JPH1133021A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH1133021A
JPH1133021A JP9190082A JP19008297A JPH1133021A JP H1133021 A JPH1133021 A JP H1133021A JP 9190082 A JP9190082 A JP 9190082A JP 19008297 A JP19008297 A JP 19008297A JP H1133021 A JPH1133021 A JP H1133021A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、被検体内に超音波を送信し、その被
検体内で反射して戻ってきた超音波を受信することによ
り受信信号を得、その受信信号に基づく画像を生成する
超音波診断装置であって、特に被検体内に刺し込まれる
穿刺針を案内する機能を備えた超音波診断装置に関し、
正確な穿刺術を施すために好適な画像を生成する。 【解決手段】被検体1内部の、超音波で走査される多数
の走査線2により形成される走査領域3のうちの穿刺針
の通過経路を含む第1の領域31について、その走査領
域3のうちの、第1の領域31を除く第2の領域32よ
りも高い走査線密度で走査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内に超音波
を送信し、その被検体内で反射して戻ってきた超音波を
受信することにより受信信号を得、その受信信号に基づ
く画像を生成する超音波診断装置に関し、特に、被検体
内に刺し込まれる穿刺針を案内する機能を備えた超音波
診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】被検体、特に人体内に超音波を送信し被
検体内の各組織で反射して戻ってきた超音波を受信し
て、超音波による被検体内の画像を生成する超音波診断
装置が、従来から、被検体内の疾患の診断に役立てられ
ている。この超音波診断装置を用いて得られた被検体内
の患部の画像を観察しながらその患部組織の一部を診断
用にピッキングしたり、あるいはその患部に薬液を注入
する目的で、その被検体内の患部に穿刺針を刺し込むこ
とがある。
【0003】超音波診断装置は、通常、超音波診断装置
本体と、その本体にケーブルで接続される超音波プロー
ブとから構成されており、被検体内に穿刺針を刺し込む
際には、被検体内に刺し込まれる穿刺針を案内するガイ
ド部材を超音波プローブの本体に装着し、そのガイド部
材に設けられた案内孔を通して被検体内に刺し込み、そ
の患部の画像を観ながら穿刺針を所望の位置に到達させ
る。
【0004】その穿刺針は注射針のように中空の管であ
って、例えばその患部の組織をその穿刺針の管を通して
摘出する。摘出した組織は病理検査等に供され、例えば
悪性、良性の判定に用いられる。尚、ここでは、ガイド
部材を超音波プローブ本体に装着する旨説明したが、超
音波プローブ本体とガイド部材とがもともと一体的に構
成されたものもある。ただし、以下の説明においても、
ガイド部材は超音波プローブ本体に着脱可能なものとし
て説明する。
【0005】図21は、被検体内に穿刺針が刺し込まれ
ている状態における超音波プローブの模式図、図22
は、その状態における超音波による画像例を示す図であ
る。超音波プローブ20は、本体部21と、その本体部
21に着脱自在なガイド部材22とからなる。本体部2
1の先端には、複数(例えば128個)の超音波振動子
211が、この図に示す例では円弧状に配列されてお
り、これらの超音波振動子211はケーブル212を経
由して超音波診断装置本体(図示せず)と接続されてい
る。
【0006】超音波画像の取得に当たっては、超音波プ
ローブ20の先端が被検体1にあてがわれ、その超音波
プローブ先端から被検体1内に延びる複数本の走査線2
に沿って順次に超音波ビームの送受信が行なわれ、この
一連の超音波ビームの送受信による被検体内の走査によ
り、これら複数本の走査線2によって規定される走査領
域3内の超音波画像をあらわす受信信号が得られる。こ
の受信信号は種々の処理を得た後、図示しない観察用モ
ニタテレビに送られ、その観察用モニタテレビの表示画
面707a(図22参照)上にその走査領域3内の画像
が表示される。
【0007】被検体内に穿刺針30を刺し込むに当たっ
ては、超音波プローブ本体部21にガイド部材22を装
着する。図22に示すように、画像上には、その走査領
域内の画像に重畳されて、穿刺針の通過通路をあらわす
線図30aが表示される。そこで超音波プローブ20
の、被検体1にあてがう位置や方向を調整して、穿刺針
30を刺し込もうとしている患部11と穿刺針の通過通
路をあらわす線図30とを交差させる。そのように調整
しておいて、穿刺針30を、ガイド部材22の案内孔2
2aに案内させながら被検体1に刺し込む。こうするこ
とにょり、ある程度の確実性を持って穿刺針30を被検
体内部の所望の位置に刺し込むことができる。尚、ここ
では、表示画面707a上に穿刺針の通過経路をあらわ
す線図30aが表示される旨説明したが、そのような線
図の表示機能を持たない超音波診断装置もある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】穿刺針を被検体内部に
刺し込んで被検体内の組織を摘出したり被検体内の組織
に薬液を注入する穿刺術を施すにあたり、画像の分解能
が低いと被検体内に刺し込まれた穿刺針の位置を正確に
把握することができず、穿刺針の先端を、患部11の中
の所望の小さなポイントに合わせるのが難しく、これが
正確な穿刺術を難しくしている要因の1つとなってい
る。また、画像上には穿刺針の通過経路をあらわす線図
が表示されていても、被検体内部の組織どうしの境界で
穿刺針が多少曲がって進むことがあり、かならずしもそ
の線図どおりには進まない。このため、実際に刺し込ま
れた穿刺針の位置を正確に把握する必要があり、正確に
把握することができないと穿刺針を刺し込もうとした部
位以外の血管や臓器等に傷を付けてしまう恐れもある。
【0009】これらの問題を解決するために、穿刺針の
案内方向に沿った所定の画像領域内について他の画像領
域とは異なる画像処理を施すことにより画像上で穿刺針
を見易くするという提案がなされている(特開昭63−
290550号公報参照)。この提案では、穿刺針を見
やすく表示したいという要求はわかるが、どのような画
像処理を施すと穿刺針が見やすくなるのかという点につ
いて解決策は提案されていない。また、仮に画像処理に
よって穿刺針を見やすく表示することができたとして
も、穿刺針を他の血管や臓器に傷をつけることなく所望
のポイントに到達させるためには、穿刺針のみが見やす
く表示されても不都合であって、被検体内部の血管や臓
器等、穿刺針以外の画像も見やすく表示される必要があ
る。
【0010】従来より各種の画像処理が試みられてお
り、従来より、被検体内部の血管や臓器等と穿刺針との
双方がこれまでの画像処理技術の範囲内で最も見やすく
なるように画像処理が施されており、それでもなお、穿
刺針の位置がわかりにくいという問題点が指摘されてい
るのであって、上記のような、穿刺針の通過領域と他の
領域とで画像処理を異ならせるというだけの提案では、
穿刺針の位置を正確に把握し、その穿刺針を、他の血管
や臓器等に傷をつけることなく所望のポイントに到達さ
せ得るような画像は実現し得ない。
【0011】通常の観察用の画像は、単位時間あたりに
取得することのできる画像の枚数をあらわす指標である
フレームレートとのかね合いで、分解能(図21に示す
走査線2の密度等)が決められており、穿刺術を施すに
は、単なる観察用の画像よりも高い分解能を有する画像
が必要であって、観察用の画像では本質的に分解能が不
足している。しかしながら画像の分解能を上げようとす
ると、上記のようにフレームレートとのバランスで分解
能が定められているため、今度はフレームレートが低下
し、穿刺針を被検体内に刺し込んでいく速度に画像の変
化が追随せず、今度はフレームレートの点から正確な穿
刺術を施すのが難しくなってしまうという問題がある。
【0012】また、穿刺針の先端部を加振器により振動
させ、振動による信号の変化をピックアップすることに
より、その穿刺針の先端位置を正確に検出する技術が提
案されている(米国特許第5,095,910号公報参
照)。この技術では穿刺針先端の振動によって生じる、
その穿刺針先端で反射した超音波の周波数のドプラ遷移
を検出することにより、その穿刺針先端位置を検出して
いる。
【0013】本発明は、上記事情に鑑み、正確な穿刺術
を施すために好適な画像を生成する機能を備えた超音波
診断装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の超音波診断装置のうちの第1の超音波診断装置は、
被検体内に延びる複数本の走査線それぞれに沿う超音波
ビームの送信と受信とを繰り返すことにより被検体内を
走査し、その走査により得られた受信信号に基づいて、
それら複数本の走査線により規定される走査領域内の画
像を生成する超音波診断装置において、被検体にあてが
われて被検体内への超音波の送信と被検体内で反射した
超音波の受信とを行なう超音波振動子を有する本体部
と、被検体内に刺し込まれる穿刺針を案内するガイド部
材とを備えた超音波プローブと、複数本の走査線それぞ
れに沿って進む超音波ビームが順次に形成されるように
超音波振動子を駆動するとともに、被検体内で反射して
超音波振動子に戻ってきた超音波を超音波振動子で受信
して受信信号を得る送受信部と、上記受信信号に基づく
画像を生成する画像生成部とを備え、上記送受信部が、
走査領域内を所定の走査線密度で走査する第1の送受信
モードと、走査領域のうちの、穿刺針の通過経路の一部
もしくは全部を含む所定の第1の領域内について、走査
領域のうちの、その第1の領域を除く第2の領域内より
も高い走査線密度で走査する第2の送受信モードとを有
するものであることをを特徴とする。
【0015】本発明の第1の超音波診断装置は、走査領
域内を所定の走査線密度で走査する第1の送受信モー
ド、すなわち従来と同様な、走査領域全域を画像観察用
にバランスのとれた分解能とフレームレートが得られる
ように走査する送受信モードに加え、穿刺針の通過経路
の一部もしくは全部を含む第1の領域について、その第
1の領域を除く第2の領域よりも高い走査線密度で走査
する第2の送受信モード、すなわち、穿刺針の通過経路
領域(第1の領域)以外の領域(第2の領域)の分解能
を下げてでも通過経路領域(第1の領域)の分解能を上
げる送受信モードを有しているため、穿刺術を施す際
は、その第2の送受信モードにより、フレームレートを
大きく低下させることなく穿刺針の通過経路領域の分解
能が向上し、実際に刺し込まれた穿刺針の位置や被検体
内組織の配置位置を十分な精度で把握することができ、
しかも穿刺針の刺し込み速度に十分に追随する画像を得
ることができる。
【0016】尚、上記「走査線密度」は、一回の超音波
ビームの送受信を一本の走査線として数えたときの走査
線密度をいう。すなわち、公知のように、同一の経路に
沿って進む超音波ビームであっても、超音波ビームの焦
点位置が異なる複数の超音波ビームを順次送受信するこ
とにより画像の分解能を高めることができ、したがって
本発明では、同一の経路に沿って進む超音波ビームであ
ってもその超音波ビームを一枚の画像(フレーム)内で
複数回送受信する場合、その同一の経路に沿う走査線の
本数は、一本ではなく、その送受信の回数と同じ本数と
して数えられる。
【0017】また、本発明の第2の超音波診断装置は、
上記第1の超音波診断装置における第2の送受信モード
が、上記第1の領域内について上記第2の領域内よりも
高い走査線密度で走査するものであるのに代わり、本発
明の第2の超音波診断装置の第2送受信モードは、被検
体内の、穿刺針の通過経路の一部もしくは全部を含む、
第1の送受信モードにおける走査領域よりも狭い走査領
域である第1の領域内について、第1の送受信モードに
おける走査線密度よりも高い走査線密度で走査するモー
ドであることを特徴とする。
【0018】本発明の第2の超音波診断装置は、第2の
送受信モードでは、本発明の第1の超音波診断装置にい
う第2の領域については走査そのものを止めるというも
のであり、本発明の第1の超音波診断装置と同様、穿刺
術を施しやすい分解能とフレームレートを持った画像を
提供することができる。ここで、上記本発明の第1ない
し第2の超音波診断装置において、第1の送受信モード
と第2の送受信モードを切替えるについては、第1の送
受信モードと第2の送受信モードとを切り替える送受信
モード切替操作子を備えてもよく、あるいは、上記ガイ
ド部材が上記本体部に着脱自在なものであって、上記超
音波プローブが、ガイド部材の、本体部への着脱を検出
するセンサを備え、上記送受信部が、そのセンサによ
り、ガイド部材の、本体部への装着が検出されるか否か
に応じて、それぞれ、第2の送受信モードもしくは第1
の送受信モードに切り替わるものであってもよい。さら
に、センサを備える形態の場合、そのセンサが、ガイド
部材の、本体部への着脱を検出するとともに、本体部に
装着されたガイド部材の種別を判別するものであって、
送受信部が、ガイド部材の種別に応じて上記第1の領域
を設定するものであることが好ましい。
【0019】ガイド部材に応じて被検体内への穿刺針の
刺し込む方向が定まるため、被検体内の異なる深さ位置
に穿刺針を刺し込むことができるようにするには、その
穿刺針を案内する方向が異なる、本体部に着脱自在な複
数種類のガイド部材が必要となる。その場合、ガイド部
材の種類に応じて分解能を向上させるべき第1の領域を
異ならせる必要を生じることが考えられる。そこで、上
記センサに、装着されたガイド部材の種別を判別する機
能を持たせ、装着されたガイド部材に応じて第1の領域
を設定するように構成することにより、例えばその第1
の領域を、操作子を操作して装着したガイド部材に合わ
