【手続補正書】
【提出日】平成20年9月1日(2008.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  探触子を駆動して発生させた超音波ビームを造影剤が注入される被検体に照射し、前記被検体から反射する超音波信号に基づいて前記被検体の断層像を生成し、画像表示する超音波診断装置において、
前記断層像上に前記造影剤が通過予定の複数の関心領域を設定する入力手段と、前記入力手段より設定された前記複数の関心領域において通過予定の前記造影剤に対する音圧が、第１の関心領域と前記第１の関心領域以外の前記複数の関心領域とでそれぞれ実質的に等しくなるように前記超音波ビームを調整する音圧調整手段を備え、
前記音圧調整手段は、前記複数の関心領域の位置座標を断層像から読み取り、ビームアドレスと対応付けて記憶させ、前記ビームアドレスに基づいて前記超音波ビームの焦点を前記関心領域内に位置するよう制御することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】  前記複数の関心領域は、関心領域帯を含むことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】  前記音圧調整手段は、前記探触子から前記関心領域までの距離を計算し、前記距離に応じて前記超音波ビームの焦点位置を可変制御し、前記音圧を調整することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】  前記音圧調整手段は、前記探触子の各振動子に供給する駆動パルスの電圧を制御することにより前記音圧を調整することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】  前記音圧調整手段は、前記超音波ビームの焦点位置を変えることにより前記音圧を調整することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項６】  前記音圧調整手段は、前記探触子の各振動子に供給する駆動パルスの電圧を制御すること、及び前記超音波ビームの焦点位置を変えることにより音圧を調整することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項７】  前記関心領域又は前記関心領域帯に印したマークの形状を患部の大きさに応じて変化させ、断層像に重ねて画像表示することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項８】  前記音圧調整手段は、前記複数の関心領域を結ぶような経路を算出し、前記経路上の音圧が均一となるように超音波ビームを制御することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項９】  前記複数の関心領域を結ぶ経路を直線又は曲線で連続的に入力指定して前記関心領域帯とすることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項１０】  前記音圧調整手段は、前記関心領域の前記音圧を最大にすることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１１】  前記関心領域又は前記関心領域帯内を流れる造影剤の経時的な変化を画像表示することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波診断装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、探触子を駆動して発生させた超音波ビームを造影剤が注入される被検体に照射し、被検体から反射する超音波信号に基づいて被検体の断層像を生成し、画像表示するものである。上記課題を解決するため、断層像上に造影剤が通過予定の複数の関心領域を設定する入力手段と、入力手段より設定された複数の関心領域において通過予定の造影剤に対する音圧が、第１の関心領域と第１の関心領域以外の複数の関心領域とでそれぞれ実質的に等しくなるように超音波ビームを調整する音圧調整手段を備えている。音圧調整手段は、複数の関心領域の位置座標を断層像から読み取り、ビームアドレスと対応付けて記憶させ、ビームアドレスに基づいて超音波ビームの焦点を関心領域内に位置するよう制御することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
これによれば、関心領域が異なる深度にある場合においても、関心領域の各深度領域の造影剤に照射される超音波ビームの音圧が一定となり、造影剤が同じ挙動を示すので、断層像における造影効果の均一化を図ることができ、断層像の視認性を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この場合において、入力手段によって入力される関心領域は、不連続な複数の関心領域であってもよいし、連続的な関心領域帯であってもよい。また、不連続に設定された複数の関心領域を、直線または曲線の経路で結び、結ばれた関心領域と各関心領域を結ぶ経路を関心領域帯として、関心領域帯の音圧を等しく調整するようにしてもよい。連続的な関心領域帯として、例えば、造影剤が流れる血管を設定すれば、関心領域帯に含まれる血管内の造影剤の染影度が向上して、血管内を流れていく造影剤の経時的な変化も観察することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
