JPS62231635A - 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〕 （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
波診断装置に係り、特に組織の超音波伝播速度（以下、
音速という）又は波形の乱れ度等の組織特性化パラメー
タを測定することにより組織を特性化し、診断に供する
ための音速又は波形の乱れ度等の組織特性化パラメータ
測定並びにその表示機能を備えた超音波診断装置に関す
るものである。

（従来の技術） 被検体中の超音波伝播速度は、その被検体における超音
波伝播経路に存在する組成の影響を少なからず受ける。

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、或いは肝硬変等を超音波伝播速度
で知ることができることを意味しており、従って、生体
中の超音波伝播速度を計測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超音波伝播速度の
情報を得、これより目標とする位置での組成を検査する
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８図に示すような手法（以下、クロスモード法とい
う）が提案されている。

すなわち、図においてｌは超音波リニヤ電子スキャン用
プローブであり、このプローブｌを用い、図示しない体
表面に接している超音波送受面２の一端へから体内へＯ
方向に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
個の超音波振動子（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
、このプローブにおいて隣接するいくつかの振動子を一
群として、これら一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、送波に用いた上記一群の振動
子にて行い該振動子群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、上記一群の振動子を−ピッグ・ずつ
ずらして行くことにより、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、リニヤ・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
ャンを行うことが出来る。

Ｏ方向に向かってビーム状に送波された超音波パルスは
、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ｌに到来するエコーを送信に供した振動子
群では無く、この到来したエコーの入射位置にある振動
子群（該プローブｌにおける右端Ｂの振動子群）で受信
させる。

上記Ａ、　８間の距Ｍｙは既知であるから、経路４．５
を伝播する超音波の伝播時間りを測定すれば肝組織中の
音速Ｃは Ｃ＝ｙ／（ｔ−５ｉｎθ）　　　　　−（１）により求
めることが出来る。

この原理を利用して音速を測定するものである。

音速が未知であるからθは厳密には未知であり、また、
生体の中に点Ｐなる反射点が存在するわけでは無いから
、上記（１）式から音速を求めるために実施には種々の
工夫ら必要になる。

標準的には生体組織の音速をＣ６＝１５３０（ｍ／ｓ）
とすれば、超音波ビームをθ。方向に放射するには隣接
素子間の遅延時間で。

τ。＝（ｄ／Ｃｏ）　・ｓｉｎθ。　　　−（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
うに設定する。

もし、生体組織内の音速が００であれば、超音波ビーム
はＯ６方向へ進むが、一般にはＣ０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Ｏは
スネルの法則から ５ｉｎＯ／　Ｃ＝ｓＬｎθ、／Ｃｏ　　　　・（３）で
示された値となる。

計測された波形のピーク値はＰ点からの反射波を示し、
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＝Ｅ−石二一７　・・・（４） となる。更に（４）式に（２）式を代入するとＣ＝Ｔ璽
フＴ耳Ｔ　　　・・・（４゛）となるａｙ、　ｄ、τ。

は既知であるから、測定によって得られた伝播時間［を
用いて上記（４°）式の計算を行って音速Ｃの値を求め
る。

ところで、プローブｌによって受波されるのは、点Ｐ（
交差点）よりのエコーのみならず、生体内の不均一媒質
例えば腹壁層、横隔膜等からのエコーなどら含まれる。

点Ｐ以外よりのエコー（以下、対象外エコーという）は
音速測定における誤差原因となるため、それをいかに取
り除くかが音速計測上極めて重要となる。

しかしながら、生体内不均一媒質は生体によって異なり
、これを画一的に除去するのが極めて困難であるため、
従来装置においては、対象外エコーに起因する音速計測
誤差を生じ易く、得られた音速情報の信頼性の点で問題
を生じている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来装置においては、対象外エコーに起
因する音速計測誤差を生じ易いという欠点がある。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたしのであり、その
目的とするところは、対象外エコーを容易にしかも確実
に除去することができ、信頼性の高い組織特性化情報を
得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〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被検体に向って送波した超音波の被検体より
の反射成分の時間的波形と、マーカ移動手段によって時
間軸上に移動可能な組織特性化パラメータ計測用時間ゲ
ートマーカとを表示手段に表示し、この時間ゲートマー
カ設定領域内の超音波反射成分を、システム制御手段の
制御により組織特性化パラメータ計測用情報として選択
するようにしたものである。

