(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向の２以上の角度の音線を同時に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した２以上の角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択して当該角度の音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向の１つの角度の音線を受信用エレメントで受信すること及び同方向の２以上の角度の音線を同時に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した２以上の角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択し以後は選択した角度の音線のみを受信して当該音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向に走査して異なる角度の音線を順に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した異なる角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択して当該角度の音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向に走査して異なる角度の音線を順に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した異なる角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択し以後は選択した角度の音線のみを受信して当該音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーの低下を抑制して、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続波ドプラモードのデータを取得するときは、リニア探触子を用いて、そのエレメントの１次元配列方向が血流方向と平行になるようにリニア探触子を保持し、エレメントの１次元配列方向を回転軸としてリニア探触子の角度を変えて最も受信パワーが大きくなる角度を探し、その角度にリニア探触子を保持して、その後、連続波ドプラモードのデータを取得している。
なお、連続波ドプラモードの技術は、「医用超音波機器ハンドブック、コロナ社、１９９７年１月２０日改訂版第１刷発行、第４７頁、［２］連続波ドプラ」および「医用超音波機器ハンドブック、コロナ社、１９９７年１月２０日改訂版第１刷発行、第１１７頁、3.4.2 連続波ドプラ装置」に記載されている。
【０００３】
特開平１１−８９８３８号公報や「医用超音波機器ハンドブック、コロナ社、１９９７年１月２０日改訂版第１刷発行、第１２８頁、１）ビームステアリング」には、リニア探触子を用いてエレメントの１次元配列方向にビームステアリングし、カラードプラモードの画質が最も良くなる角度を求めて、以後は、その角度に超音波ビームを向けてカラードプラモードのデータを取得する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記連続波ドプラモードのデータを取得する従来の技術では、連続波ドプラモードのデータを取得している間に、操作者の手の動きや被検体の体動などによりリニア探触子と血管の相対角度が変動すると、受信パワーが低下し、データを好適に取得できなくなる問題点がある。
これに対して、上記特開平１１−８９８３８号公報等に開示のビームステアリング技術を応用すれば、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向（つまり、リニア探触子のエレメントの１次元配列方向）に直交する方向を回転軸とする相対角度変動に対しては受信パワーの低下を抑制可能となる。しかしながら、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする相対角度変動には対応することが出来ない。
そこで、本発明の目的は、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーの低下を抑制して、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる超音波診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向の２以上の角度の音線を同時に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した２以上の角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択して当該角度の音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１の観点による超音波診断装置では、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向の２以上の角度の音線を同時に受信し、そのうちで最も受信パワーの大きい音線のデータを採用する。すなわち、前記送信用エレメントと前記受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーの低下のない角度からの音線が採用されるため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。また、常に最も受信パワーの大きい角度を探すため、変動に対する追従性に優れている。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向の１つの角度の音線を受信用エレメントで受信すること及び同方向の２以上の角度の音線を同時に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した２以上の角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択し以後は選択した角度の音線のみを受信して当該音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第２の観点による超音波診断装置では、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向の２以上の角度の音線を同時に受信し、そのうちで最も受信パワーの大きい音線の角度を選択し、以後は選択した角度の音線のみを受信する。すなわち、前記送信用エレメントと前記受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーの低下のない角度からの音線が採用されるため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。また、前記角度選択後は、当該角度の音線のみを受信するため、２以上の音線を同時に受信する場合よりもＳＮ比に優れている。