JPH024349A - 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、超音波を用いてＢモード像や２次元血流速像
を得る超音波診断装置に関し、特に、高分解能、低アー
チファクトの画像を得ることができるようにした超音波
診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波を用いた生体診断機器には、微小超音波振動子を
多数並設した超音波プローブ（アレイプローブ）を用い
て超音波ビームを被検体に対して電子フォーカスさせつ
つ走査し、これにより得られたエコーデータにより画像
フォーマットとしてＢモード像や２次元血流速像を生成
し表示に洪する電子走査型超音波診断装置がある。

ここで、上述の装置における画像の生成について説明す
る。すなわち、アレイプローブを用い、゛リニア電子走
査であれば、超音波振動子の腹数個を１単位とし、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
ムの送波を行う方法であり、例えば、順次１振動子分づ
つピッチをずらしながら１単位の素子の位置が順々に変
わるようにして励振してゆくことにより、超音波ビーム
の送波点位置を電子的にずらしてゆく走査である。

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６部に位置する
ものと側方に位置するものとでその励振のタイミングを
ずらし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波
の位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォー
カス）させる。

そして、励振したのと同じ振動子により反射超音波を受
波して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報
を例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表示す
る。

また、セクタ電子走査であれば、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
ものであり、後の処理は基本的には上述したリニア電子
走査と同じである。そして、映像法には、超音波送受信
に伴う信号を合成して断層像化するＢモード像が代表的
である。

また、血流イメージングを代表例とする超音波ドプラ法
は、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像
化する方法であり、これを以下説明する。すなわち、超
音波ドプラ法は、超音波が移動物体により反射されると
反射波の周波数が上記移動物体の移動速度に比例して偏
移する超音波ドプラ効果を利用したものである。

具体的には、超音波レートパルス或いは連続波を生体内
に送波し、その反射波エコーの位相変化より、ドプラ効
果による周波数偏移を得ると、そのエコーを得た深さ位
置における移動物体の運動情報を得ることができる。こ
れは、生体内における一定位置での、血流の流れの向き
、乱れているか整っているかの流れの状態、流れのパタ
ーン、速度の絶対値等の血流の状態を知ることができる
。

次に装置について説明する。すなわち、超音波エコーか
ら血流情報を得るためには、ある所定方向に超音波パル
スを所定回数繰返して送波し、受波されたエコーを位相
検波することにより位相情報を取出す。この信号をディ
ジタル化し、動いていない或いは動きの遅い成分を除去
するために、ディジタルフィルタに通す。そして、フィ
ルタを通過した信号を周波数解析する。

これにより、解析した周波数は、移動物体の動きによっ
て生じたドプラ偏移周波数であり、２次元血流速像等の
血流情報として、単独又はＢモード像やＭモード像に重
畳して表示する。

以上のＢ又はＭモード像と２次元血流速像とを同一装置
で同一表示例えば重畳表示できる装置がある。このよう
な装置では、リニア又はセクタ走査用アレイプローブと
ドプラ用プローブとを複合又は個別構成とした探触子を
用い、セクタ走査であれば、所定角度づつＢモード、像
形成用の超音波送受波を行ってＢモード像を形成しつつ
ある指定角度部位ではドプラ用の超音波送受波を行って
ドプラ像たとえば２次元血流速像を形成し、モニタ上に
重畳表示するようにしている。

以上がこの種のアレイプローブを用いる電子走査型超音
波診断装置の概要であるが、いずれにあっても受信した
エコーデータをプリアンプを通した後にＡ／Ｄ変換器に
入れてエコーデータをディジタル化した後に、画像フォ
ーマットとしてＢ又はＭモード像の生成や２次元血流速
像の生成を行うようにしている。この場合、プローブ内
における各振動子の実装によって生じるチャンネル間の
キャパシタンスのバラツキや、アナログ系の信号処理に
おける各チャンネル間の特性のバラツキ等により、生成
した画像に影響が現われる。

すなわち、Ｎ個の振動子が基板に実装され、プローブ内
に収容され、各チャンネルの信号が多芯ケーブルにより
本体に導入されているので、本体まで各チャンネルにあ
ってそのキャパシタンスはＣ１−ｃ、の値をとり得、こ
れがために各チャンネル毎に特性のバラツキが生じる。

また、本体内ではアナログ処理、ディジタル処理が行な
われるが、この処理にあって特にアナログ処理系では各
チャンネル毎に信号処理ラインが構成されており、各処
理ラインはオペアンプ等を多数含んだものであるので、
温度ドリフト等によるオフセット誤差が現われ、これが
ために各チャンネル毎に特性のバラツキが生じる。

（発明が解決しようとする課８） 上述したように各チャンネル毎に特性のバラツキが生じ
るがために、特にヘテロダイン等を行う場合は、位相、
振幅共に無視できないレベルとになり、画像としては分
解能の低下を招いたり、アーチファクトを生じたりして
、画質の低下を招くことになった。

