WO2008041323A1

WO2008041323A1 - Ultrasonic image processing device, and ultrasonic diagnosing device

Info

Publication number: WO2008041323A1
Application number: PCT/JP2006/319769
Authority: WO
Inventors: Junichi Ichikawa
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp.
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-10
Also published as: EP2070480A1; EP2070480B1; CN101516271B; EP2070480A4; US20090187105A1; US8211021B2; CN101516271A

Description

超音波画像処理装置及び超音波診断装置

技術分野

[0001] 本発明は、異なる超音波走査方式に対応して超音波画像を生成する処理を行う超音波画像処理装置及び超音波診断装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、生体内に超音波をパルス状に照射し、生体組織から反射される超音波の反射波を受信して、超音波断層像を得る超音波診断装置がある。これは、非侵襲的に生体内の診断画像を得ることができる利点がある。

このような超音波診断装置の第 1の先行例としての日本国特開 2000— 300565号公報には、超音波プローブの先端部内に配置された超音波振動子を細長のプロ一ブの軸方向の周りで回転して超音波を放射状に走査するメカ-カルにラジアル走査を行う装置が開示されている。

また、第 2の先行例としての日本国特開 2004— 135693号公報には、超音波プローブの先端部にプローブの軸方向に略凸面状に、かつプローブの軸と平行な円筒部分に超音波振動子アレイを配置し、これらの超音波振動子アレイを選択して電子走査するコンベックス走査及びラジアル走査を行う装置が開示されている。

[0003] 第 1及び第 2の先行例とも、その走査に対応する超音波プローブのみで使用できる装置であり、異なる超音波プローブの走査方式には対応していな力つた。より具体的には走査方式が異なる 2つの超音波プローブを同時に接続することができない。また、従来例においては、メカ-カル走査方式の超音波プローブと電子走査方式の超音波プローブを使用する場合には、それぞれに対応した駆動及び信号処理する超音波観測装置が必要になる欠点があった。

[0004] 本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、異なる走査方式の超音波プローブに対応して超音波画像を生成することができる超音波画像処理装置及び超音波診断装置を提供することを目的とする。

さらに本発明は、メカニカル走査方式の超音波プローブと電子走査方式の超音波プローブに対応して超音波画像を生成することができる超音波画像処理装置及び超音波診断装置を提供することを目的とする。

発明の開示

課題を解決するための手段

[0005] 本発明の超音波画像処理装置は、互いに異なる第 1及び第 2の超音波走査方式でそれぞれ駆動される第 1及び第 2の超音波振動子を内蔵した第 1及び第 2の超音波プローブがそれぞれ着脱自在に接続される第 1及び第 2の接続部と、

前記第 1及び第 2の接続部に接続され、前記第 1及び第 2の超音波振動子により受信された超音波信号から、前記第 1及び第 2の超音波走査方式に対応した第 1及び第 2の超音波画像を生成する信号処理を行う超音波画像用信号処理手段と、を具備することを特徴とする。

上記構成により、互いに異なる超音波走査方式の超音波プローブを同時に接続して、各超音波振動子により受信された超音波信号から超音波画像を生成することができるようにしている。

[0006] 本発明の超音波診断装置は、互いに異なる第 1及び第 2の超音波走査方式でそれぞれ駆動される第 1及び第 2の超音波振動子を内蔵した第 1及び第 2の超音波プローブと、

前記第 1及び第 2の超音波プローブがそれぞれ着脱自在に接続される第 1及び第 2の接続部と、

前記第 1及び第 2の接続部に接続された前記第 1及び第 2の超音波振動子により受信された超音波信号から、前記第 1及び第 2の超音波走査方式に対応した第 1及び第 2の超音波画像を生成する信号処理を行う超音波画像用信号処理手段と、を具備することを特徴とする。

上記構成により、互いに異なる超音波走査方式の複数の超音波プローブを同時に接続して、各超音波振動子により受信された超音波信号から超音波画像を生成することができるようにしている。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]図 1は本発明の実施例 1を備えた超音波診断システムの全体構成図。 [図 2]図 2は電子走査方式の超音波内視鏡のチャンネル内にメカニカル走査方式の超音波プローブを挿通し、チャンネルの先端開口力超音波プローブを突出させた使用例を示す図。

[図 3]図 3はモニタに 2つの超音波画像を表示した表示例を示す図。

[図 4]図 4は 2つの超音波振動子を交互に駆動したり、静止画表示の指示操作を行つた場合の動作のタイミング図。

[図 5]図 5は本発明の実施例 2を備えた超音波診断システムの全体構成図。

[図 6]図 6は電子走査方式の超音波内視鏡のチャンネル内にメカニカル走査方式の超音波プローブを挿通し、チャンネルの先端開口力超音波プローブを突出させた使用例を示す図。

[図 7]図 7はモニタに 2つの超音波画像を表示した表示例を示す図。

[図 8A]図 8Aはピクチャインピクチャで 2つの超音波画像を表示した表示例を示す図

[図 8B]図 8Bはピクチャインピクチャで 2つの超音波画像を表示した表示例を示す図

[図 9]図 9は画像記録装置力読み出した超音波画像とライブの超音波画像とを同時に表示した表示例を示す図。

[図 10]図 10は計測を行う場合の動作の説明図。

[図 11A]図 11Aは異なる方向へ電子走査した場合における 2つの超音波画像を同時に表示した表示例を示す図。

[図 11B]図 11Bは異なる方向へ電子走査した場合における 2つの超音波画像を同時に表示した表示例を示す図。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の各実施例を説明する。

(実施例 1)

図 1ないし図 4は本発明の実施例 1に係り、図 1は本発明の実施例 1を備えた超音波診断システムの全体構成を示し、図 2は電子走査方式の超音波内視鏡のチャンネル内にメカ-カル走査方式の超音波プローブを揷通し、チャンネルの先端開口から超音波プローブを突出させた使用例を示し、図 3はモニタに 2つの超音波画像を表示した表示例を示し、図 4は 2つの超音波振動子を交互に駆動する動作のタイミング図を示す。以下、本実施例の構成と作用を説明する。

