JPH10277040A

JPH10277040A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH10277040A
Application number: JP9090997A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugiyama; 山隆司杉; Katsunori Asafusa; 房勝徳浅
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】被検体内に挿入されるカテーテル又はバイオ
プシー針、血管内視鏡などのカテーテル状術具の任意部
位に取り付けられた被検体内超音波振動子の位置を自動
的に検出し該被検体内超音波振動子とその周辺領域を画
像化して表示する。【解決手段】受波回路３からの受波信号を集束するフ
ォーカス回路４は複数の走査線を同時に作り出す並列受
波方式の構成とし、この構成のフォーカス回路４に対
し、被検体内に挿入するカテーテル状術具１０の任意部
位に取り付けられた被検体内超音波振動子１１の挿入深
度を割り出してその深さ位置を検出する振動子位置検出
回路７を接続すると共に、上記フォーカス回路４で求め
られたフォーカス位置を有する複数超音波ビームを同時
に受信し上記被検体内超音波振動子１１の方向を検出す
る複数走査線同時受信手段８を接続し、上記被検体内超
音波振動子１１の深さ及び方向の位置を特定し該被検体
内超音波振動子１１とその周辺領域を画像化して表示す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内に超音波
を送受信し診断部位の超音波画像を得て表示する超音波
診断装置に関し、特に、被検体内に挿入されるカテーテ
ル又はバイオプシー針、血管内視鏡などのカテーテル状
術具の任意部位に取り付けられた被検体内超音波振動子
の位置を自動的に検出し該被検体内超音波振動子とその
周辺領域を画像化して表示することができる超音波診断
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置として
は、特願平１−１４５３３３号で出願されているよう
に、例えばカテーテルの先端部に被検体内超音波振動子
を取り付けておき、この状態で上記被検体内超音波振動
子と共にカテーテルを被検体の内部に挿入し、通常の探
触子で被検体内に超音波を送受信し診断部位の超音波断
層像を撮像する際に、上記被検体内超音波振動子が受信
した信号を増幅し、この増幅された信号を用いて該被検
体内超音波振動子を駆動して超音波を送信し、この超音
波を上記探触子で受信してその超音波断層像上で上記被
検体内超音波振動子の位置が高輝度に表示されるように
したものがある。これにより、被検体内に挿入されたカ
テーテルの先端部の位置を把握するものである。

