JPH0690952A

JPH0690952A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH0690952A
Application number: JP5144947A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Nakajima; 浩貴中島; Noriaki Yoshikawa; 憲明吉川; Masahiko Yano; 雅彦矢野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【目的】広範囲のＢモード像及び広範囲のカラー血流
像を表示し、患部の発見及び診断を容易にする。【構成】基準信号発生器８は、周波数ｆ０の基準信号
を発生し、送信遅延回路６に送る。スキャニングコント
ローラ７は、扇状リニア走査をするための走査方向を求
め受信遅延回路５と送信遅延回路６と角度補正回路１２
に送る。送信遅延回路６は、基準信号にスキャニングコ
ントローラ７から送られてきた走査方向に基く遅延時間
を与えパルサ回路４に送る。パルサ回路４は、この送ら
れてきた信号を超音波振動子を駆動するためのパルス信
号に変換し切り替えスイッチ２を通して超音波プローブ
１に送り、超音波ビームを被検体内に送波する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を送受する超音
波振動子を駆動して超音波ビームを送波し、このとき得
られる超音波エコー情報より被検体のＢモード像（断層
像）及びカラー血流像を表示し、医用診断に供する超音
波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波振動子を直線上に配置した
線形プローブを用いて、ビーム相互間で平行な超音波ビ
ームで走査を行うリニアスキャン方式または、ある一点
から放射状にビーム走査を行うセクタスキャン方式によ
る走査を行い、その超音波エコー情報から被検体内部の
組織断面を表すＢモード像とその断面の血流速度分布を
表すカラー血流像を同一画面上に重畳して表示する超音
波診断装置が知られている。

【０００３】この装置では、カラー血流像を得るために
ドプラ法を用いている。このドプラ法は図２０のように
して測定することができる。まずプローブ１から周波数
ｆ0の超音波を被検体内に放射する。この超音波が速度
ｖで移動している赤血球にあたるとドプラ効果により周
波数ｆ0'で反射され戻ってくる。つまり、送信周波数を
ｆ0 、受信周波数をｆ0'、超音波ビームと血流方向がな
す入射角をθとして仮定すると、式(1) の関係から流速
ｖを求めることができる。

【０００４】

【数１】ただし、とする。

【０００５】したがって、周波数偏移は式(1) が示すよ
うに超音波ビームと血流方向がなす角の余弦に比例し、
両者が平行な場合（即ち、cos ０°＝１）に最大となり
精度良く測定でき、直交する場合（即ち、cos ９０°＝
０）にはゼロとなり測定不可能となる。一般に人体の血
管は体表に平行に走っているためカラー血流像用超音波
ビームを体表に垂直に送波するとカラー血流像用超音波
ビームと血流方向が直交してしまい血流速度を測定でき
なくなる。

【０００６】このようにカラー血流像用ビ−ムと血流の
方向が直交しないようにする方法としては、図２１のよ
うにＢモード像用超音波ビームをプローブ面と垂直な方
向に送波し、カラー血流像用超音波ビームはプローブ面
から斜め方向に送波することにより、長方形のＢモード
像とその一部分をカラー血流像で表示する方法や、図２
２のようにＢモード像用超音波ビームとカラー血流像用
超音波ビームの両方を斜めに送波し、平行四辺形のカラ
ー血流像を表示する方法が知られている。

【０００７】これら公知の技術は、例えば特開昭６２−
２２７３３５公報および米国特許第５，０１４，７１０
号明細書に開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように図２１に示
した従来の方法は、ビーム相互間が平行なＢモード像用
超音波ビームとビーム相互間が平行なカラー血流像用超
音波ビームを用い、Ｂモード像用超音波ビームは超音波
プローブのプローブ面に対して垂直に送波し、カラー血
流像用超音波ビームはプローブ面に対して斜め方向に斜
めに走査を行っていた。

【０００９】一般的にカラー血流像は位置の特定を行い
易くするために、Ｂモード像と重畳させて表示を行うた
め、この図２の方法では、プローブ面に対し垂直に送波
されるＢモード像用超音波ビームとプローブ面に対し斜
め方向に送波されるカラー血流像用超音波ビームの交わ
る部分７しかカラー血流像を表示することができなかっ
た。このような方法では深部でのカラー血流像が特に狭
くなるため、深部にある腎臓や肝臓の診断の際に得られ
るカラー血流像が狭く診断が行い難かった。

【００１０】また、このようにカラー血流像が狭くなる
のを防ぐため図２２のようにＢモード像用超音波ビーム
とカラー血流像用超音波ビームの両方を体表に対し斜め
方向に放射して平行四辺形のカラー血流像を表示する方
法がある。

【００１１】しかしながら、図２２の方法は、超音波プ
ローブから斜め方向のカラー血流像しか表示されないた
め患部の位置が被検体のどの位置にあるのか把握しにく
かった。特に深部の診断を行う場合はプローブとの位置
のずれが大きくなり位置の把握が難しくなっていた。

【００１２】そこで本発明は、これらの問題を解決すべ
く、体表から深部にかけて広い視野のＢモード像とその
像の任意の場所のカラー血流像を表示することのできる
超音波診断装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、被検体に超音波を送受波するための超音
波プローブと、前記超音波プローブから送波する断層像
用超音波ビームを扇状リニア走査する断層像用走査手段
と、前記断層像用超音波ビームを送波したときに前記超
音波プローブで受波される断層像用超音波エコーから前
記被検体の断層像を求める手段と、前記超音波プローブ
から送波する血流像用超音波ビームを走査する血流像用
走査前記血流像用超音波ビームを送波したときに前記超
音波プローブで受波される血流像用超音波エコーから前
記被検体の血流像を求める手段と、前記断層像と前記血
流像とを重畳して表示する表示手段を備えたことを特徴
とする超音波診断装置を提供する。

