JPH01121039A

JPH01121039A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH01121039A
Application number: JP27838187A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Okazaki; 岡崎　清
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1989-05-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、超音波を用いて被検体内の組織を診断する超
音波診断装置に係わり、特に組織の散乱波形に関する諸
情報、超音波伝播速度等の組織特性化情報を測定するこ
とにより組織を特性化し、その表示機能を備えた超音波
診断装置に関する。

（従来の技術）被検体中の例えば散乱波形や超音波伝播速度（以下、単
に音速と称する）はその被検体における超音波伝播速度
に存在する組成の影響をすくなからず受ける。すなわち
、このことは生体中の例えば、臓器内等に発生した腫よ
う等の病変、或いは肝硬変等を散乱波形や音速等で知る
ことができることを意味しており、従って、生体中の散
乱波形や音速を測定することは臨床的に大きな価値があ
る。

そこで、このことを利用して生体中の散乱波形や音速等
の情報を得、これにより目標とする位置での組織を非侵
襲的に検査する試みが成されている。

従来、かかる検査に供するための実用的な超音波測定法
としては、電子スキャン方式の超音波診断装置を用いた
第９図に示すような手法が提案されている。

すなわち、図において１は超音波リニＡ７電子スキャン
用プローブでおり、このプローブ１を用い、図示しない
体表面に接している超音波受信面２のＧＡから体内へθ
方向へ向けて超音波パルスを発射する。

ここで、電子スキャン方式の超音波診断装置とは、複数
組の超音波振動子（以下、単に振動子と称する）を直線
的に並設した超音波振動子アレイによるプローブを用い
、このプローブにおける隣接するいくつかの振動子を一
群として、これら−群の振動子に対して、送信超音波ビ
ームの方向とそのビームにおける振動子位置に応じてそ
れぞれ定まる所定の遅延時間を以て、駆動パルスをそれ
ぞれ与え、超音波励振させるもので、励振された各振動
子からの超音波は放射状に伝播しつつ互いに干渉し合う
ことで、ある領域では打ち消し合い、ある領域では強め
合うかたちとなり、結果的に超音波ビームを得る方式で
ある。受波は一般的には、送波に用いた上記−群の振動
子にて行いこの振動子の検出信号を送波時の遅延時間を
以て遅延することで時間軸を揃えた後、合成して受信信
号とする。そして、上記−群の振動子を一ピツチずつず
らしていくことにより、発生する超音波ビームの位置が
ずれることから、励振する振動子を電気的に選択し、ま
た励振タイミングを制御することで、リニア・スキャン
を行うことが出来、また所望位置でのセクタ・スキャン
を行うことができる。

このようにして、発生されたθ方向に向かうビーム状の
超音波パルスは、例えば位置が肝組織に設定してあった
とすると、この肝組織中の送波経路４を直進し、点Ｐで
反射する。

ここではこの反射波（エコー）のうち、受波経路５を辿
ってプローブ１に到来するエコーを送信に供した振動子
群ではなく、この到来したエコーの入射位置にある振動
子群（このプローブ１における右端Ｂの振動子群）で受
信させる。

このような超音波ビームの送波経路及び受波経路を交差
させる方式はクロスビーム法と称されている。これによ
って１ｑられた反射波の波形形状は生体生組織のいろい
ろな情報を含んでおり、特にその散乱波形の大ぎざ例え
ばピーク振幅値２幅。

エネルギーを示す面積値等の特徴口は点Ｐ近傍の組織の
音速、減衰係数、散乱係数、密度、空間的な複数組織要
素の状態を反映している。

また、上記Ａ、Ｂ間の距離Ｙは既知でおるから、経路４
，５を伝播する超音波の伝播時間ｔを測定すれば肝組織
中の伝播速度値（以下、音速と称する）Ｃは、Ｃ＝ｙ／　（ｔ　−ｓｉｎθ）　　　　　　　・（１）
により求めることができる。

この原理を利用して散乱波形及び音速を測定するもので
ある。

標準的には生体組織の音速をＧｏ＝１５３０［ｍ／ｓ］
とすれば、超音波ビームを００方向に放射するには、隣
接素子間の遅延時間τ０とすると、 τｏ　＝　（ｄ／Ｃｏ’）　　・　ｓｉｎθｏ　　　　
　＝　（２）となり、このような遅延時間差を以て各素
子が駆動されるように送信遅延回路を設定する。ｄは隣
接する振動子間の距離でおる。

もし、生体組織内の音速がＣｏであれば、超音波ビーム
はθ０方向へ進むが、一般にはＣｏとは限らず、これと
異なる値Ｃである。この時の超音波の伝播する方向θは
スネルの法則からｓｉｎθ／Ｃ＝　５ｉｒｉθｏ／Ｃｏ
＝（３）で示された値となる。

