JPH11155861A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】奥行き立体感を伴った超音波診断画像を高速に
表示可能な超音波診断装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】超音波送受信手段により被検体に対し超音
波を送受信して得られたエコー信号に基づき、被検体の
所望の断層面の超音波画像を得る超音波診断装置であっ
て、断層面と直交する方向に複数の超音波画像を得る画
像収集手段と、複数の超音波画像から立体視用の右眼画
像及び左眼画像を得る画像合成手段と、右眼画像及び左
眼画像をそれぞれ別に表示する表示手段とを具備する。
比較的少ない枚数の画像を用いて、奥行き立体感のある
簡易的な超音波３次元イメージを高速に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体を超音波で
走査して得られる受信信号に含まれる位相情報や振幅情
報に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置に関
し、特に、複数枚の超音波画像から立体視画像を高速に
生成して表示する超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波の医学的な応用例として種々の装
置が知られているが、その主流は超音波パルス反射法を
用いて生体の軟部組織の断層像を得る超音波診断装置で
ある。この超音波診断装置は、無侵襲で組織の断層像を
表示するものであり、Ｘ線診断装置、Ｘ線コンピュータ
断層撮影装置（ＣＴ）、磁気共鳴イメージング装置（Ｍ
ＲＩ）あるいは核医学診断装置など他の診断装置に比べ
て、リアルタイム表示が可能である、装置が小型で安価
である、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、超音波ド
プラ法により血流イメージングが可能である、といった
特徴を有している。

【０００３】このような利用から、内科における心臓，
腹部，乳腺，泌尿器といった臓器の診断や、産婦人科に
おける胎児の観察等において広く超音波診断装置が用い
られている。

【０００４】特に、超音波プローブを体表から当てるだ
けの簡単な操作により、心臓の拍動や胎児の動きの様子
をリアルタイムで表示させることができ、かつ安全性が
高いため繰り返して検査が行え、ベッドサイドの近傍に
装置を移動させての検査も容易に行えるなど簡便である
という利点がある。

【０００５】また、超音波ドプラ法による振動子へ向か
う（あるいは遠ざかる）血流の速度分布や、パワードプ
ラ法による血流エコー信号のパワー値の分布を表示させ
ることも可能となっている。特にパワードプラ法は、よ
り高感度に血管系のパフュージョンの検出が可能であ
り、腎臓のより末梢レベルの血流異常や肝癌などの診断
に用いられつつある。

【０００６】このような超音波診断の分野においても、
ＣＴやＭＲＩと同様に３次元画像のニーズが高まってき
ている。例えばＢモードイメージングやカラードプライ
メージングにおいて、臓器の形状や血管の走行などの鑑
別診断や機能診断を行う目的で３次元の立体視画像の表
示が行われるようになってきた。３次元の立体視画像
は、２次元方向の画像情報（断層像）に加えてその奥行
き方向の情報も加味されるので、組織の形状、血管の走
行の様子をより明確に知ることが出来るものと期待され
ている。

【０００７】ところが、３次元情報を有する画像の構築
には相当量の演算が必要であり、一画像を再構築・表示
させるために数十秒〜数分の長い時間を要するという問
題点がある。

【０００８】ＣＴやＭＲＩにおいては、その診断の性質
上、３次元画像構築に少なからず時間をかけても問題と
はならない場合が多い。一方、超音波診断においては、
本来、リアルタイムに観測を行うため、３次元表示が通
常の診断において用いられることは非常に少ない。超音
波診断において３次元画像を構築する際も、ＣＴやＭＲ
Ｉの場合と同様に、データを取り込んだ後（例えば検査
後）に改めて画像を再構築して観察するといった形式を
取らざるを得ない。

【０００９】３次元情報を含んだ画像は、任意の視点か
ら観測した画像を再構築できるが、複数の視点から観察
することはそれなりに時間を要する。ある時刻の３次元
画像（静止画）に対してこれを行うのであればよいが、
超音波診断画像のようにリアルタイムで次々と得られる
画像に対しては、それらの画像を再構築して別の視点か
ら見ること自体、必ずしも有用であるとは言えず、かえ
って複雑さ、繁雑さをともなう場合も起こり得る。

