(57)【要約】  【課題】  視野深度に応じて、送信する超音波の中心周波数またはパルス長を変化させることにより、好適な超音波断層画像を表示することができる超音波診断装置を提供する。  【解決手段】  設定事項を入力可能な操作パネル１と、操作パネルからの指令に基づいて各部を制御するシステムコントローラ２と、超音波を送信するための高電圧パルスを生成する送信回路３と、超音波を送受信する超音波プローブ４と、超音波プローブからの信号を処理する受信回路５と、処理された信号から画像データを形成する画像処理装置６と、形成された画像データを画像として表示するモニタ７を備え、視野深度に応じて、システムコントローラは、超音波プローブから送信される超音波の中心周波数あるいはパルス長を設定する。【選択図】  図１
2006247061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受信を行う超音波送受信手段と、
前記超音波送受信手段に基づき画像データを形成する画像処理手段と、
前記画像データを表示画像として表示する表示手段と、
前記表示手段に表示すべき前記表示画像の視野深度を設定する視野深度設定手段と、
前記超音波送受信手段から送信される超音波の中心周波数およびパルス長を設定する超音波送信制御手段とを備え、
前記超音波送信制御手段は、前記視野深度設定手段により設定された視野深度に応じて前記超音波送受信手段から送信される超音波の中心周波数またはパルス長の少なくとも一つの設定を行うことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波送信制御手段は、前記視野深度が深く設定される程、前記超音波送受信手段から送信される超音波の中心周波数を低く設定する請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波送信制御手段は、前記視野深度が深く設定される程、前記超音波送受信手段から送信される超音波のパルス長を長く設定する請求項１記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受信し、被検体の断層画像を得る超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に超音波は、生体内において高周波成分が低周波成分より大きく減衰するという特性がある。従って、生体内の深い位置の診断には、低周波の超音波が用いられる。また、高周波の超音波は、高分解能の画像を得ることができるため、生体内の浅い位置を診断する際に用いられる。
【０００３】
このように、超音波診断において、検出する部位の位置に応じて、超音波の中心周波数を変化させて計測することが望ましい。例えば、特許文献１には、超音波診断に用いられる超音波の中心周波数を検出部位のフォーカス位置に応じて、変化させる超音波診断装置が記載されている。
【０００４】
図３は、上記のような超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。種々の診断条件が設定される操作パネル１０１から設定されたデータがシステムコントローラ１０２へ送られる。システムコントローラ１０２は、システム全体を制御し、操作パネル１０１により設定されるフォーカス位置、カラー表示領域または、ドプラ信号検出位置により、対応する超音波の周波数を決定し、決定した周波数データを送信回路１０３へ送る。
【０００５】
送信回路１０３は、周波数データに基づいてトリガ信号を発生させ、高出力回路１０４へ送る。高出力回路１０４は、トリガ信号を高電圧の信号に変換し、超音波プローブ１０５へ印加する。超音波プローブ１０５は、高電圧の信号に基づいて、超音波を送受信し、受信した超音波を電気信号に変換して受信回路１０６へ送る。受信回路１０６は、受信信号を増幅、検波などの処理を施し、画像処理装置１０７へ送る。画像処理装置１０７は、受信信号を画像データに変換し、画像データをＴＶモニタ１０８へ送り、画像として表示する。
【特許文献１】特開平６−５４８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の超音波診断装置は、フォーカス位置に応じて超音波の中心周波数が変化するが、診断の目的部位を表示させるために視野深度を変更しても、超音波パルスの中心周波数やパルス長が変更されない。そのため、可視限界や空間分解能が変わらず、表示画像を拡大表示した際、１画素あたりが表示する領域が増加し、画像が悪化して、診断の目的部位周辺の生体情報を得にくい、という問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためのもので、視野深度に応じて、送信する超音波の中心周波数またはパルス長を変化させることにより、好適な超音波断層画像を表示することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、超音波の送受信を行う超音波送受信手段と、超音波送受信手段に基づき画像データを形成する画像処理手段と、画像データを表示画像として表示する表示手段と、表示手段に表示すべき表示画像の視野深度を設定する視野深度設定手段と、超音波送受信手段から送信される超音波の中心周波数およびパルス長を設定する超音波送信制御手段とを備え、超音波送信制御手段は、視野深度設定手段により設定された視野深度に応じて超音波送受信手段から送信される超音波の中心周波数またはパルス長の少なくとも一つの設定を行うことを特徴とする。この構成により、視野深度に応じた適切な表示画像を表示することができる。
