JPH09299368A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三次元エコーデータ取り込みのために、超音
波探触子を手動走査させる際に、そのタイミングや速度
を調整するのが難しかった。 【解決手段】 走査支援音生成部２４からの信号によ
り、スピーカ２８から走査支援音が出力される。この走
査支援音は、手動走査のタイミングや速度をリズムとし
て表すもので、例えば時報の音のようなものである。そ
の走査支援音を聞いて走査タイミングをつかんで、手動
走査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置、特
に超音波探触子の手動走査に適応した超音波診断装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な三次元エコーデータ取込
み用超音波探触子は、電子走査されるアレイ振動子と、
そのアレイ振動子を電子走査方向と直交する方向へ機械
的に走査する走査機構と、を有する。すなわち、超音波
探触子を体表に当接させた状態で、電子走査と機械走査
とを同時に行って、超音波ビームを二次元的に走査し、
三次元エコーデータ取込み空間を形成するものである。
これにより得られた三次元エコーデータにより三次元超
音波画像が形成される。

【０００３】しかし、機械的な走査機構を内蔵した超音
波探触子は、その機構の分だけ超音波探触子が大型化
し、また重くなるという問題があった。このため、場合
によっては操作者や患者の負担が増加することが危惧さ
れていた。また、超音波探触子の製造コストが増大する
という問題もあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、機械走査に代
えて手動走査を行うことが考えられる。すなわち、電子
走査方向と直交する方向へ手動で超音波探触子を動かす
ものである。しかし、単に手動走査を自由に行わせる
と、画像処理とのタイミングがほとんど合わず、三次元
画像を構成できない。すなわち、手動走査の開始・終了
タイミングや走査速度は、受信信号の処理、具体的には
画像処理のタイミングに合わせる必要があり、何らの目
安もなく手動走査を行わせるのは無理がある。

【０００５】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、手動走査を適切に行わせるこ
とができ、これにより手動走査に起因する超音波画像の
歪みを解消又は低減できる超音波診断装置を提供するこ
とにある。

【０００６】また、本発明の目的は、手動走査のタイミ
ングや速度を聴覚的に支援できる超音波診断装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、体表に当接させた状態で手動走査し得る
超音波探触子と、前記超音波探触子からの受信信号に基
づき画像処理を行う画像処理手段と、前記画像処理に同
期させて、前記手動走査を視覚的に支援する走査支援音
を生成する生成手段と、前記走査支援音が出力される出
力手段と、を含むことを特徴とする。

【０００８】上記構成によれば、手動走査の際には、そ
れを聴覚的に援助するための走査支援音が出力される。
そこで、超音波探触子を生体へ当接させた状態におい
て、その走査支援音のリズムに従って、超音波探触子を
移動走査させれば、画像処理にできる限り同期させてエ
コーデータの取込みを行うことができる。もちろん、走
査支援音に従って手動走査を行っても、完全に理想的な
走査を行えるわけではないが、走査終了タイミング、走
査速度などの情報を聴覚的に得られるので、何らの指標
も存在しない場合に比べて、正確な手動走査を期待でき
る。走査支援音に合わせた手動走査を何回か練習すれ
ば、機械走査に匹敵する程度の実質的に問題ない手動走
査を行うことが可能である。

【０００９】このような手動走査による超音波診断は、
特に、疾患の有無を中心に診断する集団検診などに有効
である。ちなみに、より高精度の超音波画像が必要とな
れば、機械走査機構を備えた超音波探触子を利用して超
音波診断装置を行えばよい。本発明は、超音波探触子に
走査移動量を検出するセンサが存在しなくても実現で
き、例えば既存の超音波探触子をそのまま利用すること
もできるという利点がある。

【００１０】本発明の好適な態様では、前記走査支援音
は、前記画像処理の進行度に応じて断続的に発生し、ま
た、前記走査支援音の中で、手動走査の終了を示す音は
他の音と異なる音色を有する。

【００１１】本発明の好適な態様では、スタートスイッ
チと、前記スタートスイッチの操作に従って、タイミン
グ信号を発生するタイミング信号発生手段と、を含み、
前記タイミング信号に同期して前記画像処理が開始され
及び前記走査支援音が出力される。すなわち、手動走査
の準備が整った後、操作者の任意のタイミングで、手動
走査を開始できるので、戸惑うことなく手動走査を行え
る。

【００１２】本発明の好適な態様では、前記超音波探触
子は、電子走査されるアレイ振動子を有し、前記電子走
査方向と直交する方向に手動走査し得る。すなわち、本
発明は、三次元超音波計測において最も有用であり、専
用の三次元エコーデータ取込み用超音波探触子を必要と
することなく、三次元エコーデータの取込みを行えると
いう利点がある。