【００１４】更に、本発明によれば、被検体に超音波を
送受波するための超音波プローブと、前記超音波プロー
ブから断層像用超音波ビームを送波して、前記被検体を
扇状に走査する断層像用走査手段と、前記断層像用超音
波ビームを送波したときに前記超音波プローブで受波さ
れる断層像用超音波エコーから前記被検体の断層像を求
める手段と、前記超音波プローブからそのプローブ面の
法線方向に対して、所定の傾斜角度で血液像用超音波ビ
ームを送波して、前記被検体を走査する血流像用走査手
段と、前記血流像用超音波ビームを送波したときに前記
超音波プローブで受波される血流像用超音波エコーから
前記被検体の血流像を求める手段と、前記血流像用超音
波ビームを血流に対して送波した時の、このビームの血
流に対する入射角度によって血流のカラー表示が変化す
るのを補正する角度補正手段と、前記断層像と前記血流
像とを重畳して表示する表示手段を備えたことを特徴と
する超音波診断装置。

【００１５】

【作用】上述した構成により、断層像用超音波ビームに
より扇状リニア走査（後述する）を行い、その一部を血
流像用超音波ビームにより走査する。このとき得られる
断層像用超音波エコーと血流像用超音波エコーから、扇
状の断層像とその一部の血流像を求め、表示手段に表示
させる。これにより、体表から深部にかけて広い視野の
Ｂモード像とその像の任意の一部の血流像を重畳させて
表示することができる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例に関わる超音波
診断装置の回路構成を示している。

【００１７】超音波プローブ１０は、Ｎ個の超音波振動
子を列状に配置したものである。

【００１８】基準信号発生器１８は、周波数ｆ０の基準
信号を発生し、送信遅延回路１６に送る。スキャニング
コントローラ１７は、操作パネル２５により指定された
走査方法及び走査方向に基き超音波ビームの実際の走査
方向を演算し、これら演算値を受信遅延回路１５と送信
遅延回路１６と角度補正回路２２に送る。送信遅延回路
１６は、基準信号をＮチャンネルの信号に分割し、この
Ｎチャンネルの信号にスキャニングコントローラ１７か
ら送られてきた演算された走査方向データに基く遅延時
間を与えパルサ回路１４に送る。パルサ回路１４は、こ
の送られてきたＮチャンネルの信号を超音波振動子を駆
動するためのＮチャンネルのパルス信号に変換し切り替
えスイッチ１２を通して超音波プローブ１０に送る。超
音波プローブ１０は、このＮチャンネルのパルス信号を
Ｎ個の超音波振動子にそれぞれ入力し、超音波ビームを
被検体内に送波する。このとき超音波ビームは、スキャ
ニングコントローラ１７により求められた走査方向を走
査する。

【００１９】この送波された超音波ビームは、被検体内
で反射され、再び超音波プローブ１０の超音波振動子群
に戻り、Ｎチャンネルの超音波エコー情報として受波さ
れる。このＮチャンネルの超音波エコー情報は、切り替
えスイッチ１２を通して、プリアンプ１３に送られる。
プリアンプ１３は、Ｎチャンネルの超音波エコー情報を
それぞれ増幅し、受信遅延回路１５に送る。受信遅延回
路１５は、Ｎチャンネルの超音波エコー情報にスキャニ
ングコントローラ１７から送られてきた演算した実際の
走査方向のデータに基いて求めた遅延時間を与え各チャ
ンネルの超音波エコー情報の時間的ずれを補正して加算
器１９に送る。加算器１９は、各超音波エコー信号を重
ね合わせ、検波回路２０とＣＦＭ（color flow mappin
g）回路２１に送る。検波回路２０は、加算器１９から
の信号を検波し、Ｂモード情報をつくる。ＣＦＭ回路２
１は、加算器１９からの信号をもとにカラー血流（ＣＦ
Ｍ）情報をつくる。角度補正回路２２には、カラー血流
像用超音波ビームの入射角によるカラー血流情報のずれ
を補正するための補正情報があらかじめ記憶されてお
り、スキャニングコントローラ１７からの演算した走査
方向データに基きカラー血流情報のずれを補正するため
の補正信号をつくる（後述する）。ＤＳＣ（digital sc
an converter）２３は、Ｂモード情報、カラー血流情報
を合成し、テレビ信号に変換しモニタ２４に表示させ
る。操作パネル２５は、走査方法の選択やカラー血流像
の表示位置の指定等の走査を行なうことができる。

【００２０】次に本発明の第１の実施例装置の動作につ
いて説明する。

【００２１】第１の実施例では、図１に示した全体構成
図の超音波プローブ１０に図２に示すようにｎ個の超音
波振動子を直線的に配したリニアプローブ１０４を用い
た例である。この“ｎ”は任意の整数値である。