波形のピーク値はＰ点からの反射波を示し、波形解析回
路でピーク値の時間（アドレス）を検出すれば伝播時間
ｔが求まる。前述の（３）式を（１）式に代入すると生
体中の音速ＣはＣ＝　　　￥　　　ｏ／（ｔ−５ｉｒｉθｏ　　）　　
　　　−（４）となる。更に（４）式に（２）式を代入
するとＣ＝ｙ−ｔ・τ０　　　　　・・・（４゛）とな
る。Ｖ、ｄ、τ０は既知であるから、測定によって得ら
れた伝播時間ｔを用いて計算回路により上記（４°）式
の計Ｕ）を行って音速Ｃの値を求めてデイスプレィに出
力する。

第１０図は伝播時間尤の測定法を示すタイムチャートで
あり、（ａ）のレートパルスの立下りｔｏより僅かに遅
れた時刻に超音波パルスが発射される。パルスのピーク
の時刻はｔｌである。

このように、送波ビームの中心と受波指向方向の交点に
点反射体Ｐがある場合は第１０図（ａ＞のように、時刻
ｔ２にピークを持つ反射波が得られ、ｔ２と１１の時間
間隔としてｔが求められる。

肝内の血管などがうまくＰ点の位置にくるようにプロー
ブを調整することも可能であるが、対象が生体でおるだ
けに実際上、ビームの交点に点反射体に相当するものが
存在することは希である。

観察部位が例えば肝臓であった場合、Ｐ点で示される近
傍は比較的均一な肝組織であると仮定する。従って、こ
のＰ点近傍からの反射波は比較的均一な肝組織からの反
射波となる。そしてビームは第１１図のようにＰ点を中
心として両側の点Ｐ１　、Ｐ２に拡がったある太さを有
することから、この反射波のうち最も早く到達するのは
第１１図の２１点を経由するもの゛となり、また最も遅
く到達するものは２２点を経由するものとなる。従って
、受信波形はＰｌからＰ２までの幅分の時間にまたがる
。

従って、この場合の受信波形は第１０図（ｂ）のように
拡がったいわゆる散乱波形となり、しかも、組織は完全
に均一ではなく、また、生体組織であるために種々の場
所で散乱された超音波は互いに干渉し合った信母成分で
あるスペックル信号を含めて受信されるから、波形には
種々ランダムな凹凸が生じることとなる。

それ故に、これでは波形のピーク値を検出できないので
、送受信の中心位置を多少動かすことによってビーム交
差点の肝内の位置をわずかづつ、ずらしたエコーデータ
を得て、これらを加算することで、雑音成分を打消すよ
うにする。すなわち、第１０図（ｂ）の波形の凹凸はラ
ンダムであると考えられるから、ビーム交差点を換えて
数百乃至致方回分加算するか、あるいはピークホールド
の処理をすると波形はかなり滑らかになり、この結果、
第１０図（Ｃ）のようになる。

また、上記手法に換え、１つのピークを有する単峰性の
関数を用いて最小２乗法によりカーブフィッテングを行
っても良く、これによっても第１０図（ｄ＞のように完
全に滑らかな曲線で置換えることができる。

次に計算回路により第１０図（（１）のようにｔ＝ｔ２
−ｔｌとして伝播時間ｔを求めることができる。

以上のクロスビーム法を応用した実用的な対称測定方式
のクロスモード音速測定方法が提案されている。

この方法は４ビーム法と称されるもので、具体的には第
１２図に示すように、上部境界での反射点（測定点）Ｐ
ｌｌ及びＰｌ２、下部境界での反射点く測定点）Ｐｏｏ
内に含まれる異常部分の局所音速を測定するに当って、
超音波ビーム送受信路を（１）Ａ−＋ＰＱＯ−）Ｂ、（
２）Ａ−＋Ｐｓｔ　→Ｃ，（３）Ｂ−＋Ｐｏｏ−＋Ａ、
（４）Ｂ→Ｐ１２→Ｄの４ルートとるようにする。すな
わち、プローブ１のＡ及びＢ位置各々を超音波ビーム送
波位置とすると共゛に受波位置としても用いるようにす
る。そして、Ａ位置より送波し、Ｐｏ。

で反射したものを８位置で受信し、次にＡ位置より送波
し、Ｐｌｔで反射したものをＣ位置で受信し、次にＢ位
置より送波し、Ｐｏｏで反射したものをＡ位置で受信し
、次に８位置より送波し、Ｐｌ２で反射したものをＤ位
置で受信するといった具合に送受を切換えるようにする
ことによって、測定経路の対称性を持たせ、しかも、超
音波ビームの送受方向の指向方向をθなる同一角度とす
るようにするものである。

これによれば、−経路当り、少なくとも往路と復路の往
復２回の検出測定を行うので、対称測定となり、この検
出測定により得た情報をもとに平均の音速を求めるので
、統計的に均一となって、誤差の低減を図ることが出来
るようになった。