【００１０】また、厳密な３次元情報を必要としない場
合もある。例えばある一定の奥行き感のある画像が得ら
れさえすれば、組織の形状や血管の走行などの情報をよ
り明確に知るためにこれが有用となる場合がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、奥行き立体感を伴った超音波
診断画像を高速に表示可能な超音波診断装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明の超音波診断装置は次のように構
成されている。すなわち、本発明の超音波診断装置は、
超音波送受信手段により被検体に対し超音波を送受信し
て得られたエコー信号に基づき、前記被検体の所望の断
層面の超音波画像を得る超音波診断装置において、前記
断層面と直交する方向に複数の超音波画像を得る画像収
集手段と、前記複数の超音波画像から立体視用の右眼画
像及び左眼画像を得る画像合成手段と、前記右眼画像及
び左眼画像をそれぞれ別に表示する表示手段とを具備す
る。

【００１３】また、本発明の他の超音波診断装置は、造
影剤存在部位のエコー輝度が高い超音波画像と、当該画
像とは異なる時刻に収集され、前記造影剤存在部位のエ
コー輝度が低い一連の超音波画像とを収集する画像収集
手段と、前記収集手段により収集された複数枚の超音波
画像から立体視用の右眼画像及び左眼画像を得る画像合
成手段と、前記右眼画像及び左眼画像をそれぞれ別に表
示する表示手段と、を具備する。これら本発明の超音波
診断装置によれば、ある程度の奥行き立体感を伴った超
音波診断画像を高速に表示することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。まずは具体的な実施形態（第
１〜第３実施形態）の説明の前に、奥行き標本化方式の
原理と立体視の原理について説明する。

【００１５】超音波診断装置に限らず、ＣＴ、ＭＲＩな
どによって得られる複数の２次元断層像は、その平面に
垂直な方向から見ることで、各断面は異なる奥行きを持
つと考えることが出来、結果としてこれらは３次元的な
情報を持つと言える（図９参照）。このような複数の断
層像（「奥行き標本化断層像」と称する）から構築した
３次元画像を表示する方式は幾つか知られており、その
例を以下に説明する。

【００１６】一例としては、図１０に示すような移動ス
クリーン式（参考文献「山田博昭他著，“移動スクリー
ン式３次元ディスプレイ”，３Ｄ画像，6-6 ，pp.36-41
(1992)」）と呼ばれる方法であって、レーザ光５１をス
キャンして、移動（振動）しているスクリーン５０上に
断層面像を順次投射するものである。このように表示面
を振動させる方式としては、他に振動するミラーに映像
を反射させて立体視画像を得るバリフォーカルミラー方
式も知られている。

【００１７】他の例は、表示面を積層したディスプレイ
による方式（参考文献「T.S.Bugak,SID Digest(198
5)」）であって、図１１に示すように、ＣＲＴ６０から
の表示光を奥行きに対応した液晶セル６２で反射させる
方式である。この方式においては、πセルドライバ６１
が液晶セル６２を選択的に駆動するものとなっており、
機械的な可動部が不要であるという利点が得られるが、
画像の明るさが液晶セルの通過枚数に比例して暗くなる
という欠点もある。

【００１８】次に、立体視の原理とその実現方法につい
て説明する。立体写真や立体テレビジョンにおいて利用
されるような立体感のある画像は、左右の眼に写る像の
ずれ、いわゆる「両眼視差」を利用したものである。こ
れを用いれば、１枚のスクリーン（左右の眼に違う画像
が入るので２枚とも言える）によって、奥行きのある画
像を得ることが可能である。例えば、図１２に示すよう
に遠くに家７０があり、近くに木７１がある場合を考え
る。適当な場所にスクリーン７２を置くと、このスクリ
ーン７２に投影される画像には図１３に示すようにずれ
が生じていることがわかる。図１３において、Ｌ画像は
左眼のみ、Ｒ画像は右眼のみによって視覚されるように
「空間分離」して見ると、手前に木、奥に家が定位す
る。

【００１９】ここで、図１２及び図１３に示される物体
（家及び木）は２次元的な絵であったが、現実の３次元
物体を見る場合には、厳密には両眼の距離だけ異なる視
点から見た分だけ、形状が変わるであろう。そこで、前
述の奥行き標本化断層像を図１４に示すように配置し、
図１２と同様にしてスクリーン７２に投影すると、立体
視による立体視画像が得られることになる。より具体的
には、左眼用の画像は、手前の断層像ほど右へずらし、
右眼用の画像は手前の断層像ほど左へずらすようにして
合成すればよい。なお、いわゆる「交叉法」で画像を観
察する場合は逆にずらせば良い。

