(57)【要約】【課題】短時間で簡易に目的部位の血流波形を得ることができる超音波診断装置を提供すること。【解決手段】被検体の任意のサンプリング領域を設定するサンプリング領域設定手段３１と、前記サンプリング領域に超音波ビームを送信する超音波プローブ２０と、前記サンプリング領域からの反射波により得られた信号の周波数分析によって前記サンプリング領域内の血流波形や、組織収縮拡張速度等をモニタに表示する手段３４と、を備え、前記表示手段は、前記サンプリング領域の境界線形状を、超音波診断装置システムの送受信ビームフォーム条件に一意に対応する幾何的ビーム形状にあわせたサンプリング領域空間として表示する。【選択図】      図１
2008253499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の任意のサンプリング領域を設定するサンプリング領域設定手段と、
前記サンプリング領域に超音波ビームを送信する超音波プローブと、
前記サンプリング領域からの反射波により得られた信号の周波数分析によって前記サンプリング領域内の血流波形や、組織収縮拡張速度等をモニタに表示する手段と、を備え、
前記表示手段は、前記サンプリング領域の境界線形状を、超音波診断装置システムの送受信ビームフォーム条件に一意に対応する幾何的ビーム形状にあわせたサンプリング領域空間として表示することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体の任意のサンプリング領域を設定するサンプリング領域設定手段と、
前記サンプリング領域に超音波ビームを送信する超音波プローブと、
前記サンプリング領域からの反射波により得られた信号の周波数分析によって前記サンプリング領域内の血流波形や、組織収縮拡張速度等をモニタに表示する手段と、を備え、
前記表示手段は、前記サンプリング領域に内部に含まれる超音波断層像または超音波レンダリング表示像の表示をサンプリング領域の外部と異なる表示とすることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示は、前記サンプリング領域の内部の色彩を変えたり、濃淡を付けたり、反転したりすることで、前記サンプリング領域の内部と外部との表示を異ならせることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置において、前記サンプリング領域設定手段は、サンプリング領域空間の境界を、超音波診断装置システムの送受信ビームフォーム条件および周波数分析処理データ範囲の３ｄＢ帯域と一致させることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置において、前記サンプリング領域設定手段は、サンプリング領域空間の境界に一致させる超音波診断装置システムの送受信ビームフォーム条件および周波数分析処理データ範囲の帯域幅数値を 操作スイッチ等により任意の数値に設定することができることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予めサンプリングマーカでサンプリング領域を設定し、その領域内に含まれる血流や組織の移動・収縮拡張の速度を計測することができる超音波診断装置において、サンプリング領域を容易に設定可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置には、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）法と呼ばれる周波数分析法を用い、超音波プローブから受信されるドプラ信号から所定の血流波形を得ることができる装置が知られている。この超音波診断装置では、モニタの画面に表示された断層像を参照して、診断部位をサンプリングマーカで指定することにより、その目的部位の血流速や血圧較差計測、血流量計測、ＰＩ（Pulsatility Index ）計測等ができる血流波形が得られるようになっている。
【０００３】
上記の超音波診断装置において、オペレータの操作上の負担軽減と診断時間の短縮を図ると共に、スペクトラムドプラ及びカラーイメージングドプラの双方が最適なＳ／Ｎ比となるようにするために、診断の関心領域を移動させ、その移動させた領域のスペクトラムドプラ及びカラードプラを同時にモニタ上に表示したい場合に、サンプリングポジション及びＲＯＩのどちらか一方を移動させたときに、サンプリングポジションがＲＯＩに含まれるように、ＲＯＩとサンプリングポジションとが一致するように、移動していないサンプリングポジション又はＲＯＩを移動させることができる超音波診断装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、例えば、心疾患の患者に対して心血流等を計測診断する場合には、心臓臓器の拍動により対象となる血流測定部位に変位が生じる。このため、被験者体内に照射されている超音波ビーム音場の収束箇所が表示モニタ上に明確に表示されていないことから、サンプリング領域の設定を容易に追従できないことによる検出位置決めに困難さを来たしたり、血流測定部位が超音波ビームの収束点を外れることにより血流検出の感度が低下するといった問題がある。