このようなりロスモード音速測定機能は、超音波診断装
置に組込まれ、通常、超音波断層像（例えばＢモード像
）と共にデイスプレィ上に表示される。

この様子を第１３図に示す。図において、４０はリアル
タイムで測定された被検体関心部位の８モード像、４１
はこの関心部位における上記クロスモード音速測定の設
定ビーム・バスのルートを示すビーム・バス・マーカ、
４２は上記クロスモード音速測定により得られたビーム
・バス・ルート別のリアルタイムＡモード像、４３は上
記クロスモード音速測定により得られたビーム・バス・
ルート別の各音速値、４４はこれらビーム・バス・ルー
ト別の各音速値をもとに求めた対象部位の平均音速値変
化図である。ビーム・バス・マーカ４１は、上記（１）
乃〒（４）のルートを示しており、また、音速値４３は
これらルートのうち、上記（１）のルートの音速値をｖ
ｌ、上記（２）のルートの音速値をｖ２、上記（３）の
ルートの音速値を■３、上記（４）のルートの音速値を
■４として数値表示している。

尚、■はこれら４ルート平均音速値である。また、上記
平均音速値変化図４４はこの平均音速値の時間変化を示
したものである。また、Ａモード像４２はルート（１）
と（３）のものを８１．８３として、ルート（２）と（
４）のものを８２　、Ｂ４として表示しである。

このような画像表示を行うに当っては、Ｂモード＠４０
についてはリアルタイムで書き替えており、また、その
合間を縫って上記４ルートのクロスモード音速測定を行
い計算回路により計算して、その測定結果を表示する。

そして、Ａモード像はクロスモード音速測定により得た
エコーを利用して表示するようにする。

また第１４図はフリーズ時の像を示すもので、５１はＢ
モード像、５２はこの関心部位における上記クロスモー
ド音速測定の設定ビーム・バスのルートを示すビーム・
パスφマーカ、５３は上記クロスモード音速測定により
得られたビーム・バス・ルート別のフリーズＡモード像
、５４は上記クロスモード音速測定により（９られたビ
ーム・バス・ルート別各音速値、５５はこれらビーム・
バス・ルート別の各音速値をもとに求めた対象部位の平
均音速値変化図である。ビーム・バス・マーカ５２は、
上記（１）乃至（４）のルートを示しており、また、音
速値５４はこれらルートのうち、上記（１）のルートの
音速値をＶＬ上記（２）のルートのルー１〜音速値をｖ
２、上記（３）のルートの音速値をｖ３、上記（４）の
ルートのルートの音速値をｖ４として数値表示している
。尚、■はこれら４ルートの平均音速値である。また、
５６は分散値、５７は各ルートの平均Ａモード像を示し
たものである。また、上記平均音速値変化図５５はこの
平均音速値の時間変化を示したものである。

ところで、上述した超音波診断装置では組織特性化情報
のうちビームバスマーカで指定された部分の散乱波形、
音速を数値化して、これを８モード像と共にデイスプレ
ィ上に並列的に表示するものである。

しかしながら、組織特性化情報を数値化して表示させた
ものでは、被検体の表示部位全体について視覚に見極め
ることは難しい。また、上述したものでは表示された数
値から異状のある部位あるいはその大きざを判定するこ
と困難であるという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点）以上詳述したように従来の超音波診断装置では表示部位
の個別的な組織特性化情報の値を知ることはできるが、
表示部位の全体的な組織特性化情報を視覚的に判断する
ことができない。

そこで本発明は、被検体の異常部位を全体的且つ視覚的
に判断できる超音波診断装置の提供を目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明の構成は、被検体に向
けて送波された超音波の反射成分に基づいて得られた超
音波断層像と該被検体の目的部位の組織特性化情報とを
表示する超音波診断装置において、前記組織特性化情報
をカラー処理するカラー処理手段と、このカラー処理さ
れた組織特性化情報と前記超音波断層像とを重畳して表
示する表示部とを備えたものである。

（作　用）上記構成を有する本発明の作用は、被検体に向けて送波
された超音波の反射成分に基づいて得られた組織特性化
情報をカラー処理する。そして、このカラー処理した組
織特性化情報の画像を超音波断層像に重畳して表示部に
表示させている。

（実施例）第１図は本発明の一実施例の超音波診断装置を示すブロ
ック図で、１は超音波プローブであり、超音波送受信を
行う例えば１２８素子の振動子Ｔ１乃至Ｔ１２８を直線
的に並設してプローブ１を構成している。

１２はリード線、１３は回路選択切換えスイッチである
マルチプレクサ、１５は励振する一群の振動子各々に対
し、与えるべき遅延量を得るための送信用遅延回路、１
４は超音波励振駆動用のパルスを発生するパルサ、１６
は受信に供する一群の振動子各々に対し、受信方向や素
子位置に応じて時間軸等を揃えるために必要な、エコー
の遅延量を得るための受信用遅延回路、１７は画像や文
字情報等の表示に用いるデイスプレィ１７ａとデイスプ
レィメモリ１７ｂとから成る表示部、１８は計算回路、
３２はこの゛計算回路１８からの組織特性化情報をカラ
ー処理するカラー処理回路、３３はこのカラー処理回路
３２及び後述するディジタル・スキャン・コンバータ３
０から出力される画像情報を合成する画像合成手段とし
ての合成回路、１９は受信用遅延回路１６を介して得た
振動子Ｔ１乃至Ｔ１２８からの受信エコーの信号を合成
して増幅及び検波すると共に、また、対数変換して深さ
による信号レベルの補正を行って受信信号として出力す
る受信回路、２０は受信信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器、２１はパルサ駆動用のレートパルス信
号及び目的とする被検体部位からのエコーをサンプリン
グ記憶するため、メモリに対するアドレスを順次更新す
るためのクロック信号を発生する発振器、２２は受信信
号記憶用のメモリ、２３は超音波パルス発生毎に上記メ
モリ２２の同一アドレスにおける記憶データ値と新たな
入力データとを加算し、平均してその該当アドレスに該
加算平均値を格納するための処理回路、２４は上記メモ
リ２２に記憶された加算平均処理済みの受信波形のサン
プル値を用いてピーク値を示すデータを調べ、これより
該ピーク値を持つデータの時間（アドレス）を求め、ま
た散乱波形の大きざ例えばピーク振幅値、波形幅値。

