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JPH0690952A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

Info

Publication number
JPH0690952A
JPH0690952A JP5144947A JP14494793A JPH0690952A JP H0690952 A JPH0690952 A JP H0690952A JP 5144947 A JP5144947 A JP 5144947A JP 14494793 A JP14494793 A JP 14494793A JP H0690952 A JPH0690952 A JP H0690952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood flow
ultrasonic
image
scanning
flow image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5144947A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotaka Nakajima
浩貴 中島
Noriaki Yoshikawa
憲明 吉川
Masahiko Yano
雅彦 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5144947A priority Critical patent/JPH0690952A/ja
Publication of JPH0690952A publication Critical patent/JPH0690952A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広範囲のBモード像及び広範囲のカラー血流
像を表示し、患部の発見及び診断を容易にする。 【構成】 基準信号発生器8は、周波数f0の基準信号
を発生し、送信遅延回路6に送る。スキャニングコント
ローラ7は、扇状リニア走査をするための走査方向を求
め受信遅延回路5と送信遅延回路6と角度補正回路12
に送る。送信遅延回路6は、基準信号にスキャニングコ
ントローラ7から送られてきた走査方向に基く遅延時間
を与えパルサ回路4に送る。パルサ回路4は、この送ら
れてきた信号を超音波振動子を駆動するためのパルス信
号に変換し切り替えスイッチ2を通して超音波プローブ
1に送り、超音波ビームを被検体内に送波する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波を送受する超音
波振動子を駆動して超音波ビームを送波し、このとき得
られる超音波エコー情報より被検体のBモード像(断層
像)及びカラー血流像を表示し、医用診断に供する超音
波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超音波振動子を直線上に配置した
線形プローブを用いて、ビーム相互間で平行な超音波ビ
ームで走査を行うリニアスキャン方式または、ある一点
から放射状にビーム走査を行うセクタスキャン方式によ
る走査を行い、その超音波エコー情報から被検体内部の
組織断面を表すBモード像とその断面の血流速度分布を
表すカラー血流像を同一画面上に重畳して表示する超音
波診断装置が知られている。
【0003】この装置では、カラー血流像を得るために
ドプラ法を用いている。このドプラ法は図20のように
して測定することができる。まずプローブ1から周波数
f0の超音波を被検体内に放射する。この超音波が速度
vで移動している赤血球にあたるとドプラ効果により周
波数f0'で反射され戻ってくる。つまり、送信周波数を
f0 、受信周波数をf0'、超音波ビームと血流方向がな
す入射角をθとして仮定すると、式(1) の関係から流速
vを求めることができる。
【0004】
【数1】 ただし、 とする。
【0005】したがって、周波数偏移は式(1) が示すよ
うに超音波ビームと血流方向がなす角の余弦に比例し、
両者が平行な場合(即ち、cos 0°=1)に最大となり
精度良く測定でき、直交する場合(即ち、cos 90°=
0)にはゼロとなり測定不可能となる。一般に人体の血
管は体表に平行に走っているためカラー血流像用超音波
ビームを体表に垂直に送波するとカラー血流像用超音波
ビームと血流方向が直交してしまい血流速度を測定でき
なくなる。
【0006】このようにカラー血流像用ビ−ムと血流の
方向が直交しないようにする方法としては、図21のよ
うにBモード像用超音波ビームをプローブ面と垂直な方
向に送波し、カラー血流像用超音波ビームはプローブ面
から斜め方向に送波することにより、長方形のBモード
像とその一部分をカラー血流像で表示する方法や、図2
2のようにBモード像用超音波ビームとカラー血流像用
超音波ビームの両方を斜めに送波し、平行四辺形のカラ
ー血流像を表示する方法が知られている。
【0007】これら公知の技術は、例えば特開昭62−
227335公報および米国特許第5,014,710
号明細書に開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように図21に示
した従来の方法は、ビーム相互間が平行なBモード像用