図 1に示すように本発明の実施例 1を備えた超音波診断システム 1は、体腔内に挿入され、超音波を送受信する電子及びメカニカル走査方式の超音波内視鏡 2A、 2B と、これらの超音波内視鏡 2A、 2Bを同時に接続可能とし、異なる各走査方式の超音波振動子を駆動すると共に、各走査方式に対応した超音波画像を生成する超音波画像処理装置としての超音波観測装置 3と、この超音波観測装置 3から出力される映像信号を表示するモニタ 4とを有する。

[0009] また、この超音波診断システム 1は、メカ-カル走査方式の超音波内視鏡 2Bの代わりにメカ-カル走査方式の超音波プローブ 2Cを使用することもできる。なお、超音波観測装置 3は、モニタ 4を内蔵したものでも良い。

また、超音波内視鏡 2A及び 2Bは、超音波振動子による超音波の送受信を行う超音波プローブの機能の他に、光学的に観察する内視鏡機能を備えたものである。例えば図 2に示すように例えば超音波内視鏡 2Aは、挿入部 6Aの先端部 10Aに照明窓 43と観察窓 44とが設けてある (超音波内視鏡 2Bも図示しないが照明窓と観察窓とが設けてある)。

そして、このように超音波内視鏡 2A或いは 2Bの場合には、観察窓 44に取り付けられた対物レンズの結像位置に配置された固体撮像素子に対する信号処理を行う図示しない信号処理装置と、この信号処理装置力出力される映像信号が入力されることにより固体撮像素子で撮像した内視鏡画像を表示する図示しないモニタとが使用される。

なお、照明窓 43の内側には、照明光を発生する例えば LEDが配置されており、信号処理装置から供給される電源によって、 LEDが点灯し、照明窓 43から照明光を出射する。 LEDを設ける代わりにライトガイドを設け、外部の光源装置からの照明光を伝送して、ライトガイドの先端が取り付けられた照明窓 43から照明光を出射する構成にしても良い。

[0010] 超音波内視鏡 2I (I=A、 B)は、体腔内に挿入される細長の挿入部 61の後端には、術者が把持する把持部 (或、は操作部） 71が設けられ、この把持部 71から超音波ケ一ブル 81が延出される。この超音波ケーブル 81の端部に取り付けたコネクタ 91は、超音波観測装置 3に設けた接続部としてのコネクタ受け 111に着脱自在に接続することができる。

超音波内視鏡 2Aは、電子走査方式の超音波内視鏡である。より具体的には、超音波内視鏡 2Aは、例えば挿入部 6Aの先端に設けたハウジング部 12A内における挿入部 6Aの長手方向に沿って形成した凸面部に沿って多数の超音波振動子エレメント 13を配置したアレイ型超音波振動子 14Aを備え、コンベックス走査を行えるようにしている。

超音波振動子エレメント 13は、例えばノヽウジング 12A内に設けた超音波振動子ェレメント選択手段としてのマルチプレクサ 15と接続されて、る。超音波観測装置 3は、このマルチプレクサ 15に選択用信号線 16を介して選択制御信号を印加することにより、信号線 17を経て超音波の送受信を行わせる超音波振動子エレメント 13を選択することがでさるよう〖こして!/、る。

電子走査に用いる選択用信号線 16及び超音波送受信に用いる信号線 17の後端は、コネクタ 9Aの接点に接続されている。術者等のユーザは、このコネクタ 9Aを超音波観測装置 3の電子走査用のコネクタ受け 11 Aに着脱自在に接続することができる。この接続により、アレイ型超音波振動子 14A等は、超音波観測装置 3内のシステムコントローラ 31及び電子走査用信号処理部 32Aを構成する電子走査用送受信回路 33Aに接続される。

システムコントローラ 31は、超音波観測装置 3内の各部の制御を行うと共に、この超音波観測装置 3に接続された超音波内視鏡 21或、は超音波プローブ 2Cに内蔵された超音波振動子 1 J CF=A〜C)に対応した送受信を行うように制御する。

上記電子走査用送受信回路 33Aから出力される送信パルス (駆動パルス）は、信号線 17を経て選択手段としてのマルチプレクサ 15に入力される。マルチプレクサ 15 は、アレイ型超音波振動子 14Aにおける凸面部に沿って配列された超音波振動子エレメント 13を順次選択するように駆動されることにより、アレイ型超音波振動子 14A は電子的にコンベックス走査の超音波を出射する。また、超音波内視鏡 2Bは、メカニカル走査方式の超音波内視鏡である。より具体的には、超音波内視鏡 2Bは、例えば挿入部 6Bの先端に設けたハウジング部 12B内に配置された超音波振動子 14Bを有する。この超音波振動子 14Bは、挿入部 6Bの長手方向に沿って回転自在に揷通されたフレキシブルシャフト 18Bの先端に取り付けられている。

[0012] このフレキシブルシャフト 18Bの後端は、例えば把持部 7B内に設けた回転駆動部 19Bに接続されて!、る。この回転駆動部 19Bによる回転がフレキシブルシャフト 18B を介して超音波振動子 14Bに伝達され、回転駆動部 19Bによる回転と共に、超音波振動子 14Bも回転する。

この超音波振動子 14Bは、例えばフレキシブルシャフト 18B内に揷通され、超音波の送受信に用いる信号線 20Bの先端に接続されている。信号線 20Bの後端は、把持部 7B内の図示しないスリップリング等を介して、超音波ケーブル 8B内の信号線と接続され、この信号線は、回転駆動部 19Bに接続された信号線 21Bと共にコネクタ 9 Bの接点に接続される。

そして、このコネクタ 9Bを超音波観測装置 3のメカ-カル走査用のコネクタ受け 11 Bに接続することにより、超音波観測装置 3内のシステムコントローラ 31及びメカ-力ル走査用信号処理部 32Bを構成するメカニカル走査用送受信回路（図面中では、メ力走査用送受信と略記） 33Bに接続される。

[0013] メカ-カル走査用送受信回路 33B力もの送信パルスは、信号線 20Bを経てメカ- カルに回転駆動される超音波振動子 14Bに印加される。そして、回転駆動される超音波振動子 14Bは、（メカ-カル)ラジアル走査の超音波を出射する。