【０００９】
また、超音波送信制御手段は、視野深度が深く設定される程、超音波送受信手段から送信される超音波の中心周波数を低く設定する構成にすることもできる。この構成により視野深度を設定するのみで、対応する超音波の中心周波数が設定され、適切な表示画像を表示することができる。
【００１０】
また、超音波送信制御手段は、視野深度が深く設定される程、超音波送受信手段から送信される超音波のパルス長を長く設定する構成にすることもできる。この構成により、視野深度を設定するのみで、対応する超音波のパルス長が設定され、適切な表示画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によって、視野深度に応じて、送信する超音波の中心周波数またはパルス長を変化させることにより、好適な超音波断層画像を表示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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の超音波診断装置における好適な例について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。操作パネル１（視野深度設定手段）は、操作者が種々の診断条件、例えば診断モードの選択および視野深度を入力するためのものである。この操作パネル１により入力された設定条件は、システムコントローラ２（超音波送信制御手段）に入力される。なお、視野深度とは、超音波プローブ４から、モニタ７上に表示される超音波画像の最下部に対応する被検体の位置までの長さである。
【００１４】
システムコントローラ２は、システム全体を制御するものであり、特に操作パネル１により入力された視野深度に基づいて超音波プローブ４（超音波送受信手段）から送信される超音波の中心周波数を決定する。決定された超音波の中心周波数に関する信号が送信回路３に入力される。送信回路３は、システムコントローラ２により決定された超音波の中心周波数に基づいた高電圧パルス信号を発生させ、超音波プローブ４に印加する。
【００１５】
超音波プローブ４は、送信回路３から印加された高電圧パルス信号に基づいて超音波を送信し、被検体により反射した超音波を受信して電気信号に変換する。なお、本実施の形態において用いられる超音波プローブ４は、視野深度により超音波の周波数を変化させるため、周波数帯域が広いものあるいは、複数の超音波素子を備えたものを用い、例えば、５ＭＨｚから９ＭＨｚまでの超音波を送受信することができる。
【００１６】
受信回路５は、超音波プローブ４が受信した受信信号を増幅し、システムコントローラ２から超音波の中心周波数などのデータを受け、受信信号の検波処理などの信号処理を実施する。受信回路５は、検波処理された受信信号を画像処理装置６（画像処理手段）へ送信する。画像処理装置６は、検波処理された受信信号を受信し、受信信号に基づく画像データ（断層画像データ）に変換し、さらにシステムコントローラ２からの視野深度などの情報に基づいて、断層画像データをモニタ７上に表示可能なデータ（表示画像データ）に変換する。変換された表示画像データは、モニタ７（表示手段）に送信され、モニタ７は、表示画像データを表示画像として一定大きさの画像として表示する。
【００１７】
図２は、超音波診断装置が受信する断層画像データが形成する断層画像およびモニタ７上に表示画像として表示される断層画像の領域（表示領域）の関係を示す図である。図２（ａ）において、断層画像２１ａを実線で示し、表示領域２２ａを破線で示す。図の上部が超音波プローブ側である。断層画像２１ａの超音波プローブに対して深い位置にある円弧は、超音波の反射波を受信することができる最も深い位置（超音波プローブからの距離）である可視限界を示す。
【００１８】
図２（ｂ）は、断層画像２１ａより視野深度が浅い断層画像２１ｂを表示する場合を示す。図２（ａ）の断層画像２１ａおよび表示領域２２ａを一点鎖線で示す。断層画像２１ｂは、本来表示画像として２２ｂの大きさに対応するものであるが２２ａの大きさとして表示される。従来の超音波診断装置では、視野深度が浅く設定されても、超音波の中心周波数は変更されないので空間分解能も変化しない。すなわち、浅い視野深度の断層画像データをモニタ７の大きさに合わせて表示しても、空間分解能が向上するわけではない。
【００１９】
これに対して、本実施の形態における超音波診断装置は、視野深度が浅く設定されると、視野深度に応じて超音波プローブから送信される超音波の周波数を高くする。超音波の周波数を高くすれば、断層画像の空間分解能が高くなるので、精細度の高い表示画像を得ることができる。
【００２０】
