JP4768914B2

JP4768914B2 - 超音波診断装置

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Publication number: JP4768914B2
Application number: JP2000395721A
Authority: JP
Inventors: 直久神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: EP1354555A1; WO2002051317A1; EP1354555B1; CN1482884A; US20040010194A1; US6991606B2; JP2002191599A; KR100790083B1; EP1354555A4; CN100366225C; KR20030059333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、造影エコー診断に対応可能な超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波画像診断装置は、超音波を使用した無侵襲検査法により組織の断層像を表示するものである。この超音波画像診断装置は、臨床の場においても実用性が高く、例えば、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られること、安全性が高く繰り返して検査が行えること、システムの規模がＸ線、ＣＴ、ＭＲＩなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドヘ移動して検査すること等を可能にする。また近年、種類によって様々に異なるが、片手で持ち運ベる程度の大きさを有する超音波診断装置も開発されている。将来的には患者が自分で操作できる超音波診断装置も開発される可能性がある。
【０００３】
ところで、近年、静脈投与型の超音波造影剤が製品化されたことに伴い、造影エコー法による超音波診断が普及してきている。この造影エコー法は、例えば、心臓および腹部臓器などの検査において、静脈から超音波造影剤を注入して血流信号を増強し、血流動態の評価を行うのが目的である。造影剤の多くは微小気泡（マイクロバブル）が反射源となり、その注入量・濃度が高ければ造影効果は大きくなる。その一方で、気泡というデリケートな基材の性質上、超音波照射によって気泡は壊れ、造影効果時間の短縮などが起こることも解っている。
【０００４】
一般に、血流とは赤血球のことを指す場合が多い。理想的には、超音波診断に使用される造影剤は、この赤血球と同じ動態を示すことが望ましい。しかし、現実には造影剤は、赤血球とは異なる動態を取りうることが分かってきている。
【０００５】
例えば、多くの超音波造影剤は、肝臓内実質に停滞することが知られおり、この停滞した造影剤は、肝臓類洞内の異物摂取細胞によって捕食されていると考えられている（もちろん赤血球はこのような捕食はされない。）。また、体内中の毛細血管には、液体成分（血漿）が染み出る程度の腔が空いており、細胞に栄養もしくは酸素などを供給している。この毛細血管の腔は、赤血球が出ない程度の大きさではあるが、バブルサイズによってはこの毛細血管壁の腔から外部ヘ漏れる造影剤もあると予想される（赤血球の平均直径は約８μｍ，造影剤のバブルは最大で８μｍ程度、最小では０．５μｍ以下のものが体内を循環していると考えられている。）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、造影剤が常に血行動態を反映しているかは不明であり、例えば微少循環中に停滞しているバブルがあれば、バブルの崩壊をエコー源とする生態情報は、血行動態を反映していないことも考えられる。このような場合、造影剤による輝度増強が達成されても、真の赤血球の動態を観察するのは困難となる場合がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、送信条件を変化させることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置を提供することである。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を講じた。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、被検体内部の診断対象を超音波で走査し、超音波断層画像を取得する超音波診断装置であって、機械的作用を次第に増大させながら複数回の超音波送信を連続的に実行し、各送信超音波に対応するエコー信号を受信する超音波走査を実行することで、前記被検体の所定の断層面について一フレーム分の超音波画像データを取得する送受信手段であって、前記超音波走査を、所定の時間間隔をもって間歇的に実行する送受信手段を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１０】