【００２０】しかしながら、ここで２つの問題が生じ
る。まず、（１）上述したように厳密には両眼がそれぞ
れ異なる角度から見ているとは限らないということであ
る。しかし、その角度（輻輳角）がそれほど厳密さを必
要としないならば、このことは無視できると思われる。
また、（２）図１２に示したように点在する物体を表示
対象物とするならば、１つのスクリーンに投影を行なう
ことは容易であるが、画像の殆どの領域が３次元の奥行
き情報を有する断層像の場合には、同様に投影を行なう
ことは容易でない。

【００２１】また、断層像が多くなっていくと、これが
更に困難となっていくことも予想される。以下では、こ
の（２）の問題を解決するような画像合成法の例を説明
する。

【００２２】（Ａ）透過画像を用いる方法 図１５（ａ），（ｂ）は、奥行き標本化断層像として手
前側と奥側の２枚の透過画像を用意し、これを元に作成
した立体視画像の一例を示す図である。図１５（ａ）は
立体視用の左眼画像、図１５（ｂ）は立体視用の右眼画
像を示している。これら左眼画像及び右眼画像の各々
は、例えば次のようして作成する。

【００２３】まず、立体視用の左眼画像については、２
枚の透過画像の各々の輝度を２分の１にした後にこれら
を加算合成することによって得る。つぎに、立体視用の
右眼画像については、２枚の透過画像の各々の輝度を２
分の１にするとともに手前側の透過画像を画面左方向に
８ピクセルほどずらした後、これらを加算合成すること
によって得る。

【００２４】ここでは、左眼用と右眼用の透過画像の相
対的なずらし方が重要であり、同様の結果が得られるの
であれば、ずらし方を任意に変えても良い。例えば、画
面左方向に４ピクセルずれた透過画像を原画像と考えれ
ば、手前側の透過画像を画面右方向に４ピクセルずら
し、手前側の透過画像を画面左方向に４ピクセルずらし
た場合であっても上記と同様の立体視画像が得られる。

【００２５】結果として、半透明な断層像が奥行き感を
持って重層されて観察される。なお、２〜４枚程度の透
過画像の重層では、超音波Ｂモード画像は立体視画像に
適していると思われる。しかしながら、断層像の数が多
くなれば、各々の画像の輝度は低くなってしまい、良好
な像が得られないとこが予想される（透過率の悪い像に
なる）。

【００２６】（Ｂ）ＭＩＰを用いる方法 図１６（ａ），（ｂ）は最大輝度投影法（ＭＩＰ）を適
用した場合であって、手前側から奥側への４枚の奥行き
標本化断層像を用意し、これを元に作成した立体視画像
の一例を示す図である。図１６（ａ）は立体視用の左眼
画像、図１６（ｂ）は立体視用の右眼画像を示してい
る。これら左眼画像及び右眼画像の各々は、例えば次の
ようして作成する。

【００２７】まず、立体視用の左眼画像については、４
枚の奥行き断層像を最大輝度投影法によって合成して得
る。つぎに、立体視用の右眼画像については、手前側か
ら奥側への４枚の奥行き断層像を画面左方向にそれぞれ
８，６，４，２ピクセルずつずらし、最大輝度投影法に
よって合成して得る。

【００２８】立体視画像の各ピクセルには、合成する４
枚の奥行き断層像の最大の輝度が表示される。この方法
では、実質全域に見られるスペックルについては均一化
されるので、奥行き感は得られないが、その一方で、血
管壁など高輝度な輪郭が奥行き感を伴って抽出される。
このように、超音波Ｂモード画像で血管の走行などの奥
行き情報を得るためには、この方法は有用と思われる。
またこの方法では比較的多数枚の断層像を用いても立体
視画像が生成可能となる。

【００２９】なお、カラー画像に関しても、現在ディス
プレイに使用されている赤・緑・青の３原色に対して各
々独立に考えることで、上記（Ａ），（Ｂ）の両者の方
法を採ることが可能である。

【００３０】（第１実施形態）以下、本発明の超音波診
断装置の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第
１実施形態に係る超音波診断装置の機能構成を示すブロ
ック図である。

【００３１】アレイプローブ１は、圧電セラミック等か
ら成る電気／機械可逆的変換素子としての複数の圧電振
動子を有する。これら複数の圧電振動子は並列してアレ
イプローブ１の先端に装備される。パルサ２は、レート
パルスを入力し、そのタイミングに従い、アレイプロー
ブ１に対してチャンネル毎に電圧パルスを印加する。こ
れにより超音波ビームが被検体に向けて送信される。可
動揺動モータ３は、アレイプローブ１をアレイ方向と直
交する方向へ機械的に動かすために設けられている。ま
た、プローブ移動制御器４は、可動揺動モータ３とパル
サ２との同期を図るために設けられている。

