JPH02257944A - 超音波診断装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体に向けて送波した超音波の反射成分（
超音波エコー）に基づいて超音波像を表示するようにし
た超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置では、振動子から一定の方向に集束させ
て超音波パルスを送信し、生体組織の境界で音響インピ
ーダンスの差により反射エコーとして、また、生体組織
の内部の均一な所から散乱エコーとして返ってきた超音
波信号を振動子で受信し、この受信した超音波信号の強
度を用いて画像の輝度を変えて超音波像（Ｂモード像）
を表示している。

ところで、最近超音波診断装置においても、Ｘ線診断装
置でよく用いられる造影剤と同じように超音波の反射を
強める物質（造影剤）を血液に混入させる試みがなされ
ている。超音波造影剤としてはマイクロバブルと呼ばれ
る直径数μｍの炭酸ガスの泡等が用いられており、この
ような微少な泡であれば脳血管等に進入しても害がない
と考えられているが、その反面このような微少な泡は肺
を通るとほとんど吸収されてしまい静脈系に注入した場
合心臓の左心系では造影効果が少なくなってしまう。こ
のため左心系では動脈にカテーテルを挿入して左心室や
大動脈弁付近から造影剤を注入する方法等が行われてい
る。しかしこれらの方法は侵襲性が高（危険も多い。

臨床的な面から考えると左心系、特に心臓を養っている
血管である冠状動脈は重要であり、この狭窄を非侵襲的
に検査することは非常に有用である。

冠状動脈の狭窄を検査する場合、冠状動脈に造影剤が入
るとこれが心筋に入り心筋からの散乱エコーが強くなる
が、狭窄や閉塞があるとそこより先に血液が十分行かな
いため、そこより先の心筋に造影剤が十分入らなかった
り、造影剤の消える時間が遅くなる。それにより狭窄や
閉塞の部位や程度が分る。

（発明が解決しようとする課題） 超音波診断装置において、静脈系に注入した場合心臓の
左心系での造影効果の如く微妙な変化を検出可能とする
ことは非常に大きな意義がある。　このような微妙なエ
コー輝度の変化の検出を容易とするため表示コントラス
トを狭くすることや、各点でのヒストグラムを表示する
ことが提案されているが、十分な効果を得ていない。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは、超音波像の微妙な変化を強調すること
により、当該変化箇所及び当該変化の程度を容易に把握
することができる超音波診断装置を提供することにある
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため本発明では、超音波送受により
得られた超音波エコー情報に基づいて被検体の超音波像
を表示して診断に供するようにした超音波診断装置にお
いて、超音波送受により得られた超音波像を参照画像と
して記憶する参照画像記憶手段と、その後の超音波送受
により得ら、れた超音波像と前記参照画像との差を求め
る差分演算手段と、この差分演算出力に基づいて差分像
表示を行う表示手段とを設けている。

（作　用） 上記の構成によれば、超音波送受により得られた超音波
像と参照画像との差が求められ、この差分に基づいて差
分像が表示される。この差分像表示においては、超音波
エコー強度の差に応じた輝度で画像表示されることにな
り、微妙な輝度変化が強調される。故にこのような画像
表示により、輝度変化箇所及び輝度変化の程度を容易に
把握することができる。

また、超音波エコーのスペックル（位相干渉）によるエ
コー強度変化を低減するスペックル低減手段を前記差分
演算手段の前段に設けるようにすれば、差分演算手段の
前段においてスペックルが低減されるので、本来のエコ
ー強度変化を適確に取出すことができる。ここで、異な
る超音波送受条件下で同一方向への超音波送受を複数回
実行するようにすれば、上記のスペックル低減を効果的
に行い得る。

更に、超音波エコーの受信処理を行う第１．第２の受信
処理系を設け、第１の受信処理系の受信周波数帯域を第
２の受信処理系の受信周波数帯域よりも狭くするとよい
。このようにすれば、第１の受信処理系出力ではスペッ
クル除去の円滑化が図れ、第２の受信処理系出力では分
解能に優れた超音波像表示が可能となる。従って、第１
の受信処理系出力に基づいて良好な差分Ｂモード像形成
を行うことができ、これと同時に、第２の受信処理系出
力に基づいて従来と同様のＢモード若しくはＭモード像
形成を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示している。

