JP2000005167A - 超音波送波方法および装置並びに超音波撮像装置 - Google Patents
超音波送波方法および装置並びに超音波撮像装置Info
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Abstract
超音波送波方法および装置、並びに、そのような超音波
送波装置を備えた超音波撮像装置を実現する。 【解決手段】 連続する複数の波を持つ超音波を送波す
るに当たり、マイクロバルーンを破壊しない瞬時音圧を
持つ少なくとも1つ波の前後にマイクロバルーンを破壊
する瞬時音圧を持つ波がそれぞれ存在する超音波を送波
し、サブハーモニックエコーを確実に生じさせる。
Description
よび装置並びに超音波撮像装置に関し、特に、マイクロ
バルーン(microballoon)造影剤につき、サブハーモニッ
クエコー(subharmonic echo)に基づく撮像を行なうため
の超音波送波方法および装置並びに超音波撮像装置に関
する。
1〜数μmの多数のマイクロバルーンを液体に混入した
マイクロバルーン造影剤を用いる。マイクロバルーンは
生体に無害な気体を、生体に無害な物質からなる殻に封
入したものとなっている。このようなマイクロバルーン
を被検体に注入し、超音波を照射して殻を破壊し、それ
にともなって発生するサブハーモニックエコーに基づい
て画像を生成する、いわゆるサブハーモニックイメージ
ングが行なわれる。
壊する送波超音波としては、連続する複数の波を有する
超音波を用いるが、サブハーモニックエコー発生の確実
性が低いという問題があった。
されたもので、その目的は、サブハーモニックエコー発
生の確実性が高い超音波送波方法および装置、並びに、
そのような超音波送波装置を備えた超音波撮像装置を実
現することである。
する第1の発明は、連続する複数の波を有する超音波を
送波するに当たり、マイクロバルーンを破壊しない瞬時
音圧を持つ少なくとも1つ波の前後にマイクロバルーン
を破壊する瞬時音圧を持つ波がそれぞれ存在する超音波
を送波する、ことを特徴とする超音波撮像方法である。
は、連続する複数の波を有する超音波を送波する超音波
送波装置であって、マイクロバルーンを破壊しない瞬時
音圧を持つ少なくとも1つ波の前後にマイクロバルーン
を破壊する瞬時音圧を持つ波がそれぞれ存在する超音波
を送波する送波手段、を具備することを特徴とする超音
波送波装置である。
は、マイクロバルーンを注入した被検体に連続する複数
の波を有する超音波を送波し、サブハーモニックエコー
に基づいて画像を生成するする超音波撮像装置であっ
て、マイクロバルーンを破壊しない瞬時音圧を持つ少な
くとも1つ波の前後にマイクロバルーンを破壊する瞬時
音圧を持つ波がそれぞれ存在する超音波を送波する送波
手段、を具備することを特徴とする超音波撮像装置であ
る。
において、前記少なくとも1つ波の前後にそれぞれ存在
する波は、後の波の瞬時音圧が前の波より高いことがサ
ブハーモニックエコーの発生を一層確実にする点で好ま
しい。
破壊する瞬時音圧を持つ2つの波の間にマイクロバルー
ンを破壊しない瞬時音圧を持つ波を少なくとも一つ入れ
て、破壊圧が作用する周波数を送波超音波の基本周波数
より低くする。
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に、超音波撮像装置の
ブロック(block) 図を示す。本装置は本発明の超音波撮
像装置の実施の形態の一例である。本装置の構成によっ
て、本発明の装置についての実施の形態の一例が示され
る。本装置の動作によって、本発明の方法についての実
施の形態の一例が示される。
に、本装置は、超音波プローブ(probe) 2を有する。超
音波プローブ2は、図示しない超音波トランスデューサ
アレイ(transducer array)を有する。超音波プローブ2
は、図示しない操作者により被検体4に当接されて使用
される。被検体4には、予めマイクロバルーン造影剤4
0が注入されている。
ている。送受信部6は、超音波プローブ2に駆動信号を
与えて、被検体4内に超音波を送波させるようになって
いる。送受信部6は、また、超音波プローブ2が受波し
た被検体4からのエコーを受信するようになっている。
超音波プローブ2および送受信部6は、本発明における
超音波送波装置の実施の形態の一例である。また、本発
明における送波手段の実施の形態の一例である。
図において、送波タイミング(timing)発生回路602
は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビーム
フォーマ(beamformer)604に入力するようになってい
る。
ング信号に基づいて、送波ビームフォーミング(beamfor
ming) 信号、すなわち、超音波トランスデューサアレイ
中の送波アパーチャ(aperture)を構成する複数の超音波
トランスデューサを時間差をもって駆動する複数の駆動
信号を発生し、送受切換回路606に入力するようにな
っている。駆動信号の波形は、送波超音波の音圧波形が