【００３２】被検体内の音響インピーダンスの不連続面
で反射した反射波はアレイプローブ１で受信される。こ
のプローブ１からチャンネル毎に出力されるエコー信号
は、超音波受信部５に取り込まれる。超音波受信部５
は，プリアンプ５Ａ，受信遅延回路５Ｂ，加算器５Ｃを
有する。エコー信号は、チャンネル毎にプリアンプ５Ａ
により増幅され、受信遅延回路５Ｂにより受信指向性を
決定するのに必要な遅延時間が与えられ、さらに加算器
５Ｃによって加算される。この加算により受信指向性に
応じた方向からの反射成分が強調される。この送信指向
性と受信指向性とにより送受信の総合的な超音波ビーム
が形成される。

【００３３】次にレシーバ部６以降の構成を説明する。
レシーバ部６は、図示しないが、対数増幅器、包絡線検
波回路、アナログディジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバ
ータ）から構成される。レシーバ部６からの出力は、Ｂ
モード用ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）部７
により、超音波スキャンのラスタ信号列からビデオフォ
ーマットのラスタ信号列に変換され、メモリ合成部８に
送られる。メモリ合成部８は画像及び設定パラメータ等
の情報を並べて、あるいは重ねるなどしてビデオ信号と
して出力する。これは表示部９に送られ、被検体組織形
状の断層像が表示される。

【００３４】立体視画像ではない通常の診断画像を表示
する場合は、上記のようにＤＳＣ７からの信号がメモリ
合成部８へ直接送られる。一方、本発明に係る立体視画
像を表示する場合は、ＤＳＣ７からの信号が立体表示用
画像メモリ１０へ送られ、ここで立体視画像が生成され
た後、メモリ合成部８に送られる。立体表示用画像メモ
リ１０は本発明の主要部分であり、この部分の動作につ
いては後述する。

【００３５】（奥行き断層画像の取り込み方法）次に、
奥行き断層画像の取り込み方法について述べる。本実施
形態においては、図２（ａ），（ｂ）に示すような揺動
機構を具備したアレイプローブ１を機械的に動かすこと
で、スキャン面に直交する方向の複数枚の断層像を得
る。この揺動機構を持ったアレイプローブ１のより具体
的な構成については、例えば特開昭５５−１１６３４２
号公報、特開昭６１−１５４６５３号公報等にそれぞれ
開示されている。

【００３６】なお本実施形態は上記のような公知例を利
用するが、次の点で公知例とは異なる。すなわち、上記
公知例は、空間的に稠密な３次元データを収集するもの
であり、アレイ方向に例えば１２０ラスタの走査線を持
つ場合、スキャン面に直交する方向について１２０枚程
度の奥行き断層画像を収集する必要がある。このため３
次元データ収集に時間がかかる。

【００３７】一方、本実施形態は、厳密な３次元情報は
必要とせず、スキャン面に直交する方向について、奥行
き断層画像を２，３枚乃至１０枚程度得る。したがって
３次元データ収集に要する時間は１００ｍｓｅｃから高
々３００ｍｓｅｃ程度で完了する。

【００３８】次に、取り込まれた複数枚の奥行き断層像
から立体視画像を合成し、これを表示するための機能に
ついて説明する。図１に示した立体表示用画像メモリ１
０において、プローブ１のアレイに直交する方向への複
数枚の奥行き断層像に対し、前述した立体視の原理に基
づく画像処理演算を行なう。

【００３９】図３は、奥行き断層像のずらし幅を示す図
である。先ず、立体視用の左眼画像については、断面ａ
〜ｄの画像をそのまま加算合成することによって得る。
次に立体視用の右眼画像については、断面ａ〜ｄから成
る奥行き断層像のうち、断面ｂの画像を基準とし、断面
ａの画像は基準に対して４ピクセルほど左（−４ピクセ
ル右）にずらし、断面ｃの画像は基準に対して４ピクセ
ルほど右にずらし、断面ｄの画像は基準に対して８ピク
セルほど右にずらし、これら断面ａ〜ｄの画像を加算合
成することによって得る。

【００４０】なお、この例において立体視用の左眼画像
は、各々の奥行き断層像をずらさずにそのまま加算合成
するものとなっているが、右眼画像をずらさずに左眼画
像をずらすようにしても良い。あるいは、左眼画像及び
右眼画像の両者をずらすようにしても良い。