本実施例装置は、例えばセクタ電子走査用プローブを有
し、被検体Ｐの体表上に当てられＢ又はＭモード送受信
が行われる探触子１を有し、Ｂ又はＭモ−ド送受信のた
めの送信制御を行う送信系ＵＴを有し、Ｂ又はＭモード
送受信にかかわるエコー信号を受信してＢ又はＭモード
像を生成するＢ又はＭモード受信系ＵＲを有し、更に本
実施例装置特有な構成としてスペックル緩和処理及び参
照画像との差分を求める差分受信系ＵＳを有し、Ｂ又は
Ｍモード受信系ＵＲと差分受信系ＵＳとによる２つの画
像をそれぞれ単独又は重畳して表示する表示系ＵＭを有
し、これら各県を制御する制御系ＵＣを有して構成され
ている。

以下各県を詳細に説明する。

送信系ＵＴは、送信系におけるレートパルスや送信超音
波中心周波数の制御信号を発生する基準信号発振器２を
有している。また、この基準信号発振器２からの基準信
号に基づきレートパルスを発生するレートパルス発生回
路３を有している。更に、このレートパルス発生回路３
からのレートパルスに基づき探触子１の各振動子を、所
望の遅延時間を持って励振するためのパルスを発生する
パルサ４を有している。このパルサ４の駆動により、Ｂ
又はＭモードセクタ走査では各振動子からの超音波ビー
ムを扇状に走査する。

Ｂ又はＭモード受信系ＵＲは、探触子１からのＢ又はＭ
モードに係るエコー信号を、所定の遅延時間を持って受
波し増幅する受波回路５と、この受波回路５の出力の包
絡線検波（対数圧縮を含む）を行う検波回路６とを有す
る。

また、差分受信系ＵＳは、探触子１からのエコー信号を
、所定の遅延時間を持って受波し増幅する受波回路７と
、この受波回路７の出力の包絡線検波（対数圧縮を含ま
ず）を行う検波回路８と、この検波回路出力中よりスペ
ックルを低減するスペックル低減回路９と、超音波送受
により得られた超音波Ｂモード像を参照画像として記憶
する参照画像記憶手段１１と、その後の超音波送受によ
り得られた超音波Ｂモード像と前記参照画像記憶手段１
１内の参照画像との差を求める差分演算回路１０とを有
して成る。

ここで、前記受信回路７及び検波回路８が、請求項４に
おける第１の受信処理系に相当し、前記受波回路５及び
検波回路６が、請求項４における第２の受信処理系に相
当する。第１の受信処理系（７，８）の受信周波数帯域
は、第２の受信処理系（５，６）の受信周波数帯域より
も狭くなっ、ている。これは次の理由による。すなわち
、検波回路６の出力は従来装置と同様のＢモード若しく
はＭモード像形成に供されるので、周波数帯域を比較的
広くとることにより分解能を高めている。他方、検波回
路８の出力は差分Ｂモード像形成に供されるもので、ス
ペックルの効果的低減を図るため周波数帯域を比較的狭
くしている。

また、前記検波回路８で対数圧縮を行わないのは、大振
幅信号の微妙な変化が圧縮されないようにするためので
ある。

次にスペックル低減回路９について詳述する。このスペ
ックル低減回路９が、請求項２におけるスペックル低減
手段に相当する。

スペックル低減方式として、 イ）　一つのエコーに対して複数の受信周波数特性（帯
域の中心周波数、帯域幅等）で検波する複数個の（又は
多重化された）検波回路を有し、それらの出力を加算す
る第１の方式。

口）　一つのエコーに対して複数の受信指向特性（遅延
時間、振動子毎の重み、開口等）で受信する複数個の（
又は多重化された）受信・検波回路を有し、それらの出
力を加算する第２の方式。

ハ）　送信周波数分布（中心周波数、バースト波数９周
波数文は振幅変調等）を変化させて複数回の超音波送信
を行い、毎回のエコーを記憶手段に記憶し、それら記憶
手段の出力を加算する第３の方式。

