JP2009297399A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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宗太郎 川江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic diagnostic apparatus improving an overall image quality of a three-dimensional ultrasonic image while retaining a volume rate. <P>SOLUTION: A scanning section of this ultrasonic diagnostic apparatus scans a subject along a first direction (a) by ultrasonic beams Bs and Bb having different beam widths in a focus position F to form a scanning face T1 or T2 and also scans a three-dimensional region by forming a plurality of scanning faces T1 and T2 along a second direction different from the first direction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に三次元画像を表示する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a three-dimensional image.

超音波診断装置は、被検体に対して超音波の送受信を行なう超音波プローブと、この超音波プローブを駆動する送受信部とを備えている。前記超音波プローブは、振動子アレイを備え、この振動子アレイから超音波が送信され、反射波がこの振動子において受信されるようになっている。   The ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject and a transmission / reception unit that drives the ultrasonic probe. The ultrasonic probe includes a transducer array, ultrasonic waves are transmitted from the transducer array, and reflected waves are received by the transducer.

このような超音波診断装置のうち、三次元の超音波画像を表示させる超音波診断装置では、第一方向に沿って超音波ビームによる走査を行なって走査面を形成し、また第一方向とは異なる第二方向に沿って前記走査面を複数形成することにより、三次元領域の走査を行なうようになっている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−271594号公報
Among such ultrasonic diagnostic apparatuses, an ultrasonic diagnostic apparatus that displays a three-dimensional ultrasonic image scans with an ultrasonic beam along a first direction to form a scanning surface, Is configured to scan a three-dimensional region by forming a plurality of scanning planes along different second directions (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-271594 A

ところで、超音波ビームのフォーカス位置におけるビーム幅は、前記振動子アレイの開口幅を変えることにより、調節することができるようになっている。具体的には、前記振動子アレイの開口幅を大きくするほど、フォーカス位置のビーム幅を小さくすることができ、一方で前記振動子アレイの開口幅を小さくするほど、フォーカス位置のビーム幅を大きくすることができる。   By the way, the beam width at the focus position of the ultrasonic beam can be adjusted by changing the aperture width of the transducer array. Specifically, the beam width at the focus position can be reduced as the aperture width of the transducer array is increased, while the beam width at the focus position is increased as the aperture width of the transducer array is decreased. can do.

ここで、前記振動子アレイの開口幅を大きくしてフォーカス位置のビーム幅を小さくするほど、フォーカス付近における方位分解能が良くなるという利点がある。しかし、フォーカス位置から離れるほど、ビーム幅が大きくなるため、方位分解能が低下する。また、フォーカス位置では、ビーム幅が小さいため、周囲において超音波ビームの存在しない領域が大きくなる。   Here, there is an advantage that the azimuth resolution near the focus is improved as the aperture width of the transducer array is increased to reduce the beam width at the focus position. However, as the distance from the focus position increases, the beam width increases, so the azimuth resolution decreases. In addition, since the beam width is small at the focus position, a region where no ultrasonic beam exists in the surrounding area becomes large.

一方、前記振動子アレイの開口幅を小さくしてフォーカス位置のビーム幅を大きくするほど、ビームの絞りが小さいことから、上述のように、前記振動子アレイの開口幅を大きくしてフォーカス位置のビーム幅を小さくする場合に比べれば、超音波ビームの深さ方向における方位分解能の差が小さくなるという利点がある。また、フォーカス位置のビーム幅が大きいので、ビームが存在しない領域を減らすことができる。しかし、フォーカス付近の方位分解能は低下する。   On the other hand, the smaller the aperture width of the transducer array and the larger the beam width at the focus position, the smaller the aperture of the beam. Compared with the case where the beam width is reduced, there is an advantage that the difference in azimuth resolution in the depth direction of the ultrasonic beam is reduced. Further, since the beam width at the focus position is large, it is possible to reduce a region where no beam exists. However, the azimuth resolution near the focus decreases.

以上のように、フォーカス位置のビーム幅を小さくした場合と大きくした場合とでは、メリットとデメリットが裏返しの関係にある。   As described above, when the beam width at the focus position is reduced and when it is increased, the advantages and disadvantages are reversed.

フォーカス位置のビーム幅を小さくした場合に、フォーカス位置から離れた部分における方位分解能の低下を防止するための手法としては、深さ方向に複数のフォーカス位置を形成する手法もある。しかし、同一位置に複数回の走査を行なう必要があることから、特に三次元画像を得る場合にはボリュームレートが低下することになり好ましくない。   When the beam width at the focus position is reduced, as a technique for preventing a decrease in azimuth resolution in a portion away from the focus position, there is a technique of forming a plurality of focus positions in the depth direction. However, since it is necessary to perform scanning a plurality of times at the same position, the volume rate is lowered, particularly when a three-dimensional image is obtained.

