JPS63130054A

JPS63130054A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPS63130054A
Application number: JP27621286A
Authority: JP
Inventors: 祐司近藤
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1988-06-02
Also published as: JPH0324868B2

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】［産業上の利用分野］本発明は超音波診断装置、特に異なる周波数の超音波を
生体内に送受信してその断層像を正確に画像表示する超
音波診断装置に関する。

［従来の技術］被検体に超音波を送受波し被検体内の断層像を画像表示
する超音波診断装置が周知であり、人体に無害で簡単な
検査方法にて実施することができることから、近年各種
の診断に多く用いられている。

第５図には、従来の超音波診断装置の概略構成が示され
ており、探触子１０から超音波が被検体１２に向けて送
波され、被検体１２内から反射されたエコーは探触子１
０を介して送受信器１４に供給される。そして、送受信
器１４の出力は所定増幅率の増幅器１６を介して検波器
１８に供給され、この検波器１８にて必要な信号成分だ
けが取り出される。この検波器１８の出力はＤＳＣ（デ
ジタルスキャンコンバータ）２０に入力されており、こ
こで画像表示のための処理が行われた後に、表示器２２
にＭモードあるいはＢモードの画像が表示される。

特に、Ｂモード表示は被検体内の断層像を表示するもの
であり、所望部位の実際臓器の形態的な表示ができるこ
とから診断に極めて有効な情報を提供できる。

［発明が解決しようとする問題点］このような断層像を画像表示する超音波診断装置では、
被検体内における臓器の形状や臓器内のある程度の状態
を観察することはできるが、被検体内の定量的な表示を
することは困難であるという問題があった。

このため、臓器あるいは臓器内に存在する物質、例えば
腫瘍等の堅さや性質を知るための正確な情報を全て画像
上に表示することまでには至っておらず、被検体内に存
在する物質の判別が容易にできる情報をそのまま表示す
る超音波診断装置が望まれている。

従来では、このような定量的な情報の画像表示が部分的
に行なわれており、例えば物質を超音波が伝搬する際に
受ける減衰を調べることにより、被検体内の正確な情報
を得るようにしている。

一般に、被検体内を通過する超音波は、その組織の密度
あるいは質量が高い程、また超音波が高周波になればな
る程減衰が大きく、単位周波数光たりにどれ程の減衰が
生じるかで定めた量、つまり周波数減衰定数（以下ＦＤ
Ａという）が物質及び超音波周波数により変化する。従
って、従来では超音波診断装置にて得られた受信信号の
周波数分布等から、所定物質のＦＤＡが推定されており
、必要な限定領域のＦＤＡを求めて数値化することが行
なわれている。

しかしながら、限定された関心領域のみのＦＤ八へ値表
示は、断層像から画像診断する場合の補助的な情報とし
てはある程度意味があるが、初期、診断としての役割を
持つ超音波診断ではこの数値による診断の利用度が低い
。また、この数値表示は限定された領域ごとにしか得ら
れず、全領域にわたる広い領域での定量的な情報を得る
ことは時間的に困難であるという問題があった。

従って、被検体内の一部についてをＦＤＡ数値表示する
のではなく、定量的な表示を加えた被検体内のそのまま
を正確に画像表示することが要望されている。

発明の目的本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的は、ＦＤＡを全ての診断領域でリアルタイムに
推定し、このＦＤＡ情報を画像表示する超音波診断装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段及び作用］前記目的を達
成するために、本発明は、異なる周波数の複数個の超音
波を送受信する送受信器と、所定の２個の超音波を用い
て得られた受信信号の強度差を演算する差演算器と、こ
の差演算器の出力を微分する微分器と、を有し、前記微
分器出力から推定される周波数依存減衰定数を全ての走
査領域において画像表示することを特徴とする。

すなわち、異なる周波数ｆ。、ｆｌについて、周波数ｆ
　の超音波にて得られた受信信号をＡ（ｒ）、周波数ｆ
１の超音波にて得られた受信信号をＡ　　（ｒ）とする
と、距離ｒ　から「ｌまでＯのＦＤＡは、次式のように定義することができる。

Ｄ（ｒ、１’）（ｒｌ　　−１’ｏ）　　（Ａｏ（ｒｏ）　　　ＡＩ（
ｒｏ）１・・・　（１）この（１）式は、図に表わすと、第２図のようになり、
距＃ｒ　において受信信号Ａ　（「）とＡｏ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　０１（ｒ）との差を１
００、距離「１において受信信号Ａ　　（ｒ）とＡＩ　
（ｒ）との差を２００とすると、ＦＤＡは２００−１０
０／　（ｆｌ−ｆｏ）１００となる。従って、差１００
と差２００が等しいときは、減衰がない場合であり、差
２００が差１００に対して大きい程減衰量は大きくなる
。

そして、Ａ　　（ｒ）　−Ａｔ　（ｒ）をＢ　（ｒ）と
すると、前記（１）式は次式のように置き換えることか
できる。

（ｆｌ　−ｃｏ）　　・Ｂ（ｒｏ）　　　　ｒｌ　−ｒ
。

（ｆ’ｌ　　−Ｔｏ）　　争　Ｂ　（ｒｏ）　　　　　
　　ｄ　　ｒ前記（２）式から明らかなように、前項が
初期値を含む一定値となり、後項が微分値となるので、
この微分値を求めることによってＦＤＡを推定すること
ができる。

そして、この微分値は２個の周波数超音波の受信信号か
ら連続的に演算することができるので、実時間にて容易
にＦＤＡによる断層像表示が可能となる。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には超音波診断装置において被検体内に超音波を
放射してＦＤＡ演算を行うまでの回路構成が示されてお
り、本発明では、２個の受信信号を用いてＦＤＡ演算を
行うため、いづれの方法であっても送受信される超音波
は多周波から成ることが必要である。