また、超音波プローブ 2Cは、例えばメカ-カル走査方式の超音波内視鏡 2Bの挿入部 6Bを細径にしたような挿入部 6Cと、その後端に設けられた把持部 7C及びこの把持部 7Cカも延出された超音波ケーブル 8Cを有する。この超音波ケーブル 8Cの端部に取り付けられたコネクタ 9Cは、超音波観測装置 3に設けたメカ-カル走査用のコネクタ受け 11Bに着脱自在に接続することができる。

この超音波プローブ 2Cは、その挿入部 6Cを超音波内視鏡 2Aの挿入部 6A内に設けられた処置具揷通用のチャンネル 22内に揷通することができるミニチュアプローブである。ユーザは、このチャンネル 22における把持部 7A側の揷入口 22aから超音波プローブ 2Cの挿入部 6Cを挿入して、その先端側を先端開口 22bから前方に突出させることができる。

[0014] また、この挿入部 6Cの先端部内には、超音波振動子 14Cが配置され、この超音波振動子 14Cは、揷入部 6C内に揷通されたフレキシブルシャフト 18Cの先端部に取り付けられている。このフレキシブルシャフト 18Cの後端は、把持部 7C内の回転駆動部 19Cに連結され、この回転駆動部 19Cの回転により、フレキシブルシャフト 18Cの回転と共に超音波振動子 14Cも回転する。

また、超音波振動子 14Cは、フレキシブルシャフト 18C内を揷通され、さらに把持部 7C力も超音波ケーブル 8C内を揷通された信号線 20Cと接続されて、る。この信号線 20C及び回転駆動部 19Cに接続された信号線 21Cの後端は、コネクタ 9Cの接点に接続されている。

ユーザは、このコネクタ 9Cを超音波観測装置 3のメカ-カル走査用のコネクタ受け 11Bに接続することにより、超音波内視鏡 2Bの場合と同様に、超音波振動子 14C等は超音波観測装置 3内のシステムコントローラ 31及びメカ-カル走査用信号処理部 32B内のメカ-カル走査用送受信回路 33Bに接続される。

[0015] そして、メカ-カル走査用送受信回路 33Bからの送信パルスは、信号線 20Cを経てメカニカルに回転駆動される超音波振動子 14Cに印加される。そして超音波振動子 14Cは、ラジアル走査の超音波を出射する。

また、超音波内視鏡 2A、 2B及び超音波プローブ 2Cのコネクタ 9Jには、各超音波内視鏡或いは超音波プローブの固有の識別情報を格納したメモリ 23Jが内蔵されている。コネクタ 9Jが超音波観測装置 3に接続された場合に、その識別情報がシステムコントローラ 31により読み込まれる。

そして、システムコントローラ 31は、読み込んだ識別情報を利用して、その超音波内視鏡 2A、 2B或いは超音波プローブ 2Cに内蔵された超音波振動子 1 J力電子走査方式である力、メカ-カル走査方式のものであるかを読み取る（識別する）。

[0016] また、システムコントローラ 31は、さらに電子走査或いはメカ-カル走査におけるコンベックス走査、ラジアル走査 (若しくはセクタ走査)であるか等の走査方式の種類、走査範囲等を読み取り、接続された超音波内視鏡 2A、 2B或いは超音波プローブ 2 Cに内蔵された超音波振動子 1 Jやその走査範囲に対応した超音波駆動及び信号処理を行うように制御する。

[0017] また、コネクタ 9Jに固有の識別情報を格納したメモリ 23Jを内蔵していないような超音波内視鏡や超音波プローブの場合にも、超音波観測装置 3は以下のように対応することができるようになって!/、る。

システムコントローラ 31には、キーボード 25や操作パネル 26と接続されている。そして、上記のような超音波内視鏡や超音波プローブが超音波観測装置 3に接続された場合には、ユーザは、キーボード 25等力も接続された超音波内視鏡或いは超音波プローブの型番や製造番号等の情報を入力する。

[0018] そのような情報をユーザが入力する代わりに、超音波内視鏡或いは超音波プロ一ブ内に設けた記憶手段、例えば EEPROMにその情報を予め格納しておき、超音波内視鏡を接続した時にその情報がシステムコントローラ 31に自動入力されるようにしても良い。システムコントローラ 31に接続され、情報格納手段としての例えば電気的に書き換え可能なメモリとしての EEPROM28には、予め型番等の情報力その型番等のものに搭載されている超音波振動子に関する情報 (超音波振動子の種類や走査方式等の情報）が格納されて!、る。

[0019] システムコントローラ 31は、 EEPROM28に格納されている情報を参照することにより、その超音波内視鏡或!、は超音波プローブに内蔵された超音波振動子に対応した駆動及び信号処理を行うように電子走査用送受信回路 33A、メカニカル走査用送受信回路 33B等を制御する。

なお例えば、 1つのコネクタ受け 11 Aが、その形状のために実際に接続できる超音波内視鏡のタイプが制約を受けるような場合があり得る。そのような場合には、使用される超音波振動子のタイプも限定されるため、システムコントローラ 31は、その場合に対応したデフォルトの設定情報で送受信の制御を行うようにしても良ヽ。

[0020] メカ-カル走査方式の場合には、システムコントローラ 31は、回転駆動部 19B或いは 19Cの回転駆動の動作の制御を行う。また、電子走査方式の場合には、マルチプレクサ 15の切替の制御も行う。なお、超音波内視鏡 2Aでは、この超音波内視鏡 2A 内にマルチプレクサ 15を内蔵した例で示して、るが、超音波観測装置 3内にマルチプレクサ 15を内蔵した構成にしても良い。

[0021] また、超音波観測装置 3として、超音波内視鏡 2Aのように超音波内視鏡側にマルチプレクサを内蔵したタイプと、超音波内視鏡側にマルチプレクサを内蔵しな、で、超音波観測装置 3側にマルチプレクサを内蔵して両方式に対応できる構成にしても良い。なお、 EEPROM28の情報は、術者等のユーザが更新することもできる。このように本実施例においては、超音波観測装置 3に対して、電子走査或いはメカ二カル走査方式の超音波内視鏡 21や超音波プローブ 2C等、超音波走査方式が異なる複数の超音波プローブを同時に接続できるように複数の接続部を備える。また超音波観測装置 3は、走査方式が異なる複数の超音波プローブが同時に接続された場合、それら複数の超音波プローブの各走査方式に対応して駆動及び信号処理を行う。

