JP4612325B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波造影剤を使用するコントラストエコー診断において、効率よく肝臓その他の臓器の動脈優位像、門脈優位像等を効率的に描出可能とする超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有し、心臓、腹部、泌尿器、および産婦人科などで広く利用されている。

この超音波画像診断装置においては、種々の撮影法による生体情報の映像化が可能である。例えばコントラストエコー法は、被検者の血管内に微小気泡（マイクロバブル）等からなる超音波造影剤を投与することで、超音波散乱エコーの増強を図るものである。この様な撮影法においては、造影剤が流入してくるタイミングに合わせて超音波走査を行うことで、撮影対象部位が次第に染影する様子を画像化することが可能である。例えば、現在広く使用されている超音波造影剤を使用して肝臓の超音波画像を取得する場合には、造影剤は、３０秒〜６０秒で肝動脈から肝臓に流入し、その後全身を回って肝門脈から肝臓に流入し、４〜５分以上で肝臓実質へと蓄積される。造影剤入流状況に応じたこれらの時相は、それぞれ動脈相（動脈優位相）、門脈相（門脈優位相）、実質相（実質優位相）と呼ばれる。従って、これらの時相開始に合わせて超音波走査を行うことにより、撮影対象が次第に染影する様子を画像化することができる。

しかしながら、従来の超音波診断装置では、動脈相等に合わせて実行する超音波走査のタイミングは、マニュアル操作によって実行されている。従って、医師等の操作者は、自身の感覚に頼って超音波走査を開始しなければならず、各時相において好適な診断画像を取得できない場合がある。また、動脈相等のタイミングは個体差が大きく、患者毎に好適なタイミングを把握するのは、十分な経験を必要とする。これらは、経験の浅い医師等にとって特に大きな問題である。

また、超音波走査開始タイミングを誤り、再度撮り直しを余儀なくされる場合には、再度造影剤を注入することになり、被検者とってはさらなる肉体負担ばかりか経済的負担も発生することになる。
特開平７−１９４５８８号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、コントラストエコーにおいて、造影剤が撮影対象に流入するタイミングを個体差に関わらず正確に把握し、各時相において好適な診断画像を撮影可能な超音波診断装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。

請求項１に記載の発明は、供給される第１の駆動信号に基づいて、被検者の循環器系の第１の診断対象に対して超音波を送信し、当該第１の診断対象からの反射波を受信して第１のエコー信号を発生する第１の超音波プローブと、前記第１の超音波プローブとは異なるプローブであって、供給される第２の駆動信号に基づいて、前記第１の診断対象よりも血流の上流側であって前記第１の診断対象とは異なる第１の部位に対して超音波を送信し、当該第１の部位に流入する造影剤に起因する反射波を受信して第２のエコー信号を発生する第２の超音波プローブと、前記第２のエコー信号に基づいて前記第１の部位に造影剤が流入した基準時刻を検出し、前記トリガ信号を発生する造影剤検出手段と、第１のシーケンスに従って前記第１の駆動信号を発生して前記第１の超音波プローブに供給し、且つ第２のシーケンスに従って前記第２の駆動信号を発生して前記第２の超音波プローブに供給する第１の駆動信号発生手段と、前記第１の部位と前記第１の診断対象との位置関係に応じて決定される第１の遅延時間に関する情報を記憶する記憶手段と、所定のタイミングで前記第２の駆動信号が前記第２の超音波プローブに供給されるように、且つ前記トリガ信号に応答して、前記基準時刻から前記第１の遅延時間経過したタイミングで前記第１の駆動信号が前記第１の超音波プローブに供給されるように、前記第１の駆動信号発生手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。

以上本発明によれば、コントラストエコーにおいて、造影剤が撮影対象に流入するタイミングを個体差に関わらず正確に把握し、各時相において好適な診断画像を撮影可能な超音波診断装置を実現できる。

以下、本発明の第１実施形態及び第２実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０のブロック構成を示した図である。同図に示すように、本超音波診断装置１０は、超音波プローブＡ、超音波プローブＢ、切替スイッチ２０、送受信ユニット２１、Ｂモード処理ユニット２２、ドプラ処理ユニット２３、画像生成回路２５、制御プロセッサ２７、モニタリング部２８、内部記憶装置２９、記憶部３０、モニタ３１、入力装置３２を具備している。装置本体１１に内蔵される超音波送受信ユニット２１等は、集積回路などのハードウェアで構成されることもあるが、ソフトウェア的にモジュール化されたソフトウェアプログラムである場合もある。以下、個々の構成要素の機能について説明する。

超音波プローブＡ及び超音波プローブＢは、超音波送受信ユニット２１からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検者からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。超音波プローブＡ及び超音波プローブＢから被検者Ｐに超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブＡに受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分を依存して、周波数偏移を受ける。