（作　用） 前記被検体よりの超音波反射成分の時間的波形には、目
的部位（交差点）よりのエコー波形の他に対象外エコー
波形ら現われる。このような時間的波形と共に組織特性
化パラメータ計測用時間ゲートマーカを表示手段に表示
することにより、該時間ゲート設定領域内に、目的部位
よりのエコー波形のみが存在するか否かの判別を容易に
行うことができる。この判別において、対象外エコー波
形が該時間ゲート設定領域内に入り込んでいろと判断し
たなら、前記マーカ移動手段によって該時間ゲートマー
カを時間軸上に移動し、該ゲートマーカ設定領域内に目
的部位よりのエコー波形のみが存在するように調整する
。そしてこの時間ゲートマーカ設定領域内の超音波反射
成分、換言すれば、目的部位よりのエコー波形のみが、
前記システム制御手段の制御により選択され、組織特性
化パラメータ計測のための処理に供されるのである。

このように、被検体よりの超音波反射成分中に対象外エ
コーが存在していても、この対象外エコーを容易にしか
し確実に除去することができるため、信頼性の高い組織
特性化情報←速又は波形の乱れ度搬を得ることができる
。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第」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。

図において、ｌは超音波プローブであり、超音波送受信
を行う例えば１２Ｂ素子の振動子ＴＩ。

〜Ｔ１２８を直線的に並設して成る。振動子ＴＩ。

〜’ｌ’　１２８並設而は第８図のプローブ１の超音波
送受波面２となる。

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ィスプレイ（表示手段）であ
る。

１８はＡ／Ｄ変換器２０の出力をらとに音速計算や平均
値計算等を行う計算回路、２５Ａはシステム制御手段で
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・モード音速測定（ｌｌ＋ｉ　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・モード音速計測の計測
ルート（ビーム・パスのルート）表示用の画像データ、
及び組織特性化パラメータ計測用時間ゲートマーカ（以
下、時間ゲートマーカという）表示用の画像データを発
生ずるものである。３ｏ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
納してゆくとノ（に、読み出しはディスプレイ１７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
ングとディスプレイ１７におけろ表示タイミングの違い
をこのフレーム・メモリを介在させることで支障の無い
ようにコンバートするものである。

また、上記マーカ発生器２９の出力はこのディジタル・
スキャン・コンバータ３ｏのフレーム・メモリ上におけ
るＢモード像の上記クロス・モード音速計測のルート対
応位置に書き込まれる。

また、上記メモリ２２はＡモード像のデータら更新記憶
する。さらにまた、上記ディスプレイ１７は図示しない
が、表示画像メモリであるビデオｒｔＡＭを有しており
、上記計算回路１８にて計算された音速データ、Ａモー
ド像、時間ゲートマーカ、音速平均値の変化パターン等
のグラフを所定のレイアウト、所定のフォーマットで格
納するようにシステム制御手段２５Ａにて制御される。

そして、このビデオＲＡＭ上の画像データとディジタル
・スキャン・コンバータ３０の出力に基づいて画像を表
示する。

５０は、前記ディスプレイ１７に表示された時間ゲート
マーカを時間軸上に移動するためのマーカ移動手段であ
り、ここでは、本装置の操作パネル（図示せず）上に設
けられたゲートスイッチ（ＧＡＴＥ）５１．ヂャネルス
イッチ （ＣＩ（１、ＣＨ２）５２．５３及びトラックボール５
４を何して成る。このマーカ移動手段５０の出力はシス
テム制御手段２５Ａに取り込まれるよう１こ成っている
。