【特許文献１】特開平０７-１１１９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、短時間で簡易に目的部位の血流波形を得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】
【０００６】
本発明の一局面に係る超音波診断装置は、被検体の任意のサンプリング領域を設定するサンプリング領域設定手段と、前記サンプリング領域に超音波ビームを送信する超音波プローブと、前記サンプリング領域からの反射波により得られた信号の周波数分析によって前記サンプリング領域内の血流波形や、組織収縮拡張速度等をモニタに表示する手段と、を備え、前記表示手段は、前記サンプリング領域の境界線形状を、超音波診断装置システムの送受信ビームフォーム条件に一意に対応する幾何的ビーム形状にあわせたサンプリング領域空間として表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、操作者のサンプリングマーカ位置設定を容易にし、所望の診断部位から効率的に血流波形情報を得ることができるとともに、診断検査時間の短縮を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。  
本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波信号を送受信する超音波プローブ２０と、この超音波プローブ２０に接続され、超音波信号の走査やフォーカス等を制御する電子走査部２１を有している。この電子走査部２１のＢモード画像信号の出力側には、図示しないフレームメモリを備えたＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）２６、及びＴＶモニタ２７が接続されている。
【０００９】
電子走査部２１のドプラ出力側には、連続する受信信号（エコー信号）間の位相差を直交検波により求める直交位相検波回路２８が設けられている。この直交位相検波回路２８の出力端は分岐され、一方は局所的な流速データを演算するスペクトラムドプラ演算部２９に、他方は２次元的な流速データを演算する血流カラーイメージング演算部３０にそれぞれ接続されている。このスペクトラムドプラ演算部２９及び血流カラーイメージング演算部３０は、それぞれＤＳＣ２６に接続されている。
【００１０】
オペレータは、ＴＶモニタ２７を見ながら操作パネル３１上のポインティングデバイス、例えば、トラックボール等を操作して、診断したい血流に合わせてサンプリングポジションを示すマーカ及びＲＯＩを示すマーカをＴＶモニタ２７に表示された超音波画像上に設定する。
【００１１】
一方、操作パネル３１からの操作信号に基づいて、サンプリングポジション設定回路３２及びＲＯＩ設定回路３３により診断したい血流に応じてサンプリングポジション及びＲＯＩの位置データが求められる。この位置データは、システムコントローラ３４に入力される。
【００１２】
システムコントローラ３４では、サンプリングポジションの位置におけるエコー信号を抽出するための信号（サンプリング信号），及びＲＯＩの位置におけるエコー信号を抽出するための信号（ＲＯＩ信号）をそれぞれ直交位相検波回路２８に出力する。
【００１３】
直交位相検波回路２８では、そのサンプリング信号及びＲＯＩ信号に基づいて、送受信回路２２及び受信加算回路２３により受信処理されたエコー信号を直交位相検波する。この直交位相検波後の信号（ドプラ信号）は、スペクトラムドプラ演算部２９及び血流カラーイメージング演算部３０に送られる。
【００１４】
スペクトラムドプラ演算部２９では、サンプリング信号に基づいて得られたドプラ信号からスペクトラムドプラデータを演算してＤＳＣ２６に送る。また、血流カラーイメージング演算部３０では、ＲＯＩ信号に基づいて得られたカラードプラデータを演算してＤＳＣ２６に送る。
【００１５】
ＤＳＣ２６には、検波回路２４により包絡線検波された信号（Ｂモード画像信号），スペクトラムドプラデータ，カラードプラデータが送られる。ＤＳＣ２６は、これらのデータをＴＶの走査方向に対応したデータに変換してＴＶモニタ２７に送る。この結果、ＴＶモニタ２７上には、Ｂモード断層像，カラードプラ像，及びスペクトラムドプラデータが表示される。
