JPH1133027A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 体腔内において超音波診断を行う場合に、超
音波画像を見てもどちらが体表側であるか判断できなか
った。 【解決手段】 体腔内用超音波探触子１２の他に体外マ
イクロフォン１４を設ける。体外マイクロフォン１４は
体腔内用超音波探触子１２から放射された超音波を検出
する。その検出信号に基づきピーク検出部３４が基準方
位を判定する。その基準方位は、マーカーとして超音波
画像に合成表示される。体外マイクロフォン１４に代え
て体外送波器を用いることもできる。この場合、体腔内
用超音波探触子１２では自己が送波した超音波の他に体
外送波器から送波された超音波が受波されることにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特に体腔内で超音波の送受波を行う超音波超音波探
触子を備えた超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】体腔内に挿入される超音波探触子として
は、カテーテル状で血管に挿入される細径超音波探触子
や食道を介して胃に挿入される超音波内視鏡探触子など
がある。これらの体腔内超音波探触子は、超音波の送受
波を行う超音波振動子を有する。その超音波振動子の機
械的な走査や電子走査によって、超音波ビームをラジア
ル走査すると円形の走査面（エコーデータ取り込み領
域）を形成できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波診断装置において、体腔内超音波探触子を利用し
て取得されたエコーデータを超音波画像として画像表示
すると、どの方位が被検者の腹側であるのか、あるいは
背中側であるのか、即座に判断できないという問題があ
った。勿論、他の臓器が画像化されているような場合に
は医学的な知識から超音波画像の上下方向をおよそ把握
可能であったが、常に超音波画像の向きを把握すること
は困難であった。例えば、胃の中の超音波診断であれ
ば、体表側から胃を圧迫することによって超音波探触子
の先端部を間接的に動かし、その際の超音波画像の動き
を見ることによって超音波画像の基準方位を認識するこ
とも行われていたが、そのような措置は煩雑であり、ま
た診断部位によっては適用できない。

【０００４】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、体腔内での超音波診断によっ
て超音波画像を形成する場合に、その超音波画像の基準
方位を認識できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、超音波の
送受波を行う超音波振動子を備え、その超音波振動子に
て形成される超音波ビームが回転走査される体腔内用超
音波探触子と、前記体腔内超音波探触子からの受信信号
に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、体表
に当接して使用され、前記超音波振動子で発生された超
音波を補助的に受波するマーカー用受波手段と、前記マ
ーカー用受波手段からの受波信号に基づいて前記超音波
画像上における基準方位を判定する基準方位判定手段
と、を含むことを特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、体腔内用超音波探触子
が例えば血管、食道、尿管などの体腔へ挿入され、その
挿入状態で超音波ビームの回転走査が実行される。これ
は、超音波振動子の機械的回転あるいはアレイ振動子の
電子走査によって達成される。

【０００７】勿論、超音波ビームが３６０度回転される
場合のみならず、一定の角度範囲内で回転走査されるよ
うな場合にも本発明を適用できる。

【０００８】その走査状態において、体外配置されたマ
ーカー用受波手段で間欠的に超音波が受波される。その
受波タイミングなどを計測することによって、超音波画
像上における基準方位が判定される。ここで、基準方位
は、例えば、マーカー用受波手段が存在している方位で
あり、あるいはそれを基準として認定される所定方位で
ある。なお、マーカー用受波手段としては、音響ピック
アップ、サウンドマイク、超音波探触子などが挙げられ
る。

【０００９】本発明によれば、体腔内を画像化した超音
波画像上において基準方位を把握できるので、疾病部位
を簡単に特定できるなどの利点を得られる。

【００１０】本発明の望ましい態様では、前記基準方位
を表すマーカーを前記超音波画像に挿入するマーカー生
成手段を含む。マーカーは、例えばカーソル像である。

【００１１】本発明の望ましい態様では、前記基準方位
に基づいて前記超音波画像を回転させる画像回転処理手
段を含む。例えば、基準方位が常に上になるように超音
波画像を回転表示させてもよい。

【００１２】本発明の望ましい態様では、前記基準方位
判定手段は、各方位における前記受波信号の強度を比較
して基準方位を判定する。この場合、信号強度のピーク
がある方位がマーカー用受波手段の存在する方位と判定
され、あるいは基準方位と判定される。

