JPH06114058A - 超音波診断装置及び超音波プローブの走査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 Ｂモード像を体内の血管にほぼ垂直に入射す
る超音波ビームで得ることと、ドップラ信号は血管にな
るべく並行に入射する超音波ビームで得ることのできる
超音波診断装置の提供、及び、Ｂモード像の視野を常に
確保でき、ブラインド領域を生ずることのない超音波プ
ローブの走査方法の提供。 【構成】 超音波診断装置において、ＣＦＭ像領域（並
行四辺形の部分）２１を覆うＢモード像領域（台形部
分）２０を確保するため、超音波プローブの走査方法と
して、リニア走査とセクタ走査を組合わせてＣＦＭ像２
１の背景となるＢモード像２０を得る時分割により血管
に対する斜め走査によるＣＦＭ像領域２１に対し、垂直
方向からのリニア走査による矩形の部分２２とリニア走
査の終点からのセクタ走査による三角形の部分２３を付
加して得られる台形状のＢモード像領域２１を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置に関し、
末梢血管（peripheral vascular ）表在血管、疾患の検
査に用いる末梢血管用プローブの走査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、頸動脈疾患，四肢の疾患等の末梢
血管疾患（以下、ＰＶ疾患という）の検査に用いる末梢
血管用プローブ（以下、ＰＶプローブという）の走査で
はリニア走査及び／またはリニア斜め走査方法を採用し
ており、 図６Ａに示すように、ＣＦＭ（Color Flow Mapping；
血流マップ）像６１と、Ｂモード像（矩形の部分）６２
を同一角度でステアリングする方法、 図６Ｂに示すように、Ｂモード像（矩形の部分）６７
はリニア走査し、ＣＦＭ像６６を斜めに走査する方法、 等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＰＶ疾患の検査では、
血管内膜あるいは血管壁に生成されるプラークの抽出が
重要である。この抽出能を高めるためには血管に対して
垂直な角度の並行ビームを入射させＢモード像を得るこ
とが肝要である。一方、ドップラ信号により血流情報を
得るには超音波ビーム（ＵＳビーム）を血管にできる限
り並行に入射する必要がある。

【０００４】しかしながら、上述した図６Ａの方法で
は、血管にＵＳビームを垂直に入射しようとするとドッ
プラ信号を得ることが困難になり、ドップラ信号を得や
すくするとＵＳビームを血管に垂直に入射できないと同
時に、図６Ａに示す斜線部分のＢモード像６３がブライ
ンド（blind ）領域となって失われるという不都合があ
った。

【０００５】また、上述した図６Ｂの方法では、Ｂモー
ド像はリニア走査だけで得るため、体内の血管の方向に
よっては血管に垂直にビームを入射させることができな
いと同時に、図６Ｂに示す部分６８がブラインド領域と
なって診断に寄与しないという不都合があった。

【０００６】本発明は上記不都合を解消するため、Ｂモ
ード像を体内の血管にほぼ垂直に入射する超音波ビーム
で得ることと、ドップラ信号は血管になるべく並行に入
射する超音波ビームで得ることのできる超音波診断装置
を提供することを目的とする。また、ＰＶ疾患の検査に
要するＣＦＭ像を得るために、斜め走査を行ない走査角
度を調整してもＢモード像の視野を常に確保でき、ＣＦ
Ｍ像による診断領域に対しＢモード像のブラインド領域
を生ずることなく常に確保し得る超音波プローブの走査
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、超音波を送受波して被検体を走査するための超音波
プローブと、超音波プローブを介して得た受信信号に基
づき断層像情報を得る処理系と、受波信号における血流
によるドップラ偏移信号に基づき血流情報を得る処理系
と、各処理系からの診断情報に基づき診断情報画像を得
る表示系とを有する超音波診断装置において、断層像情
報を得る処理系が、超音波を斜めに並行走査して得た受
信信号とセクタ走査して得た受信信号の結合を行なうこ
とによって断層情報を得ることと、その断層像情報から
得る断層像の走査領域が台形状であり血流情報の領域全
体を覆うこととを特徴とする。

【０００８】また、上記の超音波診断装置において、台
形状の断層像を得るための超音波プローブの走査方法が
下記（ａ）と（ｂ）、または（ａ′）と（ｂ′）の段階
を含むことを特徴とする。

