JPS6331646A

JPS6331646A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPS6331646A
Application number: JP61172750A
Authority: JP
Inventors: 岡崎　清
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-24
Filing date: 1986-07-24
Publication date: 1988-02-10

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１（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持［生化し、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凍化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。

すなわら、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１０図に示すような手法（以下、クロスモード法と
いう）が近業されている。

りなわら、図において１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１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９ａＡから体内へθ
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
個の超音波パルス（以下、単に振動子と称する）を直線
的に並設した超音波撮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撮動子を一
群として、これら−群の撮動子に対して、送信超音波ビ
ームの方向とそのビームにおける撮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、励振された各撮動
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
合うかたらとなり、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（辰
動子にて行いＨ４Ｈ勤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−群の振動子を一ピツチず
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、励振する撮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
ャンを行うことができ、また、所望位置でのセクタ・ス
キャンを行うことができる。

θ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１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（辰動
子群では無く、この到来したエコーの入射位置にめる撮
動子群（該プローブ１に６ける石端Ｂの娠動子群）で受
信させる。

上記Ａ、Ｂ間の距離ｙ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しを測定すれば肝組織中の音
速Ｃはｃ＝ｙ／　（ｔ　−ｓｉｎθ）　　　　　　　・（１１
により求めることができる。

この原理を利用して音速を測定するものでおる。

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
工夫も必要になる。

標準的には生体組織の音速をＣｏ＝１５３０［ｍ／ｓ］
とすれば、超音波ビームをθ０方向に放射するには隣接
素子間の遅延時間τ０τｏ　＝　（ｄ／Ｃｏ　）　・ｓ
ｉｎθｏ　　　　−（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Ｇｏ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でおる。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／Ｑ＝　ｓｉｎθｏ　／　Ｃ
ｏ　　　　　−（３）で示された１直となる。

計測された波形のピーク点は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＝　　ｙ　ｏ　　　ｔ−ｓ団　０）　　・・・（４）
となる。更に（４）式に（２）式を代入するとＣ＝、７
７丁丁７Ｔτ１７　　　　　・・・（４゛）となる。Ｖ
、ｄ、τ０は既知で轟るから、測定によって得られた伝
播時間ｔを用いて上記（４゛）式の計算を行って音速Ｃ
の値を求める。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、従来の超音波診断装置における散乱波形表示
は、単に横軸を時間とした波形を一つ表示することによ
り行われている。しかしながら、このような散乱波形表
示においては、実際の波形パターンが超音波プローブに
おける同時駆動素子数、超音波の伝播距離等に依存する
ため、正常例との比較が困難であり、この結果、被検体
の散乱波形に基づく診断能の向上が図れないという問題
点を生じている。

この発明はかかる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、被検体の散乱波形を正常例と容
易に比較することができ、散乱波形に基づく診断能向上
を図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１（問題点を解決するための手段）本発明は、ファントム若しくは正常被検体の散乱波形を
標準散乱波形として記憶手段に記・児しておぎ、この撃
県散乱波形と被検体の散乱波形とに基づく散乱波形情報
表示を表示手段により行うようにしたものである。

（作　用）前記表示手段により、基準散乱波形と被検体の散乱波形
とに基づく散乱波形情報表示を１′７うようにしたもの
であるから、被検体の散乱波形を正常例と容易に比較す
ることができ、散乱波形に基づく診断能向上を図ること
かできる。

（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たる超音波診断装着のブロッ
ク図である。

図において、１は超音波プローブでおり、超音波送受信
を行う例えば１２８素子の振動子Ｔｌ。

〜Ｔ１２８を直線的に並設して成る。振動子Ｔ１゜〜Ｔ
１２８並設面は第１０図のプローブ１の超音波送受面２
となる。

１２はリード線、１３は回路選択切換えスイッチでおる
マルチプレクサ、１５は励ＪＵＴ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、
１４は超音波励振駆動用のパルスを発生するパルサ、１
６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
おる。