二）　送信指向性（遅延時間、振動子毎の振幅。

開口等）を変化させて、複数回の超音波送信を行い、毎
回のエコーを記憶手段に記憶し、それら記憶手段の出力
を加算する第４の方式。

等種々の方式が考えられるが、本実施例では、上記第３
の方式を採用している。

具体的には第２図に示すように、ル−ト分のライン情報
を記憶するル−ト分ラインメモリ　２１と、次に取込ま
れたライン情報とル−ト分ラインメモリ２１の出力との
加算処理を行う加算器２２と、この加算出力中よりスペ
ックルによるエコー強度変動を除去する低域フィルタ２
３とを有して成る。このような構成において、同一被検
体の方向に３回の超音波送信を連続的に行う。この場合
、各送信毎に超音波送信条件を変化させる。例えば第１
回目の送信周波数（中心周波数）ｆｌを４Ｍ）Ｉ！とじ
、第２回目の送信周波数ｆ２を３．２ＭＨＩとじ、第３
回目の送信周波数ｆ３を５．３ＭＨ２とする。かかる条
件下で得られた超音波エコーは加算器２２で加算され、
低域フィルタ２３でスペックルによるエコー強度変動が
低減された後に、第１図の差分演算回路１０に送出され
ることになる。尚、第２図の低域フィルタ２３では深さ
方向での平滑化のみなされるが、これに加えて方位方向
すなわち超音波スキャン方向にも平滑化処理するように
すれば、スペックル低域効果は更に高まる。

次に差分演算回路１０及び参照画像記憶手段１′１につ
いて詳述する。この差分演算回路１０が、請求項１にお
ける差分演算手段に相当する。

差分演算として下記の２つの方式が考えられる。

すなわち、 イ）　心拍平均間の差を求める第１の方式。

口）　傷心時相での差を求める第２の方式。

である。

上記第１．第２の方式は第３図の構成で実現される。

第３図に示すように、差分演算回路１０は心拍平均回路
３９．第１．第２の切換スイッチ３４及び３６、減算器
３５．ゼロデータ発生回路３７を有して成る。

第１の切換スイッチ３４はスペックル低減回路９の出力
と心拍平均回路３９の出力とを択一的に選択してそれを
減算器３５に伝達する機能を有し、第２の切換スイッチ
３６は参照画像記憶手段１１の出力とゼロデータ発生回
路３７の出力とを択一的に選択してそれを減算器３５に
伝達する機能を有する。

心拍平均回路３９は、１心拍内のｉ番目（ｉは正の整数
）の入力データＥ　（Ｘ、Ｙ）ｉに対して１／Ｎを（Ｎ
は１心拍内の画像フレーム数）を乗算する乗算器３１と
、この乗算器３１の出力とフレームメモリ３３の出力と
を加算する加算器３２と、この加算出力を記憶するフレ
ームメモリ３３とを有して成り、各画素毎に の演算（心拍平均）が実行される。

心拍平均間の差を求める第１の方式の場合、第１の切換
スイッチ３４により心拍平均回路３９の出力が選択され
、傷心時相での差を求める第２の方式の場合、第１の切
換スイッチ３４によりスペックル低減回路９の出力が選
択される。

参照画像記憶手段１１は複数のフレームメモリ３８を有
して成る。この参照画像記憶手段１１への参照画像好憶
拭には、第２の切換スイッチ３６によりゼロデータ発生
回路３７の出力が選択され、またＢモード差分像形成時
には、第２の切換スイッチ３６により参照画像記憶手段
１１の出力が選択される。　更に、第１図において表示
系ＵＭは、検波回路６の出力及び差分演算回路１０の出
力を取込んで画像の表示制御を行う表示回路１４と、こ
の表示回路１４の出力に基づいて画像表示を行うモニタ
１５とを有して成る。ここでこのモニタ１５が本発明に
おける表示手段に相当する。

上記の構成において、送信系ＵＴにより探触子１が駆動
され、この駆動により被検体に向けて送波された超音波
の反射成分が再び探触子１によって受波される。そして
第１の受信処理系（受波回路７．検波回路８）及び第２
の受信処理系（受波回路５．検波回路６）により超音波
エコーの受信処理が行われる。

ここで、検波回路６の出力に基づきモニタ１５において
Ｂ又はＭモード像の表示を行うことができる。

この画像表示においては、受波回路５及び検波回路６の
受信周波数帯域を広くとっているため、分解能に優れた
画像表示が可能となる。

一方、検波回路８の出力はスペックル低減回路９に取込
まれ、ここでスペックルが低減された後に差分演算回路
１０に伝達される。

受波回路７及び検波回路８の受信周波数帯域を狭くして
いるため、更には同一方向への複数回の超音波送受にお
いて送受信毎に送受条件を変更するようにしているため
、スペックルパターンの変化を大きくでき、上記のスペ
ックル低減を効率良く行うことができる。

差分演算回路１０でのＢモード差分像形成は次のように
行われる。

先ず、心拍平均間の差を求める第１の方式では、第１の
切換スイッチ３４により心拍平均回路３９の出力が選択
され、乗算器３１．加算器３２及びフレームメモリ３３
により前（１）式の心拍平均演算が行われる。この心拍
平均は、先ず参照画像記憶時に働く。