せて調整するように構成した場合と比べ、操作性が大き
く向上する。
【0020】また、上記第1ないし第2の超音波診断装
置において、上記第1の領域を定める別の手段として、
穿刺針先端を振動させる振動機構を備え、送受信部が、
超音波振動子に伝播してきた穿刺針先端の振動を受信し
て穿刺針先端位置を検出し、検出された穿刺針先端位置
に基づいて上記第1の領域を設定するものであってもよ
い。
【0021】あるいは、上記第1の領域を定めるさらに
別の手段として、上記超音波プローブが、穿刺針の、ガ
イド部材を通過する先端側の部分の長さを測定するセン
サを備え、送受信部が、そのセンサにより測定された長
さに応じて上記第1の領域を設定するものであってもよ
い。また、上記第1ないし第2の超音波診断装置におい
て、上記画像生成部が、受信信号に基づく画像に、穿刺
針の通過経路をあらわす図形を重畳する機能を有し、そ
の超音波診断装置が上記画像に上記図形を重畳させるか
否かを切り替える図形重畳切替操作子を備え、上記送受
信部が、図形重畳切替操作子が上記画像に上記図形を重
畳させる側に切り替えられるか否かに応じて、それぞ
れ、第2の送受信モードもしくは第1の送受信モードに
切り替わるものであってもよい。
【0022】このように、穿刺術に関連した操作を行な
う操作子を備える場合、1つの操作子で穿刺術に関連し
た複数の操作を同時に切り替えるように構成することに
より、操作性が向上する。さらに、上記本発明の第1な
いし第2の超音波診断装置において、上記画像生成部
が、走査領域全域をあらわす第1の画像を生成する第1
の画像生成モードと、その走査領域のうちの穿刺針の通
過経路の少なくとも一部を含む一部領域からなる拡大領
域、もしくはその走査領域全域からなる拡大領域をあら
わす、被検体内の単位面積あたりの寸法が上記第1の画
像よりも拡大された第2の画像を生成する第2の画像生
成モードとを有するものであることが好ましい。
【0023】走査領域全域についての通常の寸法の画像
(第1の画像)を生成する第1の画像生成モードに加
え、走査領域のうちの拡大領域について拡大画像(第2
の画像)を生成する第2の画像生成モードを置くことに
より、分解能が向上するだけでなく、拡大された、穿刺
術にとって一層好ましい見やすい画像が提供される。ま
た、上記第2の画像(拡大画像)を生成する第2の画像
生成モードを有する態様において、第1の画像生成モー
ドと第2の画像生成モードとを切り替えるについては、
第1の送受信モードと第2の送受信モードの切替えの場
合と同様、第1の画像生成モードと第2の画像生成モー
ドとを切り替える画像生成モード切替操作子を備えても
よく、あるいは、ガイド部材が本体部に着脱自在なもの
であって、上記超音波プローブが、ガイド部材の、本体
部への着脱を検出するセンサを備え、画像生成部が、そ
のセンサにより、ガイド部材の、本体部への装着が検出
されるか否かに応じて、それぞれ、第2の画像生成モー
ドもしくは第1の画像生成モードに切り替わるものであ
ってもよい。さらに、センサを備える形態の場合、その
センサが、ガイド部材の、本体部への着脱を検出すると
ともに、本体部に装着されたガイド部材の種別を判別す
るものであって、画像生成部が、ガイド部材の種別に応
じて上記拡大領域を設定するものであることが好まし
い。
【0024】前述したように、ガイド部材の種類に応じ
て穿刺針の案内方向が異なり、その場合、ガイド部材の
種類に応じて拡大領域を異ならせることが好ましい場合
が生じる。そこで、上記センサに、装着されたガイド部
材の種別を判別する機能を持たせ、装着されたガイド部
材に応じて拡大領域を設定するように構成することによ
り、拡大領域をいちいちマニュアルで設定する構成の場
合と比べ、操作性が大幅に向上する。
【0025】また、上記第1ないし第2の超音波診断装
置における、上記第1の画像生成モードと第2の画像生
成モードとを有する態様において、上記拡大領域を定め
る別の手段として、穿刺針先端を振動させる振動機構を
備え、送受信部が、超音波振動子に伝播してきた穿刺針
先端の振動を受信して穿刺針先端位置を検出するもので
あって、画像生成部が、上記送受信部により検出された
穿刺針先端位置に基づいて上記拡大領域を定めるもので
あってもよい。
【0026】あるいは、上記拡大領域を定めるさらに別
の手段として、上記超音波プローブが、穿刺針の、ガイ
ド部材を通過する先端側の部分の長さを測定するセンサ
を備え、画像生成部が、そのセンサにより測定された長
さに応じて拡大領域を設定するものであってもよい。ま
た、第1ないし第2の超音波診断装置であって、上記第
1の画像生成モードと第2の画像生成モードとを有する
態様の場合に、画像生成部が、受信信号に基づく画像
に、穿刺針の通過経路をあらわす図形を重畳する機能を
有し、その超音波診断装置が上記画像に上記図形を重畳
させるか否かを切り替える図形重畳切替操作子を備え、
画像生成部が、図形重畳切替操作子が上記画像に上記図
形を重畳させる側に切り替えられるか否かに応じて、そ
れぞれ、第2の画像生成モードもしくは第1の画像生成
モードに切り替わるものであってもよい。
【0027】前述した、第1の送受信モードと第2の送
受信モードとの切替えの場合と同様、図形重畳切替操作
子で、第1の画像生成モードと第2の画像生成モードと
の切替えを兼用させることにより、操作性が高められ
る。また、本発明の超音波診断装置のうちの第3の超音
波診断装置は、被検体内に延びる複数本の走査線それぞ
れに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すことに
より被検体内を走査し、その走査により得られた受信信
号に基づいて、それら複数本の走査線により規定される
走査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、
被検体にあてがわれて被検体内への超音波の送信と被検
体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動子を
有する本体部と、被検体内に刺し込まれる穿刺針を案内
するガイド部材とを備えた超音波プローブと、複数本の
走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順次に形成
されるように超音波振動子を駆動するとともに、被検体
内で反射して超音波振動子に戻ってきた超音波を超音波
振動子で受信して受信信号を得る送受信部と、上記受信
信号に基づく画像を生成する画像生成部と、上記穿刺針
先端を振動させる振動機構とを備え、上記送受信部が、
超音波振動子に伝播してきた穿刺針先端の振動を受信し
て穿刺針先端位置を検出し、検出された穿刺針先端位置
に応じた周波数の超音波ビームが形成されるように超音
波振動子を駆動するものであることを特徴とする。
【0028】周波数が高い超音波ビームを送受信すると
分解能が向上するが、周波数の高い超音波ビームは減衰
がはげしく、被検体内の深い部分の画像を得ることはで
きない。そこで穿刺針先端位置を検出し検出された穿刺
針先端位置に応じてその穿刺針先端が被検体内の浅い位
置にあるときは、周波数の高い超音波ビームを送受信し
て画像の分解能を向上させ、穿刺針先端が被検体内の深
い位置に刺し込まれるにつれて低い周波数の超音波ビー
ムを送受信することにより、全体としてできる限り高い
分解能の画像を生成することができる。
【0029】また、本発明の超音波診断装置のうちの第
4の超音波診断装置は、被検体内に延びる複数本の走査
線それぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返
すことにより被検体内を走査し、その走査により得られ
た受信信号に基づいて、それら複数本の走査線により規
定される走査領域内の画像を生成する超音波診断装置に
おいて、被検体にあてがわれて被検体内への超音波の送
信と被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波
振動子を有する本体部と、被検体内に刺し込まれる穿刺
針を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、
複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
次に形成されるように超音波振動子を駆動するととも
に、被検体内で反射して超音波振動子に戻ってきた超音
波を超音波振動子で受信して受信信号を得る送受信部
と、上記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部
と、上記穿刺針先端を振動させる振動機構とを備え、上
記送受信部が、超音波振動子に伝播してきた穿刺針先端
の振動を受信して穿刺針先端位置を検出し、検出された
穿刺針先端位置に応じた周期で超音波ビームが順次形成
されるように超音波振動子を駆動するものであることを
特徴とする。
【0030】超音波ビーム形成の周期を短かくすること
によりフレームレートを向上させることができ、フレー
ムレートを一定に保つならば走査線本数を増やして分解
能を向上させることができるが、被検体内の深い位置ま
で超音波ビームを送信し、その深い位置で反射した超音
波を受信するには、超音波の伝播に時間を要するため、
周期を短くするには限界がある。そこで、穿刺針先端が
被検体内の浅い位置にあるときは超音波ビーム送受信の
周期を短くしてフレームレートないしは分解能を向上さ
せ、穿刺針先端が被検体内の深い位置に刺し込まれるに
つれて超音波ビーム送受信の周期を長くすることによ
り、全体としてフレームレートと分解能が高いレベルで
調整された画像を得ることができる。
【0031】また、本発明の超音波診断装置のうちの第
5の超音波診断装置は、被検体内に延びる複数本の走査
線それぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返
すことにより被検体内を走査し、その走査により得られ
た受信信号に基づいて、それら複数本の走査線により規
定される走査領域内の画像を生成する超音波診断装置に
おいて、被検体にあてがわれて被検体内への超音波の送
信と被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波
振動子を有する本体部と、被検体内に刺し込まれる穿刺
針を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、
複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
次に形成されるように超音波振動子を駆動するととも
に、被検体内で反射して超音波振動子に戻ってきた超音
波を超音波振動子で受信して受信信号を得る送受信部
と、上記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部
と、上記穿刺針先端を振動させる振動機構とを備え、上
記送受信部が、超音波振動子に伝播してきた穿刺針先端
の振動を受信して穿刺針先端位置を検出し、検出された
穿刺針先端位置に応じて超音波ビームの焦点距離が変化
するように超音波振動子を駆動するものであることを特
徴とする。
【0032】穿刺術を施す際に画像上最も関心のある領
域は、穿刺針先端近傍の領域であり、その領域の画像分
解能を向上させることが好ましい。一方、超音波ビーム
のビーム径は、その超音波ビームの長手方向どこでも同
じビーム径ではなく、超音波ビームには、ある深さ位置
に最も細かいビーム径を有する焦点が形成されている。
ここで、ビーム径が細かい方が分解能が高く、穿刺針先
端位置に応じた深さ位置に超音波ビームの焦点を形成す
ることにより、穿刺術に好適な高分解能の画像を生成す
ることができる。さらに、本発明の超音波診断装置のう
ちの第6の超音波診断装置は、被検体内に延びる複数本
の走査線それぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを
繰り返すことにより被検体内を走査し、その走査により
得られた受信信号に基づいて、それら複数本の走査線に
より規定される走査領域内の画像を生成する超音波診断
装置において、被検体にあてがわれて被検体内への超音
波の送信と被検体内で反射した超音波の受信とを行なう
超音波振動子を有する本体部と、被検体内に刺し込まれ
る穿刺針を案内するガイド部材とを備えた超音波プロー
ブと、複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビー
ムが順次に形成されるように超音波振動子を駆動すると
ともに、被検体内で反射して超音波振動子に戻ってきた
超音波を超音波振動子で受信して受信信号を得る送受信
部と、上記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部
とを備え、上記超音波プローブが、穿刺針の、ガイド部
材を通過する先端側の部分の長さを測定するセンサを備
え、上記送受信部が、そのセンサにより測定された長さ
に応じた周波数の超音波ビームが形成されるように超音
波振動子を駆動するものであることを特徴とする。
【0033】この第6の超音波診断装置は、穿刺針の刺
し込まれた部分の長さに応じて超音波ビームの周波数を
変更するものであって、前述の第3の超音波診断装置と
同様、そのときの穿刺針の刺し込み長さに応じてできる
限り分解能の高い画像を生成することができる。さら
に、本発明の超音波診断装置のうちの第7の超音波診断
装置は、被検体内に延びる複数本の走査線それぞれに沿
う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すことにより被
検体内を走査し、その走査により得られた受信信号に基
づいて、それら複数本の走査線により規定される走査領
域内の画像を生成する超音波診断装置において、被検体
にあてがわれて被検体内への超音波の送信と被検体内で
反射した超音波の受信とを行なう超音波振動子を有する
本体部と、被検体内に刺し込まれる穿刺針を案内するガ