このディスプレイ１７には、後に詳）ホするように、音
速又は波形の乱れ度等の組織特性化パラメータが表示さ
れるのであるが、特に本実施例装置においてはフッ・ン
トム若しくは正常被検体の散乱波形（これを「標準散乱
波形」という）と被検体の散乱波形とに基づく散乱波形
情報表示を行うようにしている。具体的には、標準散乱
波形と被検体の散乱波形との同一画面上への同時表示、
交差ビームをスキャンすることにより得られた散乱波形
の、時間とスキャン方向とを軸とした擬似３次元表示、
及び標準散乱波形と被検体の散乱波形との拡がり比の数
値表示等を挙げることができ、これが本実施例装置の特
徴点の一つとなっている。

尚、前記ファントムとしては散乱偉人り水フ７・ントム
又は寒天グラファイトフッノントムが挙げられ、前記正
常被検体としては正常と診断された生体が挙げられる。

１８はＡ／Ｄ変換器２０の出力をもとに音速古１等や平
均値計算等を行う計篩回路、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おり、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はマーカ発生器でおり、上記りロス・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するものである。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、読み出しはディス
プレイ１７の走査タイミングに合わせて行い、以て超音
波像の収集タイミングとディスプレイ１７における表示
タイミングの違いをこのフレーム・メモリを介在させる
ことで支障の照いＪ：うにコンバートするものでおる。

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３０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モード像のデータも更新記゛
隠する。ざらにまた、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ＲＡＭ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は外部入力手段でおり、本実施例装置の操作パネル
上に設けられた各種スイッチ、トラックボール等より成
る。この外部入力手段５０により組織特性化パラメータ
及び表示方法を適宜に選択することができる。組織特性
化パラメータとしては音速、波形乱れ、散乱係数、減衰
係数、非線形パラメータ等が挙げられ、表示方法として
は被検体の散乱波形表示、被検体の散乱波形と標準散乱
波形表示、及びこれらの擬似３次元表示等が挙げられる
。

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
た組織パラメータ計測用ゲートアドレスによるテーブル
が形成されてあり、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お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ゐり御手段２５Ａ
は、前記外部入力手段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
記マーカ発生器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５ご生型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組織パラメータ訓測用
情報として選択するようになっている。ざらにこのシス
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
び上記メモリ２２の紺き込み、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、組織特性化パラメータ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及びそ
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・モード測定を行ってその計算
、表示並びにクロス・−゛シード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・モード測定に関しては例えば、マルチブ
レフナ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
反射点く測定点）Ｐｌｌ及びＢ１２、下部境界での反射
点（測定点）Ｂ００内に含まれる異常部分の組織特性化
パラメータを測定するに当って、超音波ビーム送受信路
をＡ−＋ＰＯＯ→Ｂ、Ａ−＋Ｐ＋＋−Ｃ，Ｂ−ＰＯＯ−
＋Ａ、Ｂ−ＰＩ２−Ｄの４ルートとする。すなわら、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
するととも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、Ｐｏｏで反射したものをＢ位置
で受信し、次に八位置より送波し、Ｐｏで反射したもの
をＣ位置で受信し、次に８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Ｂ位置より送波し、
Ｂ１２で反射したものを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、測定経路に対称性を持たせ、
しかも、超音波ビームの送受方向の指向方向をＯ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Ｂ１、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
の合間をぬ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側に一時的に切換えられ、組織特性化
パラメータ測定が行われる。

具体的に説明すると、先ずはじめにシステム１】制御手
段２５Ａ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か行われるとともに、遅延回路１
５．１６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変換殿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・
スキャン・コンバータ３０スキヤ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成されたデ
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２０により設定
されたクロス・モード測定のビーム・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７
ｐン・コンバータ３０のフレーム・メモリ上の画像デー
タはディスプレイ１７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９
Ｊ換えスイッチ２６を螺：子Ｘ側に切換え、クロス・し
−ト測定に入る。この測定は初めに、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
時間は隣接する各微動子間における遅延時間差τ０がτ
ｏ−（ｄ／Ｃｏ　）ｓｉｎθ（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１３の
切換え動作により、プローブのＡ点に属する撮動群Ｔ１
〜Ｔ３２とパルサ１４の出力端とが接続される。

