JP4945326B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、血流を観察するドプラモード時にドプラ音を出力しながら診断に供することのできる超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体へ超音波を送波するとともに、その超音波の生体からの反射波を受波し、その受波した超音波信号を基に超音波画像を生成している。そして超音波画像を生成する技術として、生体の軟部組織の断層像を得るＢモード、血流の状況（速度や方向など）を二次元でカラー表示するカラーモード、ドプラ効果を利用して血流のスペクトラムや空間的な広がりを取得するドプラモードなど種々の動作モードがある。

そしてドプラモード時には、Ｂモード画像上でドプラのサンプリング位置を確認しながら血流情報を検出するが、このとき、ドプラ信号波形から音声データを取り込み、ドプラ画像に同期させて、サウンド出力部からドプラ音として出力することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１２６０９１号公報

ところで、ドプラモード時にスピーカーから出力されるドプラ音は、ドプラシフトや反射信号の強弱などを表しており、オペレータにとって、画像とともにドプラ音を観察することは、測定位置を特定したり確認したりすることを容易にするので有用である。しかし、観察中に不用意に超音波プローブを動かすと、ドプラのサンプルポジションが移動することによって、急に音程が変わったり大きな音を発生したりするという問題があった。そして、このような意図しない大きな音が出ることによって、オペレータ自身が驚いてストレスを感じることとなり、さらに、診察を受けている患者にも不安を与えてしまうことになっていた。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。

上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、超音波プローブから被検者へ超音波を送波し、その反射波を検出して生成した超音波画像をモニタに表示するとともに、ドプラモード時に、ドプラ音を出力する超音波診断装置において、前記超音波プローブの動きを検出する動き検出手段と、この動き検出手段から得られる信号に基づき、ドプラモード時に出力されるドプラ音を停止または抑制する制御手段とを具備することを特長とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、前記動き検出手段は、前記超音波プローブに設けたモーションセンサであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、前記動き検出手段は、前記超音波プローブを撮影するビデオカメラであることを特徴とする。

上記課題を解決するための手段の項に示したとおり、本発明の特許請求の範囲に記載する発明によれば、次のような効果を奏する。

すなわち、超音波プローブの動きを検出する動き検出手段と、この動き検出手段から得られる超音波プローブの動きを示す信号に基づき、ドプラモード時に出力されるドプラ音を停止または抑制する手段とにより、ドプラモード時に、不用意にプローブを動かして、ドプラのサンプルポジションが移動してしまったとしても、ドプラ音の音程が急に変わったり大きな音を発生したりすることを防止できる。従って、診断中に意図しない大きな音が出ることによって、オペレータ自身が驚いてストレスを感じたり、診察を受けている患者に不安を与えてしまったりするような不都合を解消することができる。

以下、本発明に係る超音波診断装置の一実施例について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る超音波診断装置の一実施例の概略的な構成を示した系統図である。

超音波診断装置は、超音波プローブ（以下、単にプローブと称する。）１と、超音波診断装置本体１０とから成り、プローブ１はケーブル２によって超音波診断装置本体１０に接続されている。

一般的にプローブ１は、その先端部に例えば１２８個の超音波振動子がアレイ状に配置されており、超音波診断装置本体１０から送られてくる送信パルスに基づいて超音波振動子は超音波ビームを発生し、それを被検体（生体）へ向けて送出する。この超音波ビームは生体内の音響インピーダンスの境界で反射し、反射波がプローブ１内の超音波振動子で受信される。この超音波振動子は、受信した超音波ビームの反射波を電気信号に変換し、ケーブル２を介して超音波診断装置本体１０へ送出するものである。

そして、本発明の超音波診断装置で使用されるプローブ１には、上記のような一般的なプローブ１の構成に加えて、プローブ１自体の動きを検出するためのモーションセンサ３が組み込まれている。

超音波診断装置本体１０には、システム制御回路１１とこのシステム制御回路１１によって制御される送受信回路１２、画像処理回路（通常 Digital Scan Converter : DSC と称される。）１３、ＣＲＴまたは液晶表示パネルなどから成る表示部１４、ドプラ音を可聴音として発生する音声出力部１５、オペレータが適宜設定操作を行う操作パネル１６が設けられている。

そして、システム制御回路１１には、例えばドプラレンジケート幅の設定、ドプラ流速レンジの設定、ドプラベースラインの設定、ドプラゲインの設定など各種イベントを制御するイベント制御部２１、受信信号から血流情報を検出するドプラ信号検出部２２、ドプラ信号波形をパルス符号変調することによって音響信号を得るサウンド処理部２３、モーションセンサ３の出力信号に基づきプローブ１の動きを監視する動き監視部２４、各種データを記憶するメモリ２５などが備えられている。

