(57)【要約】【課題】探触子と被検物との位置合わせを、容易且つ正確に、再現性よく実施できる超音波診断装置を提供する。【解決手段】生体内に超音波を送信し、前記生体内の被検物からの反射波を受信する探触子と、前記探触子が受信した信号に基づいて前記被検物の断層像を作成する画像作成部と、前記断層像を表示する画像表示部とを備えた超音波診断装置である。前記探触子は、第１の配列振動子１および第２の配列振動子２を有し、これらの配列振動子が、配列方向が互いに交差するように配置されている。更に、前記画像作成部および前記画像表示部は、前記第１の配列振動子が受信した信号に対応する第１の断層像と、前記第２の配列振動子が受信した信号に対応する第２の断層像とを作成し表示する。【選択図】  図２
2004147679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に超音波を送信し、前記生体内の被検物からの反射波を受信する探触子と、前記探触子が受信した信号に基づいて前記被検物の断層像を作成する画像作成部と、前記断層像を表示する画像表示部とを備え、
前記探触子が、振動子の配列方向が互いに交差するように配置された第１の配列振動子および第２の配列振動子を有し、
前記画像作成部および前記画像表示部が、前記第１の配列振動子が受信した信号に対応する第１の断層像と、前記第２の配列振動子が受信した信号に対応する第２の断層像とを作成し、表示することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像表示部が、被検物の断層像とともに、前記第１の配列振動子および前記第２の配列振動子の位置を示すガイドラインを表示する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記第１の配列振動子と前記第２の配列振動子とが重なり合わないように配置されている請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記第１の配列振動子においてリニア走査を行なう請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第２の配列振動子が、生体表面に対して斜めに進行する超音波を送受信する請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記第２の配列振動子においてセクタ走査を行なう請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第１の配列振動子の幅が、前記第２の配列振動子に近接する部分で小さくなるよう調整されている請求項３〜６のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
被検物が、血管内に存在する粥腫である請求項１〜７のいずれかに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配列振動子により超音波の送受信を行ない、体内の情報を得る超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、生体に対して超音波の送受信を行なうことにより、生体内の２次元情報を得るものであり、各種医療分野で活用されている。このような超音波診断装置としては、振幅情報を用いて被検物の断層像を得るＢモード表示装置、移動する血液の反射波の位相が経時的に変化していくことを利用したドプラ血流計およびカラーフロー血流映像装置などが知られている。また、近年では、血液の流れなどのような比較的速い動きだけでなく、臓器の動きなどの比較的緩やかな動きの情報を得るための超音波診断装置も提案されている（例えば、特公平７‐６７４５１号公報）。このような超音波診断装置は、超音波を生体内の被検物に送波し、また被検物からの反射波を受波するための探触子を備えている。図１０は、従来の超音波診断装置を構成する探触子の一例を示す模式図である。この探触子は、複数の振動子１０ａ〜１０ｎが一方向に配列されてなる配列振動子１０を備えている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７‐６７４５１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような超音波診断装置では、測定時における探触子の位置合わせが困難であるという問題があった。この問題について、被検物が血管内の粥腫である場合を例に挙げて、図１１および図１２を用いて説明する。
【０００５】
図１１は、従来の超音波診断装置の使用時における探触子と被検物との位置関係を示す模式図であり、（Ａ）は上面図に相当し、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ’断面図に相当する。図１２は、このときの画面表示の一例を示す模式図である。
