JPS61203949A

JPS61203949A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPS61203949A
Application number: JP60043248A
Authority: JP
Inventors: 博佐々木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1986-09-09
Also published as: US4682497A

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】［発明の技術分野１本発明は被検体よりの超音波情報を収集して診断に供す
る超音波診断装置に係り、特に被検体組織の散乱特性を
積極的に利用ケるものに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］超音波ビームを被検体内へ送波し、生体内よりの反射信
号を検出して被検体の断層像を表示する超音波診断装置
は、被検体に対して無侵襲であること、操作が容易であ
ることなどの理由にＪ：って広く普及している。

ところで、超音波診断装置によって可視化された被検体
の超音波像より異常部位は発見できても、それが果して
どのような種類の異常なのか、さらにはどの程痕の異常
なのかの判断を行うのは極めて困難である。なぜなら、
従来の超音波装置において可視化されるのは、被検体の
断層像などの形態情報のみだからである。

そこで、被検体組織の超音波散乱情報を検出することに
より、組織の異常状態の把握が試みられている。

しかしながら、特定の部位の超音波散乱情報を検出しよ
うとしても、超音波ビームがその特定部位に到達するま
でに受（）る減衰及び散乱の影響があり、また、診断し
たい特定部位で散乱された超音波は検出用超音波探触子
に達するまでの間にも上記同期の影響があることから、
特定部位の超音波散乱情報を正確に検出−するのは極め
て困難であり、有効な手法が確立されていないのが現状
である。

［発明の目的］本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目
的とするところは、被検体の任意の部位よりの超音波散
乱情報を正確に検出することができ、被検体の診断能に
優れた超音波情報を表示することのできる超音波診断装
置を提供することにある。

［発明の概要］上記目的を達成するための本発明の概要は、被検体内の
所望部位に向ってそれぞれ異なる角度より超音波の送受
波を行う第１．第２の超音波送受波手段と、この第１．
第２の超音波送受波手段のそれぞれより送波された超音
波の前記所望部位よりのエコー成分を、第１．第２の超
音波送受波手段を介して取り込むデータ取込手段と、こ
のデータ取込手段によって取り込まれたエコー成分を基
に前記被検体内の所望部位における超音波散乱成分の角
度依存特性を演算する演算手段と、この演算手段の演詐
結果を表示する表示手段とを具備することを特徴として
超音波診断装置を構成したものであり、診断能に優れた
超音波情報を表示することのできるものである。

［発明の実施例］以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例たる超音波診断装置のブロッ
ク図である。同図１１．１２は被検体１０内の所望部位
に向ってそれぞれ異なる角度より超音波の送受波を行う
第１．第２の超音波送受波手段（超音波探触子：以下「
探触子」という）、１３はこの第１．第２の探触子１１
．１２を駆動する駆動回路、１４は第１．第２の探触子
１１゜１２によって検出されたエコー信号を増幅する受
信回路、１５はこの受信回路１４よりのエコー成分を所
定の時間幅だけ取り込むデータ取込手段、１６はこのデ
ータ取り込み手段１５及び前記駆動回路１３の動作制御
を行う送受信制御手段、１７は前記データ取込手段１５
の出力の周波数分析を行う周波数分析手段、１８はこの
周波数分析手段１７の分析結果などを必要に応じて記憶
する記憶手段、１９はこの記憶手段１８を介して入力さ
れるところの前記周波数分析手段１７の分析結果を基に
、前記被検体１０内の所望部位における超音波散乱成分
の角度依存特性を演算する演算手段、２０はこの演算手
段１９の演算結果を表示する表示手段である。

ここで、前記第１．第２の探触子１１．１２と被検体１
０との関係について第２図を基に説明する。

第２図は本実施例装置における第１．第２の探触子１１
．１２と被検体１０との関係を示す説明図である。

被検体１０内の所望部位例えばＰで示す部位に向って超
音波の送受波を行う第１．第２の探触子１１．１２は、
その超音波指向性が所望部位Ｐにおいて交差するように
被検体１０の体表面の異なる（Ａ点、８点）にそれぞれ
配置されているものであり、第１の探触子１１より送波
された超音波パルスＴ１の所望部位ＰよりのＩ＋−成分
（散乱成分を含む）は第１．第２の探触子１１．１２の
双方ににっで受波され、また同様に第２の探触子１２に
り送波されｉ＝超音波パルスＴ２の所望部位Ｐよりの工
′］−成分も第１．第２の探触子１１゜１２の双方にＪ
：つて受波されるＪ：うになっている。