【０００３】また、他の従来例としては、米国特許第5,
158,088号明細書に記載されているように、同じく例え
ばカテーテルの先端部に被検体内超音波振動子を取り付
けておき、この状態で上記被検体内超音波振動子と共に
カテーテルを被検体の内部に挿入し、通常の探触子で被
検体内に超音波を送受信し診断部位の超音波断層像を撮
像する際に、上記被検体内超音波振動子が受信した信号
は、上記探触子の超音波走査方向上に該被検体内超音波
振動子が存在する場合にその被検体内超音波振動子の受
波信号が最大になることと、上記探触子からの超音波の
打ち出しから被検体内超音波振動子の受波信号が最大に
なるまでの時間が該探触子と被検体内超音波振動子との
間の距離によって決まることとを利用したものがある。
そして、この例では、被検体内超音波振動子の深さ位
置、方向が判明すると、超音波断層像上のその位置にマ
ーカーを表示すると共に、スピーカーを介して音を発生
させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置においては、一般的な２次元走査に
よる超音波撮像方式を用いているため、被検体表面の探
触子と例えばカテーテルの先端部に取り付けて被検体内
に挿入された被検体内超音波振動子とが３次元的に位置
ずれを起こしているときは、術者が探触子の超音波の２
次元走査面を被検体内超音波振動子の位置と一致するよ
うに手技を用いて上記探触子を操作するか、又は探触子
として３次元走査が可能なものを用いなければならなか
った。前者の場合は、術者に複雑な操作を要求すること
となり、被検体内超音波振動子の位置を容易に知ること
はできないものであった。また、後者の場合は、超音波
の２次元走査に対し３次元走査は画像のフレームレート
が例えば数十分の一に低下し、画像のリアルタイム性が
損なわれることがあった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、被検体内に挿入されるカテーテル又はバイオプシ
ー針、血管内視鏡などのカテーテル状術具の任意部位に
取り付けられた被検体内超音波振動子の位置を自動的に
検出し該被検体内超音波振動子とその周辺領域を画像化
して表示することができる超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波診断装置は、被検体内に向けて
超音波を送受信する探触子と、この探触子を駆動して超
音波を打ち出すための送波パルスを供給する送波回路
と、上記探触子で受信した被検体内からの反射波信号を
増幅する受波回路と、この受波回路からの受波信号を集
束するフォーカス回路と、このフォーカス回路からの出
力信号に所定の処理を施し画像化する画像処理回路と、
この画像処理回路からの画像信号を画像として表示する
表示装置とを有する超音波診断装置において、上記フォ
ーカス回路は複数の走査線を同時に作り出す並列受波方
式の構成とし、この構成のフォーカス回路に対し、被検
体内に挿入するカテーテル状術具の任意部位に取り付け
られた被検体内超音波振動子の挿入深度を割り出してそ
の深さ位置を検出する振動子位置検出回路を接続すると
共に、上記フォーカス回路で求められたフォーカス位置
を有する複数超音波ビームを同時に受信し上記被検体内
超音波振動子の方向を検出する複数走査線同時受信手段
を接続し、上記被検体内超音波振動子の深さ及び方向の
位置を特定し該被検体内超音波振動子とその周辺領域を
画像化して表示するようにしたものである。

【０００７】また、上記振動子位置検出回路は、カテー
テル状術具に取り付けられた被検体内超音波振動子への
送波タイミング信号からの経過時間を計測する手段と、
上記の送波タイミング信号に同期して被検体内超音波振
動子から打ち出された超音波を前記探触子で受信するま
での時間を測定する手段とを備え、上記被検体内超音波
振動子と探触子との間の距離を求めるようにしたもので
ある。

【０００８】さらに、上記複数走査線同時受信手段は、
振動子位置検出回路で求めた被検体内超音波振動子の深
度に複数の走査線をフォーカスするフォーカス計算手段
と、予め被検体内超音波振動子とその周辺領域を画像化
するにあたりその表示範囲を指定しておく走査範囲指定
手段と、この走査範囲指定手段に定められた走査範囲と
フォーカス計算手段で計算された走査範囲とを比較し計
算された走査範囲が指定された走査範囲以内に入ってい
ればその範囲で受波信号を集束して画像化し表示するよ
うに切り換える切り換え手段とを備えている。

【０００９】また、上記複数走査線同時受信手段は、被
検体内超音波振動子の方向検出の操作毎に超音波の送受
波領域を狭めるようにすると共に、その送受波領域が予
め設定しておいた領域と一致した場合に該送受波領域内
の断層像を画像表示するようにしてもよい。

【００１０】さらに、上記探触子は被検体に対し超音波
の３次元走査が可能なものとし、上記フォーカス回路は
その探触子からの受波信号を各走査線毎に集束するもの
とし、上記表示装置は被検体内超音波振動子とその周辺
領域の断層像を３次元的に表示することが可能なものと
してもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波診断装置の実施の形態を示すブロック図である。こ
の超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信し診断
部位の超音波画像を得て表示すると共に、被検体内に挿
入されるカテーテル状術具の任意部位に取り付けられた
被検体内超音波振動子の位置を自動的に検出し該被検体
内超音波振動子とその周辺領域を画像化して表示するも
ので、図１に示すように、探触子１と、送波回路２と、
受波回路３と、フォーカス回路４と、画像処理回路５
と、表示装置６とを有し、さらに振動子位置検出回路７
と、複数走査線同時受信手段８とを備えて成る。