イド部材とを備えた超音波プローブと、複数本の走査線
それぞれに沿って進む超音波ビームが順次に形成される
ように超音波振動子を駆動するとともに、被検体内で反
射して超音波振動子に戻ってきた超音波を超音波振動子
で受信して受信信号を得る送受信部と、上記受信信号に
基づく画像を生成する画像生成部とを備え、上記超音波
プローブが、穿刺針の、ガイド部材を通過する先端側の
部分の長さを測定するセンサを備え、上記送受信部が、
そのセンサにより測定された長さに応じた周期で超音波
ビームが順次形成されるように超音波振動子を駆動する
ものであることを特徴とする。
【0034】この第7の超音波診断装置によれば、前述
の第4の超音波診断装置と同様、超音波ビーム形成の周
期を調整することにより、フレームレートと分解能が高
いレベルで調整された、穿刺術に好適な画像を得ること
ができる。さらに本発明の超音波診断装置のうちの第8
の超音波診断装置は、被検体内に延びる複数本の走査線
それぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返す
ことにより被検体内を走査し、その走査により得られた
受信信号に基づいて、それら複数本の走査線により規定
される走査領域内の画像を生成する超音波診断装置にお
いて、被検体にあてがわれて被検体内への超音波の送信
と被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振
動子を有する本体部と、被検体内に刺し込まれる穿刺針
を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、複
数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順次
に形成されるように超音波振動子を駆動するとともに、
被検体内で反射して超音波振動子に戻ってきた超音波を
超音波振動子で受信して受信信号を得る送受信部と、上
記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部とを備
え、上記超音波プローブが、穿刺針の、ガイド部材を通
過する先端側の部分の長さを測定するセンサを備え、上
記送受信部が、そのセンサにより測定された長さに応じ
て超音波ビームの焦点距離が変化するように超音波振動
子を駆動するものであることを特徴とする。
【0035】本発明の第8の超音波診断装置によれば、
穿刺針の刺し込み長さに応じて超音波ビームの焦点位置
が調整され、前述した第5の超音波診断装置と同様、穿
刺術に好適な高分解能の画像を得ることができる。ここ
で、上記第1〜第8の超音波診断装置は、二次元的に広
がる平面的な走査領域内の画像を生成するものであって
もよいが、被検体内に延びる、立体的に配列された複数
本の走査線それぞれに沿う超音波ビームの送信と受信と
を繰り返すことにより被検体内を走査し、その走査によ
り得られた受信信号に基づいて、それら複数本の走査線
により規定される立体的な走査領域内の画像を生成する
ものであることも好ましい態様である。
【0036】前述したように、穿刺針は組織の境界等で
少し曲げられて進み、あらかじめ定められた通過経路か
ら外れる場合があるが、この穿刺針が曲がる方向は二次
元的な走査面内のみではなく、その走査面から外れる方
向にも曲がることがあり、その場合、画像から外れてし
まう結果となる。そこで、立体的な走査領域を形成して
三次元画像を得ることにより、常に穿刺針先端位置をモ
ニタすることができる。
【0037】尚、三次元画像の構築には通常長時間を要
するため、穿刺針の通過経路近傍の領域のみ、三次元画
像を構築することが好ましい。
【0038】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の超音波診断装置の一実施形
態を示すブロック図である。ここでは先ず、このブロッ
ク図を参照して、本実施形態の超音波診断装置の概要に
ついて説明する。 以下、各部の作用ないし機能の説明
はあとにまわし、先ずは、この超音波診断装置の構成に
ついて説明する。
【0039】この超音波診断装置の本体部10は、大別
して、制御部100、アナログ処理部200、ディジタ
ルスキャンコンバータ部300、ドプラ処理部400、
表示制御部500、生体信号アンプ部600から構成さ
れている。制御部100は、CPU部101と、ビーム
スキャン制御部102と、送受信用メモリ103とから
なり、CPU部101には、操作パネル701、一体的
に構成されたタッチパネル702とEL表示器703、
およびフロッピィディスク装置704が接続されてい
る。
【0040】また、アナログ処理部200は、送受信部
201、受信ディレイ制御部202、ビームフォーマ部
203、コントロールインターフェイス部204、アナ
ログ信号処理部205、およびドプラシグナル処理部2
06から構成されており、コントロールインターフェイ
ス部204と、送受信部201、受信ディレイ制御部2
02、およびドプラシグナル処理部206は、制御ライ
ン207で結ばれている。また、コントロールインター
フェイス部204とアナログ信号処理部205は制御ラ
イン208で結ばれており、さらに、受信ディレイ制御
部202とビームフォーマ部203は制御ライン209
で結ばれている。アナログ処理部200を構成する送受
信部201には、超音波プローブ20が、着脱自在に、
ここでは最大4本まで接続される。
【0041】また、ディジタルスキャンコンバータ部3
00には、白黒用スキャンコンバータ301、カラー用
スキャンコンバータ302、およびスクロール用スキャ
ンコンバータ303が備えられている。また、ドプラ処
理部400には、パルス/連続波ドプラ解析部401と
カラードプラ解析部402が備えられている。
【0042】さらに、表示制御部500は、ここでは1
つのブロックで示されており、この表示制御部500に
は、プリンタ705、VTR(ビデオテープレコーダ)
706、観察用テレビモニタ707、およびスピーカ7
08が接続されている。また、生体信号アンプ部600
も、表示制御部500と同様、ここでは1つのブロック
で示されており、この生体信号アンプ部600には、E
CG電極ユニット709、心音マイク710、および脈
波用トランスデューサ711が接続されている。
【0043】さらに、この超音波診断装置には、電源部
800が備えられている。この電源部800は、商用電
源に接続され、この超音波診断装置各部に必要な電力を
供給する。また、本体部10は、CPUバス901を有
しており、このCPUバス901は、制御部100を構
成するCPU部101およびビームスキャン制御部10
2と、アナログ処理部200を構成するコントロールイ
ンターフェイス部204と、ディジタルスキャンコンバ
ータ部300を構成する白黒用スキャンコンバータ30
1、カラー用スキャンコンバータ302、およびスクロ
ール用スキャンコンバータ303と、ドプラ処理部40
0を構成するパルス/連続波ドプラ解析部401および
カラードプラ解析部402と、さらに画像表示部500
とを接続している。また、この本体部10は、エコーバ
ス902を有しており、このエコーバス902は、アナ
ログ処理部200を構成するアナログ信号処理部205
で生成される画像データを、ディジタルスキャンコンバ
ータ部300に供給する。また、ドプラ処理部400を
構成するパルス/連続波ドプラ解析部401およびカラ
ードプラ解析部402で生成されたデータも、エコーバ
ス902を経由してディジタルスキャンコンバータ部3
00に供給される。さらに、この本体部10は、ビデオ
バス903を有しており、このビデオバス903は、デ
ィジタルスキャンコンバータ部300を構成する白黒用
スキャンコンバータ301、カラー用スキャンコンバー
タ302、およびスクロール用スキャンコンバータ30
3のいずれかで生成されたビデオ信号を表示制御部50
0に伝達する。
【0044】操作パネル701は、多数の操作子701
1,7012,7013,7014,7015,701
6,…を含む、多数のキーを備えたキーボード等からな
り、この操作パネル701を操作するとその操作情報が
CPU部101で検知され、その操作情報に応じた指令
が、その指令に応じて、ビームスキャン制御部102、
コントロールインターフェイス部204、ディジタルス
キャンコンバータ部300、ドプラ処理部400、ある
いは表示制御部500に伝達される。
【0045】EL表示部703は、液晶表示画面を有
し、また、CPU部101は、そのEL表示部703の
液晶表示画面に表示するEL用線画を作成するEL用線
画作成部を兼ねており、そのCPU部101で生成され
たEL用線画がEL表示部703の液晶表示画面上に表
示される。そのEL表示部703の液晶表示画面上には
タッチパネル702が備えられており、そのタッチパネ
ル702に指で触れるとそのタッチパネル702上の指
で触れた位置をあらわす位置情報がCPU部101に伝
達される。このタッチパネル702およびEL表示器7
03は、例えば、操作パネル701の操作により、この
超音波診断装置に、ある1つのモードに関するパラメー
タを設定する旨指示すると、CPU101により、その
1つのモード用に設定すべき多数のパラメータ一覧がE
L表示部703に表示され、タッチパネル702を指で
触れて所望のパラメータを設定するなど、この超音波診
断装置への各種の指示を入力し易いように構成されたも
のである。
【0046】フロッピィディスク装置704は、図示し
ないフロッピィディスクが装脱自在に装填され、その装
填されたフロッピィディスクをアクセスする装置であっ
て、CPU部101により、オペレータが操作パネル7
01やタッチパネル702の操作により行なった指示が
そのフロッピィディスク装置704に装填されたフロッ
ピィディスクに書き込まれ、この超音波診断装置への電
源投入時、あるいは操作パネル701の操作により初期
状態へのリセットが指示された時に、そのフロッピィデ
ィスク装置704に装填されたフロッピィディスクから
そこに書き込まれている各種の指示情報がCPU部10
1に入力され、CPU部101は、その指示情報に応じ
て各部を初期状態に設定する。これは、この超音波診断
装置を稼働させるにあたって必要となる、操作パネル7
01やタッチパネル702から設定すべきパラメータ等
が多数存在し、例えば電源投入のたびにそれら多数のパ
ラメータ等を設定し直すのは極めて大変であり、このた
めフロッピィディスクに初期状態のパラメータ等を書き
込んでおいて、電源投入時や初期状態へのリセットが指
示された時には、そのフロッピィディスクに書き込まれ
ているパラメータ等を読み込んでそれらのパラメータ等
に応じて各部を設定することにより、パラメータ等の設
定効率化を図るというものである。
【0047】制御部100を構成するCPU部101
は、上述のように、主としてマン・マシンインターフェ
イスの役割りを担っているのに対し、同じく制御部10
0を構成するビームスキャン制御部102は、主とし
て、この超音波診断装置による超音波の送受信のタイミ
ング等、リアルタイム性が要求される制御を担当してい
る。この超音波診断装置で超音波の送受信を行なう時に
は、送受信用メモリ103から、アナログ処理部200
を構成する各部を制御するためのデータが読み出され、
送受信用メモリ103から読み出されたデータは、ビー
ムスキャン制御部102からCPUバス901を経由し
てアナログ処理部200のコントロールインターフェイ
ス部204に伝達され、このコントロールインターフェ
イス部204は、制御ライン207を経由して、送受信
部201、受信ディレイ制御部202、およびドプラシ
グナル処理部206を制御し、また、このコントロール
インターフェイス部204は、制御ライン208を介し
てアナログ信号処理部205を制御し、さらに受信ディ
レイ制御部202は、コントロールインターフェイス部
204の制御を受けて、制御ライン209を介してビー
ムフォーマ部203を制御する。送受信用メモリ103
から読み出されたデータによるアナログ処理部200の
各部の制御についての詳細は後述する。
【0048】送受信部201には、超音波プローブ20
が接続されている。この超音波プローブには、例えばリ
ニア走査型超音波プローブ、コンベックス走査型超音波
プローブ、セクタ走査型超音波プローブ、また特殊な超
音波プローブとしては、体腔内に挿入されるタイプの超
音波プローブ、さらには、これら各種の超音波プローブ
について、使用される超音波の周波数の相違による種別
等、多種類の超音波プローブが存在する。超音波プロー
ブを本体部10に装着するにはコネクタ(図示せず)が
用いられるが、本体部10側には超音波プローブを接続
するためのコネクタが4個取り付けられており、前述し
たように、多種類の超音波プローブのうち最大4本まで
同時装着が可能である。超音波プローブを本体部10に
装着すると、どの種類の超音波プローブが装着されたか
をあらわす情報が本体部10で認識できるように構成さ
れており、その情報は、制御ライン207、コントロー
ルインターフェイス部204、およびCPUバス901
を経由してCPU部101に伝えられる。一方、操作パ
ネル701からは、操作子7011の操作により、この
超音波診断装置を使用するにあたり、今回、本体部10
側の4つのコネクタのうちのどのコネクタに接続された
超音波プローブを使用するか指示が入力される。その指
示は、CPUバス901を経由してビームスキャン制御
部102に伝えられ、ビームスキャン制御部102は、
送受信用メモリ103から、使用する超音波プローブに
応じたデータを読み出し、その読み出されたデータは、
CPUバス901、コントロールインターフェイス部2
04、制御ライン207を経由して送受信部201に伝
達され、送受信部201は、上記のようにして指示され
た超音波プローブ20に対し、以下に説明するように高
電圧パルスを送信して超音波を送信し、その超音波プロ
ーブで受信された信号を受け取る。ここでは、図1に1
つだけ示す超音波プローブ20が超音波送受信のために