面積値等の波形性微量を求める波形解析回路である。

上記計算回路１８はこの波形解析回路２４の求めた時間
情報から伝播時間ｔを計算すると共に、得られた伝播時
間ｔをもとに被検体内組織の目的部位における散乱波形
の波形特＠苗、音速値を計算し、且つ、これら波形特＠
鑓の深さ依存性から減衰係数値を計算する機能を有する
。そして、この計算結果に基づいてカラー処理回路３２
により各組織特性化情報についてカラー処理を行う。

前記得られた組織特性化情報をカラー処理するカラー処
理手段としてのカラー処理回路３２は、第２図（ａ）乃
至（Ｃ）に示す組織特性化情報としての音速値、減衰係
数値及び波形幅値等にそれぞれ対応させた赤色の輝度値
、黄色の輝度値、青色の輝度値からなる変換テーブルを
記憶したメモリ（図示しない）を備えている。従って、
入力側に接続された計算回路１８で求められた上記音速
値等の組織特性化情報に基づき、上記変換テーブルを参
照して対応する色及びその輝度を設定している。

前記画像合成手段としての合成回路３３は、入力側に接
続された上記カラー処理回路３２でカラー処理を施され
た各組織特性化情報の画像と、前述したディジタル・ス
キャン・コンバータ３０がらの超音波断層像（Ｂモード
像）とを合成する機能を有している。また、この合成回
路３２は本実施例では図示しない操作パネルからの切換
スイッチの操作によりシステム制御手段２５Ａを介して
前記組織特性化情報のうちから１つあるいはいくつかを
選択し、超音波断層像と組み合わせることができるよう
にしている。尚、この画像合成手段としてはデイスプレ
ィメモリ１７ｂをシステム制御手段２５Ａにより制御す
ることにより用いてもよい。

２５Ａはシステム制御手段であり、ＣＰＵ（中央処理装
置）を中心に椙成され、システム全体の制御手段であり
、システム全体の制御を司る。

２６は切換えスイッチであり、受信用遅延回路１６の合
成出力のクロスモード測定側Ｘと超音波Ｂモード像を得
る超音波装置側Ｂへの供給ルート選択切換えを行うもの
である。

２７は超音波装置側の受信回路であり、受信信号の増幅
、検波、対数変換等を行うものである。

２８はＡ／Ｄ変換器であり、受信回路２７の出力をディ
ジタル信号に変換するものである。

２９はマーカ発生器であり、上記クロスモード計測の計
測ルート（ビーム・パスのルート）表示用の画像データ
を発生するものである。尚、このマーカは図示しない操
作パネルからの指示によって移動されるＪ：うにしてい
る。

３０はディジタル・スキャン・コンバータであり、フレ
ーム・メモリを有していて上記Ａ／Ｄ変換器２８の出力
するディジタル・データをそのデータの収集されたビー
ム位置対応のアドレスに順次更新格納してゆくと共に、
読み出しはデイスプレィ１７′ａの走査タイミングに合
せて行い、以て超音波像の収集タイミングとデイスプレ
ィ１７ａにおける表示タイミングの違いをフレーム・メ
モリを介在させることで支障のないようにコンバートす
るものである。

また、上記メモリ２２はＡモード像のデータをも更新記
憶する。ざらにまた、上記デイスプレィ１７ａは前述し
たようにデイスプレィメモリとしてビデオＲＡＭ１７ｂ
を有しており、上記カラー処理回路３２にてカラー処理
された波形特徴闇。

減衰係数値、音速値とＡモード像、波形特徴最と減衰係
数値と音速値の時間変化パターン等のグラフを合成回路
３３にて合成され、これを−旦格納し、その後このビデ
オＲＡＭ１７ｂ上の画像データは前記デイスプレィ１７
ａ上に表示される。

３１はクロスモード測定のためのビーム経路におけるビ
ーム交差点の平行移動領域と測定開始位置及び移動順序
を設定するためのクロスモード測定領域設定器である。

システム制御手段２５Ａはこのクロスモード測定設定領
域３１の設定に従つて測定開始位置よりクロスモード測
定のためのビーム経路を平行移動するようにシステム制
御を行う。