後述のような波形となるように選ばれている。
超音波トランスデューサアレイに入力するようになって
いる。アレイ中の送波アパーチャを構成する複数の超音
波トランスデューサは、複数の駆動信号の時間差に対応
した位相差を持つ複数の超音波をぞれぞれ送波する。そ
れら超音波の波面合成により超音波ビームが形成され
る。
図3の(a)に示すような音圧波形を持つ瞬時音圧を生
じるようになっている。すなわち、音圧波形は、同図に
示すように、連続する複数の波で構成され、2サイクル
(cycle) 目の波と4サイクル目の波の波高値が、マイク
ロバルーンの殻の破壊限界を越えるようになっている。
イクロバルーンの殻は音圧波形が破壊限界を越えたとこ
ろで破壊する。ここで、マイクロバルーンの殻の破壊
(以下、単にマイクロバルーンの破壊という)が、1サ
イクル間をあけた2つの波により逐次に行なわれること
により、破壊にともなって生じる音響放射(アコーステ
ィック・エミッション(acoustic emission) )は、例え
ば同図の(b)に示すように、送波超音波の基本周波数
の1/2の周波数を持つ。すなわち、送波超音波の基本
周波数の1/2の周波数を持つ「エコー」、すなわち、
サブハーモニックエコーが生じる。
ち、後の波の瞬時音圧を前の波より高くすると、前の波
が破壊しなかったものを後の波で破壊してそれぞれ音響
放射を生じさせることができるので、サブハーモニック
エコーの発生をより確実なものにすることができる。な
お、後の波にさらに後に、同様にしてさらに波高値が高
い波を置くようにしても良いのは勿論である。
(a)に示すように、マイクロバルーンを破壊する波高
値が高い2つの波の間に、波高値が低い波を2サイクル
入れたものとしても良い。これによって、同図の(b)
に示すように送波超音波の基本周波数の1/3の周波数
を持つサブハーモニックエコーを得ることができる。
値の波の数を選ぶことにより、所望の周波数のサブハー
モニックエコーを得ることができる。いずれの場合も、
マイクロバルーンを破壊用の2つの波のうち、前の波よ
り後の波の波高値を高くすることが、サブハーモニック
エコーを確実に生じさせる点で好ましい。
バルーンを破壊する例を示したが、マイクロバルーンを
負の音圧で破壊するようにしても良いのは勿論である。
マイクロバルーンは、負圧を用いると正圧より絶対値が
小さい圧力で破壊する性質を持つので、効率の良い破壊
を行なうことができる。
生回路602が発生する送波タイミング信号により、所
定の時間間隔で繰り返し行われる。超音波ビームの方位
は送波ビームフォーマ604によって順次変更される。
それによって、被検体4の内部が、超音波ビームが形成
する音線によって走査される。すなわち被検体4の内部
が音線順次で走査される。
ューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエコ
ー信号を受波ビームフォーマ610に入力するようにな
っている。受波ビームフォーマ610は、複数の受波エ
コーに時間差を付与して位相を調整し次いでそれら加算
して、音線に沿ったエコー受信信号の形成、すなわち、
受波のビームフォーミングを行なうようになっている。
受波ビームフォーマ610により、受波の音線も送波に
合わせて走査される。以上の、送波タイミング発生回路
602乃至受波ビームフォーマ610は、後述の制御部
18によって制御されるようになっている。
5に示すような走査を行なう。すなわち、放射点200
からz方向に延びる超音波ビーム(音線)202が扇状
の2次元領域206をθ方向に走査し、いわゆるセクタ
スキャン(sector scan) を行なう。
ンスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、こ
のアパーチャをアレイに沿って順次移動させることによ
り、例えば図6に示すような走査を行なうことができ
る。すなわち、放射点200からz方向に発する音線2
02を直線状の軌跡204に沿って平行移動させること
により、矩形状の2次元領域206がx方向に走査さ
れ、いわゆるリニアスキャン(linear scan) が行なわれ
る。
超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたい
わゆるコンベックスアレイ(convex array)である場合
は、リニアスキャンと同様な音線操作により、例えば図
7に示すように、音線202の放射点200を円弧状の
軌跡204に沿って移動させ、扇面状の2次元領域20
6をθ方向に走査して、いわゆるコンベクススキャンが
行なえるのは言うまでもない。
接続され、各音線毎のエコー受信信号をBモード処理部
10に入力するようになっている。Bモード処理部10
はBモード画像データ(data)を形成するものである。B
モード処理部10は、例えば図8に示すように基本波処
理部110およびサブハーモニックス処理部130を備
えている。基本波処理部110およびサブハーモニック
ス処理部130には、受波ビームフォーマ610の出力
信号が共通に入力される。