選択されたものとする。
【0049】図1に示す超音波プローブ20はいわゆる
コンベックス走査型の超音波プローブであり、その先端
には、複数の超音波振動子211が円弧上に配列されて
おり、超音波の送受信にあたっては、被検体(特に人
体)1の体表に超音波振動子211があてがわれる。そ
の状態で、送受信部201から複数の超音波振動子21
1それぞれに向けて超音波送信用の各高電圧パルスが印
加される。複数の超音波振動子211それぞれに印加さ
れる各高電圧パルスは、コントロールインターフェイス
部204の制御により相対的な時間差が調整されてお
り、これら相対的な時間差がどのように調整されるかに
応じて、これら複数の超音波振動子211から、被検体
1の内部に延びる複数の走査線2のうちのいずれか一本
の走査線に沿って、被検体内部の所定深さ位置に焦点が
結ばれた超音波パルスビームが送信される。
【0050】この送信される超音波パルスビームの属
性、すなわち、その超音波パルスビームの方向、焦点の
深さ位置、中心周波数等は、もともとは送受信用メモリ
103にそれらのデータが格納されており、超音波振動
子211からは、ビームスキャン制御部102により送
受信用メモリ103から読み出されCPUバス901を
経由してコントロールインターフェイス部204に伝え
られたデータにより定まる超音波パルスビームが送信さ
れる。
【0051】この超音波パルスビームは被検体1の内部
を進む間にその1本の走査線上の各点で反射して超音波
プローブ20に戻り、その反射超音波が複数の超音波振
動子211で受信される。この受信により得られた複数
の受信信号は、送受信部201に入力されて送受信部2
01に備えられた複数のプリアンプ(図示せず)でそれ
ぞれ増幅された後ビームフォーマ部203に入力され
る。このビームフォーマ部203には、多数の中間タッ
プを備えたアナログ遅延線(後述する)が備えられてお
り、受信ディレイ制御部202の制御により、送受信部
201から送られてきた複数の受信信号がアナログ遅延
線のどの中間タップから入力されるかが切り換えられ、
これにより、それら複数の受信信号が相対的に遅延され
るとともに互いに電流加算される。ここで、それら複数
の受信信号に関する相対的な遅延パターンを制御するこ
とにより、被検体1の内部に延びる所定の走査線に沿う
方向の反射超音波が強調され、かつ被検体1の内部の所
定深さ位置に焦点が結ばれた、いわゆる受信超音波ビー
ムが形成される。ここで、超音波は、被検体1内部を、
信号処理の速度と比べてゆっくりと進むため、1本の走
査線に沿う反射超音波を受信している途中で被検体内の
より深い位置に焦点を順次移動させる、いわゆるダイナ
ミックフォーカスを実現することもでき、この場合、超
音波パルスビーム1回の送信に対応する1回の受信の間
であっても、その途中で時間的に順次に、受信ディレイ
制御部202により、各超音波振動子で得られた各受信
信号が入力される、アナログ遅延線の各タップが切り換
えられる。
【0052】この受信超音波ビームの属性、すなわち受
信超音波ビームの方向、焦点位置等についても、もとも
とは送受信用メモリ103に格納されていたデータによ
り定められる。すなわち、送受信用メモリ103に格納
されていたデータがビームスキャン制御部102により
読み出され、CPUバス901を経由してコントロール
インターフェイス部204に伝えられ、さらに制御ライ
ン207を経由して受信ディレイ制御部202に伝えら
れ、受信ディレイ制御部202はそのようにして伝えら
れてきたデータに基づいて、ビームフォーマ部203を
制御する。
【0053】尚、上記説明では、超音波振動子211に
は高電圧パルスを与え、超音波パルスビームを送信する
旨説明したが、この場合、前述したように超音波は信号
処理速度と比べるとゆっくりと被検体内を進むため、超
音波振動子211に高電圧パルスを印加した時点を起点
とし、超音波振動子211で反射超音波を受信する時点
までの時間により、その時点で得られた信号が被検体内
のどの深さ位置で反射した反射超音波に対応する信号で
あるかを知ることができる。すなわち、送信される超音
波がパルス状のものであることにより、被検体の深さ方
向に分解能を持つことになる。通常は、このように、超
音波振動子211には高電圧パルスが印加されるが、特
殊な場合には、被検体内の深さ方向に分解能を持たない
ことを許容し、超音波振動子211に連続的に繰り返す
高電圧パルス列信号を印加して被検体内に連続波として
の超音波ビームを送信することもある。
【0054】ただし、以下においても、ドプラ処理部4
00を構成するパルス/連続波ドプラ解析部401の説
明の際に連続波に言及する場合を除き、パルス状の超音
波ビームを送信するものとして説明する。図1に示す超
音波プローブ20は、図21を参照して説明した従来の
超音波プロー部と同様、配列された超音波振動子211
を備えた本体部21と、その本体部21に着脱自在に装
着されるガイド部材22で構成されている。ガイド部材
22には、穿刺針30が、被検体1内部の、複数の走査
線2によって規定される走査領域3内であって、かつあ
らかじめ定められた方向に差し込まれるように穿刺針3
0を案内する案内孔22aが設けられており、穿刺針3
0は、その案内孔22aに挿入され、その案内孔22a
に案内されながら被検体内の患部11に向けて刺し込ま
れる。
【0055】送受信部201およびビームフォーマ部2
03は、上記のようにして、被検体1内部の複数の走査
線2のそれぞれに沿って順次に超音波パルスビームの送
信と受信とを繰り返し、これにより生成される各走査線
に沿う受信超音波ビームをあらわす走査線信号が順次ア
ナログ信号処理部205に入力される。このアナログ信
号処理部205では、入力された走査線信号が対数圧縮
され、検波され、さらに、操作パネル701の操作子7
012を操作することにより指定された、被検体1内部
のどの深さ領域までの画像を表示するかという指定(つ
まり被検体内部の浅い領域のみの画像を表示すればよい
のか、あるいはどの程度深い領域までの画像を表示する
必要があるかという指定)に応じたフィルタリング処理
等が施され、さらにA/D変換器によりディジタルの画
像データに変換される。このアナログ信号処理部205
から出力された画像データは、エコーバス902を経由
して、ディジタルスキャンコンバータ部300を構成す
る白黒用スキャンコンバータ301に入力される。この
白黒用スキャンコンバータ301では、表示用の各画素
に対応したデータを生成するための補間演算処理が施さ
れ、さらに入力された画像データが表示用のビデオ信号
に変換され、その表示用のビデオ信号がビデオバス90
3を経由して表示制御部500に入力される。この表示
制御部500は、複数の走査線2で規定される被検体断
層面内の超音波反射強度分布によるBモード像を観察用
テレビモニタ707に表示する。その際、必要に応じ
て、操作パネル701から入力された患者名や撮影年月
日、撮影条件等も、そのBモード像に重畳されて表示さ
れる。このBモード像として、被検体1内部が動いてい
る様子をあらわす動画像を表示することもでき、あるい
は、ある時点における静止画像を表示することもでき、
さらには、生体信号アンプ部600からの同期信号に基
づいて、人体の心臓の動きに同期した、その心臓の動き
の、ある位相における画像を表示することもできる。
【0056】生体信号アンプ部600には、被検体(人
体)1の心電波形を得るためのECG電極ユニット70
9、心音をピックアップする心音マイク710、人体の
脈をとらえる脈波用トランスデューサ711が接続され
ており、生体信号アンプ部600では、これらのうちの
いずれか1つもしくは複数のセンサに基づいて同期信号
が生成され、表示制御部500に送られる。
【0057】また表示制御部500には、観察用テレビ
モニタ707のほか、プリンタ705、VTR(ビデオ
テープレコーダ)706が接続されており、表示制御部
500は、オペレータからの指示に応じて、観察用テレ
ビモニタ707に表示された画像をプリンタ705ない
しはVTR706に出力する。再度、アナログ処理部2
00の説明から始める。
【0058】被検体内部に延びるある一本の走査線上の
超音波反射情報の時間変化を知ろうとするときは、オペ
レータからの指示に応じて、その関心のある一本の走査
線に沿って超音波が繰り返し送受信され、その1本の走
査線に沿う被検体の受信超音波ビームをあらわすデータ
がエコーバス902を経由してスクロール用スキャンコ
ンバータ303に入力される。このスクロール用スキャ
ンコンバータ303は、縦方向にその1本の走査線に沿
う被検体の深さ方向の超音波反射強度分布、横軸が時間
軸からなり時間軸方向にスクロールする画像(Mモード
像)をあらわすビデオ信号が生成され、ビデオバス90
3を経由して表示制御部500に入力され、例えば観察
用テレビモニタ707に、そのビデオ信号に基づく画像
が表示される。尚、表示制御部500は、白黒用スキャ
ンコンバータ301から送られてきたBモード像をあら
わすビデオ信号とスクロール用スキャンコンバータ30
3から送られてきたMモード像をあらわすビデオ信号と
を横に並べる機能や、Bモード像に、後述するカラーモ
ード像を重畳する機能も有しており、観察用テレビモニ
タ707には、オペレータからの指示に応じて、複数の
画像が並べて表示され、あるいは複数の画像が重畳して
表示される。
【0059】もう一度、アナログ処理部200の説明に
戻る。アナログ処理部200を構成するドプラシグナル
処理部206は、被検体1内部の血流分布や、ある一
点、ないしある1本の走査線上の血流速度を求めるため
の構成要素であり、このドプラシグナル処理部206で
は、ビームフォーマ部203で生成された受信超音波ビ
ームをあらわす走査線信号に、いわゆる直交検波が施さ
れ、さらにA/D変換によりディジタルデータに変換さ
れる。ドプラシグナル処理部206から出力された直交
検波後のデータは、ドプラ処理部400に入力される。
ドプラ処理部400には、パルス/連続波ドプラ解析部
401とカラードプラ解析部402とが備えられてお
り、ここでは、ドプラシグナル処理部206から出力さ
れたデータは、カラードプラ解析部402に入力される
ものとする。カラードプラ解析部402では、各走査線
それぞれに沿って例えば8回ずつ超音波送受信を行なっ
たときのデータに基づく自己相関演算により、オペレー
タにより指定された、Bモード画像上の関心領域(RO
I)内の血流分布をあらわすデータが求められる。RO
I内の血流分布をあらわすデータは、エコーバス902
を経由してカラー用スキャンコンバータ302に入力さ
れる。このカラー用スキャンコンバータ302では、そ
のROI内の血流分布をあらわすデータが表示に適した
ビデオ信号に変換され、そのビデオ信号は、ビデオバス
903を経由して表示制御部500に入力される。表示
制御部500では、白黒用スキャンコンバータ301か
ら送られてきたBモード像上のROIに、例えば超音波
プローブ20に近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の
血流を青、それらの輝度で血流速度をあらわしたカラー
モード像を重畳して、観察用テレビモニタ707に表示
する。これにより、そのROI内の血流分布の概要を把
握することができる。
【0060】ここで、オペレータにより、そのROI内
のある1点もしくはある1本の走査線上の血流を詳細に
観察する旨の要求が入力されると、今度は送受信部20
1により、その一点を通る一本の走査線、もしくはその
関心のある1本の走査線に沿う方向に多数回超音波の送
受信が繰り返され、それにより得られた信号に基づいて
ドプラシグナル処理部206で生成されたデータが、ド
プラ処理部400を構成するパルス/連続波ドプラ解析
部401に入力される。被検体内のある一点の血流に関
心があるときは、被検体内にはパルス状の超音波ビーム
が送信され、ある1本の走査線上の血流情報が平均化さ
れることを許容しS/Nの良い血流情報を得たいとき
は、被検体内には連続波としての超音波ビームが送信さ
れる。
【0061】パルス/連続波ドプラ解析部401では、
ある1点もしくはある1本の走査線について多数回超音
波送受信を行なうことにより得られたデータに基づくF
FT(Fast Fourier Transfor
m)演算により、その一点の血流情報あるいはその一本
の走査線上の平均的な血流情報が得られる。このパルス
/連続波ドプラ解析部401で得られた血流情報をあら
わすデータは、エコーバス902を経由して、スクロー
ル用スキャンコンバータ303に入力され、スクロール
スキャンコンバータ303では、縦軸が血流速度、横軸
が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像をあ
らわすビデオ信号が生成される。このビデオ信号は、ビ
デオバス903を経由して表示制御部500に入力さ
れ、観察用テレビモニタ707上に、例えば白黒用スキ
ャンコンバータ301から送られてきたBモード像と並
べられて表示される。
【0062】図2は、図1に1つのブロックで示す送受
信用メモリに格納されたデータの概念図である。ここに
は多数の走査線データ1〜m、および多数のシーケンス
データ1〜nが格納されている。各1つの走査線データ
は、ある1つの超音波プローブの、ある1本の走査線に
沿った送信超音波ビーム、受信超音波ビームの属性を規
定するデータの集合からなり、具体的には、ある走査線
データ(例えば走査線データ1)は、ある特定の1種類
の超音波プローブに適合したデータであって、かつ、そ
の超音波プローブ20における複数の走査線2のうちの
ある1本の走査線に沿う方向に送信される、ある深さ位
置に焦点が形成された、ある周波数の送信超音波ビーム
を形成するために複数の超音波振動子211にそれぞれ
与える高電圧パルスの相対的な時間差(それら相対的な
時間差全体を遅延パターンと称する)、およびそれら複
数の超音波振動子211に与える高電圧パルスのパルス