【０００９】（ａ）超音波プローブによって超音波を被
検体に対して斜めに並行走査する。

【００１０】（ｂ）上記超音波プローブが上記並行走査
の終了時の位置でセクタ走査を行なう。

【００１１】（ａ′）超音波プローブが任意の位置でセ
クタ走査を行なう。

【００１２】（ｂ′）上記超音波プローブが上記セクタ
走査の位置から超音波を被検体に対して斜めに並行走査
する。

【００１３】より具体的には、本発明は、例えば図２に
示すようなＣＦＭ像を得る場合、時分割により血管に対
する斜め走査によるＣＦＭ像（並行四辺形の部分）２１
に対し、垂直方向からのリニア走査による矩形の部分２
２とリニア走査の終点からのセクタ走査による三角形の
部分２３を合成して得られる台形状のＢモード像を確保
する。なお、セクタ走査は後述するようにリニア走査の
始点で行なうこともできるし、リニア走査の始点と終点
で行なうこともできる。

【００１４】

【作用】本発明の超音波診断装置によれば、断層像情報
を得る処理系が、超音波を斜めに並行走査して得た受信
信号とセクタ走査して得た受信信号の結合を行なうこと
によって断層情報を得、その断層像の走査領域が血流情
報の走査領域全体を覆っているので断層像のブラインド
領域のない診断画像を得ることができる。

【００１５】また、本発明の超音波プローブの走査方法
によれば血流のドップラ情報を得るために血管に対して
超音波を斜めに並行走査するとき、断層像情報を血管に
対してほぼ垂直方向から行なうリニア斜め走査にセクタ
走査を付加するので、ブラインド領域が生じない。

【００１６】

【実施例】本発明のＰＶプローブの走査方法を適用する
超音波診断装置は、少なくとも断層像としてのＢモード
像処理系とＣＦＭ（カラードップラ）像処理系を有し、
それらの像を重ねて表示し得る構成であることを要す
る。

【００１７】図１は、本発明の超音波プローブの走査方
法を適用する超音波診断装置の回路構成例を示すブロッ
ク図であり、システムコントローラ１をシステム全体の
制御中枢として、超音波プローブ２、送信系３、受信系
４、Ｂモード処理系５、ＣＦＭ処理系６、表示系７、操
作スイッチ８等が図示されている。そして、超音波プロ
ーブ２は、複数の圧電振動体を並設してなり、これらの
振動子により被検体に対して超音波パルスを送受波す
る。

【００１８】送信系３は、パルス発生器３Ａ、送信用遅
延回路３Ｂ、パルサ３Ｃを備えている。この送信系３に
おいて、パルス発生器３Ａは超音波送信駆動パルスを発
生し、このパルスを送信遅延回路３Ｂへ送出する。送信
遅延回路３Ｂは、パルス発生器３Ａから受信した送信駆
動パルスに対して所定の方向へ超音波ビームを収束させ
るべく振動子毎に所定の遅延時間を与え、この駆動パル
スをパルサ３Ｃに送出する。パルサ３Ｃは、送信遅延回
路３Ｂから受けた遅延制御されたパルスに基づき超音波
プローブ２の各々の振動子を所定回数だけ繰返し駆動す
る。

【００１９】この超音波の送受波で得た受信信号が加わ
る受信系４は、プリアンプ４Ａ、受信遅延回路４Ｂ、加
算器４Ｃを備えている。この受信系４において、プリア
ンプ４Ａは、上記受信信号を所定のレベルまで増幅し受
信遅延回路４Ｂに送出する。受信遅延回路４Ｂは、プリ
アンプ４Ａより受けた増幅後の受信信号に対し、所定の
遅延時間を元に戻すような遅延時間を振動子からの受信
信号毎に与える。加算器４Ｃは受信遅延回路４Ｂを経た
各振動子からのに受信信号を加算合成する一方、その加
算合成出力をＢモード処理系５とＣＦＭ処理系６へとそ
れぞれ送出する。

【００２０】Ｂモード処理系５は、対数増幅器５Ａ、包
絡線検波回路５Ｂ、Ａ／Ｄ変換器５Ｃを備えていて、シ
ステムコントローラ１の制御下で次のような処理を行な
う。即ち、Ｂモード処理系５において、対数増幅器５Ａ
は、上記加算器４Ｃから受取った合成受信信号を対数増
幅し、包絡線検波回路５Ｂへ送出する。包絡線検波回路
５Ｂは、対数増幅器５Ａより受取った合成受信信号につ
いて包絡線を検波し、この検波出力をＡ／Ｄ変換器５Ｃ
へ送出する。従って、Ａ／Ｄ変換器５Ｃにおいて包絡線
検波回路５Ｂからの検波出力ディジタル信号に変換し、
断層像エコー（白黒Ｂモード像）として表示系７へ出力
することになる。