超音波ビームとビーム相互間が平行なカラー血流像用超
音波ビームを用い、Bモード像用超音波ビームは超音波
プローブのプローブ面に対して垂直に送波し、カラー血
流像用超音波ビームはプローブ面に対して斜め方向に斜
めに走査を行っていた。
【0009】一般的にカラー血流像は位置の特定を行い
易くするために、Bモード像と重畳させて表示を行うた
め、この図2の方法では、プローブ面に対し垂直に送波
されるBモード像用超音波ビームとプローブ面に対し斜
め方向に送波されるカラー血流像用超音波ビームの交わ
る部分7しかカラー血流像を表示することができなかっ
た。このような方法では深部でのカラー血流像が特に狭
くなるため、深部にある腎臓や肝臓の診断の際に得られ
るカラー血流像が狭く診断が行い難かった。
【0010】また、このようにカラー血流像が狭くなる
のを防ぐため図22のようにBモード像用超音波ビーム
とカラー血流像用超音波ビームの両方を体表に対し斜め
方向に放射して平行四辺形のカラー血流像を表示する方
法がある。
【0011】しかしながら、図22の方法は、超音波プ
ローブから斜め方向のカラー血流像しか表示されないた
め患部の位置が被検体のどの位置にあるのか把握しにく
かった。特に深部の診断を行う場合はプローブとの位置
のずれが大きくなり位置の把握が難しくなっていた。
【0012】そこで本発明は、これらの問題を解決すべ
く、体表から深部にかけて広い視野のBモード像とその
像の任意の場所のカラー血流像を表示することのできる
超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、被検体に超音波を送受波するための超音
波プローブと、前記超音波プローブから送波する断層像
用超音波ビームを扇状リニア走査する断層像用走査手段
と、前記断層像用超音波ビームを送波したときに前記超
音波プローブで受波される断層像用超音波エコーから前
記被検体の断層像を求める手段と、前記超音波プローブ
から送波する血流像用超音波ビームを走査する血流像用
走査前記血流像用超音波ビームを送波したときに前記超
音波プローブで受波される血流像用超音波エコーから前
記被検体の血流像を求める手段と、前記断層像と前記血
流像とを重畳して表示する表示手段を備えたことを特徴
とする超音波診断装置を提供する。
【0014】更に、本発明によれば、被検体に超音波を
送受波するための超音波プローブと、前記超音波プロー
ブから断層像用超音波ビームを送波して、前記被検体を
扇状に走査する断層像用走査手段と、前記断層像用超音
波ビームを送波したときに前記超音波プローブで受波さ
れる断層像用超音波エコーから前記被検体の断層像を求
める手段と、前記超音波プローブからそのプローブ面の
法線方向に対して、所定の傾斜角度で血液像用超音波ビ
ームを送波して、前記被検体を走査する血流像用走査手
段と、前記血流像用超音波ビームを送波したときに前記
超音波プローブで受波される血流像用超音波エコーから
前記被検体の血流像を求める手段と、前記血流像用超音
波ビームを血流に対して送波した時の、このビームの血
流に対する入射角度によって血流のカラー表示が変化す
るのを補正する角度補正手段と、前記断層像と前記血流
像とを重畳して表示する表示手段を備えたことを特徴と
する超音波診断装置。
【0015】
【作用】上述した構成により、断層像用超音波ビームに
より扇状リニア走査(後述する)を行い、その一部を血
流像用超音波ビームにより走査する。このとき得られる
断層像用超音波エコーと血流像用超音波エコーから、扇
状の断層像とその一部の血流像を求め、表示手段に表示
させる。これにより、体表から深部にかけて広い視野の
Bモード像とその像の任意の一部の血流像を重畳させて
表示することができる。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の第1実施例に関わる超音波
診断装置の回路構成を示している。
【0017】超音波プローブ10は、N個の超音波振動
子を列状に配置したものである。
【0018】基準信号発生器18は、周波数f0の基準
信号を発生し、送信遅延回路16に送る。スキャニング
コントローラ17は、操作パネル25により指定された
走査方法及び走査方向に基き超音波ビームの実際の走査
方向を演算し、これら演算値を受信遅延回路15と送信
遅延回路16と角度補正回路22に送る。送信遅延回路
16は、基準信号をNチャンネルの信号に分割し、この
Nチャンネルの信号にスキャニングコントローラ17か
ら送られてきた演算された走査方向データに基く遅延時
間を与えパルサ回路14に送る。パルサ回路14は、こ
の送られてきたNチャンネルの信号を超音波振動子を駆
動するためのNチャンネルのパルス信号に変換し切り替
えスイッチ12を通して超音波プローブ10に送る。超
音波プローブ10は、このNチャンネルのパルス信号を
N個の超音波振動子にそれぞれ入力し、超音波ビームを
被検体内に送波する。このとき超音波ビームは、スキャ
ニングコントローラ17により求められた走査方向を走
査する。
【0019】この送波された超音波ビームは、被検体内
で反射され、再び超音波プローブ10の超音波振動子群
に戻り、Nチャンネルの超音波エコー情報として受波さ
れる。このNチャンネルの超音波エコー情報は、切り替
えスイッチ12を通して、プリアンプ13に送られる。
プリアンプ13は、Nチャンネルの超音波エコー情報を
それぞれ増幅し、受信遅延回路15に送る。受信遅延回