幅や繰返し周期等を規定するデータ、さらには、受信超
音波ビームの方向や焦点位置を規定するための、各超音
波振動子211で得られた各受信信号の相対的な遅延時
間(それら相対的な遅延時間全体を、やはり遅延パター
ンと称する)を規定するデータ等の集合で構成されてい
る。
【0063】また、各1つのシーケンスデータ(例えば
シーケンスデータ1)は、走査線データの読み出し順序
を規定しているデータであり、このシーケンスデータに
定められた順序で複数の走査線データが順次読み出され
読み出された走査線データに基づく超音波ビームの送受
信が順次実行される。すなわち、操作子7011の操作
によりある超音波プローブを使用することが指示され、
さらには後述する送受信モードの切り替えが行なわれる
と、送受信用メモリ103からそれらに適合したシーケ
ンスデータがビームスキャン制御部102によって読み
出され、超音波の送受信にあたっては、ビームスキャン
制御部102により、その読み出されたシーケンスデー
タに従って、例えば図1に示す複数の走査線2のうち、
先ず最初は、最も左側の走査線に沿う超音波ビームの送
受信を行うための走査線データが読み出されアナログ処
理部200に送られてその走査線に沿う超音波ビームの
送受信が実行され、次いで左側から2番目の走査線に沿
う超音波ビームの送受信を行うための走査線データが読
み出されアナログ処理部に送られてその走査線に沿う超
音波ビームの送受信が実行される。以下同様であり、最
も右側の走査線に沿う超音波ビームの送受信が実行さ
れ、これにより1フレーム分の受信信号が得られ、走査
領域3についての1枚の画像が生成される。次いで、次
のフレームの画像を生成するために、再度、最も左側の
走査線に沿う超音波ビームの送受信に移る。
【0064】図3は、複数の超音波振動子に印加される
高電圧パルスの遅延パターンを示した概念図である。配
列された複数の超音波振動子211に、配列の両端
(A),(B)に位置する超音波振動子と比べ配列の中
央(O)よりに位置する超音波振動子に、時間的に遅れ
た高圧パルス212を印加する。このように、遅延パタ
ーンを持った高電圧パルスを複数の超音波振動子211
に印加することにより、被検体内の所定の方向に延び、
かつある深さ位置に焦点が形成された送信超音波パルス
ビームが形成される。
【0065】図4は、パルス幅および繰返し周期の異な
る高電圧パルスが超音波振動子に印加される様子を示し
た模式図である。図4(A)と図4(B)とを比べる
と、図4(A)よりも図4(B)の方がパルス幅が広
く、かつ繰返し周期の長い高電圧パルスが超音波振動子
211に印加されている。
【0066】送受信に用いる超音波の周波数を大きく異
ならせるには、その周波数に適合した超音波振動子が配
列された超音波プローブを各周波数毎に準備する必要が
あるが、図4に示すように、超音波振動子211に印加
する高電圧パルスのパルス幅や繰返し周期を調整するこ
とにより、ある範囲内で超音波の周波数を調整すること
ができる。
【0067】図5は、ビームフォーマ部における、受信
超音波ビームの形成の仕方を示す原理説明図である。こ
こでは、説明の簡単のため、複数のタップを備えた遅延
線1001a,…,1001m,…,1001nと、制
御信号に応じて受信信号の遅延線への入力ルートを切り
換える選択スイッチ1002a,…,1002m,…,
1002nとのペアが各超音波振動子211に対応して
備えられているものとする。各選択スイッチ1002
a,…,1002m,…,1002nにはそれぞれ1つ
の超音波振動子211で得られた1つの受信信号が入力
され、各選択スイッチ1002a,…,1002m,
…,1002nでは、その入力された受信信号が、遅延
線の複数のタップのうちの、制御信号に応じたタップか
ら遅延線に入力される。各遅延線は2001a,…,2
001m,…,2001nは受信信号が入力されたタッ
プに応じた遅延時間だけその入力された受信信号を遅延
して加算器1003に入力する。加算器1003は、そ
の加算器1003に同時に入力された受信信号どうしを
加算して、受信超音波ビームをあらわす走査線信号を出
力する。
【0068】なお、この図5では、解りやすさのため、
超音波振動子の個数と同数の、遅延線1001a,…,
1001m,…,1001nと選択スイッチ1002
a,…,1002m,…,1002nとのペアを備える
とともに、各遅延線1001a,…,1001m,…,
1001nから出力された受信信号を互いに加算する加
算器103を備えた構成について説明したが、実際に
は、多数のタップを備えた一本の遅延線に、複数の超音
波振動子で得られた複数の受信信号が、入力されるタッ
プがそれぞれ制御されながら入力され、それら複数の受
信信号がそれぞれ入力された各タップに応じた時間だけ
遅延されると共にその遅延線内で互いに電流的に加算さ
れ、その一本の遅延線から、制御された遅延パターンに
従って遅延を受けかつ互いに加算された走査線信号が、
直接に出力される。
【0069】図6は、遅延パターンと、走査線の方向
と、焦点位置との関係を示した説明図である。A−B間
に複数の超音波振動子が配列されているものとし、A−
B間の中点をOとする。このとき、各超音波振動子に印
加される高電圧パルスに、図6(A)に示すようにB側
に位置する超音波振動子に対し長めの遅延時間を与えて
各超音波振動子に印加すると、中点OからB側に傾いた
方向に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成さ
れ、図6(B)に示すように、左右対称の遅延パターン
を与えると中点Oから超音波振動子211の配列方向に
対し垂直に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成
され、図6(C)に示すように、A側に位置する超音波
振動子に対し長めの遅延時間を与えた高電圧パルスを印
加すると、A側に傾いた送信超音波ビームが得られる。
また、同一の走査線に沿う送信超音波ビームであって
も、高電圧パルスの遅延パターンに応じて焦点位置を定
めることができる。具体的には、図6(A)〜(C)に
破線で示すように焦点を中心としてA−B間を結ぶ線分
に接する円弧を描くいて考える。各超音波振動子から送
信された超音波パルスがその円弧上に同時に到達する
と、それらの超音波パルスは焦点に集まるように進む。
したがって、例えば図6(B)のように焦点を形成する
場合は、A点およびB点に位置する超音波振動子に同時
に高電圧パルスが印加され、その高電圧パルスの印加に
よってA点およびB点に位置する超音波振動子から発せ
られた超音波パルスがその円弧上に達したタイミングで
O点に位置する超音波振動子に高電圧パルスが印加され
てそのO点に位置する超音波振動子から超音波パルスが
送信される。こうすることにより、図6(B)に示す走
査線に沿うとともに図6(B)に示す焦点位置で最も細
いビーム径を有する送信超音波パルスビームが形成され
る。
【0070】ここで、A−B間に配列された、超音波送
信に用いられている複数の超音波振動子は、例えば超音
波プローブ20(図1参照)に配列された複数の超音波
振動子211の一部であって、送信超音波パルスビーム
の形成に用いる複数の超音波振動子からなる送信開口
を、超音波プローブ20に配列された超音波振動子21
1の配列方向に移動することにより、走査線を、超音波
振動子211の配列方向に平行移動させることができ
る。ただし、図1に示す超音波プローブ20の場合、超
音波振動子211は円弧状に配列されているため、走査
線は、平行移動ではなく、円弧を描くように移動するこ
とになる。
【0071】このようにして、超音波プローブ20に配
列された超音波振動子211上の任意の点を始点として
被検体内の任意の方向に延びる走査線に沿うとともに、
その走査線上の任意の点に焦点を持つ送信超音波ビーム
を得ることができる。受信超音波ビームの形成について
も上記の送信超音波ビームの場合と同様である。
【0072】すなわち、被検体内で反射し各超音波振動
子に戻ってきた超音波を各超音波振動子で受信すること
により得られた各受信信号を、図6(A)に示すよう
に、B側の超音波振動子で得られた受信信号に対し長め
の遅延時間を与えた上で互いに加算すると、中点Oを始
点としB側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが形
成され、図6(B)に示すように左右対称の遅延時間を
与えた上で互いに加算すると、中点Oを始点として超音
波振動子の配列方向に対し垂直に延びる走査線に沿う受
信超音波ビームが形成され、図6(C)に示すようにA
側の超音波振動子で得られた受信信号に対し長めの遅延
時間を与えた上で互いに加算すると、点Oを始点としA
側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが得られる。
また、同一の走査線に沿う受信超音波ビームであって
も、遅延パターンに応じて焦点位置を定めることができ
る。具体的には、焦点で反射してそれぞれ各点A,O,
Bに向かう超音波は、焦点と各点A,O,Bとを結ぶ各
線分と、円弧との交点に同時に到達することになり、焦
点で反射した超音波を各超音波振動子で受信する時刻に
差異が生じることになる。そこで焦点で反射した超音波
が先に到達した超音波振動子で得られた受信信号を、超
音波が後から到達する超音波振動子に超音波が到達する
迄の間遅延させた上で互いに加算すると、焦点を通る走
査線に沿う方向に延び、かつその焦点で最も細く絞られ
た受信超音波ビームが形成されることになる。ここで、
送信の場合と同様、A−B間に配列された、反射超音波
の受信に用いられている複数の超音波振動子は、例えば
超音波プローブ20(図1参照)に配列された複数の超
音波振動子211の一部であって、反射超音波の受信に
用いる複数の超音波振動子からなる受信開口を、超音波
プローブ20に配列された超音波振動子211の配列方
向に移動することにより、走査線を、配列された超音波
振動子211の方向に平行移動させることができる。た
だし、図1に示す超音波プローブ20の場合は、超音波
振動子211は円弧上に配列されているため、送信の場
合と同様走査線は平行移動ではなく円弧を描くように移
動することになる。
【0073】このようにして、送信および受信の双方に
ついて、超音波プローブ20に配列された超音波振動子
211上の任意の点を始点として被検体内の任意の方向
に延びる走査線に沿うとともにその走査線上の任意の点
に焦点を持つ超音波ビームを得ることができる。以上で
本実施形態の超音波診断装置全体の概要説明を終了し、
以下、本実施形態に特徴的な点について説明する。
【0074】尚、図1に示す実施形態の場合、以下の説
明から明らかなように、送受信部201のみでなく、ア
ナログ処理部200全体、およびドプラ処理部400、
さらには、制御部100の、アナログ処理部200やド
プラ処理部400を制御する機能を合わせたものが、本
発明にいう送受信部に相当し、ディジタルスキャンコン
バータ部300、表示制御部500、CPU部101
の、グラフィック画像を生成する機能、および制御部1
00の、ディジタルスキャンコンバータ部300や表示
制御部500を制御する機能を合わせたもの、さらに
は、プリンタ705、VTR706、および観察用テレ
ビモニタ707を合わせたものが、本発明にいう画像生
成部に相当する。
【0075】図7は、本実施形態における、超音波によ
る被検体内の走査の各例を示す模式図である。図7
(A)は、図21に示す従来例と同様、複数の走査線2
は、走査領域3内に均一に広がっている。これは、本発
明にいう第1の送受信モードの一例に相当する。尚、図
7(A)において円A、円Bを付した点に関しては後述
する。
【0076】図7(B)は、走査領域3のうち、穿刺針
30の通過領域を含む第1の領域31について、走査領
域3のうち、その第1の領域31を除く第2の領域32
よりも高い走査線密度で走査する様子が示されている。
これは、本発明にいう第2の送受信モード(本発明の第
1の超音波診断装置にいう第2の送受信モード)の一例
に相当する。
【0077】また、図7(C)については、走査領域3
自体が、図7(B)に示す第1の領域31と同一の領域
にまで狭められ、その狭められた走査領域3からなる第
1の領域31について走査する様子が示されている。こ
れも本発明にいう第2の送受信モード(本発明の第2の
超音波診断装置にいう第2の送受信モード)の一例に相
当する。
【0078】これらのモード切替えは、図1に示す送受
信用メモリ103にそれぞれのモードに対応するシーケ
ンスデータ(図2参照)を格納しておき、操作パネル7
01の操作子7013を操作することにより行なわれ
る。操作子7013が操作されていずれかの送受信モー
ドに切り替えられると、ビームスキャン制御部102
は、操作子7013の操作により指定された送受信モー
ドに応じたシーケンスデータを読み出し、超音波の送受
信にあたって、送受信用メモリ103に格納された走査
線データ(図2参照)を、その読み出したシーケンスデ
ータに従って順次読み出すことによって、その送受信モ
ードが実現する。
【0079】図8は、図1に示す観察用テレビモニタ7
07に表示される画像の模式図である。図7(A)のモ
ードのときは、観察用テレビモニタ707には、広い走
査領域3全域の画像が均質の分解能で表示され、図7
(B)のモードのときは、一応広い走査領域3は確保さ
れるものの、第1の領域31については高分解能、第2
の領域32については低分解能の画像が表示される。ま
た、図7(C)のモードのときは、第1の領域31と同
一の走査領域についての、すなわち狭い走査領域につい
ての画像が表示される。
【0080】図8には、穿刺針の通過経路をあらわす線
図30aも表示されている。この穿刺針の通過経路をあ
らわす線図30aを表示するか否かは、図1に示す操作
パネル701上の操作子7014によって切り替えら
れ、表示することが指示されると、CPU101によっ
てその線図が作成されて、CPUバス901を経由して
表示制御部500に送られ、表示制御部500では、そ