本発明が解決しようとする課題は、ボリュームレートを維持しつつ、三次元超音波画像の全体的な画質を向上させることができる超音波診断装置を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the overall image quality of a three-dimensional ultrasonic image while maintaining the volume rate.

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、第1の観点の発明は、被検体に対して、第一方向に沿って超音波ビームによる走査を複数回行なって走査面を形成し、また第一方向とは異なる第二方向に沿って前記走査面を複数形成することにより、三次元領域の走査を行なう走査部を備えた超音波診断装置であって、前記走査部は、フォーカス位置におけるビーム幅が異なる超音波ビームによる走査を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The invention of the first aspect is that a scan surface is formed by performing scanning with an ultrasonic beam a plurality of times along a first direction on a subject. In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus includes a scanning unit that scans a three-dimensional region by forming a plurality of scanning planes along a second direction different from the first direction. An ultrasonic diagnostic apparatus that performs scanning with ultrasonic beams having different beam widths at a focus position.

第1の観点の発明では、三次元領域内において、フォーカス位置におけるビーム幅が異なる超音波が送受信される。   In the first aspect of the invention, ultrasonic waves having different beam widths at the focus position are transmitted and received in the three-dimensional region.

第2の観点の発明は、第1の観点の発明において、前記走査部は、第一方向に沿って、所定の周期でフォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームの走査を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。   The invention of the second aspect is characterized in that, in the invention of the first aspect, the scanning unit scans ultrasonic beams having different beam widths at a focus position in a predetermined cycle along the first direction. This is an ultrasonic diagnostic apparatus.

第2の観点の発明では、各走査面は、フォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームを含む。   In the second aspect of the invention, each scanning plane includes ultrasonic beams having different beam widths at the focus position.

第3の観点の発明は、第2の観点の発明において、前記走査部は、フォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームの第一方向における走査パターンを、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで異なるパターンにすることを特徴とする超音波診断装置である。   According to a third aspect of the invention, in the invention of the second aspect, the scanning unit scans the scanning pattern in the first direction of the ultrasonic beam having a different beam width at the focus position with one scanning plane adjacent to the other and the other. The ultrasonic diagnostic apparatus is characterized in that a different pattern is used for a scanning plane.

第3の観点の発明では、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、フォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームの走査をパターンが異なる。   In the invention according to the third aspect, the scanning pattern of the ultrasonic beam having a different beam width at the focus position is different between one scanning plane and another scanning plane that are adjacent to each other.

第4の観点の発明は、第1の観点の発明において、前記走査部は、第一方向に沿った走査を行なうときの超音波ビームの幅を同じ幅とし、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、ビーム幅を変えることを特徴とする超音波診断装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the scanning unit has the same width of the ultrasonic beam when performing scanning along the first direction, and one scanning plane adjacent to each other. The ultrasonic diagnostic apparatus is characterized in that the beam width is changed with another scanning plane.

第4の観点の発明では、各走査面を走査する超音波ビームは、フォーカス位置のビーム幅が同じであり、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、ビーム幅が異なる。   In the invention according to the fourth aspect, the ultrasonic beam scanning each scanning plane has the same beam width at the focus position, and the beam width differs between one scanning plane and another scanning plane that are adjacent to each other.

第5の観点の発明は、第1〜4のいずれか一の観点の発明において、前記走査部は、第一方向における超音波ビームの走査位置が、各走査面で同じ位置になるように走査を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the scanning unit scans so that the scanning position of the ultrasonic beam in the first direction is the same position on each scanning plane. It is an ultrasonic diagnostic apparatus characterized by performing.

第5の観点の発明では、第一方向における超音波ビームの走査位置が、各走査面で同じ位置になる。   In the fifth aspect of the invention, the scanning position of the ultrasonic beam in the first direction is the same on each scanning plane.

第6の観点の発明は、第1〜4のいずれか一の観点の発明において、前記走査部は、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、超音波ビームの走査位置が、第一方向にずれるように走査を行なうことを特徴とする超音波診断装置である。   The invention according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fourth aspects, wherein the scanning unit has a scanning position of an ultrasonic beam between one scanning surface and another scanning surface adjacent to each other, An ultrasonic diagnostic apparatus that performs scanning so as to shift in a first direction.

第6の観点の発明では、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、超音波ビームの走査位置が第一方向において異なる位置になる。   In the invention according to the sixth aspect, the scanning position of the ultrasonic beam is different in the first direction between the one scanning surface and the other scanning surface that are adjacent to each other.