路15は、Nチャンネルの超音波エコー情報にスキャニ
ングコントローラ17から送られてきた演算した実際の
走査方向のデータに基いて求めた遅延時間を与え各チャ
ンネルの超音波エコー情報の時間的ずれを補正して加算
器19に送る。加算器19は、各超音波エコー信号を重
ね合わせ、検波回路20とCFM(color flow mappin
g)回路21に送る。検波回路20は、加算器19から
の信号を検波し、Bモード情報をつくる。CFM回路2
1は、加算器19からの信号をもとにカラー血流(CF
M)情報をつくる。角度補正回路22には、カラー血流
像用超音波ビームの入射角によるカラー血流情報のずれ
を補正するための補正情報があらかじめ記憶されてお
り、スキャニングコントローラ17からの演算した走査
方向データに基きカラー血流情報のずれを補正するため
の補正信号をつくる(後述する)。DSC(digital sc
an converter)23は、Bモード情報、カラー血流情報
を合成し、テレビ信号に変換しモニタ24に表示させ
る。操作パネル25は、走査方法の選択やカラー血流像
の表示位置の指定等の走査を行なうことができる。
【0020】次に本発明の第1の実施例装置の動作につ
いて説明する。
【0021】第1の実施例では、図1に示した全体構成
図の超音波プローブ10に図2に示すようにn個の超音
波振動子を直線的に配したリニアプローブ104を用い
た例である。この“n”は任意の整数値である。
【0022】図2において走査線A1 ・A2 ・〜・An
は、Bモード像用の走査線である。走査線A1'・A2'・
〜・An'は、カラー血流像用(CFMモード)の走査線
である。走査線A1 ・A2 ・〜・An は、走査線相互間
が非平行となるようにリニアスキャンする方式(以下、
扇状リニア走査と称する。)で、この走査範囲は体表付
近では、リニアプローブ10Aのプローブ面11S(超
音波振動子を配した面)の幅に等しく、深部ではプロー
ブ面11Sの幅より広い走査範囲を持っている。
【0023】上述した「扇状リニア走査」モードについ
て以下説明する。
【0024】即ち、図2で示したリニアプローブ10A
において、Bモード像用走査線A1,A2 ,…,An を
扇状に送波するリニア走査方法の変形例である。
【0025】図3は、図2のBモード像用の走査線を拡
大した説明図である。
【0026】Sは、プローブ面の幅である。P1 ・P2
・〜・Pn は、走査線A1 ・A2 ・〜・An 及び走査線
A1'・A2'・〜・An'の走査開始点を示しており、それ
ぞれの走査開始点の間隔はS/nである。θ1 ・θ2 ・
〜・θn は、それぞれ走査線A1 ・A2 ・〜・An とプ
ローブ面11Sの法線方向との間の角度である。
【0027】第1の実施例では、走査線A(n+1)/2 を中
心として左右対象の走査を行っている。このような左右
対象の走査を行うためには、θk の値を式(2) のように
設定すれば良い(但しk<n)。
【0028】
【数2】 また、走査開始点Pk は式(3) により求められる。
【0029】
【数3】 ただし、P1 を0とする。
【0030】スキャニングコントローラ17は、各Bモ
ード像用走査線の実際の走査開始点データ及び走査方向
データを求め、走査線A1 から走査線An までの演算し
た走査開始点データ及び走査方向データ(遅延データ)
を順に受信用遅延回路15及び送信用遅延回路16送
る。これによりBモード像用走査線A1 からAn までを
用いて、被検体を順に走査することができる。
【0031】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を検波回路20で検波し、DSC回路23に送
る。DSC回路23は、この検波信号から扇状のBモー
ド像を求めDSC回路23内の記憶装置に記憶する。な
お、ビーム、ステアリング角度θ1 の値は操作パネル2
5を操作することにより変化させることができ、θ1 の
値を変化させることにより深部のBモード像の表示範囲
を広くしたり狭くしたりすることができる特徴がある。
【0032】次に、カラー血流像用の走査線について説
明する。
【0033】図4は、図2のカラー血流像用の走査線を
拡大した説明図である。
【0034】P1'・P2'・〜・Pn'は、CFMモードの
走査線A1'・A2'・〜・An'の走査開始点を示してお
り、それぞれの走査開始点の間隔はS/nである。θ´
は、走査線A1'・A2'・〜・An'とプローブ面の法線方
向との間の角度である。
【0035】第1の実施例は、CFMモードの走査線A
1'・A2'・〜・An'とプローブ面11Sの法線方向との
なす角を互いに等しくし平行な超音波ビームで走査す
る。
【0036】スキャニングコントローラ17は、各カラ
ー血流像用走査線の実際の走査開始点データ及び走査方
向データを求め、これら走査線A1'からAn'までの演算
された走査開始点データ及び走査方向データ(遅延デー
タ)を順に受信用遅延回路15及び送信用遅延回路16
送る。これによりカラー血流像用走査線A1'からAn'ま
でを用いて、被検体を順に走査することができる。
【0037】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を、CFM回路21に送り血流速度を求める。D
SC回路21は、この血流速度の違いを色の違いで表し
たカラー血流像を求め、同じく前述したように求められ
