JPH03146041A - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、体腔管内壁の粘膜下の血流状態や組織状態を
、局所的ではあるが、より高精度に検査９診断するため
に、Ｂモード画像に関するデータとドプラ画像に関する
データ、とを同時に形成することができるようにした超
音波診断装置に関するものである。

［従来の技術１ 超音波診断装置は、超音波送受波器を用いて、生体内に
向けて超音波を入射して、その反射波を受信し、この反
射信号を解析することによって、生体内組織断層におけ
る情報を非侵襲的に取得するために用いられる。ここで
、体内における音響インピーダンスの差がある組織境界
部からの反射波を受信して、この受信信号に基づいて体
内組織の情報を取得する方式としては、例えばＡモード
法、Ｂモード法９Ｍモード法等か知られている。

このうち、Ｂモード法は、超音波ビームを走査させるこ
とによって、超音波の反射エコー信号を受信して、超音
波ビームの送受信位置と超音波ビーム方向信号とによっ
て、モニタ画面上に再構成して表示することにより、走
査範囲における生体内の二次元断層像を得るものである
。

また、生体の運動速度、例えば血流速度を検出するため
に、超音波ドプラ法が用いられる。この超音波ドプラ法
は、体内に向けて超音波を入射したときに、血流中にお
ける血球からの反射波を受信して、この受信信号の周波
数の偏移量を解析することにより超音波ビーム方向に沿
った血流のベクトル成分を検出することか°でき、これ
によって血流速度及びその方向に関するデータを検出す
ることかできる。

また、超音波反射波の受信信号を処理することによって
、Ｂモード画像に関するデータとドプラ画像に関するデ
ータとを取得して、モニタ画面上にＢモードの静止画像
上にドプラ画像を重ね合せて表示することができるよう
にしたものも従来から知られている。そして、この重ね
合せ画像をより見易くするために、Ｂモード画像はモノ
クロ画像として表示し、ドプラ画像は血流か一側方向で
あるときには赤色で、これとは反対方向の血流は青色の
カラー画像で表示するのか一般的となっている。

而して、このＢモード画像データとドプラ画像データと
を取得してこれらの組み合せ画像を表示することができ
る超音波診断システムとしては、通常、セクタ、リニア
、コンベックス等の電子走査型の体外走査用の超音波プ
ローブを装着した超音波診断装置を用い、この超音波プ
ローブを診断ずべき箇所の体表面に沿って走査しながら
超音波信号を入射して、その反射波を受信し、この受信
信号をＢモード画像信号処理回路によって、Ｂモード画
像データを形成すると共に、ドプラ画像信号処理回路を
介することによって、反射エコーから静止物エコー成分
を除去すると共に位相の偏移を検出することによりドプ
ラ画像データが取得される。そして、距離分解能を持た
せるために、体内に入射される超音波信号としては所定
の時間間隔を持たせたパルス波としている。

［発明か解決しようとする課題１ 例えば心臓付近における動脈や静脈等のように、大血管
で、しかも血流の速いものであれば、前述した従来技術
の方式であっても、その検出を容易に行うことができる
。しかしながら、微細で、しかも流速の遅い血管の血流
を検出するには、極めて高い周波数の超音波ビームを可
及的に絞った状態で入射しなければならない。例えば消
化管における粘膜下にある微細な血管の血流分布を検出
することかできるようになれば、当該部位における腫瘍
の有無やこの腫瘍が良性のものか、悪性のものかの検査
９診断を行う上等で極めて有利となる。ところか、前述
した従来技術の超音波診断システムではかかる血管の血
流状態の検出精度には限界があるために、体腔管内壁等
の粘膜直下における状態をミクロ的に診断することがて
きなかった。

本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであって、より
高周波の超音波を送受波して体内における血流情報を極
めて高粘度に得ることができるようにした超音波診断装
置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段１ 前述した目的を達成するために、本発明は、先端に高周
波超音波パルスの送受波を行う超音波送受波器を備え、
かつ内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿通可能な超音波
プローブを有し、該超音波プローブを体腔内壁に沿って
移動させながら前記超音波送受波器から超音波パルスを
送受信すると共に、該超音波プローブの移動量を検出す
ることによって、前記超音波プローブの走査範囲におけ
るＢモード画像のデータとドプラ画像のデータとを取得
する構成としたことをその特徴とするものである。