【００１６】
一方、システムコントローラ３４では、サンプリングポジションの位置に送受信信号がフォーカスされるように送受信コントロール回路２５に制御信号を送る。送受信コントロール回路２５は、システムコントローラ３４からの制御信号に基づいて、送受信回路２２を介して超音波プローブに内蔵された振動子を駆動させている。
【００１７】
この結果、送受信フォーカスをサンプリングポジションの位置に掛けながら、超音波プローブからの送信信号（送信ラスタ）を生体内において所定の方向にスキャンすることができる。
【００１８】
上記の構成において、超音波プローブ２０を被検体の診断部位に当てて駆動をさせると、超音波プローブ２０から超音波ビームが診断部位に送波され、かかる反射波による信号は超音波プローブ２０によって受波される。かかる送受波信号の信号振幅ならび受波信号に含まれる周波数の変化量即ちドプラ効果により得られるドプラシフト周波数に基づいて、超音波診断装置のモニタ画面１に、図２に示すような組織断層像２１および血流像２が表示される。
【００１９】
このモニタ画面１には、血管像２と同時に血流波形のデータを得るためのサンプリングマーカ７を表示することができる。図３は、従来のサンプリングマーカの表示例を示す図である。図３に示すように、サンプリングマーカ７は、超音波ビームの音線４上のデータに対して図４に示したような周波数分析を行う受信信号データ５の対象範囲となるサンプリングゲート区間６を示すマーカ表示、すなわち、時間軸方向すなわち断層像上の深さ方向のデータ分析範囲を示すだけのマーカ表示となっている。従って、方位方向すなわち音線４と直交する方向のサンプリング対象範囲については、その中心位置が音線４によって示されているだけで、どの程度細いビーム幅を用いて送受信が行われているかが不明である。このため、特に心臓血管疾患におけるジェット流の診断においては、サンプリング範囲が、対象部位を外れてしまうことがあり、適切にサンプリング領域の位置設定を行うことができない。このため、目的部位の血流波形を得る為にサンプリング領域の位置設定に多大な時間を要していた。
【００２０】
本発明の一実施形態では、図５に示すような閉線でかこまれた領域を以ってサンプリング範囲表示を行うようにしている。モニタ画面１には図５に示すように血管像２と同時に血流波形のデータを得るためのサンプリングマーカ３を表示することができるようにしている。例示した２次元断層像表示では、サンプリングマーカ３は、２次元的に設定でき、ポインティングデバイスを操作ことにより、データを得たい任意の位置及び領域に移動するようになっている。
【００２１】
サンプリングマーカ３の形状の決定方法を、図６を参照して説明する。  
超音波の送受信動作において、超音波プローブ２０および送受信回路２２のビームフォーカシング動作により、図６（ａ）に示すように、超音波振動子の開口幅８ならびにビームフォーミングの焦点９により形成される拡散音場１０と収束音場１１を合成することにより方位方向の送受信ビーム音場１２が生成される。これにより、図６（ｂ）に示すようにビーム幅１３が決まる。図６（ｃ）は、各深さ方向における方位方向の音場を示したものである。
【００２２】
そこで、送受信ビーム音場１２のビーム幅１３をサンプリングマーカ７の方位方向範囲であるものとして定義し、時間軸方向においては従来と同様に周波数分析対象となるデータサンプリング区間をもって時間軸方向範囲として定義する。これにより、サンプリングマーカの形状を定める。図７は、２次元断層像（図７（ａ））及び３次元レンダリング像（図７（ｂ））におけるサンプリングマーカの形状を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、方位方向の範囲を明示したサンプリングのマーカの形状としている。すなわち、２次元断層像では、多角形のサンプリングマーカとし、３次元レンダリング像では。円柱形状としている。図８は、３次元レンダリング像表示におけるサンプリングマーカの表示例を示す図である。このように、サンプリングマーカは、閉線や円柱形状で表せばよい。  
このような形状のサンプリングマーカを用いることによって、操作者は、２次元断層像において、方位方向のビーム幅範囲を容易に認識することが可能になり、短時間で簡易に目的部位の血流波形を得ることができる。また、３次元レンダリングにおいても、２次元断層像でのサンプリングマーカ位置設定の場合と同様に、３次元空間内でのビーム幅を容易に認識することで、短時間で簡易にサンプリングマーカの位置設定を行うことができる。
【００２３】
