WO2002039901A1

WO2002039901A1 - Dispositif de diagnostic ultrasonore

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Publication number: WO2002039901A1
Application number: PCT/JP2001/009987
Authority: WO
Inventors: Takashi Mochizuki
Original assignee: Aloka Co., Ltd.
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2002-05-23
Also published as: US20030032882A1; DE60129925D1; US6875177B2; ATE369794T1; KR20020071019A; EP1249208A4; EP1249208B1; JPWO2002039901A1; JP4138480B2; DE60129925T2; KR100851587B1; EP1249208A1

Description

明細書超音波診断装置技術分野本発明は、超音波診断装置（Ultrasonic Di agnosti c Apparatus) に関し、特に三次元（3 D ) エコーデータ取込空間を形成する超音波診断装置に関する。背景技術三次元超音波画像を形成する超音波診断装置が実用化されている。かかる超音波診断装置は、超音波ビームの電子走査を行うための複数の振動素子を備えたァレイ振動子ュニッ卜、及び、そのアレイ振動子ュニットを機械的に走査する機械走査機構、等を備えている。そのような構成を利用して、複数の走査面からなる三次元ェコ一データ取込空間が形成される。三次元ェコ—データ取込空間内で取得された多数のエコーデータに基づいて、三次元超音波画像（例えば、投影画像）が形成される。上記の走査面は、超音波ビームの電子走査によって形成され、換言すれば、複数の超音波ビーム（音線）によって構成される。よって、三次元エコーデータ取込空間は、超音波ビームの集合体（超音波ビームアレイ）である _c 一方、複数の振動素子が二次元配列された 2 Dアレイ振動子を利用して、三次元エコーデータ取込空間を形成する他の超音波診断装置も提案されている。この装置では、超音波ビームの二次元の電子走査によって（振動子の機械走査を行うことなく）、三次元エコーデータ取込空間が形成される。ところで、最近、超音波コントラス卜剤（超音波造影剤）を生体組織（例えば血管）内に注入し、その超音波コントラス卜剤からのエコーを画像化する超音波診断装置が実用化されている。通常、組織からのエコーに比べて、血液からのェコ一は微弱である。一方、超音波コントラス卜剤からのエコーは比較的強い。その性質を利用して、血管が画像化される。具体的には、コントラス卜剤は、多数のマイクロバプル（所定構造をもった微小気泡）によって構成される。マイクロバブルに超音波が到達すると、マイクロバブルが破裂又は消失するが、それと同時に、歪んだ反射波（エコー）が生じる。そのエコーの基本波成分あるいは高調波成分を用いて超音波画像が形成される。超音波コン卜ラス卜剤を構成するマイクロバブルの破裂又は消失の前後で取得された 2つのエコーデータの比較を行えば、あるいは、超音波コントラス卜剤の移動の前後で取得された 2つのエコーデータの比較を行えば、超音波コン卜ラス卜剤の存在又は挙動などを明瞭に画像化することが可能である。一般に、超音波コン卜ラス卜剤の注入は、生体組織への注入開始後から一定期間にわたって継続的に行われる。同一のビームァドレスで取得された 2つのデ一タ（エコーデ一夕あるいは画素デ一夕）の比較を行う場合において、それ.ら 2つのデータ間の時間間隔があまり大きいと、超音波コントラスト剤を的確に画像化することが難しくなる。例えば、血管内のある局所部位において、超音波の 1回目の照射によって超音波コントラス卜剤が破裂又は消失した後に、直ちに 2回目の超音波の照射が行われず、血流の流れによってその局所部位に超音波コン卜ラスト剤が十分補充されてから、 2回目の超音波の照射を行っても、 1回目の照射時のデータと 2回目の照射時のデータの差分は大きくならない。更に説明すると、従来において、上記の三次元エコーデータ取込空間を形成する場合には、上記のように、走査面が一定速度で走査（例えば機械走査）されるこの場合、走査面の走査 1回当たり、例えば 1秒を要する。よって、走査面の 2 回の連続走査を行った場合において、同一のビ一厶ァドレスにおいて得られる 2 つのデータの時間間隔は例えば 1秒となる。その結果、 2つのデータの対比等によって、瞬時現象を検知することが難し〈なる。発明の開示本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、三次元ェコーデ一夕取込領域を形成するための新しい超音波ピ一ムスキャン方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、超音波コントラス卜剤の挙動又は変化 ¾超音波画像として表示する場合における最適な超音波ビームスキャンを提供することにある。本発明の他の目的は、三次元デ—タ取込領域内における瞬時現象を計測できるようにすることにある。