この様な構成によれば、送信条件を変化させることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の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。
【００１２】
まず、本実施形態に係る超音波診断装置の概略構成について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０の概略構成図を示している。
【００１４】
図１に示すように、本超音波診断装置１０は、被験者との間で超音波信号の送受信を担う超音波プローブ１２と、この超音波プローブを駆動しかつ超音波プローブの受信信号を処理する装置本体１１と、この装置本体に接続されかつオペレータからの指示情報を装置本体に入力可能な入力部１３と、心電波形を計測するＥＣＧ１４とを具備する。入力部１３には、診断装置の制御や様々な画質条件設定を行うことが可能な、ボタン、キーボード、トラックボールなどが含まれる。
【００１５】
装置本体１１は、超音波送信ユニット２１、超音波受診ユニット２２、Ｂモード処理回路２３、ドプラ処理回路２４、画像処理回路２５、イメージメモリ回路２６、表示部２８、心拍検出ユニット２９、記憶媒体３０、ネットワーク回路３１、コントローラ３２を具備している。
【００１６】
超音波送信ユニット２１は、トリガ発生器、遅延回路およびパルサ回路（図示せず）からなり、パルス状の超音波を生成してプローブ１２の振動素子に送ることで収束超音波パルスを生成する。本送信ユニット２１は、コントローラ３２の指示に従って、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な切り替え機能を有している。特に送信駆動電圧に関しては、瞬時にその値の切り替えが可能なリニアアンプ型の発信回路を有するか、あるいは複数の電源ユニットを電気的に切り替えることによって実現する。
【００１７】
また、超音波送信ユニット２１は、コントローラ３２の制御に基づき、後述するシーケンス（図４参照）に従って超音波の間歇送信を行う。ここで、間歇送信とは、例えば造影剤エコー法において、超音波送信を一時停止（例えば４秒間）した後に再び超音波送信を開始することを周期的に繰り返す送信法である。この間歇送信によれば、係る時間に流入した血液に対応した造影剤エコー信号を得ることができる。例えば、特願平９−３２４７７２では、一時停止の時間間隔を変化させることで、血流動態の時間変化を取得する方法が開示されている。
【００１８】
超音波受信ユニット２２は、プローブ１２から素子毎に出力される、被検体内の組織で散乱したエコー信号を受信する。このエコー信号は、当該超音波受信ユニット２２において、チャンネル毎にプリアンプで増幅され、Ａ／Ｄ変換後に受信遅延回路により受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、加算器で加算される。この加算処理は、反射波の受信指向性に応じた方向からの反射成分を強調するためのものであり、該処理によって得られた送信指向性と受信指向性とにより、送受信の総合的な超音波ビームを形成することができる。
【００１９】
Ｂモード処理回路２３は、超音波受信ユニット２２から入力したエコー信号に対し、エコー信号対数増幅、包絡線検波処理などが施され、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。
【００２０】
ドプラ処理回路２４は、エコー信号から速度情報を周波数解析し、解析結果を画像処理回路２５に送る。
【００２１】
画像処理回路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する。また、画像処理回路２５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、ビデオ信号として表示部２８に出力する。かくして被検体組織形状を表す断層像が表示される。