第7の観点の発明は、第1〜6のいずれか一の観点の発明において、フォーカス位置のビーム幅は、前記走査部を構成する超音波プローブの振動子アレイの開口幅を調節することにより調節されることを特徴とする超音波診断装置である。   The invention of the seventh aspect is the invention of any one of the first to sixth aspects, wherein the beam width at the focus position is adjusted by adjusting the aperture width of the transducer array of the ultrasonic probe constituting the scanning unit. The ultrasonic diagnostic apparatus is characterized by being adjusted.

第7の観点の発明では、前記超音波プローブの振動子アレイの開口幅を変えることにより、超音波ビームのフォーカス位置のビーム幅が変わる。   In the seventh aspect of the invention, the beam width at the focus position of the ultrasonic beam is changed by changing the aperture width of the transducer array of the ultrasonic probe.

本発明によれば、三次元領域内において、フォーカス位置におけるビーム幅が異なる超音波が送受信されるので、ビーム幅が異なる超音波のエコーデータに基づいた三次元超音波画像を作成することができる。これにより、それぞれのビーム幅の超音波ビームが有するデメリットが打ち消されて、三次元超音波画像の全体的な画質を向上させることができる。そして、同一位置に複数回の走査を行なわないので、ボリュームレートを維持することもできる。   According to the present invention, since ultrasonic waves having different beam widths at the focus position are transmitted and received in the three-dimensional region, it is possible to create a three-dimensional ultrasonic image based on echo data of ultrasonic waves having different beam widths. . As a result, the disadvantages of the ultrasonic beams having the respective beam widths are negated, and the overall image quality of the three-dimensional ultrasonic image can be improved. Since the same position is not scanned a plurality of times, the volume rate can be maintained.

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る超音波診断装置の実施形態の概略構成を示すブロック図、図2は、図1に示す超音波診断装置の超音波プローブの概略構成を示す斜視図、図3は、図1に示す超音波診断装置の振動子アレイによる被検体の三次元領域の走査を示す概念図、図4は、図1に示す超音波診断装置の振動子アレイによって送受信される超音波ビームを示す図、図5は、一の走査面と他の走査面において、フォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームのエコー信号に基づく超音波画像の作成を説明するための概念図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic probe of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram showing scanning of a three-dimensional region of a subject by the transducer array of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an ultrasonic beam transmitted and received by the transducer array of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining creation of an ultrasonic image based on echo signals of ultrasonic beams having different beam widths at the focus position on one scanning plane and another scanning plane.

超音波診断装置1は、超音波プローブ2と、送受信部3と、画像作成部4と、画像表示部5と、制御部6と、操作部7とを有している。   The ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes an ultrasonic probe 2, a transmission / reception unit 3, an image creation unit 4, an image display unit 5, a control unit 6, and an operation unit 7.

前記各構成について説明すると、先ず、前記超音波プローブ2は、前記送受信部3から入力される駆動信号により、後述する振動子アレイ200を駆動し、被検体に超音波ビームを送信するようになっている。そして、被検体から反射される超音波ビームを受信し、前記振動子アレイ200でエコー信号に変換し、このエコー信号を前記送受信部3へ出力するようになっている。   The above-described configuration will be described. First, the ultrasonic probe 2 drives a transducer array 200 described later by a drive signal input from the transmission / reception unit 3, and transmits an ultrasonic beam to a subject. ing. The ultrasonic beam reflected from the subject is received, converted into an echo signal by the transducer array 200, and the echo signal is output to the transmission / reception unit 3.

前記超音波プローブ2の概略構成について図2に基づいて説明する。前記超音波プローブ2は、振動子アレイ200、ダンパー210、モーター220を有し、これらを保護ケース230に収容することにより構成されている。前記振動子アレイ200は、例えばPZT(チタン(Ti)酸ジルコン(Zr)酸鉛)セラミックス等の圧電材料によって形成される複数の振動子200aが、第一方向aに沿って配列されることにより構成されている。かかる振動子アレイ200の一部の振動子200aを複数駆動することにより、超音波ビームが送信されるようになっている。そして、駆動する振動子200aを順次切り換えることにより、第一方向aに電子走査を行い、走査面T1又はT2が形成されるようになっている。   A schematic configuration of the ultrasonic probe 2 will be described with reference to FIG. The ultrasonic probe 2 has a transducer array 200, a damper 210, and a motor 220, and is configured by housing them in a protective case 230. The vibrator array 200 is formed by arranging a plurality of vibrators 200a formed of a piezoelectric material such as PZT (titanium (Ti) zirconate (Zr) acid lead) ceramics along the first direction a. It is configured. By driving a plurality of transducers 200a of the transducer array 200, an ultrasonic beam is transmitted. Then, by sequentially switching the vibrator 200a to be driven, electronic scanning is performed in the first direction a, and the scanning surface T1 or T2 is formed.