【０００６】
測定時、探触子は、図１１（Ａ）に示すように、配列振動子１０の配列方向と血管４の血流方向とが一致し、粥腫５が配列振動子１０の下に位置するように配置される。このとき、図１２に示すように、表示画面には、血管の断層像７とともに、配列振動子１０の中心位置、つまり超音波ビーム６の送信方向を示すガイドライン８が表示されている。探触子の位置合わせは、ガイドライン８が断層像７の粥腫の位置に合うように、探触子を移動させることにより実施される。しかし、表示画面上においてはガイドラインと粥腫の位置とが合致していたとしても、実際には、図１１（Ｂ）に示すように、血管の横断面方向（血管の軸中心方向に対して垂直方向）について配列振動子１０の中心位置と粥腫５の位置とがずれている可能性があった。このような位置ずれが生じると、粥腫の内部状態を正確且つ再現性よく測定することは困難となる。これは、粥腫以外の被検物（例えば、肝臓内の腫瘍、胆嚢内のポリープなど）についても同様に生じる問題である。
【０００７】
そこで、本発明は、探触子を被検物の位置に正確に、再現性よく位置合わせ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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の超音波診断装置は、生体内に超音波を送信し、前記生体内の被検物からの反射波を受信する探触子と、前記探触子が受信した信号に基づいて前記被検物の断層像を作成する画像作成部と、前記断層像を表示する画像表示部とを備え、
前記探触子が、振動子の配列方向が互いに交差するように配置された第１の配列振動子および第２の配列振動子を有し、
前記画像作成部および前記画像表示部が、前記第１の配列振動子が受信した信号に対応する第１の断層像と、前記第２の配列振動子が受信した信号に対応する第２の断層像とを作成し、表示することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記超音波診断装置においては、探触子が複数の配列振動子を備え、各配列振動子に対応する複数の断層像が表示される。そのため、探触子と被検物との位置を、異なる複数の方向から確認できるため、探触子の位置を、容易且つ確実に、再現性よく、被検物の位置に合わせることができる。その結果、被検物に対応する信号を、再現性よく得ることができる。
【００１０】
前記超音波診断装置においては、画像表示部が、被検物の断層像とともに、第１の配列振動子および第２の配列振動子の位置を示すガイドラインを表示することが好ましい。この好ましい例によれば、断層像上において探触子の位置を容易に確認できるため、探触子の位置合わせを更に容易に実施することができる。
【００１１】
また、前記超音波診断装置においては、第１の配列振動子と第２の配列振動子とが重なり合わないように配置されていることが好ましい。第１の配列振動子と第２の配列振動子とを交差させると、交差部分でお互いの振動子の幅を狭くしたりするなど、配列振動子の形状の変更が必要となるが、このような変更は超音波の受信感度を低下させる場合がある。しかしながら、この好ましい例によればそのような問題を回避することが可能である。
【００１２】
この場合、第１の配列振動子については、リニア走査を行なうものとすることができる。一方、第２の配列振動子は、生体表面に対して斜めに進行する超音波を送受信するものとすることができる。また、第２の配列振動子が、セクタ走査を行なうものであってもよい。
【００１３】
また、前記超音波診断装置においては、第１の配列振動子の幅が、第２の配列振動子に近接する部分において小さくなるよう調整されていることが好ましい。
【００１４】
前記超音波診断装置が対象とする被検物としては、例えば、生体内の臓器、血管、血管内に存在する粥腫などが挙げられる。なかでも、粥腫の状態を知ることは、心筋梗塞、狭心症などの動脈硬化症診断にとって重要であるが、前記超音波診断装置はこの粥腫の状態に関する情報を得るのに適している。
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態の一例について説明する。
【００１６】
（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例を示す構成図である。この超音波診断装置は、生体３に対して超音波信号の送受信を行なう探触子１０１と、前記探触子１０１に対して電気信号の送受信を行なう送受信部１０２と、前記送受信部１０２で受信された電気信号に基づいて断層像を作成する画像作成部１０３と、前記画像作成部１０３で作成された断層像を表示する画像表示部１０４とを備えている。
【００１７】