【００４１】立体表示用画像メモリ１０においては、図
３において説明したような画像のずらし幅（ピクセル
値）が定義されており、それに従って画像の合成が行わ
れる。これにより既に図１５（ａ），（ｂ）又は図１６
（ａ），（ｂ）に示したような輝度重畳画像が作成され
る（図４参照）。

【００４２】本実施形態では、（Ａ）透視画像を用いる
手法、（Ｂ）ＭＩＰを用いる手法、について既に説明し
たが、重畳する画像の枚数（奥行き断層像の枚数）によ
って、オペレータが最も適当な手法を選択可能とする。

【００４３】奥行き感は立体視画像を作成する際のずら
し幅によって変化する。立体視画像によれば、相対的な
前後関係を知ることができるが、上述のように厳密な３
次元情報を持っていないので、奥行き方向の距離等の計
測には不向きである。したがって、画像合成の際のずら
し幅には厳密な規制はない（ずらし幅を大きくすれば、
奥行き感が強調されるのみである）。

【００４４】また、例えば図５の様に不等間隔で取った
場合は、ずらし幅を比例的に変化させることで、不等間
隔な奥行き感を実現することもできる。ここで問題とな
るのは、図３及び図５からも明らかなように、アレイプ
ローブ１による実際の断層平面は互いに平行ではないの
で、深さによって奥行き方向の距離が異なってしまうこ
とである。ただし、奥行き感を出すためだけに本発明を
用いるのであれば、図３及び図５で示した手法によって
十分な効果が得られる。なお、前後の関係、またはスキ
ャン面を横断する血管とスキャン面に垂直方向に走る血
管との関係などの相対位置関係などを知ることも容易で
ある。

【００４５】深さによって奥行き方向の距離が異なって
しまうことを補正するためには、図６に示すように、断
層像の深さによってずらし幅をかえるという手法で達成
可能である。図６の例によれば、深さが０〜１ｃｍの部
分は１ピクセル、１〜２ｃｍの部分は２ピクセル、…と
いう具合に画像をずらすように定義されている。

【００４６】立体表示用画像メモリ１０は、上述のよう
にして、送られてきた画像を次々に合成するとともにメ
モリ合成部８を介して表示部９による表示に供する。そ
のため、例えば３〜４枚を用いて立体視画像を作成する
ならば、診断画像のフレームレートは高々１／４〜１／
３に下がる程度で、リアルタイム性を保ったまま、奥行
き感のある画像を表示可能である。

【００４７】なお、この手法は特別なディスプレイを用
いなくとも、従来の診断装置のモニタに表示が可能であ
り、非常に効果的である。もちろん、立体像を表示させ
るための特別なディスプレイを用いることも可能であ
り、これは次の第２実施形態において説明する。

【００４８】（第２実施形態）ところで、裸眼による立
体視にはいわゆる「慣れ」が必要であり、容易に立体視
が出来るようになるまでには個人差がある。一般的な検
査ではディスプレイと被検体を交互に見る場合が多く、
裸眼による立体視は困難が生じることが考えられる。そ
こで第２実施形態では、図７に示すような、Ｘ線診断装
置等でよく用いられる液晶シャッタメガネ２０を利用し
た時分割立体テレビジョン方式を、超音波診断装置のデ
ィスプレイ２１に適用する。これはディスプレイ２１の
フィールド周期ｔ毎に左右画像を交互に提示し、これと
同期させて液晶シャッタメガネ２０を開閉して立体視す
る方式である。

【００４９】また、立体視を見るために特別なメガネを
かけることはわずらわしいことであるとも言える。そこ
で、液晶シャッタメガネを利用した時分割立体テレビジ
ョン方式の代わりに、パララックスステレオグラムを表
示系に適用しても良い。パララックスステレオグラムに
よる表示法は近年、立体カラー液晶ディスプレイとして
利用され、細いスリット上の開口部より左右の画像を分
離して見せるという手法である。

【００５０】このような第２実施形態によれば、特殊な
表示系を用いる手法ではあるが、オペレータが立体像を
観測する際の負担は軽減されるという効果が得られる。
また、第１実施形態において述べたように立体視に必要
な奥行き断層画像の枚数は稠密な３次元画像を構成する
場合に比べて少ないため、表示系への負荷も軽く、リア
ルタイム性が損なわれることがない。

【００５１】（第３実施形態）本発明の第３実施形態と
して、複数の断層像を得るために２次元（２Ｄ）アレイ
プローブを用い、カラードプライメージングを行なう超
音波診断装置について説明する。図８は本発明の第３実
施形態に係る超音波診断装置の機能構成を示すブロック
図である。