【００２２】
また、画像処理回路２５は、取得した複数の超音波画像情報に基づいて、ＴＩＣ（ＴｉｍｅＩｎｔｅｎｓｉｔｙＣｕｒｖｅ）を生成する。ＴＩＣとは、関心領域において、造影剤投与後にエコー信号が増強される過程を追跡し、その輝度の経時変化を表すグラフであり、血流の動態評価を行うための定量解析に利用される。
【００２３】
イメージメモリ回路２６は、画像データを格納する記憶メモリから成る。該イメージメモリ回路２６に記憶された情報は、例えば診断の後に呼び出し可能であり、さらに複数枚を使っての動画再生も可能である。
【００２４】
心拍検出ユニット２９は、ＥＣＧ１４で得られた心電図などの生体信号情報をデジタル信号に変換する。当該生体信号情報に関するデジタル信号は、画像処理回路２５で診断画像に合成され、表示部２８に表示されるかあるいはイメージメモリ回路２６が備えるメモリに記録される。なお、生体信号情報は、さらに後述のテクニカルフローの解析に必要な場合は、記憶媒体３０に保管もしくはネットワーク回路を経由して外部に転送される。
【００２５】
記憶媒体３０は、後述の診断解析プログラムが保管されている。またイメージメモリ回路２６中の画像の保管などにも使用される。記憶媒体３０のデータは、ネットワーク回路３１を経由して外部周辺装置ヘ転送することも可能となっている。
【００２６】
コントローラ３２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１１の動作を制御する制御手段である。本コントローラ３２は、特に送信ユニットの周波数、駆動電圧などの送信条件を随時変更し、その条件によって得られた診断画像に前記送信条件の情報を付加して画像情報に付加するか、あるいは記憶媒体に記憶される。また本発明の特徴的な送信シーケンスを行うためのプログラム機能を有している。
【００２７】
次に、本発明に係る超音波診断装置の動作を説明する前に、前提となる理論考察について説明する。
【００２８】
まず、造影剤として使用されるマイクロバブルの一般的性質を述べる。マイクロバブル（以下単にバブルと呼ぶ）は、超音波音圧の機械的作用により崩壊することができる。その閾値は、周波数あるいは音圧の関数となることが理論的に求められている（例えば、ＨｏｌｌａｎｄＡＫ，ＡｐｆｅｌＲＥ，Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｃａｖｉｔａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓＵｌｔｒａｓｏｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃＦｒｅｑＣｏｎｔｒ１９８９；３６，Ｎｏ．２，２０４−２０８．）。
【００２９】
図２は前記論文の理論式から計算した、バブルの初期直径と、各初期直径のバブルを崩壊させるための音圧の閾値の関係を示すグラフである。このグラフより、照射音圧が高いほどバブルは崩壊しやすく、また照射周波数が低いほど崩壊しやすいことがわかる。また、崩壊に必要な音圧レベルは、バブルのサイズによっても変化し、より大きなバブルを崩壊させるには、照射音圧も大きくすることが必要であることがわかる。
【００３０】
次に、生体内における造影剤バブルの動態について述べる。市販の造影剤バブルの平均径、単位体積当たりに含まれる個数等は、製品の種類によって異なる。通常バブルの直径は、おおよそ平均２〜４μｍであり、赤血球より少し小さなサイズとなっている。従って、造影剤バブルは、毛細血管を容易に通過することができる。
【００３１】
しかし、バブルの性質上、全てのバブルの直径が２〜４μｍとなっているわけではなく、一部のバブルは、上記範囲外の直径を有する。この２〜４μｍ以外の径を持つバブル、例えば、１μｍ程度のバブルは、その大きさを維持している限り、非常に小さいエコー源として機能する。その一方で、１μｍ程度のバブルは、図２の通り音圧に対して非常に壊れやすく、特に引圧によって膨張し、大きなエコー源となる性質を有する。また、例えば６μｍ程度のバブルは、含まれる個数の割合が低いものの、１個あたりの反射エコーは元来大きいため、大きなエコー源として機能する。
【００３２】
