JPS5920155A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波診断装置、特に超音波振動子を用い被検
体に向は超音波ビームの送受波を行い表示器上に被検体
断層面の診断画像を表示する超音波診断装置に関する。

近年、超音波を利用して診断を行う超音波診断装置が広
く用いられており、この超音波診断装置は体内の組織や
臓器が異なる音響的特性を有することを利用して被検体
に向は超音波ビームを送受波し、表示器上に被検体断層
面の診断画像を表示している。す々わち、超音波をごく
短時間だけ体内に放射すると、超音波が人体組織の中を
伝搬する途中で異なった組織の境界からその一部分が反
射して返ってくる。超音波が体内を伝搬するのに時間が
かかるため、超音波の発射点に近いところからの反射波
は早く、遠いところからの反射波は遅れて返ってくる。

超音波は波長が短いので一方向へ集中して放射すること
ができ、従って、このような超音波パルスの送受波を被
検体の所望断層面に沿って行えば、これら各超音波パル
スが体内を伝搬する途中で次々と発生する反射エコーを
検出１〜ブラウン管上に表示することにより、この超音
波パルスの走査により切断される被検体所定断層面の診
断画像をブラウン管上に表示させることができる。その
際、健全な組織と腫瘍等の異常組織とは音響的特性が異
なるので、ブラウン管上に表示されたパターンから、組
織内に存在する異常の有無およびその位置を知ることが
できる。

このよう妬して、ブラウン管上に表示された診断画像に
基づいて被検体の診断を行うに当だわ、診断の正確を期
するだめ、診断画像の所定領域における拡大画像を必要
とする場合が少なくない。

このだめ、ブラウン管上に表示されている診断画像から
所望の拡大領域を指定すると、その指定された領域の拡
大画像をブラウン管上に表示する超音波診断装置が従来
より使用されており、被検体の診断を行うに当たり、そ
の細部にわたり正確に徂（測できるため、診断の正確を
期する上でかなシの効果を発揮していた。しかし、この
ような従来の超音波診断装置は、ブラウン管上に被検体
断層面の診断画像を表示する場合と、この診断画像の所
望画像領域の拡大画像を表示する場合とのいずれの場合
においても、被検体に向けた超音波ビームの走査を同様
に行っていたため、拡大画像領域における超音波ビーム
の走査線密度が非常に粗くなり、ブラウン管上に表示さ
れる拡大画像は分解能が低い質の悪い画像となってし甘
う欠点があった。

更に従来の超音波診断装置は、ブラウン管上に原画像の
一部の領域を指定して得られる拡大画像と原画像とをリ
アルタイムで同時表示することができ々かったため、画
像表示される診断画像がリアルタイムで順次変動してい
く動態画像である場合、例えば１０体内の心臓組織を表
示させるような場合、ブラウン管上に拡大表示される拡
大画像が被検体断層面のどの組織を表示しているのかを
判断することが難しく、原画像に表示された被検体断層
面全体との関係で拡大画像表示された組織の一部の総合
的位置判断を正確に行うことが難しいという欠点があっ
た。

本発明はこのような従来の課題に鑑みなされたもので、
その目的は画像表示された原画像から所望の拡大画像領
域を指定することにより、高品質の拡大画像を原画像と
同時表示することができる超音波診断装置を提供するこ
とにある。

この目的達成のため、本発明の装置は超音波振動子を用
い被検体に向は超音波ビームの送受波を行い表示器上に
被検体断層面の診断画像を表示する超音波診断装置にお
いて、表示器上に表示された原画像から所望の拡大画像
領域を指定する指定回路と、前記振動子の超音波ビーム
の送受波を制御し被検体の原画像領域および拡大画像領
域に向けた超音波ビームの走査を交互に行わせるビーム
走査制御回路と、この超音波ビーム走査により得られた
受信エコーに基づいて表示器上に原画像および拡大画像
を同時表示する表示回路と、を備え、原画像内の所望の
画像領域を高品質の拡大画像として原画像と同時表示で
きることを特徴とする。

