JP2012192133A - 超音波診断装置および超音波画像生成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】腹壁から受ける超音波ビームの屈折の影響を低減して正確な音速の計測を行うことができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】Bモード画像上で関心領域Rが設定されると、画像生成部16で生成されたBモード画像上で被検体の腹壁Pが腹壁検出部10により検出され、関心領域Rの付近に複数の格子点を設定し、振動子アレイ1から腹壁検出部10で検出された腹壁Pに対しほぼ垂直に入射してそれぞれ複数の格子点に送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームの送受信を制御部13が送信回路2および受信回路3を制御して行うことにより音速測定用の受信データが取得され、取得された音速測定用の受信データに基づいて音速演算部12が関心領域R内の局所音速値を演算する。
【選択図】図1
【解決手段】Bモード画像上で関心領域Rが設定されると、画像生成部16で生成されたBモード画像上で被検体の腹壁Pが腹壁検出部10により検出され、関心領域Rの付近に複数の格子点を設定し、振動子アレイ1から腹壁検出部10で検出された腹壁Pに対しほぼ垂直に入射してそれぞれ複数の格子点に送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームの送受信を制御部13が送信回路2および受信回路3を制御して行うことにより音速測定用の受信データが取得され、取得された音速測定用の受信データに基づいて音速演算部12が関心領域R内の局所音速値を演算する。
【選択図】図1
Description
この発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、Bモード画像の生成と音速の計測の双方を行うための超音波診断装置に関する。
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体内に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
また、近年、被検体内の診断部位をより精度よく診断するために、診断部位における音速を測定することが行われている。
例えば、特許文献1には、診断部位の周辺に複数の格子点を設定し、各格子点に対して超音波ビームを送受信することにより得られる受信データに基づいて、局所音速値の演算を行う超音波診断装置が提案されている。
例えば、特許文献1には、診断部位の周辺に複数の格子点を設定し、各格子点に対して超音波ビームを送受信することにより得られる受信データに基づいて、局所音速値の演算を行う超音波診断装置が提案されている。
特許文献1の装置では、超音波プローブから被検体内に向けて超音波ビームを送受信することで、診断部位における局所音速値を求めることができ、例えばBモード画像に局所音速値の情報を重畳させて表示することが可能となる。さらに、所定の領域内の各点における局所音速値の分布を示す音速マップを生成してBモード画像と共に表示すれば、診断部位の診断を行う上で有効なものとなる。
しかしながら、被検体内部の臓器等を覆っている腹壁付近は、脂肪の存在等に起因して他の箇所とは異なる音速を有しており、このため、超音波プローブから送信された超音波ビームが腹壁を透過する際に、腹壁に対する入射角によっては、超音波ビームが屈折して音速を正確に測定することができなくなるという問題がある。
しかしながら、被検体内部の臓器等を覆っている腹壁付近は、脂肪の存在等に起因して他の箇所とは異なる音速を有しており、このため、超音波プローブから送信された超音波ビームが腹壁を透過する際に、腹壁に対する入射角によっては、超音波ビームが屈折して音速を正確に測定することができなくなるという問題がある。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、腹壁から受ける超音波ビームの屈折の影響を低減して正確な音速の計測を行うことができる超音波診断装置および超音波画像生成方法を提供することを目的とする。
この発明に係る超音波診断装置は、送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいて画像生成部でBモード画像を生成する超音波診断装置であって、前記画像生成部で生成されたBモード画像上で関心領域を設定するための関心領域設定部と、前記画像生成部で生成されたBモード画像上で被検体の腹壁を検出する腹壁検出部と、前記関心領域の付近に複数の格子点を設定し、前記振動子アレイから前記腹壁検出部で検出された腹壁に対しほぼ垂直に入射してそれぞれ前記複数の格子点に送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得すべく前記送信回路および前記受信回路を制御する制御部と、取得された前記音速測定用の受信データに基づいて前記関心領域内の局所音速値を演算する音速演算部とを備えたものである。
ここで、前記制御部は、ステアされた超音波ビームに対して直交するように前記複数の格子点を設定することができる。また、前記制御部は、同一の前記関心領域に対してステアリング角の異なる複数の超音波ビームの送受信を行うことにより複数の受信データを取得するように前記送信回路および前記受信回路を制御し、前記音速演算部は、前記複数の受信データのうち、波面の乱れが最も少ない受信データを前記音速測定用の受信データとして前記関心領域内の局所音速値を演算することもできる。
また、前記音速演算部は、演算された複数の前記関心領域内の局所音速値を用いて複数の前記関心領域の間の位置における局所音速値を補間演算するのが好ましい。