( 1 ) 上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、ビームァドレスアレイに対して複数のァドレスグループを設定するグループ設定手段と、前記各ァドレスグル一プごとに反復的にビー厶ァドレス選択を行いながら、前記ビ —厶ァドレスアレイを構成する複数のビ一厶ァドレスを選択するための反復的シ —ケンスを設定するシーケンス設定手段と、前記シーケンス設定手段によつて設定された反復的シーケンスに従って、ビームァドレスを選択するァドレス選択手段と、前記ァドレス選択手段によって選択されたビー厶ァドレスにおいて超音波ビームを形成するビ一ム形成手段と、前記超音波ビームの形成によって得られたエコーデータに基づいて、超音波画像を形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、ビームァドレスアレイに対する一連のァドレス選択の過程において、アドレスグループごとに、反復的にビ一ムアドレスが選択される。よつて、同じビームァドレスにおいて取得される複数のエコーデ一ダの時間間隔を従来方法よりも短くすることができる。ァドレスグループの設定方法を変えれば、前記時間間隔を自在に可変することもできる。望ましくは、前記ビ一厶ァドレスアレイを構成する複数のビ一厶ァドレスにおし、て前記超音波ビームを形成することにより三次元エコーデータ取込空間が形成され、前記超音波画像は、前記三次元エコーデータ取込空間を表す画像である。望ましくは、前記三次元ェコ一データ取込空間は複数の部分空間に区分され、前記各ァドレスグループが前記各部分空間に相当する。望ましくは、前記各部分空間は 1又は複数の走査面によって構成され、前記各走査面は、電子走査方向において順番に形成される複数の超音波ビームによって構成される。望ましくは、前記画像形成手段は、同じビームアドレスにおいて一定時間を隔てて取得された 2つのェコ—データを用いて、前記一定時間内の変化を表す超音波画像を形成する。望ましくは、前記画像形成手段は、前記 2つのエコーデータに関連する差分演箅を行う差分演算器を有する。

例えば、差分演算器は、 2つのエコーデータについての差分演算、あるいは、 2つのエコーデータから算出された 2つの画素データについての差分演算を行う ₍ 望ましくは、前記超音波画像は、生体に注入された超音波コン卜ラス卜剤を表す画像である。望ましくは、前記ビーム形成手段は、前記超音波ビームを電子走査するための一次元アレイ振動子を備えた振動子ュニッ卜と、前記振動子ュニッ卜を機械走査する機械走査機構と、を含む。望ましくは、前記機械走査機構は、前記反復的シーケンスに従って、前記振動子ユニットを機械走査する。望ましくは、前記機械走査機構は、前記振動子ュニッ卜を機械走査方向へ前進運動させる途中で当該振動子ュニットを段階的に後進運動させる。望ましくは、前記ビーム形成手段は、二次元アレイ振動子を含み、前記超音波ビームが二次元的に電子走査される。望ましくは、前記ビーム形成手段は、前記超音波ビームを第 1走査方向へ走査して走査面を形成し、その走査面の形成位置を第 2走査方向へ前進させ、前記走査面の形成位置を第 2走査方向へ前進させる過程で、前記各ァドレスグループに対応した区間ごとに前進が反復される。望ましくは、前記複数のアドレスグループは、前記ビームアドレスアレイに対してマ卜リックス状に設定される。望ましくは、前記各アドレスグループは、複数のビームアドレス列によって構成され、前記各ビー厶ァドレス列ごとに超音波ビームが電子走査される。望ましくは、前記各ァドレスグループは、前記ビームァドレスアレイ上においてランダム的に設定された複数のビームァドレスによって構成される。望ましくは、前記ビ一ムァドレスアレイは複数の受信ビームァドレスによって構成され、前記各アドレスグループにおいては、 1回の送受信当たり、 1つの送信ビームが形成され、且つ、複数の受信ビームが同時形成される。