従って、直径が６μｍ程度のバブルは、赤血球と同様に振る舞い、毛細血管壁から漏れずに体内を循環する可能性があると考えられる。一方、直径が１μｍ程度のバブルは、毛細血管壁から漏れ細胞膜間の腔まで湿潤してゆく可能性があると考えられる。特に後者は、次に述べる事実によって裏付けられる。
【００３３】
肝臓の類洞には１μｍ程度のディッセ腔と呼ばれる間隙が多数存在する。栄養や酸素分子レベルの物質は、このディッセ腔に容易に流入する。従って、１μｍ程度のバブルが、上述の如く毛細血管壁から漏れ細胞膜間の腔まで湿潤してゆくものであれば、当該１μｍ程度のバブルはこの腔にも流入することが考えられる。事実、造影剤投与後から超音波スキャンを停止し、約５分後に照射を開始すると、肝臓には毛細血管血流以上の大きなエコーが観察されることがわかっている。この事実は、赤血球より小さな循環系にもバブルが流入していることを示唆している。
【００３４】
以上の内容から、超音波診断において次のことが推察される。すなわち、例えば関心領域に造影剤が十分充満した状態では、赤血球レベルの血流循環系には、大きなサイズも含んだ広いサイズ分布を持ったバブル群が存在し、一方、赤血球より小さな血流（血漿）循環系では、例えば１μｍ以下のサイズに限定されたバブル群が存在すると思われる。
【００３５】
図３（ａ）は、バブルのサイズによって流入できる循環系が異なることを説明するための模式図である。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、２〜４μｍ程度のサイズを有するバブル５２、５３、及び１μｍ程度のサイズを有するバブル５４は、赤血球レベルの循環系５０（例えば、血管等）に流入し、例えば赤血球とともに循環する。また、血漿等が循環する循環系５１では、バブル５２、５３は血管壁を通り抜けることができず、従って、１μｍ程度のサイズのバブル５４によって満たされることになる。
【００３７】
本発明の重要な点は、生体内における造影剤バブルの動態がサイズによって異なることに着目し、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルに基づく第１の生体情報と、赤血球よりも小さい造影剤バブル（例えば１μｍ以下のバブル）に基づく第２の生体情報と、を独立に画像化或いは定量化することにある。この第１の生体情報と第２の生体情報とを適切に取得するために、本実施形態に係る超音波診断装置は、後述する送信条件を講じて超音波送信を行うことで、バブルを消滅させるタイミングをサイズに応じて制御している。
【００３８】
図３（ｂ）、（ｃ）は、第１の生体情報と、第２の生体情報との取得する原理を説明するための模式図である。
【００３９】
バブルが充満した関心領域内（例えば、図３（ａ）に示した領域内）に、例えば初めに５００ｋパスカル程度の音圧によって超音波照射を行えば、１μｍ程度のバブルを主に崩壊することができ、大きなエコー（フラッシュエコーとしてのエコー）源を得ることができる。その結果、１μｍ程度のバブルが存在していた、循環系５０と循環系５１とを合わせた領域（図３（ｂ）の点で示した領域）からの生態情報を得ることができる。また、明らかではないが、この生態情報は、赤血球レベル以下の循環からのエコー信号にも基づくから、間隙の大きさ、摂取細胞の機能、代謝機能など、新たな診断情報を提供できる可能性もある。
【００４０】
続いて、例えば１０００ｋパスカルの音圧レベルで照射すると、前回崩壊せずに残っていたバブルのうち比較的崩壊しやすいもの（図３（ａ）における２〜４μｍのバブル５２、５３を含む）を主に崩壊することができ、大きなエコー（フラッシュエコーとしてのエコー）源を得ることができる。その結果、主にバブル５２、５３が存在していた、赤血球レベルの循環系５０（図３（ｃ）の点で示した領域）からの生態情報を得ることができる。この生態情報は、赤血球の動態を反映したものとなり、一般的な血流診断や定量化には有用な情報となる。
【００４１】
次に、造影エコー法による超音波診断において、本超音波診断装置１０が実現する動作について、被検体への超音波送信を中心に説明する。
【００４２】
図４は、本超音波診断装置１０が実行する超音波送信シーケンスの一例を説明するための図である。
【００４３】
図４において、横軸は時間経過を表している。縦軸は送信によるバブルヘの機械的作用の強度を表しており、当該縦軸の値が大きいほど、送信周波数は低くなる（或いは、送信駆動音圧は大きくなるか、これらの複合となる）。
【００４４】