【００２２】図２において走査線Ａ1 ・Ａ2 ・〜・Ａn
は、Ｂモード像用の走査線である。走査線Ａ1'・Ａ2'・
〜・Ａn'は、カラー血流像用（ＣＦＭモード）の走査線
である。走査線Ａ1 ・Ａ2 ・〜・Ａn は、走査線相互間
が非平行となるようにリニアスキャンする方式（以下、
扇状リニア走査と称する。）で、この走査範囲は体表付
近では、リニアプローブ１０Ａのプローブ面１１Ｓ（超
音波振動子を配した面）の幅に等しく、深部ではプロー
ブ面１１Ｓの幅より広い走査範囲を持っている。

【００２３】上述した「扇状リニア走査」モードについ
て以下説明する。

【００２４】即ち、図２で示したリニアプローブ１０Ａ
において、Ｂモード像用走査線Ａ1，Ａ2 ，…，Ａn を
扇状に送波するリニア走査方法の変形例である。

【００２５】図３は、図２のＢモード像用の走査線を拡
大した説明図である。

【００２６】Ｓは、プローブ面の幅である。Ｐ1 ・Ｐ2
・〜・Ｐn は、走査線Ａ1 ・Ａ2 ・〜・Ａn 及び走査線
Ａ1'・Ａ2'・〜・Ａn'の走査開始点を示しており、それ
ぞれの走査開始点の間隔はＳ／ｎである。θ1 ・θ2 ・
〜・θn は、それぞれ走査線Ａ1 ・Ａ2 ・〜・Ａn とプ
ローブ面１１Ｓの法線方向との間の角度である。

【００２７】第１の実施例では、走査線Ａ(n+1)/2 を中
心として左右対象の走査を行っている。このような左右
対象の走査を行うためには、θk の値を式(2) のように
設定すれば良い（但しｋ＜ｎ）。

【００２８】

【数２】また、走査開始点Ｐk は式(3) により求められる。

【００２９】

【数３】ただし、Ｐ1 を０とする。

【００３０】スキャニングコントローラ１７は、各Ｂモ
ード像用走査線の実際の走査開始点データ及び走査方向
データを求め、走査線Ａ1 から走査線Ａn までの演算し
た走査開始点データ及び走査方向データ（遅延データ）
を順に受信用遅延回路１５及び送信用遅延回路１６送
る。これによりＢモード像用走査線Ａ1 からＡn までを
用いて、被検体を順に走査することができる。

【００３１】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を検波回路２０で検波し、ＤＳＣ回路２３に送
る。ＤＳＣ回路２３は、この検波信号から扇状のＢモー
ド像を求めＤＳＣ回路２３内の記憶装置に記憶する。な
お、ビーム、ステアリング角度θ1 の値は操作パネル２
５を操作することにより変化させることができ、θ1 の
値を変化させることにより深部のＢモード像の表示範囲
を広くしたり狭くしたりすることができる特徴がある。

【００３２】次に、カラー血流像用の走査線について説
明する。

【００３３】図４は、図２のカラー血流像用の走査線を
拡大した説明図である。

【００３４】Ｐ1'・Ｐ2'・〜・Ｐn'は、ＣＦＭモードの
走査線Ａ1'・Ａ2'・〜・Ａn'の走査開始点を示してお
り、それぞれの走査開始点の間隔はＳ／ｎである。θ´
は、走査線Ａ1'・Ａ2'・〜・Ａn'とプローブ面の法線方
向との間の角度である。

【００３５】第１の実施例は、ＣＦＭモードの走査線Ａ
1'・Ａ2'・〜・Ａn'とプローブ面１１Ｓの法線方向との
なす角を互いに等しくし平行な超音波ビームで走査す
る。

【００３６】スキャニングコントローラ１７は、各カラ
ー血流像用走査線の実際の走査開始点データ及び走査方
向データを求め、これら走査線Ａ1'からＡn'までの演算
された走査開始点データ及び走査方向データ（遅延デー
タ）を順に受信用遅延回路１５及び送信用遅延回路１６
送る。これによりカラー血流像用走査線Ａ1'からＡn'ま
でを用いて、被検体を順に走査することができる。

【００３７】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を、ＣＦＭ回路２１に送り血流速度を求める。Ｄ
ＳＣ回路２１は、この血流速度の違いを色の違いで表し
たカラー血流像を求め、同じく前述したように求められ
るＢモード像上に合成する。この画像をモニタ２４に表
示することにより、扇状のＢモード像とその一部に重畳
されたカラー血流像が得られる。

【００３８】なお、ビームステアリング角度θの値は操
作パネル２５を操作することにより変化させることがで
き、θの値を変化させることによりカラー血流像の表示
位置をモニタ２４のスクリーン上において左右に移動で
きる。

【００３９】このようにＢモード像を扇状に走査／表示
することで、広い範囲のカラー血流像を表示できる。ま
た、この方法は、表示されるＢモード像の範囲が広いた
め被検体内部のどの部分を表示しているかわかりやす
い。このため、患部の位置を特定するために何度もプロ
ーブ１０Ａを移動させる必要がなくなり診断をスムーズ
に行うことができる。

【００４０】図５〜図７を参照し乍ら、上述したスキャ
ニングコントローラ１７の内部構成および動作について
詳述する。

【００４１】図５は、このスキャニングコントローラ１
７の内部構成図である。図５に示したように、このスキ
ャニングコントローラ１７は、Ｂモード／ＣＦＭモード
用の走査線の開始点データ（Ｐｋ）を演算する。