【００２１】一方、ＣＦＭ処理系６は、位相検波回路６
Ａ、Ａ／Ｄ変換器６Ｂ、ＭＴＩ処理系６Ｃ、自己相関器
６Ｄ、演算部６Ｅを備えていて、システムコントローラ
１の制御下で次のような処理を行なう。即ち、ＣＦＭ処
理系６において、位相検波回路６Ａは、上記加算器４Ｃ
からの受信信号を受けて、この受信信号に対し直交位相
検波し、図示しないローパスフィルタにより高周波数成
分を除去してドップラ偏移信号、即ち血流像のためのド
ップラ検波出力を得る。このドップラ検波出力には血流
情報以外に心臓の壁等のように動きの遅い物体からの不
要な反射信号（クラッタ成分）も含まれている。そこ
で、互いにドップラ検波出力を、Ａ／Ｄ変換器６Ｂによ
ってディジタル信号に変換し、ＭＴＩフィルタ６Ｃを通
す。ここで、ＭＴＩとは、レーダで使用されている技術
で、Moving-Target-Indicator の略であり、移動目標だ
けをドップラ効果を利用して検出する方法である。従っ
て、ＭＴＩフィルタ６Ｃは、所定回数繰返し送波したパ
ルスにおける同一ピクセル間の位相変化により血流の動
きを検出し、クラッタを除去することになる。

【００２２】このクラッタを除去した信号を周波数分析
するため、ＭＴＩフィルタ６Ｃの次段に自己相関器６Ｄ
があり、この自己相関器６Ｄは、２次元の多点数分析を
リアルタイムで行なう機能構成のものであり、ＦＦＴ法
によるものもある。

【００２３】この自己相関器６Ｄの次段の演算部６Ｅ
は、平均速度演算部、分散演算部、パワー演算部を有し
ている機能構成のものである。そして、この自己相関器
６Ｄにおいて、平均速度演算部は平均ドップラシフト周
波数ｆｄを求め、分散演算部は分散σを求め、パワー演
算部はトータルパワーＴＰを求める。なお、トータルパ
ワーＴＰは、血流から散乱エコーの強度に比例するがＭ
ＴＩフィルタ６Ｃのカットオフ周波数以下に相当する移
動物体からのエコーが除かれている。このようにして得
られる血流情報は表示系７へ出力することになる。

【００２４】＜実施例１＞遅延回路３Ｂに与える遅延デ
ータをシステムコントローラ１によってコントロールす
ることにより、図３Ａに示すように血管３４に対してほ
ぼ垂直な（血管３４に対して垂直若しくはなるべく垂直
に近くした状態をいう、以下同じ）リニア斜め（０°の
場合も含む、以下同じ）走査像３１にセクタ走査像３２
を付加して得る台形状のＢモード像を得る。同様に、遅
延回路３Ｂに与える遅延データをシステムコントローラ
１によってコントロールすることにより、Ｂモード像と
時分割でデータ収集するカラードップラ像について図３
Ｂに示すＣＦＭ像３３を得る。このようにして得たＢモ
ード像とＣＦＭ像とをＤＳＣ７Ａによって重ね合わせて
カラーモニタ７Ｄに表示する。この時、図２に示すよう
にＣＭＦ像による診断領域２１に対しＢモード像２２
（台形部分）はブラインド領域を生じない。

【００２５】＜実施例２＞本発明に基づくＰＶプローブ
の走査方法によれば、台形状のＢモード像２２を得るた
め、超音波プローブ２によって超音波を被検体に対して
斜めに並行走査し、次に、上記並行走査の終了時の超音
波プローブ２の位置からセクタ走査を行なうか、或い
は、超音波プロープ２が任意の位置でセクタ装置を行な
い、次に上記セクタ走査の終了時の超音波プローブ２の
位置から超音波を被検体に対して斜めに並行走査する。
言換えれば、ＣＦＭ像による診断領域に対しＣＦＭ像領
域を覆うＢモード像を確保するため、リニア走査とセク
タ走査を組合せてＣＭＦ像の背景となる台形状のＢモー
ド像を得る点にある。例えば、図２に示すようなＣＦＭ
像を得る場合、時分割により血管に対する斜め走査によ
るＣＦＭ像（並行四辺形の部分）２１に対し、垂直方向
からのリニア走査による矩形の部分２２とリニア走査の
終点からのセクタ走査による三角形の部分２３を合成し
て得られる台形状のＢモード像を確保する。なお、セク
タ走査４１、４３は図４に示すようにリニア走査４２の
始点で行なうこともできるし、リニア走査の始点と終点
で行なうこともできる。なお、Ｂモードリニア走査の振
り角やＣＦＭ像の振り角が異なる場合も基本的に同様の
原理で動作する。