【００１３】（２）上記目的を達成するために本発明
は、第１超音波の送受波を行う第１の超音波振動子を備
え、その第１の超音波振動子にて形成される超音波ビー
ムが回転走査される体腔内用超音波探触子と、前記体腔
内超音波探触子からの受信信号に基づいて超音波画像を
形成する画像形成手段と、体表に当接して使用され、前
記第１の超音波振動子による第１超音波の送波とは別に
第２超音波の送波を行う第２の超音波振動子を備えた体
外用超音波探触子と、を含み、前記第１の超音波振動子
ではそれ自身が送波した第１超音波に加えて前記第２の
超音波振動子が送波した第２超音波が受波されることを
特徴とする。

【００１４】体腔内用超音波探触子の第１の超音波振動
子では、超音波ビームが所定方位になると、自己が送波
した超音波の他に体外用超音波探触子が送波した超音波
も受波されることになる。よって、例えば後者の超音波
の受信タイミングを認識して、基準方位を判定できる。
体外用超音波探触子は例えば送信専用の超音波探触子で
あってもよい。第１の超音波と第２の超音波の互いの周
波数を変えれば、第２の超音波の受波を簡単に識別でき
る。勿論、同じ超音波であっても、超音波画像上で体外
用超音波探触子の配置方位の画像輝度が高くなるなどの
変化が現れるので、そのような手法によっても基準方位
を判定できる。

【００１５】本発明の望ましい態様では、前記体腔内超
音波探触子からの受信信号から前記第２超音波の受波成
分を抽出する抽出手段と、前記抽出された受波成分に基
づいて基準方位を判定する方位判定手段と、を含む。

【００１６】上記同様に、判定された基準方位を表すマ
ーカーを超音波画像上に表示してもよく、あるいはその
基準方位に従って超音波画像を回転させる処理を行って
もよい。なお、本発明は、断層画像（Ｂモード画像）及
びドプラ画像のいずれの画像の形成に当たっても適用で
きる。

【００１７】

【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。

【００１８】図１には、本発明に係る超音波診断装置の
好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を
示すブロック図である。

【００１９】この実施形態に係る超音波診断装置は、大
別して、装置本体１０と、その装置本体１０にケーブル
によって接続される体腔内用超音波探触子１２と、装置
本体１０にケーブルによって接続される体外マイクロフ
ォン１４と、で構成される。体腔内用超音波探触子１２
は、例えば生体の食道内に挿入される超音波探触子であ
り、あるいは血管内に挿入される超音波探触子である。
もちろん、それら以外の他の部位を診断する場合にも本
発明を適用できる。体腔内用超音波探触子１２は、操作
部１６と、生体内に挿入される挿入部１８と、で構成さ
れ、挿入部１８の先端には図示されていない超音波振動
子が設けられている。この先端部にて超音波ビームが挿
入部１８の軸方向と直交する方向に形成され、かつその
超音波ビームが回転走査される。

【００２０】体外マイクロフォン１４は生体の体表面に
当接して使用されるものであり、生体内からの超音波を
受波する手段として機能する。体外マイクロフォン１４
は例えば音響ピックアップやサウンドマイクなどを内蔵
している。この体外マイクロフォン１４として超音波振
動子を備えた超音波探触子を利用することもできる。

【００２１】装置本体１０において、タイミング信号発
生器２０によって送信タイミング信号１００が生成され
る。この送信タイミング信号１００は送信回路２２に供
給される。その送信タイミング信号のタイミングで送信
回路２２が送信パルスを出力する。この送信パルスは体
腔内用超音波探触子１２の超音波振動子に供給され、こ
れによって超音波が生体内で放射される。その超音波振
動子にて受波された超音波エコーは受信信号となって受
信回路２４に入力される。この受信回路２４は増幅器や
検波器等を有するものである。送信回路２２及び受信回
路２４は送受信制御部２６によって制御されている。受
信回路２４による受信信号処理によって超音波画像が形
成され、その画像信号は画像形成部２８に送られる。こ
の画像形成部２８は例えばデジタルスキャンコンバータ
（ＤＳＣ）で構成される。

