JPH078485A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH078485A JPH078485A JP15032593A JP15032593A JPH078485A JP H078485 A JPH078485 A JP H078485A JP 15032593 A JP15032593 A JP 15032593A JP 15032593 A JP15032593 A JP 15032593A JP H078485 A JPH078485 A JP H078485A
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- ultrasonic
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組織表面の凹凸形状を高分解能で測定する。
【構成】 表面抽出回路１８は受信信号から組織表面に
相当する受信信号を抽出する。位相変移検出回路２０
は、隣接する超音波ビーム相互間の受信信号の位相差
（位相変移）を求める。表面形状演算回路２２は、求め
られた位相変移から組織表面の凹凸形状を演算する。
相当する受信信号を抽出する。位相変移検出回路２０
は、隣接する超音波ビーム相互間の受信信号の位相差
（位相変移）を求める。表面形状演算回路２２は、求め
られた位相変移から組織表面の凹凸形状を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特に
生体内の組織表面の形状情報を取得する超音波診断装置
に関する。
生体内の組織表面の形状情報を取得する超音波診断装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療の分野において活用されている超音
波診断装置は、超音波を生体内へ送波し、生体内の各点
から連続的に反射する反射波を受波してエコーデータを
取り込み、そのエコーデータの強度を輝度に対応させる
ことによって生体内断層画像を形成・表示する。
波診断装置は、超音波を生体内へ送波し、生体内の各点
から連続的に反射する反射波を受波してエコーデータを
取り込み、そのエコーデータの強度を輝度に対応させる
ことによって生体内断層画像を形成・表示する。
【０００３】送受波される超音波は、例えば、３．５Ｍ
Ｈｚや５ＭＨｚの超音波が用いられ、超音波ビームに沿
う方向の分解能は、通常、超音波の数波長程度となる。
換言すれば、その数波長程度以下のオーダーの組織構造
に関する情報は得られない。
Ｈｚや５ＭＨｚの超音波が用いられ、超音波ビームに沿
う方向の分解能は、通常、超音波の数波長程度となる。
換言すれば、その数波長程度以下のオーダーの組織構造
に関する情報は得られない。
【０００４】従来、分解能を向上させるために、超音波
の周波数を上げることも行われるが、周波数を上げるほ
ど、生体内における超音波の減衰が大きくなる。
の周波数を上げることも行われるが、周波数を上げるほ
ど、生体内における超音波の減衰が大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
超音波診断装置の原理では、例えば、胆石を断層画像化
した場合、その大きさは把握できても、分解能の関係か
ら胆石表面の荒さなどは十分に観察できない。胆石は、
同じ大きさのものであっても、様々な種類のものがあ
り、その種類に応じた適切な治療が必要とされるが、従
来の超音波診断装置では有益な情報を提供できなかっ
た。ここで、もし胆石表面の凹凸形状に関し、その指標
となる情報が得られれば、胆石治療の効果を著しく向上
できる。
超音波診断装置の原理では、例えば、胆石を断層画像化
した場合、その大きさは把握できても、分解能の関係か
ら胆石表面の荒さなどは十分に観察できない。胆石は、
同じ大きさのものであっても、様々な種類のものがあ
り、その種類に応じた適切な治療が必要とされるが、従
来の超音波診断装置では有益な情報を提供できなかっ
た。ここで、もし胆石表面の凹凸形状に関し、その指標
となる情報が得られれば、胆石治療の効果を著しく向上
できる。
【０００６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、組織表面の凹凸形状を測定で
きるように分解能を向上させた超音波診断装置を提供す
ることにある。
ものであり、その目的は、組織表面の凹凸形状を測定で
きるように分解能を向上させた超音波診断装置を提供す
ることにある。
【０００７】
（本発明の原理）図１及び図２には、本発明の原理が示
されている。超音波探触子（以下、探触子という）１０
は、超音波を送受波するものであり、図示の例ではリニ
ア走査が行われる探触子が示されている。探触子１０に
て形成される超音波ビームを走査させると、複数の超音
波ビームが順次形成され、その状態が図１に示されてい
る。超音波は、生体内の各音響インピーダンス境界面で
反射し連続的な反射波となるが、ここでは説明を簡単に
するため、臓器１１の表面で超音波が反射されるものと
する。
されている。超音波探触子（以下、探触子という）１０
は、超音波を送受波するものであり、図示の例ではリニ
ア走査が行われる探触子が示されている。探触子１０に
て形成される超音波ビームを走査させると、複数の超音
波ビームが順次形成され、その状態が図１に示されてい
る。超音波は、生体内の各音響インピーダンス境界面で
反射し連続的な反射波となるが、ここでは説明を簡単に
するため、臓器１１の表面で超音波が反射されるものと
する。
【０００８】図２には、図１に示した超音波ビームＢ
１，Ｂ２，Ｂ３に相当する受信信号が示されている。図
１に模式的に示したように、臓器１１の表面は、凹凸形
状が生じており、このため、臓器１１と探触子１０との