従って、送受信器２４は２個の周波数信号を発振してお
り、信号切換器２６を介して探触子１０に供給している
。従来の診断装置でも複数の周波数の超音波を送受信す
る多周波断層像形成装置が存在しており、例えば、特願
昭５８−２４５３９６に詳細に記されている。

そして、送受信器２４にて得られた２個の受信信号は、
直交検波器２８ａ、２８ｂに供給され、ここで参照波信
号によって復調されることになり、直交検波器２８ａで
は周波数ｆ　の信号、直交検波器２８ｂでは周波数ｆ１
の信号がかけられる。

従って、送受信器２４にて得られた２個の超音波による
受信信号がそれぞれ取り出されることになる。

例えば、第３図に示されるように、送受信器２４から供
給される受信信号を図（ａ）に示されるスペクトルとす
ると、参照波周波数ｆ。＝　　ｆｌによって復調された
ときには、周波数ｆ　の場合は図（ｂ）、周波数ｆ１の
場合は図（ｃ）に示される０周波数の信号成分（ＤＣ成
分）が取り出されることになる。

従って、直交検波器２３ａ、２８ｂから出力される２個
の受信信号は異なる周波数の超音波にて得られる情報を
含む信号となる。そして、この受信信号は９０度位相の
異なる２個の参照信号にて直交検波される。

この直交検波器２８からの２個の出力信号は、２個のＡ
／Ｄ変換器３０．３１にてデジタル信号に変換され、そ
の後にＲＯＭから成る絶対値演算器３２に供給される。

この絶対値演算器３２では、前記２個の信号から絶対値
が演算され、この絶対値信号は移動平均回路３４に供給
されて被検体情報を得るための受信信号の平均値が求め
られる。

このような演算処理をリアルタイムで行うためには、前
記Ａ／Ｄ変換器３０．３１を２０ＭＨ２程度の速度とし
、この場合には前記移動平均回路３４のは２μｓ程度の
平均とすれば良いことになる。

以−Ｌのようにして求められた周波数ｆ。、ｆｌの超音
波による受信信号の平均値は、それぞれ被検体内の情報
を含んだ信号であり、端子ａ、ｂに出力される信号はＤ
ＳＣに供給すればそれ自体で断層像を形成できる信号で
ある。しかし、これらの処理信号では、ＦＤＡの正確な
演算値による画像表示にはならない。

そこで、本発明ではこれらの２個の処理信号の差をとっ
て更に微分することにより、ＦＤＡをリアルタイムで求
めるようにしており、ここに本発明の特徴がある。

すなわち、ＦＤＡを演算するために、差演算器３６、微
分器３１１１．ＦＤＡ演算器４０が設けられており、移
動平均回路３４の２個の出力の差を演算し、この差信号
を微分演算すると、前述した（２）式の後項ｄＢ（ｒ）
／ｄｒが求められる。

そして、ＦＤＡ演算器４０にて（２）式の前項のΔｒ／
　（ｆ、−ｆｏ）　・Ｂ（ｒｏ）が与えられて最終的な
ＦＤＡが演算される。

このＦＤＡｎ３％を信号波形で説明すると、第４図に示
されるようになる。

図において、（ａ）には同一走査方向における周波数ｆ
。とｆｌの受信信号が示され、この場合は診断距離が深
くなる程、周波数ｆ１の受信信号の方が減衰量が多くな
っている。そして、これら２個の信号の差が（ｂ）に示
され、この差信号の微分信号が（Ｃ）に示されている。

この微分信号はＦＤＡであって距離方向における微小区
間での減衰量を表わしており、これによって被検体内の
定量的な情報を画像表示することが可能となる。

このようにして得られたＦＤＡ信号は前述したＤＳＣ２
０を介して表示器２２に供給され、このＦＤＡ信号にて
断層像を表示することができる。

また、この断層像をカラー表示にして通常の信号処理に
て形成された断層像に重ねて表示することもでき、この
ようにすれば、定量的な情報を形態像としての断層像に
明瞭に表示することができる。

更に、ＦＤＡの数値を選択的に指定された部分について
従来のように表示することもでき、短時間にＦＤＡ情報
を得ることが可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、２個の受信信号
の差をとってこの差信号を微分演算するようにしたので
、ＦＤＡを超音波走査領域の全てにういて求めることが
でき、断層像の定量的な画像表示をリアルタイムで行う
ことが可能となる。

従って、被検体内の臓器あるいは組織の硬さやその性質
などを容易に判断することができ、超音波画像診断で有
益な情報を得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置において被検体内
に超音波を放射してＦＤＡ演算を行うまでの回路を示す
ブロック図、第２図はＦＤＡ演算の原理を説明するグラフ図、第３図
は２個の超音波にて得られた受信信号を復調したスペク
トラムを示す説明図、第４図はＦＤＡ演算における信号変換を示す波形図、第５図は従来の超音波診断装置の回路構成を示すブロッ
ク図である。１０　・・・　探触子２２　・・・　表示器２４　・・・　送受信器２６　・・・　信号切換器２８　・・・　直交検波器３６　・・・　差演算器３８　・・・　微分器４０　・・・　ＦＤＡ演算器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）周波数の異なる複数個の超音波を送受信する送受
信器と、所定の２個の超音波を用いて得られた受信信号
の強度差を演算する差演算器と、この差演算器の出力を
微分する微分器と、を有し、前記微分器出力から推定さ
れる周波数依存減衰定数を全ての走査領域において画像
表示す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、推定
された周波数減衰定数による断層像をＢモード形成され
た断層像に重ねて画像表示することを特徴とする超音波
診断装置。