上記送受信回路１２は、システム制御回路１１の制御に基づいて送信パルスをプローブ１へ送出するとともに、プローブ１の超音波振動子で検出された信号を受信し、その受信信号をシステム制御回路１１および画像処理回路１３へ出力する。また、送受信回路１２は、電気的にビームフォーミングを行うために例えばチャンネル毎に送信用遅延手段と受信用遅延手段を備えている。そして、画像処理回路１３は、超音波振動子で検出された信号をシステム制御回路１１の制御に基づいて処理し、二次元画像を生成して表示部１４に表示する。

次に、上記のように構成された本発明に係る超音波診断装置の動作について説明する。

オペレータは、プローブ１を被検体の体表に当てて診断部位の観測を開始する。観測に際して超音波診断装置本体１０の送受信回路１２は、システム制御回路１１の制御に基づいて送信パルスをプローブ１へ送出する。従って、プローブ１内の超音波振動子からこの送信パルスに基づく超音波ビームが被検体へ向けて送出される。この超音波ビームは被検体の体内で反射し、反射波がプローブ１内の超音波振動子で受信され、電気信号に変換されてケーブル２を介して超音波診断装置本体１０の送受信回路１２へ送られる。

送受信回路１２では、電気的にビームフォーミングを行うために、送信パルスに対して例えばチャンネル毎に遅延させているが、受信した信号に対してもチャンネル毎に遅延処理を施し、増幅してシステム制御回路１１および画像処理回路１３へ供給する。ここで画像処理回路１３は、供給された信号をシステム制御回路１１の制御に基づいて処理し、Ｂモード画像（断層像）を生成し、フレームメモリに記憶して表示部１４に表示する。

図２は表示部１４に表示される画像の一例を示したものであり、表示部１４の上部領域にＢモード画像（断層像）６１が表示されている。

オペレータは、表示部１４の上部領域に表示されたＢモード画像（断層像）６１を観察しながら、被検体の診断部位すなわち計測しようとする臓器や血管の例えば縦断面に超音波のスキャン面を合致させるように、被検体に対するプローブ１の当接位置や角度を調整する。オペレータは、Ｂモード画像（断層像）６１による観察を行った後、更に血管の血流状態を観察しようとする場合は、プローブ１の位置と角度を保持したまま、操作パネル１６に設けられているトラックボールや各種スイッチ（図示せず）を操作して、関心領域の位置や範囲を設定し、カラーモードをオンにする。

オペレータによって操作パネル１６からカラーモードが指定されると、システム制御回路１１は画像処理回路１３へカラー画像の生成を指示する。この指示を受けて画像処理回路１３は、プローブ１からの受信信号を処理してカラー画像を生成し、表示部１４へ出力する。このカラー画像は図２に符号６２を付して示すように、上記の設定した関心領域において、Ｂモード画像（断層像）６１に重ねられてリアルタイムに表示される。このカラー画像６２には、検査部位における血管６３も表示される。

さらに、オペレータが操作パネル１６からドプラモードを指定すると、システム制御回路１１はドプラ信号検出部２２を駆動してドプラ同時モードとなり、Ｂモード画像（断層像）６１とカラー画像６２の上に、走査線６５およびドプラサンプルマーカー６６を表示する。このドプラサンプルマーカー６６の位置は、操作パネル１６に設けられている図示しないトラックボールによって調整することができる。そして、このドプラサンプルマーカー６６によって血管６３上の血管観測位置を指定すると、システム制御回路１１は血管６３上の指定位置におけるエコー信号から速度情報を得、それを周波数解析することによって血流速度を求め、その解析結果を画像処理回路１３へ送る。

なおドプラ同時モード時には、サウンド処理部２３においてドプラ信号波形をパルス符号変調することによって音響信号を得ており、この音響信号は画像処理回路１３を介してスピーカーなどから成る音声出力部１５へ送られ、所謂ドプラ音として出力される。

画像処理回路１３は、超音波スキャンの走査線信号列をテレビ方式などのビデオフォーマットの走査線信号列に変換するとともに、種々の設定パラメータの文字情報や目盛などと合成してグラフ化を実行するので、ドプラ同時モード時には、ドプラ画像６４が図２に示すように、表示部１４の下部領域（Ｂモード画像（断層像）６１の下方）にリアルタイムに表示される。このドプラ画像６４は、ドプラサンプルマーカー６６によって血管６３上に指定された血管観測位置におけるものである。なお、ドプラ画像６４上に計測マーカー６７を設定することによって、その計測マーカー６７の位置における血流速度を数値として画面に表示することも可能である。