【００２６】＜実施例３＞また、上記走査原理による方
法のほかに本発明に基づく走査方法として、台形状のＢ
モード視野を得る方法として図４Ａ、図４Ｂに示すよう
な断層像情報を超音波を血管に対してほぼ垂直な方向か
ら台形状に走査することにより得る走査方法がある。図
４Ａと図４Ｂに示す走査方法の違いは、各ラスタ５１〜
５４、５６〜５９の延長線が一点で交わるか否かの点で
ある。この走査方法は前述した第１の実施例による走査
方法とは異なり血管に対して入射角９０°の並行なＵＳ
ビームを得ることはできないが、カラードップラ像の背
景に常にＢモード像を表示できる点では同様である。

【００２７】第２の実施例と第３の実施例とは、図４の
走査を基本とすれば遅延回路３Ｂに与えるデータとその
コントロール、及びＤＳＣ７Ａへの書込み方とそのコン
トロールを変えることで実現できる。

【００２８】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形実施が可能であることはいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明の超音波プローブの走査方法によ
れば、超音波診断装置はＢモード像を体内の血管になる
べく垂直に入射する超音波ビームで得ることができ、ド
ップラ信号を血管になるべく並行に入射する超音波ビー
ムで得ることができるので、血流のドップラ情報を得る
ために血管に対して超音波を斜めに並行走査するとき、
Ｂモード像のブラインド領域が生じないよう超音波を血
管に対して走査し、Ｂモード像を得ることができる。従
って、末梢血管疾患の検査においてＣＦＭ像を得るため
に斜め走査を行ない走査角度を調整してもＣＦＭ像によ
る診断領域に対しＢモード像を確保し得る超音波診断装
置を提供することができる。

【００３０】また、スキャニングの変更またはプローブ
の位置移動の頻度が減少するので、臨床における診断速
度が速くなり、診断時間が短縮される。

【００３１】更に、診断に必要な情報が一枚の画像に常
に得られるため診断精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波プローブの走査方法を適用する
超音波診断装置の構成例を示す。

【図２】本発明の走査方法の一実施例を示す。

【図３】本発明の走査方法の一実施例を示し、部分図Ａ
はＢモード走査においてリニア斜め走査とセクタ走査を
組合せた例を、部分図ＢはＣＦＭ走査を示す。

【図４】本発明の走査方法の基本原理を示す。

【図５】本発明の他の走査方法を示す。

【図６】従来の走査方法を示し、部分図ＡはＣＦＭ像と
Ｂモード像を同一角度で走査する場合を、部分図Ｂは、
Ｂモード像をリニア走査し、ＣＦＭ像を斜め走査する場
合を示す。

【符号の説明】

１ システムコントローラ ２ 超音波プローブ ５ Ｂモード処理系（断層情報を得る処理系） ６ ＣＦＭ処理系（血流情報を得る処理系） ７ 表示系 ２０ 台形状のＢモード像（断層像情報） ２１ ＣＦＭ像（血流のドップラ情報） ２２ リニア走査の結果 ２３ セクタ走査の結果

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を送受波して被検体を走査するた
   めの超音波プローブと、超音波プローブを介して得た受
   信信号に基づき断層像情報を得る処理系と、前記受波信
   号における血流によるドップラ偏移信号に基づき血流情
   報を得る処理系と、前記各処理系からの診断情報に基づ
   き診断情報画像を得る表示系とを有する超音波診断装置
   において、前記断層像情報を得る処理系が、超音波を斜
   めに並行走査して得た受信信号とセクタ走査して得た受
   信信号の結合を行なうことによって断層情報を得ること
   と、その断層像情報から得る断層像の領域が台形状であ
   り前記血流情報の領域全体を覆うこととを特徴とする超
   音波診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超音波診断装置におい
   て、台形状の断層像を得るための超音波プローブの走査
   方法が下記（１）と（２）、または（１′）と（２′）
   の段階を含むことを特徴とする超音波プローブの走査方
   法。 （１）前記超音波プローブによって超音波を被検体に対
   して斜めに並行走査する。 （２）上記超音波プローブが上記並行走査の終了時の位
   置でセクタ走査を行なう。 （１′）前記超音波プローブが任意の位置でセクタ走査
   を行なう。 （２′）上記超音波プローブが上記セクタ走査の位置か
   ら超音波を被検体に対して斜めに並行走査する。