JP4047459B2

JP4047459B2 - Ultrasonic diagnostic equipment

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Publication number: JP4047459B2
Application number: JP18575698A
Authority: JP
Inventors: 哲也松島
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 1998-06-17
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: JP2000005175A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内に超音波を送波し生体内で反射して戻ってきた超音波を受信して受信信号を得、その受信信号に基づいて生体の断層像を生成する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上記の超音波診断装置が、生体、特に人体の内部の疾患の診断に役立てられている。
超音波診断装置においては、生体の体表に超音波探触子をあてがい、その超音波探触子から生体内に延びる複数の走査線のうちのいずれかの走査線に沿って超音波探触子から超音波ビームが送波され、生体内で反射して戻ってきた超音波をその超音波探触子で受信してその走査線に対応する受信信号を得る過程を、複数の走査線について順次繰り返し実行し、得られた受信信号に基づいて、それら複数の走査線により規定される断層面内の断層像が生成される。超音波探触子には複数の超音波トランスデューサが配列されており、ある走査線に沿って生体内に超音波ビームを送波するにあたっては、複数の超音波トランスデューサから、相互の位相が制御された超音波が送波され、それらが合成されることにより、所望の一本の走査線に沿って進むとともにその一本の走査線上の所定位置に焦点（超音波ビームのビーム径が最もすぼまった点）を持つ超音波ビームが形成される。
生体内で反射して戻ってきた超音波の受信についても同様であり、反射超音波が複数の超音波トランスデューサでそれぞれ受信され、それら複数の超音波トランスデューサで得られた複数の受信信号が相互に制御された遅延量だけそれぞれ遅延されて加算される（ビームフォーミングを行なう）ことにより、その一本の走査線に沿うとともにその一本の走査線上の所定位置に焦点を持つ受信超音波ビームをあらわす受信信号が生成される。
【０００３】
ここで、生体内を進む超音波は、信号処理の速度と比べてゆっくりと進むため、受信側に関しては、ビームフォーミングを行なうにあたり、その一本の走査線上で焦点位置を順次移動させる、いわゆる受信ダイナミックフォーカスが行なわれることもある。ただし送信側に関しては、超音波が生体内に物理的に送波されるため、一回の送波においては、設定された所定位置一箇所にのみ焦点をもつ超音波ビームが送波される。
図１０は、表示画面上に表示された断層像の模式図である。
ここには、複数の走査線２が超音波探触子上の一点Ｏから放射状に延びる、いわゆるセクタ走査による扇形の断層像３０が示されている。
生体１内に送波される超音波ビームの焦点を設定するにあたり、中央の走査線２ａ上に、焦点を設定することのできる複数点（ここでは８点）にマーカ３（ここでは〇印）が表示され、それらのマーカ３のうちの１つ（ここでは、下から２番目のマーカ３ａ）を選択するとその選択されたマーカ３ａの位置に焦点（フォーカス点）を持つ超音波ビームが送波される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のようにして焦点位置を選択すると、中央の走査線２ａから外れた走査線に関しては、各走査線上の、超音波探触子から等距離にある位置に焦点が設定される。すなわち、図１０に示すセクタ走査の場合、各走査線２に関する焦点は、図１０に一点鎖線で示す円弧４と各走査線２との交点に設定される。すなわち、ここに示すセクタ走査の場合、複数の走査線２を横切る方向の焦点分布は扇形の中心点Ｏから等距離となる。
ここで、断層像上では、焦点近傍において良好な分解能の画像が得られ、焦点から外れると生体内に送波された超音波ビームのビーム径が広がってしまうことから分解能が劣化し、画像が横流れしたり暗く描出されることが多い。
しかるに、生体１の体内における、診断対象とする臓器あるいは組織は、その臓器あるいは組織によって異なるが、体表１ａから等距離の深さ位置に広がっていることも多く、上記のように扇形の中心点Ｏから等距離に焦点が設定されると、その焦点分布は生体１の体表１ａからは等距離ではなくなり、中央の走査線近傍は良好な画像が得られても、体表１に平行に、断層像の端部に目を移すと、低画質かつ暗い画像となってしまい、診察の支障となる恐れがあった。
上記のような不都合は、セクタ走査だけでなく、超音波トランスデューサが円弧状に配列された、いわゆるコンベックス型の超音波探触子を用いたときのコンベックス走査に関しても同様である。
本発明は、上記事情に鑑み、断層像の中央のみでなく端部においても良好な画像を得ることのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の超音波診断装置は、生体内に放射状に延びる複数の走査線のうちのいずれかの走査線に沿って進むとともにその走査線上の所定位置に焦点を持つ超音波ビームを送波し生体内で反射して戻ってきた超音波を受信して受信信号を得る過程を、上記複数の走査線について繰り返し実行し、得られた受信信号に基づいて、上記複数の走査線により規定される断層面内の断層像を生成する超音波診断装置において、
上記複数の走査線それぞれに沿って送波される超音波ビームの、それら複数の走査線を横切る方向の焦点分布を表示画面上に表示する焦点分布表示手段と、
上記焦点分布の変更操作を行なうための操作子と、
上記複数の走査線それぞれに沿って送波される超音波ビームを生成するにあたり、上記操作子による変更操作により変更された焦点分布が得られるように焦点が設定された超音波ビームを生成するビーム生成手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、上記の「放射状に延びる複数の走査線」は、セクタ走査における走査線とコンベックス走査における走査線との双方を含む概念である。
