JPH08173433A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体内部の組織の平面画像を正確に得ること
が可能な超音波診断装置の提供にある。 【構成】 超音波診断装置は、複数の微小振動子が配列
されるプローブ１１と、プローブ１１をＣ方向に案内す
るガイド軸１７と、プローブ１１の位置情報を検出する
ためのマグネット２７及びセンサプローブ２８からなる
位置検出手段と、プローブ１１の微小振動子を介して超
音波信号を送受波する送受波回路と、微小振動子が受波
する反射エコー信号に基づいて断層画像データを生成す
る断層画像処理部と、断層画像データと位置情報に基づ
いて生体内部の組織の平面画像を生成する平面画像処理
部とを備えている。

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、特
に、複数の微小振動子により超音波ビームを送受波し、
受信した反射エコー信号に基づいて断層画像処理を行う
超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医用分野において、生体内部の断層像や
血流動態等を観察するために超音波診断装置が用いられ
ている。この超音波診断装置は、一般に、超音波を送受
信する多数の微小振動子を備えるプローブと、微小振動
子を選択的に駆動し生体内に超音波ビームを送波すると
ともに、生体からの反射エコー信号を受波する送受波回
路と、反射エコー信号から生体の画像データを生成する
画像処理部と、画像データを表示するＣＲＴ等のモニタ
とを備えている。

【０００３】たとえば、リニア型超音波診断装置におい
ては、プローブ内の微小振動子を順次駆動しながら診断
領域を走査し、これによって得られた反射エコー信号か
ら診断領域の生体画像データを得る。この生体画像デー
タをテレビジョン信号に変換し、ＣＲＴモニタ等にテレ
ビジョン走査方式で表示するようにしている。プローブ
に配置されている微小振動子は、多数個の細い短冊状で
なり、並列に配列されている。したがって、プローブの
微小振動子を順次駆動して得られる生体画像データは、
プローブが配置される位置において微小振動子の配列方
向に生体を横切る断層画像データとなる。このような、
プローブを微小振動子の配列方向と直交する方向に案内
するガイドを設けた場合には、プローブの各移動位置に
おいて生体の断層画像データを得ることができ、これを
表示装置に連続的に表示することが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プローブがガイドに案
内されて移動可能である超音波診断装置においては、プ
ローブの各位置における断層画像データを利用して生体
内部の組織を平面的な画像に変換することが考えられ
る。この場合、プローブを任意の位置に移動して、各位
置における微小振動子からの反射エコー信号に基づいて
断層画像データを求める。各断層画像データに基づい
て、走査線上の濃淡データを求める。それぞれの位置間
における濃淡データを補間演算で求めれば、生体内部の
組織の平面画像を得ることが可能となる。

【０００５】しかしながら、従来の装置ではプローブの
位置を正確に検出する手段を備えていない。このため得
られる画像データが不正確となり、たとえば、プローブ
移動方向に実際の組織と異なる長さになる等の不具合が
ある。本発明の目的は、生体内部の組織の平面画像を正
確に得ることが可能な超音波診断装置の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、プローブと、送受波回路と、プローブ案内手段
と、位置検出手段と、断層画像処理部と、平面画像処理
部とを備えている。プローブは複数の微小振動子が第１
の方向に配列されている。送受波回路と微小振動子に駆
動パルスを与えて生体内に超音波ビームを送波するとと
もに、生体からの反射エコー信号を微小振動子を介して
受波する。プローブ案内手段は、第１の方向と直交する
第２の方向にプローブを案内する。位置検出手段は、プ
ローブの第２の方向に沿う位置情報を検出する。断層画
像処理部は微小振動子が受波する反射エコー信号に基づ
いて、プローブの第２の方向に沿う位置における生体内
の断層画像データを生成する。平面画像処理部は断層画
像データと位置情報に基づいて生体内部の組織の平面画
像を生成する。

