
励振した振動子と同一振動子により反射超音波を受波し
電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報を断層
像としてＣＲＴ等のＴＶ表示部に画像表示する。

一方、セクタスキャンであれば、励振される１単位の超
音波振動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波
ビーム１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子
の励振タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆく
ものである。すなわちこのセクタスキャンによれば、異
なる遅延時間ｔｌ、ｔ２・・・ｔｎを有する送信パルス
がパルス発生器から送信遅延線、バルサを介して探触子
の各振動子に入力され、各振動子から遅延時間ｔｌ。

ｔ２・・・ｔｎだけ遅れて超音波が送波される。つまり
これらの超音波の波面は合成され、被検体に向けて超音
波ビームが送波される。そして超音波ビームが前記被検
体に当たると、反射されてエコー信号が前記探触子の各
振動子に遅延時間ｔｌ。

ｔ２・・・ｔｎで受波される。そしてこのエコー信号は
増幅され、受信遅延線により前記遅延時間ｔｌ。

ｔ２・・・ｔｎと逆のパターンを有する遅延時間ｒｌ。

ｒ２・・・「ｎが与えられる。かくしてこれらの遅延信
号が加算され、ＴＶ表示部に前記被検体の断層像が得ら
れる。

以上のようなリニア、セクタスキャンの他に振動子を走
査機構に取付け、走査機構を運動させることにより超音
波走査を行なう機械式走査もある。

また最近の超音波診断装置においては、前記エコー信号
を補正する感度補正器が設けられている。

例えばセクタスキャンの場合、被検体の診断部位深さ方
向すなわち第５図に示すセクタスキャンの深さ方向に対
して前記感度補正器は、感度つまりＧＡＩＮが大きくな
るように調整されている。

感度補正器は、５ｅｎｔｉｂｌｔｙ　　ＴｉＩＩｅ　Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　　（以下５ＴＣ）ＶＲにより行なうこと
ができる。すなわちエコー信号は、診断部位が深くなる
に従って微弱信号となるので、エコー信号を前記感度補
正器の５ＴＣＶＲによりＧＡＩＮ補正し、補正されたエ
コー信号を一定振幅に調整できる。また被検体の診断部
位すなわち第５図に示すセクタスキャン方位方向に対す
るエコー信号の感度補正にあっては、図示の如く中央よ
りも側方にゆくに従って高く補正されている。

（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、従来の超音波診断装置にあっては、次のよう
な問題がある。すなわち前記セクタスキャン方位方向の
対する感度補正器は、装置側で一定値に決定されており
、診断条件例えば診断部位、スキャン方式等の相違によ
り術者が任意に設定できないという問題があった。

また方位方向に対し感度が適切に補正されないと、次の
ような問題がある。

第６図は生体内の血管壁の画像を表示しながら斜めスキ
ャンした場合の画像表示を示す概略図である。なお第６
図（ａ）〜（ｆ）までの画像条件例えばＧＡＩＮ等は同
−設定とする。同図において、（ａ）〜（Ｃ）の順に斜
めスキャンの振り角が大きくなっている。この＜ａ＞〜
（Ｃ）においては、超音波ビームＡｌ−Ａ３に対して斜
めになっている血管壁を見た場合、（ｃ）における血管
壁Ｋ　ｌｃ、　Ｋ　２ｅがはっきり表示され、（ａ）に
おいては血管壁Ｋｌａ、に２ａのつながりが悪く、（ｂ
）においては血管壁Ｋｌｂ、　Ｋ２ｂが僅かながらつな
がりがあると判明できる。さらに（ｄ）〜（ｆ）の画像
は、前記（ａ）〜（ｃ）の診断部位に対し異なる診断部
位を斜めスキャンしたものであり、振り角は前記（ａ）
〜（Ｃ）に対応している。（ｄ）〜（ｆ）で、振動子面
りと平行な血管壁を見た場合、（ｄ）における血管壁に
３ｄが明瞭に表示されている。

以上のことからもわかるように、超音波ビームＡ１〜Ａ
３の振り角ではなく、超音波ビームと血管壁とのなす角
度により、画像の輝度すなわち感度が変化することがわ
かる。すなわち超音波ビームと血管壁とのなす角度が直
交するほど画像の輝度がよくなるということがわかる。

この理由は、次のように説明できる。エコー信号は、超
音波ビームと反射体例えば血管壁等が直交する場合には
、反射の法則により大部分が前記各振動子に反射されて
くるので、大振幅が得られる。