( 2 ) また、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、二次元のビームアドレスアレイに対して複数のアドレスグループを設定する設定部と、前記各ァドレスグループごとに反復的にビー厶ァドレスを選択しながら、前記ビームァドレスアレイを構成する複数のビ一ムァドレスを選択するためのシーゲンスを設定するシーケンサと、前記シーケンサによって設定されたシーケンスに従つて、ビームァドレスを選択するァドレスコント口一ラと、前記ァドレスコントローラによつて選択されたビームアドレスにおいて超音波ビ一ムを形成するビームフ才一マと、前記超音波ビームの形成によって得られたエコーデータに基づいて、超音波画像を形成する画像形成部と、を含むことを特徴とする。望ましくは、前記各アドレスグループごとに、それに属する複数のビームアドレスを順番に選択する工程が少なくとも 2回繰り返される。望ましくは、前記ビームァドレスアレイは、複数の受信ビームァドレスによつて構成され、前記各アドレスグループごとに、それに属する複数の受信ビームァドレスを一括して選択する工程が少なくとも 2回繰り返される。

( 3 ) また、上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、超音波コントラス卜剤が注入された生体組織内に三次元エコーデータ取込空間を形成する超音波診断装置において、前記三次元エコーデータ取込空間に複数の部分空間を設定する手段と、前記各部分空間ごとに超音波の送受波を複数回繰り返しながら前記三次元エコーデータ取込空間に対するビームスキャンを行う手段と、前記各部分空間ごとに複数回の超音波の送受波を行つて得られるエコーデータに基づいて、前記超音波コン卜ラス卜剤の存在又は挙動を表す部分画像を形成する手段と、前記複数の部分空間についての部分画像を合成して超音波画像を形成する手段と、を含むことを特徴とする。

( 4 ) また、上記目的を達成するために、本発明に係る方法は、三次元エコーデ一夕取込空間を形成するための超音波ビームの二次元走査方法であって、前記三次元ェコーデータ取込空間に対して複数の部分空間を定める工程と、前記各部分空間を複数回ずつ選択しながら前記複数の部分空間を順番に選択するシーケンスを設定する工程と、前記シ一ケンスに従つて前記超音波ビ一厶を二次元走査する工程と、を含むことを特徴とする。図面の簡単な説明図 1は、実施形態に係る三次元エコーデータ取込用超音波探触子の要部を示す概念図である。