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向に走査して異なる角度の音線を順に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した異なる角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択して当該角度の音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第３の観点による超音波診断装置では、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向に走査して異なる角度の音線を順に受信し、そのうちで最も受信パワーの大きい音線のデータを採用する。すなわち、前記送信用エレメントと前記受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーの低下のない角度からの音線が採用されるため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。また、常に最も受信パワーの大きい角度を探すため、変動に対する追従性に優れている。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、送信用エレメントから連続波の超音波を送信しうる送信手段と、前記送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向に走査して異なる角度の音線を順に受信用エレメントで受信することが可能な受信手段と、その受信手段で受信した異なる角度の音線のうち最も受信パワーの大きい音線の角度を選択し以後は選択した角度の音線のみを受信して当該音線のデータを連続ドプラモードのデータとする選択手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第４の観点による超音波診断装置では、連続波ドプラモードのデータの取得時に送信用エレメントと受信用エレメントとが並ぶ方向と直交する方向に走査して異なる角度の音線を順に受信し、そのうちで最も受信パワーの大きい音線の角度を選択し、以後は選択した角度の音線のみを受信する。データを採用する。すなわち、前記送信用エレメントと前記受信用エレメントとが並ぶ方向を回転軸とする超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーの低下のない角度からの音線が採用されるため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。また、前記角度選択後は、当該角度の音線のみを受信するため、異なる角度を順に走査する場合よりもフレームレートの点で優れている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１０】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。
この超音波診断装置１００は、２次元アレイ超音波探触子１と、その２次元アレイ超音波探触子１の送信ブロック（図２の１Ｔ）のエレメントから連続波の超音波を送信しうる連続波送信部２と、前記２次元アレイ超音波探触子１の受信ブロック（図２の１Ｒ）のエレメントで前記送信用エレメント１Ｔと受信用エレメント１Ｒとが並ぶ方向と直交する方向（以下、スライス方向という）の１つの角度の音線を受信しうると共に２つの異なる角度の音線を同時受信しうる１音線／２音線受信部３と、受信した１つの角度の音線データから連続波ドプラ成分を抽出すると共に同時受信した２つの異なる角度の音線データからそれぞれ連続波ドプラ成分を抽出する連続波ドプラ処理部４と、抽出した連続波ドプラ成分を周波数解析しスペクトラムや受信パワー等を求める周波数解析部５と、同時受信した２つの異なる角度の音線データに対応する受信パワーを比較して大きい方の角度を選択しその選択角度に対応する前記周波数解析部５の出力を選択するようにスイッチ７へ指令を出すと共に以後は選択角度のみの音線を受信するように前記１音線／２音線受信部３へ指令を出す受信パワー比較部６と、前記指令により選択角度に対応する前記周波数解析部５の出力を選択して表示部９へ出力するスイッチ７と、そのスイッチｔの出力に基づいて連続波ドプラモードの表示を行う表示部８とを具備して構成されている。
【００１１】
図２は、前記２次元アレイ超音波探触子１のエレメント配置図である。
この２次元アレイ超音波探触子１は、多数のエレメント１ｅを前記スライス方向およびそのスライス方向に直交する方向（以下、ラテラル方向という）に２次元配置したものである。
連続波ドプラモードでは、ラテラル方向の一端側のエレメント群が送信ブロック１Ｔとなり、他端側のエレメント群が受信ブロック１Ｒとなる。
【００１２】
そして、上記超音波診断装置１００では、スライス方向のビームステアリングおよびラテラル方向のビームステアリングが可能である。
なお、スライス方向のビームステアリングおよびラテラル方向のビームステアリングが可能な超音波診断装置は、例えば特開平７−２１３５２３号公報に開示されている。
【００１３】
図３の（ａ）に示すように、上記超音波診断装置１００では、２次元アレイ超音波探触子１のエレメント１ｅの２次元配列面に直交する方向（以下、０゜方向という）に連続波の超音波を送信し、スライス方向の面内で０゜方向から一方向側へα゜の方向（以下、＋α゜方向という）の音線を受信可能である。α゜は、例えば１゜である。
また、図３の（ｂ）に示すように、０゜方向に連続波の超音波を送信し、スライス方向の面内で０゜方向から他方向側へα゜の方向（以下、−α゜方向という）の音線を受信可能である。
さらに、図３の（ｃ）に示すように、上記超音波診断装置１００では、０゜方向に連続波の超音波を送信し、＋α゜方向の音線および−α゜の音線を同時受信可能である。
【００１４】
図４は、上記超音波診断装置１００における連続波ドプラモードの動作を示すフロー図である。
ステップＳ１では、０゜方向に連続波の超音波を送信する。
【００１５】
ステップＳ２では、＋α゜方向の音線と−α°方向の音線とを同時受信する。
ステップＳ３では、＋α゜方向の音線の受信パワーと−α°方向の音線の受信パワーとを比較し、＋α゜方向の音線の受信パワーが−α°方向の音線の受信パワーより大きいならステップＳ５へ進み、そうでないならステップＳ１０へ進む。
【００１６】
ステップＳ５では、＋α゜方向の音線に対応する周波数解析部５の出力を選択して連続波ドプラモードの表示を行う。
ステップＳ６では、所定時間（例えば１分）が経過したか判定し、経過前ならステップＳ７へ進み、経過後なら前記ステップＳ２に戻る。
ステップＳ７では、＋α゜方向の音線のみを受信する。そして、前記ステップＳ５に戻る。
【００１７】
ステップＳ１０では、−α゜方向の音線に対応する周波数解析部５の出力を選択して連続波ドプラモードの表示を行う。
ステップＳ１１では、所定時間（例えば１分）が経過したか判定し、経過前ならステップＳ１２へ進み、経過後なら前記ステップＳ２に戻る。
ステップＳ１２では、−α゜方向の音線のみを受信する。そして、前記ステップＳ１０に戻る。