また、前記音速演算部は、演算された複数の前記関心領域内の局所音速値を用いて複数の前記関心領域の間の位置における局所音速値を補間演算するのが好ましい。
この発明に係る超音波画像生成方法は、送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいてBモード画像を生成する超音波画像生成方法であって、前記Bモード画像上で関心領域を設定し、前記Bモード画像上で被検体の腹壁を検出し、前記関心領域の付近に複数の格子点を設定し、前記振動子アレイから検出された腹壁に対しほぼ垂直に入射してそれぞれ前記複数の格子点に送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得し、取得された前記音速測定用の受信データに基づいて前記関心領域内の局所音速値を演算するものである。
この発明によれば、被検体の腹壁に対しほぼ垂直に入射するようにステアされた超音波ビームの送受信を行う制御部を備えているので、腹壁から受ける超音波ビームの屈折の影響を低減して正確な音速の計測を行うことが可能となる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、振動子アレイ1を備え、この振動子アレイ1に送信回路2および受信回路3が接続されている。受信回路3には、信号処理部4、DSC(Digital Scan Converter)5、画像処理部6、表示制御部7および表示部8が順次接続されている。画像処理部6には、画像メモリ9が接続されると共に腹壁検出部10が接続されている。さらに、受信回路3に受信データメモリ11と音速演算部12がそれぞれ接続されている。
そして、信号処理部4、DSC5、表示制御部7、腹壁検出部10、受信データメモリ11および音速演算部12に制御部13が接続されている。また、制御部13には、操作部14と格納部15がそれぞれ接続されている。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、振動子アレイ1を備え、この振動子アレイ1に送信回路2および受信回路3が接続されている。受信回路3には、信号処理部4、DSC(Digital Scan Converter)5、画像処理部6、表示制御部7および表示部8が順次接続されている。画像処理部6には、画像メモリ9が接続されると共に腹壁検出部10が接続されている。さらに、受信回路3に受信データメモリ11と音速演算部12がそれぞれ接続されている。
そして、信号処理部4、DSC5、表示制御部7、腹壁検出部10、受信データメモリ11および音速演算部12に制御部13が接続されている。また、制御部13には、操作部14と格納部15がそれぞれ接続されている。
振動子アレイ1は、1次元又は2次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。これらの超音波トランスデューサは、それぞれ送信回路2から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電セラミックや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)に代表される高分子圧電素子、PMN−PT(マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体)に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
送信回路2は、例えば、複数のパルサを含んでおり、制御部13からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。
受信回路3は、振動子アレイ1の各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅してA/D変換することにより受信データを生成する。
信号処理部4は、受信回路3で生成された受信データに対し、制御部13からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、各受信データにそれぞれの遅延を与えて加算することにより受信フォーカス処理を行って、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号を生成し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるBモード画像信号を生成する。
DSC5は、信号処理部4で生成されたBモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換(ラスター変換)する。
画像処理部6は、DSC5から入力されるBモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Bモード画像信号を表示制御部7に出力する、あるいは画像メモリ9に格納する。
これら信号処理部4、DSC5、画像処理部6および画像メモリ9により画像生成部16が形成されている。
DSC5は、信号処理部4で生成されたBモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換(ラスター変換)する。
画像処理部6は、DSC5から入力されるBモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Bモード画像信号を表示制御部7に出力する、あるいは画像メモリ9に格納する。
これら信号処理部4、DSC5、画像処理部6および画像メモリ9により画像生成部16が形成されている。
表示制御部7は、画像処理部6によって画像処理が施されたBモード画像信号に基づいて、表示部8に超音波診断画像を表示させる。