間の距離は組織表面の凹凸に依存する。
１，Ｂ２，Ｂ３に相当する受信信号が示されている。図
１に模式的に示したように、臓器１１の表面は、凹凸形
状が生じており、このため、臓器１１と探触子１０との
間の距離は組織表面の凹凸に依存する。
【０００９】従って、いま仮に、探触子１０から送波さ
れた超音波の周波数及び位相が各超音波ビームで一致し
ていたとすると、各超音波ビーム上ではその送信から受
信までの超音波伝搬時間が相違することになり、現象的
には、超音波ビーム相互間で反射波に位相差が生じるこ
とになる。
れた超音波の周波数及び位相が各超音波ビームで一致し
ていたとすると、各超音波ビーム上ではその送信から受
信までの超音波伝搬時間が相違することになり、現象的
には、超音波ビーム相互間で反射波に位相差が生じるこ
とになる。
【００１０】この位相差（位相変移）Δθは、超音波の
１周期内で検出されるものであり（１周期以上では原則
として特定不能となる）、換言すれば、超音波の１周期
より小さい分解能を得ることができる。
１周期内で検出されるものであり（１周期以上では原則
として特定不能となる）、換言すれば、超音波の１周期
より小さい分解能を得ることができる。
【００１１】よって、隣接する反射波の位相変移を検出
することにより、超音波ビームに沿う方向における組織
表面の凹凸形状の変移を測定できることになる。すなわ
ち、図２において、超音波ビームＢ１の反射波と超音波
ビームＢ２の反射波との位相変移θ12、同様に、超音波
ビームＢ２の反射波と超音波ビームＢ３の反射波との位
相変移θ23…を測定すれば、表面形状の凹凸データを得
ることができ、これを用途に応じた表示形態で表示する
ことで、診断に有益な組織表面形状に関する情報を提供
できる。なお、超音波の速度、超音波の周波数は、既知
であるので、位相変移Δθから凹凸高低差（形状自体）
も演算できる。
することにより、超音波ビームに沿う方向における組織
表面の凹凸形状の変移を測定できることになる。すなわ
ち、図２において、超音波ビームＢ１の反射波と超音波
ビームＢ２の反射波との位相変移θ12、同様に、超音波
ビームＢ２の反射波と超音波ビームＢ３の反射波との位
相変移θ23…を測定すれば、表面形状の凹凸データを得
ることができ、これを用途に応じた表示形態で表示する
ことで、診断に有益な組織表面形状に関する情報を提供
できる。なお、超音波の速度、超音波の周波数は、既知
であるので、位相変移Δθから凹凸高低差（形状自体）
も演算できる。
【００１２】上記の凹凸高低差を表示するにあたり、従
来のＢモード表示を使用することも可能であるが、例え
ば送信周波数３．５ＭＨｚの生体中の波長は、０．４４
ｍｍとなり、７．５ＭＨｚに至っては０．２ｍｍとな
り、Ｂモード表示は非常に困難となる。
来のＢモード表示を使用することも可能であるが、例え
ば送信周波数３．５ＭＨｚの生体中の波長は、０．４４
ｍｍとなり、７．５ＭＨｚに至っては０．２ｍｍとな
り、Ｂモード表示は非常に困難となる。
【００１３】ここで、図１のように超音波ビームが左か
ら右へシフトして行くと、組織表面形状の変化は、一種
の周波数を有することになる。
ら右へシフトして行くと、組織表面形状の変化は、一種
の周波数を有することになる。
【００１４】ただしこの場合、表現される周波数は超音
波ビームのシフトのスピードに依存することになる。
波ビームのシフトのスピードに依存することになる。
【００１５】この周波数をスペクトラム解析することに
より組織表面形状の変化パターンを知ることが可能とな
る。
より組織表面形状の変化パターンを知ることが可能とな
る。
【００１６】例えば、組織表面形状が均一に細かな場合
には、スペクトラムパターンは高周波領域に低めのパワ
ーで表示される。
には、スペクトラムパターンは高周波領域に低めのパワ
ーで表示される。
【００１７】また、組織表面形状が均一に荒い場合に
は、スペクトラムパターンは低周波領域に高めのパワー
で表示される。
は、スペクトラムパターンは低周波領域に高めのパワー
で表示される。
【００１８】もちろん、実際の生体内ではもっと複雑な
パターンを呈する。
パターンを呈する。
【００１９】そのため、このスペクトラムパターンを再
度フーリエ変換し、ケプストラム解析することにより、
生体内での変化パターンをつかむことができる。
度フーリエ変換し、ケプストラム解析することにより、
生体内での変化パターンをつかむことができる。
【００２０】また、それと同時にこのケプストラム解析
では、超音波ビームのシフトのスピードに依存したスペ
クトラム表示上の周波数シフト分をキャンセルすること
が可能である。
では、超音波ビームのシフトのスピードに依存したスペ
クトラム表示上の周波数シフト分をキャンセルすること
が可能である。
【００２１】（課題解決の手段）以上の原理に基づい
て、本発明は、超音波の送受波により得られた受信信号
から組織表面に相当する表面受信信号を抽出する表面抽
出手段と、隣接する超音波ビーム相互間において前記表
面受信信号の位相変移を検出する位相変移検出手段と、
を含み、前記組織表面の形状情報を受信信号の位相変移
により求めることを特徴とする。
て、本発明は、超音波の送受波により得られた受信信号
から組織表面に相当する表面受信信号を抽出する表面抽
出手段と、隣接する超音波ビーム相互間において前記表
面受信信号の位相変移を検出する位相変移検出手段と、
を含み、前記組織表面の形状情報を受信信号の位相変移
により求めることを特徴とする。
【００２２】
【作用】上記構成によれば、各受信信号から表面受信信
号が抽出され、隣接する超音波ビーム相互間で表面受信
信号の位相変移が検出される。この位相変移は、生体内
組織の表面形状を相対的に表すものであり、それをなん
らかの波形形態又は数値形態に変換して表示する。