なお、超音波プローブＡは、診断対象に対して超音波走査を実行し診断画像を取得するためのものである。一方、超音波プローブＢは、後述する造影剤検出を実行するために、診断対象よりも血流の上流側の所定部位（例えば、心臓、頸動脈等）に対して超音波走査を実行し、得られる反射波のスペクトラムを取得するためのものである。

切替スイッチ２０は、送受信ユニット２１と各超音波プローブとの信号のやりとりの経路を制御するスイッチである。すなわち、切替スイッチ２０は、診断対象に対して超音波走査を実行し診断画像を取得する場合には、送受信ユニット２１と超音波プローブＡとか接続されるように、電気経路を切り替える。一方、切替スイッチ２０は、後述する造影剤検出を実行する場合には、送受信ユニット２１と超音波プローブＢとか接続されるように、電気経路を切り替える。切替スイッチ２０が超音波プローブＢ側から超音波プローブＡ側に電気経路を切り替えるタイミングは、モニタリング部２８が発生する造影剤検出トリガ信号（後述）を基準として実行される。

なお、以下の説明において、制御プロセッサ２７による制御の下、当該超音波診断装置１０が診断対象に対して超音波走査を実行し診断画像を取得する動作状態にある場合を「診断画像取得モード」と呼び、一方、当該超音波診断装置１０が造影剤検出を行う動作状態にある場合を「造影剤検出モード」と呼ぶことにする。

送受信ユニット２１は、診断画像取得モードの場合には、画像取得用のスキャンシーケンスに従う駆動パルスを発生し、これをプローブＡに印加し、プローブＡから受け取ったエコー信号に対して所定の信号処理を施す。一方、送受信ユニット２１は、造影剤検出モードの場合には、造影剤検出用のスキャンシーケンスに従う駆動パルスを発生し、これをプローブＢに印加し、プローブＢから受け取ったエコー信号に対して所定の信号処理を施す。

より具体的な構成は、次のようである。すなわち、送受信ユニット２１は、図示しないトリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路等を有している。パルサ回路では、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのレートパルスが繰り返し発生される。また、遅延回路では、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が、各レートパルスに与えられる。トリガ発生回路は、このレートパルスに基づくタイミングで駆動パルスを発生する。

また、送受信ユニット２１は、図示していないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブＡ又はプローブＢを介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器では、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

Ｂモード処理ユニット２２は、送受信ユニット２１からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。このデータは、診断画像取得モードの場合には、画像生成回路２５に送信され、反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像としてモニタ３１に表示される。一方、造影剤検出モードの場合にはモニタリング２８に送信され、造影剤流入タイミングの監視情報として使用される。

ドプラ処理ユニット２３は、送受信ユニット２１から受け取ったエコー信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。得られた血流情報は、診断画像取得モードの場合には画像生成回路２５に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、これらの組み合わせ画像としてモニタ３１にカラー表示される。一方、造影剤検出モードの場合にはモニタリング２８に送信され、造影剤流入タイミングの監視情報として使用される。

画像生成回路２５は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、表示画像としての超音波診断画像を生成する。画像生成回路２５は、画像データを格納する記憶メモリを搭載しており、例えば診断の後に操作者が検査中に記録された画像を呼び出すことが可能となっている。なお、当該画像生成回路２５に入る以前のデータは、「生データ」と呼ばれることがある。

より具体的には、画像生成回路２５は、信号処理回路、スキャンコンバータを有している（それぞれ図示せず）。信号処理回路は、Ｂモード処理ユニット２２等から信号を受け取り、超音波スキャンの走査線信号列のレベルで画質を決定するようなフィルタリングを行う。信号処理回路の出力はスキャンコンバータに送られると同時に、記憶部３０内の画像メモリ３０１に保存される。スキャンコンバータは、超音波スキャンの走査線信号列から、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換する。この出力は画像生成回路へ送られ、ここでは、輝度やコントラストの調整や、空間フィルタなどの画像処理、もしくは種々の設定パラメータの文字情報や目盛などと共に合成され、ビデオ信号としてモニタ３１に出力する。かくして被検者組織形状を表す断層像が表示される。

制御プロセッサ２７は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する。制御プロセッサ２７は、内部記憶装置２９から後述する画像生成・表示等を実行するための制御プログラムを読み出してソフトウェア格納部３０２上に展開し、各種処理に関する演算・制御等を実行する。

モニタリング部２８は、造影剤検出モードにおいて、ドプラ処理ユニット２３（又はＢモード処理ユニット２２）から受け取った信号をモニタリングし、診断対象よりも血流の上流側の所定部位に造影剤が流入したか否かを判定する。モニタリング部２８は、所定部位に造影剤が流入したと判定した場合には、当該流入タイミングを知らせるためのトリガ信号を発生し、制御プロセッサ２７に送り出す。