[0022] このため、本実施例は、従来例における使用する超音波内視鏡や超音波プローブに応じて超音波観測装置を交換する手間などを必要としなヽで、複数接続された超音波走査方式が異なる例えば超音波内視鏡 2A, 2Bのままで超音波検査或いは超音波診断等を行えるメリットを有する。

[0023] なお、このシステムコントローラ 31には、選択指示や計測などの際に用いられるボインティングデバイスとしての例えばトラックボール 27も接続されている。

また、超音波観測装置 3内に設けられた電子走査用送受信回路 33A及びメカ二力ル走査用送受信回路 33B内の図示しない受信アンプで増幅され、さらに検波して出力される（超音波反射に対応する）超音波エコー信号は、 AZD変換器 341によりデジタルのエコー信号に変換された後、フレームメモリ 351に格納される。

このフレームメモリ 351に格納されたエコー信号は、読み出されてデジタルスキャンコンバータ (DSCと略記） 361に入力され、モニタ 4の表示形態に適合する映像信号形式に変換された後、 DZA変 37Ιに入力される。この DZA変 37Ιは、デジタルカゝらアナログの映像信号に変換して混合器 38に出力する。この混合器 38は、入力される複数の映像信号を混合 (重畳)した後、モニタ 4に出力する。

[0024] また、フレームメモリ 35Α、 35Βに格納されたエコー信号は、画像処理を行う画像処理回路 39にも入力される。画像処理回路 39は、フレームメモリ 35A、 35Bに格納されたエコー信号に対して回転処理や縮小処理して複数の画像を生成する等の処理を行い、画像処理された信号を DSC36A或いは 36Bに出力したり、 DZA変換して混合器 38に出力したりする。

このように超音波診断システム 1を構成する超音波観測装置 3は、異なる超音波走查方式でそれぞれ駆動される超音波振動子 14Aと 14Bを内蔵した超音波内視鏡 21 がそれぞれ同時に着脱自在に接続される接続部としてのコネクタ受け 11A、 1 IBを有している。

また、この超音波観測装置 3は、両コネクタ受け 11A、 1 IBに接続された超音波振動子 14A、 14Bをそれぞれの走査方式で駆動して超音波振動子 14A、 14B力も超音波を送信させることができる。さらに、この超音波観測装置 3は、挿入部 6A, 6Bが挿入された体腔内の検査 (診断)対象部位の音響インピーダンスが変化してヽる部分から反射された超音波を超音波振動子 14A、 14Bで受信して電気信号に変換された超音波エコー信号に対する信号処理を行う信号処理手段も内蔵している。

[0025] そして、超音波エコー信号に対する信号処理により生成した映像信号をモニタ 4に出力し、このモニタ 4の表示面に異なる走査方式で走査したことによる超音波断層像を表示できるようにしている。また、混合器 38を介してモニタ 4に出力することにより、異なる走査方式で生成した超音波断層像を同時に表示できるようにしている。

また、上記超音波内視鏡 2Bを用いる代わりに、超音波内視鏡 2Aのチャンネル 22 内に超音波プローブ 2Cを揷通し、超音波内視鏡 2A及び超音波プローブ 2Cとの組み合わせの場合にも、この超音波観測装置 3は、上記 2つの超音波内視鏡 2A、 2B の場合と同様に駆動及び信号処理を行うことができるようにしている。

図 2は超音波内視鏡 2Aのチャンネル 22内に超音波プローブ 2Cを揷通し、チャンネル 22の先端開口 22bから超音波プローブ 2Cの先端側を突出させた状態での使用例を示す。

[0026] 図 2に示すようにコンベックス型の電子走査方式の超音波内視鏡 2Aの揷入部 6A の先端部 41には、アレイ型超音波振動子 14Aを設けたハウジング 12Aの基端が取り付けられると共に、このハウジング 12Aの基端に隣接して斜面部 42が設けてある。このハウジング 12Aにおける挿入部 6Aの長手軸を含む所定の平面上における凸面に沿って超音波振動子エレメント 13が多数配置されており、この凸面に配置された力超音波振動子エレメント 13を順次駆動することにより、矢印 Aで示すように超音波をコンベックス状に電子走査することができるようにして、る。

また、この斜面部 42には、光学的に内視鏡観察するための照明窓 43と観察窓 44 とが設けてあると共に、チャンネル 22の先端開口 22bも設けてある。そして、ユーザは、この先端開口 22bから超音波プローブ 2Cの挿入部 6Cの先端側を突出させることがでさる。

この超音波プローブ 2Cの先端部内には、図 2にも示すように超音波振動子 14Cが内蔵され、フレキシブルシャフト 18Cと共に、回転駆動される。

従って、矢印 Bで示すように回転駆動される超音波振動子 14Cにより、挿入部 6C の周方向にラジアル走査の超音波が出射される。

[0027] 超音波振動子 14A及び 14Cでそれぞれコンベックス走查及びラジアル走査された超音波における音響インピーダンスの変化部分で反射されたものは再び超音波振動子 14A及び 14Cにより受信される。そして、超音波振動子 14A及び 14Cにより電気信号に変換されて図 1に示した送受信回路 33A及び 33Bに入力され、増幅、検波、 AZD変換等されてフレームメモリ 35A、 35Bに一時格納される。

その後、 DSC36A、 36Bを経て映像信号に変換され、混合器 38を経て超音波画像を表示する表示手段としてのモニタ 4に出力される。そして、モニタ 4の表示面に、図 3に示すようにコンベックス走査による超音波画像 laとラジアル走査による超音波画像 lbとが左右に隣接して同時に表示することができるようにしている。

なお、図 3においては図 2の状態でそれぞれ超音波走査を行った場合に対応して、コンベックス走査による超音波画像 la中には、超音波プローブ 2Cの先端側の像 48c が表示される。また、ラジアル走査による超音波画像 lb中には、超音波内視鏡 2Aの先端側の像 48aが表示される様子を示して、る。