制御部２１は、パルス発生回路３、送波フォーカス回路５、受波整相回路１１、信号処理部１３、メモリ１５、モニタ１７、操作器１９などにそれぞれ接続され、これらの各部を制御する。本実施形態では、送波フォーカス回路５と制御部２１は、関心領域における超音波ビームの音圧を調整する音圧調整手段を構成する。また、操作者は、操作器１９から制御部２１に指令を入力することによって、各種の診断条件などを設定できるようになっている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
以下、本実施形態の超音波診断装置の動作および詳細構成を説明する。本実施形態の超音波診断装置では、造影剤撮像に先だって、生体内の患部を含む部位を撮像して関心領域設定用の断層像を取得してモニタ１７に表示する。モニタ１７に表示された関心領域設定用の断層像に前述の関心領域を設定する。次いで、血管内に造影剤を注入し、関心領域に超音波ビームの焦点位置を合わせながら走査する。これにより、各関心領域の造影剤効果を均一にして鮮明な断層像を撮像することができる。造影剤としては、例えば、血流中に気泡を生じさせる造影剤などが知られている。この造影剤は、超音波ビームが照射されると気泡が破壊、変形されることから、その破壊、変形時に発生する音の成分を拾って画像化することにより、造影剤が存在する部位の診断像を鮮明化することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
操作者は、撮像に際して、探触子１を被検体の体表面に接触させて、または、術中に開腹した状態の臓器表面に接触させて、探触子１の超音波射出面を生体内に向けて把持する。操作者が、操作器１９により撮像開始の指令を入力すると、これに応答して制御部２１は、パルス発生回路３と送波フォーカス回路５に指令を出力する。これにより、パルス発生回路３と送波フォーカス回路５が動作し、増幅器６で増幅された駆動パルスが各振動子２３に供給され、各振動子２３からの超音波の波面が送波フォーカス回路５によって設定されたフォーカス点へ同時に到達するように超音波が各振動子２３から被検体内に放射される。すなわち、被検体内に超音波ビームが照射される。このとき、送波フォーカス回路５は、周知の送信フォーカス処理を行なう。つまり、送波フォーカス回路５により各振動子２３は、駆動タイミングが適宜遅延される。これにより、各々の振動子２３から放射される超音波は合成され偏向されるとともに、超音波ビームとなり、焦点に収束される。関心領域設定用の断層像の撮影においては、送波超音波ビームの焦点距離が送波フォーカス回路５で設定された所定の深度に保たれた状態で、超音波ビームを走査して２次元の断層像を得ている。超音波ビームの走査は、制御部２１によって方位が異なる走査線が順次設定され、それぞれの走査線に対応して、順次ビームアドレスが定められる。ビームアドレスは、超音波ビームの識別コードであり、ビームアドレスメモリ３３に記憶されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
走査方向に順次照射された超音波ビームは、被検体内を伝播し、組織の境界の音響インピーダンスが変化する箇所を通過するときに一部が反射され、反射エコーとなる。超音波ビームが照射された領域から反射された超音波ビームの反射エコーは、振動子２３により受信される。振動子２３は、その受信順にエコーを電気信号に変換して、受信信号を出力する。振動子２３から出力される受信信号は、切り換えスイッチ９、送受分離回路７、および増幅器１０を介して、受波整相回路１１に入力される。受波整相回路１１に入力された受信信号群は整相処理され、デジタルスキャンコンバータなどを含み構成された信号処理部１３に供給される。信号処理部１３に入力された受信ビーム信号は、所定の信号処理が施され、画像信号化して画像メモリ３１に書き込まれる。複数回の超音波送受信によって被検体内を超音波走査して、画像メモリ３１に書き込まれた画像信号は、必要に応じて読み出され表示座標系に座標変換されてモニタ１７に超音波画像として表示される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ところで、被検体内に患部などの関心領域が複数あり、各関心領域の深度が異なると、それぞれの関心領域における造影剤の造影効果が不均一となり、造影剤モードで撮像した断層像の視認性が低下する場合がある。被検体内に照射された超音波ビームは、送信フォーカス処理により集束されている。このため、超音波ビームの音圧は、超音波ビームが集束している焦点位置の近傍で最大となり、焦点位置から離れるに従い超音波ビームが集束されていない分小さくなっていく。つまり、被検体内に照射された超音波ビームの音圧は、探触子１からフォーカス深さまでは徐々に大きくなって、フォーカス深さ近傍で最大値をとり、フォーカス深さより深くなるにつれ、小さくなっていく。造影剤は、例えば、溶液中に微細な気泡を混入したものであり、音波は気泡の破壊や変形によって生じるものである。