わち送波超音波の基本周波数と同じ周波数を持つエコー
受信信号を通過させる図示しないフィルタ(filter)を有
する。サブハーモニックス処理部130はサブハーモニ
ックエコーすなわち送波超音波のサブハーモニックスと
同じ周波数を持つエコー受信信号を通過させる図示しな
いフィルタを有する。
基本波エコーを対数増幅および包絡線検波することによ
り、音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号
すなわちAスコープ(scope) 信号を得て、このAスコー
プ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Bモー
ド画像データを形成するようになっている。すなわち基
本波処理部110は基本波エコーに基づくBモード画像
データを生成する。
信号につき、サブハーモニックエコーを対数増幅および
包絡線検波することにより、音線上の個々の反射点での
エコーの強度を表す信号すなわちAスコープ信号を得
て、このAスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度
値として、Bモード画像データを形成するようになって
いる。すなわちサブハーモニックス処理部130は、サ
ブハーモニックエコーに基づくBモード画像データをそ
れぞれ生成する。
続されている。Bモード処理部10および画像処理部1
4は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例
である。画像処理部14は、Bモード処理部10から入
力される複数系統のBモード画像データに基づいて複数
のBモード画像をそれぞれ生成するものである。
ス(bus) 140によって接続された音線データメモリ(d
ata memory) 142、ディジタル・スキャンコンバータ
(digital scan converter)144、画像メモリ146お
よび画像処理プロセッサ(processor) 148を備えてい
る。
た基本波エコーおよびサブハーモニックエコーによるB
モード画像データは、音線データメモリ142にそれぞ
れ記憶される。音線データメモリ142内にはそれぞれ
の音線データ空間が形成される。
は、走査変換により音線データ空間のデータを物理空間
のデータに変換するものである。ディジタル・スキャン
コンバータ144によって変換された画像データは、画
像メモリ146に記憶される。すなわち、画像メモリ1
46は物理空間の画像データを記憶する。画像処理プロ
セッサ148は、音線データメモリ142および画像メ
モリ146のデータについてそれぞれ所定のデータ処理
を施す。
ている。表示部16は、画像処理部14から画像信号が
与えられ、それに基づいて画像を表示するようになって
いる。表示部16は、カラー(color)画像が表示可能な
ものとなっている。
画像処理部14および表示部16は制御部18に接続さ
れている。制御部18は、それら各部に制御信号を与え
てその動作を制御するようになっている。また、制御部
18には、被制御の各部から各種の報知信号が入力され
るようになっている。制御部18による制御の下で、超
音波撮像が遂行される。
る。操作部20は操作者によって操作され、制御部18
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部20は、例えばキーボード(keyboard)やその他の操作
具を備えた操作パネル(panel) で構成される。
波プローブ2を被検体4の所望の個所に当接し、操作部
20を操作して撮像を行う。撮像は、制御部18による
制御の下で遂行される。
音波の送受信を行なう。すなわち、例えば図5に示した
ようなセクタスキャンを音線順次で行ない、各音線ごと
に超音波ビームを送波し、そのエコーを受信し、エコー
受信信号に基づいてBモード画像を生成する。勿論、図
6および図7に示したリニアスキャンおよびコンベック
ススキャンを行なうようにしても良い。
図3に示した音圧波形を持ち、マイクロバルーン破壊限
界を越える2つの波でマイクロバルーン造影剤40中の
マイクロバルーンを破壊し、サブハーモニックエコーを
確実に生じさせる。
ド処理部10でBモード画像データが形成される。Bモ
ード画像データは、基本波エコーに基づくものとサブハ
ーモニックエコーに基づくものとがそれぞれ形成され、
画像処理部14の音線データメモリ142に記憶され
る。
メモリ142の複数系統のBモード画像データを、ディ
ジタル・スキャンコンバータ144で走査変換してそれ
ぞれ画像メモリ146に書き込む。
のBモード画像を表示部16に表示させる。すなわち、
例えば図13に示すように、組織の断層像160とサブ
ハーモニックエコー像162との合成画像を表示させ
る。
Bモード撮像を行なう例について説明したが、超音波撮
像はBモード撮像に限るものではなく、サブハーモニッ
クエコーのドップラシフト(Doppler shift) を利用して
動態画像を撮像するようにしても良いのはいうまでもな
い。