本発明の超音波診断装置は、焦点分布の変更操作を行なうための操作子を備え、その操作子による変更操作により変更された焦点分布が得られるように焦点が設定された超音波ビームを生成するものであるため、断層像の中央部のみでなく、端部においても、所望の深さ位置に焦点を合わせ、良好な画像を得ることができる。
ここで、上記本発明の超音波診断装置において、上記操作子は、表示画面上の位置を指定するポインティングデバイスであることが好ましい。
上記操作子として、表示画面上の位置を指定するポインティングデバイス、例えばトラックボールやマウス等を備えると、表示画面上に表示された焦点分布を表示画面上で操作することができ、焦点分布を感覚的にわかりやすい手法で変更することができる。
その場合、上記焦点分布表示手段が、表示画面上に焦点分布をあらわすパターンを表示するとともに、中央の走査線に沿って送波される超音波ビームの焦点位置をあらわす第１のマーカと端部の走査線に沿って送波される超音波ビームの焦点位置をあらわす第２のマーカを表示するものであり、上記操作子が、上記第１のマーカの、中央の走査線上の位置、および上記第２のマーカの、端部の走査線上の位置を指定する操作により、これら第１のマーカと第２のマーカを通るパターンと上記複数の走査線それぞれとの各交点を、各走査線に沿って送波される各超音波ビームの焦点として指定するものであることが好ましい。
【０００７】
焦点分布を設定するにあたり、複数の走査線一本ずつについて焦点を設定する必要はなく、全体としての焦点分布を設定すれば十分である。そこで、中央の走査線上の焦点位置と端部の走査線上の焦点位置を調整しそれらをなだらかな線で結んだパターンを焦点分布とすることにより、オペレータは、２点の焦点位置を設定するだけで良く、操作性が向上する。
また、上記本発明の超音波診断装置において、１本の走査線に沿って進む超音波ビームを送波して生体内で反射して戻ってきた超音波を受信する１回の超音波送受信過程内において、反射超音波を受信して得た受信信号を、その１本の走査線上の複数点に焦点が順次に変更されたその超音波ビームをあらわす信号が得られるように処理するダイナミックフォーカシング手段を備えることが好ましい。
上記の焦点分布の調整は送信側の超音波ビームに関するものであり、受信側に関しては、ダイナミックフォーカスを行なうことにより高画質化が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。以下、各部の作用ないし機能の説明はあとにまわし、先ずは、この超音波診断装置の構成について説明する。
この超音波診断装置の本体部１０は、大別して、制御部１００、信号処理部２００、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、表示制御部５００、生体信号アンプ部６００から構成されている。制御部１００は、ＣＰＵ部１０１と、メモリ部１０２と、ビームスキャン制御部１０３とからなり、ＣＰＵ部１０１には、操作パネル７０１、一体的に構成されたタッチパネル７０２とＥＬ表示器７０３、およびフロッピィディスク装置７０４が接続されている。また、信号処理部２００は、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、ビームフォーマ部２０３、コントロールインターフェイス部２０４、演算部２０５、およびドプラシグナル処理部２０６から構成されており、コントロールインターフェイス部２０４と、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプラシグナル処理部２０６は、制御ライン２０７で結ばれている。また、コントロールインターフェイス部２０４と演算部２０５は制御ライン２０８で結ばれており、さらに、受信ディレイ制御部２０２とビームフォーマ部２０３は制御ライン２０９で結ばれている。信号処理部２００を構成する送受信部２０１には、超音波プローブ２０が、着脱自在に、ここでは最大４本まで接続される。
この超音波プローブ２０には、超音波探触子２１が備えられている。この超音波探触子２１には、その目的に応じ、生体の体表にあてがわれる形態のものや生体の体腔内に挿入される形態のものなど、様々な形態のものが存在する。この図１には一例として、生体１の体表にあてがわれる形態の超音波探触子２１が示されており、超音波探触子２１の、生体１への接触面に面して、複数の超音波トランスデューサが配列された超音波トランスデューサアレイ２２１が装備されている。
【０００９】
ディジタルスキャンコンバータ部３００には、白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３が備えられている。
また、ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラードプラ解析部４０２が備えられている。
また、表示制御部５００は、画像メモリ５００１を備えており、表示制御部５００には、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）７０６、観察用テレビモニタ７０７、およびスピーカ７０８が接続されている。
また、生体信号アンプ部６００は、ここでは１つのブロックで示されており、この生体信号アンプ部６００には、ＥＣＧ電極ユニット７０９、心音マイク７１０、および脈波用トランスデューサ７１１が接続されている。
さらに、この超音波診断装置には、電源部８００が備えられている。この電源部８００は、商用電源に接続され、この超音波診断装置各部に必要な電力を供給する。
【００１０】
また、本体部１０は、ＣＰＵバス９０１を有しており、このＣＰＵバス９０１は、制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１、メモリ部１０２、およびビームスキャン制御部１０３と、信号処理部２００を構成するコントロールインターフェイス部２０４と、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３と、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラードプラ解析部４０２と、さらに画像表示部５００とを接続している。また、この本体部１０は、エコーバス９０２を有しており、このエコーバス９０２は、信号処理部２００を構成する演算部２０５で生成される画像データを、ディジタルスキャンコンバータ部３００に供給する。また、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラードプラ解析部４０２で生成されたデータも、エコーバス９０２を経由してディジタルスキャンコンバータ部３００に供給される。さらに、この本体部１０は、ビデオバス９０３を有しており、このビデオバス９０３は、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３のいずれかで生成された画像データを表示制御部５００に伝達する。
