JPH11290318A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH11290318A
JPH11290318A JP10099396A JP9939698A JPH11290318A JP H11290318 A JPH11290318 A JP H11290318A JP 10099396 A JP10099396 A JP 10099396A JP 9939698 A JP9939698 A JP 9939698A JP H11290318 A JPH11290318 A JP H11290318A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、高調波画像の画質を向上し得
る超音波診断装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、基本周波数の超音波を被検体に
送信し、この被検体から返ってくる反射波に含まれる基
本周波数成分を主体として被検体内を映像化する基本波
モードと、反射波に含まれる高調波成分を主体として被
検体内を映像化する高調波モードとで選択可能に動作す
ることが可能に構成された超音波診断装置において、超
音波の収束強度を基本波モードよりも高調波モードのと
きに高く設定するために送信条件メモリ11及び送信制
御部12を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波の非線形な
伝搬により生じる高調波成分を取りだし、この高調波成
分に基づいて超音波画像を生成し、表示する超音波診断
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記ハーモニックイメージング(HI)
法と呼ばれている手法は、超音波の受信信号に含まれる
高調波成分を検出して、映像化する手法であり(例えば
2MHzの超音波を送信し、4MHzの高調波でイメー
ジング)、微小気泡よりなる超音波造影剤をより効率的
に検出することを目的として開発された。
【0003】微小気泡は強い非線形散乱特性を有してお
り、その散乱信号は生体組織と比べて大きな高調波成分
を含んでいる。そこでこの高調波成分のみを検出するこ
とにより、通常(基本波)では周囲組織からのエコーに
埋もれてしまような微小な血流(パフュージョン)の映
像化が可能となる。
【0004】近年、ハーモニックイメージング法の他の
応用として、組織ハーモニック映像法(Tissue Harmonic
Imaging;THI)が注目されている。これはハーモニ
ックイメージング法が有する画質改善効果に着目したも
ので、いわゆるタフペイシャントにおいてもノイズの低
減された高コントラストのBモード画像が得られ、心内
膜等の描出に優れることが特徴である。
【0005】ハーモニックイメージング法ではコントラ
スト剤(微小気泡)での非線形な“散乱”信号を映像化
するのに対して、組織ハーモニック映像法では、送信さ
れた超音波が生体内を歪みながら“伝搬”するいわゆる
伝搬の非線形性により発生する高調波を映像化してい
る。
【0006】この高調波の振幅は、超音波の伝搬距離お
よび基本波の音圧の二乗に比例するため、超音波ビーム
の中心軸上(音圧の高い領域)に集中して発生する。す
なわち基本波を用いた場合に比べ、メインローブが細く
かつサイドローブレベルが低いシャープな超音波ビーム
が形成可能である。
【0007】このようにハーモニック映像法ではビーム
幅が狭くかつサイドローブレベルの低いビーム形成が可
能なため、ビーム幅の低減により方位方向分解能が向上
し、またサイドローブレベルの低減によりコントラスト
分解能が向上する。
【0008】このような数々の優位性が予測されている
にも関わらず、実際に組織ハーモニックイメージングを
行うと、(1)高調波があまり効率的に発生せず思った
ほど画質が向上しない、(2)超音波を収束させている
はずの関心領域において画質があまり向上しない、
(3)通常のイメージングと組織ハーモニックイメージ
ングとを切り替えると、その都度、画質の高い領域の場
所が変わってしまう、(4)関心領域が体表から浅い領
域にあるような場合には、十分な伝搬距離を確保でき
ず、高調波成分があまり発生せず、映像化が困難とな
る、といったいろいろな問題が生じている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高調
波画像の画質を向上し得る超音波診断装置を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1に示
したように、基本周波数の超音波を被検体に送信し、こ
の被検体から返ってくる反射波に含まれる前記基本周波
数の成分を主体として前記被検体内を映像化する基本波
モードと、前記反射波に含まれる前記基本周波数以外の