【００１２】上記探触子１は、被検体内に向けて例えば
電子的にビーム走査を行って超音波を送信すると共に受
信するもので、その内部には図示省略したが、超音波の
発生源であると共に被検体内からの反射波を受信する例
えば短冊状に形成された多チャンネルの振動子素子を有
している。

【００１３】送波回路２は、上記探触子１を駆動して超
音波を打ち出すための送波パルスを所定のタイミング、
周波数、電圧で供給するもので、上記振動子素子のチャ
ンネル数分だけ設けられている。また、受波回路３は、
上記探触子１で受信した被検体内からの反射波信号を増
幅するもので、その内部には図示省略したが、上記反射
波信号を所定の増幅率で増幅するプリアンプを有してい
る。なお、上記送波回路２と受波回路３は、送受分離回
路９を介して探触子１に接続されている。この送受分離
回路９は、上記探触子１で受信した反射波信号を取り込
む入り口部となるもので、送波側には例えばダイオード
から成るリミッタを内蔵し、送波回路２からの高電圧信
号が受波側に流入するのを制限するようになっている。

【００１４】フォーカス回路４は、上記受波回路３から
出力され図示省略のＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変
換された受波信号を入力して集束するもので、その内部
には上記ディジタルの受波信号を記憶する記憶手段を有
し、後述のフォーカス計算回路１５ａ，１５ｂで求めら
れたフォーカス条件に従って上記探触子１の各チャンネ
ルのディジタルの受波信号を読み出し、加算するように
なっている。

【００１５】また、画像処理回路５は、上記フォーカス
回路４からの出力信号に所定の処理を施して画像化する
もので、該フォーカス回路４で集束されたディジタルの
受波信号について圧縮し、検波し、エンハンス処理を
し、さらに表示装置６の表示フォーマットに変換するよ
うになっている。そして、表示装置６は、上記画像処理
回路５からの画像信号を入力して画像として表示するも
ので、例えばテレビモニタから成る。

【００１６】ここで、本発明においては、上記フォーカ
ス回路４は複数の走査線を同時に作り出す並列受波方式
の構成とし、この構成のフォーカス回路４に対し、振動
子位置検出回路７が接続されると共に、複数走査線同時
受信手段８が接続されている。上記フォーカス回路４の
構成は、図２に示すように、例えば５個の内部回路４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを並列に設け、前記探触子
１で受信した複数の走査線を同時に作り出す並列受波方
式のものとされている。なお、上記フォーカス回路４の
内部回路の数は、５個に限らず他の複数個であってもよ
い。また、フォーカス回路４に入力するディジタルの受
波信号をメモリに記憶するように構成すれば、上記フォ
ーカス回路４の並列受波方式は、ＣＰＵ，ＤＳＰ等を利
用しソフトウェアで演算制御することによっても実現可
能である。

【００１７】また、振動子位置検出回路７は、被検体内
に挿入するカテーテル状術具１０の任意部位に取り付け
られた被検体内超音波振動子１１の挿入深度を割り出し
てその深さ位置を検出するものである。上記カテーテル
状術具１０とは、被検体内に挿入して所要の検査又は手
術などを行うカテーテル或いはバイオプシー針、血管内
視鏡などである。また、被検体内超音波振動子１１と
は、上記被検体内に挿入されたカテーテル状術具１０の
位置を検出するために該カテーテル状術具１０の任意部
位、例えば先端部に取り付けられ、超音波を送受信する
ものである。なお、図１において、符号１２は、上記被
検体内超音波振動子１１を駆動するための送波タイミン
グ信号を該被検体内超音波振動子１１に供給する発振器
を示している。

【００１８】そして、上記振動子位置検出回路７の内部
構成は、図３に示すように、上記発振器１２から送られ
てくる被検体内超音波振動子１１の駆動用の送波タイミ
ング信号を基点としてその経過時間を計測する手段とし
てのタイマ１３と、上記の送波タイミング信号に同期し
て被検体内超音波振動子１１から打ち出された超音波を
前記探触子１で受信するまでの時間を測定する手段とし
ての深さ検出回路１４とを備えて成る。これにより、上
記被検体内超音波振動子１１と探触子１との間の距離を
求めるようになっている。