操作パネル７０１は、多数のキーを備えたキーボード等からなり、この操作パネル７０１を操作するとその操作情報がＣＰＵ部１０１で検知され、その操作情報に応じた指令が、その指令に応じて、ビームスキャン制御部１０３、コントロールインターフェイス部２０４、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、あるいは表示制御部５００に伝達される。
【００１１】
この図１に示す操作パネル７０１には、後述する、本実施形態の特徴部分に直接関係する操作子として、送信フォーカス変更ボタン７０１１が示されており、また、その操作パネル７０１に接続されたマウス７０１２が示されている。送信フォーカス変更ボタン７０１１は、観察用テレビモニタ７０７の表示画面上に焦フ分布をあらわす線画を表示してその焦点分布の変更を受け付けるモードと、その線画を消し、焦点分布を確定させるモードとを交互に切り替える操作である。また、マウス７０１２は、観察用テレビモニタ７０７の表示画面上の位置を指定するポインティングデバイスであり、ここではこのマウス７０１２は表示画面上に表示された焦点分布を変更するために用いられる。詳細は後述する。
ＥＬ表示部７０３は、ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示画面を有し、また、ＣＰＵ部１０１は、そのＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面に表示するＥＬ用線画を作成するＥＬ用線画作成部を兼ねており、そのＣＰＵ部１０１で生成されたＥＬ用線画がＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面上に表示される。そのＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面上にはタッチパネル７０２が備えられており、そのタッチパネル７０２に指で触れるとそのタッチパネル７０２上の指で触れた位置をあらわす位置情報がＣＰＵ部１０１に伝達される。このタッチパネル７０２およびＥＬ表示器７０３は、例えば、操作パネル７０１の操作により、この超音波診断装置に、ある１つのモードに関するパラメータを設定する旨指示すると、ＣＰＵ１０１により、その１つのモード用に設定すべき多数のパラメータ一覧がＥＬ表示部７０３に表示され、タッチパネル７０２を指で触れて所望のパラメータを設定するなど、この超音波診断装置への各種の指示を入力し易いように構成されたものである。
【００１２】
フロッピィディスク装置７０４は、図示しないフロッピィディスクが装脱自在に装填され、その装填されたフロッピィディスクをアクセスする装置であって、ＣＰＵ部１０１により、オペレータが操作パネル７０１やタッチパネル７０２の操作により行なった指示がそのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクに書き込まれ、この超音波診断装置への電源投入時、あるいは操作パネル７０１の操作により初期状態へのリセットが指示された時に、そのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクからそこに書き込まれている各種の指示情報がＣＰＵ部１０１に入力され、ＣＰＵ部１０１は、その指示情報に応じて各部を初期状態に設定する。これは、この超音波診断装置を稼働させるにあたって必要となる、操作パネル７０１やタッチパネル７０２から設定すべきパラメータ等が多数存在し、例えば電源投入のたびにそれら多数のパラメータ等を設定し直すのは極めて大変であり、このためフロッピィディスクに初期状態のパラメータ等を書き込んでおいて、電源投入時や初期状態へのリセットが指示された時には、そのフロッピィディスクに書き込まれているパラメータ等を読み込んでそれらのパラメータ等に応じて各部を設定することにより、パラメータ等の設定効率化を図るというものである。
【００１３】
制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１は、上述のように、主としてマン・マシンインターフェイスの役割りを担っているのに対し、同じく制御部１００を構成するビームスキャン制御部１０３は、主として、この超音波診断装置による超音波の送受信のタイミング等、リアルタイム性が要求される制御を担当している。この超音波診断装置で超音波の送受信を行なう時には、信号処理部２００を構成する各部を制御するためのデータがメモリ部１０２からビームスキャン制御部１０３により読み出され、ＣＰＵバス９０１を経由して信号処理部２００のコントロールインターフェイス部２０４に伝達され、このコントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２０７を経由して、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプラシグナル処理部２０６を制御し、また、このコントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２０８を介して演算部２０５を制御し、さらに受信ディレイ制御部２０２は、コントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて、制御ライン２０９を介してビームフォーマ部２０３を制御する。信号処理部２００の各部の制御についての詳細は後述する。
【００１４】
制御部１００を構成するメモリ部１０２は、各種のプログラムや各種の制御データの格納領域であり、必要に応じてＣＰＵ部１０１やビームスキャン制御部１０３により参照される。