前記ダンパー210は、前記振動子アレイ200を駆動させて超音波ビームを被検体に送信した後に、前記振動子アレイ200の自由振動を抑制するものである。また、前記ダンパー210は、吸音効果を有する材料を用いて構成され、前記ダンパー210から後方の探触子ケーブル300との接続側への超音波の不必要な伝搬を抑制するようになっている。   The damper 210 suppresses free vibration of the transducer array 200 after driving the transducer array 200 and transmitting an ultrasonic beam to the subject. The damper 210 is made of a material having a sound absorbing effect, and suppresses unnecessary propagation of ultrasonic waves from the damper 210 to the connection side with the probe cable 300 behind. .

前記モーター220は、前記振動子アレイ200を、機械的に前記振動子200aの配列方向と直交する第二方向bに移動させる。これにより、第二方向bにおいて、複数の走査面T1,T2を形成することができ、三次元領域の走査を行なうことができるようになっている。ただし、本発明は、このように機械的に三次元領域の走査を行なうものに限られるものではなく、電子的に三次元領域の走査を行なうものも含まれる。   The motor 220 mechanically moves the transducer array 200 in a second direction b orthogonal to the arrangement direction of the transducers 200a. Thereby, in the second direction b, a plurality of scanning planes T1 and T2 can be formed, and a three-dimensional area can be scanned. However, the present invention is not limited to the one that mechanically scans the three-dimensional region as described above, and includes one that electronically scans the three-dimensional region.

前記送受信部3は、前記超音波プローブ2と接続されており、前記制御部6からの指令信号に基づいて、前記超音波プローブ2に駆動信号を与えて超音波ビームを送信させるようになっている。また、前記送受信部3は、前記超音波プローブ2からのエコー信号が入力されると、このエコー信号に増幅、遅延、加算などの処理を施して、前記画像作成部4へ出力するようになっている。前記送受信部3及び前記超音波プローブ2は、本発明において超音波ビームの送受信による走査を行なう走査部の実施の形態の一例である。   The transmission / reception unit 3 is connected to the ultrasonic probe 2, and based on a command signal from the control unit 6, gives a drive signal to the ultrasonic probe 2 to transmit an ultrasonic beam. Yes. Further, when the echo signal from the ultrasonic probe 2 is input, the transmission / reception unit 3 performs processing such as amplification, delay, and addition on the echo signal and outputs the processed signal to the image creation unit 4. ing. The transmission / reception unit 3 and the ultrasonic probe 2 are an example of an embodiment of a scanning unit that performs scanning by transmission / reception of an ultrasonic beam in the present invention.

ここで、超音波ビームのフォーカス位置Fのビーム幅は、前記送受信部3によって駆動する振動子200aの数を変えて、前記振動子アレイ200の開口幅を調節することにより調節される。駆動させる振動子200aの数を多くして前記振動子アレイ200の開口幅を大きくすることにより、フォーカス位置Fのビーム幅を小さくすることができる。一方、駆動させる振動子200aの数を少なくして前記振動子アレイ200の開口幅を小さくすることにより、フォーカス位置Fのビーム幅を大きくすることができる。本例では、後述するように、第一方向aに沿った走査を行なうときに、フォーカス位置Fのビーム幅が小さい超音波ビームとフォーカス位置Fのビーム幅が大きい超音波ビームとが交互に送受信されるようになっている。   Here, the beam width of the ultrasonic beam at the focus position F is adjusted by changing the number of transducers 200 a driven by the transceiver 3 and adjusting the aperture width of the transducer array 200. The beam width at the focus position F can be reduced by increasing the number of vibrators 200a to be driven to increase the opening width of the vibrator array 200. On the other hand, the beam width at the focus position F can be increased by reducing the number of transducers 200a to be driven to reduce the aperture width of the transducer array 200. In this example, as will be described later, when scanning is performed along the first direction a, an ultrasonic beam having a small beam width at the focus position F and an ultrasonic beam having a large beam width at the focus position F are alternately transmitted and received. It has come to be.

前記画像作成部4は、前記送受信部3と接続されている。前記画像作成部4は、前記送受信部3からのエコー信号に基づいて、被検体の三次元超音波画像を作成するようになっている。   The image creation unit 4 is connected to the transmission / reception unit 3. The image creation unit 4 creates a three-dimensional ultrasonic image of the subject based on the echo signal from the transmission / reception unit 3.