被検体に投与された造影剤は、超音波ビームを受けると、特有の音波を発生させる。この造影剤が発生する特有の音波は、照射される超音波ビームの音圧が大きくなると、気泡が破裂したり、変形が大きくなるなどして、大きな音波となる。このように、造影剤は、照射される超音波ビームの音圧により挙動が大きく異なるため、被検体の各部位に照射される超音波ビームの音圧が異なると、被検体の各部位が同じ状態でも造影剤の染影度は異なる。したがって、観察したい部位の深さが異なると、造影剤の気泡の濃度が略均一であっても、造影剤による染影度が異なるので、視認性が悪くなる。フォーカス深さ付近の超音波ビームの音圧の大きいところでは、造影剤の気泡の破壊や変形が生じやすく強い音波が発生し、造影剤からの受信信号強度が強くなり、造影剤の染影度がよくなる。逆に、フォーカス深さから離れた超音波ビームの音圧の小さいところでは、気泡の破壊や変形が生じ難く強い音波が発生せず、造影剤からの受信信号強度が弱くなり、造影剤の染影度が悪くなる。このため、１走査中の超音波ビームの照射を、一定の焦点距離で行う、従来の超音波診断装置で撮像した断層像上では、造影剤の染影度の違いにより、フォーカス深さ付近の関心領域が強調して画像表示され、深度の異なる関心領域において、十分に均一な造影効果を得ることができず、各関心領域の状態の差によるものか、音圧の差によるものかの判断が困難となり、臨床評価が難しくなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
そこで、本発明の一実施形態の超音波診断装置は、観察したい部位を関心領域として設定し、設定された関心領域の深さに応じて超音波ビームの焦点距離を走査中に変更する。すなわち、関心領域を走査するそれぞれの超音波ビームの焦点距離を可変制御することを特徴とする。この特徴について、図２および図３を参照して本実施形態の撮像手順を説明する。図２に示すように、ステップＳ１で、操作器１９を操作して装置を関心領域設定モードとし、モニタ１７上に表示された関心領域設定用の断層像内に、例えば図３に示す複数の関心領域４７、４９、５１をセットする。図３において○印は、心筋５２に設定された関心領域４７、４９、５１を示し、破線は、関心領域４７、４９、５１を通る超音波ビーム５３、５５、５７を示している。ステップＳ２で、制御部２１は、断層像上に入力された関心領域４７、４９、５１の座標を読み取り、メモリ１５に記憶する。ステップＳ３で、制御部２１は、関心領域４７、４９、５１を通る超音波ビーム５３、５５、５７の焦点位置を各関心領域内に設定するため、ビームアドレスに対応付けて焦点位置を演算により求めメモリ１５に記憶する。ステップＳ４で、造影剤を注入後、操作者の指令に応じて断層像が撮影される。ステップＳ５で、撮影され断層像はモニタ１７上に表示される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ステップＳ１で、操作者は、関心領域設定用の断層像をリアルタイムでモニタ１７に表示させている状態で、インターフェイスであるマウスやトラックボールなどの操作器１９により、図３に示すように、関心領域４７、４９、５１のセットを行う。関心領域４７、４９、５１のセットは、例えば、操作者が、モニタ１７の画面上に表示されたポインタなどをマウスなどの操作器１９で操作して、所望の位置まで移動して行う。これら関心領域４７、４９、５１のセットにより、例えば、関心領域４７、４９、５１の位置や範囲を示す関心領域マークなどが、モニタ１７上に表示され、診断像に重ねて表示される。表示される関心領域マークの大きさは、患部の大きさなどにより適宜変更するようにしてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
被検体に照射された超音波ビームは、被検体内で反射して、反射エコーを生成するとともに、その音圧により造影剤を破壊、変形させ、特有の音波を発生させる。造影剤特有の音波および反射エコーは、振動子２３により受信され、切り換えスイッチ９、送受分離回路７を介して、受波整相回路１１に供給され、整相処理されて、受波整相回路１１から出力される。受波整相回路１１が出力した受波信号は、信号処理部１３に入力され、信号処理部１３は、この走査に係る一連の受波信号に基づいて被検体の断層像を生成し、生成された断層像は、メモリ１５の画像メモリ３１に記憶される。画像メモリ３１に記憶された断層像信号は、画像信号に変換して読み出され、画像表示手段であるモニタ１７に表示される。このとき、画素の輝度は対応する受波信号の振幅に基づいている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
ここで、個々の超音波ビームに対応する受波信号は、超音波ビームを送信してから受波信号を受信するまでの往復伝播時間に対する時系列の信号強度（振幅）のデータ列である。往復伝播時間は、探触子１から受波信号に係る部位までの深さに比例するから、超音波ビームの送信方向と往復伝播時間に基づいて画素位置を定めることができる。また、受波信号の振幅に基づいて画素の輝度を定めることによって、濃淡像を生成することができる。画素の輝度による濃淡で表示された断層像は、超音波ビームのビームラインを変えながら被検体を走査することによって形成され、例えば、扇型の視野を有する。