るBモード像上に合成する。この画像をモニタ24に表
示することにより、扇状のBモード像とその一部に重畳
されたカラー血流像が得られる。
【0038】なお、ビームステアリング角度θの値は操
作パネル25を操作することにより変化させることがで
き、θの値を変化させることによりカラー血流像の表示
位置をモニタ24のスクリーン上において左右に移動で
きる。
【0039】このようにBモード像を扇状に走査/表示
することで、広い範囲のカラー血流像を表示できる。ま
た、この方法は、表示されるBモード像の範囲が広いた
め被検体内部のどの部分を表示しているかわかりやす
い。このため、患部の位置を特定するために何度もプロ
ーブ10Aを移動させる必要がなくなり診断をスムーズ
に行うことができる。
【0040】図5〜図7を参照し乍ら、上述したスキャ
ニングコントローラ17の内部構成および動作について
詳述する。
【0041】図5は、このスキャニングコントローラ1
7の内部構成図である。図5に示したように、このスキ
ャニングコントローラ17は、Bモード/CFMモード
用の走査線の開始点データ(Pk)を演算する。
【0042】第1演算回路100と走査開始点演算値メ
モリ106,およびこれら両走査線の走査方向データ
(θk)を演算する。
【0043】第2演算回路102と走査方向演算値メモ
リ108を主として有する。
【0044】図1に示した操作パネル25より、ビーム
ステアリング角度(θ)およびラスタ(走査線)の番号
を入力することによって、上述した式(2) と(3) とに基
いて所定の演算を行ない、演算結果をこれらメモリ10
6,108にストアする。これらストアされた各データ
が、送信遅延回路16および受信遅延回路15へ順次、
所定のタイミングで送給される。これら送給された各演
算データに基いて、各遅延回路16,15では所定の遅
延量が決定される。
【0045】これら遅延量に基いて、リニアプローブ1
0Aの各トランスデューサ11の励起タイミングがコン
トロールされる。この結果、図7に示したように、各ト
ランスデューサ(1ch〜8ch等)より送給される超
音波ビームが焦点合せされたり、偏向されるようになる
(送信時および同様に受信時)。換言すれば、これら遅
延量をコントロールすることによって、第1実施例のB
モードの「扇状リニア走査」が可能となる。また、ビー
ム相互な平行なCFMモードの走査も可能となる。
【0046】以上のスキャニングコントローラ17の一
連の動作を、図6のフローチャートに示す。即ち、ステ
ップST−1において、ビームステアリング角度θをB
モード用にセットしたかをチェックする。Bモード用に
セットしたならば、ステップST−2Aに移り、Bモー
ドのステアリング角度の設定を行なった後に、ステップ
ST−3で、この設定値を該当のメモリ108へ送って
ストアする。また、ステップST−1で、CFMモード
用にセットされたならば、ステップST−Bに進んで、
CFMモードのステアリング角度の設定を行なった後
に、ステップST−3でこの設定値をこのメモリ108
へ送ってストアする。
【0047】以上詳述したように、本発明ではこのよう
なスキャニングコントローラ17を採用することによっ
て、特に、CFMモード用の走査ビームB1', B2',
…,Bn'のステアリング角度(振り角)“θ”を自由に
設定出来るので、被検体3の深部まで広い視野で表示出
来る特徴がある。
【0048】次に、第2の実施例について説明する。
【0049】第2の実施例は、図8に示すように超音波
振動子を円弧状に配したプローブ面30Sを有するコン
ベックスプローブ10Bを用いて第1実施例と同様の扇
状走査を行うものである。
【0050】図8において、走査線B1 ・B2 ・〜・B
n は、Bモード像用の走査線である。走査線B1'・B2'
・〜・Bn'は、カラー血流像用の走査線である。
【0051】図9は、図8のBモード像用の走査線を拡
大したものであり、走査線の数(nの値)が奇数のみ
(B1 ,B3 ,…,Bn −1)の場合についての説明図
である。
【0052】以下の数4においてαは、コンベックスプ
ローブ10Bのプローブ面30Sの曲率である。θは、
プローブ面30Sの放射角である。P1 ・P2 ・〜・P
n は、Bモード用走査線B1 ・B2 ・〜・Bn 及びCF
Mモード用走査線B1'・B2'・〜・Bn'の走査開始点を
示しており、それぞれの走査開始点の間隔は式(4) で示
されるΔSである。
【0053】
【数4】 このとき、走査開始点Pk の値は式(5) で表される。
【0054】
【数5】 ただし、P1 の座標を0とする。
【0055】第2実施例では、コンベックスプローブ1
0Bを用いているので、これら各走査開始点P1 ,P2
,…,Pnからプローブ面30Sに対し垂直な方向を
走査することにより、Bモード像用走査線では、扇状の
範囲を走査することができる。
【0056】スキャニングコントローラ17は、各Bモ
ード像用走査線B1 …,Bn の走査開始点データ及び走
査方向データを求め、走査線B1 から走査線Bn までの
演算した走査開始点データ及び走査方向データを順に受
信用遅延回路15及び送信用遅延回路16に送る。これ
によりBモード像用走査線B1 からBn まで用いて、被
検体を順に扇状走査することができる。
【0057】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を検波回路20で検波し、DSC回路23に送