送受信部２０１には、超音波探触子２１を備えた超音波プローブ２０が接続されている。この超音波プローブに備えられる超音波探触子２１には、例えばリニア走査型超音波探触子、コンベックス走査型超音波探触子、セクタ走査型超音波探触子、また特殊な超音波探触子としては、体腔内に挿入されるタイプの超音波探触子、さらには、これら各種の超音波探触子について、使用される超音波の周波数の相違による種別等、多種類の超音波探触子が存在する。超音波プローブを本体部１０に装着するにはコネクタ（図示せず）が用いられるが、本体部１０側には超音波プローブを接続するためのコネクタが取り付けられており、前述したように、多種類の超音波探触子それぞれを備えた多種類の超音波プローブのうち最大４本まで同時装着が可能である。超音波プローブを本体部１０に装着すると、どの種類の超音波探触子を備えた超音波プローブが装着されたかをあらわす情報が本体部１０で認識できるように構成されており、その情報は、制御ライン２０７、コントロールインターフェイス部２０４、およびＣＰＵバス９０１を経由してＣＰＵ部１０１に伝えられる。一方、操作パネル７０１からは、この超音波診断装置を使用するにあたり、今回、本体部１０側のコネクタに接続された超音波プローブのうちどの超音波プローブを使用するか指示が入力される。その指示は、ＣＰＵバス９０１を経由してビームスキャン制御部１０３に伝えられ、そのビームスキャン制御部１０３から、使用する超音波プローブに応じたデータが、ＣＰＵバス９０１、コントロールインターフェイス部２０４、制御ライン２０７を経由して送受信部２０１に伝達され、送受信部２０１は、上記のようにして指示された超音波プローブ２０に対し、以下に説明するように高電圧パルスを送信してその超音波プローブに備えられた超音波探触子で超音波を送信し、その超音波探触子で受信された信号をその超音波プローブから受け取る。ここでは、図４に１つだけ示す超音波プローブ２０が超音波送受信のために選択されたものとする。
【００１５】
図１に示す超音波プローブ２０はいわゆるセクタ走査型の超音波探触子を備えた超音波プローブであり、その超音波探触子２１には、配列された複数の第１の超音波トランスデューサからなる超音波トランスデューサアレイ２２１が備えられており、超音波の送受信にあたっては、生体１の体表に、超音波トランスデューサアレイ２２１が装備された側の面があてがわれる。尚、生体の体腔内に挿入される形態の超音波探触子の場合、その体腔内壁が、ここで説明している体表に相当する。
超音波探触子２１が生体１の体表にあてがわれた状態で、送受信部２０１から超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサそれぞれに向けて超音波送信用の各高電圧パルスが印加される。複数の超音波トランスデューサそれぞれに印加される各高電圧パルスは、コントロールインターフェイス部２０４の制御により相対的な時間差が調整されており、それら相対的な時間差がどのように調整されるかに応じて、それら複数の超音波トランスデューサから、生体１の内部に延びる複数の走査線２のうちのいずれか一本の走査線に沿って進むとともに、生体内部の所定深さ位置に焦点が結ばれた超音波パルスビームが送信される。
【００１６】
この送信される超音波パルスビームの属性、すなわち、その超音波パルスビームの方向、焦点の深さ位置、中心周波数等は、ビームスキャン制御部１０３からＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインターフェイス部２０４に伝えられた制御データにより定まる。
この超音波パルスビームは生体１の内部を進む間にその１本の走査線上の各点で反射して超音波探触子２１に戻り、その反射超音波が超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサで受信される。この受信により得られた複数の受信信号は、送受信部２０１に入力されて送受信部２０１に備えられた複数のプリアンプ（図示せず）でそれぞれ増幅された後ビームフォーマ部２０３に入力される。このビームフォーマ部２０３には、多数の中間タップを備えたアナログ遅延線（後述する）が備えられており、受信ディレイ制御部２０２の制御により、送受信部２０１から送られてきた複数の受信信号がアナログ遅延線のどの中間タップから入力されるかが切り換えられ、これにより、それら複数の受信信号が相対的に遅延されるとともに互いに電流加算される。ここで、それら複数の受信信号に関する相対的な遅延パターンを制御することにより、生体１の内部に延びる所定の走査線に沿う方向の反射超音波が強調され、かつ生体１の内部の所定深さ位置に焦点が結ばれた、いわゆる受信超音波ビームが形成される。ここで、超音波は、生体１内部を、信号処理の速度と比べてゆっくりと進むため、本実施形態では、１本の走査線に沿う反射超音波を受信している途中で生体内のより深い位置に焦点を順次移動させる、いわゆるダイナミックフォーカスが実現されており、この場合、超音波パルスビーム１回の送信に対応する１回の受信の間であっても、その途中で時間的に順次に、受信ディレイ制御部２０２により、各超音波トランスデューサで得られた各受信信号が入力される、アナログ遅延線の各タップが切り換えられる。
【００１７】
この受信超音波ビームの属性、すなわち受信超音波ビームの方向、焦点位置等についても、ビームスキャン制御部１０３によりメモリ部１０２から読み出され、ＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインターフェイス部２０４に伝えられ、さらに制御ライン２０７を経由して受信ディレイ制御部２０２に伝えられてきた制御データにより定められる。受信ディレイ制御部２０２はそのようにして伝えられてきた制御データに基づいて、ビームフォーマ部２０３を制御する。
尚、上記説明では、超音波トランスデューサには高電圧パルスを与え、超音波パルスビームを送信する旨説明したが、この場合、前述したように超音波は信号処理速度と比べるとゆっくりと生体内を進むため、超音波トランスデューサに高電圧パルスを印加した時点を起点とし、超音波トランスデューサで反射超音波を受信する時点までの時間により、その時点で得られた信号が生体内のどの深さ位置で反射した反射超音波に対応する信号であるかを知ることができる。すなわち、送信される超音波がパルス状のものであることにより、生体の深さ方向に分解能を持つことになる。通常は、このように、超音波トランスデューサには高電圧パルスが印加されるが、特殊な場合には、生体内の深さ方向に分解能を持たないことを許容し、超音波トランスデューサに連続的に繰り返す高電圧パルス列信号を印加して生体内に連続波としての超音波ビームを送信することもある。
【００１８】
ただし、以下においても、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１の説明の際に連続波に言及する場合を除き、パルス状の超音波ビームを送信するものとして説明する。