【００１９】さらに、複数走査線同時受信手段８は、上
記フォーカス回路４で求められたフォーカス位置を有す
る複数超音波ビームを同時に受信し上記被検体内超音波
振動子１１の方向を検出するもので、その内部構成は図
３に示すように、上記振動子位置検出回路７で求めた被
検体内超音波振動子１１の深度に複数の走査線をフォー
カスする計算手段としてのフォーカス計算回路１５ａ，
１５ｂと、予め被検体内超音波振動子１１とその周辺領
域を画像化するにあたりその表示範囲を指定しておく指
定手段としての走査範囲指定回路１６と、この走査範囲
指定回路１６に定められた走査範囲とフォーカス計算回
路１５ａ，１５ｂで計算された走査範囲とを比較し計算
された走査範囲が指定された走査範囲内に入っていれば
その範囲で受波信号を集束して画像化し表示するように
切り換える手段としての切換回路１７とを備えて成る。

【００２０】なお、図３において、符号１８は断層像な
どの超音波画像の表示モードと被検体内超音波振動子１
１の位置検出モードとを切り換えるモード切換器を示
し、符号１９は図１及び図３に示す装置全体の動作を制
御する制御回路を示している。

【００２１】次に、このように構成された超音波診断装
置の動作について説明する。まず、図１に示す探触子１
から表示装置６に至るまでの通常の構成による断層像な
どの超音波画像の表示については、従来装置と変わらな
いので説明を省略する。従って、ここではカテーテル状
術具１０と共に被検体内に挿入された被検体内超音波振
動子１１の位置検出とその周辺領域の画像表示について
説明する。

【００２２】まず、図１において、例えば血管拡張や薬
剤注入を目的としてカテーテル状術具１０が図示省略の
被検体内に挿入されているとする。このカテーテル状術
具１０の任意部位には、前述のように被検体内超音波振
動子１１が取り付けられており、上記カテーテル状術具
１０と共に被検体内に挿入されている。このとき、上記
カテーテル状術具１０が挿入された位置近傍の被検体表
面には、探触子１が接触されている。

【００２３】この状態で、発振器１２から上記被検体内
超音波振動子１１に送波タイミング信号を供給して該被
検体内超音波振動子１１を駆動すると共に、その送波タ
イミング信号は図３に示す振動子位置検出回路７内のタ
イマ１３へ送られる。すると、このタイマ１３は、制御
回路１９から送られてくる時間計測用クロックを用い、
上記送波タイミング信号からの経過時間を計測する。こ
のとき、フォーカス回路４は、無フォーカスのままでよ
い。

【００２４】上記送波タイミング信号の供給により被検
体内超音波振動子１１から打ち出された超音波は、被検
体内を伝播して被検体表面に接触された探触子１に受信
され、その後図１に示す送受分離回路９と受波回路３と
フォーカス回路４とを介して、図３に示す振動子位置検
出回路７内の深さ検出回路１４に入力される。この深さ
検出回路１４には、前記タイマ１３から送られた被検体
内超音波振動子１１の駆動用の送波タイミング信号から
の経過時間が入力されている。従って、この深さ検出回
路１４に入力されている上記送波タイミング信号からの
経過時間から、上記探触子１からフォーカス回路４まで
の信号処理の持つ遅れ時間を引いたものが、被検体内超
音波振動子１１と探触子１との間の距離に相当する。こ
の時間を距離に換算することにより、上記探触子１と被
検体内超音波振動子１１との間の距離Ｌが求まる。