次にシステム制御手段２５Ａについて詳述する。

このシステム移動手段２５Ａは、ＣＰＵ　（中央処理装
置）、ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）及びＲＡＭ　（
ランダムアクセスメモリ）等を有して構成されている。

ＲＯＭ内には、交差点の深さ毎に必要な音速値範囲から
逆算した音速計測用ゲートアドレスによるテーブルが形
成されており、超音波送受波に際して交差点が設定され
る毎に、該当するゲートアドレスが読み出されるように
成っている。ここに、必要な音速値範囲は、目的部位例
えば肝臓が正常である場合及び異常である場合を勘案し
て決定される。そしてこのシステム制御手段２５Ａは、
前記マーカ移動手段５０よりゲートマーカ移動の指示が
ない限りにおいては前記ゲートアドレスをそのまま前記
マーカ発生手段２９に出力し、ゲートマーカ移動の指示
があった場合には移動後の新たなゲートアドレスを前記
マーカ発生手段２９に出力すると共に、時間ゲートマー
カ設定領域内の超音波反射成分を音速計測用情報として
選択するように成っている。さらにこのシステム制御手
段２５Ａは、予め定められたプログラムに従い、上記マ
ルヂブレクザ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メモ
リ２２の書き込み、読み出し制御及び上記計算回路１８
の動作制御並びに切換えスイッチ２６の切換え制御、マ
ーカ発生器２９のマーカ出力制御等を司り、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・モード音速測定のための超
音波送受を行うように制御し、Ｂモードのリアルタイム
表示と、音速測定の計算及びその結果の表示及び全ビー
ム・パスの平均音速の計算およびそのプロット表示を行
う。

また、加算平均した平均Ａモード表示を行いたい場合は
Ｂモードのスキャンが終わった時点でＢモード像をフリ
ーズさせ、次いでクロス・モード音速測定を行ってその
音速計算、表示並びにクロス・モード音速測定を行った
各ビーム・パスでの測定データによるフリーズＡモード
像の表示、平均Ａモード像表示、選択された１つのビー
ム・パスの平均音速変化図または局所音速変化図の表示
を行う。

また、クロス・モード音速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２図に示すように本装置では上部境界での
反射点（測定点）Ｐｌ、及びＢ１２、下部境界での反射
点（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、超音波ビーム送受経路をＡ→Ｐｏｏ
→Ｉ３．Ａ→ｐ　、１→Ｃ，Ｂ→Ｐｏｏ→Ａ、Ｂ−Ｐ、
ｔ−Ｄの４ルートとする。すなわち、プローブｌのＡお
よびＢ位置各々を超音波ビーム送波位置とするとともに
受渡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Ｂ位置で受信し、次
にＡ位１δより送波し、Ｐ、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、Ｉ’ｏａで反射したも
のをΔ位置で受信し、次にＢ位置より送波し、Ｐｌで反
射したしのをＣ位置で受信すると言った具合に送受を切
換えることで、測定経路の対称性を持た仕、しから、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
るようにしている。また、計測ルートを対称形としたこ
とで、統計的に不均一な平均とならないようにし、以て
誤差の縮減を可能にしている。

次に、このように構成された実施例装置の作用を説明す
る。

本装置ではクロス・モード音速測定は第２図に示すよう
な４つのルートＢｌ、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４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えスイッチ２６
が端子Ｂ側からＸ側に一次的に切換えられ、音速測定が
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はリニヤ電子スキ
ャンのための選択が行われるとともに、遅延回路Ｉ５、
Ｉ６はリ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
択した振動子群に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
ィンタル・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・スキ
ャン・コンバータ３０のフレーム・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。また、
マーカ発生器２９により設定されたクロス・モード音速
測定のビーム・パスのマーカが出力され、ディジタル・
スキャン・コンバータ３０のフレーム・メモリにおける
該クロス・モード音速測定位置に対応する位置に該マー
カが格納される。ディジタル・スキャン・コンバータ３
０のフレーム・メモリ上の画像データはディスプレイ１
７のスキャンに合せて読み出され、ディスプレイ１７に
与えられて表示される。