非基本周波数の成分を主体として前記被検体内を映像化
する非基本波モードとで選択可能に動作することが可能
に構成された超音波診断装置において、前記超音波の収
束強度を、前記基本波モードのときよりも前記非基本波
モードのときに高く設定することを特徴とする。
【0011】本発明は、請求項15に示すように、基本
周波数の超音波を被検体に送信し、この被検体から返っ
てくる反射波に含まれる前記基本周波数以外の非基本周
波数の成分を主体として前記被検体内を映像化すること
が可能に構成された超音波診断装置において、前記非基
本周波数の成分を主体とする超音波画像と一緒に、前記
非基本波成分の発生レベルが最大となる位置を表すマー
カを表示する手段を備えている。
【0012】本発明は、請求項16に示すように、基本
周波数の超音波を被検体に送信し、この被検体から返っ
てくる反射波に含まれる前記基本周波数以外の非基本周
波数の成分を主体として前記被検体内を映像化すること
が可能に構成された超音波診断装置において、前記超音
波を送信チャンネルが2次元状に配列された送信チャン
ネルアレイで送信することを特徴とする。
【0013】本発明は、請求項19に示すように、超音
波プローブから基本周波数の超音波を被検体に送信し、
この被検体から返ってくる反射波に含まれる前記基本周
波数以外の非基本周波数の成分を主体として前記被検体
内を映像化することが可能に構成された超音波診断装置
において、前記超音波プローブには、前記超音波プロー
ブと前記被検体との間の距離を所定距離だけ離すために
所定の厚さを有し、前記超音波が非線形に伝搬する媒質
を含有する音響カプラが着脱自在である。
【0014】本発明は、請求項21に示すように、基本
周波数の超音波を被検体に送信し、この被検体から返っ
てくる反射波に含まれる前記基本周波数の成分を主体と
する基本波画像と、前記反射波に含まれる前記基本周波
数以外の非基本周波数の成分を主体とする非基本波画像
とを同時表示することを特徴とする。 (作用)請求項1に示した発明によると、超音波の収束
強度を、基本波モードのときよりも非基本波モードのと
きに高く設定するので、それぞれのモードで画質のよい
画像を得ることができる。
【0015】請求項17に示した発明によると、非基本
周波数の成分を主体とする超音波画像と一緒に、非基本
波成分の発生レベルが最大となる位置を表すマーカが表
示されるので、操作者が、この非基本波成分の発生レベ
ルが最大となる位置を把握して送信条件を調整すること
ができ、したがって画質のよい非基本波画像を得ること
ができる。
【0016】請求項18に示した発明によると、送信チ
ャンネルが2次元状に配列された送信チャンネルアレイ
では縦横に超音波を収束させるので、1次元アレイの場
合よりも、音圧が高くなり、非基本波成分を多く発生さ
せることができる。したがって画質のよい非基本波画像
を得ることができる。
【0017】請求項21に示した発明によると、プロー
ブの先端から生体までの距離を実質的に延長し、且つそ
の間に多く発生する非基本波成分によって非常に浅い近
距離領域でも画質のよい非基本波画像を得ることができ
る。
【0018】請求項24に示した発明によると、基本波
画像と非基本波画像それぞれで画質のよいところを観察
でき、つまり各画像で画質の悪いところを互いに補完し
あって、全体をよりよく観察することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施形態
により図面を参照しながら説明する。図1に、本実施形
態による超音波診断装置の構成を示している。超音波プ
ローブ2の先端部分には、電気信号と音響信号とを相互
変換するための複数の圧電素子が配列されている。な
お、ここでは、1圧電素子が1チャンネルを構成するも
のとして説明する。このプローブ2には、送信回路1が
接続されている。この送信回路1は、超音波をビーム状
に形成し、また任意の深さで収束させて焦点を形成する
ように遅延処理をかけた駆動信号(高周波電圧)を、プ
ローブ2の各チャンネルに印加する。これにより、各チ
ャンネルの圧電素子は振動し、超音波を発生する。な
お、この超音波の周波数スペクトラムは、駆動信号の周
波数(基本周波数f0 )を中心として通常は若干分散し
ている。
【0020】プローブ2から発生された超音波は、被検
体に送信され、被検体内部を伝播し、その途中にある音
響インピーダンスの不連続面で反射し、エコーとしてプ
ローブ2に返ってくる。このエコーには、基本周波数f
0 の基本波成分の他に、超音波が生体内を歪みながら
“伝搬”するいわゆる伝搬の非線形性により基本周波数
0 以外の非基本波成分が発生する。この非基本波成分
としては、ここでは、基本周波数f0 の整数倍の高調波
成分、特に基本周波数f0 の2倍の二次高調波成分を扱
うものとするが、それ以外に、超音波を少なくとも2種
類の基本周波数で送信され、非基本波成分は、この2種
類の基本周波数どうしの和あるいは差の周波数成分でも