図 2は、 n個のビームアドレス（ビームアドレスアレイ）を示す図である。図 3は、従来のァドレス選択用シーケンスを説明するための図である。

図 4は、実施形態に係るァドレス選択用シーケンスを説明するための図である, 図 5は、他の実施形態に係るァドレス選択用シーケンスを示す図である。

図 6は、更に他の実施形態に係るァドレス選択用シーケンスを説明するための図である。

図 7は、実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。

図 8は、 1つの送信ビームに対して複数の受信ビームが同時形成される場合におけるァドレス選択用シーケンスを説明するための図である。好適な実施形態以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図 1は、超音波診断装置が有する三次元エコーデータ取込用超音波探触子 1 0 の概略的な構成を示す斜視図である。三次元エコーデータ取込用超音波探触子 1 0は、アレイ振動子ュニッ卜 1 2と, 機械走査機構 1 3と、図示されていない位置検出器と、を有する。アレイ振動子ュニッ卜 1 2は、直線状に配列された複数の振動素子からなるアレイ振動子（図示せず）を有している。そのアレイ振動子を用いて超音波ビーム 2 4が電子走査される。図 1に示す電子走査は電子リニア走査である。電子走査の方式としては、その他に電子セクタ走査などがある。超音波ビーム 2 4の電子走査によって、走査面 2 2が形成される。図 1において、走査面 2 2は矩形である。一方、電子セクタ走査が行われる場合には、走査面 2 2はセクタ状となる。通常、 1回の送受信で、 1つの送信ビームと 1つの受信ビームが形成される。但し、 1つの送信ビー厶（ブロード送信ビーム）に対して、複数の受信ビームが同時形成されてもよい。これについては後述する。機械走査機構 1 3は、アレイ振動子ュニッ卜 1 2の機械的な走査を行う機構である。機械走査機構 1 3は、駆動モータ 1 6と、送りネジ 1 4と、軸受部 1 8と, を有する。送りネジ 1 4に軸受部 1 8が取り付けられている。その結合関係により、駆動モ一夕 1 6を一方方向に回転させると、アレイ振動子ユニット 1 2が Z 方向における一方方向（正方向）に運動し、また、駆動モータ 1 6を他方方向に回転させると、アレイ振動子ュニッ卜 1 2が Z方向における他方方向（負方向）に運動する。後述のように、機械走査機構 1 3は、アレイ振動子ュニッ卜 1 2を Z方向において前進運動させる場合に、その途中における各段階で後進運動させる。つまり、バックステッチ（backstitch) に似た機械走査が実行される。アレイ振動子ュニッ卜 1 2の送受波面（図 1において下面）を生体の表面に直接的に接触させてもよいし、その送受波面と生体の表面との間にカップリング液体を介在させてもよい。後者の場合、カップリング液体は、超音波探触子 1 2のケース（図示せず）内に収容される。後述するように、 2 Dアレイ振動子を用いれぱ、上記の機械走査に代えて電子走査を行える。つまり、超音波ビームを X方向及び Z方向の両方向において電子走査することができる。超音波探触子 1 2は生体の表面に当接して用いられるのが望ましいが、食道、直腸、血管などの管状の組織に挿入されてもよい。診断対象は人体であるのが望ましいが、人体以外の動物であってもよい。以上のように、超音波ビーム 2 4の電子走査（第 1走査）及び走査面 2 2の機械走査（第 2走査）がなされる。一般に、，電子走査は、機械走査よりも極めて高速である。電子走査を繰り返し行いながら、それと並行して、機械走査を実行すると、三次元エコーデータ取込領域 2 0が形成される。三次元データ取込領域 2 0は、多数の走査面 2 2の集合体とみなせる。図 1において、三次元データ取込領域 2 0は立方体である。一方、電子セクタ走査が用いられる場合、三次元データ取込領域はおおよそ角錐形状となる。ちなみに、図 1において、 Y方向は超音波ビーム 2 4に沿った深さ方向であり、 X方向は電子走査方向（第 1走査方向）である。 Z方向は機械走査方向（第 2走査方向）である。図 2には、二次元的なビームァドレスアレイ 3 0が示されている。このビームァドレスアレイは、 X— Z面上に構成される。図 2においては、各ビームァドレス（超音波ビームの形成中心点）が黒点によって表されている。具体的には、ビ —ムァドレスアレイ 3 0は、 # 1〜# nまでの n個のビ一ムァドレスによって構成されている。このビームァドレスアレイ 3 0を構成する個々のビ一ムァドレスにおいて、超音波ビーム（送波ビーム及び受波ビーム）を形成することにより、結果として、三次元エコーデータ取込領域が形成される。 X方向に一列に並んだ複数のビームアドレス（ビームアドレス列）は走査面 2 2に相当する。超音波ビー厶の電子走査を行いながら、並行して、走査面 2 2がそれに直交する方向に機械走査されるため、走査面 2 2は Z方向にやや傾斜する（図 2參照）。しかし、機械走査の速度と比較して、電子走査は一般に高速なので、走査面 2 2の傾斜については事実上無視することができる。なお、 Z方向の各位置において、アレイ振動子ュニッ卜を間欠的に一時停止させ、各停止位置で電子走査を行うこともできる（この場合には走査面 2 2の傾斜はなくなる）。また、 2 Dアレイ振動子を利用すれば、上記傾斜を解消することができる。本実施形態においては、このように構成される n個のビームアドレス（ビームアドレスアレイ 3 0 ) が複数のアドレスグループに仮想的に区分される。図 2においては、それらのアドレスグループが S 1 , S 2 , S 3 , S 4のシンボルによつて表されている。ここで、例えば、ァドレスグループ S 1は、 # 1のビームァドレスから # iのビームァドレスまでの i個のビームァドレスによって構成される。他のァドレスグループ S 2 - S 4も上記同様に i個のビームァドレスを有している。各ァドレスグループが互いに同じ個数のビームァドレスを有するのが望ましいが、各アドレスグループごとにビームアドレスの個数を変えてもよい。ァドレスグループの個数（あるいは、各ァドレスグループを構成するビームァドレスの個数）を、ユーザーが可変設定できるよう（こしてもよい。あるいは、動作モ一ド又は計測条件などに応じて、自動的に前記個数が可変設定されるようにしてょい。本実施形態においては、 1つの三次元エコーデータ取込空間を形成する過程において、各アドレスグル一プごとに、一連のビ一ムアドレスのスキャンが 2回ずつ実行されている。すなわち、例えば、ァドレスグループ S 1に着目すると、まず # 1から # i までビ一厶ァドレスが順番に選択され（超音波ビームが順番に形成され）、次に、再び、 # 1から # i までのビ一厶ァドレスが順番に選択される