表示部8は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部7の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
表示部8は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部7の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
腹壁検出部10は、画像処理部6によって画像処理が施されたBモード画像信号に基づいて、Bモード画像上で被検体の腹壁を検出すると共にこの腹壁Pの形状を検出する。
受信データメモリ11は、受信回路3から出力される受信データを各チャンネル毎に時系列に格納する。また、受信データメモリ11は、制御部13から入力されるフレームレートに関する情報(例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ)を上記の受信データに関連付けて格納する。
音速演算部12は、制御部13による制御の下で、受信データメモリ11に格納されている受信データに基づいて、診断対象となる被検体内の組織における局所音速値を演算する。
制御部13は、操作者により操作部14から入力された指令に基づいて超音波診断装置各部の制御を行う。
受信データメモリ11は、受信回路3から出力される受信データを各チャンネル毎に時系列に格納する。また、受信データメモリ11は、制御部13から入力されるフレームレートに関する情報(例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ)を上記の受信データに関連付けて格納する。
音速演算部12は、制御部13による制御の下で、受信データメモリ11に格納されている受信データに基づいて、診断対象となる被検体内の組織における局所音速値を演算する。
制御部13は、操作者により操作部14から入力された指令に基づいて超音波診断装置各部の制御を行う。
操作部14は、操作者が入力操作を行うためのもので、この発明の関心領域設定部を構成し、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
格納部15は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、DVD−ROM等の記録媒体を用いることができる。
なお、信号処理部4、DSC5、画像処理部6、表示制御部7および音速演算部12は、CPUと、CPUに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
格納部15は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、DVD−ROM等の記録媒体を用いることができる。
なお、信号処理部4、DSC5、画像処理部6、表示制御部7および音速演算部12は、CPUと、CPUに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
操作者は操作部14から次の3つの表示モードのいずれかを選択することができる。すなわち、Bモード画像を単独で表示するモード、Bモード画像に関心領域の局所音速値を重畳して表示するモード、Bモード画像と関心領域の局所音速値とを並べて表示するモードのうち、所望のモードによる表示を行うことができる。
Bモード画像を表示する際には、まず、送信回路2から供給される駆動信号に従って振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから超音波が送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信回路3に出力され、受信回路3で受信データが生成される。さらに、この受信データを入力した信号処理部4でBモード画像信号が生成され、DSC5でBモード画像信号がラスター変換されると共に画像処理部6でBモード画像信号に各種の画像処理が施された後、このBモード画像信号に基づいて表示制御部7により超音波診断画像が表示部8に表示される。
一方、局所音速値の演算は、例えば本願の出願人により出願された特開2010−99452号公報に記載の方法により行うことができる。
この方法は、図2(A)に示されるように、被検体内に超音波を送信した際に、被検体の反射点となる格子点Xから振動子アレイ1に到達する受信波Wxに着目したとき、図2(B)に示されるように、格子点Xよりも浅い位置、すなわち振動子アレイ1に近い位置に複数の格子点A1、A2、・・・を等間隔に配列し、格子点Xからの受信波を受けた複数の格子点A1、A2、・・・からのそれぞれの受信波W1、W2、・・・の合成波Wsumが、ホイヘンスの原理により、格子点Xからの受信波Wxに一致することを利用して、格子点Xにおける局所音速値を求める方法である。
この方法は、図2(A)に示されるように、被検体内に超音波を送信した際に、被検体の反射点となる格子点Xから振動子アレイ1に到達する受信波Wxに着目したとき、図2(B)に示されるように、格子点Xよりも浅い位置、すなわち振動子アレイ1に近い位置に複数の格子点A1、A2、・・・を等間隔に配列し、格子点Xからの受信波を受けた複数の格子点A1、A2、・・・からのそれぞれの受信波W1、W2、・・・の合成波Wsumが、ホイヘンスの原理により、格子点Xからの受信波Wxに一致することを利用して、格子点Xにおける局所音速値を求める方法である。