【００２５】次に、上記深さ検出回路１４で求められた
距離Ｌの情報は、図３に示す複数走査線同時受信手段８
内の第１のフォーカス計算回路１５ａに送られる。する
と、この第１のフォーカス計算回路１５ａでは、複数の
走査線のフォーカス条件が計算される。このフォーカス
条件の計算について、図４を参照して説明する。ここで
は、図４（ａ）に示すように、探触子１から打ち出され
る超音波はフォーカス点をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのように
例えば５点設けるように制御されているものとし、フォ
ーカス範囲の両端は符号Ａ，Ｅを付して示す両点と仮定
する。まだ、この段階では上記第１のフォーカス計算回
路１５ａに入力されているのは距離Ｌの情報だけであ
り、実際に被検体内超音波振動子１１がどの方向に存在
するかは分かっていない。

【００２６】そこで、複数の走査線を前記フォーカス回
路４を用いて作成する。このとき、フォーカスの計算
は、通常の超音波断層像を得るときと同じく、探触子の
形状、フォーカス位置、振動子ピッチ、チャンネル数等
のパラメータで計算できる。同様に、各フォーカス点Ａ
〜Ｅでのビーム幅も求められる。まず、図４（ａ）にお
いてＡ点にフォーカス点を設定し、上記フォーカス回路
４で必要なフォーカス条件を計算する。次に、この時の
ビーム幅を計算し、このビーム幅が点ＡＢ間の略中間に
収まるように探触子口径を定める。同様にして、次のＢ
点にフォーカス点を設定し、フォーカス回路４で必要な
フォーカス条件を計算し、この時のビーム幅が点ＡＢ間
の略中間と点ＢＣ間の略中間との間に収まるように探触
子口径を定める。以下、その他のフォーカス点Ｃ，Ｄ，
Ｅについても同様に計算し、それぞれのフォーカス条件
及びビーム幅を求める。このようにして、総てのフォー
カス点Ａ〜Ｅのフォーカス条件が求められる。

【００２７】次に、前記発振器１２から被検体内超音波
振動子１１に２度目の送波タイミング信号を供給して該
被検体内超音波振動子１１を駆動する。このとき、上記
フォーカス回路４は、上記のようにフォーカス条件が求
められたフォーカス点Ａ〜Ｅにフォーカスされた複数本
の走査線を持っている。いま、図４（ａ）に示すＢ点近
傍に被検体内超音波振動子１１があるとすると、フォー
カス回路４の出力は、Ｂ点にフォーカスされたときに他
のＡ，Ｃ〜Ｅ点にフォーカスされたときより信号が大き
くなる。すなわち、複数の超音波ビームの同時受信で
は、被検体内超音波振動子１１に最も近いフォーカス条
件のときに上記フォーカス回路４の出力が大きくなるた
め、その被検体内超音波振動子１１の方向が予想され
る。

【００２８】次に、前記発振器１２から被検体内超音波
振動子１１に３度目の送波タイミング信号を供給して該
被検体内超音波振動子１１を駆動する。このときは、図
４(ａ）に示す点ＡＢ間の略中間と点ＢＣ間の略中間と
の間に複数のフォーカス点を設定する。すなわち、図４
（ｂ）において上記設定されたフォーカス点をＢ₁，
Ｂ₂，…，Ｂ₅で示しており、この場合は走査範囲が狭ま
ったため探触子口径も大きくし、フォーカスの分解能が
向上している。そして、図４（ｂ）においては、点Ｂ₁
〜Ｂ₅にフォーカスされた各走査線のうちの一つのフォ
ーカス点Ｂ₃に被検体内超音波振動子１１があるとする
と、それらの点Ｂ₁〜Ｂ₅の５個の信号が上記フォーカス
回路４の出力で最大となる。そして、以上のシーケンス
を順次繰り返せば、図４（ａ）において探触子１から見
た被検体内超音波振動子１１の方向が分かる。

【００２９】以上の動作により、探触子１から見た被検
体内超音波振動子１１の深さ及び方向が分かり、これに
より探触子１から見た被検体内超音波振動子１１の位置
が自動的に判別できる。