る。DSC回路23は、この検波信号から扇状のBモー
ド像データを求めDSC回路23内の記憶装置に記憶す
る。
【0058】このようにBモード像用走査線B1 からB
n までの走査を行った後、次にカラー血流像用走査を行
う。
【0059】次に第2実施例におけるカラー血流像用走
査線について説明する。
【0060】図10は、図8のカラー血流像用の走査線
B1 ,…,Bn を拡大したものである。
【0061】θ1'・θ2'・〜・θn'は、それぞれ走査線
B1'・B2'・〜・Bn'とプローブ面の法線方向とのなす
角(ビームステアリング角度)である。CFMモード用
走査線B1'・B2'・〜・Bn'を互いに平行にするために
は、θk の値を次式(6) に従って演算すれば良い。即
ち、第2実施例では、コンベックスプローブ10Bを採
用しているが、CFMモード用走査線B1',…, Bn'の
み互いに平行な走査線にして、斜方向に走査する(図1
0参照)。
【0062】
【数6】 スキャニングコントローラ17は、各カラー血流像(C
FMモード)用走査線B1'…,Bn'の走査開始点データ
及び走査方向データを求め、B1'からBn'までの演算し
た走査開始点データ及び走査方向データを順に受信用遅
延回路15及び送信用遅延回路16送る。これによりカ
ラー血流像用走査線B1'からBn'まで用いて、被検体を
順に走査することができる。
【0063】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を、CFM回路21に送り血流速度を求める。D
SC回路21は、この血流速度の違いを色の違いで表し
たカラー血流像を求め、同じく前述したように求めたB
モード像上に合成する。この合成像をモニタ24に表示
することにより、扇状のBモード像とその一部に重畳し
たカラー血流像が得られる。
【0064】なお、ビームステアリング角度θ1'の値は
操作パネル25を操作することにより変化させることが
でき、θ1'の値を変化させることによりカラー血流像の
表示位置を左右に移動できる。
【0065】このようにコンベックスプローブ10Bを
用いても、第1の実施例とほぼ同様な画像を表示するこ
とができる。
【0066】次に本発明の第3の実施例について説明す
る。
【0067】第3の実施例は、図11に示すようにBモ
ード像用超音波ビーム及びカラー血流像用超音波ビーム
の両方を扇状に送波する方法である。
【0068】同図において走査線C1 ・C2 ・〜・Cn
は、Bモード像用の走査線である。走査線C1'・C2'・
〜・Cn'は、カラー血流像用の走査線であり、実際上は
同一の線上を走査している。
【0069】Bモード用イメージ走査線C1 ,C2 ,
…,Cn の走査開始点及び走査方向についてのデータの
演算は第1の実施例のBモード像用走査線A1 ,A2 ,
…,An と同様であるの説明を省略する。CFMモード
用の走査線C1',C2',…,Cn'の走査開始点データお
よび走査方向データについては、上記Bモード走査線用
のデータを利用すれば良い。
【0070】このように、扇状の範囲をBモード像用超
音波ビームC1 ,C2 …,Cn 及びカラー血流像用超音
波ビームC1',C2'…,Cn'で走査することにより、扇
状のBモード像およぴカラー血流像を表示することがで
き、且つ広い範囲のカラー血流像を表示できる。このよ
うに広い範囲のカラー血流像を表示することで被検体内
部の異常血流の発見が容易になる。
【0071】なお、この第3の実施例では、リニアプロ
ーブ10Aおよび、コンベックスプローブ10Cのいず
れを用いても実施可能である。
【0072】次に本発明の第4の実施例について説明す
る。
【0073】第4の実施例は、図12に示すように走査
方向を左右に少しずらした2種類の扇状の範囲をBモー
ド像用超音波ビームD1,D2,…, Dn とE1,E2,…En
及びカラー血流像用超音波ビームD1', D2', …, Dn'
とE1', E2', …, En'で走査する方法である。
【0074】図12において、走査線D1 ・D2 ・〜・
Dn 及び走査線E1 ・E2 ・〜・En は、Bモード像用
の走査線である。走査線D1'・D2'・〜・Dn'及び走査
線E1'・E2'・〜・En'は、カラー血流像用の走査線で
あり、同一の線上を走査している。
【0075】第1の実施例で示した扇状の走査範囲は左
右対象のものであったが、本例では左右非対象であるの
で、数2の右辺に係数θa を加えることにより扇状の走
査範囲を左右にずらすことができる。
【0076】扇状のBモード像を得るために、第4の実
施例では、走査線D1 ・D2 ・〜・Dn ・E1 ・E2 ・
〜・En の線上に超音波ビームを送波している。これら
走査線D1 ・D2 ・〜・Dn ・E1 ・E2 ・〜・En
は、以下の式(7) に基いて走査方向を求めており、走査
線D1 ・D2 ・〜・Dn の間ではθa =+θ1 とし、走
査線E1 ・E2 ・〜・En の間ではθa =−θ1 とした
ものである。
【0077】
【数7】 スキャニングコントローラ17は、各Bモード像用走査
線D1'…, Dn ,E1,…, En の走査開始点データ及び
走査方向データを求め、これら走査線D1 から走査線E
n までの演算した走査開始点データ及び走査方向データ
を順に受信用遅延回路15及び送信用遅延回路16送
る。これによりBモード像用走査線D1 からEn までを