しかしながら、超音波ビームと血管壁等が直交しない場
合にあっては、反射されたエコー信号は、同一振動子に
はあまり戻ってこない。このためエコー信号の振幅が微
弱になり、ＴＶ表示部に表示した場合には輝度がなくな
り、その部分が不連続となってしまう。すなわち連続し
て表示されるべき血管壁等のつながりが悪化するという
問題があった。

そこで本発明の目的は、方位方向にあっても適切に感度
補正でき、画像が連続して表示でき、これにより良好な
画質の断層像を得、しかも術者の操作負担を軽減し得る
超音波診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。すなわち本発明は、探触子から被検
体に対し超音波を送受波し、これにより得られるエコー
信号を検出しＴＶスキャン変換して超音波診断情報をＴ
Ｖ表示部に表示する超音波診断装置において、前記超音
波送信方向と前記被検体内の血管壁とのなす角度により
被検体から反射される前記エコー信号が変化する際、前
記被検体の診断方位方向に対して設定され前記エコー信
号の変化を相殺するように可変調整できる複数の可変素
子、この各可変素子からの各信号を順次切換選択する切
換手段を備えた方位方向感度補正手段と、この方位方向
感度補正手段の前記切換手段を切換制御しこの各切換信
号を前記エコー信号に加算し略一定振幅の補正エコー信
号を得るように制御する制御手段と、備えたものである
。

また前記ＴＶ表示部に表示された画像のうち特定の関心
領域を指定するとこの関心領域内に含まれるエコー信号
の最大値を検出する検出手段と、この検出手段からの最
大値に基き前記被検体の診断深さ方向および方位方向に
対し利得を補正して前記関心領域内の全てのエコー信号
を略一定振幅にさせる制御手段と、を備えたものである
。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。被検体から反射され方位方向に振幅変化したエ
コー信号に、方位方向に対して設定された各抵抗からの
各信号が切換手段を介して加算されると、前記エコー信
号の変化を相殺するように感度補正されるので、略一定
振幅の補正エコー信号が得られる。その結果、連続して
なめらかな血管壁等の画像が得られ、これにより良好な
画質の断層像が得られ、しかも術者の操作負担を軽減で
きる。また深さ方向に対して感度補正する手段と前記方
位方向感度補正手段を組合せ用いれば、さらに良好な断
層像が得られる。

また関心領域のエコー信号の最大値に基き関心領域に含
まれる全てのエコー信号の振幅が診断深さ方向および方
位方向に対して一定になるので、連続してなめらかな血
管壁等が表示でき、最適な断層像が得られる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略構成図、第２図はリニアスキャンにおける深さ方向
および方位方向に対する感度補正を示す図である。本実
施例が特徴とするところは、第２図に示すリニアスキャ
ンの超音波送信方向Ａと被検体内の血管壁例えばＰＬ、
Ｐ２．Ｐ３とのなす角度により被検体から反射される前
記エコー信号が変化する際、前記被検体の診断方位方向
Ｂに対して設定され前記エコー信号の変化を相殺するよ
うに可変調整できる複数の可変素子としての抵抗値設定
器１１．　この抵抗値設定器１１の各抵抗からの各信号
を順次切換選択するスイッチ１２を備えた方位方向感度
補正手段としての方位方向感度補正器１０と、この方位
方向感度補正器ｌＯの前記スイッチ１２を切換制御しこ
の各切換信号を前記エコー信号に加算し略一定振幅の補
正エコー信号を得るように制御する制御手段としてのコ
ントローラ１５と、を設けた点にある。前記抵抗値設定
部１１は、並列接続され且つ一端から電源Ｖの電源供給
を受ける複数の抵抗Ｒ１−Ｒｎ、　　この複数の抵抗Ｒ
１〜Ｒｎの他端と大地との間に接続される接地抵抗ｒｌ
からなる。各抵抗Ｒ１−Ｒｎは接点Ｓ１〜Ｓｎをそれぞ
れ独立に摺動でき、各抵抗を自由自在に可変できるもの
となっている。この各抵抗Ｒ１−Ｒｎの適切な設定によ
り第２図（ｃ）に示す方位方向に対する各サンプリング
点におけるＧＡＩＮ（利得）を調整できるものとなって
いる。

スイッチ１２は、前記抵抗設定器１１の複数の抵抗Ｒ１
−Ｒｎに対応するだけの複数の入力接点Ｑ１〜Ｑｎ、出
力接点Ｔ１を有し、前記コントローラ１５からの超音波
ラスクアドレス信号を入力し入力接点Ｑｌ−Ｑｎを順次
切換選択するものとなっている。またコントローラ１５
は、Ｂモード検出部４からの検波されたエコー信号ｓｌ
、固定増幅器６からの一定信号Ｓ２．深さ方向感度補正
器７からの第２図（ａ）に示す深さ方向に対する感度補
正信号Ｓ３および方位方向感度補正器ＩＯからの方位方
向に対する補正感度信号ｓ４を演算器５で演算制御する
ものとなっている。