［作用］ 前述した構成を採用することによって、内視鏡を体内に
おける所定の検査箇所にまで挿入して、超音波プローブ
をこの内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿通させて、該
超音波プローブの先端を検査乃至診断を行うべき箇所に
向けて超音波パルスを入射する。そして、この超音波パ
ルスの体内からの反射波を受信して、この受信信号を所
定の処理を行うことによって、Ｂモード画像に関するデ
ータとドプラ画像に関するデータとを取得する。

ここで、超音波プローブは極めて高い周波数のパルスを
出射することができるものを用いて、体内における体腔
管壁に直接押し当てた状態で超音波の送受波を行うこと
ができるようになるので、局所的ではあるが、微細で、
しかも流れの遅い血管の位置や血流速度、方向等を検出
することができるようになり、ミクロ的な血流情報を得
ることかできる。

［実施例１ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に本発明による超音波診断システムの全体装置構
成を示す。

図中において、１は内視鏡を示し、該内視鏡１は本体操
作部２に体腔内に挿入される挿入部３を連設してなるも
ので、該挿入部３はその本体操作部２への連設部から大
半の部分は挿入経路に沿って曲がることかできる軟性部
３ａとなっており、この軟性部３ａにはアングル部３ｂ
、先端硬質部３ｃが順次連設されている。先端硬質部３
ｃには、第２図に示したように、照明窓４及び観察窓５
がその先端面または側面に設けられており、照明窓４か
ら照明光を照射した状態で、観察窓５を介して体内の［
察を行うことができるようになっている。而して、この
体腔内部の像はライトガイドによって接眼部まで伝送す
る光学方式の内視鏡と、ＣＯＤ等の固体撮像素子によっ
て撮像してモニタ画面に表示する電子内視鏡とがあるか
、これらはいずれも体腔内部の外蜆状態に関する光学的
な情報が得られるものである。また、前述した照明窓４
及び観察窓５の他に、処置具導出口６が設けられており
、この処置具導出口６には図示しない処置具挿通チャン
ネルが接続されており、この処置具挿通チャンネルの他
端は本体操作部２にまで延在されて、該本体操作部３に
設けた処置具導入ロアに接続されている。従って、この
処置具導入ロアから鉗子その他の処置具を挿入して、処
置具導出口６から導出させることによって、簡単な治療
等を行うことができるようになっている。

次に、１０は超音波プローブを示し、該超音波プローブ
１０はコード１１の先端に超音波送受波器１２を装着す
ることにより構成されて、内視鏡１の処置具挿通チャン
ネルに挿通可能な構造となっている。超音波送受波器１
２は、第３図及び第４図に示したように、単一）オーカ
スで、例えば１０ＭＨｚ以上というような高い周波数の
超音波パルスを送信すると共にその体内からの反射波を
受信することかできるようになっている。そして、超音
波プローブ１２は圧電素子等からなる振動子１３を有し
、該振動子１３の裏面側には一対の電極１４ａ、１４ｂ
が設けられている。この電極１４ａ　、　１４ｂにはケ
ーブル１５が接続されており、このケーブル１５はコー
ドｌｌ内を通って超音波信号発生・処理装置１６に接続
されるようになっている。従って、該超音波信号発生・
処理装置１６からの信号に基づいて電極１４ａ、１４ｂ
間に電圧を印加することによって、体腔壁に向けて超音
波パルスを出射させることかできるようになっている。

そして、この振動子１３から出射された超音波パルスは
音響レンズ１７によって微細なスポットに絞られること
になる。

超音波送受波器ＩＯ先端に装着したコード１１の他端に
は位置検出機構１８か設けられている。この位置検出機
構１８は、例えばスライドポテンショメータ等からなり
、コード１１にはスライド端子１９が装着されており、
抵抗体素子２０は処置具導入ロアに装着されるようにな
っている。従って、コード１１を押し引きすると、スラ
イド端子１９か抵抗体素子２０上をスライドすることに
なって、該スライド端子】９と抵抗体素子２０の一方の
端子との間の電圧が変化することになり、これによって
コート１１の移動端が検出されるようになっている。

この超音波ブローク１０を体腔壁に沿って走査すること
によって、超音波送受波器１２によりＢモード画像に関
するデータとドプラ画像に関するデータとを取得するこ
とができるようになっている。

そこで、第５図にＢモード画像のデータとドプラ画像の
データとを取得するための回路構成を示す。

図中において、２１は高周波パルス発生器を示し、該高
周波パルス発生器２１には同期回路２２か接続されてお
り、該同期回路２２から出力される駆動信号に基づいて
高周波パルス信号を発生させることかできるようになっ
ている。そして、この高周波パルス信号は超音波送受波
器１２に入力されて、その振動子１３が発振して、体内
に向けて超音波パルスを照射することかできるようにな
っている。