すなわち、参考画像として取込まれた画像について上記
の心拍平均が行われ、それがフレームメモリ３８に書込
まれる（１枚の平均値画像）。このとき第２の切換スイ
ッチ３６によりゼロデータ発生回路３７の出力（ゼロデ
ータ）が選択され、それが減算器３５に伝達される。従
って、参照画像取込み時において減算器３５ではゼロ減
算となり、減算器３５への入力データがそのまま出力さ
れることになる。

上記の参照画像取込み完了後、今度は切換スイッチ３６
によりフレームメモリ３８の出力が選択され、それが減
算器３５に伝達される。そしてその後の超音波送受によ
り得られたＢモード像データについても上記と同様に心
拍平均回路３９において心拍平均が行われ、減算器３５
により心拍平均出力とフレームメモリ３８の出力（参照
画像）との差分が求められる。そしてそれが表示回路１
４を介してモニタ１５で表示される（差分像表示）。

次に、傷心時相での差を求める第２の方式では、第１の
切換スイッチ３４によりスペックル低減回路９の出力・
が選択され、それが減算器３５に伝達される。そしてこ
の場合の参照画像取込みにおいても、第２の切換スイッ
チ３６によりゼロデータ発生回路３７の出力が選択され
るため減算器３５によりゼロ減算されることになる。ま
た、この第２の方式の場合、各心時相毎に複数枚（Ｎ枚
）の参照画像がフレームメモリ３８に書込まれる。

上記のようにして参照画像を取込んだ後、上記第１の方
式の場合と同様に第２の切換スイッチ３６によりフレー
ムメモリ３８の出力が選択され、減算器３５においてス
ペックル低減回路９の出力とフレームメモリ３８の出力
との差分が求められる。この差分演算においては、スペ
ックル低減回路９の出力画像と同時相の参照画像がフレ
ームメモリ３８より読出される。

モニタ１５への差分画像表示は、差分画像のみ、あるい
は前記検波回路６の出力に基づく超音波像との重畳表示
が考えられる。

以上の差分画像表示では造影剤を用いていないが、差分
処理により、画像の微妙な輝度変化が強調されるので、
特に心壁の厚み変化を観察する場合等に効果的である。

また、超音波造影を行う場合には、被検体への造影剤注
入前に参照画像取込みを行い、しかる後に造影剤を注入
して画像データを収集する。

尚、本発明は上記実施例に限定されない。

例えば上記実施例では受信処理系を２系統設けたが、こ
れを１系統とし、同一系多重化により実現することもで
きる。また、差分像表示については輝度変化表示のみな
らず、例えばカラー表示、時間的変化のグラフ表示等も
考えられる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、超音波像の微妙な
゛変化を強調することにより、当該変化箇所及び当該変
化の程度を容易に把握することができる超音波診断装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置のブロック図、第２図及
び第３図はそれぞれ第１図に示す装置の主要部の詳細な
構成ブロック図である。 （７，８）・・・第１の受信処理系、 （５’、６）・・・第２の受信処理系、９・・・スペッ
クル低減回路　　（スペックル低減手段）　、１０・・
・差分演算回路（差分演算手段）、１５・・・モニタ（
表示手段）。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　佑同　　　　　近
　　藤　　　　　　猛

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波送受により得られた超音波エコー情報に基
   づいて被検体の超音波像を表示して診断に供するように
   した超音波診断装置において、超音波送受により得られ
   た超音波像を参照画像として記憶する参照画像記憶手段
   と、その後の超音波送受により得られた超音波像と前記
   参照画像との差を求める差分演算手段と、この差分演算
   出力に基づいて差分像表示を行う表示手段とを有するこ
   とを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）超音波エコーのスペックルによるエコー強度変化
   を低減するスペックル低減手段を前記差分演算手段の前
   段に設けた請求項１記載の超音波診断装置。
3. （３）異なる超音波送受条件下で同一方向への超音波送
   受を複数回実行するようにした請求項２記載の超音波診
   断装置。
4. （４）超音波エコーの受信処理を行い差分像形成用の超
   音波情報を得る第１の受信処理系と、超音波エコーの受
   信処理を行い非差分像形成用の超音波情報を得る第２の
   受信処理系とを有し、第１の受信処理系の受信周波数帯
   域を第２の受信処理系の受信周波数帯域よりも狭くした
   請求項２又は３記載の超音波診断装置。