よいし、2種類の基本周波数それぞれの高調周波数の和
あるいは差の周波数成分でもよいし、2種類の基本周波
数とそれぞれの高調周波数との和あるいは差の周波数成
分でもよい。
【0021】プローブ2に返ってきたエコーは、送信時
とは逆に、圧電素子を機械的に振動させ、微弱な電気信
号を発生させる。この信号は、受信回路3に取り込ま
れ、プリアンプで増幅され、送信時と同じ遅延処理を経
て加算される。この受信信号は、基本波モード(通常の
イメージング法)時には、受信信号から基本波成分を主
に抽出するために通過帯域が基本周波数f0 を中心とし
た所定の帯域に設定されている基本波用帯域通過型フィ
ルタ(BPF)4を通って、また高調波モード(組織ハ
ーモニック映像法)時には、受信信号から高調波成分を
抽出するために通過帯域が基本周波数f0 の2倍の周波
数を中心とした所定の帯域に設定されている高調波用帯
域通過型フィルタ(BPF)5を通って、Bモード処理
系6、カラーフローマッピング(CFM)処理系7、パ
ルス波(PW)処理系8に送られる。
【0022】Bモード処理系6は、基本波モード時には
基本波用帯域通過型フィルタ4からの基本波成分に基づ
いて通常のBモード像を生成し、また高調波モード時に
は高調波用帯域通過型フィルタ5からの高調波成分に基
づいて組織ハーモニック画像を生成する。また、カラー
フローマッピング処理系7とパルス波(PW)処理系8
はそれぞれ、基本波用帯域通過型フィルタ4からの基本
波成分又は高調波用帯域通過型フィルタ5からの高調波
成分に基づいて血流画像、周波数スペクトラムを生成す
る。これら画像はディジタルスキャンコンバータ(DS
C)9を介してモニタに表示される。
【0023】送信制御回路12は、操作者によってモー
ド入力部13から入力された関心領域(ROI)の位置
(深さ)及びモード(基本波モード又は高調波モード)
に対応する送信条件を送信条件メモリ11から入手し、
この入手した送信条件に従って送信回路1を制御して送
信周波数、送信時の焦点深度、送信開口の口径等の動作
状態を調整するようになっている。また、高調波発生領
域演算部14は、上記送信条件に従って高調波成分が最
も強く発生する領域の場所(向きと深さ)を演算し、又
は様々な送信条件に従って高調波成分が最も強く発生す
る領域(高調波成分の最大音圧領域)の場所を事前に演
算しておき、この演算結果を保管しておいたメモリから
送信条件に合致する当該場所を読み出し、そして、この
高調波成分が最も強く表れる領域を示すマーカをディジ
タルスキャンコンバータ9に出力する。このマーカは、
音圧分布、Bモード像、組織ハーモニック画像に合成さ
れ、高調波焦点の場所を観察者に提示するようになって
いる。
【0024】ここで、基本波モードと高調波モードと
は、操作者が入力部13を適当なモード切り替え操作し
たときに切り替わるようにしてもよいし、1断面分を1
回走査する毎に、又は1回送受信する毎に自動的に切り
替えるようにしてもよい。さらには、切り替えせずに、
同じ受信信号を2つのフィルタ4,5に分配し、それぞ
れを通過した信号から個別に画像を生成するようにして
もよい。ただし、モード切り替えによって両画像がそれ
それ別個の送受信で形成されることが両画像がそれぞれ
を最適な画質で得る上で望ましく、つまり、それぞれの
最適な画質を得るために、後述するように、送信開口の
口径、超音波の焦点深度、送信周波数等の送信条件を独
立に設定することが望ましい。
【0025】この高調波モードで最適な画質を得るため
の送信条件に付いて説明する。まず、発明者らは、実際
に基本波成分と高調波成分の中心軸上の音圧分布を、焦
点深度を40mmと80mmとの2種類で求めた。その
結果を、図2に示している。なお、焦点Z0 は、超音波
合成による計算上の超音波焦点として定義され、基本波
の場合にはその最大音圧点は、焦点Z0 とほぼ合致す
る。高調波成分が最大音圧を示す領域は、焦点Z0 より
も若干深い場所に現れるという事態に注目した。このよ
うな事態が生じるのは、高調波の発生が超音波の伝搬距
離および基本波の音圧の二乗に比例するためである。
【0026】そこで本発明では、基本波モードでは超音
波の焦点を関心領域に合わせるが、高調波モードでは超
音波の焦点を関心領域よりも若干浅い場所に合わせるよ
うに送信条件を設定しておくことにより、基本波モード
でも高調波モードでも最大音圧を示す領域を、関心領域
に合わすことができ、これによりいずれのモードでも関
心領域の画質を向上させ、通常の基本波モードと高調波
モードとを切り替えるときに画質の高い領域の場所が変
わってしまうようなことを防止することができる。
【0027】次に、高調波を特に浅い部分で効率的に発
生させる手法について説明する。まず、ここで収束強度
について定義しておく。この収束強度fは、超音波をど
の程度収束させるかを表しており、超音波の音圧分布を