また、クロック発（取器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を介してパルサ−１４に
入力される。覆ると、パルサ〜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（辰パ
ルスが出力され、振動子Ｔ１〜Ｔ３２のうら、該パル４
〕の対応する振動子に入力され、（辰動子は超音波を発
生する。そして、上記遅延時間により定まる所定方向θ
に超音波ビームが送波される。

一方、システム制御手段２５Ａのｆｌａｉｌ　（Ｅｌｆ
により、受信用遅延回路１６の遅延時間力専朶定され、
マルチプレク量す１３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〜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Ｐｏｏでの反射弁がプロー
ブ１のＢ点に屈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ではクロック発娠器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、書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かたちで
記憶される。これはＡモード幽のデータとなる。

プローブ１のＡ点、Ｂ点のそれぞれに属する１騒動子群
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の作用により受信エコーの加算平均が行
われる。

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を再び端子Ｘ側に切換え、Ｂ
２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Ｂ点に属する振動子群に
代えてプローブ１の０点に属する（辰勤子群と受信用遅
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１騒動子群より送波された超音波の点Ｐｎでの反
射成分が、プローブ１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
超音波の送受より、受波までの時間ｔ２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、Ｂ３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Ａ点に属する（辰動子群
に代えてプローブ１のＢ点に属する振ｖＪ子群Ｔ　９７
〜Ｔ１２８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Ｐｏｏでの反射成分が
プローブ１のＡ点に属する（辰動子群により受波される
。そし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、受信までの時間ｔ３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、Ｂ４の
ルートにおけるクロス・モード測定に移る。

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１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１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ＰＩ２での
反射成分が、プローブ１のＤ点に属する娠動子群により
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、Ｂ１の
ルートにおけるクロス・モード測定に移る。この−一う
な動作が繰返されてリアルタイムＢモード像の表示とク
ロス・モード測定用データの加算平均が行われる。

このようにして、所定回加昇平均され、記゛ｎ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痒回路
１８に送られる。そして、計算回路１８によりこれを基
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ＩＭＩｊｌ、ｊ２．ｊ３．
ｔ４が計算される。その後、更に各ルート別音速値Ｖ１
゜Ｖ２．Ｖ３．Ｖ４及び全ビーム・パスにおける平均音
速（ａＶが計算され、その結果はディスプレイ１７に表
示される。

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史￥ｒｒされた表示される。

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・モード測定の設定ビーム・パスのル−トを示
すビーム・パス・マーカ、６２は上記クロス・モード測
定により１ｑ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・モード測定により
１ｑ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
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・モード測定により１ｑ
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・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（直６３．７４はこれらル−トのうち、上記
（１）のルートの音速値を１、上記（２）のルートのル
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△
モード像を示したものでおる。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必
る。

また、Ａモード像７３はルート（１）と（３）のものを
８１、Ｂ３として、ルート（２）と（４）のものを８２
．Ｂ４として表示しである。そして、第３図、第４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が重畳表示されている。６５．６６及
び７８．７９はビーム（Ｂｅａｍ）１．３のゲートマー
カであり、６７．６８および８０．８１はビーム２，４
のグー　トマーカて゛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相、
似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＠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
示している。８６は組、減時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８６の立ら下りタイミン
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：データレングスで
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）、これが特性化パラメー
タ計測用エコー時間波形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ｈ↑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、正確な音速計測が行われるか否かを適確に判
断することができる。被検体の原型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
合には外部入力手段５０を介してゲートマーカ８８．８
９を移動させればよい。

尚、クロス・モード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（辰動子群
それぞれの撮動子配列方向における中心位置の移動距離
及び８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（辰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Δｙとする。また、
超音波ビームの偏向角θはいずれの場合もθ°とし、等
しくする。従って、これにより点Ｐ＋＋と点Ｐ１２は、
点Ｐｏｏ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Δｙ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。

Δｔ＝（（ｔｌ−ｔ２）＋（ｔ３−ｔ４））／２＝（（
ｔｌ＋ｔ３）／２）−（（ｔ２＋ｔ４）／２）　　　　
・・・（１０１この（１０１式の演算実行によって得ら
れるΔｔは、点Ｐｃ→点Ｐｏｏ→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Ｐｎ→点Ｐｏｏ→点Ｐ＋２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。