【０００７】

【作用】本発明に係る超音波診断装置は、プローブに配
列されている複数の微小振動子を介して生体内に超音波
ビームを送波し、生体からの反射エコー信号を受波す
る。この反射エコー信号に基づいてプローブの現在位置
における生体内の断層画像データを生成する。平面画像
処理部では、この断層画像データに基づいてプローブの
第２の方向に沿う位置における濃淡データを作成し、位
置検出手段の検出する位置情報に基づいて実際に走査を
行った断層画像データの間に補間を行う画像データを演
算して、生体内部の組織の平面画像を生成する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例による超音波診断装
置の概略構成を示すブロック図である。プローブ１は、
複数の微小振動子から構成されている。プローブ１は、
送受波回路２に接続されている。送受波回路２は、プロ
ーブ１の各微小振動子に焦点に応じて遅延したパルス信
号を与える送波回路やプローブ１で受波した信号を焦点
に応じて遅延させ移相を合わせて加算する受波回路等を
含んでいる。送受波回路２の出力信号は、断層画像処理
部３に入力されている。断層画像処理部３は、検波機能
等を含み、送受波回路２からの反射エコー信号に基づい
て生体内の断層画像データを生成する。プローブ１は、
ガイド部材により微小振動子の配列方向と直交する方向
に移動可能となっており、移動方向の絶対位置を検出す
るための位置検出センサ８が設けられている。この位置
検出センサ８の検出信号は断層画像処理部３に入力され
る。断層画像処理部３は、ディジタルスキャンコンバー
タ（ＤＳＣ）４及び記憶部９に接続されている。断層画
像処理部３では、濃淡データを生成するピッチが設定さ
れている。断層画像処理部３では、生体内の断層画像デ
ータを生成して順次リアルタイムでＤＳＣ４に入力する
とともに、位置検出センサ８からの位置情報に基づい
て、設定されたピッチ毎にそのときの断層画像データを
フリーズし、記憶部９に出力する。

【０００９】ＤＳＣ４は主にフレームメモリで構成され
ており、少なくとも１フレーム分の画像データを格納す
ることが可能となっている。ＤＳＣ４は読出処理部５に
接続されている。読出処理部５では、ＤＳＣ４内のフレ
ームメモリに格納された画像データをＴＶ信号に同期し
て読み出し出力する。読出処理部５にはＤ／Ａ変換部６
が接続されている。このＤ／Ａ変換部６はＣＲＴモニタ
等で構成される表示装置７に接続されており、各画像デ
ータをこの表示装置７に出力し表示する。

【００１０】記憶部９は、たとえば、ハードディスクド
ライブ等の大容量メモリで構成されており、断層画像処
理部３からの設定ピッチ毎の断層画像データ及びその位
置情報を記憶する。記憶部９は平面画像処理部１０に接
続されている。平面画像処理部１０は記憶部９に格納さ
れている断層画像データとその位置情報に基づいてプロ
ーブ１の走査線上の濃淡データを求める。このとき、各
断層画像データの深さ方向の範囲を設定し、この設定範
囲における濃淡データが演算される。各断層画像データ
の間では、濃淡データが不連続となるが、位置情報に基
づいて補間演算を行い、連続した濃淡データを得る。平
面画像処理部１０で生成された濃淡データはＤＳＣ４の
フレームメモリに格納される。ＤＳＣ４に格納された濃
淡データは、生体内部における組織の平面画像として読
出処理部５に読み出され、表示装置７に表示される。

【００１１】図２〜図４は、それぞれ本発明の一実施例
の要部を示す一部破断平面図、一部破断正面図、一部破
断側面図である。プローブ１１は、図４矢印Ａ方向に配
列された複数の微小振動子を内部に備えている。微小振
動子に対する駆動パルス及び受信した反射エコー信号の
送受波は、送受波回路２（図１参照）に接続された接続
コード１２によって行われる。

【００１２】プローブ１１は揺動基台１３に取り付けら
れている。揺動基台１３は、移動基台１４に取り付けら
れた軸１５が挿通される軸受部１６を有しており、移動
基台１４と相対的に上下（図４矢印Ｂ方向）に揺動可能
となっている。移動基台１４は、ガイド軸１７，１７が
挿通される軸受部１８，１８を有している。ガイド軸１
７，１７は、プローブ１１の微小振動子の配列方向に直
交する方向（図２矢印Ｃ方向）に延設されており、ケー
シング１９の内部に懸架されている。

【００１３】移動基台１４には、さらにモータ２０及び
クラッチ２１が取り付けられている。モータ２０とクラ
ッチ２１はそれぞれ回転軸方向が直交するように配置さ
れており、かさ歯車２２，２３を介して駆動力が伝達さ
れるように構成されている。クラッチ２１の他端側に
は、ピニオンギア２４が取り付けられている。ケーシン
グ１９内部には、ガイド軸１７，１７と平行なラック２
５が取り付けられており、ピニオンギア２４と噛合して
いる。

【００１４】移動基台１４にはブラケット２６を介して
リング状のマグネット２７が取り付けられている。ケー
シング１９の内部には、ガイド軸１７，１７と平行に位
置検出用のセンサプローブ２８が取り付けられている。
センサプローブ２８は、チューブ形状の磁性体で構成さ
れており、マグネット２７の中央に挿通されている。セ
ンサプローブ２８は、マグネット２７によって生じる磁
気歪みを検出することにより、マグネット２７の位置を
検出する。移動基台１４には、さらに把手２９が設けら
れている。