【００４２】第１演算回路１００と走査開始点演算値メ
モリ１０６，およびこれら両走査線の走査方向データ
（θｋ）を演算する。

【００４３】第２演算回路１０２と走査方向演算値メモ
リ１０８を主として有する。

【００４４】図１に示した操作パネル２５より、ビーム
ステアリング角度（θ）およびラスタ（走査線）の番号
を入力することによって、上述した式(2) と(3) とに基
いて所定の演算を行ない、演算結果をこれらメモリ１０
６，１０８にストアする。これらストアされた各データ
が、送信遅延回路１６および受信遅延回路１５へ順次、
所定のタイミングで送給される。これら送給された各演
算データに基いて、各遅延回路１６，１５では所定の遅
延量が決定される。

【００４５】これら遅延量に基いて、リニアプローブ１
０Ａの各トランスデューサ１１の励起タイミングがコン
トロールされる。この結果、図７に示したように、各ト
ランスデューサ（１ｃｈ〜８ｃｈ等）より送給される超
音波ビームが焦点合せされたり、偏向されるようになる
（送信時および同様に受信時）。換言すれば、これら遅
延量をコントロールすることによって、第１実施例のＢ
モードの「扇状リニア走査」が可能となる。また、ビー
ム相互な平行なＣＦＭモードの走査も可能となる。

【００４６】以上のスキャニングコントローラ１７の一
連の動作を、図６のフローチャートに示す。即ち、ステ
ップＳＴ−１において、ビームステアリング角度θをＢ
モード用にセットしたかをチェックする。Ｂモード用に
セットしたならば、ステップＳＴ−２Ａに移り、Ｂモー
ドのステアリング角度の設定を行なった後に、ステップ
ＳＴ−３で、この設定値を該当のメモリ１０８へ送って
ストアする。また、ステップＳＴ−１で、ＣＦＭモード
用にセットされたならば、ステップＳＴ−Ｂに進んで、
ＣＦＭモードのステアリング角度の設定を行なった後
に、ステップＳＴ−３でこの設定値をこのメモリ１０８
へ送ってストアする。

【００４７】以上詳述したように、本発明ではこのよう
なスキャニングコントローラ１７を採用することによっ
て、特に、ＣＦＭモード用の走査ビームＢ1', Ｂ2'，
…，Ｂn'のステアリング角度（振り角）“θ”を自由に
設定出来るので、被検体３の深部まで広い視野で表示出
来る特徴がある。

【００４８】次に、第２の実施例について説明する。

【００４９】第２の実施例は、図８に示すように超音波
振動子を円弧状に配したプローブ面３０Ｓを有するコン
ベックスプローブ１０Ｂを用いて第１実施例と同様の扇
状走査を行うものである。

【００５０】図８において、走査線Ｂ1 ・Ｂ2 ・〜・Ｂ
n は、Ｂモード像用の走査線である。走査線Ｂ1'・Ｂ2'
・〜・Ｂn'は、カラー血流像用の走査線である。

【００５１】図９は、図８のＢモード像用の走査線を拡
大したものであり、走査線の数（ｎの値）が奇数のみ
（Ｂ1 ，Ｂ3 ，…，Ｂn −１）の場合についての説明図
である。

【００５２】以下の数４においてαは、コンベックスプ
ローブ１０Ｂのプローブ面３０Ｓの曲率である。θは、
プローブ面３０Ｓの放射角である。Ｐ1 ・Ｐ2 ・〜・Ｐ
n は、Ｂモード用走査線Ｂ1 ・Ｂ2 ・〜・Ｂn 及びＣＦ
Ｍモード用走査線Ｂ1'・Ｂ2'・〜・Ｂn'の走査開始点を
示しており、それぞれの走査開始点の間隔は式(4) で示
されるΔＳである。

【００５３】

【数４】このとき、走査開始点Ｐk の値は式(5) で表される。

【００５４】

【数５】ただし、Ｐ1 の座標を０とする。

【００５５】第２実施例では、コンベックスプローブ１
０Ｂを用いているので、これら各走査開始点Ｐ1 ，Ｐ2
，…，Ｐｎからプローブ面３０Ｓに対し垂直な方向を
走査することにより、Ｂモード像用走査線では、扇状の
範囲を走査することができる。

【００５６】スキャニングコントローラ１７は、各Ｂモ
ード像用走査線Ｂ1 …，Ｂn の走査開始点データ及び走
査方向データを求め、走査線Ｂ1 から走査線Ｂn までの
演算した走査開始点データ及び走査方向データを順に受
信用遅延回路１５及び送信用遅延回路１６に送る。これ
によりＢモード像用走査線Ｂ1 からＢn まで用いて、被
検体を順に扇状走査することができる。

【００５７】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を検波回路２０で検波し、ＤＳＣ回路２３に送
る。ＤＳＣ回路２３は、この検波信号から扇状のＢモー
ド像データを求めＤＳＣ回路２３内の記憶装置に記憶す
る。

【００５８】このようにＢモード像用走査線Ｂ1 からＢ
n までの走査を行った後、次にカラー血流像用走査を行
う。

【００５９】次に第２実施例におけるカラー血流像用走
査線について説明する。

【００６０】図１０は、図８のカラー血流像用の走査線
Ｂ1 ，…，Ｂn を拡大したものである。

【００６１】θ1'・θ2'・〜・θn'は、それぞれ走査線
Ｂ1'・Ｂ2'・〜・Ｂn'とプローブ面の法線方向とのなす
角（ビームステアリング角度）である。ＣＦＭモード用
走査線Ｂ1'・Ｂ2'・〜・Ｂn'を互いに平行にするために
は、θk の値を次式(6) に従って演算すれば良い。即
ち、第２実施例では、コンベックスプローブ１０Ｂを採
用しているが、ＣＦＭモード用走査線Ｂ1'，…, Ｂn'の
み互いに平行な走査線にして、斜方向に走査する（図１
０参照）。