送受信部２０１およびビームフォーマ部２０３は、上記のようにして、生体１内部の複数の走査線２のそれぞれに沿って順次に超音波パルスビームの送信と受信とを繰り返し、これにより生成される、各走査線に沿う受信超音波ビームをあらわす信号が、演算部２０５に順次入力される。この演算部２０５では、入力された受信信号が対数圧縮され、検波され、さらに、操作パネル７０１を操作することにより指定された、生体１内部のどの深さ領域までの画像を表示するかという指定（つまり生体内部の浅い領域のみの画像を表示すればよいのか、あるいはどの程度深い領域までの画像を表示する必要があるかという指定）に応じたフィルタリング処理等が施され、さらにＡ／Ｄ変換によりディジタルの走査線データに変換される。
この演算部２０５で得られた走査線データは、エコーバス９０２を経由して、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１に入力される。この白黒用スキャンコンバータ３０１では、表示用の各画素に対応したデータを生成するための補間演算処理が施されて表示用の画像データに変換され、その表示用の画像データがビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力される。この表示制御部５００は、複数の走査線２で規定される断層面内の超音波反射強度分布によるＢモード像を観察用テレビモニタ７０７の表示画面に表示する。その際、必要に応じて、操作パネル７０１から入力された患者名や撮影年月日、撮影条件等も、そのＢモード像に重畳されて表示される。このＢモード像として、生体１内部が動いている様子をあらわす動画像を表示することもでき、あるいは、ある時点における静止画像を表示することもでき、さらには、生体信号アンプ部６００からの同期信号に基づいて、人体の心臓の動きに同期した、その心臓の動きの、ある位相における画像を表示することもできる。また表示制御部５００には、前述したように画像メモリ５００１が備えられており、生成された画像データをその画像メモリ５００１に蓄積しておき、画像取得のための操作が終了した後で、その画像メモリ５００１から画像データを読み出して、観察用テレビモニタに画像を表示することもできる。
【００１９】
生体信号アンプ部６００には、生体１の心電波形を得るためのＥＣＧ電極ユニット７０９、心音をピックアップする心音マイク７１０、人体の脈をとらえる脈波用トランスデューサ７１１が接続されており、生体信号アンプ部６００では、これらのうちのいずれか１つもしくは複数のセンサに基づいて同期信号が生成され、表示制御部５００に送られる。
また表示制御部５００には、観察用テレビモニタ７０７のほか、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）７０６が接続されており、表示制御部５００は、オペレータからの指示に応じて、観察用テレビモニタ７０７に表示された画像をプリンタ７０５ないしはＶＴＲ７０６に出力する。
再度、信号処理部２００の説明から始める。
生体内部に延びるある一本の走査線上の超音波反射情報の時間変化を知ろうとするときは、オペレータからの指示に応じて、その関心のある一本の走査線に沿って超音波が繰り返し送受信され、その１本の走査線に沿う生体の受信超音波ビームをあらわすデータがエコーバス９０２を経由してスクロール用スキャンコンバータ３０３に入力される。このスクロール用スキャンコンバータ３０３は、縦方向にその１本の走査線に沿う生体の深さ方向の超音波反射強度分布、横軸が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像（Ｍモード像）をあらわす画像データが生成され、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力され、観察用テレビモニタ７０７に、その画像データに基づく画像が表示される。
【００２０】
尚、表示制御部５００は、白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード像とスクロール用スキャンコンバータ３０３から送られてきたＭモード像とを横に並べる機能や、Ｂモード像に、後述するカラーモード像を重畳する機能も有しており、観察用テレビモニタ７０７には、オペレータからの指示に応じて、複数の画像が並べて表示され、あるいは複数の画像が重畳して表示される。
もう一度、信号処理部２００の説明に戻る。
信号処理部２００を構成するドプラシグナル処理部２０６は、基本的には、生体１内部の空間的な血流分布や、ある一点、ないしある１本の走査線上の血流速度を求めるための構成要素であり、このドプラシグナル処理部２０６では、ビームフォーマ部２０３で生成された受信超音波ビームをあらわす受信信号に、いわゆる直交検波が施され、さらにＡ／Ｄ変換によりディジタルデータに変換される。ドプラシグナル処理部２０６から出力された直交検波後のデータは、ドプラ処理部４００に入力される。ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラードプラ解析部４０２とが備えられている。ここでは、ドプラシグナル処理部２０６から出力されたデータは、カラードプラ解析部４０２に入力されるものとする。カラードプラ解析部４０２では、各走査線それぞれに沿って例えば８回ずつ超音波送受信を行なったときのデータに基づく自己相関演算により、オペレータにより指定された、Ｂモード画像上の関心領域（ＲＯＩ）内の血流の空間的な分布をあらわすデータが求められる。ＲＯＩ内の血流分布をあらわすデータは、エコーバス９０２を経由してカラー用スキャンコンバータ３０２に入力される。このカラー用スキャンコンバータ３０２では、そのＲＯＩ内の血流分布をあらわすデータが表示に適した画像データに変換され、その画像データは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力される。表示制御部５００では、白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード像上のＲＯＩに、例えば超音波プローブ２０に近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の血流を青、それらの輝度で血流速度をあらわしたカラーモード像を重畳して、観察用テレビモニタ７０７に表示する。これにより、そのＲＯＩ内の血流分布の概要を把握することができる。
【００２１】