(超音波ビームが順番に形成される）。そして、このような反復的スキャンが各ァドレスグループごとに実行される。その結果、最終的に、全部のビームァドレスについて 2回ずつ超音波ビームが形成されることになる。このような "反復的シ一ゲンス" に従って、一連のビームァドレスを順番に選択することによって、三次元エコーデータ取込空間が形成される。その場合において、アレイ振動子ュニット 1 2は、 Z方向における前進運動の途中における各段階で所定距離だけ後進運動する。そして、必要に応じて、三次元エコーデータ取込空間 2 0が繰り返し形成される。三次元エコーデータ取込空間 2 0は、 Z方向における正方向のスキャンを行う場合だけ形成されるようにしてもよいし、 Z方向における正方向

(往路）と負方向（復路）の両方で形成されるようにしてもよい。いずれの場合においても、三次元エコーデータ取込空間 2 0を繰り返し形成する場合に、同一の反復的シーケンスを適用するようにしてもよいし、異なる反復的シーケンスを適用するようにしてもよい。また、各ァドレスグループごとに行われるァドレススキャンの回数は、 2回であるのが望ましいが、 3回以上に設定されるようにしてもよい。図 3及び図 4を用いて、従来のァドレススキャン方式と本実施形態のァドレススキャン方式を対比する。図 3には従来方式によるァドレススキャン方式が示されており、図 4には本実施形態のアドレススキャン方式が示されている。図 3及び図 4において、横軸は Z方向を示している。縦軸は経過時間 tを示している。ここでは、従来方式と本実施形態の方式とで、電子走査速度及び機械走査速度が両方とも同一であるものと仮定している。図 3に示すように、従来においては、ピー厶ァドレスの区分あるいは区画は存在しない。 1番の（最初の）ビームアドレスから n番の（最終の）ビームァドレスまで、ビームアドレスが 1つずつ順番に選択される。つまり、 1回のアドレススキャン全体に着目すると、個々のビ一厶ァドレスの選択は 1回だけである。よつて、全ビームァドレスをスキャンするのに要する時間は 4てである。そして、差分画像を形成するための 2回のァドレススキャンに要する時間は 8てである。これに対して、本実施形態においては、図 4に示すように、各アドレスグループを単位として、 2回ずつアドレススキャン（2回のサブスキャン）が実行されている。すなわち、例えば、ァドレスグループ S 1についてはての時間をかけて 1回目のアドレススキャンが実行され、引き続いて、ての時間をかけて 2回目のアドレススキャンが再び実行される。これに続いて、アドレスグループ S 2についても、ての時間をかけて 1回目のアドレススキャンが実行され、引き続いて、ての時間をかけて 2回目のァドレススキャンが再び実行される。これがァドレスグループ S 3 , S 4についても同様に実行される。その結果、全部のビームアドレスについてァドレススキャンを行うのに要する期間は 8 てとなる。よって、 Z方向のスター卜点からェンド点までの 1回の Zスキャン時間を単純に比較すると、従来方式よりも本実施形態の方式の方が 2倍の時間かかっている _c しかし、差分画像を形成するために必要な卜一タルの時間は、従来方式及び本実施形態とも 8てであり、同一である。本実施形態においては、個々のァドレスグループ（すなわち、三次元エコーデータ取込領域における個々の "部分空間" ）ごとに 2回のァドレススキャンが実行される。その 2回のァドレススキャンの間隔は短時間である。本実施形態によれば、例えば、あるビームァドレスについて着目すると、第 1回目の送受波（超音波ビームの形成）から第 2回目の送受波 (超音波ビームの形成）までに要する時間を従来の 4分の 1にすることが可能となる。その結果、各ァドレスグループに対応する部分空間ごとに、短時間の間隔で 2つのビームスキャンを達成できる。よって、当該部分空間において生じた激しい変化を克明に画像化することが可能となる。この利点は、三次元データ取込空間の全体にわたって得られる。したがって、例えば生体内に超音波コントラス卜剤を注入し、その注入直後から生体内における超音波コン卜ラス卜剤の挙動を観察するような場合において、各部分空間ごとに 2つの画像データ（画素データ又はエコーデータでもよい）の差分演算を行うことができる。よって、超音波コントラス卜剤の挙動を的確に捉えた超音波画像を形成することが可能となる。もちろん、差分演算は必ずしも行わなくてよい。図 5及び図 6には、スキャン方式の他の例が示されている。