前記画像表示部5は、前記画像作成部4と接続されている。前記画像表示部5は、前記画像作成部4から画像信号が与えられ、それに基づいて三次元超音波画像を表示するようになっている。   The image display unit 5 is connected to the image creation unit 4. The image display unit 5 receives an image signal from the image creation unit 4 and displays a three-dimensional ultrasonic image based on the image signal.

前記制御部6は、前記超音波診断装置1における上述の各部と接続されており、これら各部に制御信号を出力し、動作を制御するようになっている。前記制御部6は、CPU(Central Processing Unit)を有して構成されている。   The control unit 6 is connected to the above-described units in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and outputs control signals to these units to control the operation. The control unit 6 includes a CPU (Central Processing Unit).

前記操作部7は、前記制御部6と接続されている。前記操作部7は、例えばキーボードやポインティングデバイスなどの入力装置により構成されている。前記操作部7は、操作者からの操作情報が入力され、それに基づいて前記制御部6に指令を出力するようになっている。   The operation unit 7 is connected to the control unit 6. The operation unit 7 includes an input device such as a keyboard or a pointing device. The operation unit 7 receives operation information from an operator and outputs a command to the control unit 6 based on the operation information.

さて、前記超音波診断装置1の作用について説明する。前記超音波診断装置1では、被検体における三次元領域内において、フォーカス位置Fにおけるビーム幅が異なる超音波ビームによる走査が行なわれる。本例では、第一方向aに沿って、所定の周期でフォーカス位置Fのビーム幅が異なる超音波ビームの走査が行なわれ、なおかつ走査面T1と走査面T2とで、ビームの走査パターンが異なっている。具体的に説明すると、本例では、第一方向aへの超音波ビームの走査にあっては、フォーカス位置Fのビーム幅が小さい超音波ビームBsと、フォーカス位置Fのビーム幅が大きい超音波ビームBbとが交互に送受信されるようになっている。ちなみに、超音波ビームBsと超音波ビームBbのフォーカス位置Fは、深さ方向(超音波の送受信方向)で同じ位置になっている。そして、走査面T1と走査面T2とでは、超音波ビームの走査パターン、すなわち超音波ビームBsと超音波ビームBbの送受信の順番が異なっている。具体的には、図3,図4において、右側から左側へ向かって走査が行なわれるようになっており、走査面T1では、最初に超音波ビームBsの送受信が行なわれ、次に超音波ビームBbの送受信が行なわれ、超音波ビームBs、超音波ビームBbの順番で送受信される。一方、走査面T2では、最初に超音波ビームBbの送受信が行なわれ、次に超音波ビームBsの送受信が行なわれ、超音波ビームBb、超音波ビームBsの順番で送受信される。そして、被検体内の三次元領域に、このような走査面T1と走査面T2とが交互に形成されるように、超音波ビームの走査が行なわれる。   Now, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 will be described. In the ultrasonic diagnostic apparatus 1, scanning with an ultrasonic beam having a different beam width at the focus position F is performed in a three-dimensional region of the subject. In this example, scanning of an ultrasonic beam having a different beam width at the focus position F is performed in a predetermined cycle along the first direction a, and the scanning pattern of the beam is different between the scanning surface T1 and the scanning surface T2. ing. More specifically, in this example, in the scanning of the ultrasonic beam in the first direction a, the ultrasonic beam Bs having a small beam width at the focus position F and the ultrasonic wave having a large beam width at the focus position F. The beam Bb is transmitted and received alternately. Incidentally, the focus position F of the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb is the same in the depth direction (transmission / reception direction of ultrasonic waves). The scanning plane T1 and the scanning plane T2 are different in the scanning pattern of the ultrasonic beam, that is, the transmission / reception order of the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb. Specifically, in FIGS. 3 and 4, scanning is performed from the right side to the left side, and on the scanning surface T1, the ultrasonic beam Bs is first transmitted and received, and then the ultrasonic beam. Bb is transmitted and received, and the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb are transmitted and received in this order. On the other hand, on the scanning surface T2, the ultrasonic beam Bb is first transmitted / received, and then the ultrasonic beam Bs is transmitted / received, and the ultrasonic beam Bb and the ultrasonic beam Bs are transmitted / received in this order. Then, the ultrasonic beam is scanned so that the scanning surface T1 and the scanning surface T2 are alternately formed in the three-dimensional region in the subject.

走査面T1と走査面T2とでは、第一方向aにおける超音波ビームの走査位置は同じ位置になっている。従って、第二方向b、すなわち走査面T1,T2の配置方向においても、超音波ビームBsと超音波ビームBbが交互に並んだ状態になっている。   The scanning position of the ultrasonic beam in the first direction a is the same on the scanning surface T1 and the scanning surface T2. Therefore, the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb are alternately arranged in the second direction b, that is, in the arrangement direction of the scanning surfaces T1 and T2.