次に、上記のような構成の超音波診断装置の動作について説明する。操作パネル１から視野深度の設定事項が入力される。入力された設定事項は、システムコントローラ２に入力される。システムコントローラ２内において、入力された設定事項により、好適な超音波の中心周波数が決定される。決定された超音波の中心周波数に関する信号は、送信回路３を介して超音波プローブ４へ送られ、また視野深度、超音波の中心周波数などのデータは、受信回路５および画像処理装置６へ送られる。送られた信号を基にして、超音波プローブ４は、超音波を送信する。
【００２１】
また、被検体で反射した超音波は、超音波プローブ４により受信され、電気信号となり、受信回路５において、増幅および検波などの信号処理が施される。信号処理が施された電気信号は、画像処理装置６に送られ、断層画像データが生成され、断層画像データおよびシステムコントローラ２からの視野深度のデータから表示画像データが形成される。作成された表示画像データは、モニタ７に送られ、表示画像として表示される。
【００２２】
以上のような本実施の形態おける超音波診断装置は、視野深度に応じて、超音波の中心周波数を設定し、好適な表示画像を表示することができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態における超音波診断装置の構成は、第１の実施の形態とシステムコントローラ２により作成される超音波形成用の信号が異なる以外は、図１と同様であるので同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施の形態の特徴は、視野深度に応じて超音波プローブ４から送信される超音波のパルス長を変化させる点にある。以下、図１を参照しながら本実施の形態の超音波診断装置について説明する。
【００２４】
超音波の進行方向の分解能は、超音波のパルス長に依存する。パルス長が短ければ分解能が向上する。しかし、パルス長が短ければそれだけ、超音波の送信出力が小さくなり可視限界が浅くなる。反対にパルス長が長ければ、分解能は低くなるものの、送信出力が大きくなり可視限界が深くなるため、超音波プローブ４から離れた位置にある被検体の測定が可能となる。そのため、視野深度に応じたパルス長を決定する必要が生じる。
【００２５】
本実施の形態に係る超音波診断装置のシステムコントローラについて説明する。操作パネル１から表示画像を拡大して、視野深度を浅くする信号を受けると、システムコントローラ２は、超音波パルスのパルス長を短くする信号を生成する。これは、第１の実施の形態における超音波の中心周波数を高くした場合に対応し、図２（ｂ）の説明に対して、“超音波の周波数を高く”を“超音波のパルス長を短く”と置換えると同様に説明することができる。このことにより空間分解能を高くすることができ、拡大表示された表示画像の悪化を防ぐことができる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態における超音波診断装置は、視野深度に応じて超音波のパルス長を変更し、好適な超音波画像を表示することができる。
【００２７】
また、本発明の超音波診断装置は、視野深度の変更に対して、超音波の中心周波数およびパルス長のどちらの設定を変更するかを切り替える構成とすることもできる。さらに、超音波の中心周波数およびパルス長の両方を設定変更する構成にすることもできる。
【００２８】
また、本発明の超音波診断装置は、視野深度が設定された際に、超音波の可視限界を、設定された視野深度に対応した長さとなるように、例えば、視野深度と中心周波数の対応データを作成して、超音波の中心周波数またはパルス長の少なくとも一つの設定を行う構成にすることもできる。この構成により、高画質の表示画像を表示することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態は、本発明の一例であり、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の超音波診断装置は、視野深度に応じて、送信する超音波の中心周波数あるいはパルス長が変化し、適切な断層画像を得ることができるという利点を有し、医療業、特に超音波診断の分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置の構成を示すブロック図
【図２】（ａ）は、断層画像と表示画像の関係を示す図、（ｂ）は、その拡大表示した際の図
【図３】従来の超音波診断装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３２】
１  操作パネル
２  システムコントローラ
３  送信回路
４  超音波プローブ
５  受信回路
６  画像処理装置
７  モニタ
２１ａ、２１ｂ  断層画像
２２ａ、２２ｂ  表示領域
【図１】
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【図２】
2006247061.tif 000004
【図３】
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