図 5に示す例においては、ビームァドレスアレイ 3 0が複数のプロック B 1 ~ B mによって分割されている。複数のブロック B 1〜B mはマ卜リクス状に配列されている。そして、各ブロックごとに、互いに並行に複数回の超音波ビームスキャンが実行される。しかも、それが各ブロックごとに 2回ずつ反復して実行されている。このような方式によっても図 4に示した方式と同様の作用効果を得られる。ただし、この図 5に示すようなビームアドレスの選択を行う場合には 2 D アレイ振動子を用いて、 X方向及び Z方向の両方向において電子走査を行えるようにするのが望ましい。このことは以下に説明する図 6に示す方式についても同様である。図 6に示すグループ構成例においては、黒点で示されるようなランダム的に存在する複数のァドレスが 1つのァドレスグループを構成しており、ビ一厶ァドレスアレイ 3 0全体として複数のアドレスグループが設定されている。そして、上述した実施形態と同様に、各ァドレスグル一プごとに複数回のァドレススキャンが実行されている。このような方式によっても上記同様の作用効果を得ることが可能である。図 8には、スキャン方式の更に他の例が示されている。この例では、 2 Dァレィ振動子が用いられる。ビームアドレスアレイ 3 0は、マトリックス状に配列された多数の "受信" ビームアドレスを表している。図 8において、各受信ビームァドレスは、黒点で示されている。また、送信ビームァドレス 5 2は Xで表されている。ビームァドレスアレイ 3 0は、ブロック 5 0— 1からプロヅク 5 0— m までの m個のプロヅク 5 0によって区分されている。 1番目から m番目までのブロックについて順番に 2回ずつ超音波の送受信がなされる。具体的には、プロック 5 0— 1において、送信ビー厶ァドレス Xを中心として、 1つのブロードな送信ビームが形成され、その直後、例えば 1 6個の受信ビームが同時に形成される ₍ これに引き続いて、同一のブロック 5 0— 1について、同様の送受信がなされる _c 次に、プロック 5 0— 2について、ブロック 5 0 _ 1 と同様に、 2回の送受信が実行される。そして、これが最後のプロック 5 0—mまで繰り返される。要するに、ビ一ムァドレスアレイ 3 0全体として（2 x m ) 回の送受信がなされる。この方式においても、各ブロックごとに、短時間の間に 2つの画像データ（エコーデータ）を取得できる。図 7は、図 4に示したスキヤン方法を実現する超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。三次元エコーデータ取込用超音波探触子 1 0は、図 1に示したように、アレイ振動子ュニット 1 2、機械走査機構 1 3、位置検出器 1 5、などを有する。位置検出器 1 5は、機械走査方向すなわち Z方向において、アレイ振動子ュニッ卜 1 2の位置を検出する。その検出信号が後述する制御部 3 6に出力されている。アレイ振動子ュニッ卜 1 2には送信部 3 2が接続されており、その送信部 3 2から、複数の振動素子に対して複数の送信信号が供給される。またアレイ振動子ュニット 1 2には受信部 3 4が接続されており、複数の振動素子からの複数の受信信号が受信部 3 4に入力される。受信部 3 4において、それらの複数の受信信号に対する整相加算がなされる。すなわち、送信部 3 2はいわゆる送信ビームフォーマーとして機能し、受信部 3 4は受信ビ一ムフ才一マーとして機能する。 1つの送信ビーム当たり k個の受信ビームを形成する場合には、通常、 k個の受信部が並列的に設けられる。制御部 3 6は、ァドレスグループ単位での反復的なァドレススキャンを実現するためのァドレス選択用の反復的シーケンスに従って、電子走査及び機械走査を制御する。シーケンス設定部 4 0は、ユーザーによって操作される入力手段として構成される。このシーケンス設定部 4 0によって、アドレスグループの設定を自由に行うことが可能である。また各ァドレスグループごとの反復的なァドレススキャン回数などを任意に設定することができる。このように設定された反復的選択シ一ケンスのデータは、制御部 3 6内に設けられたメモリ上に格納される。そして、そのメモリから反復的シーケンスのデータが読み出され、制御部 3 6がそのデー夕に従って、機械的走査機構 1 3による機械走査の制御と超音波ビームの電子走査の制御を行っている。ちなみに、制御部 3 6からドライバ 3 8に対して制御信号が入力され、ドライバ 3 8はその制御信号に従って機械走査機構 1 3に含まれる駆動モー夕へドライブ信号を出力する。受信部 3 4の後段には、図 7に示す構成例では、 2つの 3 Dメモリ 4 2 , 4 4 が設けられている。 3 Dメモリ 4 2には、各アドレスグループごとに、 1回目のスキャンによって得られた複数の受信信号（エコーデータセッ卜）が格納される _c また、 3 Dメモリ 4 4には、各アドレスグループごとに、 2回目のスキャンによつて得られた複数の受信信号（エコーデータセヅト）が格納される。もちろん、これらのメモリを単一メモリとして構成することも可能である。画像処理部 4 6は、各ァドレスグループごとに、 1回目のァドレススキヤンによって得られたエコーデータ（あるいは画像データ）と、 2回目のアドレススキヤンによって得られたエコーデータ（あるいは画像データ）、の差分を演算することによって、三次元の差分画像を形成する機能を有している。各ァドレスグル —プごとに（すなわち部分空間ごとに）、部分的な差分画像（部分画像）が形成される。画像処理部 4 6は複数の部分画像を合成することによって、三次元ェコ —データ取込空間の全体を表す三次元差分画像を形成する。そのような三次元差分画像が表示部 4 8に表示される。画像処理部における処理方法は、上述した差分演算に限られない。例えば 1回目のビームスキャンで得られたエコーデータと、 2回目のビームスキャンで得られたエコーデータとを所定演算によって合成するようにしてもよい。三次元画像の構築方法としては、各種の手法を用いることができ、積算法、最大値検出法、平均値検出法、ボリュームレンダリング法、などをあげることができる。上記の三次元差分画像によれば、既に説明したように、例えば、超音波コントラスト剤の挙動又は変化を克明に可視化することが可能であり、疾病診断上、貴重な情報を提供できるという利点がある。本実施形態において、ァドレスグループを 1つの走査面に対応させることも可能である。また、図 7に示した実施形態においては、アレイ振動子ュニット 1 2 が機械走査されたが、上述したように 2 Dアレイ振動子を利用すれば、電子的な制御によって上記同様の反復的シーケンスに従ったアドレススキャンを実現できる。その場合には、振動子を実際に移動させる必要がないので簡便である。以上説明したように、本実施形態によれば、三次元エコーデータ取込空間を形成するための新しいァドレススキャン方法を提供できる。特に、そのァドレススキャン方法は、超音波コントラスト剤を画像化する場合に適する方法である。

