JP5798117B2 - 超音波診断装置及び超音波診断装置の作動方法 - Google Patents
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Description
本発明の第8態様に係る超音波診断装置は、第2態様または第4態様において、前記送信フォーカスの有効域を判定する判定手段を更に備える。
本発明の第9態様に係る超音波診断装置は、第1態様または第3態様において、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を表示する表示手段を更に備える。
本発明の第10態様に係る超音波診断装置は、第9態様において、前記超音波検出信号の振幅を点の輝度により表す振幅画像を作成する振幅画像作成手段を更に備え、前記表示手段が、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を、前記振幅画像に重畳させるか、または前記振幅画像と並べて表示する。
本発明の第11態様に係る超音波診断装置は、第9態様において、前記超音波検出信号の振幅を点の輝度により表す振幅画像を作成する振幅画像作成手段を更に備え、前記表示手段が、前記振幅画像の輝度又は色を変化させることにより、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を表示する。
本発明の第12態様に係る超音波診断装置は、第10態様において、前記振幅画像を単独で表示するモードと、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を前記振幅画像に重畳させて表示するモード、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を前記振幅画像に並べて表示するモードのうち少なくとも2つの間で表示モードを切り替える表示モード切替手段を更に備える。
本発明の第13態様に係る超音波診断装置は、第11態様において、前記振幅画像を単独で表示するモードと、前記振幅画像の輝度又は色を変化させることにより前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を表示するモードとの間で表示モードを切り替える表示モード切替手段を更に備える。
=L*(1/v1)*ρ1+L*(1/v2)*ρ2
+L*Δρ*((1/v1)−(1/v2))
このうち、経路に依存しない(経路バラツキを含まない)受信時刻
L*(1/v1)*ρ1+L*(1/v2)*ρ2
を引けば、経路に依存した受信時刻の変化分が、
L*Δρ*((1/v1)−(1/v2))
で与えられることがわかる。
しかし、経路によって経路長Lにおける混合割合の変化分Δρは異なるため、上記式(1)で表される指標は、経路によって異なる。
1/ 平均音速 =((1/v1)*ρ1+(1/v2)*ρ2)
に分離することができる。
ここで、記号√(A)は、Aの平方根を表し、ρn、vnは媒質nの混合割合及び音速を表す。またここでは混合割合の変化分Δρは含まないとする。
深さ=L ・・・・・・(3)
上記式(3)の平均音速は、前述した平均音速であり、また各経路長は、深さLと素子位置Xから求めることができる。
F(x)=F(0)−L*(β1*ρ1+β2*ρ2)−L*Δρ*(β1−β2)・・・・・・(4)
ただし、振幅に関しては、拡散、送信フォーカス、非線形特性、指向性などの影響を無視している。ここで、αは、周波数に依存する項を含む減衰係数、βは、αとパルス波(ガウシアンパルスを仮定)の帯域によって決まる定数である。
F(x)=F(0)−L*(β1*ρ1+β2*ρ2)・・・・・・(5)
上記式(4)から式(5)を引き、求めた振幅の変化分L*Δρ*(α1−α2)または中心周波数の変化分L*Δρ*(β1−β2)を経路長Lで割れば、次の式(6)が得られる。
これにより経路長に依存しない指標が得られる。
−(送信経路長)*(α1*ρ1+α2*ρ2)
を加えればよいだけである。
∫f*P(f)df/∫P(f)df
によって重心を求める方法がある。
この値を、(中心周波数[各素子の受信信号]−中心周波数[送信時])から引いた値が、格子→各素子の伝播パスの減衰による中心周波数シフト量を表している。
=∫f2*P(f)df/∫P(f)df−f02の平方根をとることによって求められる。ここで、f0は中心周波数を表す。これは分散のままでもよい。また、帯域として他に中心周波数の振幅や最大振幅の所定比となる帯域としてもよいし、中心周波数や振幅最大の周波数を中心としたP(f)の積分値が全積分値の所定比となる帯域としてもよい。
(付記)
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
(付記1)超音波を被検体に送信するとともに、該被検体によって反射される超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波探触子と、前記被検体内の着目領域を設定する着目領域設定部と、前記着目領域における超音波の音速バラツキまたは減衰バラツキを計測するバラツキ計測部と、を備える超音波診断装置。
付記1に記載の発明によれば、従来の音速・減衰の絶対値計測では困難な、病変化によるミクロな音速・減衰の構造変化を捉えることが可能となる。
(付記2)付記1に記載の超音波診断装置であって、さらに、前記着目領域内に少なくとも1つ以上の着目点を設定する着目点設定部を有し、前記バラツキ計測部は、前記着目点からの反射波の前記各超音波トランスデューサの受信信号の受信時刻の変化に基づいて前記音速バラツキを計測する超音波診断装置。
(付記3)前記バラツキ計測部は、前記着目点からの反射波の前記各超音波トランスデューサの受信信号の振幅または周波数の変化に基づいて前記減衰バラツキを計測する付記2に記載の超音波診断装置。
(付記4)前記バラツキ計測部は、前記着目領域内の前記各着目点の減衰の変化に基づいて前記減衰バラツキを計測する付記2に記載の超音波診断装置。
(付記5)前記バラツキ計測部は、一定音速で整合加算した結果のRF信号又はこれから得られる画像を設定音速毎に比較して、音速バラツキを計測する付記1に記載の超音波診断装置。
(付記6)付記1から5のいずれか1項に記載の超音波診断装置であって、さらに、前記超音波探触子に対して前記着目領域に前記超音波を送信フォーカスさせる送信フォーカス指示部を備える超音波診断装置。
(付記7)前記送信フォーカス指示部は、事前に各送信フォーカスの有効域を判定する付記6に記載の超音波診断装置。
付記7に記載の発明によれば、音速バラツキまたは減衰バラツキを求める処理を高速に実行することが可能となる。
(付記8)超音波診断装置が、被検体内の着目領域を設定する着目領域設定ステップと、前記着目領域内に少なくとも1つ以上の着目点を設定するステップと、前記着目点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号の受信時刻の変化に基づいて音速バラツキを計測するステップと、前記音速バラツキからバラツキ指標を算出する指標算出ステップと、前記算出したバラツキ指標に基づいて組織性状を診断する性状診断ステップと、を実行する超音波診断装置の作動方法。
