JPH03151949A - 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］ 本発明は超音波診断装置、より具体的には、複数の超音
波振動子より被検体に超音波を送波し、これより反射さ
れるエコーを受波して被検体の断層像を形成する超音波
診断装置に関する。

［従来の技術］ 超音波診断装置は現在、広く普及され、生体の骨や空気
のある部位を除いた全身の検査に使用されている。とく
に、リアルタイム電子スキャン方式の装置はその操作性
、簡便性が優れ、普及の中心的存在となっている。

通常の検査では、超音波プローブを目的の部位の体表面
に直接、接触させて使用することもある。しかし、とく
に体表面付近の組織に対する検査の場合、あるいは検査
表面が平坦でなくプローブとの接触が不良の場合は、超
音波プローブと検査部位面との間に氷袋、含水性ゲル等
の超音波伝播材料の介挿体を介在させて検査を行うこと
が多い、この場合、介挿体の有無によりフォーカスの位
置が異なるので、測定の都度、介挿体の有無に応じてフ
ォーカス位置を検査者が設定し直す必要があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような従来技術におけるフォーカス位置
の設定を介挿体の有無に応じて検査者が行なうという問
題点に鑑みてなされたものであって、介挿体に応じた操
作者の設定操作を不要とする超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段１ 本発明による超音波診断装置では、介挿体の有無および
厚さを検出し、これによってフォーカスを適切な位置に
調整する。

本発明による超音波診断装置は、振動子が送受波する超
音波信号に時間遅延を与えて被検体における焦点位置に
超音波を集束させるフォーカス制御手段を有し、フォー
カス制御手段は、振動子が被検体より受波するエコーに
先行して所定の値以下のレベルを検出すると、そのレベ
ルの継続時間に応じて遅延の時間を算出し、この算出し
た時間に応じて焦点位置を設定する。

本発明によればまた、超音波診断装置は、振動子が送波
する超音波に時間遅延を与えて超音波の焦点位置を設定
する送波フォーカス手段と、振動子が受波したエコーに
時間遅延を与えてエコーについて焦点位置を設定する受
波フォーカス手段と、両）オーカス手段の焦点位置を設
定するフォーカス位置設定手段とを有し、フォーカス位
置設定手段は、振動子が受波したエコーのレベルを検出
し、この検出したレベルが所定の値以下であるか否かを
識別する受波信号レベル検出手段と、所定の値以下のレ
ベルの継続時間を算出する無信号時間算出手段と、この
継続時間より前記焦点位置に対応する遅延時間を算出し
、この算出された遅延時間をフォーカス手段のうちの少
なくともいずれかに設定するフォーカス位置算出手段と
を有する。

［作　用Ｊ 本発明による超音波診断装置は、受波信号に先行する所
定レベル以下の信号を検出すると、その継続期間に応じ
て送受波信号の遅延時間を修正して超音波の集束位置を
修正する。これによって、被検体と超音波振動子との間
に介挿体が存在しても、それに応じて焦点位置を調整し
、常に最適な解像度の画像を形成する。

［実施例］ 以下、本発明による超音波診断装置の実施例を図面を参
照して具体的に説明する。第１図は本発明による超音波
診断装置の実施例を示す、この実施例は送波部５０を有
し、これは超音波プローブｌＯより超音波を送波するた
めに必要な信号を形成する回路である。送波部５０の出
力５２は送波フォーカス部６０に接続され、これは、た
とえば生体などの被検体５の表面から内部に所望の距離
Ｆだけはいった位置Ｆ（第３図）に超音波ビーム１５の
焦点が結ぶよう、送波信号に遅延を与える。

より詳細には、超音波プローブｌＯは、複数の超音波振
動子１０１が第３図のように所定の間隔ｄでアレイ状に
配列されている。１本の超音波ビーム１５を形成するに
は、それらの振動子のうち本実施例では６個の素子が対
応する遅延素子１０２を介してそれぞれ遅延時間ＴＩ−
Ｔ６が与えられて付勢される。これらの遅延時間によっ
て、超音波１５は所望の焦点路、ｉｆＦにフォーカスす
る。