なお、モニタリング部２８がモニタリングするエコー信号は、その時系列的な強度変化を把握できるものであれば、どのような撮影モードで取得されたものであってもよい。例えば、Ａモード又はＢモードによって撮影し得られるエコー信号を用いる場合には、モニタリング部２８は、当該エコー信号の振幅強度をモニタリングし、当該振幅強度が所定の閾値を越えたときには、その時刻において造影剤の流入が開始したと判定する。また、ドプラモードによって撮影し得られるエコー信号を用いる場合には、モニタリング部２８は、ドプラ処理ユニット２３によってＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析された流速スペクトラムを受け取り、その大きさ（パワー）をモニタリングする。当該スペクトラムの大きさが所定の閾値を越えたときには、その時刻において造影剤の流入が開始したと判定する。

なお、モニタリング部２８は、画像生成回路２５等においてＴＩＣ（Time Intensity Curve）が生成される場合には、このＴＩＣを用いて上記モニタリングを実行してもよい。

内部記憶装置２９は、後述のスキャンシーケンス、画像生成、表示処理を実行するための制御プログラムや、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件、その他のデータ群が記憶されている。また、必要に応じて、画像メモリ３０１中の画像の保管などにも使用される。内部記憶装置２９のデータは、インタフェース部３０３を経由して外部周辺装置へ転送することも可能となっている。

また、内部記憶装置３０は、遅延時間Ｔに関する情報群を記憶している。ここで、遅延時間Ｔとは、造影剤検出モードにおいてモニタリング部２８が発生するトリガ信号を基準として、当該トリガ信号発生から診断画像取得用の超音波走査を開始するまでの時間（すなわち、トリガ信号発生からプローブＡに駆動信号が供給されるまでの時間）を意味する。また、遅延時間Ｔに関する情報群とは、造影剤検出位置と診断対象位置との関係毎に定義された複数の遅延時間Ｔの値である。この遅延時間Ｔに関する情報については、後述する造影剤検出機能の説明において、さらに詳しく説明する。

記憶部３０は、本装置によって取得された画像、ネットワーク等を経由して取得した画像、本装置が所定の動作を実行するためのソフトウェア等を格納するものであり、画像メモリ３０１、ソフトウェア格納部３０２、インタフェース部３０３を有している。

画像メモリ３０１は、画像生成回路２５から受信した画像データを格納する記憶メモリから成る。この画像データは、例えば診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、静止画的に、あるいは複数枚を使って動画的に再生することが可能でなる。また、画像メモリ３０１は、超音波送受信ユニット２１直後の出力信号（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ(ＲＦ)信号と呼ばれる）、送受信ユニット２１通過後の画像輝度信号、その他の生データ、ネットワークを介して取得した画像データ等を必要に応じて記憶する。

インタフェース部３０３は、入力装置３２、ネットワーク、新たな外部記憶装置（図示せず）に関するインタフェースである。当該装置によって得られた超音波画像等のデータや解析結果等は、インタフェース部３０３よって、ネットワークを介して他の装置に転送可能である。

モニタ３１は、画像生成回路２５からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報を画像として表示する。

入力装置３２は、装置本体１１に接続され、オペレータからの各種指示、条件、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１１にとりこむためのトラックボール３２１、各種スイッチ・ボタン３２２、マウス３２３、キーボード３２４等を有している。

（造影剤検出機能）
次に、本超音波診断装置１０が具備する造影剤検出機能について説明する。この機能は、診断対象よりも血流の上流側の所定部位における造影剤流入を検出し、当該検出のタイミングを基準として診断対象の超音波走査開始タイミングを図ることで、造影剤が診断対象に流入する様子を好適に画像化するための機能である。

図１に示す超音波プローブＢ、送受信ユニット２１、ドプラ処理ユニット２３（又はＢモード処理ユニット２２）、モニタリング部２８、制御プロセッサ２７は、造影剤検出モードにおいて有機的に連関し、造影剤検出器として動作する。

なお、本実施形態においては、説明を具体的にするため、図２に示すように診断対象を肝臓とし、当該肝臓よりも血流の上流側のモニタリング部位を頸動脈とする場合を例として説明する。また、モニタリングには、ドプラ法によって得られる信号を利用するものとする。

まず、装置が造影剤検出モードとして動作する状態において、造影剤注入が開始される。送受信ユニット２１は、制御プロセッサ２７による制御のもと、所定のスキャンシーケンスに従って駆動パルスを連続的に発生し、切替スイッチ２０を介してプローブＢに印加する。超音波プローブＢは、印加された駆動パルスに従って、頸動脈に対して超音波を送信する。なお、このときのスキャンシーケンスは、受信信号のスペクトラムが連続的に検出できるものであれば、どのようなものであってもよい。

超音波プローブＢによって受信された反射波は、送受信ユニット２１、ドプラ処理ユニット２３において所定の処理を受け、モニタリング部２８に逐次送り出される。モニタリング部２８は、ドプラ処理ユニット２３から受け取った受信信号のスペクトラムを監視し、当該スペクトラムが所定の閾値以上になった場合には、トリガ信号を制御プロセッサ２７に送り出す。