また、図中の各矢印群（図中Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・）は、１フレームの超音波スキャンを表しており、各矢印の長さは該当フレームの送信音圧の機械的作用の強度を反映している（すなわち、長い矢印ほど強度は強い）。例えば、送信フレームのグループＧ１は、超音波診断におけるいわゆる連続的送信を表しており、その間隔ｔ１はフレーム間隔である。
【００４５】
なお、逆数１／ｔ１はいわゆるフレームレートに相当する。また、時間間隔ｔ２は、いわゆる間歇送信間隔を表しており、通常の診断のフレーム間隔よりも比較的大きな時間間隔である。具体的には、バブルが関心領域に充満する３〜５秒程度、或いはそれ以上であることが望ましい。
【００４６】
この図４に示した超音波送信シーケンスで特徴的な点は、間欧送信によってバブルを臓器の関心領域に充満させた後に、機械的作用が徐々に増大するような送信を行い、２枚以上のフレームを取得することである。この様に機械的作用を段階的に増大させることで、赤血球よりも小さい造影剤バブル（例えば１μｍ以下のバブル）の崩壊と、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルの崩壊とを、異なるタイミングで発生させることができ、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球より小さな血流（血漿）循環系からの生体情報とを分離することが可能となる。
【００４７】
なお、本超音波診断装置による超音波送信は、二種類のバブル（上述の如く赤血球よりも小さい造影剤バブルと、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブル）を異なるタイミングで崩壊させることを目的としている。従って、一フレームの超音波スキャンにおいて最低限必要な超音波送信回数は２回である。これに対し、図４では一フレームにおいて４回の超音波送信を行っているのは、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルの崩壊が、４回のうちいずれの超音波照射において発生したかを、より精密に判断可能とするためである。この様に、一フレームの超音波スキャンにおいてより多くの超音波送信を行うことで、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球より小さな血流（血漿）循環系からの生体情報とを、より性格に区別することが可能となる。
【００４８】
また、上記シーケンスはＧ２，Ｇ３…と繰り返される。これは、超音波画像の取得に加えて、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球より小さな血流（血漿）循環系からの生体情報とのそれぞれの情報から成るＴＩＣを生成するためである。
【００４９】
次に図４の送信シーケンスを採用した診断プロトコルについて、図５に基づいて説明する。
【００５０】
図５は、本超音波診断装置１０が実行する診断プロトコルを説明するためのフローチャートを示している。
【００５１】
図５において、まず、操作者は、検査を始める前の準備として、各パラメータをプログラムして図４に示したシーケンスを一意的に決定する（ステップＳ１）。
【００５２】
具体的には、送信フレーム枚数Ｎ（すなわち、図４の矢印群Ｇ１，Ｇ２等の数）、各送信に対する駆動周波数及び駆動音圧（すなわち、送信条件）、フレーム間隔ｔ１，間歇送信間隔ｔ２等の値を入力する。ここでは、送信フレーム枚数Ｎ＝６とし、一フレームにおける超音波送信は、図４に示した様に機械的作用を４段階的に増大させて実行される。
【００５３】
なお、予め用意された複数のプログラムから、所望のプログラムを対話的に選択することでシーケンスを決定できる構成であってもよい。
【００５４】
次に、操作者は、通常のシーケンスによる被検体のスキャンを開始する（ステップＳ２）。
【００５５】
本ステップにおけるスキャンは、一般的に造影剤の投与前に行われるＢモード、ドプラモード等による観察である。従って、本ステップでは、図４に示したシーケンスでなく、通常のシーケンスによるスキャンが実行される。
【００５６】
次に、造影剤を投与し、図４に示したシーケンスに基づく超音波送信等を開始する（ステップＳ３）。
【００５７】