【００３０】次に、図３に示す複数走査線同時受信手段
８内の第１のフォーカス計算回路１５ａ及び第２のフォ
ーカス計算回路１５ｂには、上述の図４に示したフォー
カス範囲Ａ〜Ｅ又は細部のフォーカス点Ｂ₁〜Ｂ₅のよう
に走査範囲の信号が入力されている。例えば、この走査
範囲を角度θとし、この角度θの信号は、図３において
切換回路１７に送られる。一方、走査範囲指定回路１６
には、予め術者が走査範囲を指定した角度θ′が記憶さ
れている。これは、上記走査範囲指定回路１６として、
例えばロータリエンコーダ又はＲＡＭ等のメモリを備え
ることで実現できる。そして、この走査範囲指定回路１
６から読み出された走査範囲指定角度θ′も切換回路１
７に送られる。

【００３１】上記切換回路１７は、比較器又はメモリ等
からなり、まず上記入力された走査範囲の角度θとθ′
とを比較する。このとき、該切換回路１７には、上記第
２のフォーカス計算回路１５ｂから超音波画像用のフォ
ーカス条件が送られてきている。そして、上記入力され
た走査範囲の角度θとθ′とが略等しくなった場合に、
第２のフォーカス計算回路１５ｂから送られてきている
超音波画像用のフォーカス条件の中から、例えば５θ
（又は５θ′）の範囲内の条件を選択し、前記フォーカ
ス回路４に送る。その後、探触子１から表示装置６に至
るまでの通常の構成による超音波画像の表示動作によ
り、上記走査範囲の角度θ内の画像を表示する。

【００３２】なお、図３に示すモード切換器１８は、被
検体内に挿入したカテーテル状術具１０が移動し、探触
子１の操作範囲を越えたときに該探触子１の位置を変え
る必要が生じるが、このときにもう１度被検体内超音波
振動子１１の位置検出からやり直す場合に、超音波画像
表示モードから位置検出モードに切り換える際にも使用
する。また、発振器１２の動作は、上記切換回路１７が
位置検出モードから超音波画像表示モードに切り換わっ
たときに停止するように制御回路１９で制御すれば、術
者の操作労力を軽減できる。

【００３３】次に、本発明の第二の実施形態について、
図５〜図８を参照して説明する。この実施の形態は、前
記探触子１は被検体に対し超音波の３次元走査が可能な
ものとし、前記フォーカス回路４はその探触子１からの
受波信号を各走査線毎に集束するものとし、前記表示装
置６は被検体内超音波振動子１１とその周辺領域の断層
像を３次元的に表示することが可能なものとしたもので
ある。

【００３４】まず、この実施の形態において、３次元走
査用の探触子１′は、図５に示すように、短冊状に形成
された多数の振動子素子２０，２０，…を例えばｘ方向
にｍ個並べ、ｙ方向にｎ個並べて２次元配列の電子リニ
ア走査型とされている。この場合、上記３次元走査用の
探触子１′による走査線は、図５においてｙ方向でｎ
本、ｘ方向でｍ面となる。すると、ｙ−ｚ面の２次元走
査断面がｘ方向にｍ枚集まって初めて一つの３次元画像
となる。これによると、画像表示のフレームレートは、
２次元走査の場合に対し１／ｍに低下してしまう。そこ
で、本発明では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ｙ
−ｚ面でｎ本、ｘ−ｚ面でｍ本の受波パラレル受信を行
うようにする。

【００３５】また、この実施の形態におけるフォーカス
回路４′は、図８に示すように、ｎ×ｍ個の内部回路を
備え、ｎ×ｍ本のパラレル受信を行うようになってい
る。さらに、図３に示すフォーカス計算回路１５ａ，１
５ｂは、基本的に図１及び図３における実施形態の場合
の構成と同様であるが、この実施の形態においては図５
に示すｘ−ｚ平面に対応した計算や位置検出のためのチ
ャンネル数が確保されている。