[0028] この場合、超音波内視鏡 2Aのチャンネル 22の先端開口 22bの位置は、決まっているので、この超音波画像 la中における超音波プローブ 2Cが現れる位置を例えば矢印 Cで示すようにマーカ表示を行うようにしても良!ヽ。このようにマーカ表示を行うことにより、ユーザは、異なる走査方式における超音波画像間の対応関係の把握が行い易くなる。なお、超音波画像 lb中においては、超音波内視鏡 2Aの先端側が観察される方向は、超音波プローブ 2Cの先端側の周方向の位置により異なる。

[0029] この場合においても、先端開口 22bから超音波プローブ 2Cの先端側を突出する場合における周方向の位置決めを行うようにすれば、超音波画像 lb中においても、超音波内視鏡 2Aの先端側が観察される方向を決定できる。そして、その方向がマーカ表示されるようにしても良、。

図 4は超音波観測装置 3に超音波内視鏡 2A及び超音波プローブ 2Cが接続され、ユーザにより同時に 2つの超音波振動子 14A及び 14Cによる超音波画像を表示するモードが選択された場合における駆動及び信号処理の概略のタイミングを示す。

[0030] ユーザにより同時に 2つの超音波振動子 14A及び 14Cによる超音波画像を表示するモードが選択された場合、システムコントローラ 31は、例えば図 4に示すように 2つの超音波振動子 14A及び 14Cを所定の信号に同期させて順次 (交互に)駆動する。

[0031] 例えば図 4 (A)に示すように、システムコントローラ 31は、 1フレーム分の画像を生成する際の基準信号 Saから、この基準信号 Saに同期した図 4 (B)に示す切替信号 S bを生成する。そして、システムコントローラ 31は、切替信号 Sbを電子走査用送受信回路 33A及びメカ-カル走査用送受信回路 33Bに送る。

電子走査用送受信回路 33Aは、この切替信号 Sbが Hレベル期間 Taにおいて例えば図 4 (C)に示すように、電子走査の超音波振動子 14Aに送信パルス Scを供給し、超音波振動子 14Aは、送信パルス Scが印加されることにより超音波励振し、超音波を送信する。

また、メカ-カル走査用送受信回路 33Bは、この切替信号 Sbが Lレベルの期間 Tb において図 4 (D)に示すように、メカ-カルなラジアル走査の超音波振動子 14Bに送信パルス Sdを供給し、超音波振動子 14Bは、送信パルス Sdが印加されることにより超音波励振し、超音波を送信する。なお、送信パルス Sc, Sdは、実際には数波長程度の高周波パルスである。

[0032] 図 4 (C)に示す電子走査の場合には、送信パルス Scが所定間隔で順次超音波振動子エレメント 13に供給される場合、マルチプレクサ 15に対してもエレメント選択 (切替)の信号が、送信ノルス Scが出力されるタイミングに同期して出力される。

[0033] また、各送信パルス Scが出力されると、次の送信パルス Scが出力されるタイミングまで、送受信回路 33A内の図示しない送受信切替スィッチが受信アンプ側が選択されるように切り替えられ、超音波振動子エレメント 13で受信した超音波エコー信号が受信アンプに入力される。

一方、図 4 (D)に示すメカ-カル走査の場合には、送信パルス Sdが所定間隔で順次超音波振動子 14Cに印加される場合、この送信パルス Sdのタイミングに同期して回転駆動部 19Cのステッピングモータなどに回転駆動信号が供給され、回転角に同期して送信パルス Sdが順次出力される。

[0034] この場合にも、各送信パルス Sdが出力されると、次の送信パルス Sdが出力されるタイミングまで、送受信回路 33B内の図示しな、送受信切替スィッチが受信アンプ側が選択されるように切り替えられる。

[0035] 図 4 (C)及び図 4 (D)に示すように 2つの超音波振動子 14A及び 14Cを交互に駆動することにより、同時に駆動した場合における一方の送信パルスが他方のエコー信号受信時にノイズとして混入することを防止でき、それぞれ SZNの良、状態で超音波画像を生成できるようにして、る。

[0036] 一方の送信パルスが他方のエコー信号にノイズとして混入することを低減できる場合 (例えば超音波の走査領域が重ならないような場合）には、図 4に示したように交互に駆動することなく同時に駆動するようにしても良、。

なお、図 4 (A)から図 4 (D)は、超音波振動子 14A及び 14Cを交互に駆動して超音波の動画表示を行う例を示しているが、ユーザが、例えば超音波内視鏡 2Aの把持部 7Aに設けたフリーズスィッチ SW1 (図 1参照）を操作を行うことにより、この超音波内視鏡 2Aの超音波振動子 14Aによる超音波画像を静止画状態で、他方を動画状態で表示するようにしても良、。

この場合には、例えば図 4 (E)に示すようにフリーズスィッチ SW1を操作したタイミングの直近の期間 Tb以降、図 4 (F)に示すように超音波振動子 14Cのみによる超音波走査を行ヽ、この超音波振動子 14Cによる超音波画像の動画表示を行う。 [0037] また、フリーズスィッチ SW1を操作したタイミングの直近の期間 Ta以降では、超音波振動子 14Aにより得られた超音波画像の更新が禁止され、その超音波画像が静止画として繰り返し表示される。つまり、この状態では、一方が静止画、他方が動画表示となる。

[0038] この場合、超音波振動子 14A側は、実際には送受信に使用されなくなるので、超音波振動子 14C側が期間 Tbだけでなく期間 Taにおいても、つまり全期間、送受信に使用される。このようにシステムコントローラ 31は制御動作を行う。

[0039] そして、ユーザが、例えば再度フリーズスィッチ SW1を操作して、フリーズ指示を解除する操作を行うと、その操作のタイミングの直近の期間 Taから、再び図 4 (C)及び図 4 (D)に示した場合のように超音波振動子 14A及び 14Cを交互に駆動して超音波の動画表示を行う。

なお、この例では超音波内視鏡 2Aにフリーズスィッチ SW1を設けた力他の超音波内視鏡 2B及び超音波プローブ 2Cにもフリーズスィッチを設けるようにしても良い。また、図示しない切替スィッチを設け、この切替スィッチが操作された場合にはシステムコントローラ 31は、静止画と動画を切り替える制御を行うようにしても良、。