ここで、オペレータにより、そのＲＯＩ内のある１点もしくはある１本の走査線上の血流を詳細に観察する旨の要求が入力されると、今度は送受信部２０１により、その関心のある一点を通る一本の走査線、もしくはその関心のある１本の走査線に沿う方向に多数回超音波の送受信が繰り返され、それにより得られた信号に基づいてドプラシグナル処理部２０６で生成されたデータが、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１に入力される。生体内のある一点の血流に関心があるときは、生体内にはパルス状の超音波ビームが送信され、ある１本の走査線上の広い範囲内で空間的に平均化された血流情報となることを許容し、より速い流速範囲の血流情報を得たいときは、生体内には連続波としての超音波ビームが送信される。
パルス／連続波ドプラ解析部４０１では、ある１点もしくはある１本の走査線について多数回超音波送受信を行なうことにより得られたデータに基づくＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）演算により、その一点の血流情報、あるいはその一本の走査線上で空間的に平均化された血流情報が得られる。このパルス／連続波ドプラ解析部４０１で得られた血流情報をあらわすデータは、エコーバス９０２を経由して、スクロール用スキャンコンバータ３０３に入力され、スクロール用スキャンコンバータ３０３では、縦軸が血流速度、横軸が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像をあらわす画像データが生成される。この画像データは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力され、観察用テレビモニタ７０７上に、例えば白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード像と並べられて表示される。
【００２２】
図２は、複数の超音波トランスデューサに印加される高電圧パルスの遅延パターンを示した概念図である。
配列された複数の超音波トランスデューサ２２のうち、配列の両端（Ａ），（Ｂ）に位置する超音波トランスデューサに高電圧パルスＰ_v を印加するとともに、配列の中央（Ｏ）寄りに位置する超音波トランスデューサに、時間的に遅れた高電圧パルスＰ_v を印加する。このように、遅延パターンを持った高電圧パルスを複数の超音波トランスデューサ２２に印加することにより、生体内の所定の方向に延び、かつある深さ位置に焦点が形成された送信超音波パルスビームが形成される。
【００２３】
図３は、ビームフォーマ部における、受信超音波ビームの形成の仕方を示す原理説明図である。
ここでは、説明の簡単のため、複数のタップを備えた遅延線１００１ａ，…，１００１ｍ，…，１００１ｎと、制御信号に応じて受信信号の遅延線への入力ルートを切り換える選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎとのペアが各超音波トランスデューサ２２ａに対応して備えられているものとする。各選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎそれぞれには対応する超音波トランスデューサで得られた各１つの受信信号が入力され、各選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎでは、その入力された受信信号が、遅延線の複数のタップのうちの、制御信号に応じたタップから遅延線に入力される。各遅延線は２００１ａ，…，２００１ｍ，…，２００１ｎは受信信号が入力されたタップに応じた遅延時間だけその入力された受信信号を遅延して加算器１００３に入力する。加算器１００３は、その加算器１００３に同時に入力された受信信号どうしを加算して、受信超音波ビームをあらわす受信信号を出力する。
なお、この図３では、解りやすさのため、受信信号の数と同数の、遅延線１００１ａ，…，１００１ｍ，…，１００１ｎと選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎとのペアを備えるとともに、各遅延線１００１ａ，…，１００１ｍ，…，１００１ｎから出力された受信信号を互いに加算する加算器１０３を備えた構成について説明したが、実際には、多数のタップを備えた一本の遅延線に、複数の超音波トランスデューサで得られた複数の受信信号が、入力されるタップがそれぞれ制御されながら入力され、それら複数の受信信号がそれぞれ入力された各タップに応じた時間だけ遅延されると共にその遅延線内で互いに電流的に加算され、その一本の遅延線から、制御された遅延パターンに従って遅延を受けかつ互いに加算された受信信号が、直接に出力される。
【００２４】
図４は、遅延パターンと、走査線の方向と、焦点位置との関係を示した説明図である。
Ａ−Ｂ間に複数の超音波トランスデューサが配列されているものとし、Ａ−Ｂ間の中点をＯとする。このとき、各超音波トランスデューサに印加される高電圧パルスに、図４（Ａ）に示すようにＢ側に位置する超音波トランスデューサに対し長めの遅延時間を与えて各超音波トランスデューサに印加すると、中点ＯからＢ側に傾いた方向に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成され、図４（Ｂ）に示すように、左右対称の遅延パターンを与えると中点Ｏから超音波トランスデューサの配列方向に対し垂直に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成され、図４（Ｃ）に示すように、Ａ側に位置する超音波トランスデューサに対し長めの遅延時間を与えた高電圧パルスを印加すると、Ａ側に傾いた送信超音波ビームが得られる。また、同一の走査線に沿う送信超音波ビームであっても、高電圧パルスの遅延パターンに応じて焦点位置を定めることができる。具体的には、図４（Ａ）〜（Ｃ）に破線で示すように焦点を中心としてＡ−Ｂ間を結ぶ線分に接する円弧を描いて考える。各超音波トランスデューサから送信された超音波パルスがその円弧上に同時に到達すると、それらの超音波パルスは焦点に集まるように進む。したがって、例えば図４（Ｂ）のように焦点を形成する場合は、Ａ点およびＢ点に位置する超音波トランスデューサに同時に高電圧パルスが印加され、その高電圧パルスの印加によってＡ点およびＢ点に位置する超音波トランスデューサから発せられた超音波パルスがその円弧上に達したタイミングで、Ｏ点に位置する超音波トランスデューサに高電圧パルスが印加され、そのＯ点に位置する超音波トランスデューサから超音波パルスが送信される。こうすることにより、図４（Ｂ）に示す走査線に沿うとともに図４（Ｂ）に示す焦点位置で最も細いビーム径を有する送信超音波パルスビームが形成される。