前記送受信部3は、第一方向aと第二方向bの両方向において、超音波ビームBsと超音波ビームBbとが交互に並ぶように、被検体の3次元領域内の走査を行なって得られたエコー信号を、前記画像作成部4へ出力する。前記画像作成部4は、入力されたエコー信号に基づいて三次元画像を作成し、この三次元画像が前記画像表示部5に表示される。   The transmission / reception unit 3 is obtained by scanning the three-dimensional region of the subject so that the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb are alternately arranged in both the first direction a and the second direction b. The echo signal is output to the image creation unit 4. The image creation unit 4 creates a three-dimensional image based on the input echo signal, and the three-dimensional image is displayed on the image display unit 5.

ここで、前記画像作成部4は、超音波ビームの走査が行なわれた三次元領域内において、走査面T1と走査面T2の間の部分(超音波ビームが存在しない部分)については、補間処理により画像を作成する。補間処理は、隣り合う走査面における超音波ビームに基づいてそれぞれ得られるエコー信号を用いて行なう。すなわち、補間処理は、本例では走査面T1における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号と走査面T2における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号とを用いて行う。このとき、補間処理で用いられるエコー信号は、ビーム幅が異なる超音波ビームのエコー信号、すなわち超音波ビームBbのエコー信号と、超音波ビームBsのエコー信号であるため、両ビームのデメリットが打ち消された画像を作成することができる。すなわち、図5に示すように、フォーカス位置Fから送受信方向に離れるにつれ、超音波ビームBsのビーム幅は、フォーカス位置Fにおけるビーム幅よりも極端に大きくなり、超音波ビームBbのビーム幅と逆転して、この超音波ビームBbより広くなっている。従って、超音波ビームBsのビーム幅と超音波ビームBbのビーム幅が逆転するような領域においては、超音波ビームBbのエコー信号と超音波ビームBsのエコー信号とから画像を作成することにより、超音波ビームBsのエコー信号のみから画像を作成した場合と比べて、方位分解能を向上させることができる。   Here, the image creating unit 4 performs an interpolation process on a portion between the scanning surface T1 and the scanning surface T2 (a portion where no ultrasonic beam exists) in the three-dimensional region where the ultrasonic beam is scanned. To create an image. The interpolation processing is performed using echo signals respectively obtained based on ultrasonic beams on adjacent scanning planes. That is, in this example, the interpolation process is performed using an echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning plane T1 and an echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning plane T2. At this time, the echo signals used in the interpolation processing are the echo signals of the ultrasonic beams having different beam widths, that is, the echo signal of the ultrasonic beam Bb and the echo signal of the ultrasonic beam Bs. Created images. That is, as shown in FIG. 5, as the distance from the focus position F in the transmission / reception direction is reached, the beam width of the ultrasonic beam Bs becomes extremely larger than the beam width at the focus position F, and reverses the beam width of the ultrasonic beam Bb. Thus, it is wider than the ultrasonic beam Bb. Accordingly, in an area where the beam width of the ultrasonic beam Bs and the beam width of the ultrasonic beam Bb are reversed, by creating an image from the echo signal of the ultrasonic beam Bb and the echo signal of the ultrasonic beam Bs, Compared to the case where an image is created only from the echo signal of the ultrasonic beam Bs, the azimuth resolution can be improved.

一方、仮に超音波ビームBbのエコー信号のみから画像を作成した場合、フォーカス位置F付近においては方位分解能が低下する。しかし、超音波ビームBsのエコー信号も用いて画像を作成することにより、方位分解能を向上させることができる。また、超音波ビームBsに着目すると、フォーカス位置F付近においては、ビームの存在しない領域が大きくなっている。しかし、超音波ビームBsのエコー信号と超音波ビームBbのエコー信号とを用いて画像を作成することにより、ビームの存在しない領域において画質を向上させることができる。   On the other hand, if an image is created only from the echo signal of the ultrasonic beam Bb, the azimuth resolution decreases near the focus position F. However, it is possible to improve the azimuth resolution by creating an image using the echo signal of the ultrasonic beam Bs. When attention is paid to the ultrasonic beam Bs, the region where the beam does not exist is large in the vicinity of the focus position F. However, by creating an image using the echo signal of the ultrasonic beam Bs and the echo signal of the ultrasonic beam Bb, the image quality can be improved in a region where no beam exists.