れば、サブハーモニックエコー発生の確実性が高い超音
波送波方法および装置、並びに、そのような超音波送波
装置を備えた超音波撮像装置を実現することができる。
である。
信部のブロック図である。
超音波の瞬時音圧およびサブハーモニックエコーを示す
波形図である。
超音波の瞬時音圧およびサブハーモニックエコーを示す
波形図である。
査の概念図である。
査の概念図である。
査の概念図である。
ード処理部のブロック図である。
処理部のブロック図である。
示画像の一例を示す模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 連続する複数の波を有する超音波を送波
するに当たり、 マイクロバルーンを破壊しない瞬時音圧を持つ少なくと
も1つ波の前後にマイクロバルーンを破壊する瞬時音圧
を持つ波がそれぞれ存在する超音波を送波する、ことを
特徴とする超音波撮像方法。 - 【請求項2】 連続する複数の波を有する超音波を送波
する超音波送波装置であって、 マイクロバルーンを破壊しない瞬時音圧を持つ少なくと
も1つ波の前後にマイクロバルーンを破壊する瞬時音圧
を持つ波がそれぞれ存在する超音波を送波する送波手
段、を具備することを特徴とする超音波送波装置。 - 【請求項3】 マイクロバルーンを注入した被検体に連
続する複数の波を有する超音波を送波し、サブハーモニ
ックエコーに基づいて画像を生成するする超音波撮像装
置であって、 マイクロバルーンを破壊しない瞬時音圧を持つ少なくと
も1つ波の前後にマイクロバルーンを破壊する瞬時音圧
を持つ波がそれぞれ存在する超音波を送波する送波手
段、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17269298A JP4083875B2 (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 超音波送波装置および超音波撮像装置 |
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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---|---|
JP2000005167A true JP2000005167A (ja) | 2000-01-11 |
JP4083875B2 JP4083875B2 (ja) | 2008-04-30 |
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Family Applications (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002153462A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
JP2002330964A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-19 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 超音波診断装置 |
US6793626B2 (en) | 2001-01-17 | 2004-09-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ultrasonic scatterer, ultrasonic imaging method and ultrasonic imaging apparatus |
JP2005342512A (ja) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | General Electric Co <Ge> | 超音波コントラスト・イメージングのための方法及びシステム |
US9409198B2 (en) | 2010-12-02 | 2016-08-09 | Nitto Denko Corporation | Method and apparatus for applying coating solution, and method for manufacturing coated product |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP17269298A patent/JP4083875B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7338451B2 (en) | 2001-01-17 | 2008-03-04 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic scatterer, ultrasonic imaging method and ultrasonic imaging apparatus |
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