サンプリングマーカは、サンプリングマーカを閉線または円柱形状にて示すことに代えて、当該範囲内に含まれる断層像の色彩を範囲外のものとは変えることによって、断層像におけるマーカの設定範囲を容易に認知できるようにしても良い。図９は、その様子を示す図である。特に３次元レンダリング像におけるサンプリングマーカ設定においては、２次元モニタ表示における３次元空間内でのサンプリング範囲位置設定を組織像の色彩を変えることによって範囲位置の認識をより分かり易くすることができる。なお、範囲位置は、色彩の変更のみならず、色相や輝度の変更、或いは、当該部分の反転表示、或いはブリンク表示など、さまざまな表示が適用可能である。この表示は、操作者が適宜選択できるようにしても良い。
【００２４】
本実施形態では、方位方向の境界幅を定義するに際して、図６に示す方位方向音場１５にて３ｄＢ帯域幅に相当する範囲幅を用いていることが好ましい。この理由は、周波数分析を行うデータの範囲としては、−３ｄＢ幅はその対象データのうちエネルギーの半値幅に相当し、検査対象部位における位置決めにおいてもっとも適切なためである。
【００２５】
なお、上記の範囲幅を−３ｄＢ幅のほかに、操作者の設定により任意のエネルギー幅に設定可能であり、これにより、より精細または粗い位置精度によりサンプリングマーカの設定が可能になる。  
この構成例を図１０に示す。す超音波診断装置の操作卓１６に設けられたサンプリングマーカ幅設定入力スイッチにより、操作者が指定するエネルギー幅値１７がサンプリングデータ範囲制御器１８に設定入力され、モニタのグラフィック制御ソフトウエア１９が、送受信ビームプロファイル情報２０およびサンプリングゲート幅区間設定値６により、図７、図８に示すようなサンプリングマーカを設定描画し、もしくは図９に示すようなサンプリング範囲指定を行い当該範囲内の断層像またはレンダリング断層像の色彩を変更せしめるようにする。
【００２６】
本実施形態により、ドプラ信号処理上のゲート区間範囲のみならず超音波プローブおよび超音波診断装置システムの超音波ビーム音場の形状をモニタ画像上に簡便に表示することが可能となる。これにより、超音波診断装置の操作者が被験者体内の血流測定部位の状況に応じて適切なサンプルボリューム範囲を設定することが可能となり短時間で簡易に目的部位の血流波形を得ることができる。  
更に、被験者のエコーの状況に応じて装置の設定を適切に調整することが可能となる。
【００２７】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００２８】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】超音波診断装置のモニタ画面表示される組織断層像および血流像の例を示す図である。
【図３】従来のサンプリングマーカの表示例を示す図である。
【図４】サンプリングゲート区間を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置におけるサンプリングマーカの表示例を示す図である。
【図６】サンプリングマーカ３の形状の決定方法を説明するための図である。
【図７】２次元断層像及び３次元レンダリング像におけるサンプリングマーカの形状を示す図である。
【図８】３次元レンダリング像表示におけるサンプリングマーカの表示例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置におけるサンプリングマーカの他の表示例を示す図である。
【図１０】操作者の設定によりサンプリングマーカを任意のエネルギー幅に設定するための構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…モニタ画面
２…血流像（血管像）
３、７…サンプリングマーカ
１６…操作卓
１７…エネルギー幅値
１８…サンプリングデータ範囲制御器
１９…グラフィック制御ソフトウエア
２０…超音波プローブ
２１…電子走査部
２２…送受信回路
２３…受信加算回路
２４…検波回路
２５…送受信コントロール回路
２６…ＤＳＣ
２７…ＴＶモニタ
２８…直交位相検波回路
２９…スペクトラムドプラ演算部
３０…血流カラーイメージング演算部
３１…操作パネル
３２…サンプリングポジション設定回路
３３…ＲＯＩ設定回路
３４…システムコントローラ
【図１】
2008253499.tif 000003
【図２】
2008253499.tif 000004
【図３】
2008253499.tif 000005
【図４】
2008253499.tif 000006
【図５】
2008253499.tif 000007
【図６】
2008253499.tif 000008
【図７】
2008253499.tif 000009
【図８】
2008253499.tif 000010
【図９】
2008253499.tif 000011
【図１０】
2008253499.tif 000012