従って、本超音波診断装置１０は、このトリガ信号の発生により、モニタリング部位（今の場合、頸動脈）への造影剤流入タイミングを検出することができる。

なお、図１においては、装置の小型化及び低コスト化の観点から、診断画像取得用の送受信ユニット２１、Ｂモード処理ユニット２２、ドプラ処理ユニット２３（これらをまとめて、「画像収集系」と呼ぶ。）本スキャンを実行する例を示した。

しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、例えば図３に示すように、画像収集系とは別に、造影剤検出専用の送受信ユニット４０、信号処理部４１（例えば、Ｂモード処理ユニット２２やドプラ処理ユニット２３の機能を有するもの）を設ける構成であってもよい。係る構成であれば、造影剤検出モードと診断画像取得モードとを並行させることも可能である。

（造影剤検出機能を用いた撮影手法）
次に、本超音波診断装置１０によって実現される、造影剤検出機能を用いた撮影手法について説明する。

図４は、肝臓及びその周辺の血管構造を模式的に示した図である。同図において、５０は腹部大動脈、５１は腹腔動脈、５２は固有肝動脈、５３は総肝動脈、５４は脾動脈、５５は胃十二指腸動脈、５６は右肝動脈、５７は中肝動脈、５８は左肝動脈、６０は門脈、６１は上腸間膜静脈、６２は脾静脈、７０は下大静脈、７１は右肝静脈、７２は中肝静脈、７３は左肝静脈をそれぞれ示している。

一般に、肝臓は、肝動脈と門脈（消化管や脾臓から集まる静脈血）との二重支配（二重血行支配）を受けている。係る血流構造から、造影剤を使用して肝臓の超音波画像を取得する場合、造影剤は、大動脈から固有肝動脈を経由して肝臓に流入し、その後肝静脈より流出して全身を回った後、門脈から再び肝臓に流入し、最後に肝組織内に浸透していく。従って、コントラストエコー法によって肝臓の超音波画像を取得する場合には、画像において動脈によって流入した造影剤の影響が支配的となる動脈相（動脈優位相）、画像において門脈によって流入した造影剤が支配的となる門脈相（門脈優位相）、画像において肝組織内に浸透していく造影剤が支配的となる実質相（実質優位相）の三つの時相において、良好な診断画像を取得することができる。従って、実際の超音波走査は、各時相の開始直前から終了直後まで実行されることが好ましい。

ところで、一般に、心臓、肺等の循環系の臓器における血流速度は、個体差があることが知られている。一方、血管内を流れる血流の速度についてはあまり個体差はなく、身体中の血管の位置によっておおよそ一律に決定することができる。従って、血管内を流れる血液のみを対象とした場合、血管の上流側における所定の位置をバブルが通過した時刻を把握すれば、下流側にある特定の位置をバブルが通過するタイミングは、高い精度で把握することができる。また、太い血管からほぼ同じ形態で枝分かれする第１の血管と第２の血管が存在する場合、上流側の所定の位置から一定量下流側に下った第１の血管の特定位置にバブルが存在する場合には、第２の血管においても、上流側の所定の位置から同じ距離だけ下流側に下った位置にバブルが存在すると推定することができる。

図５は、心臓及び心臓から延びた動脈系の一部を模式的に示した図である。同図において、８０は心臓、８１は大動脈弓、８２は腹部大動脈、８３は右鎖骨下動脈、８４は右総頸動脈、８５は左総頸動脈、８６は左鎖骨下動脈をそれぞれ示している。

例えば、左総頸動脈８５の位置Ｐ１においてバブル流入のモニタリングを行い、所定の時刻においてバブル流入が検出されたとする。係る場合には、心臓８０からＰ１までの距離とほぼ同じ距離だけ離れた腹部大動脈８２の位置Ｐ２においても、略同じ時刻において造影剤が流入していると推定することができる。

従って、左総頸動脈８５の位置Ｐ１での造影剤流入の検出に応答してトリガ発生をさせ、当該トリガ発生から所定の遅延時間Ｔ１だけ遅延させて本スキャンを開始させ、予め設定された一定時間実行する。これにより、腹部大動脈８２から肝臓に流入する造影剤が支配的となる動脈優位像を好適に撮影することができる。

また、動脈相における動脈優位像が観察されると、造影剤は次第に肝静脈を経由して肝臓から流出し、全身を経て再び門脈から肝臓に流入することになる。この門脈から肝臓に流入する造影剤が支配的となる門脈相は、医学的見地から、動脈相の開始から２０〜３０秒後に開始すると推定できる。従って、制御プロセッサ２７は、動脈相における本スキャン開始時刻から２０〜３０秒後に門脈優位像を観察するための本スキャンを開始させ、予め設定された一定時間実行する。これにより、門脈優位像を好適に撮影することができる。