の線図30aが、白黒スキャンコンバータ301で作成
されビデオバス903を経由して表示制御部500に入
力されたBモード像に重畳される。
【0081】尚、ここでは、図7(A),(B),
(C)の送受信モードの切替えは操作子7013で行な
い図8に示す線図30aの表示、非表示の切替えは別の
操作子7014で行なう旨説明したが、これらの操作子
を兼用させ、図7(A)の送受信モードのときは線図3
0aは非表示とし、図7(B)もしくは図(C)の送受
信モードのときには線図30aを表示するようにしても
よい。こうすると送受信モードの選択と線図の表示、非
表示の切替えとを独立に行なうことはできなくなるが、
操作性は向上する。
【0082】患部11を単に観察するときは、広い走査
領域を確保し、かつその走査領域全体に所定の均質な分
解能が得られるように、図7(A)に示すモードが採用
される。また、患部11に穿刺針30を刺し込もうとす
るときは、その穿刺針30の通過経路を含む領域につい
て高分解能の画像が得られるように、図7(B)もしく
は図7(C)に示すモードが採用される。図7(B)の
モードは、広い走査領域を一応確保できるという長所が
あり、図7(C)のモードは、図7(B)のモードより
も走査領域は狭まるがその分フレームレートを向上させ
ることができるという長所がある。
【0083】図9は、観察用モニタテレビ707に表示
される画像の他の例を示す模式図である。ここには、患
部11を中心とした領域(拡大領域)をあらわす拡大画
像が示されている。観察用モニタテレビ707に図9に
示すような拡大画像を表示するには、図8に示すような
全体画像が表示されている段階で、図1に示す操作パネ
ル701上の操作子7015を操作して、どの部分(拡
大領域と称する)を拡大するかROI(Region
Of Interest)指定を行ない、かつ拡大すべ
き旨を指示する。すると、CPU部101からCPUバ
ス901を経由して白黒用スキャンコンバータ301に
拡大領域の位置情報が入力され、白黒用スキャンコンバ
ータ301では、その拡大領域について拡大画像が得ら
れるような補間処理演算が行なわれてその拡大領域のみ
をあらわす画像が生成される。また線図30aを重畳す
るときは、CPU部101では、その拡大領域に適合す
る線図が生成される。
【0084】このような拡大画像の生成を、例えば図7
(C)に示す送受信モードと組み合わせると、分解能が
向上し、かつ拡大された画像が表示され、穿刺術にとっ
て一層好ましい画像が得られることになる。尚、図9に
示す拡大画像にも線図30aが示されているが、拡大画
像を生成して表示するモードと線図30aを表示するモ
ードとを一致させ、線図30aを表示するか否かを切り
替える操作子7014と画像拡大を指示する操作子70
15とを兼用させ、通常の寸法の画像を表示するときは
線図30aは非表示とし、拡大画像を表示するときに線
図30aを表示するようにしてもよい。こうすると画像
生成モードの選択と線図の表示、非表示の切替えとを独
立に行なうことはできなくなるが、その分操作の手間が
省かれる。
【0085】図10は、図7(A)の円Aに囲まれた部
分の内部構造を示す模式図である。超音波プローブの本
体部21側には、2つの固定接片21a_1,21a_
2と1つの可動接片21bが備えられおり、さらに2つ
の固定接片21a_1,21a_2が可動接片21bで
導通しているか否かを検出する検出器21cが備えられ
ている。
【0086】図10(A)は、超音波プローブの本体部
21にガイド部材22が装着されていない状態を示して
おり、2つの固定接片21a_1,21a_2は互いに
非導通の状態にある。図10(B)は、超音波プローブ
の本体部21にガイド部材22が装着された状態を示し
ており、可動接片21bが、ガイド部材22の突起部2
2bに押されて2つの固定接片21a_1,21a_2
の間を導通状態にしている。これら2つの固定接片21
a_1,21a_2の間導通、非導通の状態は検出器2
1cにより検出され、その情報は、図1に示す送受信部
201、制御ライン207、コントロールインターフェ
イス部204、およびCPUバス901を経由して、C
PU部101およびビームスキャン制御102に伝えら
れる。CPU部101では、超音波プローブの本体部2
1にガイド部材22が装着されているか否かの情報を、
図8,図9に示す、穿刺針の通過経路をあらわす線図3
0aの生成や、その線図30a以外にも本体部21にガ
イド部材22が装着されていることを画像上に情報とし
て表示するために使用し、ビームスキャン制御部102
では、その情報に応じて送受信モード(図7(A)〜
(C)参照)の切り替えに使用する。
【0087】すなわち、ここでは、図10に示すよう
な、本体部21への、ガイド部材22の着脱を検出する
センサを備え、送受信モードを図7(A)〜(C)のよ
うに切り替えるための操作子7013を備えることに代
え、このセンサにより、本体部21にガイド部材22が
装着されていないことが検出されたときに図7(A)に
示す送受信モード、本体部21にガイド部材22が装着
されていることが検出されたときには、図7(B)もし
くは図7(C)に示す送受信モードに切り替えられる。
あるいは、操作子7013と図10に示すセンサとの双
方を備え、さらに操作子7013を有効とする手動モー
ドと、図10に示すセンサの方を有効とする自動モード
とを切り替える操作子7016を備えてもよい。
【0088】また、図1に示す操作パネル701に、通
常の寸法の画像を生成して表示するか拡大画像を生成し
て表示するかを切り替える操作子7015を備えること
に代え、このセンサ12より、本体部21にガイド部材
22が装着されていないことが検出されたときに図8に
示す、走査領域3の全域を通常の寸法で表示する画像を
生成し(本発明にいう第1の画像生成モードに切り替
え)、そのセンサにより、本体部21にガイド部材22
が装着されていることが検出されたときに、図9に示す
拡大画像を生成(本発明にいう第2の画像生成モードに
切り替え)てもよい。あるいは、操作子7015と、図
10に示すセンサとの双方を備え、さらに、操作子70
16により、操作子7015を有効とするか図10に示
すセンサの方を有効とするかを切り替えることとし、こ
のようにして、拡大画像の生成についても、手動と自動
とを使い分けてもよい。
【0089】図11は、図7(A)の円Aで囲まれた部
分の内部構造の他の例を示す模式図である。超音波プロ
ーブの本体部21には4つの固定接片21a_1,21
a_2,21a_3,21a_4と3つの可動接片21
b_1,21b_2,21b_3が備えれらており、さ
らに各2つの固定接片21a_1,21a_2;21a
_2,21a_3;21a_3,21a_4のペアがそ
れぞれ導通しているか否かを検出する3つの検出器21
c_1,21c_2,21c_3が備えられている。
【0090】また、ガイド部材22側には、ガイド部材
の種数に応じて最大3つの突起22b_1,22b_
2,22b_3が備えられる。ここに示すガイド部材2
2の場合、2つの突起22b_1,22b_2が備えら
れている。図11(A)は、超音波プローブの本体部2
1にガイド部材22が装着されていない状態を示してお
り、各2つの固定接片21a_1,21a_2;21a
_2,21a_3;21a_3,21a_4のペアは、
いずれも非導通の状態にある。図11(B)は、超音波
プローブの本体部21にガイド部材22が装着されてい
る状態を示しており、そのガイド部材の種類に応じて、
各2つの固定接片21a_1,21a_2;21a_
2,21a_3;21a_3,21a_4のペアのうち
のいずれか1つもしくは2つ以上が導通状態となる。こ
の図11(B)に示す例では、固定接片21a_1と固
定接片21a_2とのペアが可動接片21b_1により
導通状態となり、固定接片21a_2と固定接片21a
_3とのペアが可動接片21b_2により導通状態とな
っている。固定接片21a_3と固定接片21a_4と
のペアは、非導通状態にとどまっている。各固定接片ペ
アの導通、非導通の状態は検出器21c_1,21c_
2,21c_3により検出される。この検出により得ら
れる情報は、超音波プローブの本体部21にガイド部材
22が装着されているか否かという情報と、さらに、本
体部21にガイド部材22が装着されている場合にその
装着されているガイド部材の種類とをあらわす情報を含
んでいる。
【0091】この情報は、図10を参照して説明した場
合と同様にして、CPU部101およびビームスキャン
制御部102に伝えられる。ガイド部材22の種類は、
穿刺針を案内する角度の相違であり、被検体内の浅い部
分に穿刺針を刺し込む必要があるか深い部分に穿刺針を
刺し込む必要があるかに応じて種類の異なるガイド部材
22が本体部21に装着される。
【0092】したがって本体部21に装着されるガイド
部材の種類に応じて、図8,図9に示す穿刺針の通過経
路を示す線図30aの画像上の位置や角度が異なること
になり、CPU部101では、装着されたガイド部材に
応じた線図が作成される。ガイド部材の種類に応じて穿
刺針30が刺し込まれる画像上の領域が異なることか
ら、図7(B),(C)に示す分解能を向上させるべき
領域(第1の領域31)がガイド部材の種類におうじて
異なる場合があり、ビームスキャン制御部102では、
超音波プローブの本体部21に装着されるガイド部材の
種類に応じて、図7(B),(C)における第1の領域
31が切り替えられる。この切り替えは、前述したよう
に、送受信用メモリ103から異なるシーケンスデータ
を読み出すことによって行なわれる。
【0093】また、送受信モードの切り替えと同様、拡
大画像の生成に関しても、装着されたガイド部材の種類
に応じてそのガイド部材によって刺し込まれる穿刺針の
通過経路を含む領域が拡大されるように、ROIが自動
的に変更される。このときは、操作子7015からRO
I指定の機能は取り去り、その操作子7015を、拡大
画像を生成するか否かのみの操作子としてもよく、ある
いは、手動モード、自動モード切替用操作子7016の
操作により、拡大画像のROI指定を操作子7015で
行なうか(手動モード)、図11に示すセンサからの情
報によって行なうかを切り替えてもよい。
【0094】図12は、超音波プローブ先端部分の模式
図、図13は、図12に円Cで示された、穿刺針30の
先端部分の拡大断面図である。ここでは、穿刺針30
は、中空針31と、その中空針31の内壁に摺接する内
針32から構成されている。また、この穿刺針30の後
端部には、図12に示すように、穿刺針30の内針32
をその長手方向(図13に示す矢印Z−Z方向)に振動
させる加振器40が備えられている。この加振器40に
より内針32に振動が加えられると、超音波プローブ2
0の超音波振動子211から送信され内針32の先端部
で反射した超音波は、その内針32の振動に起因してド
プラ遷移を受けることになる。この内針32の先端でド
プラ遷移を受けながら反射し超音波振動子211に戻っ
た超音波は被検体内の他の組織で反射して戻った超音波
と同様にして超音波振動子211により受信され、図1
に示す送受信部201、ビームフォーマ部203を経由
し、さらにドプラシグナル処理部206を経由して、こ
こでは血流のカラー表示とは無関係であるが、カラード
プラ解析部402に入力される。カラードプラ解析部4
02では前述した血流分布を求める演算と同様な演算に
より、超音波がドプラ遷移を受けた点、すなわち穿刺針
30の先端位置が検出される。この穿刺針30の先端位
置をあらわす情報は、CPUバス901を経由してビー
ムスキャン制御部102に入力され、ビームスキャン制
御部102では、その穿刺針30の先端の位置に応じ
て、その穿刺針先端近傍の領域が高分解能の画像となる
ように、図7(B),(C)に示す第1の領域31が定
められる。具体的には、前述したように、その穿刺針先
端位置に応じたシーケンスデータが送受信用メモリ10
3から読み出されることになる。
【0095】このように、穿刺針先端位置を検出して前
述した第1の領域31を定めることにより、第1の領域
31を固定的に定めておく場合と比べ、画像の分解能と
フレームレートを一層高いレベルで調整することがで
き、あるいは第1の領域31をオペレータが操作子を操
作して設定する場合と比べ、操作の手間が省け使い勝手
が向上する。
【0096】また、この穿刺針30の先端の位置情報
を、拡大画像のROI指定用に用いてもよい。穿刺術を
施すにあたり重要なのは穿刺針30先端近傍の画像情報
であり、常に穿刺針30の先端位置が含まれるように拡
大画像のROIを自動的に定めることにより、穿刺針3
0が刺し込まれていく途中においても、常にその穿刺針
30の先端近傍が拡大されて見やすく表示されることに
なる。
【0097】図14は、ガイド部材22の、図7(A)
の円Bに囲まれた部分の内部構造を示す模式断面図であ
る。ガイド部材22に設けられた、穿刺針30を案内す
るための案内孔22aに穿刺針30を挿入すると、その
穿刺針30は2つのローラ22b_1,22b_2に挟
まれ、その穿刺針30を被検体内に刺し込むにつれそれ
らの2つのローラ22b_1,22b_2が図14に示
す矢印方向に回転する。それら2つのローラ22b_
1,22b_2のうちの一方のローラ22b_1には、
そのローラ22b_1の回転量を計測するポテンショメ
ータ23が連結されている。したがってこのポテンショ
メータ23により、穿刺針30が被検体内にどれだけ刺
し込まれたかを知ることができる。このポテンショメー
タ23の出力は、送受信部201,制御ライン207,
コントロールインターフェイス部204,CPUバス9
01を経由して制御部100に伝達され、図12,図1
3を参照して説明した、穿刺針30の先端位置を直接的
に検出する方法に代わる方法として、図7(B),
(C)に示す第1の領域31の指定や拡大画像を得ると
きのROI指定用として用いられる。
【0098】図15は、超音波振動子から被検体内に向
けて送信される超音波ビームの周波数分布を示す図であ