以上説明した本例の超音波診断装置1によれば、超音波ビームBsと超音波ビームBbのそれぞれのデメリットが打ち消されて、三次元超音波画像の全体的な画質を向上させることができる。そして、同一位置に複数回の走査を行なう必要はないので、ボリュームレートを維持することができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 of this example described above, the respective disadvantages of the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb are negated, and the overall image quality of the three-dimensional ultrasonic image can be improved. Since the same position does not need to be scanned a plurality of times, the volume rate can be maintained.

なお、各走査面T1,T2において、超音波ビームBs,Bbが第一方向aに所定の周期で走査されるようになっていればよく、例えば超音波ビームBsを2回送受信した後、超音波ビームBbを2回送受信するなど、上述のように交互に送受信されるものには限られない。   It is sufficient that the ultrasonic beams Bs and Bb are scanned in the first direction a at a predetermined cycle on each scanning plane T1 and T2. For example, after transmitting and receiving the ultrasonic beam Bs twice, It is not restricted to what is alternately transmitted / received as mentioned above, such as transmitting / receiving sound wave beam Bb twice.

次に、本実施形態の変形例について、図6に基づいて説明する。この変形例においては、第一方向aに沿った走査を行なうときの超音波ビームの幅は同じ幅であり、走査面T1と走査面T2とで異なるビーム幅になっている。具体的には、走査面T1においては、超音波ビームBsが送受信される。また、走査面T2においては、超音波ビームBbが送受信される。   Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this modification, the width of the ultrasonic beam when scanning along the first direction a is the same, and the scanning surface T1 and the scanning surface T2 have different beam widths. Specifically, the ultrasonic beam Bs is transmitted and received on the scanning plane T1. Further, the ultrasonic beam Bb is transmitted and received on the scanning plane T2.

この変形例においても、走査面T1と走査面T2とでは、第一方向aにおける超音波ビームの走査位置は同じ位置になっている。従って、第二方向b、すなわち走査面T1,T2の配置方向において、超音波ビームBsと超音波ビームBbとが交互に並んだ状態になっている。以上より、この変形例においても、前記画像作成部4により、走査面T1における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号と、走査面T2における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号とを用いて補間処理を行う際に、超音波ビームBsのエコー信号と超音波ビームBbのエコー信号を用いることができる。これにより、両ビームのデメリットが打ち消された画像を作成することができる。   Also in this modified example, the scanning position of the ultrasonic beam in the first direction a is the same on the scanning surface T1 and the scanning surface T2. Therefore, the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb are alternately arranged in the second direction b, that is, in the arrangement direction of the scanning surfaces T1 and T2. As described above, also in this modification, the image creating unit 4 uses the echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning surface T1 and the echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning surface T2. When performing the interpolation processing, the echo signal of the ultrasonic beam Bs and the echo signal of the ultrasonic beam Bb can be used. Thereby, an image in which the demerits of both beams are canceled can be created.

以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、この発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、前記実施形態においては、第一方向aにおける超音波ビームの走査位置が、走査面T1と走査面T2とで同じ位置になっているが、走査面T1における超音波ビームの走査位置と、走査面T2における超音波ビームの走査位置とが、第一方向aにずれていてもよい。ただし、この場合においても、走査面T1における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号と、走査面T2における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号とを用いた補間処理は、超音波ビームBsのエコー信号と超音波ビームBbのエコー信号とを用いて行なう。従って、走査面T1における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号と、走査面T2における超音波ビームに基づいて得られるエコー信号とに基づいて補間処理を行う際に、超音波ビームBsのエコー信号と超音波ビームBbのエコー信号とを用いた補間処理が行われるように、3次元領域内に超音波ビームBsと超音波ビームBbとが配置されていることが望ましい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated by the said embodiment, this invention can be variously implemented in the range which does not change the main point. For example, in the embodiment, the scanning position of the ultrasonic beam in the first direction a is the same position on the scanning surface T1 and the scanning surface T2, but the scanning position of the ultrasonic beam on the scanning surface T1; The scanning position of the ultrasonic beam on the scanning surface T2 may be shifted in the first direction a. However, even in this case, the interpolation process using the echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning plane T1 and the echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning plane T2 is performed by the ultrasonic beam Bs. This is performed using the echo signal and the echo signal of the ultrasonic beam Bb. Therefore, when performing the interpolation process based on the echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning plane T1 and the echo signal obtained based on the ultrasonic beam on the scanning plane T2, the echo signal of the ultrasonic beam Bs is performed. It is desirable that the ultrasonic beam Bs and the ultrasonic beam Bb are arranged in the three-dimensional region so that interpolation processing using the echo signal of the ultrasonic beam Bb is performed.