定義する上で重要なパラメータであり、図3(a)、
(b)に示すように、送信開口の口径をD、焦点深度を
0 として、“D/Z0 ”で与えられる。周知の通り、
口径Dは、駆動チャンネル数を変えることにより、また
焦点深度Z0 は遅延時間を変えることにより、それぞれ
調整することができる。なお、焦点深度Z0 は操作者に
より設定される関心領域に従って決まるので、当該収束
強度fは専ら口径Dの変更により調整される。
【0028】また、ストロングフォーカスについて説明
する。ストロングフォーカスとは、基本波成分を主にイ
メージングするBモードの映像法で一般的なウィークフ
ォーカスで使われている収束強度f=0.3よりも高
い、例えば0.5以上の収束強度で超音波を収束させる
ように送信することをいい、図4(a)には収束強度f
が1.0と0.5のときのストロングフォーカスでの超
音波の音場を模式的に示している。同様に、図4(b)
には収束強度fが0.3のときのウィークフォーカスで
の超音波の音場を模式的に示している。
【0029】収束強度fが0.3以下という比較的小さ
い場合には、比較的広い範囲に渡って均一な音圧分布が
得られる。逆に比較的大きい場合には、超音波は局所的
に収束する。
【0030】図4(a)、(b)から明らかなように、
通常の基本波成分による映像法で、広範囲に渡って均一
な画質を得ようとすると、収束強度をあまり大きくする
ことはできず、上述したように収束強度としては0.3
を上限値としている調整している。そこで通常は、図4
(b)にように、収束強度が変化しないように、焦点深
度が浅くなると、それに応じて口径を狭くしている。
【0031】図5(a),(b)に、図4(a),
(b)の音場における中心軸上の音圧分布を示してい
る。図5(b)は通常の基本波成分による映像法で一般
的に用いられる音場であり、焦点を変更させても基本波
成分の音圧ピークが略均一に保たれている。これはすで
に述べた通り、収束強度をほぼ一定に保った結果であ
る。
【0032】この基本波音場による高調波の発生をシミ
ュレーションにより計算すると、基本波音場の均一性と
は対照的に不均一となり、しかも近距離の領域でほとん
ど発生していない。
【0033】一方、図4(a)や図5(a)のようにス
トロングフォーカスを行うことにより、高調波成分を均
一に、しかも近距離領域から効率的に発生させることが
できる。
【0034】以上をまとめると、超音波の焦点に関して
は、基本波モードでは関心領域に合わせ、一方、高調波
モードでは関心領域よりも浅い場所に合わせる。また、
収束強度に関しては、基本波モードでは例えば0.3以
下という比較的低い値を採用してウィークフォーカスで
送信し、一方、高調波モードでは例えば0.5以上とい
う比較的高い値を採用して、ストロングフォーカスで送
信する。
【0035】このような規則に従って送信条件を基本波
モードと高調波モードとで使い分けることにより、基本
波モードでも高調波モードでも最大音圧を示す領域を、
関心領域に合わすことができ、これによりいずれのモー
ドでも関心領域の画質を向上させることができ、また、
基本波成分による通常の映像法と組織ハーモニック映像
法とを切り替えるときに画質の高い領域の場所が変わっ
てしまうようなことを防止することができ、しかも浅い
部分でも高調波を効率的に発生させることができる。
【0036】なお、送信条件メモリには、非基本波成分
による映像化のための送信条件と、基本波成分による映
像化の送信条件とを別テーブルとして独立に持つことが
望ましい。メモリ容量あるいは、参照テーブル切り替え
の制約から別テーブルを持てない場合には、各フォーカ
ス点毎のデータとして、近距離のフォーカス段分には前
記非基本波成分用のデータを、遠距離のデータには基本
波成分用のデータを持つ方法もある。
【0037】ここで上述したように、超音波の焦点に関
しては、基本波モードでは関心領域に合わせ、一方、高
調波モードでは関心領域よりも浅い場所に合わせるとし
たが、これについてもう少し具体的に説明する。ここで
は、通常の基本波による映像法、つまり基本波モードか
ら、組織ハーモニック映像法、つまり高調波モードに切
り替える場合を想定する。
【0038】上述したように、高調波成分は基本波成分
の音圧分布に追従するように若干深い場所で強く発生す
るので、超音波の焦点を変えずに切り替えると、関心領
域では高調波は十分に発生しないことになる。そこで、
このようにモードを切り替える際に、これと連動して、
焦点を若干浅くするように送信条件を切り替える。例え
ば基本波による通常の映像法における焦点深度が、 30mm、40mm、50mm、80mm、120mm のとき、高調波成分が最も強く表れる場所は、 35mm、50mm、60mm、100mm、140m
m それぞれの深さになる。従って、例えば関心領域が50
mmの深さにあるときには、基本波モードではそのまま
50mmに超音波の焦点を合わせ、一方、高調波モード