る。図15(A),(B)とも、横軸は超音波の周波数
f、縦軸はその周波数のパワーPをあらわしている。図
15(A)と図15(B)を比べると、図15(A)の
方が図15(B)よりも中心周波数f0 が高周波側に寄
っている。この中心周波数f0 の調整は、図4を参照し
て説明したように超音波振動子211に印加する高電圧
パルスのパルス幅や繰返し周期を調整することにより行
なわれる。
【0099】ここでは、図12,図13を参照して説明
した、穿刺針30の先端の位置検出手法と組み合わされ
て、穿刺針30の先端が被検体内の浅い位置にあるとき
には、図15(A)に示すような中心周波数f0 が高周
波側に寄った超音波の送受信を行ない、穿刺針30の先
端が被検体内に深く刺し込まれるにつれて図5(B)に
示すように中心周波数f0 が低周波側に寄った超音波の
送受信が行なわれる。高周波の超音波を採用すると高分
解能の画像を得ることができるが、減衰がはげしく、高
周波の超音波を用いた場合は被検体内の浅い領域しか観
察できず、一方低周波の超音波は被検体内の深い領域ま
で入り込むが高周波の超音波と比べ分解能の点で劣る。
そこでここでは、穿刺針の先端位置に応じた周波数の超
音波を用いることにより、穿刺針先端の深さ位置に応じ
て極力分解能の高い画像を得ることができる。
【0100】穿刺針先端位置と送受信に用いる超音波の
周波数は、あらかじめその関係を定めて送受信用メモリ
103に格納しておいて、穿刺針先端位置に応じて送受
信用メモリ103に格納されたデータを読み出して超音
波振動子211に印加する高電圧パルスを調整してもよ
く、あるいは穿刺針先端位置と送受信に用いる超音波の
周波数との関係を関係式の形式で持っておいて、穿刺針
先端位置から、演算により、周波数を求め、その周波数
の超音波が送受信されるよう高電圧パルスを調整しても
よい。
【0101】尚、ここでは穿刺針先端の位置を認識する
ために図12,図13を参照して説明した手法を採用す
る旨説明したが、図14を参照して説明した穿刺針30
の送り込み長さを測定することによりその送り込み長さ
との関係で送受信に用いる超音波の周波数を変更しても
よい。図16は、超音波振動子から被検体内に向けて送
信される超音波ビームの送信の周期を示す図である。図
16(A),(B)とも横軸は時間軸tをあらわし、各
時刻t0 ,t1 ,t2 ,t3 ,……に被検体内に向けて
超音波ビームが送信されるものとする。
【0102】ここでは、図12,図13を参照して説明
した穿刺針の先端の位置検出手法と組み合わされて、穿
刺針30の先端が被検体内の浅い位置にあるときには、
図16(A)に示すように短い周期で超音波ビームの送
受信が行なわれ、穿刺針30の先端が被検体内に深く刺
し込まれるにつれて、図16(B)に示すように超音波
ビームの送受信の間隔が広げられる。
【0103】前述したように、超音波は、信号処理の速
度と比べると被検体内をゆっくりと進行する。したがっ
て被検体内の浅い領域について観察するときは図16
(A)に示すように超音波ビーム送受信の周期を短くす
ることができ、被検体内の深い領域について観察しよう
とするほど、超音波ビーム送受信の周期を長くする必要
がある。
【0104】超音波ビーム送受信の周期が短いと同一の
時間内に多数回送受信を行なうことができ、その分走査
線の間隔を密にして分解能を向上させたり、フレームレ
ートを上げて早い動きに対する追随性を向上させること
ができる。そこで穿刺針の先端位置に応じた周期で超音
波ビームを送受信することにより、穿刺針先端の深さ位
置に応じて、分解能とフレームレートを極力高い次元で
バランスさせることができる。
【0105】穿刺針先端位置と超音波ビームの送受信の
周期との関係は、図12に示す送受信用メモリ103に
格納しておき穿刺針先端位置に応じてその周期をあらわ
すデータを読み出してそのデータにより送受信部201
を制御してもよく、穿刺針先端位置と超音波ビーム送受
信の周期との関係を関係式の形式で持っておいて穿刺針
先端位置情報から超音波ビームまで受信の周期を計算に
より求め、その計算で求めたデータに基づいて送受信部
201を制御してもよい。
【0106】尚、穿刺針先端位置を認識するために、こ
こでは図12,図13を参照して説明した手法を採用す
る旨説明したが、図14を参照して説明した、穿刺針3
0の送り込み長さを測定する手法を採用し、その送り込
み長さとの関係で超音波ビーム送受信の周期を変更して
もよい。図17は、超音波ビームのビーム形状を示す図
である。尚、ここでは、送信超音波ビームも受信超音波
ビームも同様な形状を有しているものとして、それらを
特に区別せずに説明する。
【0107】図17(A)には、被検体1の内部の比較
的浅い位置に、ビーム径が最も絞られた焦点Fが形成さ
れた超音波ビームが示されており、図17(B)には被
検体1内部の比較的深い位置に焦点Fが形成された超音
波ビームが示されている。焦点Fの近傍では超音波ビー
ムのビーム径が細いため、その分、分解能の高い画像を
得ることができる。これら超音波ビームの形状は、図
3、図4〜図6を参照して説明した手法により調整する
ことができる。
【0108】そこで、ここでは、図12、図13を参照
して説明した、穿刺針30の先端の位置検出手法と組み
合わされて、穿刺針30の先端が被検体内の浅い位置に
あるときはその浅い位置に焦点を持つ超音波ビームが形
成され、穿刺針30の先端が被検体内に深く刺し込まれ
るにつれて、図17(B)に示すように、より深い位置
に焦点を持つ超音波ビームが形成される。
【0109】超音波ビームの焦点位置の変更は、前述し
たように、図1に示す送受信用メモリ103に格納され
ている多数の走査線データのうちのどの走査線データを
読み出すかにより行なわれる。このように、穿刺針30
の先端位置に応じた位置に焦点を有する超音波ビームを
形成することにより、穿刺術に好適な、高分解能の画像
を得ることができる。
【0110】尚、ここでは穿刺針先端の位置を認識する
ために、図12,図13を参照して説明した手法を採用
する旨説明したが、図14を参照して説明した、穿刺針
30の送り込み長さを測定する手法を採用し、その送り
込み長さとの関係で超音波ビームの焦点位置を変更して
もよい。尚、ここでは、図15,図16,図17を用い
て、穿刺針30の先端位置ないし送り込み長さに応じ
て、それぞれ、超音波の周波数、超音波送受信の周期、
超音波ビームの焦点位置を変更する技術について説明し
たが、これらはそれぞれに独立に実現してもよく、ある
いはそれらのうちの複数を組合せて同時に実現してもよ
い。あるいは、それらと、それらよりも前に説明した各
種の手法、例えば走査線の密度の変更や拡大領域の設定
等とを組み合わせて実現してもよい。
【0111】図18は、超音波振動子の二次元的な配列
を示す図である。これまでの説明は、超音波プローブ2
0に備えられた超音波振動子211は、特には限定して
いないものの、円弧状に一列に配列されていることを中
心にした説明であるが、超音波振動子211は二次元的
に配列されていてもよい。図18には、X方向とY方向
とに二次元的に配列された超音波振動子211が示され
ている。
【0112】図19は、超音波振動子が図18に示すよ
うに二次元的に配列された超音波プローブを用いて走査
を行なったときの走査領域を示した図である。この場
合、被検体内がX−X方向のみでなくY−Y方向にも走
査され、図19に示すような立体的な走査領域3を得る
ことができる。図20は、図面上では解りにくいが奥行
きを表現した立体画像を表わした図である。
【0113】図19に示すように立体的な走査領域3を
得ることができることに対応して、被検体内の立体的な
断層像を表示することができる。被検体内に穿刺針を刺
し込んだとき、その穿刺針はあらかじめ定められた通過
経路を辿るとは限らず、被検体内の組織の境界等でそれ
らの組織の固さの違い等により曲げられ、あらかじめ定
められた通過経路から外れた経路を進む場合があり、し
かもその経路の外れ方は図19に示すX−Z面内とは限
らずY方向に外れる場合もある。このようなとき、二次
元的な断層像を表示していたのでは、穿刺針先端がその
表示された画像から外れ穿刺針先端を十分視認できない
結果となるを招く場合がある。そこで、図18に示すよ
うな、超音波振動子211が二次元的に配列した超音波
プローブを用い、図19に示すような立体的な走査領域
3を得て、図20に示すような立体画像を表示すること
により、穿刺針先端がどの方向に曲げられても、その穿
刺針先端をきちんと視認し、他の組織に傷をつけないよ
うに注意を払うことができる。
【0114】尚、立体画像の生成には時間がかかるた
め、穿刺針先端近傍についてのみ立体画像を生成するこ
とが好ましい。画像生成領域を穿刺針先端近傍に限定す
る手法としては、これまでに説明した拡大画像のROI
指定の手法をそのまま採用することができる。また、こ
れまでに説明した各種の技術は特にその性質に反しない
限り、図19〜図20を参照して説明した立体画像の生
成の場合にもそのまま適用することができる。
【0115】尚、これまでに説明した全ての実施形態
は、配列された複数の超音波振動子を備えた超音波プロ
ーブを採用した例であるが、超音波診断装置に関し、複
数の超音波振動子を備える代りに、前面に音響レンズを
備えた1個の超音波振動子を備えその超音波振動子を機
械的に一次元的、あるいは二次元的に動かしながら超音
波を送受信することにより、被検体内を超音波で走査す
る技術も一般的に知られている。本発明においてもその
技術を採用して、これまで説明した各種の技術をその性
質に反しない限り実現してもよい。その性質に反する場
合としては、この技術を採用した場合、例えば音響レン
ズはその焦点が固定されているため、穿刺針の先端の位
置に応じて焦点を変更するという手法は実現が難しいこ
とになる。
【0116】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波診
断装置によれば、穿刺術に好適な画像を生成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブ
ロック図である。
【図2】図1に1つのブロックで示す送受信用メモリに
格納されたデータの概念図である。
【図3】複数の超音波振動子に印加される高電圧パルス
の遅延パターンを示した概念図である。
【図4】パルス幅および繰返し周期の異なる高電圧パル
スが超音波振動子に印加される様子を示した模式図であ
る。
【図5】ビームフォーマ部における、受信超音波ビーム
の形成の仕方を示す原理説明図である。
【図6】遅延パターンと、走査線の方向と、焦点位置と
の関係を示した説明図である。
【図7】超音波による被検体内部の走査の各例を示す模
式図である。
【図8】図1に示す観察用テレビモニタに表示される画
像の模式図である。
【図9】観察用モニタテレビに表示される画像の他の例
を示す模式図である。
【図10】図7(A)の円Aに囲まれた部分の内部構造
を示す模式図である。
【図11】図7(A)の円Aで囲まれた部分の内部構造
の他の例を示す模式図である。
【図12】超音波プローブ先端部分の模式図である。
【図13】図12に円Cで示された、穿刺針30の先端
部分の拡大断面図である。
【図14】ガイド部材22の、図7(A)の円Bに囲ま
れた部分の内部構造を示す模式断面図である。
【図15】超音波振動子から被検体内に向けて送信され
る超音波ビームの周波数分布を示す図である。
【図16】超音波振動子から被検体内に向けて送信され
る超音波ビームの送信の周期を示す図である。
【図17】超音波ビームのビーム形状を示す図である。
【図18】超音波振動子の二次元的な配列を示す図であ
る。
【図19】超音波振動子が二次元的に配列された超音波
プローブを用いて走査を行なったときの走査領域を示し
た図である。
【図20】奥行きを表現した立体画像を表わした図であ
る。
【図21】被検体内に穿刺針が刺し込まれている状態に
おける超音波プローブの模式図である。
【図22】被検体内に穿刺針が刺し込まれている状態に
おける超音波による画像例を示す図である。
【符号の説明】
1 被検体 2 走査線 3 走査領域 10 本体部 11 患部 20 超音波プローブ 21 本体部 22 ガイド部材 22a 案内孔 30 穿刺針 100 制御部 101 CPU部 102 ビームスキャン制御部 103 送受信用メモリ 200 アナログ処理部 201 送受信部 202 受信ディレイ制御部 203 ビームフォーマ部 204 コントロールインターフェイス部 205 アナログ信号処理部 206 ドプラシグナル処理部 207,208,209 制御ライン 211 超音波振動子 300 ディジタルスキャンコンバータ部 301 白黒用スキャンコンバータ 302 カラー用スキャンコンバータ 303 スクロールスキャンコンバータ 400 ドプラ処理部 401 パルス/連続波ドプラ解析部 402 カラードプラ解析部 500 表示制御部 600 生体信号アンプ部 701 操作パネル 702 タッチパネル 703 EL表示部 704 フロッピィディスク装置 705 プリンタ 706 VTR 707 観察用テレビモニタ 708 スピーカ 709 ECG電極ユニット 710 心音マイク 711 脈波用トランスデューサ 800 電源部 901 CPUバス 902 エコーバス 903 ビデオバス 7011,7012,7013,7015,7016,
… 操作子

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体内に延びる複数本の走査線それぞ
    れに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すことに
    より該被検体内を走査し、該走査により得られた受信信
    号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走査
    領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部とを備