ＣＡ−（Δｙ−ｃｏ）／（Δｔ−３ｉｎＯＱ　＞・・・
（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Ｐ１１１点Ｐｏｏ、点ＰＩ２を含
む部位）における音速を表わしている。

このように、Ｐ１１１点Ｐｏｏ、点Ｐ１２３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
算出することができるものでおるから、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。

第６図は撮動子の切換えにより、局所音速を測定するこ
とのでき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１ｑ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
して出力できるようにしておぎ、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Ｐｏｏ〜Ｐ７１を付して示す「・」は超
音波送受指向方向の交点（ビーム交差点）でおる。

この場合、上）ボしたと同様に（Ｐｏｏ、　Ｐｔ＋　。

ＰＩ３）、（Ｐｏ　、　ＰＺＬ　、　Ｐａ）、（Ｐ＋２
．Ｐｚｚ。

Ｐ７３）、（ＰＺＬ、Ｐ３１．Ｐ３２）、（Ｐｚ、Ｐａ
２゜Ｐ３３）、（ＰＺ３．Ｐ３３．Ｐ３４）　、・・・
の如く、測定対象とする巽１嘴部に合せ、第１の交点と
この第′１の交点を通り、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Ｊ：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７行を求めることができ
る。

尚、Ｓ１碑回路１８において算出された所望局所の合速
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に音速分イロとして表示することも可能で市る。ま
た、平均Ａモード像を兄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
リーズ指令スイッチ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
２５△は上記超音波伝播速度情報を１ｑるだめの測定に
供する超音波ビーム送受経路全部のデータ収集後、ｉｑ
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
より平均へ七−ト像が生成され、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モードを含め、時間的にほぼ一致し
ているので、これを記録保持すれば、おる時点での総合
的な測定データとじて極めて有用でおる。

フリーズ指令を解体すれば、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。

次に、被検体の散乱波形の擬似３次元表示及び標〆）（
散乱波形との比較表示を行う場合について説明する。こ
の表示モードは外部入力手段５０により選択することが
できる。第７図は散乱波形の擬似３次元表示の一例を示
すものである。同図において４３で示すのが散乱波形の
擬似３次元表示であり、ｔは時間方向、Ｚはスキャン方
向をそれぞれ示している。このような擬似３次元表示を
行う場合にはシステム制御手段２５Ａの制御下において
４１で示すように交差ビームを斜め方向にスキ℃・ンす
る。また、交差ビーム−つ毎に超音波プ［１−ブ１に対
して４４で示すように並行スキャンし、これにより加算
平均スペックル除去を行っている。

４０はＢモード像でおり、４２は１回の交差ビームのス
Ａヤン毎に得られるリアルタイムＡモード象でおる。こ
のリアルタイム△モード像上にはゲートマーカ４６．＝
１７．４８．４９が設定されており、このゲートマーカ
４６．４７及び／１８．４９の設定領域内のデータが加
算され、新に擬似３次元表示されることになる。尚、前
記データ加算は処理回路２３により実行される。

また、第８図は標準散乱波形との比較表示の一例を示す
ものであり、同図５０は標準散乱波形の擬似３次元表示
例、５１は被検体（生体）の散乱波形の擬似３次元表示
例である。ここで標準散乱波形は、所定のファン１ヘム
必るいは正常と診断された生体の散乱波形て必り、この
波形データは、メ−しり２２に予め記憶されている。こ
の（ｆｆ　ｌ散乱波形データは本実施例装置により所定
のファントムあるいは正常生体を測定して冑たちのでも
よいし、外部からメモリ２２に書き込んだものでもよい
。このように被検体の散乱波形と共に標準散乱波形を同
一画面上に表示することにより、波形の乱れを容易に把
握することが可能となる。