次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には、本発明の超音波診断装置の好適な実施例を
示すブロック図が示されており、本発明の超音波診断装
置は探触子ｌｏ内に配列された超音波振動子を用い被検
体に向は超音波ビームの送受波を行い、表示器１２上に
被検体断層面の診断画像を表示している。

第２図に示す画像１００は被検体の所望被検部位に向け
て超音波ビームをリニア電子走査することにより得られ
た診断画像であり、第３図に示す画像１００は被検体の
所望被検部位に向は超音波ビームをセクタ走査すること
により得られた診断画像である。

本発明の特徴は、このような超音波診断装置において、
表示器１２上に表示された原画像１００がら所望の拡大
領域１０２を指定する指定回路１４と、探触子１０上に
配列された振動子による超音波ビームの送受波を制御す
ることにょシ被検体の原画像領域および拡大画像領域に
向は超音波ビーム走査を交互に行わせるビーム走査制御
回路１６と、この超音波ビーム走査により得られた受信
エコーに基づいて表示器］２上に原画像１００および拡
大画像］０４を開時表示する表示回路１８と、を設けた
ことにあり、これにより原画像１００内の所望の画像領
域］０２を高品質の拡大画像１０４として原画像１００
と同時表示することを可能としたものである。

実施例においては、原画像１００上に表示される拡大位
置表示マークＡを指定回路１４を用いて所望の拡大画像
領域１０２にセットすることにより、表示器１２のブラ
ウン管上には原画像１００と、この拡大画像領域１０２
における拡大画像１０４とが同時に表示されることとな
るＯ このような原画像１００と拡大画像１０４とを同時表示
するに当たり、本発明の装置は振動子による被検体に向
けた超音波ビームの送受波を制御することにより、被検
体の原画像領域および拡大画像領域に向は超音波ビーム
走査を交互に行わせているため、拡大画像１０４を高品
質の画像として表示することが可能となる。

すなわち、このように、被検体の原画像領域および拡大
画像領域に向は超音波ビーム走査を交互に行うことによ
り、原画像領域および拡大画像領域をそれぞれ走査する
超音波ビームの走査線密度、特に拡大画像領域を走査す
る超音波ビームの走査線密度を、良好な分解能をもって
拡大画像１０４を表示するために必要な程度にまで、高
めることが可能となる。しかも、このように原画像領域
および拡大画像領域に向は超音波ビーム走査を交互に行
うことにより、原画像領域および拡大画像領域のそれぞ
れに対し最適のフォーカシング調整を行いつつ超音波ビ
ーム走査を行うことができるだめ、原画像１００および
拡大画像１０４をその深さ方向に対し十分な分解能をも
った高品質の画像として表示することが可能となる。

第４図には、被検体に向は超音波ビームをリニア電子走
査することにより、第２図に示すような原画像１００お
よび拡大画像１０４を画像表示する場合の電子走査の一
例が示されている。実施例において、被検体へ向けた超
音波ビームの走査は被検体の原画像領域１００°および
拡大画像領域１０２“に対して交互に行われる。すなわ
ち、表示器１２のブラウン管上に原画像１００および拡
大画像１０４の１画面を完像するに当たり、まず被検体
の原画像領域１０釘に超音波ビームを送受波し、次に拡
大画像領域１０２°に向は超音波ビームの送受波を行う
。そして、このような超音波ビームの送受波を原画像領
域１００°と拡大画像領域１０２′とに交互に行いなが
ら、原画像領域１００′および拡大画像領域１０２′に
対してリニア電子走査を行う。従って、実施例の診断装
置においては、診断画像１画面を完像するために走査す
る超音波ビームの走査本数を２ｎ　本とすれば、原画像
１００をｎ本の受信エコーに基づいて画像表示すること
ができ、拡大画像１０４を同様にｎ本の受信エコーに基
づいて画像表示することができる。このため、表示器１
２上に画像表示する両画像１００．１０４　　は十分な
画像情報を基にしだ分解能の高い画像として表示される
こととなる。