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・モード音速測定に入る。この音速測定は
始めに、Ｂ１のルートで行う。

すなわち、上記システム制御手段２５Ａの制御により、
送受遅延回路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τ。がτ。

＝　（ｄ／　Ｃｏ）ｓ　ｉｎθ。（前記（２）式）の関
係になるように設定される。そして、マルチプレクサ１
３の切換え動作により、プローブのＡ点に属する振動子
群ＴＩ−Ｔ３２とバルサ１４の出力端とが接続される。

また、クロック発振器２１よりレートパルスが発生され
、これが送信用遅延回路１５を介してバルサ１４に入力
される。すると、バルサ１４より対応する送信用遅延回
路１５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〜′ｒ３２のうち、該バルサの対応
する振動子に入力され、振動子は超音波を発生ずる。そ
して、上記遅延時間により定まる所定方向Ｏに超音波ビ
ームが送波される。

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【３
の切換え動作により、プローブ１のＢ点に属する振動子
群Ｔ９７〜Ｔ【２８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ｌのＡ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
中、点Ｐｏ０での反射分がプローブｌのＢ点に属する振
動子群により受波され、そのエコーは受信用遅延回路１
６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によりデータ信号に変換され、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、掻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以ったかたちで記憶
される。これはＡモード像のデータとなる。

プローブｌのＡ点、Ｂ点のそれぞれに属する振動子群に
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の作用に上り受信エコーの加算平均が行わ
れる。

この作業が終わ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
２５Ａ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・モード音速測定に移る。

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Ｂ点に属する振動子群に
代えてプローブｌの０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Ａ点に属
する振動子群より送波された超音波の点Ｐ１．での反射
成分が、プローブｌの０点に属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
合と同様の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、Ｂ２のルートにおける
超音波の送波より、受波までの時間ｔ２の計測に供され
る。

この作業が終わ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平段
２５Ａは切換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換え、Ｂ３
のルートにおけるクロス・モード音速測定に移る。

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Ｉ３が動作して、今度はＡ点に属する振動子群に
代えてプローブＩのＢ点に属する振動子群Ｔ９７〜Ｔ　
１２８とパルサ１４の出力端とが接続され、また、０点
に属する振動子群に代えてプローブ１のＡ点に属する振
動子群が受信用遅延回路１６に接続される。そして、プ
ローブ１のＢ点に属する振動子群より超音波が送波され
、この送波された超音波の点Ｐ。０での反射成分がプロ
ーブ１のＡ点に属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
同様の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、Ｂ３のルートにおける
超音波の送波より、受波までの時間ｔ３の計測に供され
る。

この作業が終わるとシステム制御平段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
２５Ａは切換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換え、Ｂ４
のルートにおけるクロス・モード音速測定に移る。

システム制御手段２５Ａの制御によりマルチプレクサ１
３が動作して、今度はＡ点に属する振動子群に代えてプ
ローブｌのＤ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る。

そして、プローブｌのＢ点に属する振動子群より超音波
を送波させると、この送波された超音波の点Ｐ１２での
反射成分が、プローブｌのＤ点に属する振動子群により
受波される。そして、その受信エコーは受信用遅延回路
１６により、送波の場合と同様の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、Ｂ４のルートにおける
超音波の送波より、受波までの時間ｔ４の計測に供され
る。

この作業が終わ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
２５Ａは切換えスイッチ２６を端子Ｘ側に切換え、Ｂ１
のルートにおけるクロス・モード音速測定に移る。この
ような動作が繰返されてリアルタイムロモード像の表示
とクロス・モード音速測定用データの加算平均が行われ
る。