具体的には、遅延時間（Ｔｉｌは次式で算出される。

ただし、Ｃは生体中の平均音速：　１．５３０ｍ／ｓ、
ｄは各素子間のピッチ、Ｆは焦点距離、Ｄは開口：　Ｄ
　＝　（ｎ−１１ｄ、　ｎは素子数（第３図では６ｍ）
である。

送波フォーカス部６０の出力６２は走査部７０に接続さ
れ、走査部７０は、送波ビーム１５の開口をほぼ一定に
保ってプローブｌＯ内の素子１０１を、例えば１個ずつ
走査方向にシフトさせながら、ビーム１５の順次走査を
行なう。

超音波プローブ１０の受波信号出力１２は受波部８０に
接続され、受波部８０は、送波によって被検体５より得
られたエコー信号を増幅してその出力８２に出力する。

出力８２は受波フォーカス部９０に接続され、同部９０
は、送波フォーカス部６０と同様に、同じ焦点距離Ｆに
フォーカスが合うよう各素子１０１からのエコー信号に
遅延を与え、受波信号処理部１００に出力する。同部ｌ
ＯＯはこれをビデオ信号に変換し、表示部１１０にＢモ
ード像として展開する。これらの動作は制御部４０の制
御下で行なわれ、制御部４０は、このような通常のＢモ
ード像の走査および表示方法で本装置全体の動作を制御
する。

ところで、第４Ａ図および第４Ｂ図に示すように、プロ
ーブｌＯと被検体５の間に介挿体２０がないときとある
ときでは、それぞれ焦点位置ＦおよびＦａが異なる。介
挿体２０は一般に、その音速が生体に近く、減衰が無視
できる程度の、たとえば氷袋、含水性ゲル等の超音波伝
播材料を含む。

従来の装置は、焦点位置Ｆがプリセットされ。

この焦点位置を制御部４０に相当する制御機能部が送波
フォーカス部６０および受波フォーカス部９０に相当す
る回路に設定するように構成されていた。

したかっ、で、診断操作の都度、介挿体２０の有無によ
り手操作で設定を変更しなければならなかった。本発明
の１つの特徴は、このような再設定操作をなくすために
フォーカス位置自動設定部１２０を設けたことにある。

たとえば、第４Ａ図に示すようなある焦点位置Ｆを設定
すれば、第４Ｂ図に示すように介挿体２０を被検体５と
超音波プローブ１０との間に配置しても、それに応じて
フォーカス位置自動設定部１２０が焦点位置をＦａに変
更する。

フォーカス位置自動設定部１２０の構成例を第２図に示
す。同設定部１２０は受波信号レベル検出部１２２を有
し、これは受波部８０より入力されたエコー信号のレベ
ルを検出する。第４Ａ図に示すように介挿体２０がない
場合は、被検体５の表面から受波されるエコー信号のレ
ベルが、たとえば第５Ａ図に示すように全体的に高い。

しかし、第４Ｂ図のように介挿体２０が介在している場
合は、介挿体２０内の音速が生体に近く減衰が無視でき
るので、介挿体２０の厚さＢに相当する部分について、
第５Ｂ図のように大変低いレベル、実際にはほとんど零
に近い雑音レベルの信号の期間ＴＢが被検体５よりのエ
コー信号に先行する。

受信信号レベル検出部１２２は、エコー信号のレベルを
検出し、エコー信号における所定のレベル以下である部
分子Ｂを識別する。その検出結果は無信号時間算出部１
２４に出力され、同算出部１２４はこの信号期間ＴＢを
算出して、介挿体２０の厚さＢを求める。算出された期
間ＴＢの値はフォーカス位置算出部１２６に与えられ、
同算出部１２６は、プローブＩＯからの焦点位置Ｆａ　
ｌ＝Ｂ＋Ｆｌに超音波ビーム１５ａをフォーカスさせる
ための遅延時間Ｔｉａをｆｉｌ　式より算出する。