号が抽出され、隣接する超音波ビーム相互間で表面受信
信号の位相変移が検出される。この位相変移は、生体内
組織の表面形状を相対的に表すものであり、それをなん
らかの波形形態又は数値形態に変換して表示する。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００２４】図３には、本発明に係る超音波診断装置の
全体構成が示されている。探触子１０は超音波の送受波
を行うものであり、図１に示したように、本実施例の超
音波診断装置においては、電子リニア走査を行う超音波
波探触子が用いられている。もちろん、他の走査方式が
適用される超音波探触子を用いることも可能である。
全体構成が示されている。探触子１０は超音波の送受波
を行うものであり、図１に示したように、本実施例の超
音波診断装置においては、電子リニア走査を行う超音波
波探触子が用いられている。もちろん、他の走査方式が
適用される超音波探触子を用いることも可能である。
【００２５】探触子１０には送受信回路１２が接続され
ており、この送受信回路１２から探触子１０へ送信信号
が供給されるとともに、探触子１０からの受信信号が送
受信回路１２に送られ増幅などが行われる。
ており、この送受信回路１２から探触子１０へ送信信号
が供給されるとともに、探触子１０からの受信信号が送
受信回路１２に送られ増幅などが行われる。
【００２６】走査制御回路１４は、探触子１０における
超音波ビームの走査を制御するものであり、本実施例に
おいては、一定の速度で超音波ビームの走査が行われて
いる。
超音波ビームの走査を制御するものであり、本実施例に
おいては、一定の速度で超音波ビームの走査が行われて
いる。
【００２７】送受信回路１２から出力される受信信号
は、表示器１６に送られ、従来同様に、例えばＢモード
断層画像などが表示される。
は、表示器１６に送られ、従来同様に、例えばＢモード
断層画像などが表示される。
【００２８】一方、送受信回路１２からの受信信号は、
表面抽出回路１８に送られている。この表面抽出回路１
８は、組織表面に相当する受信信号を抽出するものであ
り、具体的には、閾値法などを用いて表面抽出を行う。
表面抽出回路１８に送られている。この表面抽出回路１
８は、組織表面に相当する受信信号を抽出するものであ
り、具体的には、閾値法などを用いて表面抽出を行う。
【００２９】抽出された受信信号は、位相変移検出回路
２０に送られている。この位相変移検出回路２０は、直
交検波回路及び位相差演算器で構成され、入力された受
信信号はまず参照信号と混合されて直交検波がなされた
後一旦記憶され、位相差演算器において隣接する超音波
ビーム相互間において受信信号の位相差である位相変移
Δθが演算される。
２０に送られている。この位相変移検出回路２０は、直
交検波回路及び位相差演算器で構成され、入力された受
信信号はまず参照信号と混合されて直交検波がなされた
後一旦記憶され、位相差演算器において隣接する超音波
ビーム相互間において受信信号の位相差である位相変移
Δθが演算される。
【００３０】図４（Ａ）には、位相変移検出回路２０か
ら出力される位相変移信号の波形が示されている。図示
されるように、各超音波ビーム相互間で求められた位相
差が各走査位置に沿って出力されている。
ら出力される位相変移信号の波形が示されている。図示
されるように、各超音波ビーム相互間で求められた位相
差が各走査位置に沿って出力されている。
【００３１】図３において表面形状演算回路２２は、上
述した位相変移信号１００に基づき、上記表面の凹凸形
状を演算するものであり、具体的には、超音波の速度及
び超音波の周波数に基づいて、位相変移から走査方向に
沿う表面形状を演算し、それを波形として表示器１６へ
出力している。従って、上述したように、本発明の原理
によれば、極めて高い分解能によって組織表面の形状を
表現できるため、例えば胆石などの表面がどのような凹
凸形状をなしているか視覚的に表現することが可能とな
る。
述した位相変移信号１００に基づき、上記表面の凹凸形
状を演算するものであり、具体的には、超音波の速度及
び超音波の周波数に基づいて、位相変移から走査方向に
沿う表面形状を演算し、それを波形として表示器１６へ
出力している。従って、上述したように、本発明の原理
によれば、極めて高い分解能によって組織表面の形状を
表現できるため、例えば胆石などの表面がどのような凹
凸形状をなしているか視覚的に表現することが可能とな
る。
【００３２】図３に示すスペクトラム演算回路２４は、
上述した位相変移信号１００に基づいて、横軸を周波数
及び縦軸をパワーとしたスペクトラムを演算するもので
あり、その演算結果は表示器１６に送られ表示されるこ
とになる。このスペクトラムの演算結果は、ケプストラ
ム（ＣＥＰＳＰＲＵＭ）演算回路２６にも送られ、ケプ
ストラムが演算され、それが波形又は数値によって表示
されることになる。なお、図４（Ｂ）にはスペクトラム
が示され（Ｃ）にはケプストラムが示されている。ここ
で、ケプストラムとはスペクトラム演算回路２４で求め
られたパワースペクトルに対して対数のフーリエ変換を
実行したものであり、原スペクトラム波形の基本周期な
いし基本周波数を演算することに相当する。
上述した位相変移信号１００に基づいて、横軸を周波数
及び縦軸をパワーとしたスペクトラムを演算するもので
あり、その演算結果は表示器１６に送られ表示されるこ
とになる。このスペクトラムの演算結果は、ケプストラ
ム（ＣＥＰＳＰＲＵＭ）演算回路２６にも送られ、ケプ
ストラムが演算され、それが波形又は数値によって表示
されることになる。なお、図４（Ｂ）にはスペクトラム
が示され（Ｃ）にはケプストラムが示されている。ここ
で、ケプストラムとはスペクトラム演算回路２４で求め
られたパワースペクトルに対して対数のフーリエ変換を