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が時間情報として計算回路１
８に送られる。そして、計算回路１８によりこれをもと
にＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４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．ｔ２．ｔ３．ｔ４
が計算される。その後、更に各ルート別音速値Ｖｔ、Ｖ
２、Ｖ３．Ｖ４及び全ビーム・パスにおける平均音速値
■が計算され、その表示はディスプレイ１７にて行われ
る。

従って、通常状態ではＢモード像と音速測定値、平均値
音速時間変化図のみが順次更新されて表示される。Ａモ
ード像等、その他のものは既に表示されたちの以外はフ
リーズ時のみ表示される。　　゛ディスプレイ１７の表
示例を第３図及び第４図に示す。第３図は通常状態時の
表示、第４図はフリーズ時の表示である。

第３図において６０はリアルタイムで測定された被検体
関心部位のＢモード像、６１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・パスのルート
を示すビーム・パス・マーカ、６２は上記クロス・モー
ド音速測定により得られたビーム・パス・ルート別のリ
アルタイムＡモード像、６３は上記クロス・モード音速
測定によす得られたビーム・パス・ルート別の各音速値
、６４はこれらビーム・パス・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。また、
第４図において７１はＢモード像、７２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・パ
スのルートを示すビーム・パス・マーカ、７３は上記ク
ロス・モード音速測定により得られたビーム・パス・ル
ート別のフリーズＡモード像、７４は上記クロス・モー
ド音速測定により得られたビーム・パス・ルート別の各
音速値、７５はこれらビーム・パス・ルート別の各音速
値をらとに求めた対象部位の平均音速値変化図である。

ビーム・パス・マーカ７２は、上記（１）〜（４）のル
ートを示しており、また、音速値６３．７“４はこれら
ルートのうち、上記／Ｉ　　）　Ｍｌｌ、　　　Ｌｒハ
半Ｊ（ｉ’ｆ４Ｖ　　Ｉ　　　　Ｉ−ｆμ　（９）　の
ルートのルートの音速値を■２、上記（３）のルートの
音速値を■３、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、７５は分散値、７７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７５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７３はルート（１）
と（３）のものをＢｌ、Ｂ３として、ルート（２）と（
４）のものをＢ２、Ｂ４として表示しである。

そして、第６図、第７図においてそれぞれリアルタイム
Ａモード像６２．７３上には、時間ゲートマーカ６５．
６６．６７．６８．７８．７９．８０．８１が重畳水さ
れている。６５．６６及び７８．７９はビーム（Ｂｅａ
ｍ）　１．３のゲートマーカであり、６７．６８及び８
０，８１はビーム２．４のゲートマーカである。この時
間ゲートマーカは、システム制御手段２５Ａの制御の下
で表示されたものである。次に、本実施例装置において
受信したエコー波形と組織特性化パラメータ計測用時間
ゲートとの関係を第５図を基に説明する。

第５図において８３はエコーの時間的波形であり、交差
点よりの像８４の他に、交差点以外からの像８５　（対
象外エコーによるものであり、例えば腹壁層等が考えら
れる）も含まれている。尚、スタートアドレスは零点か
ら示しである。８６は組織特性化パラメータ計測用時間
ゲートであり、通常は、システム制御手段２５Ａ内のＲ
ＯＭより読み出された情報を基に設定される。８７はリ
アルタイムＡモード像であり（ＡＳＡニスタートアドレ
ス、ＡＤＬ　　：データレングス）、このＡモード像が
ディスプレイ１７に表示され、このＡモード像上にゲー
トマーカ８８．８９が重畳表示される。このマーカ８８
．８９はそれぞれ前記時間ゲート８Ｇの立ち下りタイミ
ングに合致する。そしてこのマーカ８８．８９の設定領
域内のエコーデータ、つまり前記時間ゲート８６の高レ
ベル時に相当するエコーデータ（ＤＬで示す）がシステ
ム制御手段２５Ａの制御により選択され（ＳＡニスター
トアドレス）、これが音速計測用エコ一時間波形９０と
して波形解析回路２４に取り込まれ、ピーク値検出に供
されるのである。この結果、ゲートマーカ設定領域外に
存在する対象外エコーは音速計測のためのピーク値検出
に供されることはない。尚、９１はフリーズ時に表示さ
れる平均Ａモード波形である。従ってオペレータは、デ
ィスプレイ１７上に表示されたリアルタイムＡモード象
８７と時間ゲート８８．８９との関係より、性格な音速
計測が行われる否かを適確に判断することができる。被
検体の腹壁層の厚み等により前記対象外エコーによる像
８５がゲートマーカ８８．８９の設定領域内に入り込む
場合が考えられるが、かかる場合には以下の手順に従っ
てゲートマーカ８８．８９を移動させればよい。