Claims

請求の範囲

1 . ビームアドレスアレイに対して複数のアドレスグループを設定するグループ設定手段と、

前記各ァドレスグループごとに反復的にビームァドレスの選択を行いながら、前記ビームァドレスアレイを構成する複数のビー厶ァドレスを選択するための反復的シーケンスを設定するシーケンス設定手段と、

前記シーケンス設定手段によって設定された反復的シーケンスに従って、ビームァドレスを選択するァドレス選択手段と、

前記ァドレス選択手段によって選択されたビームァドレスにおいて超音波ビームを形成するビ一ム形成手段と、

前記超音波ビームの形成によって得られたエコーデータに基づいて、超音波画像を形成する画像形成手段と、

を含むことを特徴とする超音波診断装置。

2 . 請求項 1記載の装置において、

前記ビームァドレスアレイを構成する複数のビームァドレスにおいて前記超音波ビームを形成することにより三次元エコーデータ取込空間が形成され、前記超音波画像は、前記三次元ェコ一データ取込空間を表す画像であることを特徴とする超音波診断装置。

3 . 請求項 2記載の装置において、

前記三次元エコーデータ取込空間は複数の部分空間に区分され、

前記各ァドレスグループが前記各部分空間に相当することを特徴とする超音波

4 . 請求項 3記載の装置において、

前記各部分空間は 1又は複数の走査面によって構成され、

前記各走査面は、電子走査方向において順番に形成される複数の超音波ビームによって構成されることを特徴とする超音波診断装置。

5 . 請求項 1記載の装置において、

前記画像形成手段は、同じビームァドレスにおいて一定時間を隔てて取得された 2つのエコーデ一夕を用いて、前記一定時間内の変化を表す超音波画像を形成することを特徴とする超音波診断装置。