【００１５】この実施例では、プローブ１１が生体に接
触する位置に配置される。微小振動子による生体への超
音波信号の送受波を行いながら、モータ２０を駆動す
る。モータ２０の駆動に伴い、クラッチ２１を介して回
転するピニオンギア２４がラック２５上を移動する。し
たがって、移動基台１４はガイド軸１７，１７に案内さ
れて矢印Ｃ方向に移動することとなる。揺動基台１３が
上下方向に揺動可能であり、生体形状に凹凸がある場合
もこれを吸収して移動可能となっている。

【００１６】断層画像処理部３にはプローブ１１の微小
振動子を介して送受波回路２からの反射エコー信号が入
力されるとともに、センサプローブ２８からマグネット
２７の位置に基づくプローブ１１の位置情報が入力され
ている。断層画像処理部３では、センサプローブ２８か
らの位置情報に基づいて、設定されたピッチ毎にフリー
ズした断層画像データ及びその位置情報を記憶部９に格
納する。

【００１７】平面画像処理部１０では、記憶部９に格納
されている断層画像データとその位置情報に基づいて、
設定範囲の深さにおける濃淡データを生成する。さら
に、各断層画像データの間における濃淡データを、補間
演算によって求め、生体内部の組織の平面画像が生成さ
れる。読出処理部５では、設定される各モードに応じ
て、リアルタイム断層画像のみ、組織の平面図のみ、両
方を組み合わせた画像を適宜選択して読み出し、表示装
置７に表示する。

【００１８】なお、本実施例では、クラッチ２１を解除
すれば把手２９を操作して手動でプローブ１１を移動さ
せることも可能となっており、各種検査に対応可能とな
っている。この場合、断層画像処理部３が、センサプロ
ーブ２８の位置情報に基づいて、一定ピッチで断層画像
データを記憶部９に格納しており、プローブ１１の移動
速度にばらつきがあっても、正確な画像データを得るこ
とができる。

【００１９】〔他の実施例〕センサプローブ２８とマグ
ネット２７の構成に代えて、光学センサ（たとえばリニ
アスケール）等を利用し、プローブ１１の移動位置を検
出する構成とすることができる。また、モータ２０によ
るプローブ１１の移動を一定速度とし、断層画像処理部
３がフリーズ画像を記憶部９に格納する設定ピッチを、
時間で設定することもできる。

【００２０】さらに、モータ２０をステッピングモータ
とし、モータ２０に与えるパルス数によってプローブ１
１の移動位置を検出する構成とすることも可能である。
本発明は、医療診断分野のみに限定されるものではな
く、非破壊検査の分野にも広く応用できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る超音波診断装置では、プロ
ーブの移動方向に沿う位置を位置検出手段により検出
し、断層画像データと位置情報に基づいて生体内部の組
織の平面画像を生成しているため、正確に近似された画
像を得ることができ、画像のばらつきを軽減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
図。

【図２】その要部を示す一部破断平面図。

【図３】その要部を示す一部破断正面図。

【図４】その要部を示す一部破断側面図。

【符号の説明】

１，１１ プローブ ２ 送受波回路 ３ 断層画像処理部 ４ ＤＳＣ ５ 読出処理部 ６ Ｄ／Ａ変換部 ７ 表示装置 ８ 位置検出センサ ９ 記憶部 １０ 平面画像処理部 １７ ガイド軸 ２０ モータ ２１ クラッチ ２２，２３ かさ歯車 ２４ ピニオンギア ２５ ラック ２７ マグネット ２８ センサプローブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の微小振動子が第１の方向に配列され
   るプローブと、 前記微小振動子に駆動パルスを与えて生体内に超音波ビ
   ームを送波するとともに、前記生体からの反射エコー信
   号を前記微小振動子を介して受波する送受波回路と、 前記プローブを前記第１の方向と直交する第２の方向に
   案内するプローブ案内手段と、 前記プローブの第２の方向に沿う位置情報を検出する位
   置検出手段と、 前記微小振動子が受波する反射エコー信号に基づいて、
   前記プローブの第２の方向に沿う位置における前記生体
   内の断層画像データを生成する断層画像処理部と、 前記断層画像データと前記位置情報に基づいて、生体内
   部の組織の平面画像を生成する平面画像処理部と、を備
   える超音波診断装置。