第６図はゲートマーカ移動設定の説明図である。

９３で示すのはプリセット状態であり、この状態におい
てはシステム制御手段２５Ａ内のＲＯＭより読み出され
たデータを基にゲートマーカが設定される。オペレータ
がゲート移動手段５０のゲートスイッチ（ＧＡＴＥ）５
１及びチャンネルスイッチ（ＣＨＩ）５２をオンすると
、ＣＨＩのゲート設定モード９４となる。このモードに
おいてＣＨｌのゲートマーカは士印に変わり、トラック
ボール５４の操作によるゲートマーカ位置移動をオペレ
ータに促す。トラックボール５４を操作してゲートマー
カ位置を移動した後、チャンネルスイッチ（ＣＩ２）５
３をオンすると、ＣＨｌの新たなゲートマーカ位置が固
定され、今度はＣＨ２のゲート設定モード９５となる。

そして、上記同様にトラックボール５４を操作すること
でゲートマーカ位置を移動させた後、ゲートマーカ５１
をオフすると、ＣＨ２のゲートマーカ位置が固定される
（新ゲート状’０９６）。尚、前記Ｃ）（２ゲート設定
モード９５において、再びチャンネルスイッチ５２をオ
ンすると、前記ＣＨＩゲート設定モード９４となり、こ
こでゲートスイッチ５１をオフすれば、新ゲート状態９
６となる。

このような操作によりゲートマーカを移動させることで
、ゲートマーカ設定領域内に入り込んだ対象エコー像を
容易にしかも確実に除去することができる。このため、
波形解析回路２４において、対象外エコー波形を誤って
検出することなく、目的部位（交差点）よりのエコー波
形のピーク点を適確に検出することができ、計算回路１
８において信頼性の高い音速情報を得ることができる。

尚、クロス・モード音速測定での超音波送受波において
、本装置はＡ点に属する振動子群とＤ点に属する振動子
群それぞれの振動子配列方向における中心位置の移動距
離及びＢ点に属する振動子群と０点に属する振動子群そ
れぞれの振動子配列方向における中心位置の移動距離は
第２図に示されるように同一の距離△ｙとする。また、
超音波ビームの偏向１？ＩＯはいずれの場合らθ０とし
、等しくする。従って、これにより点Ｐ＋＋と点Ｐｉｔ
は、点Ｐ。０を通り、且つ、プローブ１の超音波送受波
面に対して垂直な線を軸として線対称となる位置関係に
あり、また、その間の距離は△ｙとなる。

次に計算回路１８におけるアルゴリズムについて説明す
る。

計算回路１８又は次の演算を実行する。

△ｔ＝（ＱＩ−ｔ２）＋Ｑ３−ｔ４））／２＝（Ｑｌ　
＋ｔ３）／２）−（（ｔ２＋ｔ４）／２）　　　・・・
（１０）この（１０）式の演算実行によって得られる△
ｔは、点Ｐ、→点Ｐ。０→点ＰＩ２間の経路を伝播する
超音波の伝播時間推定値となる。