【００５２】２次元アレイプローブ３０を用いることに
よりアレイ方向とスライス方向の両方向に３次元的なス
キャンを行う手法は既に知られているが、これを先の第
１実施形態において述べた揺動機構を具備するアレイプ
ローブ１の代わりに用いることとで、複数枚の断層像を
迅速に得ることが可能となる。また、本実施形態は、本
発明をカラードプライメージング（Color Doppler Imag
ing ）に応用したものであって、当該イメージングに
係るＣＦＭ処理を含む装置の構成について説明する。

【００５３】カラードプラ画像生成のための信号は、Ｃ
ＦＭユニット１１に送られる。ＣＦＭユニット１１は、
ここでは図示はしないが、検波器、クラッタ除去フィル
タ、ドプラ偏移波数解析器から構成され、移動物体（例
えば血流）の速度Ｖ、パワーＰあるいは分散σの情報を
得ることができる。ＣＦＭユニット１１からの出力信号
は、ＣＦＭ用ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
１２に供給されたのち、メモリ合成部８に送られる。

【００５４】そして本実施形態においては、ＣＦＭのた
めの立体表示用画像メモリ１３が設けられており、これ
は前述のＢモードの立体表示用画像メモリと重複しても
良いが、こちらはカラーイメージの合成が可能なものと
する。カラーイメージは、基本色、例えば赤、緑、青を
それぞれ独立した単色を考えれば、既に説明した透過画
像を用いる方法、ＭＩＰを用いる方法、グレースケール
で用いられる手法等を同様に適用できる。

【００５５】以上に説明したように、第１乃至第３実施
形態によれば、比較的少ない枚数の画像を用いて、奥行
き立体感のある簡易的な超音波３次元イメージを高速に
表示できる。これにより、断層像に直交する奥行き方向
の血管走向、スキャン面を横断する血管とスキャン面に
垂直方向に走る血管との関係などの相対位置関係など
を、迅速に知ることができるようになる。

【００５６】（第４実施形態）造影剤を用いた診断の最
も基本的なものとして、造影剤による輝度増強の有無を
調べることにより、診断部位における血流の有無を知る
という診断がある。さらに進んだ診断は、診断部位にお
ける造影剤の空間分布の時間変化の様子を輝度変化の広
がりや輝度増強の程度に基づいて観察する診断である。
また、造影剤注入から関心領域（ＲＯＩ）にそれが到達
するまでの時間およびＲＯＩ内での造影剤によるエコー
輝度の経時変化（ＴＩＣ：Time Intensity Curve）、あ
るいは最大輝度などを観測するといった診断である。

【００５７】このように造影剤を用いたコントラストエ
コー法は、ハーモニックイメージングという手法により
更に効果的なものとなる。ハーモニックイメージング
は、微小気泡が超音波励起されることによって起こる非
線形挙動による高調波成分を基本周波数成分から分離し
て映像化するという手法であり、生体臓器は比較的非線
形挙動を起こしにくいため、良好なコントラスト比で造
影剤を観測できる。

【００５８】超音波照射によって消滅してしまう現象を
積極的に活用するイメージング方法として、“フラッシ
ュエコーイメージング（参考文献：６７９５フラッシュ
エコー影像法の検討（１），神山直久他，第６７回日本
超音波医学会研究発表会，1996.6）”、あるいは“Tran
gient Response Imaging”が知られている。

【００５９】フラッシュエコーイメージング法の原理
は、次の通りである。すなわち、従来のような１秒間に
数十フレームといった連続スキャンを、数秒間に１フレ
ームといった間欠的スキャンに切り替えることで、関心
領域へ微小気泡が流入して密集するための時間を与え
る。関心領域に微小気泡が密集したときを見計らって音
圧の高い超音波を用いて送受信を行い、コントラストの
強いエコー信号を得る。このようなフラッシュエコーイ
メージング方法によれば、輝度増強が改善される。

【００６０】ところで、上述した第１実施形態乃至第３
実施形態の超音波診断装置は、被検体の異なる断面に関
する複数枚の超音波画像を収集し、これに基づいて奥行
き立体感のある超音波３次元イメージを生成して表示す
るものであった。一方、第４実施形態の超音波診断装置
は、上述したフラッシュエコーイメージングを実施し、
当該イメージング中において、被検体の同一断面に関し
収集時刻の異なる複数枚の超音波画像を収集し、これら
の画像から立体視画像を生成して表示する。