詳述すると、第３図に示す５２ａは波形特徴量及び局所
音速の測定可能領域（クロスモード測定領域）であり、
この領域５２ａ内おるいはその近傍に所定の間隔で超音
波送受指向方向の交差点がある。本実施例ではクロスモ
ード測定領域設定器３１は測定開始位置を６で示すビー
ム交差領域すなわち（Ｐｕ　、　＝、　Ｐｒｒｕ）　、
　　（ＰＩ３　、　”・、　Ｐｍｚ）　。

・・・、（Ｐｘｎ、・・・、　Ｐｍｎ）に設定し、この
位置から図示左右上方向に１画素ずつ平行移動させつつ
平均音速を求めることにより、該領ｔ４５２ａ内におけ
る波形特徴量及び所望局所の平均音速の分布を求めてい
る。そしてこの領域に対応するデイスプレィ１７ａ上に
前記組織特性化情報がカラー処理されて画像表示される
。

また、システム制御手段２５Ａは予め定められたプログ
ラムに従い、上記マルチプレクサ１３の動作制御や上記
送信用遅延回路１５及び受信用遅延回路１６の遅延時間
の設定及び上記計算回路１８の動作制御びに切換えスイ
ッチ２６の切換え制御、マーカ発生器２つのマーカ出力
制御等を司るものである。そして、通常はＢモードのた
めの超音波スキャンを行いつつ、その合間（所定タイミ
ング毎）にクロスモード測定のための超音波送受を行う
ように制御し、Ｂモード像のリアルタイム表示と、減衰
係数値、波形特＠聞及び音速値の計算及びその結果の画
像表示及び全ビーム・バスの平均音速の計算とそのプロ
ット表示を行う。

また、クロスモード測定に関しては例えば、マルチプレ
クサ１３の動作制御を次のように行う。

すなわち、第４図に示すように本装置では上部境界での
反射点（測定点）Ｐｌｌ及びＰｓｎ、下部境での反射点
（測定点）Ｐｍｘ及びｐｍｎに含まれる生体の目的部位
の局所波形特′ＩｊＩ１ｍを測定するに当って、超音波
ビーム送受経路ｍｘｎ本のルートをとるようにする。す
なわら、プロー１のＡｉＪ位置を超音波ビーム送受位置
とすると共にＢｉｊ位置を送受位置として用いる。そし
て、Ａｎより送受しＰｎで反射したものをＢｔ＋で受信
し、次にＡ１２より送受しＰＩ３で反射したものを８１
２で受信する。

最後にＡｍｎより送波しｐｍｎで反射したものを１３ｍ
ｎで受信するといった具合に送受を切換えるようにする
ことによって、前記クロスモード測定領域５２ａ仝体を
走査し、しかも超音波ビームの送受方向の指向特性をθ
なる同一角度とするようにしている。また、計測ルート
を領域としたことで、統計処理ができ、以て誤差の縮減
を可能にしていると共に、領域全体の平均的な波形特徴
凹の深さ依存性を測定でき、これらのデータから減衰係
数と波形時ｗｉｔを計測できるようにしている。

このような構成から成る装置の作用、効果について説明
する。

本装置ではクロスモード測定は第４図に示すように、ｍ
ｘｎ個のルートＰ１１．−Ｐｔｎ、　・Ｐｍｎを用いて
計測するものとする。そしてＢモードの超音波電子スキ
ャンの合間を縫って所定のタイミングで切換スイッチ２
６が端子Ｂ側からＸ側に順次切換えられ、波形特徴量及
び音速値測定が行われる。また減衰係数の測定゛は後述
のように行われる。

具体的に説明すると、先ずはじめにシステム制御手段２
５Ａの制御のもとに切換えスイッチ２６が端子Ｂ側に切
換えられ、また、マルチプレクサ１３はリニア電子スキ
ャンのための選択が行われると共に、遅延回路１５．１
６はりニヤ電子スキャンのための遅延時間が設定され、
これら遅延時間を以て、上記マルチプレクサ１３の選択
した振動子群より超音波送受が行われる。この受信信号
の合成出力は受信回路２７により増幅、検波され、Ａ／
Ｄ変換器２８にてディジタルデータに変換されてディジ
タル・スキャン・コンバータ３０に入力させる。そして
、超音波スキャン位置に対応するディジタル値ーム・メモリ位置にデータを格納させる。スキャン位置
を順にシフトさせながら、このような超音波スキャンが
順次酸されてディジタル・スキャン・コンバータ３０に
は超音波Ｂモード像が形成される。

所定のタイミングにおいてシステム制御手段２５Ａは切
換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換える。そしてクロス
モード測定に入る。この測定は始めに、上記設定器３１
により設定された始点位置におけるＰｎのルートで行わ
れ、波形特徴量及び音速の測定が行われる。

すなわち、上記システム制御手段２５Ａの制御により、
送信用遅延回路１５の遅延時間が設定される。この遅延
時間は隣接する各振動子間における遅延時間差τ０がτ
ｏ　＝　（ｄ／Ｃｏ　）ｓｉｎθＯの関係になるように
設定される。そして、マルチプレクサ１３の切換え動作
により、プローブ１のＡ点に屈する振動子群Ｔ１乃至Ｔ
３２とパルサ１４の出力端とが接続される。