探触子１０１は、生体に対して超音波信号の送受信を行なうものである。図２は、探触子の構成の一例を示す模式図である。この探触子１０１は、第１の配列振動子１および第２の配列振動子２を備えている。第１の配列振動子１は複数の振動子１ａ〜１ｎを含み、第２の配列振動子２は複数の振動子２ａ〜２ｆを含む。これらの配列振動子は、振動子の配列方向が互いに交差するように配置されている。また、好ましくは、配列振動子同士が互いに重なり合わないように配置されている。例えば、本実施の形態においては、図示のように、第１の配列振動子１と第２の配列振動子２とがＴ字型を構成するように配置されている。
【００１８】
次に、上記超音波診断装置の動作について説明する。
【００１９】
まず、探触子１０１を、検査の対象である生体３表面に接触させる。送受信部１０２から電気信号（送信信号）を配列振動子に送信し、この送信信号を配列振動子で超音波信号に変換して、生体３に送波する。生体３に送波された超音波信号は、生体３内の被検物（例えば、血管内の粥腫など）で反射する。この反射波は配列振動子で受波され、電気信号（受信信号）に変換されて、送受信部１０２に送信される。受信信号は、送受信部１０２で適当な処理（例えば、検波、増幅など）を受け、その出力は画像作成部１０３に入力される。このような送受信動作を、配列振動子において超音波を走査しながら繰り返し実施する。
【００２０】
上記動作は、第１の配列振動子１および第２の配列振動子２について、それぞれ実施される。このとき、超音波の走査方法は、第１の配列振動子１においては、リニア走査とし、第２の配列振動子２においては斜め走査とする。ここで、「斜め走査」は、配列振動子の送受信面（生体表面に接する、または対向する面）に対して斜めに進行する超音波の送受信を行なうような走査を意味する。
【００２１】
続いて、画像作成部１０３において、第１の配列振動子１について得られた受信信号に基づいて、被検物の第１の断層像を作成し、第２の配列振動子２について得られた受信信号に基づいて、被検物の第２の断層像を作成する。画像作成方法は、特に限定するものではなく、例えば、デジタルスキャンコンバージョン法などを採用することができる。そして、画像作成部１０３で作成された第１の断層像および第２の断層像を画像表示部１０４に表示する。このとき、画像表示部１０４においては、被検物の断層像とともに、各配列振動子の中心位置を示すガイドラインが表示されることが好ましい。
【００２２】
更に、画像表示部１０４に表示された第１の断層像および第２の断層像に基づいて、探触子と被検物との位置合わせを行なう。この探触子の位置合わせについて、被検物が、血管内に形成された粥腫である場合を例に挙げて説明する。図３は、この探触子の位置合わせを行なったときの第１および第２の配列振動子と被検物との位置関係を示す模式図であり、（Ａ）は上面図に相当し、（Ｂ）はそのＩＩ‐ＩＩ’断面図、（Ｃ）はＩ−Ｉ’断面図に相当する。
【００２３】
図３に示すように、探触子の位置合わせは、血管４が、第１の配列振動子１の直下に位置し、且つ、その血流方向が第１の配列振動子１の配列方向と合致するように行なう。そして、血管４内に形成された粥腫５が、第１の配列振動子１の直下であって、第２の配列振動子２の配列方向に伸びる中心線の延長線上に位置するように位置合わせする。
【００２４】
図４は、位置合わせ後の画面表示の一例を示す図である。このように、上記超音波診断装置によれば、第１の断層像７ａとして血管４の縦断面（血管４の中心軸を含む断面）が、第２の断層像７ｂとして血管４の横断面（血管４の中心軸に直交する断面）が表示され、双方の断層像上においてガイドライン８が粥腫の位置に合わされている。このように、上記位置合わせは、画像表示部に表示されたガイドライン８を、断層像中の粥腫の位置に合わせることによって実施できる。
【００２５】
このように、上記超音波診断装置によれば、探触子が、配列方向が互いに交差するように配置された複数の配列振動子を備えており、各配列振動子に対応する複数の断層像を表示することができる。そのため、探触子と被検物との位置を、少なくとも二方向から確認できるため、探触子の位置を容易且つ確実に被検物の位置に合わせることができる。その結果、被検物に対応する信号を、再現性よく得ることができる。
【００２６】
特に、本実施の形態においては、図３（Ｃ）に示すように、第２の配列振動子２において斜め走査を行なっている。第２の配列振動子を斜め走査ではなく、通常のリニア走査（配列振動子の送受信面に対して略垂直に進行する超音波を送受信するような走査）とする場合、第２の配列振動子で被検物の断層像を得ようとすると、第２の配列振動子の直下に被検物が存在する必要がある。よって、この場合、第１の配列振動子と第２の配列振動子とを交差させる必要があるが、交差部分の振動子の形状が問題になる。例えば、交差部分でお互いの振動子の幅を狭くしたりすると、その部分での感度低下がおきるおそれがある。
【００２７】
これに対して、第２の配列振動子２で斜め走査を行なうと、第２の配列振動子２の直下に被検物が位置していなくても、第２の配列振動子２により被検物の断層像を得ることができる。よって、第１の配列振動子１と第２の配列振動子２とを交差させることなく、例えばＴ字型に配置することができるため、上記のような感度低下を抑制することができる。