なお、図4や図6では、第一方向aにおいて隣り合う超音波ビームBs,Bbの送受信にあっては、異なる前記振動子200aを用いて行なわれるような図になっているが、一部重複する振動子200aを用いてもよいことはもちろんである。   In FIGS. 4 and 6, transmission / reception of the ultrasonic beams Bs and Bb adjacent in the first direction a is performed using different vibrators 200a. Of course, overlapping vibrators 200a may be used.

本発明に係る超音波診断装置の実施形態の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. 図1に示す超音波診断装置の超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the ultrasonic probe of the ultrasonic diagnosing device shown in FIG. 図1に示す超音波診断装置の振動子アレイによる被検体の三次元領域の走査を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing scanning of a three-dimensional region of a subject by the transducer array of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示す超音波診断装置の振動子アレイによって送受信される超音波ビームを示す図である。It is a figure which shows the ultrasonic beam transmitted / received by the vibrator | oscillator array of the ultrasonic diagnosing device shown in FIG. 一の走査面と他の走査面において、フォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームのエコー信号に基づく超音波画像の作成を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating preparation of the ultrasonic image based on the echo signal of the ultrasonic beam from which the beam width of a focus position differs in one scanning surface and another scanning surface. 変形例の超音波診断装置の振動子アレイによって送受信される超音波ビームを示す図である。It is a figure which shows the ultrasonic beam transmitted / received by the vibrator | oscillator array of the ultrasonic diagnostic apparatus of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 超音波診断装置
2 超音波プローブ(走査部)
3 送受信部(走査部)
200 振動子アレイ
Bs,Bb 超音波ビーム
a 第一方向
b 第二方向
F フォーカス位置
T1,T2 走査面
1 Ultrasonic diagnostic device 2 Ultrasonic probe (scanning unit)
3 Transmission / reception unit (scanning unit)
200 transducer array Bs, Bb ultrasonic beam a first direction b second direction F focus position T1, T2 scanning plane

Claims (7)

被検体に対して、第一方向に沿って超音波ビームによる走査を複数回行なって走査面を形成し、また第一方向とは異なる第二方向に沿って前記走査面を複数形成することにより、三次元領域の走査を行なう走査部を備えた超音波診断装置であって、
前記走査部は、フォーカス位置におけるビーム幅が異なる超音波ビームによる走査を行なう
ことを特徴とする超音波診断装置。
By scanning the subject with the ultrasonic beam a plurality of times along the first direction to form a scanning surface, and forming the plurality of scanning surfaces along a second direction different from the first direction. , An ultrasonic diagnostic apparatus comprising a scanning unit for scanning a three-dimensional region,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the scanning unit performs scanning with ultrasonic beams having different beam widths at a focus position.
前記走査部は、第一方向に沿って、所定の周期でフォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームの走査を行なう
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the scanning unit scans ultrasonic beams having different beam widths at a focus position in a predetermined cycle along the first direction.
前記走査部は、フォーカス位置のビーム幅が異なる超音波ビームの第一方向における走査パターンを、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで異なるパターンにする
ことを特徴とする請求項2に記載の超音波診断装置。
3. The scanning unit according to claim 2, wherein the scanning patterns in the first direction of the ultrasonic beams having different beam widths at the focus positions are different from each other in one scanning surface and another scanning surface. An ultrasonic diagnostic apparatus according to 1.
前記走査部は、第一方向に沿った走査を行なうときの超音波ビームの幅を同じ幅とし、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、ビーム幅を変える
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
The scanning unit is characterized in that the width of the ultrasonic beam when scanning along the first direction is the same width, and the beam width is changed between one scanning surface and another scanning surface that are adjacent to each other. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記走査部は、第一方向における超音波ビームの走査位置が、各走査面で同じ位置になるように走査を行なう
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The ultrasonic wave according to any one of claims 1 to 4, wherein the scanning unit performs scanning so that the scanning position of the ultrasonic beam in the first direction is the same position on each scanning plane. Diagnostic device.
前記走査部は、互いに隣り合う一の走査面と他の走査面とで、超音波ビームの走査位置が、第一方向にずれるように走査を行なう
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. The scanning unit according to claim 1, wherein the scanning unit performs scanning so that a scanning position of the ultrasonic beam is shifted in a first direction between one scanning surface and another scanning surface that are adjacent to each other. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
フォーカス位置のビーム幅は、前記走査部を構成する超音波プローブの振動子アレイの開口幅を調節することにより調節される
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The beam width at the focus position is adjusted by adjusting the aperture width of the transducer array of the ultrasonic probe that constitutes the scanning unit. Ultrasonic diagnostic equipment.
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