【００６２】

【数６】スキャニングコントローラ１７は、各カラー血流像（Ｃ
ＦＭモード）用走査線Ｂ1'…，Ｂn'の走査開始点データ
及び走査方向データを求め、Ｂ1'からＢn'までの演算し
た走査開始点データ及び走査方向データを順に受信用遅
延回路１５及び送信用遅延回路１６送る。これによりカ
ラー血流像用走査線Ｂ1'からＢn'まで用いて、被検体を
順に走査することができる。

【００６３】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を、ＣＦＭ回路２１に送り血流速度を求める。Ｄ
ＳＣ回路２１は、この血流速度の違いを色の違いで表し
たカラー血流像を求め、同じく前述したように求めたＢ
モード像上に合成する。この合成像をモニタ２４に表示
することにより、扇状のＢモード像とその一部に重畳し
たカラー血流像が得られる。

【００６４】なお、ビームステアリング角度θ1'の値は
操作パネル２５を操作することにより変化させることが
でき、θ1'の値を変化させることによりカラー血流像の
表示位置を左右に移動できる。

【００６５】このようにコンベックスプローブ１０Ｂを
用いても、第１の実施例とほぼ同様な画像を表示するこ
とができる。

【００６６】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。

【００６７】第３の実施例は、図１１に示すようにＢモ
ード像用超音波ビーム及びカラー血流像用超音波ビーム
の両方を扇状に送波する方法である。

【００６８】同図において走査線Ｃ1 ・Ｃ2 ・〜・Ｃn
は、Ｂモード像用の走査線である。走査線Ｃ1'・Ｃ2'・
〜・Ｃn'は、カラー血流像用の走査線であり、実際上は
同一の線上を走査している。

【００６９】Ｂモード用イメージ走査線Ｃ1 ，Ｃ2 ，
…，Ｃn の走査開始点及び走査方向についてのデータの
演算は第１の実施例のＢモード像用走査線Ａ1 ，Ａ2 ，
…，Ａn と同様であるの説明を省略する。ＣＦＭモード
用の走査線Ｃ1'，Ｃ2'，…，Ｃn'の走査開始点データお
よび走査方向データについては、上記Ｂモード走査線用
のデータを利用すれば良い。

【００７０】このように、扇状の範囲をＢモード像用超
音波ビームＣ1 ，Ｃ2 …，Ｃn 及びカラー血流像用超音
波ビームＣ1'，Ｃ2'…，Ｃn'で走査することにより、扇
状のＢモード像およぴカラー血流像を表示することがで
き、且つ広い範囲のカラー血流像を表示できる。このよ
うに広い範囲のカラー血流像を表示することで被検体内
部の異常血流の発見が容易になる。

【００７１】なお、この第３の実施例では、リニアプロ
ーブ１０Ａおよび、コンベックスプローブ１０Ｃのいず
れを用いても実施可能である。

【００７２】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。

【００７３】第４の実施例は、図１２に示すように走査
方向を左右に少しずらした２種類の扇状の範囲をＢモー
ド像用超音波ビームＤ1,Ｄ2,…, Ｄn とＥ1,Ｅ2,…Ｅn
及びカラー血流像用超音波ビームＤ1', Ｄ2', …, Ｄn'
とＥ1', Ｅ2', …, Ｅn'で走査する方法である。

【００７４】図１２において、走査線Ｄ1 ・Ｄ2 ・〜・
Ｄn 及び走査線Ｅ1 ・Ｅ2 ・〜・Ｅn は、Ｂモード像用
の走査線である。走査線Ｄ1'・Ｄ2'・〜・Ｄn'及び走査
線Ｅ1'・Ｅ2'・〜・Ｅn'は、カラー血流像用の走査線で
あり、同一の線上を走査している。

【００７５】第１の実施例で示した扇状の走査範囲は左
右対象のものであったが、本例では左右非対象であるの
で、数２の右辺に係数θa を加えることにより扇状の走
査範囲を左右にずらすことができる。

【００７６】扇状のＢモード像を得るために、第４の実
施例では、走査線Ｄ1 ・Ｄ2 ・〜・Ｄn ・Ｅ1 ・Ｅ2 ・
〜・Ｅn の線上に超音波ビームを送波している。これら
走査線Ｄ1 ・Ｄ2 ・〜・Ｄn ・Ｅ1 ・Ｅ2 ・〜・Ｅn
は、以下の式(7) に基いて走査方向を求めており、走査
線Ｄ1 ・Ｄ2 ・〜・Ｄn の間ではθa ＝＋θ1 とし、走
査線Ｅ1 ・Ｅ2 ・〜・Ｅn の間ではθa ＝−θ1 とした
ものである。

【００７７】

【数７】スキャニングコントローラ１７は、各Ｂモード像用走査
線Ｄ1'…, Ｄn ，Ｅ1,…, Ｅn の走査開始点データ及び
走査方向データを求め、これら走査線Ｄ1 から走査線Ｅ
n までの演算した走査開始点データ及び走査方向データ
を順に受信用遅延回路１５及び送信用遅延回路１６送
る。これによりＢモード像用走査線Ｄ1 からＥn までを
利用して、被検体を順に走査することができる。