【００１８】
図５は、上記超音波診断装置１００における連続波ドプラモードの動作を示す説明図である。
図５の（ａ）に示す２次元アレイ超音波探触子１と血管Ｖの相対配置で＋α゜方向の音線と−α゜方向の音線とを同時受信した場合、＋α゜方向の音線の受信パワーが−α°方向の音線の受信パワーより大きいので、以後の所定時間は図５の（ｂ）に示すように＋α゜方向の音線のみを受信して連続波ドプラモードの表示を行う。所定時間経過後は、再び２音線同時受信し、受信パワーが大きい角度を選択し直す。
【００１９】
上記超音波診断装置１００によれば、２次元アレイ超音波探触子１と血管Ｖの相対角度変動があっても、受信パワーの最も大きな角度からの音線が採用されるため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。また、前記角度選択後の所定時間は当該選択角度の音線のみを受信するため、２以上の音線を同時に受信する場合よりもＳＮ比に優れている。
【００２０】
上記超音波診断装置１００の変形例としては、前記ステップＳ５，Ｓ１０から直ちに前記ステップＳ２に戻るようにすると共に前記ステップＳ６，Ｓ７およびＳ１１，Ｓ１２を省いたものが挙げられる。
この変形例は、常に２つの角度の音線を同時受信し、受信パワーの大きな方の音線データを採用するため、変動に対する追従性に優れている。
【００２１】
−第２の実施形態−
図６は、本発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。この超音波診断装置２００は、２次元アレイ超音波探触子１と、その２次元アレイ超音波探触子１の送信ブロック１Ｔのエレメントから連続波の超音波をスライス方向の異なる角度で順に送信しうる方向可変連続波送信部１２と、前記２次元アレイ超音波探触子１の受信ブロック１Ｒのエレメントで前記送信角度の音線を受信しうる方向可変音線受信部１３と、受信した音線データから連続波ドプラ成分を抽出する連続波ドプラ処理部１４と、抽出した連続波ドプラ成分を周波数解析しスペクトラムや受信パワー等を求める周波数解析部１５と、受信した異なる角度の音線データに対応する受信パワーを比較して最も大きい角度を選択し以後は選択角度のみで送受信するように前記方向可変連続波送信部１２および前記方向可変音線受信部１３へ指令を出す受信パワー比較部１６と、前記周波数解析部１５の出力に基づいて連続波ドプラモードの表示を行う表示部８とを具備して構成されている。
【００２２】
図７は、上記超音波診断装置２００における連続波ドプラモードの動作を示すフロー図である。
ステップＰ１では、θ＝−α゜とする。
ステップＰ２では、θ方向に連続波の超音波を送信し、同方向の音線を受信し、その受信パワーを最大パワー値とする。
【００２３】
ステップＰ３では、θ＝θ＋ε゜とする。ここで、εは、１以上の整数でαを割った値である。例えば、α゜＝１゜、ε＝０.５゜である。
ステップＰ４では、θ方向に連続波の超音波を送信し、θ方向の音線を受信する。
ステップＰ５では、θ方向の音線の受信パワーと最大パワー値とを比較し、大きい方を最大パワー値とする。また、その最大パワー値を与える角度を記憶する。
ステップＰ６では、θ＜＋α°なら前記ステップＰ３に戻り、θ≧＋α°ならステップＰ７へ進む。
【００２４】
ステップＰ７では、最大パワー値を与える方向に連続波の超音波を送信し、同方向の音線を受信し、その音線データに基づいて連続波ドプラモードの表示を行う。
ステップＰ８では、所定時間（例えば１分）が経過したか判定し、経過前なら前記ステップＰ７に戻り、経過後なら前記ステップＰ１に戻る。
【００２５】
図８は、上記超音波診断装置２００における連続波ドプラモードの動作を示す説明図である。
図８の（ａ）に示す２次元アレイ超音波探触子１と血管Ｖの相対配置で−α゜方向から＋α゜方向まで走査した場合、図８の（ｂ）に示すように受信パワーが最も大きいθmax方向が見つかると、以後の所定時間はθmax方向のみで送受信して連続波ドプラモードの表示を行う。所定時間経過後は、再び−α゜方向から走査し、受信パワーが最も大きい角度θmaxを選択し直す。
【００２６】
上記超音波診断装置２００によれば、２次元アレイ超音波探触子１と血管Ｖの相対角度変動があっても、受信パワーの最も大きな角度からの音線が採用されるため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。また、前記角度選択後の所定時間は当該選択角度の音線のみを受信するため、常に異なる角度の音線を順に受信する場合よりもフレームレートの点で優れている。
【００２７】
上記超音波診断装置２００の変形例としては、前記ステップＰ６から直ちに前記ステップＰ１に戻るようにすると共に前記ステップＰ７，Ｐ８を省いたものが挙げられる。
この変形例は、常に走査し直して受信パワーの最も大きな音線データを採用するため、変動に対する追従性に優れている。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の超音波診断装置によれば、超音波探触子と血管の相対角度変動があっても、受信パワーが最も大きくなる角度の音線を選択するため、連続波ドプラモードのデータを好適に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。
【図２】２次元アレイ超音波探触子のエレメント配置図である。
【図３】第１の実施形態における送信方向と受信方向の説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る超音波診断装置における連続波ドプラモードの動作を示すフロー図である。
【図５】第１の実施形態に係る超音波診断装置における連続波ドプラモードの動作を示す説明図である。
【図６】第２実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係る超音波診断装置における連続波ドプラモードの動作を示すフロー図である。
【図８】第２の実施形態に係る超音波診断装置における連続波ドプラモードの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１                      超音波探触子
２                      連続波送信部
３                      １音線／２音線受信部
４，１４                連続波ドプラ処理部
５，１５                周波数解析部
６，１６                受信パワー比較部
７                      スイッチ
８                      表示部
１２                    方向可変連続波送信部
１３                    方向可変音線受信部
１００，２００          超音波診断装置
【図１】
0004322379.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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