JPS6382631A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、超音波を用いて生体内の情報と得る超音波
診断装置に係り、特に生体内での局所的な超音波音速を
計測し、その２次元分布を画像化する機能を有した超音
波診断装置に関する。

（従来の技術） 近年、超音波診断法に対して、画像の定量化の要求が高
まっている。画像の定量化は、臓器疾患特に腫瘍の鑑別
診断において有効と考えら几ている。パルス反射法を用
いた生体内の音速計測についても、最近いくつかの方法
が提案されている。

第４図は、本発明者らによって考案された生体内局所音
速測定法を示したものである・これは、図のよ巧に体表
に強い指向性を持った４つの超音波トランスデューサ、
すなわち送信用超音波トランスデューサ４１．４２Ｊお
よび受信用超音波トランスデューサ４３．４４を配置し
たものである。送信用超音波トランスデユーサ４１から
送信された超音波が、Ａ点にて反射し、受信用超音波ト
ランスデューサ４３　Ｋで受信されるまでの時間をｔｌ
ｌ　、送信用超音波トランスデュサ４１から送信された
超音波が、Ｂ点にて反射し、受信用超音波トランスデュ
ーサ４４に受信されるまでの時間をｔ１２、全く同様に
して、送信用超音波トランスデユーサ４２から送信され
た超音波が、０点及びＤ点にて反射し、受信用超音波ト
ランスデュ〜す４４．４３に受信されるまでの時間をｔ
２２　、　ｔ２１とする。したがって、関心領域内の伝
搬時ＩＷＩ△ｔを、距離ＡＢ　＋　ＢＣ十〇五十瓦金伝
搬する時間であるとすると、６℃は、上記４ｔｌｉｌ類
の伝搬時間ｔｌｌ、ｔ１２、ｔ２２　、　ｔ２１を用い
て。

乙ｔ　＝　ｔ１２　　ｔｌｌ　＋ｔ２１　　”２２と厳
密に求捷る。この伝搬時間Δｔを利用して、関心領域内
の局所音速ＣＯが。

のよ・うに求まる＠ここで％ｄｏは、受信用超音波トラ
ンスデユーサ４３．４４の間隔、θ０は送信ビーム角で
ある。この方法は、機械的あるいは電気的に実現可能で
あり、生体の体表脂胞層や筋肉層の影響を、はとんど受
けずＶＣ関心領域内の局所音速の計測ができる０さらに
・関心領域を移動させることにより、生体内の２次元音
速分布が求まる。しかし、深さ方向の関心領域の移動全
送信ビームの角度を変化させておこなう場合、関心領域
は深さとともに縦長となり、音速計測０分解能が劣化す
るという問題がある。

（発明か解決しようとする問題点ン このように従来においては、関心領域を移動させて音速
計測を行なう場合、分解能が劣化すると゛いう問題点が
ある。

本発明の目的は、生体内の局所的な超音波音速を関心領
域を移動させながら採取し、生体内のどの領域において
も、高分解能な音速分布計測を可能とした超音波診断装
置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明゛は、上記目的を達成するため、関心領域をいく
つかの小領域に分割し、その分割間隔ごとに関心領域の
深さ方向の移動を行ない、関心領域で得られた音速値と
、そこまでに得られた各小領域の音速値を逐次利用する
ことによって、より高分解能な音速計測を実現する。そ
の際に、音速既知のカブラ−材を利用して、小領域の音
速の初期値を与えてもよいし１本発明者らが考案した方
式による体表付近の音速計測値を初期値としてもよい。

（作用） 関心領域内の超音波ビームの伝搬距離ｋｌｏ　とし、関
心領域を、例えば３分割し念場合、各小領域内の超音波
ビームの伝搬距離はｌｏ／３となる。

したがって、関心領域（ＡＩ３ＣＤ）内の局所音速全Ｃ
ｔ　（１）、内部の小領域の音速をそれぞれＣ１、０２
。

Ｃ３とすると、伝搬時間の関係から、 を得る０℃式をＣ３について解くと、 となる。ここでＣ１，Ｃｕ２が既知であるとすると、関
心領域（ＡＢ（３Ｄ）の局所音速値と上式より、　０３
が求まる０同様のことを、関心領域（Ａ’　Ｂ’　Ｃ’
　Ｄ’　）　。

（Ａ“Ｂ＃Ｃ＃Ｄ“）についてもおこなえば、などから
、Ｃ４、Ｃ５が逐次求まる。このような計、Ｋｋ深さ方
向にくシかえずことにより、関心領域なる。

（実施例） 第１図は１本発明の一実施例に係る超音波診断装置の要
部の構成を示すものである。図に示すように２つの送信
用超音波トランスデユーサ１１．１２と、２つの受信用
超音波トランスデユーサ１３゜１４が用意され、生体表
面に装着さｎている。スイッチ回路１５で、送信用超音
波トランスデユーサ１１が選ばれると、送信回路１６か
ら供給される電気的、駆動バルクが生体内に送信され、
生体内のＡ点、Ｂ点で反射された超音波が、受信用超音
波トランスデユーサ１３．１４でそれぞれ受信されて、
電気信号に変換され、受波信号となる０これらの受波信
号はＡ／Ｄ変換器１７にてディジタル信号化されて、メ
モリ１９に蓄積される０ここまでの操作をスイッチ回路
１５金切りかえることによって計４回行ない、得られた
４種類の受波信号波形は、音速演算回路２０に送られ、
伝搬時間計算後１局所音速値が推定される。