付記8に記載の発明によれば、従来の音速・減衰の絶対値計測では困難な、病変化によるミクロな音速・減衰の構造変化を捉えることが可能となる。
(付記9)超音波診断装置が、被検体内の着目領域を設定する着目領域設定ステップと、前記着目領域内に少なくとも1つ以上の着目点を設定するステップと、前記着目点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号の振幅または周波数の変化に基づいて前記減衰バラツキを計測するステップと、前記減衰バラツキからバラツキ指標を算出する指標算出ステップと、前記算出したバラツキ指標に基づいて組織性状を診断する性状診断ステップと、を実行する超音波診断装置の作動方法。
付記9に記載の発明によれば、従来の音速・減衰の絶対値計測では困難な、病変化によるミクロな音速・減衰の構造変化を捉えることが可能となる。
(付記10)付記8または付記9に記載の超音波診断装置の作動方法であって、さらに、前記超音波トランスデューサに対して前記着目領域に前記超音波を送信フォーカスさせる送信フォーカス指示ステップを実行する超音波診断装置の作動方法。
(付記11)前記送信フォーカス指示ステップは、事前に各送信フォーカスの有効域を判定する付記10に記載の超音波診断装置の作動方法。
付記11に記載の発明によれば、音速バラツキまたは減衰バラツキを求める処理を高速に実行することが可能となる。
Claims (14)
- 超音波を被検体に送信するとともに、該被検体によって反射される超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波探触子と、
前記被検体内の着目点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号の相互関係に基づいて、各超音波トランスデューサから前記着目点に至るまで、及び前記着目点から各超音波トランスデューサに至るまでの各超音波伝播経路における音速のバラツキである音速バラツキ又は減衰若しくは散乱のバラツキである減衰バラツキを測定するバラツキ測定手段と、
を備える超音波診断装置。 - 前記着目点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号を取得する際に、前記着目点に前記超音波を送信フォーカスさせる送信フォーカス手段を更に備える請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記バラツキ測定手段は、前記被検体の深度方向に関して前記着目点よりも浅い第1の点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号を取得し、前記着目点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号と前記第1の点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号に基づいて、各超音波トランスデューサから前記着目点に至るまで、及び前記着目点から各超音波トランスデューサに至るまでの各超音波伝播経路における音速バラツキ又は減衰バラツキを測定する請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記着目点および前記第1の点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号を取得する際に、前記着目点および前記第1の点に前記超音波を送信フォーカスさせる送信フォーカス手段を更に備える請求項3に記載の超音波診断装置。
- 前記バラツキ測定手段は、各超音波トランスデューサの受信信号の受信時刻または位相の相互関係に基づいて前記被検体の音響特性のバラツキを評価する請求項1または3に記載の超音波診断装置。
- 前記バラツキ測定手段は、各超音波トランスデューサの受信信号の振幅または周波数の相互関係に基づいて前記被検体の減衰バラツキを測定する請求項1または3に記載の超音波診断装置。
- 前記バラツキ測定手段は、各超音波トランスデューサの受信信号の相互関係に基づいて前記被検体の音速バラツキ又は減衰バラツキを測定する際に、前記着目点から各超音波トランスデューサに至るまでの平均音速又は平均減衰による受信信号変化を測定する請求項1または3に記載の超音波診断装置。
- 前記送信フォーカスの有効域を判定する判定手段を更に備える請求項2または4に記載の超音波診断装置。
- 前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を表示する表示手段を更に備える請求項1または3に記載の超音波診断装置。
- 前記超音波検出信号の振幅を点の輝度により表す振幅画像を作成する振幅画像作成手段を更に備え、
前記表示手段が、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を、前記振幅画像に重畳させるか、または前記振幅画像と並べて表示する請求項9に記載の超音波診断装置。 - 前記超音波検出信号の振幅を点の輝度により表す振幅画像を作成する振幅画像作成手段を更に備え、
前記表示手段が、前記振幅画像の輝度又は色を変化させることにより、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を表示する請求項9に記載の超音波診断装置。 - 前記振幅画像を単独で表示するモードと、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を前記振幅画像に重畳させて表示するモード、前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を前記振幅画像に並べて表示するモードのうち少なくとも2つの間で表示モードを切り替える表示モード切替手段を更に備える請求項10に記載の超音波診断装置。
- 前記振幅画像を単独で表示するモードと、前記振幅画像の輝度又は色を変化させることにより前記音速バラツキ又は減衰バラツキの測定結果を表示するモードとの間で表示モードを切り替える表示モード切替手段を更に備える請求項11に記載の超音波診断装置。
- 超音波を被検体に送信するとともに、該被検体によって反射される超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波探触子を備える超音波診断装置の作動方法であって、
前記被検体内の着目点からの反射波の各超音波トランスデューサの受信信号の相互関係に基づいて、各超音波トランスデューサから前記着目点に至るまで、及び前記着目点から各超音波トランスデューサに至るまでの各超音波伝播経路における音速のバラツキである音速バラツキ又は減衰若しくは散乱のバラツキである減衰バラツキを測定する超音波診断装置の作動方法。
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