まだ本実施例の装置においては、被検体の原画像領域１
００゛および拡大画像領域１０２′のそれぞれに対して
画像領域に応じたフォーカシングを行っている。実施例
の場合においては、被検体の原画像領域１００′および
拡大画像領域１０２′をそれぞれ深さ方向に複数に分割
し、第５図に示すタイミングに従い分割されたこれら各
観測領域に向けそれぞれフォーカシング調整された複数
回の超音波ビームの送受波を行い、各深さ領域からの反
射エコーを用いて全深さ領域に対し良好な分解能をもつ
１本の受信エコーを合成している。このようにすること
により、表示器１２上のブラウン管に表示される原画像
１００と拡大画像１０４はいずれも深さ方向に対し極め
て良好な分解能を示すこととなり、被検体の診断を行う
に当たって非常に有効な情報を得ることが可能となる。

なお実施例の診断装置においては、被検体の原画像領域
および拡大画像領域に向けた超音波ビームの走査を１回
ごとに交互に行っているが、本発明はこれに限らず、例
えば、原画像領域に対し２回、拡大画像領域に対し１回
の超音波ビー五〇走査を交互に行う構造としてもよい。

第６図には、以上説明した本発明の超音波診断装置の詳
細なブロック図が示されている。

第７図は表示器１２のブラウン管上における画には拡大
画像１０４が画像表示されている。

ここにおいて、表示器１２のブラウン管上に表示された
原画像１００から所望の拡大画像領域を指定する作業は
、指定回路１４内の拡大位置指定スイッチ２０を操作し
て、原画像１００内に表示されている拡大位置表示マー
クＡを所望の拡大画像領域１０２にセットしてやればよ
い○実施例の指定スイッチ２０は、第８図に示すように
、アップスイッチ、ダウンスイッチ、ライトスイッチ、
レフトスイッチの組合せをもって表示マークＡを原画像
１、　ＯＯ内において上下左右に自由に移動させる構造
となっているだめ、原画像１００内における所望の拡大
画像領域１０２を容易に指定することが可能であるＯ このようにして、拡大位置指定スイッチ２０を操作する
と、その操作信号は表示領域番地発生部２２に入力され
、表示マークＡによって囲まれた拡大画像領域１０２０
基準番地を設定する。この番地発生部２２において設定
された基準番地は、原画像１００′の基準番地とともに
拡大位置表示発生部２４に入力され、拡大位置表示信号
および原画像位置表示信号に変換された後、表示回路１
８に入力される。まだこの表示領域番地発生部２２にて
設定されたこれらの基準番地は、ビーム走査制御回路１
６内の主制御部３０にも入力され、ここにおいて、各種
の制御信号に変換され出力される。

主制御部３０は、入力された基準番地に従い振動子によ
る超音波ビームの送受波を制御し、被検体に向けた超音
波ビームの走査を被検体の原画像領域１００’および拡
大画像領域１０２”に対し交互に行わせる。すなわち、
この主制御部３０は、番地発生部２２から入力される原
画像１０００基準番地および拡大画像１０４０基準番地
に従い、送受信位置切換部３２に向は超音波ビーム走査
信号を出力するとともに送受信位相制御部３４に向はフ
ォーカシング信号を出力している。

送受信位置切換部３２は、主制御部３０から出力される
超音波ビーム走査信号に基づいて、探触子］Ｏ上に配列
された振動子群による超音波ビームの送受波を制御して
、被検体の原画像領域１００′および拡大画像領域１０
２゛に向けた超音波ビームの走査を、第４図に示すよう
に、交互に行わせる。

そして、送受信位相制御部３４はこのような超音波ビー
ムの走査を行うに当たり、被検体の原画像領域１００′
および拡大画像領域１０２“のそれぞれに対して画像領
域に応じたフォーカシングを行っている。すなわち、本
実施例の超音波診断装置は、前述したように、深さ方向
に対し良好な分解能を有する１本の受信エコーを得るだ
めに被検体の観測領域をその深さ方向に複数に分割し、
その深さに合わせてフォーカシング調整が行われた超音
波ビームを複数回送受波している。