一方、トランスデユーサ制御器２２によって、送信用超
音波トランスデユーサ１１．１２の間隔及び送信ビーム
角が制御さ１、関心領域の−深さ方向の移動が実現され
る。また、送信用及び受信用超音波トランスデューサ１
１．１２．１３．１４は１体表面と平行′な方向にも移
動可能となっており、以上、２種類の移動方式の組み合
わせにより、関心領域の２次元的移動が可能となる。こ
のように、各関心領域について採取された局所音速値は
、２次元音速分布表示装置２１にて２次元画像化される
０以上の一連の操作は、すべてコントロール回路１８に
よってコントロールされているＯ 次に、関心領域内の各小領域の音速値を求める方法につ
いて詳細な説明を行なう。第２図は、原理図であり、関
心領域を３分割した場合を示している。受信用超音波ト
ランスデユーサの間隔ｆ　ｄｏ。

送信ビーム角を００とすると、関心領域（ＡＢＣＤ）の
深さ方向の長さは。

ｄｏ　／　ｔａｎθ０ である。したがって、関心領域を３分割する場合の深さ
方向の移動間隔ｄｙ３は。

ｄｙ３　＝　　劃はコ丁 とすればよい。関心領域内の超音波ビームの伝搬距離ｋ
　ｌｌｏとすると、各小領域内の超音波ビームの伝搬距
離はｌＯ／３となる。したがって、関心領域（ＡＢＣＤ
Ｉ内の局所音速ｆ　Ｃｔ（１）、内部の小領域の音速全
そｎぞれＣ１，（！２、Ｃ３とすると、伝搬時間の関係
から、 ？得る。上式を０３について解くと、 となる。ここで０１．Ｃ２が既知であるとすると。

関心領域（ＡＢＣＤＩの局所音速値と上式より、　Ｃ３
が求まる。同様のことを、関心領域（Ａ’　Ｂ’　（！
’　Ｄ’　）　。

（Ａ’　Ｂ’　Ｃ′ＤＩ）についても行なえば。

などから、Ｃ１、Ｃ５が逐次求まる。このような計算を
深さ方向にくりかえすことにより、関心領域の主の大き
さの分解能で音速分布計測が可能となる。一般に関心領
域ｉＮ分割する場合も、全く同様に扱うことができる。

その場合Ｎ番目の小領域の音速Ｏｎは、 １＝　　ニー−０□や、−１，＋−や−１０ｎ　　　Ｃ
！ｔ（ｎ−Ｎａｉｌ　　　　　０ｎ−ＮａＩ　　　　　
Ｃｎ−’２　０ｎ−１と書ける０したがってＣ１，Ｃ，
２，・・・、（Ｎ−１が既知であれば、逐次Ｃｎを求め
ることができる。この時。

関心領域の深さ方向の移動間隔ｄｙＮは、ｄＹＮ”　　
Ｎｔａｎθ。

となる。このような操作により、音速分布計測の深さ方
向の分解能ｉＮ倍となる。

第３図は、関心領域の深さ方向の移動を送信ビームの角
度を変化させて行なう場合に、上述した方法を適用した
ものである。いま基準となる小領域の深さ方向の長さｅ
ｌを １１：ａｏ／ｌａｎθ１ とする。また、関心領域の深さ方向の長さがｌｌの１倍
となるような送信ビーム角を０１とする。

θ１を固定したまま関心領域を深さ方向に移動する範囲
において、上述した方法の１分割の場合を適用すれば、
深さ方向の分解能はｇｌのまま音速分布計測が可能と々
る。

また、関心領域を構成する４点Ａ、　Ｂ、　Ｏ，Ｄ　　
において、超音波ビームを収束させることにより、伝搬
時間の計測精度は増すと考えられるが、そＤためにはあ
る程度大きな開口を持つ超音波トランスデューサが必要
となる。したがって、受信超音波トランスデー−ザ間隔
ｄｏは、あまり小さくてもまずく関心領域を小さくする
ことには限度がある０このような場合にも、上述した分
割方法を適用することによシ、さらに、高分解能化が可
能となる。

なお、以上のべた例において、関心領域の移動方法は、
超音波トランスデューサを機械的に動かしてもよいし、
ＰＣ４型トランスデューサを用いて電子的にビームを偏
向することにより実現してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、生体内の２次元
音速分布を高分解能で計測し、画像化することができる
０従って本発明の超音波診断装置は生体内の臓器疾患、
特に限局性疾患の鑑別診断において極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係る超音波診断装置の構
成図、第２図は、本発明の原理図、第３図は、送信ビー
ム角を変化させて関心領域金深さ方向に移動する場合に
本発明全適用した図、そして第４図は、本発明者らによ
って考案さ几たパルス反射法による生体内局所音速の計
測原理を説明するための図である。 １１、１２・・・送信用超音波トランスデユーサ、１３
．１４・・・受信用超音波トランスデユーサ、１５・・
・スイッチ回路、１７・・・Ａ／Ｄ変換器、１８・・・
コントロール回路、１９・・・メモリ、２０・・・音速
波′ば回路、２１・・・２次元音速分布表示装置、２２
・・トランスデューサ制御器。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 生体内の関心領域に超音波を送信するための異なる位置
   に配置された２つの送信用超音波トランスデューサと、
   これらの送信用超音波トランスデューサから送信され、
   前記関心領域で反射された超音波を受信するよう配置さ
   れた２つの受信用超音波トランスデューサと、前記送信
   用超音波トランスデューサから送信された超音波が、前
   記生体内の関心領域の異なる点で反射された後、前記受
   信用超音波トランスデューサで、それぞれ受信されるま
   での時間の差を計測し、局所的な音速を求める手段を備
   えた超音波診断装置において、前記関心領域を複数の小
   領域に分割し、その分割間隔ごとに前記関心領域を移動
   させて、この関心領域の音速値を求めるとともに、この
   音速値と、それまでに求められた前記小領域の音速値と
   から前記関心領域移動分の小領域の音速を求めるように
   したことを特徴とする超音波診断装置。