まず、すべての格子点X、A1、A2、・・・に対する最適音速値をそれぞれ求める。ここで、最適音速値とは、各格子点に対し、設定音速に基づきフォーカス計算をして撮影を行うことにより超音波画像を形成し、設定音速を種々変化させたときに画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値であり、例えば特開平8−317926号公報に記載のように、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散等に基づいて最適音速値の判定を行うことができる。
次に、格子点Xに対する最適音速値を用いて、格子点Xから発せられる仮想的な受信波Wxの波形を算出する。
さらに、格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて、それぞれ格子点A1、A2、・・・からの受信波W1、W2、・・・の仮想的な合成波Wsumを算出する。このとき、格子点Xと各格子点A1、A2、・・・との間の領域Rxaにおける音速は一様で、格子点Xにおける局所音速値Vに等しいものと仮定する。格子点Xから伝播した超音波が格子点A1、A2、・・・に到達するまでの時間はXA1/V、XA2/V、・・・となる。ここで、XA1、XA2、・・・は、それぞれ格子点A1、A2、・・・と格子点Xとの間の距離である。そこで、格子点A1、A2、・・・からそれぞれ時間XA1/V、XA2/V、・・・だけ遅延して発した反射波を合成することにより、仮想的な合成波Wsumを求めることができる。
さらに、格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて、それぞれ格子点A1、A2、・・・からの受信波W1、W2、・・・の仮想的な合成波Wsumを算出する。このとき、格子点Xと各格子点A1、A2、・・・との間の領域Rxaにおける音速は一様で、格子点Xにおける局所音速値Vに等しいものと仮定する。格子点Xから伝播した超音波が格子点A1、A2、・・・に到達するまでの時間はXA1/V、XA2/V、・・・となる。ここで、XA1、XA2、・・・は、それぞれ格子点A1、A2、・・・と格子点Xとの間の距離である。そこで、格子点A1、A2、・・・からそれぞれ時間XA1/V、XA2/V、・・・だけ遅延して発した反射波を合成することにより、仮想的な合成波Wsumを求めることができる。
次に、このように格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて算出された複数の仮想的な合成波Wsumと格子点Xからの仮想的な受信波Wxとの誤差をそれぞれ算出し、誤差が最小になる仮定的な局所音速値Vを格子点Xにおける局所音速値と判定する。ここで、仮想的な合成波Wsumと格子点Xからの仮想的な受信波Wxとの誤差の算出方法としては、互いの相互相関をとる方法、受信波Wxに合成波Wsumから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、合成波Wsumに受信波Wxから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法等を採用することができる。
以上のようにして、受信回路3で生成された受信データに基づき、被検体内の局所音速値を高精度に演算することができる。さらに、同様にして、設定された関心領域内の局所音速値の分布を示す音速マップを生成することができる。
以上のようにして、受信回路3で生成された受信データに基づき、被検体内の局所音速値を高精度に演算することができる。さらに、同様にして、設定された関心領域内の局所音速値の分布を示す音速マップを生成することができる。
次に、実施の形態1の動作について説明する。
まず、送信回路2からの駆動信号に従って振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信回路3に出力されて受信データが生成され、さらに、画像生成部16で生成されたBモード画像信号に基づいて表示制御部7によりBモード画像が表示部8に表示される。
まず、送信回路2からの駆動信号に従って振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信回路3に出力されて受信データが生成され、さらに、画像生成部16で生成されたBモード画像信号に基づいて表示制御部7によりBモード画像が表示部8に表示される。
ここで、操作者が操作部14を操作することにより、表示部8に表示されているBモード画像上に関心領域Rが設定されると、振動子アレイ1と関心領域Rとの間に位置する被検体の腹壁Pの形状が腹壁検出部10により検出される。検出された腹壁Pの形状は、制御部13へ伝送され、図3に示すように、腹壁検出部10で検出された腹壁Pに対しほぼ垂直に入射するようなステアリング角で振動子アレイ1から関心領域Rに向けて超音波ビームBを送信させる送信遅延パターンとなるような制御信号を制御部13が設定する。このような送信遅延パターンで送信回路2から超音波トランスデューサに駆動信号が供給されることで、超音波ビームBを振動子アレイ1に対して垂直方向に送信(破線矢印)せずに、腹壁Pに対しほぼ垂直に入射するようにステアされた超音波ビームBを送信することができる。さらに、制御部13は、関心領域Rを挟むようにして、関心領域Rの付近に複数の格子点を設定する。例えば、図4に示すように、ステアされた超音波ビームBに対して直交するように複数の格子点Eを設定することができる。
次に、このようにして設定された制御信号に基づいて制御部13により送信回路2および受信回路3が制御され、振動子アレイ1から腹壁Pに対してほぼ垂直に入射してそれぞれ複数の格子点Eに送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームBが順次送受信される。この時、送信された超音波ビームBは、腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するため腹壁Pからほとんど屈折の影響を受けることなく、腹壁Pを透過して各格子点Eに送信焦点を形成することができる。