では、40mmの深さに超音波の焦点を合わせることに
より、高調波成分が最大音圧となる場所が関心領域に丁
度合うようになる。
【0039】このような最大音圧点の対応関係をメモり
11に保管させておき、基本波モードから高調波モード
に又はその逆に切り替えたとき、音圧が最大となる深さ
が変化しないように、焦点深度を自動的に変えるように
することで、両映像法を切り替えても画像内でもっとも
良好な画質が得られる領域の場所が変化しないで、手動
で焦点深度を変える必要がなくなる。
【0040】上述したように、高調波モードでは例えば
0.5以上という比較的高い値を採用して、ストロング
フォーカスで送信するものであるが、これは、焦点深度
0が操作者により設定された関心領域により決めるの
で、収束強度fは送信開口の口径Dにより調整すること
になる。
【0041】図6(a)に通常の基本波モードでの映像
法のときの駆動チャンネルと口径を示し、図6(b)に
高調波モードでの組織ハーモニック映像法のときの駆動
チャンネルと口径を示している。ここでは、1次元アレ
イ型のプローブ2において、1本のラスターを生成する
ために同時駆動するチャンネル数が8の例である。通常
のBモードでは、主にグレーティングローブを考慮し
て、チャンネルピッチが設計されているため、連続した
8つのチャンネルが駆動され、送信の超音波ビームが形
成される。なお、グレーティングローブを考慮するとい
うのは、周知の通り、メインローブからグレーティング
ローブまでの距離はチャンネルピッチをPとして、1/
Pで与えられる。つまり、チャンネルピッチが短ければ
短いほど、メインローブからグレーティングローブを離
すことができるのである。
【0042】しかし、高調波では、その発生原理から考
えると、チャンネルピッチをより広い間隔にとっても、
この間隔の拡大に対してグレーティングローブはあまり
上昇しないため、同時駆動チャンネルが仮に8チャンネ
ルしかなくても、例えば図6(b)に示すように1チャ
ンネルずつ間引いて同時駆動することにより、実質的に
口径を拡大して、必要な収束強度を獲得することができ
る。もちろん、この間引きは、1チャンネルずつでなく
ても、2チャンネル又はそれ以上ずつ間引いてもよい
し、口径の外側ほど間引きの間隔を広げるようにしても
よい。また、間引かれた素子を、隣接する素子と同一の
パルサーに短絡し、例えば、2素子で1チャンネルを構
成することも考えられる。
【0043】このような考えは、図7に示すように、チ
ャンネルが2次元状に配列されているいわゆる2次元ア
レイ型のプローブの場合にも適用できる。つまり、基本
波モードでは、図7(a)に示すように、隣接する例え
ば16チャンネルを同時駆動し、一方、高調波モードで
は、図7(b)に示すように、離散的に16チャンネル
を同時駆動して、縦横に口径を拡大する。
【0044】なお、2次元アレイでは、送信チャンネル
数をシステムの同時駆動可能なチャンネル数以内にする
ために、間引き駆動が提案されている。しかしながら、
この間引きの設計基準は、基本波での送受信を前提とし
たサイドローブやグレーティングローブレベルの発生を
抑えるという方向付けで行われる。これに対して、本発
明では、このような方向付けは不要であり、つまり収束
強度に基づいて駆動チャンネルを分散させることができ
る。
【0045】上述したように超音波プローブ2としては
図8(a)に示すような2次元アレイ型を採用してもよ
く、この2次元アレイ型プローブで、縦方向と横方向と
にそれぞれ同じ深度にストロングフォーカスをかけるこ
とにより、図8(b)に示すように1次元アレイ型の場
合よりも、より効率的に高調波を発生させることができ
る。つまり、1次元アレイでは、レンズ方向の焦点が固
定であるため、可変なのはスキャン方向(横方向)のフ
ォーカスのみである。レンズフォーカスが例えば60m
mで固定されている場合には、近距離にストロングフォ
ーカスしても図8(a)に示すように、急峻な収束音場
は得られずに、両者の中間にピークがくるような緩やか
軸上分布となる。
【0046】一方、2次元アレイ型ではエレべーション
方向(縦方向)、スキャン方向(横方向)ともに焦点深
度を制御することが可能であり、効率的に高調波を発生
させ、高画質の組織ハーモニック画像が得ることができ
る。
【0047】ところで、ストロングフォーカスをかけて
も、それ以上に浅い場所に関心領域があるような場合が
考えられる。このような事態に対処するために、ここで
はプローブ2に着脱自在な音響カプラを提供している。
【0048】図9(a)にこの音響カプラの外観を示
す。この音響カプラ21は、ケーシング内に、少なくと
もマイクロバブルを混入させた水、又はゼラチン状の超
音波が非線形に伝搬して多くの高調波を発生するような
非線形媒質を封入してなる。図9(b)に示すようにカ
プラ21を装着しなければ、体表から1乃至2cm程度
の非常に浅い領域では高調波は発生しないが、このよう