さらに、門脈優位像が観察されると、造影剤は時間の経過と共に肝組織に浸透していくことになる。この肝組織に浸透した造影剤が支配的となる肝組織相は、医学的見地から、動脈相の開始から４〜５分後に開始すると推定できる。従って、制御プロセッサ２７は、動脈相における本スキャン開始時刻から４〜５分後に実質像を観察するための本スキャンを開始させ、予め設定された一定時間実行する。これにより、実質像を好適に撮影することができる。

（画像取得タイミングの標準化）
造影剤検出によるトリガ信号から動脈相に関する画像を観察するための本スキャン発生までの遅延時間をＴ１とすると、このＴ１は、モニタリング部位と画像収集する位置との位置関係によって決定される。この遅延時間Ｔ１が決定されると、上述した様に、門脈相での本スキャン開始タイミング及び肝組織相での本スキャン開始タイミングも医学的見地から自動的に決定することができる。

従って、モニタリング部位と診断対象との位置関係毎に遅延時間Ｔ１に関する情報を予め決定しておくことで、コントラストエコーにおける画像取得タイミングを、標準化（基準化）することができる。

そのため本超音波診断装置１０は、図６に示すような予め決定された遅延時間Ｔ１に関する情報を、モニタリング部位と診断対象との位置関係毎に内部記憶装置２９内に具備する構成となっている。

なお、遅延時間Ｔは、原則として、個体差の大きい心臓、肺を経由せず、血管のみを経由する血流を対象として、スキャンを撮影部位に流入するタイミングに合わせるために決定されている。既述の如く、一般的には、血管のみを経由する血流は、個体（患者）が代わった場合であっても、大きく変化しない。従って、基本的には、初期設定された部位毎の遅延時間Ｔで好適な画像撮影ができると考えられる。

しかしながら、場合によっては個体差が発生したり、また、体格、造影剤の種類等に応じて微調整や新規登録を希望する場合がある。

係る場合、本超音波診断装置１０によれば、入力装置２１等からの所定の操作により、新たな遅延時間Ｔに関する情報を登録し、また、既存の遅延時間Ｔに関する情報の変更を行うことができる。登録・変更された遅延時間Ｔに関する情報は、内部記憶装置２９に格納される。操作者は、所望する遅延時間Ｔに関する情報を内部記憶装置２９から読み出し、設定することで、モニタリング部位における造影剤検出をトリガとして、所望のタイミングで診断画像収集を開始させることが可能となる。

また、各種造影剤に適応可能なように超音波送信出力を制御し、ＭＩ（Mechanical index）値も自由に設定することも可能である。

以上、造影剤検出機能、当該機能を用いた撮影手法、画像取得タイミングの標準化について、診断対象を肝臓とし、当該肝臓よりも血流の上流側のモニタリング部位を頸動脈とする場合を例として説明した。

しかしながら、診断対象は肝臓に限られず、膵臓、腎臓、甲状腺、乳腺等の表在臓器等を診断対象とし、その病変を診断する場合にも実益がある。

また、モニタリング部位についても頸動脈に限定されず、例えば左心房、左心室、大動脈弁口等の左心系、頭部、大腿動脈等の四肢に存在する動脈において造影剤の流入タイミングをモニタリングする構成であってもよい。特に、モニタリング部位を左心系にした場合には、モニタリング部位を頸動脈とした場合に比して遅延時間Ｔを長く確保することが可能となる。また、モニタリング部位を大腿動脈とした場合には、門脈相以下の時相における好適な本スキャンタイミングの把握に実益がある。これらの場合には、各モニタリング部位と診断対象との位置関係に応じて、内部記憶装置２９内に格納されている遅延時間に関する情報が選択され、使用されることになる。

（撮影動作）
次に、コントラストエコーにおける、造影剤検査を含む本超音波診断装置１０の撮影動作に、図７を参照しながら説明する。

図７は、本超音波診断装置１０の撮影動作において実行される各処理の流れを示したフローチャートを示している。同図に示すように、まずＢモード撮影等によって、超音波プローブＡの位置決め（走査面の決定）を行い（ステップＳ１）、次いで経静脈的に造影剤が注入さる（ステップＳ２）。

造影剤が注入されると、頸動脈において造影剤検出機能により造影剤の流入タイミングを検出するためのモニタリングを実行する（ステップＳ３）。当該頸動脈において造影剤流入が検出された場合には、モニタリング部２８は、トリガ信号を発生する（ステップＳ４）。

次に、制御プロセッサ２７は、トリガ信号の発生に応答して、当該トリガ信号発生時刻から遅延時間Ｔ１ａ後に動脈相の撮影が開始され（ステップＳ５）、予め設定された時間ＴＷ１だけ実行されように、送受信ユニット２１を制御する。