なお、開始操作は、入力部１３に具備されるボタンを押すこと等によって実行される。
【００５８】
その後、自動的に図４に示した送信シーケンスに基づくスキャンが実行される（ステップＳ４乃至ステップＳ６）。すなわち、まず図４のＧ１に対応する一フレームの超音波送信が実行され、それぞれの超音波に応じたエコー信号が受信される。受信された各エコー信号は、所定の処理の後画像情報として、送信条件の情報と共に画像をイメージメモリあるいは記憶媒体に、機械的作用の段階毎に記録される。
【００５９】
続いて、設定された間歇間隔ｔ２（ｔ２は各回ごとに可変となるよう設定可能である）を持って、送信フレーム６枚分の超音波送信が繰り返される（ステップＳ７等）。ステップＳ７において、送信フレームの合計が６枚と判断された場合には、超音波診断装置１０は図４に示した送信シーケンスを終了する（ステップＳ８）。
【００６０】
なお、本シーケンスの終了は、操作者が入力部の終了ボタンを押すことなどによって実行されるが、例えば予め準備されたプログラムに、繰り返し回数が記録されており、所定の回数を実行した時点で自動的に終了する構成であってもよい。
【００６１】
上記手順に従って記録された画像群は、事後に呼び出され表示部２８に表示される。この時、表示部２８には表示画像に対応した送信条件も同時に表示される。また、記録されたフレーム群を連続的に再生したり、コマ送り、逆再生、並列表示などが可能である。
【００６２】
さらに、本超音波診断装置は、図４に示したシーケンスによって得られた複数の超音波画像を、同一送信条件を有する画像群ごとに再編し表示する機能を有している。当該画像の再編は、各画像データに付された送信条件及び時間情報に基づいて実現される。具体的には、同一送信条件が付された画像データを抽出し、これらの抽出された画像データを、さらに時間情報に基づいて経時的に配列すればよい。
【００６３】
図６は、当該画像再編機能を説明するための図である。
【００６４】
図６上段に示した、各画像フレームにおける各画像「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」（同図上段）は、同図下段に示すように、送信条件を基準とした画像群に分類され、さらに時系列的に配列される。こうして再編された各画像群は、同一の送信条件を有する画像によって構成されるから、ほぼ同程度の直径を有する造影剤バブルに基づく生体情報を反映していると言える。すなわち、各画像群は、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報が支配的な超音波画画像、或いは赤血球より小さな血流（血漿）循環系からの生体情報が支配的な超音波画像のどちらかによって統一的されている。
【００６５】
なお、本超音波診断装置１０では、各画像群を構成する全ての画像のループ再生、一の画像群を構成する全ての画像のループ再生、数個の画像群によるループ再生、コマ送り再生等任意の形態にて画像表示することが可能となっている。
【００６６】
さらに、本超音波診断装置は、得られた画像群（例えば、図６下段）に対して適当な部分領域を指定し、その領域内の輝度ヒストグラムもしくは平均輝度値を求める機能と、輝度変化曲線（ＴＩＣ）を演算する機能を有する。
【００６７】
図７は、画像群Ａと、画像群Ｂによって得られた各ＴＩＣの一例を示している。曲線Ａが、画像群ＡによるＴＩＣであり、曲線Ｂが画像群ＢによるＴＩＣである。なお、図７の縦軸は、受信した超音波に関する信号強度を、横軸は、経過時間（すなわち、間歇送信の反復に対応した経過時間）を示している。
【００６８】
図７において、曲線Ａによって示されるバブルの流れは、赤血球の流れの他に、赤血球より十分小さな粒子の流れを反映している。曲線Ａは、各フレームにおいて比較的低音圧の送信によって得られた画像「ａ」に基づいているからである。また、曲線Ａは、血管壁から漏れ出す非常に遅い流れも含んでいるため、いわゆる血流バフュージョンが飽和状態に達した後も、輝度上昇は微小に上昇を続けている。
【００６９】
一方、曲線Ｂは、血流中の造影剤は数秒間で飽和に達している。これは、曲線Ｂが、各フレームにおいて低音圧送信後の大音圧送信によって得られた画像「ｂ」に基づいており、直接的な赤血球の流れを反映するからである。
【００７０】
なお、本ＴＩＣでは、例えば上述したスキャンの間歇間隔を大きくすると、バブルが関心領域に充満するため、より急激に信号強度が上昇することになる。
【００７１】