なカプラ21をプローブ2の送受信面に装着すること
で、プローブ2の先端から生体までの距離を実質的に延
長し、且つその間に発生する高調波成分によって図9
(c)に示すように近距離領域でも高調波を効果的に発
生させることができ、従って浅い領域でも高画質で組織
ハーモニック画像を生成することができる。
【0049】次に、画像表示に関して説明する。この表
示の特徴としては、高調波成分の最大音圧点は送信条件
から発生領域演算部14で求めることができるので、こ
の高調波成分の最大音圧点を観察者に提示しようとする
点にある。図10(a)に示すように、基本波の音圧分
布と高調波の音圧分布に対して、それぞれの最大音圧点
の深度をマーカで表すようにしてもよいし、また、図1
0(b)に示すように、基本波モードでの基本波成分に
よる画像や高調波モードでの高調波成分による画像の対
して同様のマーカを添付するようにしてもよい。このよ
うに最大音圧点を提示することで、操作者は高調波モー
ドにおいても、例えば手動で高調波成分の最大音圧点を
関心領域に合わせてその領域の高画質なハーモニック画
像を得ることができる。
【0050】また、図11に示すように、基本波成分を
主体としたBモード画像(基本波画像)と、高調波モー
ドの高調波成分を主体としたBモード画像(高調波画
像)とを、同一画面内に並列に並べて同時表示するよう
にしてもよい。このときには、超音波の焦点の深さを表
すマーカを付けると、関心領域にそれぞれの成分の最大
音圧点が合っているか否かを把握でき、好ましい。
【0051】さらに、基本波画像と高調波画像とを同時
表示する際、図12に示すように、基本波画像と高調波
画像とを部分的に合成して、具体的には、関心領域を高
調波画像で構成し、関心領域以外の領域を基本波画像で
構成して、表示するようにしてもよい。このような部分
的な合成表示は、高調波画像は原理的に近距離部と遠距
離部に画質が悪くなるという欠点があり、その欠点を基
本波画像で補って、近距離から遠距離まで高画質で提供
することができる。本発明は、上述の実施形態に限定さ
れること無く、種々変形して実施可能である。
【0052】
【発明の効果】本発明によると、高調波画像の画質を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態による超音波診断装
置のブロック図。
【図2】基本波成分と高調波成分の音圧分布を示す図。
【図3】(a)は収束強度の説明図、(b)は中心軸状
の音圧分布を示す図。
【図4】(a)はストロングフォーカスを使ったときの
高調波成分の音場を示し、(b)はウィークフォーカス
のときの基本波成分の音場を示す図。
【図5】(a)は収束強度fが1.0のストロングフォ
ーカスを様々な深さにかけたときの基本波成分と高調波
成分それぞれの音圧分布を示し、(b)は収束強度fが
0.5の通常のウィークフォーカスを様々な深さにかけ
たときの基本波成分と高調波成分それぞれの音圧分布を
示す図。
【図6】(a)は基本波モード(ウィークフォーカス)
時の口径及び駆動チャンネルを示す図、(b)は高調波
モード(ストロングフォーカス)時の口径及び駆動チャ
ンネルを示す図。
【図7】(a)はプローブが2次元アレイ型のときの基
本波モード(ウィークフォーカス)時の口径及び駆動チ
ャンネルを示す図、(b)はプローブが2次元アレイ型
のときの高調波モード(ストロングフォーカス)時の口
径及び駆動チャンネルを示す図。
【図8】(a)は超音波プローブを2次元アレイ型のと
きに縦横にストロングフォーカスをかけたとき音場を示
す図、(b)はこのときの中心軸状の音圧分布を1次元
アレイの場合と比較して示す図。
【図9】(a)は超音波プローブに装着したときの音響
カプラの外観図、(b)は音響カプラを装着しないとき
の音圧分布を示す図、(c)は音響カプラを装着したと
きの音圧分布を示す図。
【図10】(a)は高調波の最大音圧点を音圧分布に対
して添付する表示例を示す図、(b)は高調波の最大音
圧点を画像に対して添付する表示例を示す図。
【図11】基本波画像と高調波画像とを略同時に同一画
面に並べて表示する場合の表示画面例を示す図。
【図12】関心領域(ROI)内を高調波画像で、関心
領域以外を基本波画像でそれぞれ構成するように両画像
を部分的に合成して表示する場合の表示画面例を示す
図。
【符号の説明】
1…送信回路、 2…超音波プローブ、 3…受信回路、 4…基本波用帯域通過型フィルタ(BPF)、 5…高調波用帯域通過型フィルタ(BPF)、 6…Bモード処理部、 7…カラーフローマッピング(CFM)処理部、 8…パルス波(PW)処理部、 9…ディジタルスキャンコンバータ(DSC)、 10…モニタ、 11…送信条件メモリ、 12…送信制御部、 13…モード入力部、 14…高調波発生領域演算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01B 17/00 G01B 17/00 C G01N 29/22 502 G01N 29/22 502 505 505 29/24 502 29/24 502