【００２８】
なお、上記説明においては、第２の配列振動子２において斜め走査を行なう場合を例示したが、図５に示すように、第２の配列振動子２においてセクタ走査を行なってもよい。上記と同様に、このような形態によっても、第２の配列振動子の直下に被検物が位置していない状態でも、第２の配列振動子により被検物の断層像を得ることができため、第１の配列振動子１と第２の配列振動子とを交差させることなく配置することができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の一例について説明する。この超音波診断装置は、第１の実施の形態と同様に、探触子、送受信部、画像作成部および画像表示部を備えている。
【００３０】
図６は、本実施の形態における探触子の構成の一例を示す模式図である。また、図７は、超音波診断装置の使用時における前記探触子を示す模式図であり、前記図６のＩＶ‐ＩＶ’断面図に相当する。
【００３１】
この探触子は、第１の配列振動子１および第２の配列振動子２を備えている。第１の配列振動子１は複数の振動子１ａ〜１ｎを含み、第２の配列振動子２は複数の振動子２ａ〜２ｆを含む。これらの配列振動子は、第１の実施の形態と同様に、振動子の配列方向が互いに交差するように配置されている。
【００３２】
本実施の形態では、第１の配列振動子１の送受信面に対して、第２の配列振動子２の送受信面が傾斜している。換言すれば、第２の配列振動子２は、超音波診断装置の使用時、図７に示すように、超音波の送受信面が生体表面に対して傾斜するように、配置される。
【００３３】
このような配置は、図示のように、第２の配列振動子２を台座９上に載置することにより実現することができる。この台座９としては、例えば、容器内に媒体を充填したものを使用することができる。この場合、容器は、生体表面に密着できるよう、柔軟性を有し、生体表面の形状に応じて自在に変形可能であることが好ましい。容器および媒体を構成する材料は、超音波の伝達を妨げないものであれば、特に限定するものではない。例えば、容器としてはシリコンゴム、ウレタンゴムなどを使用することができ、媒体としては水、含水性ゼラチンなどを使用することができる。
【００３４】
なお、上記超音波診断装置の動作については、第１の実施の形態と同様である。但し、本実施の形態では、図７に示すように、第２の配列振動子２においてリニア走査を行なう。
【００３５】
上記超音波診断装置によっても、第１の実施の形態と同様に、探触子と被検物との位置を、少なくとも二方向から確認できるため、探触子の位置を容易且つ確実に被検物の位置に合わせることができる。その結果、被検物に対応する信号を、再現性よく得ることができる。
【００３６】
また、前述したように、本実施の形態では、第２の配列振動子においてリニア走査を行なう。第２の配列振動子は、その送受信面が生体表面に対して傾斜するように配置されている。そのため、この第２の配列振動子でリニア走査を行なった場合、生体表面に対して斜めに進行する超音波が送受信されることとなる。よって、第１の実施の形態で説明したような、第２の配列振動子で斜め走査を行なった場合と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の一例について説明する。この超音波診断装置は、第１の実施の形態と同様に、探触子、送受信部、画像作成部および画像表示部を備えている。
【００３８】
図８は、本実施の形態における探触子の構成の一例を示す模式図である。また、図９は、超音波診断装置の使用時における前記探触子を示す模式図であり、前記図８のＶ‐Ｖ’断面図に相当する。なお、図９の斜線部は、第１の配列振動子１の第２の配列振動子２から離れた部分（図８の振動子１ａまたは１ｎに相当する部分）の投影を示す。
【００３９】
この探触子は、第１の配列振動子１および第２の配列振動子２を備えている。第１の配列振動子１は複数の振動子１ａ〜１ｎを含み、第２の配列振動子２は複数の振動子２ａ〜２ｆを含む。これらの配列振動子は、第１の実施の形態と同様に、振動子の配列方向が互いに交差するように配置されている。例えば、本実施の形態においては、図示のように、第１の配列振動子１と第２の配列振動子２とがＴ字型を構成するように配置されている。
【００４０】
本実施の形態においては、図８に示すように、第１の配列振動子１の幅が、第２の配列振動子２に近接する部分で小さくなるように調整されている。ここで、「配列振動子の幅」は、２つの配列振動子がつくる平面に平行で、配列方向に直交する方向における寸法を意味する。この第２の配列振動子に近接する部分での幅の減少は、図示のように、第１の配列振動子１の第２の配列振動子２側の端面を、第１の配列振動子１の幅の中心線側に窪ませることにより、実現されていることが好ましい。この場合、第１の配列振動子１の前記端面は、第２の配列振動子２に近接する部分において、例えば、１ａ部分の幅の７０％程度まで、好ましくは７５％程度まで窪ませることができる。また、超音波画質の劣化を防止するため、第１の配列振動子１の幅は、例えば中心周波数７ＭＨｚの探触子においては、最小となる部分でも４ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４１】