    え、 前記送受信部が、前記走査領域内を所定の走査線密度で
    走査する第1の送受信モードと、前記走査領域のうち
    の、前記穿刺針の通過経路の一部もしくは全部を含む所
    定の第1の領域内について、前記走査領域のうちの、該
    第1の領域を除く第2の領域内よりも高い走査線密度で
    走査する第2の送受信モードとを有するものであること
    をを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 被検体内に延びる複数本の走査線それぞ
    れに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すことに
    より該被検体内を走査し、該走査により得られた受信信
    号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走査
    領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部とを備
    え、 前記送受信部が、前記走査領域内を所定の走査線密度で
    走査する第1の送受信モードと、前記走査領域のうち
    の、前記穿刺針の通過経路の一部もしくは全部を含む所
    定の第1の領域内について、前記第1の送受信モードに
    おける走査線密度よりも高い走査線密度で走査する第2
    の送受信モードとを有するものであることを特徴とする
    超音波診断装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の送受信モードと前記第2の送
    受信モードとを切り替える送受信モード切替操作子を備
    えた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。
  4. 【請求項4】 前記ガイド部材が前記本体部に着脱自在
    なものであって、前記超音波プローブが、前記ガイド部
    材の、前記本体部への着脱を検出するセンサを備え、 前記送受信部が、前記センサにより、前記ガイド部材
    の、前記本体部への装着が検出されるか否かに応じて、
    それぞれ、前記第2の送受信モードもしくは前記第1の
    送受信モードに切り替わるものであ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。
  5. 【請求項5】 前記センサが、前記ガイド部材の、前記
    本体部への着脱を検出するとともに、前記本体部に装着
    されたガイド部材の種別を判別するものであって、 前記送受信部が、前記ガイド部材の種別に応じて前記第
    1の領域を設定するものであることを特徴とする請求項
    4記載の超音波診断装置。
  6. 【請求項6】 前記穿刺針先端を振動させる振動機構を
    備え、 前記送受信部が、前記超音波振動子に伝播してきた前記
    穿刺針先端の振動を受信して該穿刺針先端位置を検出
    し、検出された穿刺針先端位置に基づいて前記第1の領
    域を設定するものであ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。
  7. 【請求項7】 前記超音波プローブが、前記穿刺針の、
    前記ガイド部材を通過する先端側の部分の長さを測定す
    るセンサを備え、 前記送受信部が、該センサにより測定された長さに応じ
    て前記第1の領域を設定するものであることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の超音波診断装置。
  8. 【請求項8】 前記画像生成部が、前記受信信号に基づ
    く画像に、前記穿刺針の通過経路をあらわす図形を重畳
    する機能を有し、 該超音波診断装置が前記画像に前記図形を重畳させるか
    否かを切り替える図形重畳切替操作子を備え、 前記送受信部が、前記図形重畳切替操作子が前記画像に
    前記図形を重畳させる側に切り替えられるか否かに応じ
    て、それぞれ、前記第2の送受信モードもしくは前記第
    1の送受信モードに切り替わるものであることを特徴と
    する請求項1又は2記載の超音波診断装置。
  9. 【請求項9】 前記画像生成部が、前記走査領域全域を
    あらわす第1の画像を生成する第1の画像生成モード
    と、該走査領域のうちの前記穿刺針の通過経路の少なく
    とも一部を含む一部領域からなる拡大領域、もしくは該
    走査領域全域からなる拡大領域をあらわす、被検体内の
    単位面積あたりの寸法が前記第1の画像よりも拡大され
    た第2の画像を生成する第2の画像生成モードとを有す
    るものであることを特徴とする請求項1又は2記載の画
    像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記第1の画像生成モードと前記第2
    の画像生成モードとを切り替える画像生成モード切替操
    作子を備えたことを特徴とする請求項9記載の超音波診
    断装置。
  11. 【請求項11】 前記ガイド部材が前記本体部に着脱自
    在なものであって、前記超音波プローブが、前記ガイド
    部材の、前記本体部への着脱を検出するセンサを備え、 前記画像生成部が、前記センサにより、前記ガイド部材
    の、前記本体部への装着が検出されるか否かに応じて、
    それぞれ、前記第2の画像生成モードもしくは前記第1
    の画像生成モードに切り替わるものであることを特徴と
    する請求項9記載の超音波診断装置。
  12. 【請求項12】 前記センサが、前記ガイド部材の、前
    記本体部への着脱を検出するとともに、前記本体部に装
    着されたガイド部材の種別を判別するものであって、 前記画像生成部が、前記ガイド部材の種別に応じて前記
    拡大領域を設定するものであることを特徴とする請求項
    9記載の超音波診断装置。
  13. 【請求項13】 前記穿刺針先端を振動させる振動機構
    を備え、 前記送受信部が、前記超音波振動子に伝播してきた前記
    穿刺針先端の振動を受信して該穿刺針先端位置を検出す
    るものであって、 前記画像生成部が、前記送受信部により検出された穿刺
    針先端位置に基づいて前記拡大領域を定めるものである
    ことを特徴とする請求項9記載の超音波診断装置。
  14. 【請求項14】 前記超音波プローブが、前記穿刺針
    の、前記ガイド部材を通過する先端側の部分の長さを測
    定するセンサを備え、 前記画像生成部が、該センサにより測定された長さに応
    じて前記拡大領域を設定するものであることを特徴とす
    る請求項9記載の超音波診断装置。
  15. 【請求項15】 前記画像生成部が、前記受信信号に基
    づく画像に、前記穿刺針の通過経路をあらわす図形を重
    畳する機能を有し、 該超音波診断装置が前記画像に前記図形を重畳させるか
    否かを切り替える図形重畳切替操作子を備え、 前記画像生成部が、前記図形重畳切替操作子が前記画像
    に前記図形を重畳させる側に切り替えられるか否かに応
    じて、それぞれ、前記第2の画像生成モードもしくは前
    記第1の画像生成モードに切り替わるものであることを
    特徴とする請求項9記載の超音波診断装置。
  16. 【請求項16】 被検体内に延びる複数本の走査線それ
    ぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すこと
    により該被検体内を走査し、該走査により得られた受信
    信号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走
    査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部と、 前記穿刺針先端を振動させる振動機構とを備え、 前記送受信部が、前記超音波振動子に伝播してきた前記
    穿刺針先端の振動を受信して該穿刺針先端位置を検出
    し、検出された穿刺針先端位置に応じた周波数の超音波
    ビームが形成されるように前記超音波振動子を駆動する
    ものであることを特徴とする超音波診断装置。
  17. 【請求項17】 被検体内に延びる複数本の走査線それ
    ぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すこと
    により該被検体内を走査し、該走査により得られた受信
    信号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走
    査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部と、 前記穿刺針先端を振動させる振動機構とを備え、 前記送受信部が、前記超音波振動子に伝播してきた前記
    穿刺針先端の振動を受信して該穿刺針先端を検出し、検
    出された穿刺針先端位置に応じた周期で超音波ビームが
    形成されるように前記超音波振動子を駆動するものであ
    ることを特徴とする超音波診断装置。
  18. 【請求項18】 被検体内に延びる複数本の走査線それ
    ぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すこと
    により該被検体内を走査し、該走査により得られた受信
    信号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走
    査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部と、 前記穿刺針先端を振動させる振動機構とを備え、 前記送受信部が、前記超音波振動子に伝播してきた前記
    穿刺針先端の振動を受信して該穿刺針先端位置を検出
    し、検出された穿刺針先端位置に応じて超音波ビームの
    焦点距離が変化するように前記超音波振動子を駆動する
    ものであることを特徴とする超音波診断装置。
  19. 【請求項19】 被検体内に延びる複数本の走査線それ
    ぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すこと
    により該被検体内を走査し、該走査により得られた受信
    信号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走
    査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部とを備
    え、 前記超音波プローブが、前記穿刺針の、前記ガイド部材
    を通過する先端側の部分の長さを測定するセンサを備
    え、 前記送受信部が、該センサにより測定された長さに応じ
    た周波数の超音波ビームが形成されるように前記超音波
    振動子を駆動するものであることを特徴とする超音波診
    断装置。
  20. 【請求項20】 被検体内に延びる複数本の走査線それ
    ぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すこと
    により該被検体内を走査し、該走査により得られた受信
    信号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走
    査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部とを備
    え、 前記超音波プローブが、前記穿刺針の、前記ガイド部材
    を通過する先端側の部分の長さを測定するセンサを備
    え、 前記送受信部が、該センサにより測定された長さに応じ
    た周期で超音波ビームが順次形成されるように前記超音
    波振動子を駆動するものであることを特徴とする超音波
    診断装置。
  21. 【請求項21】 被検体内に延びる複数本の走査線それ
    ぞれに沿う超音波ビームの送信と受信とを繰り返すこと
    により該被検体内を走査し、該走査により得られた受信
    信号に基づいて、該複数本の走査線により規定される走
    査領域内の画像を生成する超音波診断装置において、 被検体にあてがわれて該被検体内への超音波の送信と該
    被検体内で反射した超音波の受信とを行なう超音波振動
    子を有する本体部と、該被検体内に刺し込まれる穿刺針
    を案内するガイド部材とを備えた超音波プローブと、 複数本の走査線それぞれに沿って進む超音波ビームが順
    次に形成されるように前記超音波振動子を駆動するとと
    もに、該被検体内で反射して該超音波振動子に戻ってき
    た超音波を該超音波振動子で受信して受信信号を得る送
    受信部と、 前記受信信号に基づく画像を生成する画像生成部とを備
    え、 前記超音波プローブが、前記穿刺針の、前記ガイド部材
    を通過する先端側の部分の長さを測定するセンサを備
    え、 前記送受信部が、該センサにより測定された長さに応じ
    て超音波ビームの焦点距離が変化するように前記超音波
    振動子を駆動するものであることを特徴とする超音波診
    断装置。
  22. 【請求項22】 該超音波診断装置が、被検体内に延び
    る、立体的に配列された複数本の走査線それぞれに沿う
    超音波ビームの送信と受信とを繰り返すことにより該被
    検体内を走査し、該走査により得られた受信信号に基づ
    いて、該複数本の走査線により規定される立体的な走査
    領域内の画像を生成するものであることを特徴とする請
    求項1から21のうちいずれか1項記載の超音波診断装
    置。
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