そして、体内からの反射信号はスイッチング回路２３を
介してＢモード画像信号受信回路２４またはドプラ画像
信号送受信回路２５に入力されるように構成されている
。

Ｂモード画像信号受信回路２４にはＢモード画像信号処
理回路２６か接続されており、これらによって生体内か
らの反射波信号が増幅・検波されて、この生体内におけ
る音響インピーダンスの差かある部位からの反射エコー
の強さに基づく輝度信号か得られる。この輝度信号はＡ
／Ｄ変換器２７を介してＢモード画像メモリ２８に記録
されるようになっている。

また、ドプラ画像信号受信器２５にはドプラ信号処理回
路２９か接続されており、これらによって生体内からの
反射波信号を増幅・検波すると共に、静止エコーの除去
及び位相偏移の検出か行われ、この結果血流の方向及び
速度に関する情報が得られることになる。この情報はＡ
／Ｄ変換器３０によってデジタル信号に変換した上で、
ドプラ画像メモリ３１に取り込まれる。

ここで、超音波プローブＩＯにおける超音波送受波操作
は超音波送受波器１２を体腔管等の壁部に沿って移動さ
せることによって、所定の範囲を走査させることにより
行われるか、この走査位置は位置検出機構１８により検
出されて、該位置検出機構Ｉ８からの信号が位置情報エ
ンコーダ３２に入力されるようになっている。そして、
該位置情報エンコータ３２からの信号はシステムコント
ローラ３３に入力されるようになっており、これと共に
同期回路２２からの信号がシステムコントローラ３３に
入力されて、これら超音波送受波器１２の位置情報に関
する信号と同期回路２２からの同期信号に基づいてＸ軸
及びＹ軸の掃引波信号か形成されるようになっている。

そして、この掃引波信号はＢモード画像メモリ２６及び
ドプラ画像メモリ３１に取り込まれ、前述したＢモード
画像信号処理回路２６からの出力信号及びドプラ画像信
号処理回路２９からの信号とによりＢモード画像データ
及びドプラ画像データがそれぞれメモリ２８．３１に記
録されることになる。

また、このシステムコントローラ３３は、スイッチング
回路２３の切換制御を行うことができるようになってい
る。そして、このシステムコントローラ３３にはモード
設定器３４が接続されており、該モード設定器３４によ
りＢモード画像単独で表示するか、またはＢモード画像
とドプラ画像とを重ね合せて表示するかの表示モードの
選択を行うことができるようになっている。従って、こ
のモード設定器３４により重ね合せ表示モードが選択さ
れている場合には、Ｂモード画像データ及びドプラ画像
データがそれぞれＢモード画像メモリ２８及びドプラ画
像メモリ３１に記録され、またＢモード画像単独表示の
モードが選択されている場合には、Ｂモード画像データ
だけが取得されて、Ｂモード画像メモリ２８に記録され
ることになる。

そして、重ね合せ表示モードが選択されている場合には
、読み出しコントローラ３５からの信号に基づいて各メ
モリ２８．３１からＢモード画像データ及びドプラ画像
データが読み出されて、Ｄ／Ａ変換器３６．３７により
アナログ信号に変換した上で加算器３８によりこれらの
データが合成されて、モニタ画面３９にモノクロのＢモ
ード画像に血流方向によって色分けされたドプラ画像が
重ね合せて表示されるようになっている。また、Ｂモー
ド画像単独表示モードが選択されている場合には、Ｂモ
ード画像メモリ２８にＢモード画像に関するデータだけ
が蓄積されるようになっているので、読み出しコントロ
ーラ３５からの信号に基づいてこのＢモード画像データ
だけが読み出されてモニタ画面３９にはＢモード画像が
表示されるようになる。

内視鏡ｌの挿入部３を体内に挿入して、その先端硬質部
３Ｃを１例えば食道等に位置させた状態で、超音波プロ
ーブｌＯを該内視鏡１の処置具挿通チャンネル内に挿通
し、処置具導出口６から導出させて、その超音波送受波
器１２を体腔壁に押し当てる。この状態で、例えばコー
ド１１を引き抜く方向に操作することによって超音波送
受波器１２を体腔壁に沿うように走査させながら超音波
信号発生・処理装置１６を作動させることによって、超
音波送受波器１２から順次所定の時間間隔をもって超音
波パルスが体内に入射されると共に、反射エコー信号を
受信する。