このような構成の超音波診断装置 1による作用を説明する。本実施例による作用の説明として、図 2に示すように超音波内視鏡 2Aのチャンネル 22内に超音波プローブ 2Cが挿通されて、超音波検査等が行われる場合で説明する。

[0040] 超音波内視鏡 2Aは、コンベックス走查を行うものであり、チャンネル 22内に穿刺針を挿通して診断対象部位カゝら組織を採取するような場合に広く用いられる。この場合、体腔内の周方向の方位 (オリエンテーション）に関しては、ラジアル走査による超音波画像の方がユーザは把握し易、。

このため、図 2に示すようにユーザは、超音波内視鏡 2Aのチャンネル 22内に超音波プローブ 2Cを揷通して、両超音波振動子 14A、 14Cによる超音波画像を表示する状態にする。すると、モニタ 4には、両超音波振動子 14A、 14Cにより超音波走査された画像 Ia、 lbが図 3のように表示される。

図 3に示すように、超音波プローブ 2Cを挿通してその超音波振動子 14Cにより、周方向のラジアル画像 lbが、コンベックス走査の超音波画像 laと隣接して同時に表示されるようになるので、両画像 Ia、 lbを比較することにより、術者は体腔内におけるコンベックス走査の超音波振動子 14Aにより観察している方位を把握し易くなる。

[0041] そして、このように方位の把握をした後、例えば生検したいと望む場合には、超音波プローブ 2Cをチャンネル 22から引き出し、穿刺針を揷通して、コンベックス走査の超音波画像 laの観察下で、生検を望む部位に対してその先端を刺入し、生検のための組織採取を行うことができる。

[0042] なお、チャンネルを 2つ設けた場合には、超音波プローブ 2Cをチャンネル 22から引き出すことなぐ穿刺針による組織採取を行うことができる。

また、生検を行わない場合においても、走査方向が異なる超音波振動子 14A及び 14Cにより、検査対象部位の周辺部をより診断し易い状態での超音波画像が得られる。つまり、一方の超音波画像のみでは、その走査方向と直交する方向の情報が得られないが、超音波振動子 14A及び 14Cを使用することにより、一方の走査方向と略直交する方向の超音波画像が得られるようになり、ユーザは検査対象部位の周辺部の状態の把握がし易くなり、従って診断を行い易くなる。

[0043] このように本実施例の超音波観測装置 3によれば、異なる走査方式の超音波プローブ或いは超音波内視鏡を接続でき、内蔵された異なる超音波振動子を駆動すると共に、受信した受信信号に対する信号処理を行い、超音波画像を生成することができる。

従って、 1つの超音波走査方式の超音波プローブ或いは超音波内視鏡の場合よりも、超音波走査している部位の把握が容易にできたり、診断も行い易くなる。

また、本実施例によれば、従来例における走査方式が異なる超音波内視鏡或いは超音波プローブを使用するたびに対応する超音波観測装置を交換しなければならない手間や作業を不要とし、操作性を大幅に向上することもできると共に、検査時間を大幅に短縮することもできる。

また、 2つの異なる超音波の走査における一方の方式で患部等の検査部位の概略の位置決め等を行い、他方の方式で超音波走査を詳細に行い、詳細な超音波画像を得ることにより、診断し易ヽ超音波画像を得るようにしても良ヽ。

[0044] (実施例 2) 次に図 5から図 7を参照して本発明の実施例 2を説明する。図 5は本発明の実施例 2を備えた超音波診断システム 1Bを示す。この超音波診断システム 1Bは、超音波内視鏡 2Dと、超音波プローブ 2Cと、超音波画像処理装置としての超音波観測装置 3B とモニタ 4とを有する。

超音波内視鏡 2Dは、図 1の超音波内視鏡 2Aにおいて、ハウジング 12Aにコンペックス型のアレイ型超音波振動子 14Aを形成する代わりに、ハウジング 12Dの周方向に超音波振動子エレメント 13を配置したアレイ型超音波振動子 14Dを備えている。この超音波内視鏡 2Dにおけるその他の構成は、超音波内視鏡 2Aと同様の構成であり、挿入部 6A等における符号 Aの代わりに符号 Dを付け、その説明を省略する。また、この超音波内視鏡 2Dには、超音波プローブ 2Cを揷通可能するチャンネル 2 2が設けてある。

[0045] また、本実施例に係る超音波観測装置 3Bは、図 1の超音波観測装置 3において、電子走査用信号処理部 32Aとメカ-カル走査用信号処理部 32Bにおける一部を共通化した共通信号処理部 32を備える。具体的には図 1の AZD変換器 34A、 34Bから DZA変 37Α、 37 までを共通にした八70変^^34〜07八変^^37を採用している。このように共通化することにより、低コストで走査方式が異なる場合にも対処することができる超音波画像処理装置を実現して！/ヽる。

なお、ここでは、混合器 38' は、デジタル信号用の混合器を採用しており、 DSC3 6からの出力信号と画像処理回路 39' のデジタルの出力信号が入力される。そして、混合器 38' の出力信号は、 DZA変換器 37を経てアナログの映像信号に変換されてモニタ 4に出力される。

また、本実施例に係る超音波観測装置 3Βは、例えば DSC36から出力される超音波画像データを記録する超音波画像記録手段として、例えばノ、ードディスク 51を内蔵しており、システムコントローラ 31を介してハードディスク 51に超音波画像データの記録及び読み出しを行うことができる。

[0046] そして、ユーザは、例えば操作パネル 26等を操作して、このハードディスク 51に記録されている超音波画像データを読み出し、混合器 38' を経てモニタ 4に出力することができる。例えば、同じ部位を以前に観察して記録した場合には、その超音波画像データを読み出し、現在観察している超音波画像とを同時にモニタ 4に表示させるようにすることちでさる。

なお、電子走査用送受信回路 33Aは、送信用パルス発生回路 52と、この送信用パルス発生回路 52により発生された送信用パルスを増幅して送信パルスとして切替スィッチ 54を介して超音波振動子 14D側に出力する駆動アンプ 53と、この切替スィツチ 54を介して入力されるエコー信号を増幅する受信アンプ 55と、この受信アンプ 5 5で増幅されたエコー信号を検波する検波回路 56とを有する。この検波回路 56により検波された信号は、 AZD変翻 34に出力される。