次に、当該トリガ信号発生時刻から遅延時間Ｔ１ｂ後に、門脈相の撮影が実行され（ステップＳ５）、予め設定された時間ＴＷ２だけ実行されように、送受信ユニット２１を制御する。その後、当該トリガ信号発生時刻から遅延時間Ｔ１ｃ後に、肝組織相の撮影が実行され（ステップＳ５）、予め設定された時間ＴＷ３だけ実行されように、送受信ユニット２１を制御する。

なお、各時相における撮影時間（観察時間）は、任意に設定することが可能である。また、各時相における撮影手法も、例えば動脈相、門脈相の早期相では連続送信を行い、実質相である肝組織相では間歇送信を実行する等、所望のものを設定することができる。

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。

本超音波診断装置によれば、モニタリング部位での造影剤検出タイミングをトリガとして、肝臓に関して動脈相、門脈相、肝組織相の各時相における超音波走査を開始する。従って、超音波診断でのコントラストエコーにおいて、従来では操作者の主観によって決定されていた画像取得タイミングを標準化することができる。その結果、操作者の経験に関わらず、目的とする撮影対象（病変）が造影されるまでの時間に個体差がある場合であっても、常に最適な造影効果を観察可能な画像を取得することができる。また、操作者の作業上の負担、及び患者の肉体的負担や経済的負担を軽減させることができる。

また、各時相に関する遅延時間、各時相における撮影時間、各時相における撮影手法についても、自由に変更、設定したり、新規登録することができる。従って、操作者は、自身の所望の形態や患者に合わせて自由にカスタマイズすることができ、超音波診断の自由度を広げることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本第２の実施形態は、頸動脈における造影剤流入タイミングを基準として、複数の診断対象での撮影開始タイミングを制御するものである。

図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示した図である。同図と図１とを比較した場合、二以上の診断部位での超音波走査を実行するため、超音波プローブＣ、超音波プローブＤがさらに設けられている。超音波プローブＣ、超音波プローブＤは、それぞれ超音波プローブＡとは異なる所定の診断部位に当接され、異なったタイミングで駆動される。

図９は、人体の血管構造を概略化した模式図であり、第２の実施形態に係る撮影手法を説明するための図である。造影剤は位置Ｐにおいて静脈内に注入され、造影剤の流入状況は位置Ｂにて超音波プローブＢを使用したモニタリングされる。また、位置Ａにて超音波プローブＡを、位置Ｃにて超音波プローブＣを、位置Ｄにて超音波プローブＤをそれぞれ使用して、診断画像の収集が実行されるものとする。従って、造影剤の流入は上流側から順番に検出されることになるため、係る設定では位置（Ｄ→）Ｂ→Ａ→Ｃ→Ｄの順に検出されることになる。

送受信ユニット２１は、診断画像取得モードの場合には、画像取得用のスキャンシーケンスに従う駆動パルスを発生し、これをプローブＡ、Ｃ、Ｄのいずれかに印加し、またプローブＡ、Ｃ、Ｄのいずれかから受け取ったエコー信号に対して所定の信号処理を施す。一方、送受信ユニット２１は、造影剤検出モードの場合には、造影剤検出用のスキャンシーケンスに従う駆動パルスを発生し、これをプローブＢに印加し、各プローブから受け取ったエコー信号に対して所定の信号処理を施す。

切替スイッチ２０は、診断対象に対して超音波走査を実行し診断画像を取得する場合には、送受信ユニット２１と超音波プローブＡ、Ｃ、Ｄのいずれかとが接続されるように、電気経路を切り替える。一方、切替スイッチ２０は、造影剤検出を実行する場合には、送受信ユニット２１と超音波プローブＢとが接続されるように、電気経路を切り替える。

内部記憶装置３０は、モニタリング部位の位置と診断対象の位置との関係毎に定義された遅延時間Ｔの値を含む情報を有している。すなわち、内部記憶装置３０は、診断対象の位置Ａ、Ｃ、Ｄ毎に定義された各遅延時間ＴＡ、ＴＣ、ＴＤを有している。

図１０は、本実施形態に係る位置Ｂでの造影剤流入をトリガ信号とした各位置での撮影開始タイミングを示した図である。同図に示すように、制御プロセッサ２７は、各診断対象の位置Ａ、Ｃ、Ｄにおいて、モニタリング部２８のトリガ信号発生タイミングから各遅延時間ＴＡ、ＴＣ、ＴＤだけ送らせたタイミングでそれぞれの超音波プローブＡ，Ｃ、Ｄが駆動されるように、送受信ユニット２１を制御する。

（撮影動作）
次に、コントラストエコーにおける、造影剤検査を含む本超音波診断装置１０の撮影動作に、図１０を参照しながら説明する。

図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１０の撮影動作において実行される各処理の流れを示したフローチャートを示している。同図に示すステップＳ１´〜ステップＳ４´は、図７に示したステップＳ１〜ステップＳ４と同様の内容である。