そこで本発明の目的は、高分解能、低アーチファクトの
画像を得ることができる超音波診断装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。

すなわち、本発明は、微小超音波振動子を多数並設した
超音波プローブを用いて超音波ビームを被検体に対して
走査し、これにより得られたエコデータをＡ／Ｄ変換し
た後にディジタル処理し、所定の画像フォーマットにて
画像表示するようにした超音波診断装置において、前記
振動子の各チャンネル間のバラツキを補償するためのデ
ータを保持するメモリを持ち、前記Ａ／Ｄ変換した後の
データを前記メモリ内の補償データにより補償処理する
構成としたことを特徴とする。

（作用） このような構成にあって、同−被検体且つ同一送信条件
で各振動子を送信駆動したときのエコデータを各チャン
ネル毎にメモリに保持する。

このメモリに保持されたデータは各チャンネルのバラツ
キを反映したものである。従って、実際の診断に際して
、Ａ／Ｄ変換した後のデータを前記メモリ内のデータに
より補償処理することによって、各チャンネルのバラツ
キは補償され、この結果、高分解能、低アーチファクト
の画像を得ることができる。

（実施例） 以下本発明にかかる超音波診断装置の一実施例を第１図
を参照して説明する。

第１図に示すように、微小超音波振動子を多数並設した
超音波プローブ（アレイプローブ）１は、各振動子毎に
送信器２により送信駆動され、図示しない被検体に対し
てアレイプローブ１からは超音波ビームが送波され、そ
の反射波は再びアレイプローブ１の各振動子で受信され
た後に各振動子毎にプリアンプ３により増幅される。プ
リアンプ３を通ったエコーデータには、９０°位相の異
なる参照信号（ｓ　１ｎ（ＪＪｔ、ｃｏｓωｔ）が乗算
器４Ａ、４Ｂにて乗算されて直交位相検波がなされ、検
波データは実数部と虚数部とに分けられ、それぞれロー
パスフィルタ５Ａ、５Ｂを経て、Ａ／ＤｔＩ 変換器６Ａ、６Ｂによりディジタルがされた後にメモリ
７Ａ、７Ｂに書込まれる。

補償用データメモリ８は、同−被検体且つ同一送信条件
で各振動子を送信駆動したときのエコデータ（補償用デ
ータ）、又は計算機シミュレーションによって得たチャ
ンネル間のバラツキ補償用データを各チャンネル毎に保
持しており、この補償用データを用いて補償演算回路９
にてチャンネル間の特性のバラツキを補償する。すなわ
ち、この補償用データメモリ８に保持されたデータは各
チャンネルのバラツキを反映したものであるから、実際
の診断に際して、Ａ／Ｄ変換した後にメモリ７Ａ、７Ｂ
に保持されているエコーデータを補償用データメモリ８
内のデータにより補償処理することによって、各チャン
ネルのバラツキは補償され、本来のチャンネル毎のエコ
ーデータを得ることができる。そして、画像再構成演算
回路１０にてドプラ像等の画像フォーマットを作成し、
モニタ１１に表示を行う。

以上のように本実施例にれば、診断に際し、各チャンネ
ルのバラツキを反映したデータを補償用データメモリ８
から取出し、このデータを用いてＡ／Ｄ変換した後のデ
ータをチャンネル毎に補償゛できることから、各チャン
ネルのバラツキは補償され、この結果、高分解能、低ア
ーチファクトの画像を得ることができるようになる。

また、上述とは逆に、チャンネル間の特性のバラツキを
補償できることから、特性のバラツキのある電子部品（
オペアンプ）等を用いることができ、装置を製作する上
で有利となる。

この他車発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、振動子の各チャンネル間のバ
ラツキを補償するためのデータを保持するメモリを持ち
、診断に際して、Ａ／Ｄ変換した後のデータを前記メモ
リ内の補償データにより補償処理するようにしたので、
各チャンネルのバラツキは補償され、この結果、高分解
能、低アーチファクトの画像を得ることができる、とい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例の構
成を示すブロック図である。 １・・・アレイプローブ、２・・・送信器、３・・・プ
リアンプ、４Ａ、４Ｂ・・・乗算器、５Ａ、５Ｂ・・・
ローパスフィルタ、６Ａ、６Ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器、７
Ａ、７Ｂ・・・メモリ、８・・・補償用データメモリ、
９・・・補償演算回路、１０・・・画像再構成演算回路
、１１・・・モニタ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微小超音波振動子を多数並設した超音波プローブを用い
   て超音波ビームを被検体に対して走査し、これにより得
   られたエコーデータをＡ／Ｄ変換した後にディジタル処
   理し、所定の画像フォーマットにて画像表示するように
   した超音波診断装置において、前記振動子の各チャンネ
   ル間のバラツキを補償するためのデータを保持するメモ
   リを持ち、前記Ａ／Ｄ変換した後のデータを前記メモリ
   内の補償データにより補償処理する構成としたことを特
   徴とする超音波診断装置。