また、本超音波診断装置は、さらに付加的な機能として、得られた複数の曲線に対して加算、減算などの画像処理が可能となっている。
【００７２】
以上述べた構成によれば、一フレームにおいて機械的作用を段階的に増大させた超音波送信を行うので、サイズの異なる造影剤バブル毎に段階的な崩壊を発生させることができる。造影剤バブルは、そのサイズによって流入できる生体領域が異なるから、それぞれの崩壊をエコー源とした超音波画像生成を行えば、さらに多くの生態情報、例えば、より詳細な血行動態、赤血球よりも小さな物質の動態を反映した情報、捕食細胞の分布情報等を、超音波診断において提供することができる。
【００７３】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７４】
【発明の効果】
以上本発明によれば、送信条件を変化させることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の概略構成図を示している。
【図２】バブルのサイズと崩壊に必要な引圧の理論的な関係を示したグラフ。
【図３】サイズの異なるバブルの微視的な存在領域を示す概念図。
【図４】図４は、本超音波診断装置１０の診断に関するシーケンスの一例を説明するための図である。
【図５】図５は、本超音波診断装置１０が実行するのスキャンプロトコルを示してフローチャートである。
【図６】本実施形態の記録画像に対する並べ替え処理を示す概念図。
【図７】本実施形態の手法を基にして得られる輝度変化曲線の概念図。
【符号の説明】
１０…超音波診断装置
１１…超音波診断装置本体
１２…超音波プローブ
１３…入力部１３
１４…ＥＣＧ
２１…超音波送信ユニット
２２…超音波受診ユニット
２３…Ｂモード処理回路
２４…ドプラ処理回路
２５…画像処理回路
２６…イメージメモリ回路
２８…表示部
２９心拍検出ユニット
３０…記憶媒体
３１…ネットワーク回路
３２…コントローラ

Claims

被検体内部の診断対象を超音波で走査し、超音波断層画像を取得する超音波診断装置であって、
機械的作用を次第に増大させながら複数回の超音波送信を連続的に実行し、各送信超音波に対応するエコー信号を受信する超音波走査を実行することで、前記被検体の所定の断層面について一フレーム分の超音波画像データを取得する送受信手段であって、前記超音波走査を、所定の時間間隔をもって間歇的に実行する送受信手段を具備することを特徴とする超音波診断装置。
前記送受信手段は、前記被検体の血管内の血流内の血液中及び血管外の組織液中並びにリンパ液中のそれぞれに存在する造影剤バブルを崩壊させるための第１の超音波と、前記第１の超音波によって崩壊しなかった、前記被検体の血管内の血液中を流れる残余の造影剤バブルを崩壊させるための第２の超音波と、を用いて、前記複数回の超音波送信を連続的に実行することを特徴とする超音波診断装置。
前記送受信手段は、前記第１の超音波よりも高い音圧にて前記第２の超音波を送信するか、或いは前記第１の超音波よりも低い周波数にて前記第２の超音波を送信することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
前記送受信手段は、前記所定の断層面について前記第１の超音波と前記第２の超音波とを異なるタイミングで送信する一フレーム送信を、前記診断対象に造影剤粒子を蓄積させるための時間間隔によって間歇送信することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
前記間歇送信に基づいて複数の超音波画像を取得した場合、同一の前記送信条件を有する複数の超音波画像を同時に表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
前記表示手段は、前記同時に表示する複数の超音波画像を経時的に配列し表示することを特徴とする請求項５記載の超音波診断装置。
前記間歇送信に基づいて複数の超音波画像を取得した場合、同一の前記送信条件を有する複数の超音波画像に基づいて、送信条件毎の輝度変化曲線を演算する手段をさらに具備することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
前記送信条件は、送信周波数、送信駆動電圧値、送信波数のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５又は７記載の超音波診断装置。