そして、この間にスイッチング回路２３を作動させれば
、体内からの反射エコーに関する信号は、このスイッチ
ング回路２３の切り換えによって、Ｂモード画像信号受
信回路２４からＢモード画像信号処理回路２６に入力さ
れて、Ｂモード画像が得られ、またドプラ画像信号受信
回路２５からドプラ画像信号処理回路２９に入力される
ことによって、ドプラ画像データが得られることになる
。そして、これら各データは、それぞれデジタル変換さ
れて、それぞれメモリ２８．３１に取り込まれる。また
、位置検出機構１８及び同期回路２２から出力される信
号に基づいて形成されるＸ軸及びＹ軸の掃引波信号もメ
モリ２８．３１に入力されることになる。

そして、読み出しコントローラ３５からの信号に基づい
て該各メモリ２８．３１内に記録されたデータが読み出
されて、加算器３８によって合成されて、モニタ画面３
９上にはＢモード画像とドプラ画像とを合成した画像が
表示されることになる。

一方、Ｂモード画像のみを表示する場合には、モード設
定器３４によってスイッチング回路２３が超音波送受波
器１２からの受信信号がＢモード画像信号受信回路２４
にのみ入力される状態を保持する。

これによって、超音波送受波器１２を走査させれば、Ｂ
モード画像のみがモニタ画面３９上に表示される。

而して、超音波送受波器１２からは極めて高い周波数で
、単一フォーカスの超音波パルスを照射することができ
るようになっており、しかも音響レンズ１７によって超
音波ビームを極めて細径化することができるようになっ
ているので、この超音波送受波器１２からは高周波の超
音波を極めて微細なビーム径とした状態で照射される。

この結果、狭い範囲ではあるが、微細な血管の血流分布
及びその流れの方向、速度等に関する情報を得ることが
できるようになり５例えば消化管における粘膜下にある
微細な血管を含めて極めて正確な血流情報を得ることが
でき、腫瘍の有無やこの腫瘍が良性のものか、悪性のも
のかの検査９診断をきめ細かく行うことができるように
なる。

【発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば、内視鏡の処置具
挿通チャンネルに先端に極めて高い周波数の超音波の送
受波を行う超音波プローブを装着た超音波プローブを挿
通させて、この超音波プローブを移動させながら超音波
パルスを送受信すると共に、この超音波プローブの移動
量を検出することによって、超音波プローブの走査部位
におけるＢモード画像のデータとドプラ画像のデータと
を形成することができるように構成したので、狭い範囲
ではあるが、従来技術では得られなかった体内の微小血
管の血流分布及びその血流方向や速度等を検出すること
ができるようになり、体内の検査９診断能力が著しく向
上する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
本発明に係る超音波診断装置の全体構成図、第２図は内
視鏡の挿入部の先端部分の構成説明図、第３図は超音波
プローブの構成説明図、第４図は第３図の断面図、第５
図は超音波診断装置の回路構成図である。 １：内視鏡、２：本体操作部、３二挿入部、６：処置具
導出口、７：処置具導入口、１０：超音波プローブ、ｌ
ｌ：コート、１２：超音波送受波器、１３：振動子、１
６：ａ音波信号発生・処理装置、１８：位置検出機構、
２１：高周波パルス発生器、２２：同期回路、２３ニス
イツチング回路、２４：Ｂモード画像信号受信回路、２
５：ドプラ画像信号受信回路、２６：Ｂモード画像信号
処理回路、’２８：Ｂモード画像メモリ、２９：ドプラ
画像信号処理回路、３１：ドプラ画像メモリ、３２：位
置情報エンコーダ、３３ニジステムコントローラ、３５
：読み出しコントローラ、コク：モニタ画面。 第 図 第 ？ 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端に高周波超音波パルスの送受波を行う超音波送受波
   器を備え、かつ内視鏡の処置具挿通チャンネルに挿通可
   能な超音波プローブを有し、該超音波プローブを体腔内
   壁に沿って移動させながら前記超音波送受波器から超音
   波パルスを送受信すると共に、該超音波プローブの移動
   量を検出することによって、前記超音波プローブの走査
   範囲におけるＢモード画像のデータとドプラ画像のデー
   タとを取得する構成としたことを特徴とする超音波診断
   装置。