次にこのように構成された実施例の作用を図面を参照し
て説明する。超音波探触子ｌは、送受波回路２により送
信駆動され、これにより超音波パルスは、超音波探触子
ｌの各振動子から生体に送波される。さらに生体から反
射されるエコー信号は、超音波探触子ｌの各振動子に送
受波回路２により異なる遅延時間で受波される。そして
各振動子からのエコー信号は、図示しないディジタル加
算器により一つに合成され、対数増幅器３により対数変
換されるとともに、増幅される。そしてこの信号は、Ｂ
モード検出部４により包絡線検波され、エコー信号ｓｌ
は演算器５に入力する。

一方、コントローラ１５からの制御信号は、固定増幅器
６．深さ方向感度補正器７．方位方向感度補正器１０．
演算器５に入力する。そうすると、固定増幅器６から一
定信号Ｓ２が前記演算器５に入力するとともに、深さ方
向感度補正器７から第２図ＣＢ）に示すような深さ方向
に対応した５ＴＣＧＡＩＮすなわち感度補正信号Ｓ３が
入力する。また方位方向感度補正器１Ｇは、各抵抗Ｒ１
〜Ｒｎがそれぞれ第２図（Ｃ）に示すようなＧＡＩＮが
得られるようにプリセットされている。

したがって、コントローラ１５からの超音波ラスクアド
レス信号によりスイッチ１２が順次切換えられると、各
抵抗Ｒ１−Ｒｎからの各信号は、方位方向に対する感度
補正信号ｓ４として順次演算器５に入力する。そしてこ
れらの信号５ｌ−ｓ４は、演算器５で演算され、補正エ
コー信号Ｓ５を得る。

そして補正エコー信号Ｓ５は、ＤＳＣ８によりＴＶスキ
ャンに変換されて、ＴＶ表示部９にＢモード像が表示さ
れる。

このように本実施例によれば、被検体から反射され方位
方向に振幅変化したエコー信号Ｓ１に、方位方向に対し
て設定された各抵抗Ｒ１−Ｒｎからの各信号がスイッチ
１２を介して加算されると、前記エコー信号ｓｌの変化
を相殺するように感度補正されるので、略一定振幅の補
正エコー信号ｓ５が得られる。その結果、ＴＶ表示部９
には連続してなめらかな血管壁等の画像が得られ、これ
により良好な画質の断層像が得られ、しかも術者の操作
負担を軽減できる。また深さ方向に対して感度補正する
深さ方向感度補正器７の５ＴＣＶＲと前記方位方向感度
補正器１０とを組合せ用いているので、ＴＶ表示部９の
任意な点における画像を適切に感度補正でき、さらに良
好な断層像が得られる。

次に本発明の超音波診断装置の第２実施例を第３図およ
び第４図を参照して説明する。

第３図は本発明の第２の実施例におけるＴＶ表示部９に
表示される関心領域りを示す概略図、第４図は本発明の
第２の実施例の概略構成を示す図である。本実施例が特
徴とするところは、前記ＴＶ表示部９に表示された画像
のうち特定の関心領域りを指定するとこの関心領域り内
に含まれるエコー信号の最大値Ｍｌを検出する検出手段
としての最大値検出部２０と、この最大値検出部２０か
らの最大値Ｍ１と前記Ｂモード検出部４からのエコー信
号ｓｌとの差分を算出し前記この差分信号を前記演算器
５に出力する差分器２２と、この差分器２２に入力する
エコー信号ｓｌがノイズレベル以上のときに信号ｓｌを
補正するように設定できるノイズレベル設定用ボリュー
ムＲと、前記最大値検出部２０．前記差分器２２．演算
器５を制御し前記被検体の診断深さ方向および方位方向
のＧＡＩＮを補正して前記関心領域り内の全てのエコー
信号ｓｌを略一定振幅の補正エコー信号Ｓ７にさせる制
御手段としてのコントローラ１８と、を備えた点にある
。

このような装置において、ＴＶ表示部９に第３図に示す
ような血管壁が表示されるものとする。

血管壁Ｐ５が方位方向Ｂに対して不連続になっており、
しかも深さ方向に対してエコー信号ｓ　１０゜ｓｌｌ、
ｓ１２のように変化する領域すなわち関心領域りをコン
トローラ１８により指定する。モしてＢモード検出部４
から入力するエコー信号Ｓ１のうちの関心領域りにおけ
るエコー信号は最大値検出部２０に入力し、これにより
最大値が検出される。