次に以上に構成される実施個装Ｎの作用につい−Ｃ説明
覆る。

超音波パルスの送波は、送受信制御手段１６の制御によ
り、第１．第２の探触子１１．１２の双方より交互に行
われる。

一方、送受信制御手段１６の制御によりｆ−り取込手段
１５は超音波パルス送波後の所定時間において前記受信
回路１４の出力を取り込むので、周波数分析手段１７の
周波数分析に供されるのは、第１．第２の探触子１１，
１２の双方に」：って受波されたところの被検体１０よ
りのエコー成分中、所望部位Ｐよりのエコー成分のみと
なる。

ここに、前記第１の探触子１１（第２図Ａ点）より送波
された超音波パルスの所望部位Ｐよりのエコー成分中第
１の探触子１１により受波された第１のデータ及び第２
の探触子１２（第２図Ｂ点）により受波された第２のデ
〜りそれぞれの周波数スペクトラムＶＭ（ｆ）及びＶＡ
Ｂ（ｆ）は次式で表される。

ＶＭ（ｆ）＝Ｖｏ　（ｆ）　　・ＨＡＴ（Ｄ　　・ＨＡ
Ｒ（ｆ）−ｓｐ（ｒ、　ｏ）−ＥＸＰ（−、ｒ、：αｍ
ｄｊ！　）−Ｅ　Ｘ　Ｐ　（−ｆ、（Ｘ　（ｆ）ｄＪ！
　）　　　　　　−（１）ＶＡ８（ｒ）＝Ｖｏ　（ｆ）
　　・５ＡＴ（ｒ）　　・ＨＢＲ（１）−Ｅ　Ｘ　Ｐ　
Ｃ−ｆ、ａ　ｍｄｆり　　　　　　　・（２Ｊまた、前
記第２の探触子１２より送波された超音波パルスの所望
部位Ｐよりのエコー成分中第１の探触子１１により受波
された第３のデータ及び第２の探触子１２により受波さ
れた第４のデータそれぞれの周波数スペクトラムＶｓＡ
（ｆ）及びＶＥＥ（ｆ）は次式で表される。

（以下余白）ＶＢＡ（ｆ）＝ＶＯけ）　　・１ｌｅＴ（ｆ）　　・ｌ
−１ｘ（ｆ）・Ｓ　Ｄ　（ｆ、θ）・ＥＸＰ（＜’α（
ｔ）ｄｊ！−）・［ＸＰ（−、／’、α（ｆ）Ｌｅ　）
　　　　　　・・・（３）Ｖｅｅ（ｆ）＝Ｖｏ　　（１
・ｌＩｍ［）　　・ＬｌｅＲ（ｆ）′　・５ｐ（ｆ、０
）・トＸＰＣ−ｆＰα（ｒ）ｄＪり・ＥＸＰ（イα（ｆ
）ｄｊ！　）　　　　・・・（４）前（１）乃至（４）
式において、Ｖロ　（ｆ）は探触子１１．１２を駆動す
るために駆動回路１３より出力されるパルス電圧の周波
数スペクトラム、ｔ−Ｉ　Ｔ及びＨＲはそれぞれ探触子
の送波及び受波における伝達関係、添字Ａ、Ｂは探触子
１１．１２の位置すなわち第２図Ａ点、Ｂ点の別、Ｓｐ
は被検体１０内の所望部位Ｐにおける超音波散乱特性で
ある。

前（１）式及び（４）式の場合、超音波パルスの入射方
向への散乱であり、角度はＯであるから超音波散乱特性
は５ｐ（ｆ、０）となり、また、前（２式及び（３）式
の場合、超音波パルスの入射方向に対して角疫θ方向へ
の散乱と考えられるから、超音波散乱特性はＳ　ｐ　（
Ｌ　θ）となる。

尚、第１．第２の探触子１１．１２が同一特性であれば
１−１＾−Ｈｅとすることができる。

このような周波数分析結果が記憶手段１８に記憶される
と、演算手段１０は記憶手段１８の記憶内容を基にＶＡ
ＡとＶ印との積及びＶＡＢとＶＢＡとの積並びにこれら
の積の比を演算することにより、被検体１０内の所望部
位Ｐにおける超音波散乱成分の角度依存特性を得る。こ
の演算手段１９における演算は次式により表される。

（Ｖ２（ｆ、θ）　）　／　（Ｖ２　（ｆ、　Ｏ））　
＝　（ＶＭ・ＶＢＡ）／（ＶＭ・■田）＝（Ｓｐ２（ｆ
、θ））／（Ｓ　ｐ２　（ｆ、　０））　　　　　　　
　　　　　　・・・（５）すなわち、（５）式による演
算の実行により、被検体１０内の所望部位１〕までの経
路における減衰及び散乱の影響さらには駆動パルスの周
波数スペクトラムなども除去され、所望部位Ｐにおける
超音波散乱の角度依存特性が正確に抽出されるのである
。