利用して、被検体を順に走査することができる。
【0078】このとき得られる各走査線上の超音波エコ
ー情報を検波回路20で検波し、DSC回路23に送
る。DSC回路23は、この検波信号から扇状のBモー
ド像を求めDSC回路23内の記憶装置に記憶する。
【0079】このようにBモード像用走査線D1 からE
n までの走査を行った後、次にカラー血流像用走査を行
う。
【0080】スキャニングコントローラ17は、上述し
たBモード像用走査線の走査開始点データおよび走査方
向データをそのまま利用でき、これらCFMモード用走
査線D1'から走査線En'までの走査開始点データ及び走
査方向データを受信用遅延回路15及び送信用遅延回路
16送る。これによりCFMモード像用走査線D1'から
En'までを用いて、扇状領域を順に走査することができ
る。
【0081】このとき得られる超音波エコー情報を、C
FM回路21に送り血流速度を求める。DSC回路21
は、この血流速度の違いを色の違いで表したカラー血流
像を求め、同じく前述したように求めたBモード像上に
合成する。この合成画像データをモニタ14に表示する
ことにより、扇状のカラー血流像が得られる。
【0082】前述の第3の実施例では、中央付近の走査
線が超音波プローブ面の法線方向とほぼ等しくなるた
め、送波したCFMモードの超音波ビーム例えばC
(n+1) /2と血流の方向が垂直になり、血流速度の測定を
行うことができなかったが、第4の実施例では、走査線
と超音波プローブ面の法線方向が等しくなる部分が無い
ため扇状の走査範囲の全面をカラー血流像を表示でき
る。
【0083】次に第5の実施例について説明する。
【0084】第5の実施例は、図13に示すように、扇
状のBモード像および、この扇状のBモード像の一部で
ある任意の扇状の範囲のみのカラー血流像を表示するも
のである。
【0085】図13において走査線F1 ・F2 ・〜・F
n は、Bモード像用の走査線である。走査線F1'・F2'
・〜・Fn'は、カラー血流像用の走査線である。
【0086】Bモード像用走査線F1 ・F2 ・〜・Fn
は、第1の実施例のBモード像用走査線と同様の数式で
種々のデータを演算する。カラー血流像用走査線の各デ
ータは、第4実施例の式(7) に基くもので任意の広さ、
任意の方向の扇状範囲を走査することができる。この広
さ及び方向は式(7) のθ1 及びθa を変えることにより
任意に選ぶことができる。なお、θ1 及びθa の値は操
作パネル25を操作することにより変えることができ
る。
【0087】カラー血流像は、表示範囲を広げると解像
度が低下してしまうため、第5の実施例のように任意の
範囲のカラー血流像を表示することにより、診断に必要
な範囲をあまり解像度を低下させることなく表示でき
る。
【0088】次に、第6実施例について、図14を参照
し乍ら説明する。
【0089】図14において、P1 ・P2 ・〜・Pm
は、走査線の走査開始点であり、それぞれの間隔は、S
/mである(m>n)。θg1・θg2・〜・θgnは、それ
ぞれ走査線G1 ・G2 ・〜・Gn と、プローブ10Fの
プローブ面11Sの法線方向とのなす角(ビームステア
リング角度)である。同様にθi1・θi2・〜・θinは、
それぞれ走査線I1 ・I2 ・〜・In とこのプローブ面
11Sの法線方向とのなす角である。
【0090】走査線G1 ・G2 ・〜・Gn の走査開始点
は、P1 であり、走査方向は、式(8) で表される。
【0091】
【数8】 走査線I1 ・I2 ・〜・In の走査開始点は、Pm であ
り、走査方向は、式(9) で表される。
【0092】
【数9】 走査線H1 ・H2 ・〜・Hm の走査開始点は、それぞれ
P1 ・P2 ・〜・Pmであり、走査方向はプローブ面の
法線方向である。
【0093】上述したBモード用走査線G1 ・G2 ・〜
・Gn ・H1 ・H2 ・〜・Hm ・I1 ・I2 ・〜・In
を用いて被検体を順に走査することによりBモードの台
形状の走査を行うことができる。
【0094】一方、CFMモードイメージ用走査線G
1', G2', …,GH'を、上述の走査開始点P1,P2,…, P
H から、プローブ10Fのプローブ面11Sの法線方向
に対して所定の傾斜角度で、被検体へ向けて送波する。
これは、第1実施例のCFMモードイメージ用走査線A
1', A2', …, An'と同一なので、走査開始点データ等
の演算については、ここでは説明を省略する。
【0095】以上のように、CFMモード走査線G1',
G2'…, Gn'を用いて、被検体を走査することによって
所定のカラー血流像データをCFM回路21で得て、上
述のBモードイメージデータとを重畳して、モニタ24
で表示すると、台形状のBモード像の上に、プローブ面
11Sの法線方向に対して所定の傾斜角度のCFMモー
ド像が重畳されて表示される。この第6実施例の効果
は、前述の第1実施例と同様となる。
【0096】更に、本発明の他の特徴である、扇状CF
Mモード像走査における角度補正について、以下詳述す
る。
【0097】すでに、第1実施例に関連して説明したよ
うに、本発明の超音波イメージング装置では、角度補正
回路22が設けられている(図1参照)。
【0098】この角度補正回路22の機能を、図15を
参照し乍ら説明する。
【0099】この図15に示した扇状のCFMモード走
査線50は、図11のリニアプローブ10Cによる扇状