【００７８】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を検波回路２０で検波し、ＤＳＣ回路２３に送
る。ＤＳＣ回路２３は、この検波信号から扇状のＢモー
ド像を求めＤＳＣ回路２３内の記憶装置に記憶する。

【００７９】このようにＢモード像用走査線Ｄ1 からＥ
n までの走査を行った後、次にカラー血流像用走査を行
う。

【００８０】スキャニングコントローラ１７は、上述し
たＢモード像用走査線の走査開始点データおよび走査方
向データをそのまま利用でき、これらＣＦＭモード用走
査線Ｄ1'から走査線Ｅn'までの走査開始点データ及び走
査方向データを受信用遅延回路１５及び送信用遅延回路
１６送る。これによりＣＦＭモード像用走査線Ｄ1'から
Ｅn'までを用いて、扇状領域を順に走査することができ
る。

【００８１】このとき得られる超音波エコー情報を、Ｃ
ＦＭ回路２１に送り血流速度を求める。ＤＳＣ回路２１
は、この血流速度の違いを色の違いで表したカラー血流
像を求め、同じく前述したように求めたＢモード像上に
合成する。この合成画像データをモニタ１４に表示する
ことにより、扇状のカラー血流像が得られる。

【００８２】前述の第３の実施例では、中央付近の走査
線が超音波プローブ面の法線方向とほぼ等しくなるた
め、送波したＣＦＭモードの超音波ビーム例えばＣ
^{(n+1) /2}と血流の方向が垂直になり、血流速度の測定を
行うことができなかったが、第４の実施例では、走査線
と超音波プローブ面の法線方向が等しくなる部分が無い
ため扇状の走査範囲の全面をカラー血流像を表示でき
る。

【００８３】次に第５の実施例について説明する。

【００８４】第５の実施例は、図１３に示すように、扇
状のＢモード像および、この扇状のＢモード像の一部で
ある任意の扇状の範囲のみのカラー血流像を表示するも
のである。

【００８５】図１３において走査線Ｆ1 ・Ｆ2 ・〜・Ｆ
n は、Ｂモード像用の走査線である。走査線Ｆ1'・Ｆ2'
・〜・Ｆn'は、カラー血流像用の走査線である。

【００８６】Ｂモード像用走査線Ｆ1 ・Ｆ2 ・〜・Ｆn
は、第１の実施例のＢモード像用走査線と同様の数式で
種々のデータを演算する。カラー血流像用走査線の各デ
ータは、第４実施例の式(7) に基くもので任意の広さ、
任意の方向の扇状範囲を走査することができる。この広
さ及び方向は式(7) のθ1 及びθa を変えることにより
任意に選ぶことができる。なお、θ1 及びθa の値は操
作パネル２５を操作することにより変えることができ
る。

【００８７】カラー血流像は、表示範囲を広げると解像
度が低下してしまうため、第５の実施例のように任意の
範囲のカラー血流像を表示することにより、診断に必要
な範囲をあまり解像度を低下させることなく表示でき
る。

【００８８】次に、第６実施例について、図１４を参照
し乍ら説明する。

【００８９】図１４において、Ｐ1 ・Ｐ2 ・〜・Ｐm
は、走査線の走査開始点であり、それぞれの間隔は、Ｓ
／ｍである（ｍ＞ｎ）。θg1・θg2・〜・θgnは、それ
ぞれ走査線Ｇ1 ・Ｇ2 ・〜・Ｇn と、プローブ１０Ｆの
プローブ面１１Ｓの法線方向とのなす角（ビームステア
リング角度）である。同様にθi1・θi2・〜・θinは、
それぞれ走査線Ｉ1 ・Ｉ2 ・〜・Ｉn とこのプローブ面
１１Ｓの法線方向とのなす角である。

【００９０】走査線Ｇ1 ・Ｇ2 ・〜・Ｇn の走査開始点
は、Ｐ1 であり、走査方向は、式(8) で表される。

【００９１】

【数８】走査線Ｉ1 ・Ｉ2 ・〜・Ｉn の走査開始点は、Ｐm であ
り、走査方向は、式(9) で表される。

【００９２】

【数９】走査線Ｈ1 ・Ｈ2 ・〜・Ｈm の走査開始点は、それぞれ
Ｐ1 ・Ｐ2 ・〜・Ｐmであり、走査方向はプローブ面の
法線方向である。

【００９３】上述したＢモード用走査線Ｇ1 ・Ｇ2 ・〜
・Ｇn ・Ｈ1 ・Ｈ2 ・〜・Ｈm ・Ｉ1 ・Ｉ2 ・〜・Ｉn
を用いて被検体を順に走査することによりＢモードの台
形状の走査を行うことができる。

【００９４】一方、ＣＦＭモードイメージ用走査線Ｇ
1', Ｇ2', …,GH'を、上述の走査開始点Ｐ1,Ｐ2,…, Ｐ
H から、プローブ１０Ｆのプローブ面１１Ｓの法線方向
に対して所定の傾斜角度で、被検体へ向けて送波する。
これは、第１実施例のＣＦＭモードイメージ用走査線Ａ
1', Ａ2', …, Ａn'と同一なので、走査開始点データ等
の演算については、ここでは説明を省略する。