このような超音波ビームの走査により得られた原画像領
域１００°の受信エコーおよび拡大画像領域１０２゛の
受信エコーは表示回路１８内に入力され、増幅検波部３
６にて増幅検波された後、Ａ／Ｄ　　コンバータ３８を
介して原画像メモリ４０に入力され、同時にＡ／Ｄ　コ
ンバータ４２を介して拡大画像メモリ４４に入力される
。

ここにおいて、原画像メモリ４０には被検体の原画像領
域１００”からの受信エコーのみを書き込み記憶する必
要があシ、また拡大画像メモリ４４には、被検体の拡大
画像領域１０２′からの受信エコーのみを書き込み記憶
する必要がある。このため、主制御部３０から原画像書
込制御部４６および拡大画像書込制御部４８に向は制御
信号が入力されており、原画像書込制御部４６はこの制
御信号に従い、Ａ／Ｄコンバータ３８．原画像メモリ４
０を制御して、増幅検波部３６を介して得られる受信エ
コーのうち原画像領域１００′からの受信エコーのみを
原画像メモリ４０内に書き込み記憶させる。

まだ拡大画像書込制御部４８は同様にして主制御部３０
−からの制御信号に従い、増幅検波部３６から出力され
る受信エコーのうち拡大画像領域３．０２゜からの受信
エコーのみを拡大画像メモリ４４内に書き込み記憶させ
る。

そして、このように原画像メモリ４０．拡大画像メモリ
４４のそれぞれに入力された受信エコーは画像合成部５
０に向は読み出される。とこにおいて、各メモ１Ｊ４０
，４４から受信エコーを読み出すに当たシ、この読出を
これらメモリ４０．４４内への受信エコーの書込を妨げ
るととなく行う必要がある。このため、本実施例の装置
においては、主制御部３０から原画像読出制御部５２お
よび拡大画像読出制御部５４に向は制御信号が出力され
ており、原画像読出制御部５２は原画像メモリ４０内に
書き込み記憶されている受信エコーの読出を拡大画像メ
モリ４４内への受信エコーの書込が行われているタイミ
ングと同期をとって行う。

逆に拡大画像読出制御部５４は拡大画像メモリ４４から
の受信エコーの読出を原画像メモリ４０内への受信エコ
ーの書込が行われているタイミングと同期をとって行う
。このようにすることにより、各メモリ４０．４４内へ
の受信エコーの書込を妨げることなく、各メモリ４０．
４４からの受信エコーの読出を行うと七ができる。

画像合成部５０は、このようにして各メモｌノ４０゜４
４から読み出された受信エコーを拡大位置表示発生部２
４から出力される表示信号に従い画像合成し、Ｄ／Ａ　
コンバータ５６へ出力する。Ｄ／Ａコンバータ５６はこ
のようにして入力された信号をデジタル信号からアナロ
グ信号に変換し表示器１２へ向は出力し、表示器１２上
には、このＤ／Ａコンパ〜り５Ｇから出力されるアナロ
グ信号に従い、第７図に示すように、被検体の原画像領
域から得られる原画像１００とその拡大領域から得られ
る拡大画像１０４とが表示される。

本発明は以上の構成からなり、次にその作用を説明する
。

まず探触子１０の振動子面を被検体の所望被検部位に接
触させた状態で振動子面から被検体に向けて超音波ビー
ムを走査する。これにより、表示器１２のブラウン管上
には被検体断層面の診断画像１００が表示される。

このように、表示器１２上に表示された診断画像１００
内の所望の領域の拡大画像を画像表示させる場合には、
拡大位置指定スイッチ２０を操作することにより、原画
像１００内の所望の拡大画像領域１０２に表示マークＡ
をセットする。これにより、探触子１０の振動子面から
被検体の原画像領域１００’および拡大画像領域１０２
’のそれぞれに向は超音波ビームが第４図に示すように
、交互に走査され、表示器１２上には第２図に示すよう
に、原画像１００とその拡大画像１０４とが同時表示さ
れることとなる。