【００２２】一方、体外マイクロフォン１４から出力さ
れる検出信号はアンプ３０によって増幅された後、検波
器３２に送られる。タイミング信号発生器２０からゲー
ト信号１０２が検波器３２に出力されており、検波器３
２では、そのゲート信号１０２が表すゲート期間内にお
いて検出信号の検波を行っている。ここで、ゲート信号
１０２は送信タイミング信号の発生から所定の診断距離
までの区間を表すものである。検波後の検出信号はピー
ク検出部３４に入力される。このピーク検出部３４は、
各方位間での検出信号のピークを検出する回路である。
すなわち、各方位についての検出信号がこのピーク検出
部３４で比較され、最も検出レベルの高い方位がこのピ
ーク検出部３４によって判定される。ピーク検出部３４
でピーク検出されると、そのピーク検出部３４からマー
カー信号１０４が画像形成部２８へ出力される。これに
よって超音波画像に後に示すマーカーの像が合成され、
その合成画像が表示器３６に表示されることになる。

【００２３】したがって、上記構成によれば、ラジアル
走査によって形成される超音波画像上において、体外マ
イクロフォン１４が設けられている方位を基準方位とし
てマーカー像によって常に認識できるので、例えば疾病
部位の位置等を容易に把握できるという利点がある。

【００２４】図２には、体腔内用超音波探触子１２の一
例が示されている。この例では、挿入部１８がチューブ
１９と回転軸２１とで構成され、その回転軸２１の先端
に単一の超音波振動子からなる単振動子４０が配置され
ている。回転軸２１を回転させることによって単振動子
４０が回転され、これによって超音波ビームがラジアル
走査される。この際、特定の方位においては単振動子４
０から放射された超音波が体外マイクロフォン１４にて
観測されることになり、上述したようにその観測結果に
基づいて基準方位が判定される。

【００２５】図３には、体腔内用超音波探触子１２の他
の例が示されている。この例においては挿入部１８の先
端にアレイ振動子４２が設けられている。このアレイ振
動子４２は挿入部１８の円周方向に沿って配列された複
数の振動素子で構成されるものであり、そのアレイ振動
子４２を電子走査することによって超音波ビームがラジ
アル走査される。この例においても上記同様に特定の方
位において超音波がマイクロフォン１４にて観測され、
その観測結果に基づいて基準方位が判定される。

【００２６】ちなみに、体腔内用超音波探触子１２が食
道に挿入され、胃の中で超音波診断を行う場合には、体
外マイクロフォン１４は例えば腹部体表面に当接して使
用される。その一方、体腔内用超音波探触子１２が例え
ば心臓から伸びる大動脈に挿入されるような場合には体
外マイクロフォン１４はその大動脈近傍の胸部体表面上
に当接して使用される。この場合、体外マイクロフォン
１４の受波面が肋骨間に臨むように位置決めするのが望
ましい。

【００２７】上述した実施形態では検出信号のピークを
検出することによって基準方位が判定されていたため、
例えば超音波ビームに一定の広がりがあるような場合に
おいてもピーク検索によってそのビームの中心を精度良
く判定することができる。但し、他の手法によって基準
方位を判定してもよい。ちなみに、超音波ビームの向き
と体外マイクロフォン１４の位置関係によっては明確に
ピーク検出を行えないような場合があるが、その場合に
は体外マイクロフォン１４の位置や向きを適宜変化させ
ればよい。

【００２８】図４には、表示器３６に表示される超音波
画像２００の一例が示されている。画像形成部２８によ
って超音波画像２００にはマーカー表示２０２が合成さ
れている。このマーカー表示２０２は例えば矢印の記号
で構成され、その記号を認識することによって超音波画
像上において体外マイクロフォン１４の位置すなわち基
準方位を容易に認識することができる。

【００２９】ちなみに、上述のように基準方位が確認さ
れた時点で、その基準方位の垂直方向からのずれの角度
を求め、その角度分だけ超音波画像を回転させることも
できる。すなわち、図５に示すように、画像ローテーシ
ョン２０４によって基準方位を常に垂直方向に位置決め
するものである。すなわち、上記構成によれば、体外マ
イクロフォン１４の利用によって基準方位を取得し、そ
の基準方位をベースとして各種の画像処理を行うことが
可能である。

【００３０】図６には、他の実施形態が示されている。
この実施形態に係る超音波診断装置は、大別して、装置
本体４４と、体腔内用超音波探触子１２と、体外送波器
４６と、で構成されるものである。すなわち、図１に示
した実施形態では体外マイクロフォン１４が用いられて
いたが、この実施形態では体外送波器４６が利用されて
いる。この体外送波器４６は、超音波振動子を内蔵した
送波器等を用いることができ、あるいは超音波探触子そ
のものを利用してもよい。何れにしても、この体外送波
器４６によって連続的に超音波が送波される。