【００９５】以上のように、ＣＦＭモード走査線Ｇ1',
Ｇ2'…, Ｇn'を用いて、被検体を走査することによって
所定のカラー血流像データをＣＦＭ回路２１で得て、上
述のＢモードイメージデータとを重畳して、モニタ２４
で表示すると、台形状のＢモード像の上に、プローブ面
１１Ｓの法線方向に対して所定の傾斜角度のＣＦＭモー
ド像が重畳されて表示される。この第６実施例の効果
は、前述の第１実施例と同様となる。

【００９６】更に、本発明の他の特徴である、扇状ＣＦ
Ｍモード像走査における角度補正について、以下詳述す
る。

【００９７】すでに、第１実施例に関連して説明したよ
うに、本発明の超音波イメージング装置では、角度補正
回路２２が設けられている（図１参照）。

【００９８】この角度補正回路２２の機能を、図１５を
参照し乍ら説明する。

【００９９】この図１５に示した扇状のＣＦＭモード走
査線５０は、図１１のリニアプローブ１０Ｃによる扇状
ＣＦＭモード走査線Ｃ1', Ｃ2'…, Ｃn'に相当するもの
である。図１５において、この扇状のＣＦＭモード走査
線５０がリニアプローブ１０Ｃから血管４へ送波されて
いるものとする。この血管４内には、血液が同一方向４
０（図では左から右方向へ）流れているものとする。こ
の血流の方向４０が中央のＣＦＭモード走査ビーム５２
に対して直交した場合、この血流の右側部分は赤色で表
示される（赤色表示部６０Ｒ）。これに対して、左側部
分は青色で表示される（青色表示部６０Ｂ）。更にま
た、同一カラー表示部でも、色調が変化する。

【０１００】上述のように、同一の血流方向４０にも拘
らず、異なる色で表示されてしまい、診断上好ましくな
い場合がある。従って、本発明の他の特徴では、これを
解決できる。

【０１０１】先ず、色表示が変化する理由としては、上
述の式(1) の偏移周波数“ｆα”のcos θの角度“θ"
が、扇状ビーム５０の入射角度に対応するので、これの
符号が境界点（即ち、中心ビーム５２）で反転してしま
うために、色表示変化が起るからである。

【０１０２】従って、この入射角“θ”を、適当な補正
値で補正することにより上述の色表示変化を回避でき
る。即ち、同一方向、同一速度の血流を単一色で表示で
きるようになる。

【０１０３】以上の本発明の角度補正の技術思想を、図
１６を参照し乍ら説明する。

【０１０４】図１６において、右方向の血流を赤色で表
示し、左方向の血流を青色で表示するものとする。

【０１０５】補正したように、ビームステアリング角度
“θ”は、式(2) で規定される。即ち、

【数１０】また、扇状ＣＦＭモード走査ビーム５０と血流４０との
間の交差角度“θdk”は、以下の式(10)で規定される。

【０１０６】 θdk＝９０°＋θｋ …………(10) 更に、この走査ビーム５０と血流４０との間の角度で、
Ａ^(n+1)/2の位置、即ち、中央ビーム５２の位置におい
て、９０°でなく、例えばＡx の位置で９０°の場合あ
る。即ち、このような条件は、図１６の血管４が傾斜し
ている場合に成立するものである。このように傾斜した
血管の状態においては、角度補正式“θdk”が以下のよ
うに与えられる。

【０１０７】 θdk＝９０°＋θｋ＋θｘ …………(11) 従って、ビームステアリング角度θｋの符号が、式(2)
によって規定される。即ち、ｋ＞Ａ^(n+1)/2の場合に、
このビームステアリング角度θｋの符号が−（負）にな
り、ｋ≦Ａ^(n+1)/2の場合に、この符号が＋（正）とな
る。

【０１０８】この走査ビームＡｘの位置は、操作パネル
２５を操作して、どのラスタＮｏのものかを決定するこ
とにより規定される。次に、このラスタＮｏに対応した
角度θｘを演算し、この演算値θｘをすべてのラスタへ
加算する。この演算値θx が上述した角度補正値に相当
する。

【０１０９】図１７は、上述した角度補正回路２２の内
部構成図である。この角度補正回路２２は、前記式(10)
と(11)とを演算する。角度補正値演算器２２Ａ，および
カラー交換メモリテーブル２２Ｂから構成される。この
メモリテーブル２２Ｂには、各角度０°〜３６０°に対
する色変換するためのデータが予じめストアされてお
り、これによって、扇状ＣＦＭモード走査ビーム５０と
血流４０との間の交差角度の各々に対応するカラー処理
が実行される。

【０１１０】また、操作パネル２５から指示を与えて、
この角度補正回路２２による角度補正動作をＯＮ／ＯＦ
Ｆすることもできる。

【０１１１】更に、この角度補正動作は、この扇状のＣ
ＦＭモード走査のみならず、他のＣＦＭモード走査にも
適当できる。

【０１１２】例えば、図１８に示した通常のセクタスキ
ャニング動作（セクタプローブ１０２）における血流の
カラー表示にも適当できると共に、図１９に示した通常
のコンベックススキャニング動作（コンベックスプロー
ブ２０２）における血流のカラー表示にも適当できる。