【００３６】このような構成による動作において、図６
（ａ），（ｂ）に示すように３次元走査用の探触子１′
から被検体内に超音波を送受信した状態で、図中の黒丸
の位置にカテーテル状術具１０に取り付けられた被検体
内超音波振動子１１があるとすれば、ｙ−ｚ面でＮ番
目、ｘ−ｚ面でＭ番目のＮ，Ｍ走査線で上記被検体内超
音波振動子１１から発せられた超音波信号が最大にな
る。よって、図４で示したシーケンスと同様の動作によ
り、被検体内超音波振動子１１の位置検出及び該被検体
内超音波振動子１１を含む指定された周辺領域を画像化
して表示することができる。すなわち、図７に示すよう
に、被検体内超音波振動子１１及び該被検体内超音波振
動子１１を含む指定された周辺領域２１のみの３次元領
域の画像が自動的に得られる。

【００３７】なお上記の説明においては、３次元走査用
の探触子１′は、短冊状に形成された多数の振動子素子
２０，２０，…を２次元に配列した電子リニア走査型の
ものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば３次元走
査のコンベックス型或いはセクタ型でもよいし、又は、
１次元配列の振動子を機械的に移動したり或いは向きを
変えることで３次元走査を実現する電子走査−機械走査
の組合せ型でもよい。また、フォーカス回路４′とし
て、ハードウェア的に図８に示す回路構成を持つことは
回路量が増大するため、図５に示す３次元走査用の探触
子１′の各チャンネルの受波信号をＲＡＭ等の記憶手段
に記憶し、順次各走査線毎のフォーカスを行うようにす
れば、回路量が増大しないようにできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
フォーカス回路を複数の走査線を同時に作り出す並列受
波方式の構成とし、この構成のフォーカス回路に対し、
被検体内に挿入するカテーテル状術具の任意部位に取り
付けられた被検体内超音波振動子の挿入深度を割り出し
てその深さ位置を検出する振動子位置検出回路を接続す
ると共に、上記フォーカス回路で求められたフォーカス
位置を有する複数超音波ビームを同時に受信し上記被検
体内超音波振動子の方向を検出する複数走査線同時受信
手段を接続したことにより、被検体内に挿入されるカテ
ーテル又はバイオプシー針、血管内視鏡などのカテーテ
ル状術具の任意部位に取り付けられた被検体内超音波振
動子の深さ及び方向の位置を自動的に検出し該被検体内
超音波振動子とその周辺領域を画像化して表示すること
ができる。従って、被検体表面の探触子と被検体内に挿
入された被検体内超音波振動子とが３次元的に位置ずれ
を起こしているときでも、術者は従来のような煩雑な手
技を用いて上記被検体内超音波振動子の位置をさがす必
要はなく、その位置を容易に知ることができる。

【００３９】また、３次元走査が可能な探触子を用いた
場合でも、予め被検体内に挿入された被検体内超音波振
動子の位置を検出し、術者が指定し該術者が必要とする
上記被検体内超音波振動子を含む周辺領域のみを画像化
して表示するので、従来の３次元走査の場合の表示に比
し、画像のフレームレートを向上することができ、表示
画像のリアルタイム性を向上することができる。

【００４０】これらのことから、術者は被検体内に挿入
したカテーテル状術具の位置を容易に把握することがで
き、上記カテーテル状術具の例えば先端位置がよく分か
らないためそのカテーテル状術具の先端部で例えば血管
内壁を傷つけるおそれを低減し、いわゆるＩＶＲの手技
の安全性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】図１に示すフォーカス回路の内部構成を示す説
明図である。