また、クロック発振器２１によりレートパルスが発生さ
れこれが送信遅延回路１５を介してパルサ１４に入力さ
れる。すると、パルサ１４より対応する送信遅延回路１
５の遅延時間分ずれたタイミングで励振パルスが出力さ
れ、振動子Ｔ１乃至Ｔ３２のうち、該パルサの対応する
振動子に入力され、振動子は超音波を発生する。そして
、上記遅延時間により定まる所定方向θに超音波ビーム
として送波される。

一方、システム制御手段２５Ａの制御により、受信用遅
延回路１６の遅延時間が設定され、マルチプレクサ１３
の切換え動作により、プローブ１の８１１点に属する振
動子群Ｔ９□乃至Ｔ１２８と前記受信用遅延回路１６の
入力端とが接続される。これにより、プローブ１のＡｎ
点に属する振動子群より被検体に向って送波された超音
波ビームは、点Ｐｚ１での反射弁がプローブ１のＢｔｔ
点に属する振動子群により受信され、そのエコーは受信
用遅延回路１６により、送信の場合と同様の時間差を与
えられた後に合成され、出力される。

この受信用遅延回路１６よりの受信エコー合成出力は、
受信回路１９により増幅、検波された後、Ａ／Ｄ変換器
２０によりディジタル値に変換され、メモリ２２に書き
込まれる。メモリ２２ではクロック発振器２０の出力す
るクロック信号により、超音波ビームの送信毎に所定の
タイ゛ミングをもって、アドレスが更新され、且つ、シ
ステム制御手段２５Ａにより、古き込み制御が成されて
、測定点からのエコーが時間との対応をもった形で記憶
される。

プローブ１のＡｔｔ点、８１１点のそれぞれに属する振
動子群より、上述した超音波送受が複数回行われる場合
には、処理回路２３の作用により受信エコーの加算平均
が行われ、Ｐｎのルートにおける超音波の送波より受波
までの時間ｔ１１の計測及び波形特徴はの計測に供され
る。

この作業が終るとシステム制御手段２５Ａは切換えスイ
ッチ２６を再び端子Ｂ側に切換え、Ｂモード像の収集に
入る。そして、所定タイミング時にシステム制御手段２
５Ａは切換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換え、Ｂ２の
ルートにおけるクロスモード測定に移る。

すると、システム制御手段２５Ａの制御によりマルチプ
レクサ１３が動作して、今度はＡｔｔ点に属する振動子
群に変えて１日−１１のＡ１２点に属する振動子群とパ
ルサ１４の出力端が接続される。

またＢ＋１点に属する振動子群に変えてプローブ１の８
１２点に属する振動子群と受信用遅延回路１６の入力端
とが接続され、プローブ１のＡ１２点に属する振動子群
より送波された超音波の点Ｐ１２での反射成分が、プロ
ーブ１の８１２点に屈する振動子群により受波される。

その受信エコーは受信用遅延回路１６により、送波の場
合と同様な時間差を与えられた後に合成されて出力され
る。

受信エコーの合成出力は、上述の場合と同様に受信回路
１９により増幅、検波された後、ＰＩ２のルートにあけ
る超音波の送波より、受波までの時間ｔ１２の計測及び
波形特徴最の計測に供される。

この作業が終るとシステム制御手段２５Ａは切換スイッ
チ２６を再び端子Ｂ側に切換え、Ｂモード像の収集に入
る。そして、所定タイミング時にシステム制御手段２５
Ａは切換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換え、ＰＩ３の
ルートにおけるクロスモード測定に移る。同様な手順で
ｐｍｒ＋のルートにおける超音波の散乱波形及び送波よ
り受波までの時間ｔｍｎの計測及び波形特徴旦の計測に
供される。

この作業が終るとシステム制御手段２５Ａは切換えスイ
ッチ２６を再び端子Ｂ側に切換え、Ｂモード像の収集に
入る。そして、所定タイミング時にシステム制御手段２
５Ａは切換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換え、Ｐｎの
ルートにおけるクロスモード測定に移る。このような動
作がくり返されて設定領域内まで計測ルートがシフトさ
れ、各ルート別に（ルート１１からルートｍｒ＋までの
）エコー信号が加ｐ平均される。またリアルタイムＢモ
ード像が表示されていく。

このようにして所定回加算平均され、記憶されたデータ
はメモリ２２より読み出され、波形解析回路２４により
波形性！！！問及びそのピークを示すデータが調べられ
て、そのデータが格納されたアドレスの情報として計算
回路１Ｂに送られる。そして、計算回路１８によりそれ
らをもとにＰｌｌ。