メカニカル走査用送受信回路 33Bも基本的に電子走査用送受信回路 33Aと同様のブロック構成である。但し、メカ-カル走査用送受信回路 33Bにおいては単一の超音波振動子 14Cが駆動及び受信に使用される。これに対して、電子走査用送受信回路 33Aにおいては、駆動及び受信に使用される超音波振動子エレメント 13が順次切り替えられる。

電子走査用送受信回路 33A及びその他の構成は、実施例 1と同様である。

[0047] 本超音波診断システム 1Bにおいて、超音波内視鏡 2Dのチャンネル 22内に超音波プローブ 2Cを揷通した様子を図 6に示す。

図 6に示すように先端部 10Dに形成した斜面部 42には、照明窓 43と観察窓 44の他にチャンネル 22の先端開口 22b力設けてあり、この先端開口 22bから超音波プローブ 2Cの先端側が斜め前方に突出される。

また、先端部 10Dの前方側のハウジング 12Dの円筒状外周面に沿って超音波振動子エレメント 13を配置したアレイ型超音波振動子 14Dが設けてある。そして、この超音波振動子エレメント 13を順次駆動することにより、矢印 Dで示す方向にラジアル走査の超音波を出射することができる。

本実施例においては、両超音波振動子 14D, 14Cは、共にラジアル走査であるが、ラジアル走査する軸方向が異なっているので、一方のみによる超音波画像の場合よりも異なる方向に対する知見が得られるようになる。この場合、モニタ 4に表示される超音波画像は図 7のようになる。

[0048] 図 7に示すように電子ラジアル走査の超音波画像 Icとメカ-カルラジアル走査の超音波画像 lbとが隣接して同時に表示される。なお、超音波画像 lbには、超音波プローブ 2Cが現れる方位 (周方向の位置）を示すマーカが符号 Eで示すように表示される。また、チャンネル 22内に揷通される超音波プローブ 2Cの周方向の位置決めを行つた場合に、この超音波プローブ 2Cの超音波振動子 14Cにより得られる超音波画像 Ic中における超音波内視鏡 2Dの挿入部 6Dの先端側が観察される方位を示すマ一力を符号 Fで示す。

本実施例によれば実施例 1の場合と同様に、異なる方向に対する超音波画像が同時に得られるので、術者は、診断し易くなる。従って本実施例は、術者に対する操作性を大幅に向上することができる。

なお、図 7に示すように電子ラジアル走査の超音波画像 Icとメカ-カルラジアル走查の超音波画像 lbとを隣接して同じ大きさで表示する代わりに、図 8Aに示すように親子画像、つまりピクチャインピクチヤで表示するようにしても良、。

[0049] 親子画像で表示する場合、図 8Aに示すように親画像の一部に子画像が重畳される状態で表示しても良いし、図 8Bに示すように親画像と子画像が隣接して表示されるようにしても良い。

また、図 9に示すように、電子走査のラジアル画像 Icと、以前の超音波診断の際にハードディスク 51に記録した例えば電子走査のラジアル画像の表示 Ic' とを同時に表示するようにしても良い。つまり、図 9に示すように 2つの電子走査のラジアル画像 I c、 Ic' における一方はライブ画像で、他方は再生画像で表示するようにしても良い。また、本実施例においては、 4系統の計測手段を設けている。図 10は、この場合の表示例を示す。図 10に示すように例えば電子ラジアル走査の超音波画像 Icを静止画表示状態にして、例えば +、口、〇、△の 4系統のマークで 2点間の距離を計測している様子を示し、計測に用いるカーソル Kは、トラックボール 27を回転する操作で行うことができる。

[0050] 図 10では距離の計測の様子を示しているが、面積や体積の計測を行うこともできる。このように従来よりも系統数を大きい 4系統の計測手段を用いることにより、より詳細な計測を短時間で行うことができる。

本実施例も実施例 1と同様に異なる走査方式にも対処することができ、操作性を大幅に向上することができると共に、超音波検査或いは診断する場合における作業性も向上し、短時間で超音波検査を完了することができる。

この他に、メカ-カルなコンベックス走査、スパイラル走査などにも対応する構成にしても良い。また、上述した実施例の一部を組み合わせたり、変形した構成にしても良い。例えば、コネクタ受け 11A及び 11Bの他にさらに形状の異なるコネクタ受けを設け、より広範囲の超音波プローブ或いは超音波内視鏡に対応できるようにしても良い。

また、例えばコネクタ受け 11A或いは 11Bに変換アダプタを接続して、直接コネクタ受け 11A或いは 11Bに接続できな、形状のコネクタを接続できるようにして、さらに形状などが異なるコネクタを有する超音波プローブ或いは超音波内視鏡に対応できるようにしても良い。

[0051] 実施例 1、実施例 2では、メカ-カル走査と電子走査の組み合わせの構成であったが、このメカ-カル走査を電子走査に置き換えて実施する構成にしても良ヽ。

また、例えば図 11Aに示すように電子走査方式による電子走査コンベックス画像 la と、電子走査方式の電子走査ラジアル画像 Icとを同時に表示するようにしても良い。

また、図 11Aにおけ電子走査ラジアル画像 Icを全周における一部の方向とした図 11Bのように電子走査セクタ画像 Idにしても良、。

図 11Bは、電子走査方式の電子走査コンベックス画像 laと電子走査方式の電子走查セクタ画像 Idとを同時に表示したものを示す。

このように異なる走査方向に走査した複数の超音波画像を同時に表示することにより、診断対象部位の把握やアプローチが容易となり、診断や処置具による処置をより行い易くなる。また、メカ-カルなラジアル走査における周方向にの一部の走査を行うメカ-カルセクタ走査を行う場合にも対応できるようにすることもできる。

また、上述した実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。また、上述した実施例を変形した構成も本発明に属する。

産業上の利用可能性

[0052] 異なる走査方式の複数の超音波プローブを同時に接続可能にすると共に、各超音波プローブに内蔵された超音波振動子を用いて超音波の送受信を行えるようにすることにより、術者等のユーザに対する操作性を向上できると共に、より診断し易い超音波画像を提供する。