次に、制御プロセッサ２７は、トリガ信号の発生に応答して、当該トリガ信号発生時刻から遅延時間ＴＡ後に位置Ａにおける撮影が開始され（ステップＳ５´）、予め設定された時間ＴＷＣだけ実行されように、送受信ユニット２１を制御する。

次に、当該トリガ信号発生時刻から遅延時間ＴＣ後に、位置Ｃにおける撮影が実行され（ステップＳ６´）、予め設定された時間ＴＷＣだけ実行されように、送受信ユニット２１を制御する。その後、当該トリガ信号発生時刻から遅延時間ＴＤ後に、位置Ｄにおける撮影が実行され（ステップＳ７´）、予め設定された時間ＴＷＤだけ実行されように、送受信ユニット２１を制御する。

なお、各診断位置における撮影時間（観察時間）は、任意に設定することが可能である。また、各診断位置における撮影手法も、例えば位置Ａ、位置Ｃにおいては連続送信を行い、位置Ｄにおいては間歇送信を実行する等、所望のものを設定することができる。また、各種造影剤に適応可能なように、ＭＩ値も自由に設定することができる。

以上述べた構成によれば、第１の実施形態で述べた効果に加えて、複数の診断部位を撮影する場合であっても、各部位において標準化されたタイミングに基づいて超音波走査を開始することができる。その結果、造影剤が流入するタイミングを適切にとらえることができ、目的とする撮影対象（病変）が造影されるまでの時間に個体差がある場合であっても、常に最適な造影効果を観察可能な画像を取得することができる。また、操作者の作業上の負担、及び患者の肉体的負担や経済的負担を軽減させることができる。

なお、本実施形態に係る超音波診断装置１０においても、図２に示した例と同様に、超音波プローブＢ、Ｃ、Ｄのそれぞれ、又は少なくとも二つ以上に対応させた造影剤検出専用の送受信ユニット４０、信号処理部４１を設ける構成であってもよい。係る構成であれば、造影剤検出モードと診断画像取得モードとを並行させることも可能である。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記各実施形態については、次のような変形例を挙げることができる。

（１）上記各実施形態においては、本超音波診断装置の一部の機能を利用して、造影剤検出器とする構成であった。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、本超音波診断装置とは別体の（或いは外付けの）造影剤検出器を使用する構成であってもよい。この場合、例えば、パルスオキシレータ、バブルセンサ、心音センサ、血流音の変化を計測する装置、その他の血流中の造影剤の動向を把握することができる他の装置を造影剤検出器として利用することができる。

（２）上記各実施形態においては、肝臓等を好適なタイミングで各時相の画像を把握する例を説明した。しかしながら、本超音波診断装置の使用形態は、この例に限定されず、例えば、体内循環動態の把握にも応用可能であり、シャント（短絡）の有無の検索等にも使用することができる。

（３）上記第１の実施形態では造影剤流入検出位置を一箇所とし、診断画像の取得位置を一箇所とした。また、上記第２の実施形態では造影剤流入検出位置を一箇所とし、診断画像の取得位置を複数箇所とした。しかしながら、これらの例に限定されず、造影剤流入検出及び診断画像の取得をともに複数箇所で行う構成であってもよい。すなわち、一つの診断画像の取得位置の上流側に一つの造影剤流入検出位置を設定し、直近上流側の検出位置における造影剤流入検出タイミングを基準として、各撮影位置における診断画像取得タイミングを制御する構成であってもよい。

係る構成によれば、診断画像の取得位置を複数箇所となった場合であっても、撮影タイミングが直近上流側の検出位置における造影剤流入検出タイミングを基準として制御される。従って、より好適なタイミングで診断画像を撮影することが可能となる。

なお、この様な構成においても、各造影剤検出を行う各プローブ、及び各診断画像の撮影を行う各プローブのそれぞれ、又は少なくとも二つ以上に対応させた造影剤検出専用の送受信ユニット４０、信号処理部４１を設ける構成であってもよい。 また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

以上本発明によれば、コントラストエコーにおいて、造影剤が撮影対象に流入するタイミングを個体差に関わらず正確に把握し、各時相において好適な診断画像を撮影可能な超音波診断装置を実現できる。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０のブロック構成を示した図である。 図２は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０を用いた撮影法を説明するための図である。 図３は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０の変形例のブロック構成を示した図である。 図４は、肝臓及びその周辺の血管構造を模式的に示した図である。 図５は、心臓及び心臓から延びた動脈系を模式的に示した図である。 図６は、内部記憶装置２９内に格納されている、モニタリング部位と診断対象との位置関係毎の遅延時間Ｔに関する情報を示した図である。 図７は、本超音波診断装置１０の撮影動作において実行される各処理の流れを示したフローチャートを示している。 図８は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１０のブロック構成を示した図である。 図９は、人体の血管構造を概略化した模式図であり、第２の実施形態に係る撮影手法を説明するための図である。 図１０は、第２の実施形態に係る位置Ｂでの造影剤流入をトリガ信号とした各位置での撮影開始タイミングを示した図である。 図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置１０の撮影動作において実行される各処理の流れを示したフローチャートを示している。