そしてこの関心領域りにおける最大値は、前記エコー信
号と共に、差分器２２に入力する。そしてこの差分器２
２に入力したエコー信号ｓｌがノイズレベル設定用ボリ
ュームＲにより設定されたノイズレベル以上のときに、
前記差分器２２により差分が計算され、演算器５に入力
する。すなわち関心領域りのうち最大値Ｍｌ以外の点に
おける値は、すべて前記最大値Ｍｌに一定振幅化される
。かくしてこの信号は、ＤＳ０８によりＴＶ変換され、
ＴＶ表示部９に表示される。

したがって、関心領域りのエコー信号の最大値Ｍｌに基
き関心領域りに含まれる全てのエコー信号の振幅が診断
深さ方向および方位方向に対して一定になるので、連続
してなめらかな血管壁等が表示でき、最適な断層像が得
られる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例においては、可変素子として抵抗を用
いるようにしたが、可変できるように素子であれば、他
の素子であってもよく例えばコンデンサの容量可変であ
ってもよい。また切換手段としてスイッチ１２を用いた
が、このスイッチ１２は機械的スイッチや電子スイッチ
等あっても良い。このほか本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、被検体から反射され方位方向に振幅変
化したエコー信号に、方位方向に対して設定された各抵
抗からの各信号が切換手段を介して加算されると、前記
エコー信号の変化を相殺するように感度補正されるので
、略一定振幅の補正エコー信号が得られる。その結果、
連続してなめらかな血管壁等の画像が得られ、これによ
り良好な画質の断層像が得られ、しかも術者の操作負担
を軽減できる。また深さ方向に対して感度補正する手段
と前記方位方向感度補正手段を組合せ用いれば、さらに
良好な断層像が得られる。さらに関心領域のエコー信号
の最大値に基き関心領域に含まれる全てのエコー信号の
振幅が診断深さ方向および方位方向に対して一定になる
ので、連続してなめらかな血管壁等が表示でき、最適な
断層像が得られる超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略構成図、第２図はリニアスキャンにおける深さ方向
および方位方向に対する感度補正を示す図、第３図は本
発明の第２の実施例におけるＴＶ表示部に表示される関
心領域を示す概略図、第４図は本発明の第２の実施例の
概略構成を示す図、第５図は従来のセクタスキャンにお
ける深さ方向および方向方向の感度補正を示す概略図、
第６図は従来の装置により斜めスキャンを行なった場合
の画像の表示を示す概略図である。 ｌ・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３・・・
対数増幅器、４・・・Ｂモード検出部、５・・・演算器
、６・・・固定増幅器、７・・・深さ方向感度補正器、
８・・・ＤＳＣ，９・・・ＴＶ表示部、ＩＯ・・・方位
方向感度補正器、１１・・・抵抗値設定器、１２・・・
スイッチ、１５．１８・・・コントローラ、２０・・・
最大値検出部、２２・・・差分器、Ｒ・・・ノイズレベ
ル設定用ボリューム。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）探触子から被検体に対し超音波を送受波し、これ
   により得られるエコー信号を検出しＴＶスキャン変換し
   て超音波診断情報をＴＶ表示部に表示する超音波診断装
   置において、前記超音波送信方向と前記被検体内の血管
   壁とのなす角度により被検体から反射される前記エコー
   信号が変化する際、前記被検体の診断方位方向に対して
   設定され前記エコー信号の変化を相殺するように可変調
   整できる複数の可変素子、この各可変素子からの各信号
   を順次切換選択する切換手段を備えた方位方向感度補正
   手段と、この方位方向感度補正手段の前記切換手段を切
   換制御しこの各切換信号を前記エコー信号に加算し略一
   定振幅の補正エコー信号を得るように制御する制御手段
   と、具備したことを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）探触子から被検体に対し超音波を送受波し、これ
   により得られるエコー信号を検出しＴＶスキャン変換し
   て超音波診断情報をＴＶ表示部に表示する超音波診断装
   置において、前記ＴＶ表示部に表示された画像のうち特
   定の関心領域を指定するとこの関心領域内に含まれるエ
   コー信号の最大値を検出する検出手段と、この検出手段
   からの最大値に基き前記被検体の診断深さ方向および方
   位方向に対し利得を補正して前記関心領域内の全てのエ
   コー信号を略一定振幅にさせる制御手段と、を具備した
   ことを特徴とする超音波診断装置。