次に、このようにして設定された制御信号に基づいて制御部13により送信回路2および受信回路3が制御され、振動子アレイ1から腹壁Pに対してほぼ垂直に入射してそれぞれ複数の格子点Eに送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームBが順次送受信される。この時、送信された超音波ビームBは、腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するため腹壁Pからほとんど屈折の影響を受けることなく、腹壁Pを透過して各格子点Eに送信焦点を形成することができる。
続いて、超音波ビームを受信する毎に受信回路3で生成される音速測定用の受信データは順次受信データメモリ11に格納される。関心領域R付近に設定されたすべての格子点Eに関して音速測定用の受信データが受信データメモリ11に格納されると、音線演算部12は、深度の異なる格子点Eで挟まれるように位置する関心領域R内の音速が一定と仮定し、受信データメモリ11に格納されている音速測定用の受信データを用いて、この関心領域Rの局所音速値を演算する。
このように、送信される超音波ビームのステアリング角を制御信号に応じて設定された送信遅延パターンにより調整することで、超音波ビームを被検体の腹壁Pに対してほぼ垂直に入射させることができ、これにより腹壁Pから受ける超音波ビームの屈折の影響が低減され、正確な音速の計測を行うことが可能となる。
なお、振動子アレイ1から腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するように送信される超音波ビームBのステアリング角度がわずかに異なるように複数回送信することで、音速計測の精度を向上させることもできる。
腹壁検出部10により被検体の腹壁Pの形状が検出されると、制御部13が、腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するような超音波ビームBのステアリング角を求めると共に、図5に示すように、そのステアリング角が同一の関心領域Rに対してわずかに異なる複数の超音波ビームB1、B2およびB3を送信させるための送信遅延パターンを制御する制御信号を設定する。このようにして設定された制御信号に基づいて制御部13が送信回路2および受信回路3を制御し、同一の関心領域Rに対して超音波ビームB1、B2およびB3を振動子アレイ1から送受信することにより複数の受信データが取得される。この時、腹壁Pに対してほぼ垂直に入射した超音波ビームB2からは腹壁Pによる屈折の影響が少ないため波面乱れの少ない受信データが得られるのに対し、腹壁Pに対して垂直に入射していない超音波ビームB1およびB3からは腹壁Pによる屈折の影響により波面の乱れた受信データが得られる。そこで、音速演算部12が超音波ビームB1、B2およびB3から得られた複数の受信データのうち、波面乱れの最も少ない受信データを音速測定用の受信データとして関心領域R内の局所音速値を演算する。
腹壁検出部10により被検体の腹壁Pの形状が検出されると、制御部13が、腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するような超音波ビームBのステアリング角を求めると共に、図5に示すように、そのステアリング角が同一の関心領域Rに対してわずかに異なる複数の超音波ビームB1、B2およびB3を送信させるための送信遅延パターンを制御する制御信号を設定する。このようにして設定された制御信号に基づいて制御部13が送信回路2および受信回路3を制御し、同一の関心領域Rに対して超音波ビームB1、B2およびB3を振動子アレイ1から送受信することにより複数の受信データが取得される。この時、腹壁Pに対してほぼ垂直に入射した超音波ビームB2からは腹壁Pによる屈折の影響が少ないため波面乱れの少ない受信データが得られるのに対し、腹壁Pに対して垂直に入射していない超音波ビームB1およびB3からは腹壁Pによる屈折の影響により波面の乱れた受信データが得られる。そこで、音速演算部12が超音波ビームB1、B2およびB3から得られた複数の受信データのうち、波面乱れの最も少ない受信データを音速測定用の受信データとして関心領域R内の局所音速値を演算する。
このように、関心領域Rに対してステアリング角がわずかに異なる複数の超音波ビームを送受信して得られた受信データのうち腹壁Pによる超音波ビームの屈折の影響の最も少ないものを音速測定用の受信データとすることで、正確な音速の計測を行うことが可能となる。
実施の形態2
Bモード画像上に複数の関心領域Rを設定することにより、音速演算部12は各関心領域における局所音速値を演算し、これらの関心領域を含む領域について音速マップを生成することもできる。
例えば、図6に示すように、Bモード画像上に3つの関心領域R1、R2およびR3がそれぞれ設定され、実施の形態1と同様にして、振動子アレイ1と関心領域R1、R2およびR3との間に位置する腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するように3方向にそれぞれステアされた超音波ビームの送受信が行われる。
Bモード画像上に複数の関心領域Rを設定することにより、音速演算部12は各関心領域における局所音速値を演算し、これらの関心領域を含む領域について音速マップを生成することもできる。
例えば、図6に示すように、Bモード画像上に3つの関心領域R1、R2およびR3がそれぞれ設定され、実施の形態1と同様にして、振動子アレイ1と関心領域R1、R2およびR3との間に位置する腹壁Pに対してほぼ垂直に入射するように3方向にそれぞれステアされた超音波ビームの送受信が行われる。