CFMモード走査線C1', C2'…, Cn'に相当するもの
である。図15において、この扇状のCFMモード走査
線50がリニアプローブ10Cから血管4へ送波されて
いるものとする。この血管4内には、血液が同一方向4
0(図では左から右方向へ)流れているものとする。こ
の血流の方向40が中央のCFMモード走査ビーム52
に対して直交した場合、この血流の右側部分は赤色で表
示される(赤色表示部60R)。これに対して、左側部
分は青色で表示される(青色表示部60B)。更にま
た、同一カラー表示部でも、色調が変化する。
【0100】上述のように、同一の血流方向40にも拘
らず、異なる色で表示されてしまい、診断上好ましくな
い場合がある。従って、本発明の他の特徴では、これを
解決できる。
【0101】先ず、色表示が変化する理由としては、上
述の式(1) の偏移周波数“fα”のcos θの角度“θ"
が、扇状ビーム50の入射角度に対応するので、これの
符号が境界点(即ち、中心ビーム52)で反転してしま
うために、色表示変化が起るからである。
【0102】従って、この入射角“θ”を、適当な補正
値で補正することにより上述の色表示変化を回避でき
る。即ち、同一方向、同一速度の血流を単一色で表示で
きるようになる。
【0103】以上の本発明の角度補正の技術思想を、図
16を参照し乍ら説明する。
【0104】図16において、右方向の血流を赤色で表
示し、左方向の血流を青色で表示するものとする。
【0105】補正したように、ビームステアリング角度
“θ”は、式(2) で規定される。即ち、
【数10】 また、扇状CFMモード走査ビーム50と血流40との
間の交差角度“θdk”は、以下の式(10)で規定される。
【0106】 θdk=90°+θk …………(10) 更に、この走査ビーム50と血流40との間の角度で、
(n+1)/2 の位置、即ち、中央ビーム52の位置におい
て、90°でなく、例えばAx の位置で90°の場合あ
る。即ち、このような条件は、図16の血管4が傾斜し
ている場合に成立するものである。このように傾斜した
血管の状態においては、角度補正式“θdk”が以下のよ
うに与えられる。
【0107】 θdk=90°+θk+θx …………(11) 従って、ビームステアリング角度θkの符号が、式(2)
によって規定される。即ち、k>A(n+1)/2 の場合に、
このビームステアリング角度θkの符号が−(負)にな
り、k≦A(n+1)/2 の場合に、この符号が+(正)とな
る。
【0108】この走査ビームAxの位置は、操作パネル
25を操作して、どのラスタNoのものかを決定するこ
とにより規定される。次に、このラスタNoに対応した
角度θxを演算し、この演算値θxをすべてのラスタへ
加算する。この演算値θx が上述した角度補正値に相当
する。
【0109】図17は、上述した角度補正回路22の内
部構成図である。この角度補正回路22は、前記式(10)
と(11)とを演算する。角度補正値演算器22A,および
カラー交換メモリテーブル22Bから構成される。この
メモリテーブル22Bには、各角度0°〜360°に対
する色変換するためのデータが予じめストアされてお
り、これによって、扇状CFMモード走査ビーム50と
血流40との間の交差角度の各々に対応するカラー処理
が実行される。
【0110】また、操作パネル25から指示を与えて、
この角度補正回路22による角度補正動作をON/OF
Fすることもできる。
【0111】更に、この角度補正動作は、この扇状のC
FMモード走査のみならず、他のCFMモード走査にも
適当できる。
【0112】例えば、図18に示した通常のセクタスキ
ャニング動作(セクタプローブ102)における血流の
カラー表示にも適当できると共に、図19に示した通常
のコンベックススキャニング動作(コンベックスプロー
ブ202)における血流のカラー表示にも適当できる。
【0113】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形実施可能であることはいうまでもない。
【0114】例えば、実際に診断を行なう場合は、これ
ら実施例1〜実施例5の方法を組み合わせて診断するこ
とにより効率的に診断を行なうことができるようにな
る。例えば、実施例3または実施例4の方法により、扇
状のカラー血流像を表示し異常血流の発見や位置の確認
を行う。この方法で異常血流部の確認をした後、実施例
1、実施例2または実施例3の方法により解像度の良い
カラー血流像を表示させて診断を行なうことができる。
【0115】また、実施例1及び実施例5は、扇状リニ
ア走査により扇状のBモード像を表示していたが、台形
走査により台形状のBモード像を表示し、その一部を平
行なカラー血流像用超音波ビームで走査してカラー血流
像を表示しても良い。
【0116】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、視
野の広いBモード像及びカラー血流像を医師に提供する
ことにより、診断を効率良く行なうことができると同時
に、視野が広いため腫瘍や異常血流等の患部を診断する
際に位置合わせがしやすくなる。また、プローブを小形
化できるため扱い易くなり医師やオペレータの負担を軽
減できる超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に関わる構成図。