【００６１】図１７は、本発明の第４実施形態に係る超
音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。本実
施形態の超音波診断装置は、異なる断面ではなく同一断
面の複数枚の画像を得て、これらを立体視に供するの
で、第１実施形態にて説明したような可動揺動モータ３
によりアレイプローブ１をアレイ方向と直交する方向へ
機械的に動かす機構は不要である。また、本実施形態の
超音波診断装置は、フラッシュエコーイメージングを行
うための手段として、フラッシュエコーイメージング制
御部１００とパワーボタン１０１とを備える。本実施形
態のフラッシュエコーイメージングは、図示しない操作
者によって手動により行われるものとなっており、操作
者がパワーボタン１０１を操作することにより音圧の切
り替えが行われる。フラッシュエコーイメージング制御
部１００は、パワーボタン１０１の操作に従ってアレイ
プローブ１を駆動するパルサ２を制御し、これにより音
圧が切り替わる。

【００６２】図１７におけるその他の構成については第
１実施形態と同様である。このような本実施形態の超音
波診断装置によりフラッシュエコーイメージングを実施
すると、比較的低い音圧から比較的高い音圧に変化させ
た最初のスキャンによる１フレーム分のエコー信号は、
その高い音圧に比例した高い感度で得られる。これによ
り、図１８（ａ）に示すように、造影剤の存在部位Ｒ１
が高輝度で鮮明に描出されたＢモード画像を得ることが
できる。もちろん、このＢモード画像では、造影剤が存
在しないあらゆる部位でもその輝度は高くなると考えら
れる。しかしながら、比較的高い音圧の超音波を受けた
微小気泡の大部分は消滅してしまう。このため、比較的
高い音圧の変化後、２回目のスキャンまたは数回目のス
キャンで得られるＢモード画像では、図１８（ｂ）に示
すように、造影剤が存在していた部分Ｒ２の輝度は減少
する。もちろん、造影剤が存在しない部位の輝度は変化
しない。

【００６３】以上のようにして、図１８（ａ）に示した
ような、瞬間的ではあるが造影剤存在部位のエコー輝度
が極めて高いフレームと、図１８（ｂ）に示したよう
な、微小気泡崩壊後の、造影剤存在部位のエコー輝度が
低い一連のフレームとを得る。なお、エコー輝度が低い
一連のフレームは、ここでは例えば３枚とする。なお、
このフレーム数が３枚のみに限定されないことは言うま
でもない。また、エコー輝度が極めて高いフレームも１
枚のみに限定されない。

【００６４】ここで、上述した第１実施形態の断面ａ，
ｂ，ｃ，ｄのフレームを本実施形態のフレームで差し替
える。具体的には、断面ａのフレームを本実施形態のエ
コー輝度が極めて高いフレームに差し替えるとともに、
断面ｂ，ｃ，ｄのそれぞれのフレームを本実施形態のエ
コー輝度が低い一連のフレーム（３枚）に差し替えるこ
とで、上述した第１実施形態において述べた手法と同様
に、これらのフレームのずらし方を変えて加算合成を行
なうことにより、右眼画像及び左眼画像を得ることがで
きるようになる。

【００６５】右眼画像及び左眼画像の具体的な求めかた
や、表示方法については、第１及び第２実施形態に記載
の内容を容易に適用できる。以上述べたように第４実施
形態の超音波診断装置は、フラッシュエコーイメージン
グを実施し、当該イメージング中において、被検体の同
一断面に関し収集時刻の異なる複数枚の超音波画像を収
集し、これらの画像から立体視画像を生成して表示す
る。

【００６６】このような本実施形態の立体視画像では、
関心領域に微小気泡が密集した時点で音圧を高くして得
たフレームに描出されている造影剤存在部位が、立体的
に浮き出て観察される。このことは、フラッシュエコー
イメージングにより得た多数フレームの画像を表示画面
上に単に並べて表示して見比べる場合とは異なる診断能
を与える。また、造影剤による染影部位の同定も容易で
ある。なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種
々変形して実施可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、奥
行き立体感を伴った超音波診断画像を高速に表示可能な
超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置の
機能構成を示すブロック図