このようにして受信された音速測定用の受信データに基づいて、音速演算部12が関心領域R1、R2およびR3における局所音速値をそれぞれ演算する。さらに、音速演算部12は、演算されたそれぞれの局所音速値を用いて関心領域R1、R2およびR3の間の位置における局所音速値の補間演算を行う。
例えば、関心領域R1とR2の間の位置における関心領域R4の局所音速値は、図7に示すように、関心領域R1およびR2の局所音速値を用いて関心領域R1とR4の間の距離L1および関心領域R2とR4の間の距離L2を考慮して平均化することで補間演算することができる。このような補間演算が繰り返し行われ、関心領域R1、R2およびR3を含む領域について音速マップが生成される。
音速演算部12で得られた音速マップに関するデータは、DSC5でラスター変換され、画像処理部6で各種の画像処理が施された後、表示制御部7に送られる。そして、操作者により操作部14から入力された表示モードに従って、Bモード画像に音速マップを重畳した状態で表示部8に表示される、あるいは、Bモード画像と音速マップ画像とが並べて表示部8に表示される。
例えば、関心領域R1とR2の間の位置における関心領域R4の局所音速値は、図7に示すように、関心領域R1およびR2の局所音速値を用いて関心領域R1とR4の間の距離L1および関心領域R2とR4の間の距離L2を考慮して平均化することで補間演算することができる。このような補間演算が繰り返し行われ、関心領域R1、R2およびR3を含む領域について音速マップが生成される。
音速演算部12で得られた音速マップに関するデータは、DSC5でラスター変換され、画像処理部6で各種の画像処理が施された後、表示制御部7に送られる。そして、操作者により操作部14から入力された表示モードに従って、Bモード画像に音速マップを重畳した状態で表示部8に表示される、あるいは、Bモード画像と音速マップ画像とが並べて表示部8に表示される。
このように、腹壁Pから受ける超音波ビームの屈折の影響が低減された受信データに基づいて、正確な音速マップを生成することができる。また、超音波ビームを送受信して得られた複数の関心領域の局所音速値を用いてその間の領域の局所音速値を補間演算することで、歪のない音速マップを生成することができる。
1 振動子アレイ、2 送信回路、3 受信回路、4 信号処理部、5 DSC、6 画像処理部、7 表示制御部、8 表示部、9 画像メモリ、10 腹壁検出部、11 受信データメモリ、12 音速演算部、13 制御部、14 操作部、15 格納部、16 画像生成部、X,A1,A2,E 格子点、W1,W2,Wx 受信波、Wsum 合成波、R,R1,R2,R3,R4 関心領域、L1,L2 関心領域間の距離、B,B1,B2,B3 超音波ビーム、P 腹壁。
Claims (5)
- 送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいて画像生成部でBモード画像を生成する超音波診断装置であって、
前記画像生成部で生成されたBモード画像上で関心領域を設定するための関心領域設定部と、
前記画像生成部で生成されたBモード画像上で被検体の腹壁を検出する腹壁検出部と、
前記関心領域の付近に複数の格子点を設定し、前記振動子アレイから前記腹壁検出部で検出された腹壁に対しほぼ垂直に入射してそれぞれ前記複数の格子点に送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得すべく前記送信回路および前記受信回路を制御する制御部と、
取得された前記音速測定用の受信データに基づいて前記関心領域内の局所音速値を演算する音速演算部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。 - 前記制御部は、ステアされた超音波ビームに対して直交するように前記複数の格子点を設定する請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、同一の前記関心領域に対してステアリング角の異なる複数の超音波ビームの送受信を行うことにより複数の受信データを取得するように前記送信回路および前記受信回路を制御し、
前記音速演算部は、前記複数の受信データのうち、波面の乱れが最も少ない受信データを前記音速測定用の受信データとして前記関心領域内の局所音速値を演算する請求項1または2に記載の超音波診断装置。 - 前記音速演算部は、演算された複数の前記関心領域内の局所音速値を用いて複数の前記関心領域の間の位置における局所音速値を補間演算する請求項1〜3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
- 送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいてBモード画像を生成する超音波画像生成方法であって、
前記Bモード画像上で関心領域を設定し、
前記Bモード画像上で被検体の腹壁を検出し、
前記関心領域の付近に複数の格子点を設定し、
前記振動子アレイから検出された腹壁に対しほぼ垂直に入射してそれぞれ前記複数の格子点に送信焦点を形成するようにステアされた超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得し、
取得された前記音速測定用の受信データに基づいて前記関心領域内の局所音速値を演算する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
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