・・・、Ｐｍｎのルート別における超音波の送波から上
記ピークまでの時間ｔ１？、・・・、ｔｍｎが計算され
る。

その後、更に各ルート別音速値ｖ１１．・・・。

ｙｍｎ及び全ビーム・バスにおける平均音速値Ｖが計算
される。

第５図（ａ）乃至（ｅ゛）はこのようなりロスモード測
定法によって得られた各散乱波形を示すもので、縦軸は
振幅Ａ、横軸は時間ｔセある。ここで、Ａｌｊ・・・Ａ
ｍｊはそれぞれルートＰ１ｊからＰｎｊまでの散乱波形
のピーク振幅値を示している。また第５図（ｆ＞は上記
散乱波形のピーク振幅値の深さ依存性から散乱信号の減
衰係数を求める原理図である。ここで縦軸は振幅Ａの対
数値、横軸は超音波伝播距離Ｘであり、減衰係数α［ｄ
Ｂ／）ｆｅｚ　／　ｃｍ　］が次式のように最小２乗法
により計測される。

α＝２０（１ｏ（Ｊ（Ａｏ　）−ｌｏｇ（Ａｉｊ　）／
（ｆ−Ｘ）　　＝（５）ここで、ｆは超音波の中心周波
数である。

また、第６図（ａ）、（ｂ）はクロスモード測定法によ
って得られた散乱波形を示すもので、縦軸は振幅Ａ、横
軸は時間ｔである。各々の散乱波形のピーク値をＡｐと
したとき、第６図（ａ）においてＡｐからＸ　［ｄＢ］
例えば３　［ｄ１３］ダウンした位置での波形幅Ｗが求
められる。また第６図（ｂ）においてはＡｐとＷとで囲
まれた領域の面積値Ｓが求められる。これらピーレ値Ａ
ｐ、波形幅Ｗ。

面積Ｓ等は散乱波形の波形特徴量を示している。

そしてカラー処理回路３２では、これらの値を基に第４
図に王で示す中央の画素の色及び輝度を設定し、図示し
ないメモリ内のこの画素Ｔに対応するアドレスに記憶す
る。例えば、音速値だけをＢモード像と重畳表示させる
べく設定されていれば、音速値に対応する赤色で所定の
輝度として記憶され、また、音速値、減衰係数値、波形
幅値を全てＢモード像と重畳させるのであれば、これら
の色および輝度が合成されたものとして記憶される。

つぎに、このビーム交差領域（Ｐｌｔ、・・・、　ｐｍ
ｎで囲まれた領域）を前記クロスモード測定領域設定器
３１により１画素ずつ平行移動させ、カラー表示させよ
うとするクロスモード測定頭Ｍ５２ａのすべての画素に
ついて行う。そして、該領域５２ａのすべての画素につ
いてカラー処理が終了したらＢモード像に重畳ざ゛せて
デイスプレィ１７ａ上に画像表示する。また、このカラ
ー処理された画素の情報はデイスプレィ１７ａ上の対応
する位置に随時画像表示させるようにしてもよい。

従って、通常モードではＢモード像に重畳して所定領域
内の音速値、減衰係数値、波形幅値がカラーで画像表示
され、同時にこれらのうちマーカ発生器２９で指定した
部分の数値と波形特徴量及び平均音速時間変化図、平均
減衰係数値変化図。

平均波形特微量値時間変化図が順次更新されて表示され
る。

このようなデイスプレィ１７ａの表示例を第７図に示す
。

図中５１はＢモード像、４５はカラー処理された組織特
性化情報を画像表示せる前記カラー表示領域、５２は前
記マーカ発生器２９により移動、されるビーム交差領域
マーカ、５３は上記交差領域マーカ５２で指定された部
位で得られたビーム・バス・ルート別のＡモード像、５
４は上記交差領域マーカ５２で指定された部位の減衰係
数値であり、５５は同様にして得られた対象部位の平均
音速値であり、５６は同様にして得られた平均波形特徴
但である。尚、この交差領域マーカ５２は本発明では必
ずしも必要ではなく、カラー表示領域だけをＢモード像
５１とともにデイスプレィ１７ａ上に表示させてもよい
。尚、Ｖ５５はこれらｍｘｎ個のルートの平均音速値で
ある。このように本実施例によれば、組織特性化情報を
視覚に訴えることが可能となるので、被検体の異常部位
を全体的且つ容易に判断できるようになる。また本実施
例では交差領域マーカ５２で特定部分を数値で表示させ
ることもできる。従って、特定部分の組織特性化情報を
数値として表示させることもできる。

ところで、以上クロスモード測定での超音波送受波にお
いて、本装置は超音波ビームの偏向角θをいずれの場合
もθ度とし、等しくする。

従って、これにより点Ｐ１１から点Ｐｔｎまで・・・及
び点Ｐｍ１から点Ｐｍｎまでは、プローブ１の超音波送
受波面に対して平行な位置関係にあり、点Ｐ１ｔから点
Ｐｒ＋ｕまで・・・及び点Ｐｔｎから点Ｐｍｎまでは、
プローブ１の超音波送受波面に対して垂直な位置関係に
ある。