Ｄ ｔａｎθ”　２Ｆａ このようにしてフォーカス位置算出部１２６は遅延時間
の修正値Ｔｉａを算出する。この遅延時間Ｔｉａの値を
送波フォーカス部６０および受波フォーカス部９０に入
力し、両フォーカス部６０ｉ３よび９０はそれぞれ送波
フォーカスおよび受波フォーカスの修正を実行する。こ
のようにして、介挿体２０が有る場合でも、無い場合と
同様の焦点Ｆにフォーカスを結ぶことが可能である。

本実施例では、送受波のために駆動する超音波振動子１
０１の数が固定でも可変でもよい、たとえば、上述のよ
うな焦点の変更に伴って駆動素子数を増減させてもよく
、介挿体２０の介在によって焦点がプローブＩＯから遠
くなる場合には、駆動素子数を増加させて開口を大きく
する。また、駆動する素子数も、上述の６個は例示にす
ぎない。

さらに本発明は、上述したりニアアレイ・プローブに限
定されるものではなく、たとえばセクタ・プローブ、コ
ンベックス・プローブ等の他の方式のプローブにも広く
応用できる。

［発明の効果］ 本発明による超音波診断装置では、被検体表面とプロー
ブとの間に介挿体が介在すると被検体からのエコー信号
に先行して発生する低レベルの期間を検出して介挿体の
有無を識別し、フォーカス距離をそれに応じて設定する
ことにより、最適な解像度の超音波断層画像が得られる
。これによって、従来方式で必要であったフォーカス位
置の手動再設定が不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の一実施例を示す機能
ブロック図、 第２図は、第１図に示す実施例におけるフォーカス位置
自動設定部の構成例を示す機能ブロック図、 第３図は同実施例におけるプローブの超音波振動子の遅
延時間とフォーカス位置との関係を示す説明図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は、それぞれ介挿体のない場合
とある場合によるフォーカス位置の相異を示す図、 第５Ａ図および第５Ｂ図は、それぞれ第４Ａ図および第
４Ｂ図に示す場合における受波超音波の波形を例示する
波形図である。 １０゜ ４０゜ ５０゜ ６０゜ ７０゜ ８０゜ ９０゜ １００、。 １１０、。 １２０、。 １２２、。 １２４゜ 主　口　の・−の説ａ 超音波プローブ 制御部 送波部 送波フォーカス部 走査部 受渡部 受波フォーカス部 受波信号処理部 表示部 フォーカス位置自動設定部 受波レベル検出部 無信号時間算出部 １２６、、　、フォーカス位置算出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の超音波振動子より被検体に超音波を送波し、
   該被検体より反射されるエコーを受波して該被検体の断
   層像を形成する超音波診断装置において、該装置は、 前記振動子が送受波する超音波信号に時間遅延を与えて
   被検体における焦点位置に超音波を集束させるフォーカ
   ス制御手段を有し、 該フォーカス制御手段は、前記振動子が前記被検体より
   受波するエコーに先行して所定の値以下のレベルを検出
   すると、該レベルの継続時間に応じて前記遅延の時間を
   算出し、該算出した時間に応じて焦点位置を設定するこ
   とを特徴とする超音波診断装置。 ２、複数の超音波振動子より被検体に超音波を送波し、
   該被検体より反射されるエコーを受波して該被検体の断
   層像を形成する超音波診断装置において、該装置は、 前記振動子が送波する超音波に時間遅延を与えて該超音
   波の焦点位置を設定する送波フォーカス手段と、 該振動子が受波したエコーに時間遅延を与えて該エコー
   について前記焦点位置を設定する受波フォーカス手段と
   、 両フォーカス手段の焦点位置を設定するフォーカス位置
   設定手段とを有し、 該フォーカス位置設定手段は、 前記振動子が受波したエコーのレベルを検出し、該検出
   したレベルが所定の値以下であるか否かを識別する受波
   信号レベル検出手段と、 該所定の値以下のレベルの継続時間を算出する無信号時
   間算出手段と、 該継続時間より前記焦点位置に対応する遅延時間を算出
   し、該算出された遅延時間を前記フォーカス手段のうち
   の少なくともいずれかに設定するフォーカス位置算出手
   段とを有することを特徴とする超音波診断装置。