【図2】Bモード像を扇状リニア走査により行い、カラ
ー血流像は平行な超音波ビームにより走査する実施例。
【図3】図2のBモード像用走査の説明図。
【図4】図2のカラー血流像用走査の説明図。
【図5】図1のスキャニングコントローラの内部構成
図。
【図6】図5のスキャニングコントローラの動作フロー
チャート。
【図7】図5のスキャニングコントローラの動作波形
図。
【図8】コンベックスプローブを用いてBモード像を扇
状リニア走査により行い、カラー血流像を平行な超音波
ビームにより走査する第2実施例。
【図9】図8のBモード像用走査の説明図。
【図10】図8のカラー血流像用走査の説明図。
【図11】Bモード像及びカラー血流像の両方を扇状リ
ニア走査により行う第3実施例。
【図12】Bモード像及びカラー血流像の両方を2種類
の扇状リニア走査により行う第4実施例。
【図13】Bモード像を扇状リニア走査により行い、カ
ラー血流像は異なる扇状リニア走査により行う第5実施
例。
【図14】Bモード像を台形走査し、カラー血流像は図
2のものと同時に走査する第6実施例。
【図15】本発明の他の特徴である角度補正の説明図。
【図16】図15の角度補正を数度的に解析した図。
【図17】図1の角度補正回路の内部構成図。
【図18】角度補正を行なうセクタスキャンの例を示す
説明図。
【図19】角度補正を行なうコンベックススキャンの例
を示す説明図。
【図20】ドプラ法による血流速度の測定の概要図。
【図21】従来のリニアスキャンによるBモード像用超
音波ビーム及びカラー血流像用超音波ビームの走査例。
【図22】従来のリニアスキャンによるBモード像用超
音波ビーム及びカラー血流像用超音波ビームの走査例。
【符号の説明】
10,10A〜10F 超音波プローブ 12 切り替えスイッチ 13 プリアンプ 14 パルサ回路 15 受信遅延回路 16 送信遅延回路 17 スキャニングコントローラ 18 基準発信器 19 加算器 20 検波回路 21 CFM回路 23 DSC回路 24 モニタ 25 操作パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/18 Q

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体に超音波を送受波するための超音
    波プローブと、前記超音波プローブから送波する断層像
    用超音波ビームを扇状リニア走査する断層像用走査手段
    と、前記断層像用超音波ビームを送波したときに前記超
    音波プローブで受波される断層像用超音波エコーから前
    記被検体の断層像を求める手段と、前記超音波プローブ
    から送波する血流像用超音波ビームを走査する血流像用
    走査手段と、前記血流像用超音波ビームを送波したとき
    に前記超音波プローブで受波される血流像用超音波エコ
    ーから前記被検体の血流像を求める手段と、前記断層像
    と前記血流像とを重畳して表示する表示手段を備えたこ
    とを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 前記超音波プローブは超音波振動子群が
    凸状の配列を有するコンベックスプローブであることを
    特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  3. 【請求項3】 前記血流像用走査手段は、前記血流像用
    ビームを平行に走査するものであることを特徴とする請
    求項1又は請求項2記載の超音波診断装置。
  4. 【請求項4】 前記血流像用走査手段は、扇状リニア走
    査を行うものであることを特徴とする請求項1又は請求
    項2記載の超音波診断装置。
  5. 【請求項5】 前記血流像用超音波ビームの走査方向を
    設定する手段を備えた請求項1乃至請求項4いずれか1
    項記載の超音波診断装置。
  6. 【請求項6】 被検体に超音波を送受波するための超音
    波プローブと、前記超音波プローブから断層像用超音波
    ビームを送波して、前記被検体を扇状に走査する断層像
    用走査手段と、前記断層像用超音波ビームを送波したと
    きに前記超音波プローブで受波される断層像用超音波エ
    コーから前記被検体の断層像を求める手段と、前記超音
    波プローブからそのプローブ面の法線方向に対して、所
    定の傾斜角度で血液像用超音波ビームを送波して、前記
    被検体を走査する血流像用走査手段と、前記血流像用超
    音波ビームを送波したときに前記超音波プローブで受波
    される血流像用超音波エコーから前記被検体の血流像を
    求める手段と、 前記血流像用超音波ビームを血流に対して送波した時
    の、このビームの血流に対する入射角度によって血流の
    カラー表示が変化するのを補正する角度補正手段と、前
    記断層像と前記血流像とを重畳して表示する表示手段を
    備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  7. 【請求項7】 前記血流像用走査手段を制御して、扇状
    の血流像用走査ビームを前記被検体へ送波したことを特
    徴とする請求項6項記載の超音波診断装置。
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