抽出結果は表示手段２０に、散乱情報としτ例えば第３
図３５．３６で示すように表示される。図中３５ａはＶ
　（ｆ、θ）、３５ｂはＶ（ｆ、０）、３６はＶ　（ｆ
、θ）とＶ（ｆ、ｏ）との比である。

被検体１０における生体組織の状態に応じて超音波散乱
の角度依存特性が変化することから、この角度依存特性
Ｊ、す、被検体１（］の異常部位の状態把握が可能とな
る。

このにうに本実施例装置にあっては、被検体１０内の所
望部位Ｐに向ってそれぞれ異なる角度９ｊζり超音波の
送受波を行う第１．第２の探触子１１゜１２によって受
波されたニー」−成分をデータ取込手段１ｂに」：り取
り込み、取り込ｌυだエコー成分を基に前記被検体１０
内の所望部位Ｐにおける超音波散乱情報の角度依存性ｔ
！１を演算手段１９にＪ、り演算づるものであるから、
所望部位Ｐにおける超Ｐ１波散乱の角度依存特性を正確
に抽出することができ、抽出結果を表示手段２０に表ン
にすることにＪ：り被検体１０の異常部位の状態把握が
可能どなる。

以」ニ本発明の一実施例について説明したが、本・発明
は上記実施例に限定される１）のではなく、本発明の要
旨の範囲内で適宜に変形実施が可能であるのはいうまで
もない。

例えば上記実施例においては第１．第２の探触子１１．
１２を具備するものについて説明したが、第４図に示す
Ｊ：うに複数の超音波振動子がアレイ状に配列されて成
るリニアアレイ超音波プローブ２１を用いることもでき
る。Ｊ−なわら、複数の超音波振動子のうち２１ａ、２
１ｂで示すものを所定の遅延時間を与えて駆動すること
により、上記実施例の場合と同様に超音波の送受波を行
うことができる。

また、リニアアレイ超音波プローブ２１は通常被検体の
断層像を得る際に用いられるものであるから、このリニ
アアレイ超音波プローブ２１を用いて断層像を得る場合
の走査と散乱情報を得る場合の走査とを交互に切り換え
ることにより、第５図に示すように被検体の断層像３１
と散乱情報３５．３６とをリアルタイムで表示すること
ができる。図中３２．３３は散乱情報を得る際の超音波
ビーｌ入方向であり、その交白３１が第２図にお番プる
所望部位Ｐに相当する。

このように表示すれば、所望部位Ｐどその部位にお【ノ
る散乱情報どの対応が明確となる。

「発明の効果］以上訂述したＪ、うに本発明によれば、被検体の任意の
部位よりの超音波散乱情報を正確に検出りることができ
、被検体の診断能の向上に優れた超音波情報を表示する
ことのできる超音波診断装置を提供Ｊ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たる超音波診断装置のブロッ
ク図、第２図は本実施例装置における第１、第２の超音
波送受波手段ど被検体との関係を示す説明図、第３図は
本実施例装置における表示の一例を示ず説明図、第４図
は本発明の詳細な説明Ｊるための説明図、第５図は本発
明の変形例にお【ノる表示の一例を示ず説明図である。１１・・・第１の超音波送受波手段、１２・・・第２の超音波送受波手段、１５・・・データ取込手段、１９・・・演算手段、２０
・・・表示手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体よりの超音波情報を処理して表示すること
により診断に供する超音波診断装置において、被検体内
の所望部位に向つてそれぞれ異なる角度より超音波の送
受波を行う第１、第２の超音波送受波手段と、この第１
、第２の超音波送受波手段のそれぞれより送波された超
音波の前記所望部位よりのエコー成分を、第１、第２の
超音波送受波手段を介して取り込むデータ取込手段と、
このデータ取込手段によつて取り込まれたエコー成分を
基に前記被検体内の所望の部位における超音波散乱成分
の角度依存特性を演算する演算手段と、この演算手段の
演算結果を表示する表示手段とを具備することを特徴と
する超音波診断装置。
（２）前記演算手段は、前記第１の超音波送受波手段よ
り送波された超音波の所望部位よりのエコー成分中第１
の超音波送受波手段を介して受波された成分を第１のデ
ータ、前記第２の超音波送受波手段を介して受波された
成分を第２のデータとし、また、前記第２の超音波送受
波手段より送波された超音波の所望部位よりのエコー成
分中前記第１の超音波送受波手段を介して受波された成
分を第３のデータ、前記第２の超音波送受波手段を介し
て受波された成分を第４のデータとするとき、前記第１
、第３のデータ間の積と、前記第２、第４のデータ間の
積との比を算出することにより超音波散乱成分の角度依
存特性を得るものである特許請求の範囲第１項に記載の
超音波診断装置。
（３）前記表示手段は、前記演算手段よりの角度依存特
性と共に前記被検体の断層像を表示するものである特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載の超音波診断装置。