【００３１】したがって、体腔内用超音波探触子１２に
おいては、その先端部において超音波の送受波が行われ
るが、その超音波エコーの受波に当たっては自己が放射
した超音波の他に、体外送波器４６から放射された超音
波も受波されることになる。送信回路５２は、体外送波
器４６に対して送信信号を供給しており、これによって
上述したように連続して超音波が体内に放射される。

【００３２】体腔内用超音波探触子１２は上述した実施
形態と同様の構成であり、送信回路５４から一定のパル
ス間隔で送信パルスが供給される。また、体腔内用超音
波探触子１２から出力された受信信号は受信回路５６に
入力され、所定の受信信号の処理を経た後、超音波画像
を表す信号が画像形成部５８に入力され、表示器６０に
おいてその超音波画像が表示される。送受信制御部５０
は送信回路５２，５４及び受信回路５６の制御を行って
いる。

【００３３】図６に示す構成では、画像形成部５８によ
って形成される、超音波画像上の特定の方位において体
外送波器４６から放射された超音波の影響が現れること
になる。すなわち、図７に示すように、超音波画像２０
０上では基準方位に相当する方位において他の超音波の
混入による混入領域２０６が見られることになる。例え
ば、この領域は他の領域よりも輝度が高く表現されるこ
とになる。もちろん、この混入領域２０６のみを自動判
別してその領域に対して着色を施してもよい。

【００３４】図６に示す実施形態では、体腔内用超音波
探触子１２から出力される受信信号をそのまま処理して
超音波画像として表示させていたが、例えば体外送波器
４６からの超音波の受波成分を分離抽出して、その成分
に基づいて基準方位を判定し、例えば図４に示したよう
な表示を行ってもよい。この場合には、例えば体腔内用
超音波探触子１２で送受波される超音波の周波数と体外
送波器４６から送波される超音波の周波数とを異なら
せ、周波数弁別によって２つの受信信号を区別して取り
扱ってもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
体腔内での超音波診断によって超音波画像を形成する場
合に、その超音波画像の基準方位を明確に認識すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波診断装置の実施形態を示
すブロック図である。

【図２】 体腔内用超音波探触子の一例を示す図であ
る。

【図３】 体腔内用超音波探触子の他の例を示す図であ
る。

【図４】 マーカー表示を示す説明図である。

【図５】 画像ローテーションを示す説明図である。

【図６】 本発明に係る超音波診断装置の他の実施形態
を示すブロック図である。

【図７】 他の実施形態による超音波画像の表示例を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 装置本体、１２ 体腔内用超音波探触子、１４
体外マイクロフォン、２８ 画像形成部、３４ ピーク
検出部、４６ 体外送波器。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波の送受波を行う超音波振動子を備
   え、その超音波振動子にて形成される超音波ビームが回
   転走査される体腔内用超音波探触子と、 前記体腔内超音波探触子からの受信信号に基づいて超音
   波画像を形成する画像形成手段と、 体表に当接して使用され、前記超音波振動子で発生され
   た超音波を補助的に受波するマーカー用受波手段と、 前記マーカー用受波手段からの受波信号に基づいて前記
   超音波画像上における基準方位を判定する基準方位判定
   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、 前記基準方位を表すマーカーを前記超音波画像に挿入す
   るマーカー生成手段を含むことを特徴とする超音波診断
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、 前記基準方位に基づいて前記超音波画像を回転させる画
   像回転処理手段を含む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、 前記基準方位判定手段は、各方位における前記受波信号
   の強度を比較して基準方位を判定することを特徴とする
   超音波診断装置。
5. 【請求項５】 第１超音波の送受波を行う第１の超音波
   振動子を備え、その第１の超音波振動子にて形成される
   超音波ビームが回転走査される体腔内用超音波探触子
   と、 前記体腔内超音波探触子からの受信信号に基づいて超音
   波画像を形成する画像形成手段と、 体表に当接して使用され、前記第１の超音波振動子によ
   る第１超音波の送波とは別に第２超音波の送波を行う第
   ２の超音波振動子を備えた体外用超音波探触子と、 を含み、 前記第１の超音波振動子ではそれ自身が送波した第１超
   音波に加えて前記第２の超音波振動子が送波した第２超
   音波が受波されることを特徴とする超音波診断装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、 前記体腔内超音波探触子からの受信信号から前記第２超
   音波の受波成分を抽出する抽出手段と、 前記抽出された受波成分に基づいて基準方位を判定する
   方位判定手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。