符号の説明

１０本超音波診断装置、１１装置本体、２０切替スイッチ、２１送受信ユニット、２２Ｂモード処理ユニット、２３ドプラ処理ユニット、２５画像生成回路、２７制御プロセッサ、２８モニタリング部、２９内部記憶装置、３０記憶部、３１モニタ、３２入力装置、３０１画像メモリ、３０２ソフトウェア格納部、３０３インタフェース部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ超音波プローブ

Claims (7)

1. 供給される第１の駆動信号に基づいて、被検者の循環器系の第１の診断対象に対して超音波を送信し、当該第１の診断対象からの反射波を受信して第１のエコー信号を発生する第１の超音波プローブと、
   前記第１の超音波プローブとは異なるプローブであって、供給される第２の駆動信号に基づいて、前記第１の診断対象よりも血流の上流側であって前記第１の診断対象とは異なる第１の部位に対して超音波を送信し、当該第１の部位に流入する造影剤に起因する反射波を受信して第２のエコー信号を発生する第２の超音波プローブと、
   前記第２のエコー信号に基づいて前記第１の部位に造影剤が流入した基準時刻を検出しトリガ信号を発生する造影剤検出手段と、
   第１のシーケンスに従って前記第１の駆動信号を発生して前記第１の超音波プローブに供給し、且つ第２のシーケンスに従って前記第２の駆動信号を発生して前記第２の超音波プローブに供給する第１の駆動信号発生手段と、
   前記第１の部位と前記第１の診断対象との位置関係に応じて決定される第１の遅延時間に関する情報を記憶する記憶手段と、
   所定のタイミングで前記第２の駆動信号が前記第２の超音波プローブに供給されるように前記第１の駆動信号発生手段を制御し、且つ前記トリガ信号に応答して、前記基準時刻から前記第１の遅延時間経過したタイミングで前記第１の駆動信号が前記第１の超音波プローブに供給されるように、前記第１の駆動信号発生手段を制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記造影剤検出手段は、前記第２のエコー信号を用いて生成される流速スペクトラムに基づいて、前記第１の部位に造影剤が流入した前記基準時刻を検出することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記制御手段は、前記トリガ信号に応答して、前記基準時刻から前記第１の遅延時間経過したタイミングで、前記第２の超音波プローブへの前記第２の駆動信号の供給から前記第１の超音波プローブへの前記第１の駆動信号の供給に切り換わるように、前記第１の駆動信号発生手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の超音波診断装置。
4. 供給される第３の駆動信号に基づいて前記被検者に対して超音波を送信し、当該被検者からの反射波を受信して第３のエコー信号を発生するプローブであって、前記第１の診断対象とは異なる第２の診断対象に関する超音波画像を収集するための少なくとも一つの第３の超音波プローブをさらに具備し、
   前記記憶手段は、前記所第１の部位と前記第２の診断対象との位置関係に応じて決定される第２の遅延時間を記憶し、
   前記制御手段は、前記トリガ信号に応答して、前記基準時刻から前記第２の遅延時間経過した時刻に、前記第３の駆動信号が前記第３の超音波プローブに供給されるように、前記第１の駆動信号発生手段を制御すること、
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
5. 供給される第３の駆動信号に基づいて前記被検者に対して超音波を送信し、当該被検者からの反射波を受信して第３のエコー信号を発生するプローブであって、前記第１の診断対象とは異なる第２の診断対象に関する超音波画像を収集するための少なくとも一つの第３の超音波プローブと、
   第３の駆動信号を第３のシーケンスに従って発生し前記第３の超音波プローブに供給する第２の駆動信号発生手段と、
   をさらに具備し、
   前記記憶手段は、前記所第１の部位と前記第２の診断対象との位置関係に応じて決定される第２の遅延時間を記憶し、
   前記制御手段は、前記トリガ信号に応答して、前記基準時刻から前記第２の遅延時間経過した時刻に、前記第３の駆動信号が前記第３の超音波プローブに供給されるように、前記第２の駆動信号発生手段を制御すること、
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
6. 前記記憶手段に記憶された前記第１の遅延時間に関する情報を変更する変更手段をさらに具備し、
   前記制御手段は、変更後の前記第１の遅延時間に関する情報に基づいて、前記制制御を実行すること、
   を特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
7. 前記記憶手段に記憶された前記第２の遅延時間に関する情報を変更する変更手段をさらに具備し、
   前記制御手段は、変更後の前記第２の遅延時間に関する情報に基づいて、前記制制御を実行すること、
   を特徴とする請求項４又は５記載の超音波診断装置。

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