【図３】図１に示す振動子位置検出回路及び複数走査線
同時受信手段の内部構成を示すブロック図である。

【図４】被検体内超音波振動子の位置検出モード時にお
ける複数本の走査線のフォーカスを示す説明図である。

【図５】本発明の第二の実施の形態における３次元走査
用の探触子の構造を示す説明図である。

【図６】上記３次元走査用の探触子から被検体内に超音
波を送受信した状態を示す説明図である。

【図７】上記３次元走査用の探触子の動作により、被検
体内超音波振動子及び該被検体内超音波振動子を含む指
定された周辺領域のみの３次元領域の画像の表示を示す
説明図である。

【図８】本発明の第二の実施の形態におけるフォーカス
回路の内部構成を示す説明図である。

【符号の説明】１…探触子１′…３次元走査用の探触子２…送波回路３…受波回路４，４′…フォーカス回路５…画像処理回路６…表示装置７…振動子位置検出回路８…複数走査線同時受信手段９…送受分離回路１０…カテーテル状術具１１…被検体内超音波振動子１２…発振器１３…タイマ１４…深さ検出回路１５ａ，１５ｂ…フォーカス計算回路１６…走査範囲指定回路１７…切換回路１８…モード切換器１９…制御回路２０…振動子素子２１…周辺領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体内に向けて超音波を送受信する探
触子と、この探触子を駆動して超音波を打ち出すための
送波パルスを供給する送波回路と、上記探触子で受信し
た被検体内からの反射波信号を増幅する受波回路と、こ
の受波回路からの受波信号を集束するフォーカス回路
と、このフォーカス回路からの出力信号に所定の処理を
施し画像化する画像処理回路と、この画像処理回路から
の画像信号を画像として表示する表示装置とを有する超
音波診断装置において、上記フォーカス回路は複数の走
査線を同時に作り出す並列受波方式の構成とし、この構
成のフォーカス回路に対し、被検体内に挿入するカテー
テル状術具の任意部位に取り付けられた被検体内超音波
振動子の挿入深度を割り出してその深さ位置を検出する
振動子位置検出回路を接続すると共に、上記フォーカス
回路で求められたフォーカス位置を有する複数超音波ビ
ームを同時に受信し上記被検体内超音波振動子の方向を
検出する複数走査線同時受信手段を接続し、上記被検体
内超音波振動子の深さ及び方向の位置を特定し該被検体
内超音波振動子とその周辺領域を画像化して表示するよ
うにしたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】上記振動子位置検出回路は、カテーテル
状術具に取り付けられた被検体内超音波振動子への送波
タイミング信号からの経過時間を計測する手段と、上記
の送波タイミング信号に同期して被検体内超音波振動子
から打ち出された超音波を前記探触子で受信するまでの
時間を測定する手段とを備え、上記被検体内超音波振動
子と探触子との間の距離を求めるようにしたものである
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】上記複数走査線同時受信手段は、振動子
位置検出回路で求めた被検体内超音波振動子の深度に複
数の走査線をフォーカスするフォーカス計算手段と、予
め被検体内超音波振動子とその周辺領域を画像化するに
あたりその表示範囲を指定しておく走査範囲指定手段
と、この走査範囲指定手段に定められた走査範囲とフォ
ーカス計算手段で計算された走査範囲とを比較し計算さ
れた走査範囲が指定された走査範囲以内に入っていれば
その範囲で受波信号を集束して画像化し表示するように
切り換える切り換え手段とを備えていることを特徴とす
る請求項１又は２記載の超音波診断装置。
【請求項４】上記複数走査線同時受信手段は、被検体
内超音波振動子の方向検出の操作毎に超音波の送受波領
域を狭めるようにすると共に、その送受波領域が予め設
定しておいた領域と一致した場合に該送受波領域内の断
層像を画像表示するようにしたものであることを特徴と
する請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】上記探触子は被検体に対し超音波の３次
元走査が可能なものとし、上記フォーカス回路はその探
触子からの受波信号を各走査線毎に集束するものとし、
上記表示装置は被検体内超音波振動子とその周辺領域の
断層像を３次元的に表示することが可能なものとしたこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超
音波診断装置。