ここに点Ｐ１１．・・・１点Ｐ１ｎ及び点Ｐｒｒｕ、・
・・２点Ｐｍｎは、被検体内組織における超音波反射点
であるが、同時にプローブ１のＡｎ点、白１１点、・・
・。

ＡｌｌＩｎ点、Ｂｍｎ点のそれぞれに属する振動子群に
よる超音波送受指向方向の交点を意味するものである。

そこで上述した超音波送受波により得られた時間ｔ１１
．・・・、ｔｍｎを用いて計算回路１８には次の演算を
実行させる。関心領域内の平均の音速Ｃａは次式のよう
に求められる。

・・・（６）この（６）式により算出された平均音速は被検体内組織
の局所（この場合、点Ｐ１１２点Ｐｒｎ、点Ｐｍｔ及び
点ｐｍｎで囲まれた関心領域）における音速を表してい
る。

このように、点Ｐｎから点Ｐｍｎでのｍｘｎ個の超音波
の反射成分より、被検体内組織の局所における音速を算
出することができるのであるから、超音波の送受波に使
用する振動子マルチプレクサ１３により、適宜に切換え
、超音波の送受における指向方向の交点位置を変えるこ
とにより、偏向角θを変えることなく、被検体内組織の
複数局所における音速を求めることができる。

また、フリーズ像を見たい場合にはシステム制御手段２
５Ａにフリーズ指令を与える。これは図示しないがフリ
ーズ指令スイッチなどを設けてこれをオペレータが操作
することで行う。この指令を受けるとシステム制御手段
２５Ａは上記クロスビーム超音波波形及び音速情報を得
るための測定に供する超音波ビーム送受経路全部のデー
タ収集後、直ちに、得られている超音波断層像のフリー
ズを順次実行するように制御する。そして、各ルートに
おける音速値を求め、これを第８図のようにデイスプレ
ィ１７ａに表示すると共に時間変化図に表示した減衰係
数値、波形特徴最及び音速値の平均値及び分散値５９，
６０．６２をプロットし表示する。

この時の表示画像はＢモード像を含め、時間的にはほぼ
一致しているので、これを記録保存すれば、ある時点で
の総合的な測定データとして極めて有用である。

フリーズ指令を解除すれば、先に説明した通常モードで
の測定表示に戻り、リアルタイムでの８モ一ド像表示と
波形特＠口及び音速値の逐次更新された画像表示が実施
される。

以上本発明について説明したが、本発明は上記しかつ図
面に示す実施例に限定されるものではなく、その要旨を
変更しない範囲内で適宜変形して実施し得るもので必る
。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、被検体の異常部位
を全体的且つ視覚的に判断できる超音波診断装置の提供
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の超音波診断装置を示すブロック
図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）はカラー処理回路の変換テ
ーブルの説明図、第３図はビーム交差領域の移動の説明
図、第４図は本実施例装置の超音波スキャンの原理を説
明するための図、第５図（ａ）乃至（ｆ）は本実施例装
置で散乱波形から減衰係数を求める原理を説明するため
の図、第６図（ａ＞、（ｂ）は本実施例装置で散乱波形
の波形特徴間値を求める原理を説明するための図、第７
図は本発明超音波診断装置によって通常得られるデイス
プレィ表示例を示す図、第８図は本発明超音波診断装置
によってフリーズ時得られるデイスプレィ表示例を示す
図、第９図はクロスビーム法を示す原理図、第１０図（
ａ＞乃至（ｄ＞は超音波伝播時間の測定法を示すタイム
チャート、第１１図はクロスモードにおける超音波ビー
ムの拡がりを説明する図、第１２図は従来の超音波診断
装置においての超音波送受を示す説明図であり、第１３
図及び第１４図はそれぞれ従来の超音波診断装置によっ
て通常時及びフリーズ時に得られるデイスプレィ表示例
を示す図である。１７・・・表示部、　　　　１７ａ・・・デイスプレィ
、３２・・・カラー処理回路、３３・・・合成回路、５
１・・・Ｂモード像、　　５２・・・交差領域マーカ、
５２ａ・・・クロスモード測定領域、５３・・・Ａモード像、　　５４・・・減衰係数値、５
５・・・平均音速値。代理人　弁理士　則　　近　　憲　　缶周　　　　　近
　　藤　　　　　　猛輌Ｓｔｒ匂　　　　　　　駕Ｃ稟要第　　３　図（ａ）　　　　　（ｂ）　　　　　　（ｃ）第５図ｔ（時間）（ｂ）弔６図 −一一一三４丁第１０図第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体に向けて送波された超音波の反射成分に基
づいて得られた超音波断層像と該被検体の目的部位の組
織特性化情報とを表示して診断に供する超音波診断装置
において、前記組織特性化情報をカラー処理するカラー
処理手段と、このカラー処理された組織特性化情報と前
記超音波断層像とを重畳して表示する表示部とを備えた
ことを特徴とする超音波診断装置。
（２）前記組織特性化情報は被検体中の散乱波形の波形
特徴量及び音の伝播速度値からなるものである特許請求
の範囲第１項記載の超音波診断装置。
（３）前記組織特性化情報はクロスビーム法により得ら
れたものである特許請求の範囲第１項記載の超音波診断
装置。