そこで、点ｐＨ一点Ｐ。。一点２１１間の経路を伝播す
る超音波の平均の音速ｃＡを次式により求める。

・・・（１１） この（１１）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ｐＨ、ＰＱＯ１ｐＨを含む部位
）における音速を表わしている。

このように、ｐ　、１、ＰｏｏＳＰ＋ｔ３点での超音波
の反射成分より、被検体内組織の局所における音速を算
出ずろことが出来るらのであるから、超音波の送受波に
使用する振動子をマルチプレクサ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Ｏを変えることなく、被検体内組
織の複数局所におけろ音速を求めることが出来る。

第７図は振動子の切換えにより、局所音速を測定するこ
との出来る領域を示す図である。一般に、指向方向を定
める遅延時間は遅延素子により得るが、この遅延素子は
設定できる遅延時間が限られた範囲である。そのため、
上記交点は特定化されるので、マーカ発生器２９からは
このとり得る交点位置を通るビーム・バスをマーカとじ
て出力できるようにしておき、計測ルートが設定された
時、この計測ルートでのビーム・パスをマーカとして選
択して出力するようにする。

図中９７は局所音速の測定可能領域であり、この領域９
７において符号Ｐ。Ｏ”’＝　Ｐ　７　＋を付して示す
「・」は超音波送受指向方向の交点である。

この場合、上述したと同様に（Ｐｏｏ、Ｐ＋＋、ＰＩ２
）、（Ｐ、、ＳＰ、、、Ｐ□）、（Ｐ３２、Ｐ２ｔ、Ｐ
、３）、（Ｐ、１、Ｐ３＋、Ｐ２２）、（Ｐ、２、ｐａ
ｔ、Ｐ３３）、（Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ、４）、・・・の
如く、測定対象とする異常部に合せ、第１の交点とこの
第１の交点を通り１．且つ、プローブｌの超音波送受波
面に対して垂直な線を軸として線対称な位置関係にある
第２、第３の交点の３つの反射点の組合せについて選択
し、該３つの交点での上述のようなルートを通る反射波
について上記測定を行い、（１１）式の演算による平均
音速を求めることにより、測定可能領域３１内における
所望局所の平均音速の分布を求めることが出来る。

計算回路１８において算出された所望局所の音速値は輝
度変調あるいはカラー変調した後にディスプレイ１７に
音速分布として表示することら可能である。

本装置では平均化したものをプロットして図表表示する
が、以下のような平均化を実行しても良い。この平均化
（アンサンプル平均）は次式の演算により行う。

Ｎは局所音速の算出に供された交点の組合せ数で、本実
施例の場合では３である。

また、次のようにしてもアンサンプル平均することが出
来る。

すなわち、各３つの交点の組合せより、計測された伝播
時間△ｔｉとして（１３）式により、先ず超音波伝播時
間をアンサンプル平均し、その平均結果を用いて、（１
４）式を演算し、音速値Ｃを求める。

ｉ＝１ ・・・（１４） このようなして得られた音速値のアンサンプル平均結果
を、ディスプレイ１７に表示する。

また、平均Ａモード像を見たい場合にはシステム制御手
段２５Ａ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ヂ等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は上記超音波伝播速度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、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測定値を求め
、これをディスプレイ１７に表示すると共に平均値をプ
ロットし、表示する。また、メモリ２２の格納データよ
り平均Ａモード像が生成され、また、同一ルートでの平
均値を用いたＡモード像が計算回路１８にて求められ、
それぞれディスプレイ１７に与えられて第４図の如く、
所定位置に所定フォーマットでフリーズ表示される。

この時の表示像はＢモード像を含め、時間的に、　はぼ
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、リアルタイムでのモード像表示と音
速測定データの逐次更新が実施される。