【００２５】
ここで、Ａ−Ｂ間に配列された、超音波送信に用いられている複数の超音波トランスデューサは、例えば超音波探触子２１（図１参照）に装備された超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサの一部であって、送信超音波パルスビームの形成に用いる複数の超音波トランスデューサからなる送信開口を、配列された超音波トランスデューサの配列方向に移動することにより、走査線を、その配列方向に平行移動させることができる。
このようにして、超音波探触子２１に配列された超音波トランスデューサアレイ２２１上の任意の点を始点として生体内の任意の方向に延びる走査線に沿うとともに、その走査線上の任意の点に焦点を持つ送信超音波ビームを得ることができる。
受信超音波ビームの形成についても上記の送信超音波ビームの場合と同様である。
すなわち、生体内で反射し各超音波トランスデューサに戻ってきた超音波を各超音波トランスデューサで受信することにより得られた各受信信号を、図４（Ａ）に示すように、Ｂ側の超音波トランスデューサで得られた受信信号に対し長めの遅延時間を与えた上で互いに加算すると、中点Ｏを始点としＢ側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが形成され、図４（Ｂ）に示すように左右対称の遅延時間を与えた上で互いに加算すると、中点Ｏを始点として超音波トランスデューサの配列方向に対し垂直に延びる走査線に沿う受信超音波ビームが形成され、図４（Ｃ）に示すようにＡ側の超音波トランスデューサで得られた受信信号に対し長めの遅延時間を与えた上で互いに加算すると、点Ｏを始点としＡ側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが得られる。また、同一の走査線に沿う受信超音波ビームであっても、遅延パターンに応じて焦点位置を定めることができる。具体的には、焦点で反射してそれぞれ各点Ａ，Ｏ，Ｂに向かう超音波は、焦点と各点Ａ，Ｏ，Ｂとを結ぶ各線分と、円弧との交点に同時に到達することになり、焦点で反射した超音波を各超音波トランスデューサで受信する時刻に差異が生じることになる。そこで焦点で反射した超音波が先に到達した超音波トランスデューサで得られた受信信号を、反射超音波が後から到達する超音波トランスデューサにその反射超音波が到達する迄の間遅延させた上で互いに加算すると、焦点を通る走査線に沿う方向に延び、かつその焦点で最も細く絞られた受信超音波ビームが形成されることになる。
【００２６】
ここで、送信の場合と同様、Ａ−Ｂ間に配列された、反射超音波の受信に用いられている複数の超音波トランスデューサは、例えば超音波探触子２１（図１参照）に装備された超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサの一部であって、反射超音波の受信に用いる複数の超音波トランスデューサからなる受信開口を、配列された超音波トランスデューサの配列方向に移動することにより、走査線を、その配列方向に平行移動させることができる。
このようにして、送信および受信の双方について、超音波探触子２１に装備された超音波トランスデューサアレイ２２１上の任意の点を始点として生体内の任意の方向に延びる走査線に沿うとともにその走査線上の任意の点に焦点を持つ超音波ビームを得ることができる。
尚、ここでは、図示および説明の繁雑さを避けるため、受信側についても焦点が１つであるかのような説明を行なったが、受信側については、その走査線に沿ったより深い反射点で反射した超音波が受信されるタイミングでその走査線上のより深い位置に焦点が順次に変更されるように遅延パターンが順次に変更され、これによりダイナミックフォーカスが実現され、受信超音波ビームに関しては、その走査線のどの点でもある程度の細いビーム径が得られる。
【００２７】
図５は、図１に示す観察用テレビモニタ７０７の表示画面７０７１上に表示された画像の一例を示す図である。
ここには、超音波探触子（図示せず）上の一点から放射状に延びる複数の走査線それぞれに沿って超音波送受信を行なうセクタ走査により得られた扇形の断層像３０が表示されており、その断層像３０に重畳して、焦点分布を示す弧状のパターン３１と、中央の走査線上の焦点位置を示すマーカ３２および両端の走査線上の各焦点位置を示すマーカ３３，３４と、マウス７０１２（図１参照）のカーソル３５が示されている。ここでは、それらのパターン３１、マーカ３２，３３，３４、およびカーソル３５を総称して「線画」と称する。
表示画面７０７１上に線画は表示されておらず、断層像３０が表示されている状態において、図１に示す操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１を押すと、図６に示すような線画が表示される。その状態でマウス７０１２を操作してマウスカーソル３５を中央のマーカ３２に合わせて、いわゆるドラッグアンドドロップ操作により、そのマウスカーソル３５を図示のマウスカーソル３５ａの位置に移動させる。すると、その操作に応じて円弧状のパターン３１が移動しながら一点鎖線で示す円弧状のパターン３１ａに変化し、マーカ３２，３３，３４それぞれがマーカ３２ａ，３３ａ，３４ａの位置に移動する。このように、中央のマーカ３２は、焦点分布の全体的な深さ位置を決めるためのマーカである。また、円弧状のパターン３１が表示されており、その円弧状のパターン３１上にマーカ３２，３３，３４が表示されている状態において、マウス操作により、両端のマーカ３３，３４のうちの何れか一方（ここではマーカ３３）にカーソル３５を合わせ、ドラッグアンドドロップ操作よりそのマウスカーソル３５を図示のマウスカーソル３５ｂの位置に移動させる。すると、今度は中央のマーカ３２の位置は固定されたまま、両端のマーカ３３，３４が図示のマーカ３３ｂ，３４ｂの位置に移動し、円弧状のパターン３１が、移動後のマーカ３２，３３ｂ，３４ｂをなめらかに結ぶ弧状のパターン（ここでは楕円の一部からなる弧状のパターン）３１ｂに変化する。
【００２８】
この超音波診断装置の内部では、後述するように、その変化した後のパターンに対応した焦点分布が設定される。
図５に示す移動後のパターン３１ｂはまだ曲線であるが、本実施形態では円弧状のパターンから、マーカ３２，３３，３４が一直線状に並ぶ直線パターンまで焦点の変更が可能である。