6 . 請求項 5記載の装置において、

前記画像形成手段は、前記 2つのエコーデータに関連する差分演算を行う差分演算器を含むことを特徴とする超音波診断装置。

7 . 請求項 1記載の装置において、

前記超音波画像は、生体に注入された超音波コントラス卜剤を表す画像であることを特徴とする超音波診断装置。

8 . 請求項 1記載の装置において、

前記ビーム形成手段は、

前記超音波ビームを電子走査するための一次元アレイ振動子を備えた振動子ュニットと、

前記振動子ュニットを機械走査する機械走査機構と、

を含むことを特徴とする超音波診断装置。

9 . 請求項 8記載の装置において、

前記機械走査機構は、前記反復的シーケンスに従って、前記振動子ュニッ卜を機械走査することを特徴とする超音波診断装置。

1 0 . 請求項 9記載の装置において、

前記機械走査機構は、前記振動子ュニッ卜を機械走査方向へ前進運動させる途中で当該振動子ュニツ卜を段階的に後進運動させることを特徴とする超音波診断

1 1 . 請求項 1記載の装置において、

前記ビーム形成手段は、二次元アレイ振動子を含み、

前記超音波ビームが二次元的に電子走査されることを特徴とする超音波診断装

1 2 . 請求項 1記載の装置において、

前記ビーム形成手段は、前記超音波ビームを第 1走査方向へ走査して走査面を形成し、その走査面の形成位置を第 2走査方向へ前進させ、

前記走査面の形成位置を第 2走査方向へ前進させる過程で、前記各ァドレスグループに対応した区間ごとに前進が反復されることを特徴とする超音波診断装置 ₍

1 3 . 請求項 1記載の装置において、

前記複数のァドレスグループは、前記ビームァドレスアレイに対してマ卜リヅクス状に設定されたことを特徴とする超音波診断装置。

1 4 . 請求項 1 3記載の装置において、

前記各ァドレスグループは、複数のビ一ムァドレス列によって構成され、前記各ビームァドレス列ごとに超音波ビームが電子走査されることを特徴とする超音波診断装置。

1 5 . 請求項 1記載の装置において、

前記各ァドレスグループは、前記ビームァドレスアレイ上においてランダム的に設定された複数のビームァドレスによって構成されることを特徴とする超音波診断装置。

1 6 . 請求項 1記載の装置において、

前記ビームァドレスアレイは複数の受信ビームァドレスによって構成され、前記各アドレスグループにおいては、 1回の送受信当たり、 1つの送信ビームが形成され、且つ、複数の受信ビームが同時形成されることを特徴とする超音波

1 7 . 二次元のビームアドレスアレイに対して複数のアドレスグループを設定する設定部と、

前記各ァドレスグループごとに反復的にビームァドレスを選択しながら、前記ビームァドレスアレイを構成する複数のビ一ムァドレスを選択するためのシ一ケンスを設定するシーケンサと、

前記シーケンサによって設定されたシーケンスに従って、ビ一ムァドレスを選択するァドレスコントローラと、

前記ァドレスコン卜ローラによって選択されたビームァドレスにおいて超音波ビームを形成するビ一厶フ才一マと、

前記超音波ビ―厶の形成によって得られたエコーデータに基づいて、超音波画像を形成する画像形成部と、

を含むことを特徴とする超音波診断装置。

1 8 . 請求項 1 7記載の装置において、

前記各ァドレスグル一プごとに、それに属する複数のビームァドレスを順番に選択する工程が少なくとも 2回繰り返されることを特徴とする超音波診断装置。

1 9 . 請求項 1 7記載の装置において、

前記ビームァドレスアレイは、複数の受信ビー厶ァドレスによって構成され、前記各ァドレスグループごとに、それ ίこ属する複数の受信ビ一厶ァドレスを一括して選択する工程が少なくとも 2回繰り返されることを特徴とする超音波診断

2 0 . 超音波コントラス卜剤が注入された生体組織内に三次元エコーデータ取込空間を形成する超音波診断装置において、

前記三次元エコーデータ取込空間に複数の部分空間を設定する手段と、前記各部分空間ごとに超音波の送受波を複数回繰り返しながら前記三次元ェコ一データ取込空間に対するビームスキャンを行う手段と、

前記各部分空間ごとに複数回の超音波の送受波を行って得られるエコーデータに基づいて、前記超音波コントラスト剤の存在又は挙動を表す部分画像を形成する手段と、

前記複数の部分空間についての部分画像を合成して超音波画像を形成する手段と、

を含むことを特徴とする超音波診断装置。

2 1 . 三次元エコーデータ取込空間を形成するための超音波ビームの二次元走査方法であって、

前記三次元エコーデータ取込空間に対して複数の部分空間を定める工程と、前記各部分空間を複数回ずつ選択しながら前記複数の部分空間を順番に選択するシーケンスを設定する工程と、

前記シーケンスに従って前記超音波ビームを二次元走査する工程と、を含むことを特徴とする方法。