以上説明した実施例にあっては、被検体よりの超音波反
射成分の時間的波形と、マーカ移動手段５０によって時
間軸上に移動可能な時間ゲートマーカとを表示手段１７
に表示し、この時間ゲートマーカ設定領域内（第５図に
おけるゲート波形８６の高レベル期間に相当する）の超
音波反射成分を、システム制御手段２５Ａの制御により
音速計測用情報として選択し、この選択結果を基に音速
情報を得るようにしたものであるから、対象外エコーを
容易にしかも確実に除去することができ、信頼性の高い
音速情報を得ることができる。また、前記時間ゲートマ
ーカを、前記超音波反射成分の時間波形（リアルタイム
Ａモード像）上に重畳表示することにより、目的部位よ
りのエコー波形のみがゲート内に入っているか否かの判
別を容易に行うことができ、マーカ移動手段５０の操作
によるゲートマーカ移動を速やかに行うことができると
いう利点もある。

さらに、通常はＢモード像のスキャンの合間に１ル一ト
分のクロス・モード音速測定を挟むようにし、Ｂモード
像と音速測定値の更新のみを行って、他の平均Ａモード
像等、他の像や情報の生成表示や演算、更新を行わない
ようにしたことから、そのために要していた時間を裂か
ずに済むようになり、従って、Ｂモード像をリアルタイ
ムで表示することが出来るとともに、被検体内組織の複
数局所における音速値を逐次測定して更新表示すること
が出来るようになる。また、平均Ａモード像を含めであ
る時点での音速測定値やＢモード像を見たい時にはフリ
ーズ指令を与えることで、４ルートのクロス・モード音
速測定後、直ちにＢモード像のフリーズを実行させ、音
速値の計算と平均Ａモード像の生成を行うので、同一時
相でのＢモード像及び平均Ａモード像、音速値を合せて
表示することが出来る。従って、診断に極めて有用な情
報を得ることが出来る超音波診断装置となる。

特に本装置はリアルタイムでの観察を行いながら必要に
応じ、フリーズを行うことで、被検体所定部位、例えば
、肝全体のマクロ的な変化を反映する音速情報やその音
測情報測定ルートでの平均Ａモード像等を含めた総合的
な情報を一枚の画像に納めて観察することが出来、特に
肝臓のように、内組織が正常状態では均質な臓器類の診
断には極めて有用である。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上
記し、且つ、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範囲内で適宜変形して実施し得
るものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれ場、対象外エコーを容
易にしかも確実に除去することができ、信頼性の高い組
織活性化情報を得ることができる超音波診断装置を提供
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超音波ビーム送受
経路の説明図、第３図及び第４図は本実施例装置におけ
る表示例の説明図、第５図はエコー波形と時間ゲートと
の関係を説明するための波形図、第６図はゲートマーカ
移動設定の説明図、第７図は本実施例装置のプローブに
おける測定点徘定可能領域の説明図、第８図はクロス・
モード音速計測の原理説明図である。 １７・・・・・・・・・ディスプレイ（表示手段）、２
５Ａ・・・・・システム制御手段、 ５０・・・・・・・・マーカ移動手段。 弔２図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に向って送波した超音波の被検体よりの反
   射成分を基に被検体内組織における超音波組織特性化情
   報を得て診断に供する超音波診断装置において、該被検
   体よりの超音波反射成分の時間的波形を表示すると共に
   、組織特性化パラメータ計測用時間ゲートマーカを表示
   する表示手段と、この時間ゲートマーカを時間軸上に移
   動可能なマーカー移動手段と、該時間ゲートマーカ設定
   領域内の超音波反射成分を組織特性化パラメータ計測用
   情報として選択するシステム制御手段とを具備すること
   を特徴とする超音波診断装置。
2. （２）前記組織特性化パラメータ計測用時間ゲートマー
   カは、前記超音波反射成分の時間的波形上に重畳表示さ
   れる特許請求の範囲第１項に記載の超音波診断装置。