【図２】（ａ）は、第１実施形態に係る揺動機構を持つ
アレイプローブの斜視図、（ｂ）は、第１実施形態に係
る揺動機構を持つアレイプローブを横から見た図

【図３】第１実施形態に係るアレイと直交方向に等間隔
にスキャンした場合の立体視画像の作成例を示す図

【図４】第１実施形態に係る立体視画像の表示例を模式
的に示す図

【図５】第１実施形態に係るアレイと直交方向に不等間
隔にスキャンした場合の立体視画像の作成例を示す図

【図６】第１実施形態に係るずらし幅の補正の例を示す
図

【図７】本発明の第２実施形態に係る液晶シャッタメガ
ネを利用した時分割立体テレビジョン方式の説明図

【図８】本発明の第３実施形態に係る超音波診断装置の
機能構成を示すブロック図

【図９】奥行き断層像の概念図

【図１０】移動スクリーン方式の概念図

【図１１】表示面積層式３次元ディスプレイの概念図

【図１２】両眼視差の説明図

【図１３】両眼視差で得られる左右の眼に投影される画
像の表示例を示す図

【図１４】奥行き断層像と両眼視差の関係を示す図、

【図１５】（ａ）は、透過画像の手法を用いた場合の左
眼用画像の表示例を示す図、（ｂ）は、透過画像の手法
を用いた場合の右眼用画像の表示例を示す図

【図１６】（ａ）は、ＭＩＰの手法を用いた場合の左眼
用画像の表示例を示す図、（ｂ）は、ＭＩＰの手法を用
いた場合の右眼用画像の表示例を示す図

【図１７】本発明の第４実施形態に係る超音波診断装置
の概略構成を示すブロック図

【図１８】（ａ）は、造影剤の存在部位が高輝度で鮮明
に描出されたＢモード画像の一例を示す図、（ｂ）は、
造影剤の存在部位が低輝度のＢモード画像の一例を示す
図

【符号の説明】

１…アレイプローブ ２…パルサ ３…可動揺動モータ ４…プローブ移動制御器 ５…超音波受信部 ６…レシーバ部 ７…ＢモードＤＳＣ部 ８…メモリ合成部 ９…表示部 １０…立体表示用メモリ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波送受信手段により被検体に対し超
   音波を送受信して得られたエコー信号に基づき、前記被
   検体の所望の断層面の超音波画像を得る超音波診断装置
   において、 前記断層面と直交する方向に複数の超音波画像を得る画
   像収集手段と、 前記複数の超音波画像から立体視用の右眼画像及び左眼
   画像を得る画像合成手段と、 前記右眼画像及び左眼画像をそれぞれ別に表示する表示
   手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 前記画像合成手段は、前記複数の超音波
   画像をずらして加算合成するものであり、ずらし方を変
   えて加算合成を行なうことにより前記右眼画像及び左眼
   画像を得ることを特徴とする請求項１に記載の超音波診
   断装置。
3. 【請求項３】 前記超音波送受信手段は、振動子を２次
   元的に配列した２次元アレイ超音波プローブから成り、 前記画像収集手段は、前記２次元アレイ超音波プローブ
   からのエコー信号に基づき前記複数の超音波画像を得る
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装
   置。
4. 【請求項４】 前記超音波送受信手段は、１次元方向に
   配列された振動子と、その配列方向と直交する方向に該
   振動子を機械的に揺動する手段とを有する超音波プロー
   ブから成り、 前記画像収集手段は、前記超音波プローブからのエコー
   信号に基づき前記複数の超音波画像を得ることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
5. 【請求項５】 前記表示手段は、前記右眼画像及び左眼
   画像を並べて表示することを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれかに記載の超音波診断装置。
6. 【請求項６】 前記表示手段は、前記右眼画像及び左眼
   画像を時分割で表示することを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の超音波診断装置。
7. 【請求項７】 前記超音波画像は、Ｂモード画像及びこ
   のＢモード画像に重畳されるカラードプラ画像から成る
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の超
   音波診断装置。
8. 【請求項８】 造影剤存在部位のエコー輝度が高い超音
   波画像と、当該画像とは異なる時刻に収集され、前記造
   影剤存在部位のエコー輝度が低い一連の超音波画像とを
   収集する画像収集手段と、 前記収集手段により収集された複数枚の超音波画像から
   立体視用の右眼画像及び左眼画像を得る画像合成手段
   と、 前記右眼画像及び左眼画像をそれぞれ別に表示する表示
   手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。
9. 【請求項９】 前記画像合成手段は、前記複数の超音波
   画像をずらして加算合成するものであり、ずらし方を変
   えて加算合成を行なうことにより前記右眼画像及び左眼
   画像を得ることを特徴とする請求項８に記載の超音波診
   断装置。
10. 【請求項１０】 前記表示手段は、前記右眼画像及び左
    眼画像を並べて表示することを特徴とする請求項８又は
    ９に記載の超音波診断装置。
11. 【請求項１１】 前記表示手段は、前記右眼画像及び左
    眼画像を時分割で表示することを特徴とする請求項８又
    は９に記載の超音波診断装置。