Claims

請求の範囲

[1] 互いに異なる第 1及び第 2の超音波走査方式でそれぞれ駆動される第 1及び第 2 の超音波振動子を内蔵した第 1及び第 2の超音波プローブがそれぞれ着脱自在に接続される第 1及び第 2の接続部と、

前記第 1及び第 2の接続部に接続され、前記第 1及び第 2の超音波振動子により受信された超音波信号から、前記第 1及び第 2の超音波走査方式に対応した第 1及び第 2の超音波画像を生成する信号処理を行う超音波画像用信号処理手段と、を具備することを特徴とする超音波画像処理装置。

[2] 前記超音波画像用信号処理手段は、前記第 1及び第 2の超音波走査方式として、電子走査方式及びメカニカル走査方式に対応した信号処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載の超音波画像処理装置。

[3] 前記超音波画像用信号処理手段は、前記第 1及び第 2の超音波振動子をそれぞれ駆動して超音波を送信させる送信手段を有することを特徴とする請求項 1に記載の超音波画像処理装置。

[4] 前記送信手段は、電子走査方式及びメカニカル走査方式にそれぞれ対応した電子走査送信手段とメカニカル走査送信手段とを備えることを特徴とする請求項 3に記載の超音波画像処理装置。

[5] 前記超音波画像用信号処理手段は、前記第 1及び第 2の超音波画像を同時に表示手段に表示するための同時表示用の映像信号を生成することを特徴とする請求項

1に記載の超音波画像処理装置。

[6] 前記超音波画像用信号処理手段は、前記第 1及び第 2の超音波振動子を所定の周期で交互に駆動して超音波を交互に送信させる送信手段を有することを特徴とする請求項 1に記載の超音波画像処理装置。

[7] 前記超音波画像用信号処理手段は、前記第 1及び第 2の超音波振動子を交互に駆動した際における反射超音波を受信して前記第 1及び第 2の超音波振動子から出力される超音波信号に対して、前記第 1及び第 2の超音波画像をそれぞれ動画状態で生成することを特徴とする請求項 6に記載の超音波画像処理装置。

[8] 前記第 1及び第 2の超音波画像を表示する表示手段を有し、前記表示手段は動画状態の前記第 1及び第 2の超音波画像を同時に表示可能とすることを特徴とする請求項 1に記載の超音波画像処理装置。

[9] 前記第 1及び第 2の超音波画像を表示する表示手段を有し、前記表示手段には前記第 1及び第 2の超音波画像における一方を動画で、他方を静止画で同時に表示可能であることを特徴とする請求項 1に記載の超音波画像処理装置。

[10] 前記動画と静止画の表示の切り替えを行う切り替え指示手段を有することを特徴とする請求項 9に記載の超音波画像処理装置。

[11] さらに前記第 1又は第 2の超音波画像を記録する超音波画像記録手段を有することを特徴とする請求項 9に記載の超音波画像処理装置。

[12] 前記表示手段は、さらに超音波画像記録手段に記録された前記第 1又は第 2の超音波画像を表示可能であることを特徴とする請求項 11に記載の超音波画像処理装置。

[13] 前記第 1及び第 2の接続部における少なくとも一方に実際に接続される超音波プローブに対して、該超音波プローブに内蔵されている超音波振動子の走査方式に関する情報を読み出す情報読み出し手段を有することを特徴とする請求項 1に記載の超音波画像処理装置。

[14] 前記情報を参照して、前記超音波プローブに内蔵されている超音波振動子の走査方式に対応した駆動及び信号処理の制御を行う制御手段を有することを特徴とする請求項 13に記載の超音波画像処理装置。

[15] 互いに異なる第 1及び第 2の超音波走査方式でそれぞれ駆動される第 1及び第 2 の超音波振動子を内蔵した第 1及び第 2の超音波プローブと、

前記第 1及び第 2の超音波プローブがそれぞれ着脱自在に接続される第 1及び第

2の接続部と、

前記第 1及び第 2の接続部に接続された前記第 1及び第 2の超音波振動子により受信された超音波信号から、前記第 1及び第 2の超音波走査方式に対応した第 1及び第 2の超音波画像を生成する信号処理を行う超音波画像用信号処理手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置。

[16] 前記第 1又は第 2の超音波プローブは、電子走査方式及びメカニカル走査方式の少なくとも一方の第 1又は第 2の超音波振動子を内蔵することを特徴とする請求項 15 に記載の超音波診断装置。

[17] 前記電子走査方式の第 1又は第 2の超音波振動子は、前記第 1又は第 2の超音波プローブの周方向に超音波を走査するセクタ走査若しくはラジアル走査、又は前記第 1又は第 2の超音波プローブの長手方向を含む面内で凸面状に走査するコンペッタス走査であることを特徴とする請求項 16に記載の超音波診断装置。

[18] 前記メカニカル走査方式の第 1又は第 2の超音波振動子は、前記第 1又は第 2の超音波プローブの周方向に超音波を走査するセクタ走査若しくはラジアル走査、又は前記第 1又は第 2の超音波プローブの長手方向を含む面内で凸面状に走査するコンベックス走査であることを特徴とする請求項 16に記載の超音波診断装置。

[19] 前記第 1及び第 2の接続部における少なくとも一方に実際に接続される超音波プローブに対して、該超音波プローブに内蔵されている超音波振動子の走査方式に関する情報を読み出す情報読み出し手段を有することを特徴とする請求項 15に記載の超音波診断装置。

[20] 前記情報を参照して、接続された前記超音波プローブに内蔵された超音波振動子の走査方式に対応した駆動及び信号処理の制御を行う制御手段を有することを特徴とする請求項 19に記載の超音波診断装置。

[21] 前記第 1及び第 2の超音波振動子による各送受信の期間が重ならないように送受信を行わせる制御手段を有することを特徴とする請求項 15に記載の超音波診断装置。

[22] さらに、互いに異なる超音波走査方式で表示される前記第 1及び第 2の超音波画像間の対応関係を示すマーカの表示手段を有することを特徴とする請求項 15に記載の超音波診断装置。