【００１３】本発明の好適な態様では、前記画像処理手
段は、超音波ビームに沿ってエコーデータを順次処理
し、三次元超音波画像を形成する。すなわち、かかる構
成によれば、超音波ビームに沿った時系列順でエコーデ
ータの処理を行えるので、すべてのエコーデータをいっ
たんメモリに格納させる必要がなくなり、実時間性に優
れる。

【００１４】上記構成において、手動走査の走査量（移
動距離）は、電子走査の範囲などとの関連においてあら
かじめ指定され、操作者はその指定に適合するように走
査量を調整する。

【００１５】本発明に係る手動走査では機械走査のよう
に高速走査を行うことができないので、電子走査の間隔
を調整できるように、換言すれば、１回の手動走査の時
間を可変設定できるように構成するのが望ましい。ちな
みに、各電子走査の速度は画像の歪みを少なくするため
にできる限り高速に設定するのが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。

【００１７】図１には本発明に係る超音波診断装置の全
体構成がブロック図として示されている。超音波探触子
１０は、電子走査されるリニアアレイ振動子を有するも
のであり、装置本体に対してケーブルによって接続され
る。すなわち、超音波探触子１０は可搬型であり、体表
に当接して自在に手動走査を行うことができる。上記電
子走査としては、電子リニア走査や電子セクタ走査が挙
げられる。なお、コンベックス型の超音波探触子を利用
することもできる。この超音波探触子１０としては、従
来からある既存の超音波探触子を利用することもでき
る。

【００１８】図２には、体表に当接させた超音波探触子
１０が示されている。アレイ振動子（図示せず）を電子
走査すると、Ｘ方向に向く超音波ビーム３０が電子的に
走査され、これにより走査面３２が形成される。そし
て、この超音波探触子１０を把持しつつ、電子走査方向
と直交する方向へ手動で移動させると、それに伴い走査
面３２が移動し、その軌跡としてエコーデータ取込み空
間３８が形成される。なお、符号３４はＹ方向を向く電
子走査方向であり、符号３６はＺ方向を向く手動走査方
向である。

【００１９】このエコーデータ取込み空間３８の各エコ
ーデータを処理して画像化すれば、三次元超音波画像を
形成できるが、本実施形態では、実時間でその処理を行
わせるために、超音波ビームに沿って各エコーデータの
処理を行い、その超音波ビームに対応する画素の画素値
を演算している。図２にはその概念が示され、アドレス
（ｘ，ｙ）の超音波ビームに沿って順次エコーデータの
処理を行った結果が投影面４０上の画素値Ｐ（ｘ，ｙ）
とされる。ちなみに、この場合の画像処理法（三次元画
像処理法）としては、ボリュームレンダリング処理を基
礎とする手法を利用するのが望ましいが、例えば積算法
や投影法、あるいは表面抽出法などの各種の手法を適用
することができる。

【００２０】図１に戻って、送受信部１２は超音波探触
子１０に対して送信信号を供給すると共に、超音波探触
子１０からの受信信号の処理を行うものである。ここ
で、受信信号の処理には、増幅、検波、Ａ／Ｄ変換など
の各種の処理が含まれる。走査制御部１４は、送受信部
１２を介して、超音波の送信及び受信の制御を行ってお
り、その中には電子走査制御が含まれる。この走査制御
部１４は後述のタイミング信号発生器２０に対し、各電
子走査の開始時にスタートパルス（同期信号）を出力し
ている。なお、この実施形態では、手動走査にかかわり
なく電子走査自体は連続的に繰り返し実行されている。

【００２１】タイミング信号発生器２０には、スタート
スイッチとしてのフットスイッチ２６が接続されてお
り、そのフットスイッチ２６が操作されると、走査制御
部１４から出力された前記スタートパルスに同期して、
タイミング信号が出力される。このタイミング信号は、
三次元画像形成部１６及び走査支援音生成部２４に出力
される。

【００２２】三次元画像形成部１６は、エコーデータを
処理して三次元画像を形成するものであり、タイミング
信号が入力された時点からエコーデータの処理を開始
し、１枚の超音波画像の処理が終了した時点で自動停止
する。本実施形態では、超音波ビームに沿って各エコー
データの処理が行われている。すなわち、超音波ビーム
１本が処理されるとそれに対応する１画素の画素値が得
られ、１回の電子走査では１画素列の画像が形成され
る。ここで、画像処理法としては、上述のようにボリュ
ームレンダリング法などを基礎とする画像処理法を利用
することができる。三次元画像の画像情報は表示制御部
１８を介して表示器２２へ送られ、その表示器２２の画
面上に三次元画像が表示される。なお、表示制御部１８
と表示器２２との間のＤ／Ａ変換器は図示省略されてい
る。