ここにおいて、本発明の装置は被検体に向けた超音波ビ
ームの走査を原画像領域１００°および拡大画像領域１
０２’に対し交互に行い、被検体の原画像領域１００”
および拡大画像領域１０２’、とりわけ拡大画像領域１
０２°に対する超音波ビームの走査を十分高い密度とな
るよう制御しているため、原画像１００および拡大画像
１０４はいずれも極めて分解能の高い良好な画質の画像
として表示器１２のブラウン管上に同時表示することが
可能となる。しかも、本実施例においては、両画像の超
音波ビームの走査を行うに当たり、各画像領域の深さに
応じて好適なダイナミックンオーカシングヲ行っておシ
、得られる原画像１００および拡大画像１０４はその深
さ方向に対しても極めて良好な分解能を示し、これら両
画像を基にして被検体の正確な診断を行うことが可能と
なる。

また本発明の装置においては、表示器１２のブラウン管
上に原画像１００とこの原画像の所定領域の拡大画像１
０４とを同時表示しているため、例えば心臓の断層面を
表示する場合のように、被検体断層面の診断画像が常に
変化する場合においても、その拡大画像１０４を常に原
画像１００との対応において観測することができ、拡大
画像１０４内に示される被検部位の位置の同定および細
部の観察を極めて容易にかつ正確に行うことが可能とな
る。

以上説明したように、本発明によれば、表示器上に表示
された診断画像から所望の拡大領域を任意に指定するこ
とによシ、その画像領域を高品質の拡大画像として原画
像と同時表示すると、！ニア；ｊてきる。従って、本発
明の装置を用い被検体の診断を行うことにより、被検体
の診断を細部にわたシ正ゲ６に行うことができ、しかも
、この拡大画像を原画像と同時表示しているため、画像
が経時的に変化する動態画像のような場合であっても、
拡大画像の変化を原画像全体の変化との関係から総合的
に観察することができ、診断を極めて正確かつ容易に行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波診断装置の好適な実施例を示す
ブロック図、第２図および第３図は第１図に示すブロッ
ク図の表示器上に表示される診断画像の説明図、第４図
は本発明の原理を示す説明図、第５図は超音波ビーム走
査とこの超音波ビームのフォーカシングのタイミングを
示すタイミングチャート図、第６図は本発明の超音波診
断装置の具体的な実施例を示すブロック図、第７図は第
６図に示す表示器に表示される画像説明図、第８図に１
、第６図に示す装置の拡大位置指定スイッチの説明図で
ある１、 １２・・・表示器　　　　　１４・・・指定回路１６・
・・ビーム走査制御回路 １８・・・表示回路　　　　１００・・・原画像１０４
・・・拡大画像。 出願人　　　アロカ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）超音波振動子を用い被検体に向は超音波ビームの
   送受波を行い表示器上に被検体断層面の診断画像を表示
   する超音波診断装置において、表示器上に表示された原
   画像から所望の拡大画像領域を指定する指定回路と、前
   記振動子の超音波ビームの送受波を制御し被検体の原画
   像領域および拡大画像領域に向けた超音波ビームの走査
   を交互に行わせるビーム走査制御回路と、この超音波ビ
   ーム走査により得られた受信エコーに基づいて表示器上
   に原画像および拡大画像を同時表示する表示回路と、を
   備え、原画像内の所望の画像領域を高品質の拡大画像と
   １〜て原画像と同時表示できることを特徴とする超音波
   診断装置。 （２、特許請求の範囲（１）記載の装置において、ビー
   ム走査制御回路は、被検体の原画像領域および拡大画像
   領域のそれぞれに対して画像領域に応じたフォーカシン
   グを行い、深さ方向に対する各画像の分解能を改善した
   ことを特徴とする超音波診断装置。