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基本周波数の超音波を被検体に送信し、こ
    の被検体から返ってくる反射波に含まれる前記基本周波
    数の成分を主体として前記被検体内を映像化する基本波
    モードと、前記反射波に含まれる前記基本周波数以外の
    非基本周波数の成分を主体として前記被検体内を映像化
    する非基本波モードとで選択可能に動作することが可能
    に構成された超音波診断装置において、前記超音波の収
    束強度を、前記基本波モードのときよりも前記非基本波
    モードのときに高く設定することを特徴とする超音波診
    断装置。
  2. 【請求項2】前記非基本波成分は、前記基本周波数の整
    数倍の高調波成分であることを特徴とする請求項1記載
    の超音波診断装置。
  3. 【請求項3】前記非基本波成分は、前記基本周波数の2
    倍の二次高調波成分であることを特徴とする請求項1記
    載の超音波診断装置。
  4. 【請求項4】前記超音波は少なくとも2種類の基本周波
    数で送信され、前記非基本波成分は、前記2種類の基本
    周波数どうしの和あるいは差の周波数成分と、前記2種
    類の基本周波数それぞれの高調周波数の和あるいは差の
    周波数成分と、前記2種類の基本周波数とそれぞれの高
    調周波数との和あるいは差の周波数成分との少なくとも
    一成分であることを特徴とする請求項1記載の超音波診
    断装置。
  5. 【請求項5】前記基本波モードでは前記超音波の焦点を
    関心領域に合わせ、前記非基本波モードでは前記焦点を
    前記関心領域より浅く合わせることを特徴とする請求項
    1記載の超音波診断装置。
  6. 【請求項6】 前記超音波の焦点を、前記基本波モード
    のときよりも前記非基本波モードのときに浅く合わせる
    ことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  7. 【請求項7】前記基本波モードから前記非基本波モード
    に切り替えるとき、前記基本波モードのときの関心領域
    に、前記非基本波モードの焦点を自動的に合わせること
    を特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  8. 【請求項8】 前記非基本波成分の発生レベルが各関心
    領域の深さ毎で略均一になるように、前記基本波の音圧
    分布を各深さ毎で不均一とすることを特徴とする請求項
    1記載の超音波診断装置。
  9. 【請求項9】 前記非基本波モードのときには、コンビ
    ネーションフォーカスで超音波を送信することを特徴と
    する請求項1記載の超音波診断装置。
  10. 【請求項10】 前記超音波の収束強度は、前記超音波
    の送信時の口径をDとし、前記超音波の焦点深度をZ0
    とすると、D/Z0 で与えられるもので、前記基本波モ
    ードのときには前記超音波の収束強度を0.3以下に設
    定し、前記非基本波モードのときに0.3以上に設定す
    ることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  11. 【請求項11】前記超音波の送信口径を、前記基本波モ
    ードのときよりも前記非基本波モードのときに広く設定
    することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  12. 【請求項12】前記基本波モードのときには、送信チャ
    ンネルアレイの中で隣接するn個を略同時駆動し、前記
    非基本波モードのときには、前記送信チャンネルアレイ
    の中で離散的なn個を略同時に間引き駆動することを特
    徴とする請求項11記載の超音波診断装置。
  13. 【請求項13】前記非基本波モードのときには、前記送
    信チャンネルアレイを1つとばしで間引き駆動すること
    を特徴とする請求項12記載の超音波診断装置。
  14. 【請求項14】前記送信チャンネルアレイは送信チャン
    ネルが2次元状に配列されており、前記非基本波モード
    のときには、前記送信チャンネルアレイを離散的に間引
    き駆動することを特徴とする請求項12記載の超音波診
    断装置。
  15. 【請求項15】基本周波数の超音波を被検体に送信し、
    この被検体から返ってくる反射波に含まれる前記基本周
    波数以外の非基本周波数の成分を主体として前記被検体
    内を映像化することが可能に構成された超音波診断装置