なお、上記超音波診断装置の動作については、第１の実施の形態と同様であり、第２の配列振動子２における超音波の走査は、斜め走査またはセクタ走査により実施される。
【００４２】
上記超音波診断装置によっても、第１の実施の形態と同様に、探触子と被検物との位置を、少なくとも二方向から確認できるため、探触子の位置を容易且つ確実に被検物の位置に合わせることができる。その結果、被検物に対応する信号を再現性よく得ることができる。
【００４３】
また、前述したように、本実施の形態では、第１の配列振動子の幅が、第２の配列振動子に近接する部分で小さくなっている。そのため、図９に示すように、第１の実施の形態に比べて、第２の配列振動子２の位置が被検物に近い位置となる。よって、第２の配列振動子を斜め走査する場合、生体表面に対する超音波の進行方向の角度を大きく（生体表面に対して垂直な方向に近く）することができ、その結果、得られる断層像の画質を向上させることができる。また、第２の配列振動子でセクタ走査を行なう場合でも、超音波ビームの偏向が少ない範囲で被検物を走査することができるため、良好な画質を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の超音波診断装置によれば、探触子が複数の配列振動子を備え、各配列振動子の受信信号に対応する複数の断層像を表示するため、探触子と被検物との位置を、異なる複数の方向から確認できる。そのため、本発明は、探触子の位置を、正確に、再現性よく、被検物の位置に合わせ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の構成の一例を説明するための構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置を構成する探触子の一例を示す模式図である。
【図３】上記超音波診断装置の使用時における探触子と被検物との位置関係を示す模式図であり、（Ａ）は上面方向の模式図、（Ｂ）はそのＩＩ‐ＩＩ’断面方向の模式図、（Ｃ）はＩ−Ｉ’断面方向の模式図である。
【図４】上記超音波診断装置における画面表示の一例を示す図である。
【図５】上記超音波診断装置の使用時における探触子の別の一例を示す模式図であり、図３（Ａ）のＩ−Ｉ’断面方向の模式図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置を構成する探触子の一例を示す模式図である。
【図７】上記超音波診断装置の使用時における探触子と被検物との位置関係を示す模式図であり、図６のＩＶ−ＩＶ’断面方向の模式図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置を構成する探触子の一例を示す模式図である。
【図９】上記超音波診断装置の使用時における探触子と被検物との位置関係を示す模式図であり、図８のＶ−Ｖ’断面方向の模式図である。
【図１０】従来の超音波診断装置を構成する探触子の一例を説明するための模式図である。
【図１１】従来の超音波診断装置の使用時における探触子と被検物との位置関係を示す模式図であり、（Ａ）は上面方向の模式図、（Ｂ）はそのＸ−Ｘ’断面方向の模式図である。
【図１２】従来の超音波診断装置の画面表示の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１      第１の配列振動子
２      第２の配列振動子
３      生体
４      血管
５      粥腫
６      超音波ビーム
７、７ａ、７ｂ      断層像
８      ガイドライン
９      台座
１０１    探触子
１０２    送受信部
１０３    画像作成部
１０４    画像表示部
【図１】
2004147679.tif 000003
【図２】
2004147679.tif 000004
【図３】
2004147679.tif 000005
【図４】
2004147679.tif 000006
【図５】
2004147679.tif 000007
【図６】
2004147679.tif 000008
【図７】
2004147679.tif 000009
【図８】
2004147679.tif 000010
【図９】
2004147679.tif 000011
【図１０】
2004147679.tif 000012
【図１１】
2004147679.tif 000013
【図１２】
2004147679.tif 000014