実行したものであり、原スペクトラム波形の基本周期な
いし基本周波数を演算することに相当する。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高分解能で組織表面の凹凸形状に関する情報を得ること
ができるので、例えば従来行われなかった胆石の種類な
どの判別を行うことができるという効果がある。
高分解能で組織表面の凹凸形状に関する情報を得ること
ができるので、例えば従来行われなかった胆石の種類な
どの判別を行うことができるという効果がある。
【図１】本発明の原理を説明するための説明図である。
【図２】本発明の原理を説明するための説明図である。
【図３】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】測定される位相変移の波形等を示す波形図であ
る。
る。
１０ 探触子 １４ 走査制御回路 １８ 表面抽出回路 ２０ 位相変移検出回路 ２２ 表面形状演算回路
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波ビームを走査して走査方向に沿う
生体内組織表面の形状に関する情報を得る超音波診断装
置であって、 超音波の送受波により得られた受信信号から組織表面に
相当する表面受信信号を抽出する表面抽出手段と、 隣接する超音波ビーム相互間において前記表面受信信号
の位相変移を検出する位相変移検出手段と、 を含み、 前記組織表面の形状情報を受信信号の位相変移により求
めることを特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15032593A JP3280473B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15032593A JP3280473B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH078485A true JPH078485A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3280473B2 JP3280473B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=15494556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15032593A Expired - Fee Related JP3280473B2 (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3280473B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050290A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置 |
| JP2009095665A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Fujifilm Corp | 超音波診断方法及び装置 |
| JP2011143062A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Toshiba Corp | 超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラム |
| JP2011521730A (ja) * | 2008-05-30 | 2011-07-28 | ボルケーノ・コーポレイション | 後方散乱超音波の準同型デコンボリューション解析により組織性状を判別するシステムおよび方法 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP15032593A patent/JP3280473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009050290A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置 |
| JP2009095665A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Fujifilm Corp | 超音波診断方法及び装置 |
| JP2011521730A (ja) * | 2008-05-30 | 2011-07-28 | ボルケーノ・コーポレイション | 後方散乱超音波の準同型デコンボリューション解析により組織性状を判別するシステムおよび方法 |
| JP2011143062A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-07-28 | Toshiba Corp | 超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラム |
| US9265479B2 (en) | 2010-01-14 | 2016-02-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic diagnosis apparatus and ultrasonic image processing apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3280473B2 (ja) | 2002-05-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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