【０１１３】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形実施可能であることはいうまでもない。

【０１１４】例えば、実際に診断を行なう場合は、これ
ら実施例１〜実施例５の方法を組み合わせて診断するこ
とにより効率的に診断を行なうことができるようにな
る。例えば、実施例３または実施例４の方法により、扇
状のカラー血流像を表示し異常血流の発見や位置の確認
を行う。この方法で異常血流部の確認をした後、実施例
１、実施例２または実施例３の方法により解像度の良い
カラー血流像を表示させて診断を行なうことができる。

【０１１５】また、実施例１及び実施例５は、扇状リニ
ア走査により扇状のＢモード像を表示していたが、台形
走査により台形状のＢモード像を表示し、その一部を平
行なカラー血流像用超音波ビームで走査してカラー血流
像を表示しても良い。

【０１１６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、視
野の広いＢモード像及びカラー血流像を医師に提供する
ことにより、診断を効率良く行なうことができると同時
に、視野が広いため腫瘍や異常血流等の患部を診断する
際に位置合わせがしやすくなる。また、プローブを小形
化できるため扱い易くなり医師やオペレータの負担を軽
減できる超音波診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に関わる構成図。

【図２】Ｂモード像を扇状リニア走査により行い、カラ
ー血流像は平行な超音波ビームにより走査する実施例。

【図３】図２のＢモード像用走査の説明図。

【図４】図２のカラー血流像用走査の説明図。

【図５】図１のスキャニングコントローラの内部構成
図。

【図６】図５のスキャニングコントローラの動作フロー
チャート。

【図７】図５のスキャニングコントローラの動作波形
図。

【図８】コンベックスプローブを用いてＢモード像を扇
状リニア走査により行い、カラー血流像を平行な超音波
ビームにより走査する第２実施例。

【図９】図８のＢモード像用走査の説明図。

【図１０】図８のカラー血流像用走査の説明図。

【図１１】Ｂモード像及びカラー血流像の両方を扇状リ
ニア走査により行う第３実施例。

【図１２】Ｂモード像及びカラー血流像の両方を２種類
の扇状リニア走査により行う第４実施例。

【図１３】Ｂモード像を扇状リニア走査により行い、カ
ラー血流像は異なる扇状リニア走査により行う第５実施
例。

【図１４】Ｂモード像を台形走査し、カラー血流像は図
２のものと同時に走査する第６実施例。

【図１５】本発明の他の特徴である角度補正の説明図。

【図１６】図１５の角度補正を数度的に解析した図。

【図１７】図１の角度補正回路の内部構成図。

【図１８】角度補正を行なうセクタスキャンの例を示す
説明図。

【図１９】角度補正を行なうコンベックススキャンの例
を示す説明図。

【図２０】ドプラ法による血流速度の測定の概要図。

【図２１】従来のリニアスキャンによるＢモード像用超
音波ビーム及びカラー血流像用超音波ビームの走査例。

【図２２】従来のリニアスキャンによるＢモード像用超
音波ビーム及びカラー血流像用超音波ビームの走査例。

【符号の説明】

１０，１０Ａ〜１０Ｆ超音波プローブ１２切り替えスイッチ１３プリアンプ１４パルサ回路１５受信遅延回路１６送信遅延回路１７スキャニングコントローラ１８基準発信器１９加算器２０検波回路２１ＣＦＭ回路２３ＤＳＣ回路２４モニタ２５操作パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｑ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に超音波を送受波するための超音
波プローブと、前記超音波プローブから送波する断層像
用超音波ビームを扇状リニア走査する断層像用走査手段
と、前記断層像用超音波ビームを送波したときに前記超
音波プローブで受波される断層像用超音波エコーから前
記被検体の断層像を求める手段と、前記超音波プローブ
から送波する血流像用超音波ビームを走査する血流像用
走査手段と、前記血流像用超音波ビームを送波したとき
に前記超音波プローブで受波される血流像用超音波エコ
ーから前記被検体の血流像を求める手段と、前記断層像
と前記血流像とを重畳して表示する表示手段を備えたこ
とを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記超音波プローブは超音波振動子群が
凸状の配列を有するコンベックスプローブであることを
特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】前記血流像用走査手段は、前記血流像用
ビームを平行に走査するものであることを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】前記血流像用走査手段は、扇状リニア走
査を行うものであることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の超音波診断装置。
【請求項５】前記血流像用超音波ビームの走査方向を
設定する手段を備えた請求項１乃至請求項４いずれか１
項記載の超音波診断装置。
【請求項６】被検体に超音波を送受波するための超音
波プローブと、前記超音波プローブから断層像用超音波
ビームを送波して、前記被検体を扇状に走査する断層像
用走査手段と、前記断層像用超音波ビームを送波したと
きに前記超音波プローブで受波される断層像用超音波エ
コーから前記被検体の断層像を求める手段と、前記超音
波プローブからそのプローブ面の法線方向に対して、所
定の傾斜角度で血液像用超音波ビームを送波して、前記
被検体を走査する血流像用走査手段と、前記血流像用超
音波ビームを送波したときに前記超音波プローブで受波
される血流像用超音波エコーから前記被検体の血流像を
求める手段と、前記血流像用超音波ビームを血流に対して送波した時
の、このビームの血流に対する入射角度によって血流の
カラー表示が変化するのを補正する角度補正手段と、前
記断層像と前記血流像とを重畳して表示する表示手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】前記血流像用走査手段を制御して、扇状
の血流像用走査ビームを前記被検体へ送波したことを特
徴とする請求項６項記載の超音波診断装置。