ざらに、第９図は散乱波形の拡がりの教（１Ｇ表示の一
例を示すものであり、標１１［散乱波形５０の近簡には
各標１Ｍ散乱波形の拡がりＷ○（１）〜〜ＶＯ（７）が
数値表示され、被検体の散乱波形５１の近傍には各散乱
波形の拡がりＷ　Ｏ（１）〜Ｗ　Ｏ（７］が数値表示さ
れる。そしてこのＷ　１　（１１〜Ｗ　１　（７］の近
１労には被検体の散乱波形の拡がりと標準散乱の拡がり
との比Ｒ（１）〜Ｒ（７）が数値表示される。この比Ｒ
（ｉ）は、被検体の散乱波形の拡がりをＷｌ（ｉ）とし
、標準散乱波形の拡がりをＷＯ（ｉ）としたとき、の演
鋒実行により１ｑることができる。この演算は計算回路
１８により行われる。

このように本実施例装置にあっては、ファントム若しく
は正常被検体の散乱波形を標準散乱波形としてメモリ（
記憶手段）２２に記憶しておき、この基準散乱波形と被
検体の散乱波形とに基づく散乱波形情報表示、すなわち
、被検体の散乱波形と標準散乱波形との同一画面上への
同時表示、擬似３次元表示、波形の拡がり比の数値表示
をディスプレイ（表示手段）１７により行うものである
から、被検体の散乱波形パターンを正常例とと容易に比
較することができ、散乱波形に基づく診断能向上を図る
ことができる。

また、被検体よりの超音波反射成分の時間的波形と、外
部入力手段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（ディスプレイ）１７に表示し、
この時間ゲートマーカ設定＃Ｉ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の制御により組織特性
化パラメータ計測用情報として選択し、この選択結果を
基に組織特性化パラメータ情報を１ｑるようにしたもの
であるから、対象素子エコーを容易にしかも確実に除去
することができ、信値性の高い組織特性化パラメータ情
報を得ることができる。また、前記時間ゲートマーカを
、前記超音波の反則成分の時間波形（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、外部入力手段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
像と組織特性化パラメータ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できるとともに、
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できるようになる。また、平均Ａモ
ード像を含めである時点での組織特性化パラメータ測定
値やＢモード象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・モード測定後、直らに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、同一時相てのＢモード像及び平
均Ａモート像、音速値を合せて表示することができる。

従って、診断に極めて有用な情報を得ることができる超
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速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１２
寮することができ、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、図面に承り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
るものである。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、被検体の散乱波形
を正常例と容易に比較することができ、散乱波形に基づ
く診断能向上を図ることができる超音波診断装置を提供
することかできる。

【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り
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図は本実施例装置
のプローブにおける測定点設定可能領域の説明図、第７
図。第８図、第９図は本実施例装置における散乱波形情報表
示の一例を示す説明図、第１０図はクロス・モード音速
計測の原理説明図である。１・・・超音波プローブ、１７・・・ディスプレイ（表示手段）、２２・・・メモ
リ（記憶手段）。代理人　弁理士　則　　近　　憲　　缶周　　　　　　
大　　　胡　　　典　　　夫第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の超音波振動子をアレイ状に配列して成る超
音波プローブを備え、被検体の目的部位に対し、複数の
超音波送波及び受波経路を以って超音波ビームの送受を
行うべくそれぞれ異なる超音波ビーム送波用及び受波用
の一群の超音波振動子を選択し、超音波ビーム交差点か
らの反射波を取り込み、これを基に上記目的部位の組織
特性化パラメータを得て診断に供する超音波診断装置に
おいて、ファントム若しくは正常被検体の散乱波形を標
準散乱波形として記憶する記憶手段と、この記憶手段内
の標準散乱波形と被検体の散乱波形とに基づく散乱波形
情報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）前記表示手段における散乱波形情報表示は、前記
標準散乱波形と前記被検体の散乱波形との同一画面上へ
の同時表示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）前記表示手段における散乱波形情報表示は、前記
交差点で交差する超音波ビームをスキャンすることによ
り得られた散乱波形の、時間とスキャン方向とを軸とし
た擬似３次元表示である特許請求の範囲第１項に記載の
超音波診断装置。
（４）前記表示手段における散乱波形情報表示は、前記
標準散乱波形と前記被検体の散乱波形との拡がり比の数
値表示である特許請求の範囲第１項に記載の超音波診断
装置。