【００２３】走査支援音生成部２４は、タイミング信号
に従って、手動走査の聴覚的な支援を行う走査支援音を
発生するものである。その走査支援音の信号は、スピー
カ２８に出力され、可聴音としての走査支援音が発生す
る。

【００２４】図３には、表示器２２の表示画面１００が
示されている。表示画面１００内には手動走査に従って
超音波画像（三次元画像）１０２が表示される。

【００２５】図４には、手動走査における電子走査と走
査支援音の内容とが示されている。（Ａ）に示すよう
に、１回の手動走査ではｎ回の電子走査が行われ、図に
おいてはそれが＃１〜＃ｎで示されている。（Ｂ）には
走査支援音の具体的内容が示され、この例では１回の手
動走査期間内に４回のタイミング音が発生されている。
各期間Ｔ１〜Ｔ４は同じ時間であり、例えば１秒であ
る。各タイミング音の継続時間ｔは例えば０．２〜０．
３秒程度である。本実施形態では、最後のタイミング音
を除く３つのタイミング音の周波数はｆ０であり、走査
終了を意味する最後のタイミング音の周波数はｆ１であ
り、全体として例えば、時報のピッ，ピッ，ピッ，ポー
ンのような音色を有する。手動走査の距離はあらかじめ
決められているので、このリズムにより、手動走査の速
さを認識できる。

【００２６】なお、走査支援音としては、上記の以外に
も各種の音を利用できるが、少なくとも手動走査の終了
タイミングなどを感覚として認識できるような音を採用
するのが望ましい。

【００２７】上記構成において、生体内の臓器の三次元
画像を形成する場合には、まず、生体の体表に超音波探
触子１０が当接される。この場合、後の手動走査により
形成されるデータ取込み空間を意識して、超音波探触子
１０の初期位置及びその向きを適宜設定するのが望まし
い。準備が整った時点で、次に、フットスイッチ２６を
操作する。その直後に、手動走査を行うと、それに伴っ
て断続的に上記タイミング音が出力されるので、そのタ
イミング音のリズムから予想される最終のタイミング音
に走査終了位置が合うように走査速度を調整しつつ、手
動走査を完了させる。

【００２８】このような手動走査を複数回練習すれば、
歪みの少ない良好な画像を形成でき、例えば集団検診な
どにおける超音波診断では十分その機能を発揮できる。

【００２９】上記実施形態では、電子走査を連続的に行
わせたが、フットスイッチ２６の操作により電子走査を
開始させ、所定回数の電子走査の実行の後に、その電子
走査が自動停止するように構成することもできる。かか
る構成によれば、画像処理が行われていない時の送受波
の無駄を防止できる。

【００３０】また、電子走査の間隔を自在に設定できる
ようにし、これにより１回の手動走査の時間を任意に設
定できるように構成するのが望ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、手動走
査を適切に行って、手動走査に起因する超音波画像の歪
みを解消又は低減できる。また、本発明によれば、走査
支援音の発生によって手動走査のタイミングや速度を聴
覚的に援助できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 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。

【図２】 手動走査の概念を示す図である。

【図３】 超音波画像を示す図である。

【図４】 走査支援音の具体例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 超音波探触子、１４ 走査制御部、１６ 三次元
画像形成部、１８ 表示制御部、２０ タイミング信号
発生器、２４ 走査支援音生成部、３０ 超音波ビー
ム、３２ 走査面、３８ エコーデータ取込み空間。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体表に当接させた状態で手動走査し得る
   超音波探触子と、 前記超音波探触子からの受信信号に基づき画像処理を行
   う画像処理手段と、 前記画像処理に同期させて、前記手動走査を聴覚的に支
   援する走査支援音を生成する生成手段と、 前記走査支援音を出力する出力手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記走査支援音は、前記画像処理の進行度に応じて断続
   的に発生することを特徴とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、 前記走査支援音の中で、手動走査の終了を示す音は他の
   音と異なる音色を有することを特徴とする超音波診断装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、 スタートスイッチと、 前記スタートスイッチの操作に従って、タイミング信号
   を発生するタイミング信号発生手段と、 を含み、 前記タイミング信号に同期して前記画像処理が開始され
   及び前記走査支援音が出力されることを特徴とする超音
   波診断装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の装置において、 前記超音波探触子は、電子走査されるアレイ振動子を有
   し、前記電子走査方向と直交する方向に手動走査される
   ものであることを特徴とする超音波診断装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の装置において、 前記画像処理手段は、超音波ビームに沿ってエコーデー
   タを順次処理し、三次元超音波画像を形成することを特
   徴とする超音波診断装置。