    において、前記非基本周波数の成分を主体とする超音波
    画像と一緒に、前記非基本波成分の発生レベルが最大と
    なる位置を表すマーカを表示する手段を備えたことを特
    徴とする超音波診断装置。
  16. 【請求項16】基本周波数の超音波を被検体に送信し、
    この被検体から返ってくる反射波に含まれる前記基本周
    波数以外の非基本周波数の成分を主体として前記被検体
    内を映像化することが可能に構成された超音波診断装置
    において、前記超音波を送信チャンネルが2次元状に配
    列された送信チャンネルアレイで送信することを特徴と
    する超音波診断装置。
  17. 【請求項17】前記超音波の収束強度は、前記超音波の
    送信時の口径をDとし、前記超音波の焦点深度をZ0
    すると、D/Z0 で与えられ、この収束強度を前記送信
    チャンネルアレイの縦横それぞれに関して0.3以上に
    設定することを特徴とする請求項16記載の超音波診断
    装置。
  18. 【請求項18】前記送信チャンネルアレイの縦方向に関
    する前記超音波の焦点と、前記送信チャンネルアレイの
    横方向に関する前記超音波の焦点とを略一致させること
    を特徴とする請求項17記載の超音波診断装置。
  19. 【請求項19】超音波プローブから基本周波数の超音波
    を被検体に送信し、この被検体から返ってくる反射波に
    含まれる前記基本周波数以外の非基本周波数の成分を主
    体として前記被検体内を映像化することが可能に構成さ
    れた超音波診断装置において、前記超音波プローブに
    は、前記超音波プローブと前記被検体との間の距離を所
    定距離だけ離すために所定の厚さを有し、前記超音波が
    非線形に伝搬する媒質を含有する音響カプラが着脱自在
    であることを特徴とする超音波診断装置。
  20. 【請求項20】前記媒質は、少なくともマイクロバブル
    を含むことを特徴とする請求項19記載の超音波診断装
    置。
  21. 【請求項21】基本周波数の超音波を被検体に送信し、
    この被検体から返ってくる反射波に含まれる前記基本周
    波数の成分を主体とする基本波画像と、前記反射波に含
    まれる前記基本周波数以外の非基本周波数の成分を主体
    とする非基本波画像とを同時表示することを特徴とする
    超音波診断装置。
  22. 【請求項22】前記超音波の送信及び受信毎に、前記基
    本波画像のための送信条件と、それと異なる前記非基本
    波画像のための送信条件とを交互に切り替えることを特
    徴とする請求項21記載の超音波診断装置。
  23. 【請求項23】前記基本波画像のための送信条件と、前
    記非基本波画像のための送信条件とが個別に設定可能で
    あることを特徴とする請求項22記載の超音波診断装
    置。
  24. 【請求項24】前記基本波画像と前記非基本波画像とを
    同一画面に並べて表示することを特徴とする請求項21
    記載の超音波診断装置。
  25. 【請求項25】前記基本波画像と前記非基本波画像とを
    部分的に合成して1枚の画像を得、この合成画像を表示
    することを特徴とする請求項21記載の超音波診断装
    置。
  26. 【請求項26】関心領域を前記非基本波画像で構成し、
    関心領域以外の領域を前記基本波画像で構成することを
    特徴とする請求項25記載の超音波診断装置。
  27. 【請求項27】前記基本波画像のための送信条件で得た
    受信信号と、それとは異なる送信条件で得た前記非基本
    波画像のための受信信号とを加算し、この加算信号に基
    づいて1枚の画像を得、この画像を表示することを特徴
    とする請求項21記載の超音波診断装置。
  28. 【請求項28】前記基本波画像のための送信条件で得た
    受信信号と、前記非基本波画像のための送信条件で得た
    受信信号とを深さ毎に異なる比率で加算することを特徴
    とする請求項27記載の超音波診断装置。
  29. 【請求項29】前記基本波画像のための送信条件で得た
    受信信号を検波した後の検波信号と、それとは異なる送
    信条件で得た前記非基本波画像のための受信信号を検波
    した後の検波信号とを加算し、この加算信号に基づいて
    1枚の画像を得、この画像を表示することを特徴とする
    請求項21記載の超音波診断装置。
  30. 【請求項30】前記基本波画像のための検波信号と、前
    記非基本波画像のための検波信号とを深さ毎に異なる比
    率で加算することを特徴とする請求項29記載の超音波
    診断装置。
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