このようにしてオペレータは、プローブ１の位置や角度の調整を行いながら、表示部１４に表示されるドプラ同時モードの画像とともにドプラ音を観察することによって、血管６３を確認し血流位置を決定する等の操作を行ないながら超音波診断を実施することになる。

次に、プローブ１に設けられているモーションセンサ３と、システム制御回路１１に設けられている動き監視部２４の作用について説明する。

モーションセンサ３は、プローブ１に組み込まれており、プローブ１自体が静止しているか或いは動いているかを示す信号を発するものであり、動き監視部２４は、モーションセンサ３からの信号を検出することによって、プローブ１が静止しているか動いているかを監視する。そして、プローブ１が動いていることを検出したときに、その検出信号に基づいて、サウンド処理部２３から音声出力部１５へ送出する音響信号のレベルを低下させたり、または音響信号を遮断させたりするように機能するものである。

すなわち、ドプラ同時モード時は、通常プローブ１を被検体の検査部位の体表に当てて位置を決めると、プローブ１をゆっくり回転させたり角度を変えたりする程度の小さな動きはあるものの、その位置を変えずに検査が行われる。しかしながら、オペレータの身体や被検体の身体が大きく動いたりすることによって、検査部位に当てたプローブ１の位置がずれる（移動する）と、ドプラのサンプルポジションが移動することとなり、それまで血流に当たっていた超音波ビームが骨や筋肉などに当たることによって反射が大きくなり、ドプラ音のレベルや周波数などが変わって瞬間的に大きな音を発する現象が起こる。

そこで本発明では、プローブ１に組み込んだモーションセンサ３からの信号を、システム制御回路１１に設けた動き監視部２４で検出することにより、プローブ１の動きの程度を判断し、予め設定した範囲を越えてプローブ１が移動した場合には、サウンド処理部２３から音声出力部１５へ送出する音響信号のレベルを低下させるか、または音響信号を遮断させるようにする。例えば、検出されたプローブ１の移動量に応じて音響信号のレベルを低下させていき、移動量が所定量に達すると音響信号を遮断させるものとする。

この調整は、サウンド処理部２３から音声出力部１５へ送出する音響信号のレベルを制御することによって行っても良いし、音声出力部１５の出力レベルを制御するようにしても良いことは言うまでもない。そして、プローブ１の移動が止まったことを動き監視部２４で検出したときには、音響信号のレベルの低下または遮断を停止して元の状態に復帰させて、ドプラ音の出力を再開させるようにする。

このようにすることによって、ドプラ同時モード時に、不用意にプローブを動かしたことによって、ドプラのサンプルポジションが移動してしまい、ドプラ音の音程が急に変わったり大きな音を発生したりすることを防止できる。従って、診断中に意図しない大きな音が出ることによって、オペレータ自身が驚いてストレスを感じたり、診察を受けている患者にも不安を与えてしまったりするような不都合を解消することができる。

なお、本発明は上述の一実施例に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。プローブ１の動きを監視するものとして、プローブ１に設けたモーションセンサ３に限る必要はなく、例えば小型のビデオカメラを設けてプローブ１の動きを映像として監視するようにしても良い。

本発明に係る超音波診断装置の一実施例の概略的な構成を示した系統図である。 表示部に表示される画像の一例を示した説明図である。

符号の説明

１ 超音波プローブ
２ ケーブル
３ モーションセンサ
１０ 超音波診断装置本体
１１ システム制御回路
１２ 送受信回路
１３ 画像処理回路
１４ 表示部
１５ 音声出力部
１６ 操作パネル
２１ イベント制御部
２２ ドプラ信号検出部
２３ サウンド処理部
２４ 動き監視部
２５ メモリ

Claims (3)

1. 超音波プローブから被検者へ超音波を送波し、その反射波を検出して生成した超音波画像をモニタに表示するとともに、ドプラモード時に、ドプラ音を出力する超音波診断装置において、
   前記超音波プローブの動きを検出する動き検出手段と、
   この動き検出手段から得られる信号に基づき、ドプラモード時に出力されるドプラ音を停止または抑制する制御手段と
   を具備することを特長とする超音波診断装置。
2. 前記動き検出手段は、前記超音波プローブに設けたモーションセンサであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記動き検出手段は、前記超音波プローブを撮影するビデオカメラであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。

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