図１に示す操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１を再度押すと、断層像３０に重畳されて表示されている線画は表示画面７０７１上から消去され、その消去の時点の弧状パターンにより対応した焦点分布が確定する。
尚、この図５には、両端にマーカ３３，３４が表示されているが、マウス操作により一方のマーカを移動させると他方のマーカも同時に移動し、したがって一方の端にのみマーカを表示してもよい。
【００２９】
図６は、図５を参照して説明した操作を実現するための、図１に示す表示制御部５００の内部構成図である。
ここには、表示画面上に、断層像とともに線画を表示する構成が示されている。
ディジタルスキャンコンバータ部３００（図１参照）から送られてきた画像データは、画像メモリ５００１に一旦格納された後読み出されて画像合成部５００３に入力される。また、線画描画部５００２では、図１に示すＣＰＵ部１０１からＣＰＵバス９０１を経由して送られてくる線画描画用データに基づいて、図６に示す弧状のパターン３１やマーカ３２，３３，３４、およびカーソル３５からなる線画が描画され、画像合成部５００３に送られる。画像合成部５００３では、画像メモリ５００１からの画像データと線画描画部５００２からの線画が１つの画像に合成され、観察用テレビモニタ７０７にはその合成された画像が表示される。
ＣＰＵ部１０１は、操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１の操作を受けて、線画描画部５００２に図６に示すような線画を描画させ、マウス７０１２の操作を受けて、線画描画部５００２にその線画を変更させるとともにその変更後の線画に対応した焦点分布に変更し、送信フォーカスボタン７０１１の再度の操作により、操作描画部５００２に図６に示す線画の描画を停止させるとともに、その再度の操作の時点の焦点分布をメモリ部１０２（図１参照）に記憶させる。
【００３０】
図７は、図１に示す送受信部２０１の内部構成図である。
図１５に示す送信部２０における送信信号生成部２０１１は、制御ライン２０７を経由して入力される制御信号に応じて図１に示す超音波トランスデューサ２１１を構成する複数の超音波トランスデューサを駆動し、所望の走査線方向に送信される超音波ビームであって、かつ、その走査線上の所定位置に焦点をもった超音波ビームを生成するための、相互の位相が制御された信号Ｐ_v （図２参照）を生成する。これらの信号は、超音波トランスデューサ駆動部２０１２により高電圧パルスに変換され、超音波探触子に伝送される。一方、超音波探触子で得られた受信信号は、プリアンプ２０１４を経由してビームフォーマ部２０３に伝達される。尚、ここでは、図示の繁雑さを避けるためプリアンプ等は信号１つ分のみ示されているが、実際には、同時に駆動され、あるいは同時に超音波を受信する超音波トランスデューサの数と同じ数だけ備えられている。
【００３１】
ここで、ＣＰＵ部１０１は、図５を参照して説明したようにして、マウス操作により焦点分布変更の操作がなされると、その焦点分布を実現するための各走査線ごとの送信フォーカス位置を計算し、その計算により求めた各走査線ごとの送信フォーカス位置をビームスキャン制御部１０３に通知する。一方、メモリ部１０２には典型的な複数種類の焦点分布を実現するための制御データが格納されており、ビームスキャン制御部１０３は、それらの典型的な焦点分布を実現するための制御データのうち、ＣＰＵ部１０１から送られてきた各走査線ごとの送信フォーカス位置により定まる焦点分布に最も近い焦点分布を実現するための制御データをメモリ部１０２から読み出すとともに、ＣＰＵ部１０１から送られてきた各走査線ごとの送信フォーカス位置情報に基づいて、そのメモリ部１０２から読み出した制御データを補正することにより、所望の焦点分布を実現する制御データを生成する。このビームスキャン制御部１０３で生成された制御データは、図１に示すＣＰＵバス１０９を経由して信号処理部２００のコントロールインターフェイス部２０４に伝えられ、コントロールインターフェイス部２０４は、この送られてきた制御データに基づいて、制御ライン２０７を経由して、送受信部２０１の、図７に示す送信信号生成部２０１１に制御する。送信信号生成部２０１１は、コントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて、所定の走査線に沿って進むとともに、その走査線上の、制御された位置に焦点をもつ送信超音波ビームを生成するための信号を生成する。
このようにして、表示画面７０７１上での焦点分布変更のためのマウス操作と、断層像３０を生成するための送信超音波ビームの焦点位置の制御との連係動作が行なわれる。
【００３２】
図８は、ＣＰＵ部で実行される送信フォーカス変更ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、観察用テレビモニタ７０７の表示画面上に断層像３０（図５参照）が表示され、焦点分布等をあらわす線画が未だ表示されていない状態において、操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１が押されたことを受けて起動される。
このルーチンが起動されると、先ずステップａにおいて、図５に示すように、表示画面７０７１上に、断層像３０に重畳して、現在設定されている焦点分布をあらわす弧状のパターン３１、マーカ３２，３３，３４、およびマウスカーソル３５からなる線画が表示される。
次いで、ステップｂ，ステップｃでは、マウス操作により図５に示す３つのマーカ３１，３２，３３のうちのいずれかのマーカが選択されたか否かが判定され、いずれかのマーカも選択されていない場合はその状態に待機する。いずれかのマーカが選択されると、ステップｃに進み、マウス操作により移動されたマーカ位置が計算され、ステップｄに進んで、それまで表示されていた線画に代えて、その移動後のマーカを結ぶ弧状パターンを含む線画が表示される。
【００３３】
ステップｅでは、マーカの選択が解除されたか否かが判定され、解除されていないときは、ステップｃに戻り、マーカの、更なる移動に伴ってマーカ位置の計算、およびステップｄにおける線画表示が繰り返される。ステップｃに戻ったとき、マーカ位置が移動していないときは、ステップｃ，ステップｄは素通りし、ステップｅにおけるマーカ選択が解除されたか否かの判定が繰り返される。
ステップｅにおいてマーカの選択が解除された旨判定されると、ステップｆに進んで、マーカの移動により変更された焦点パターンを実現するための、各走査線ごとの送信フォーカス位置が計算され、ステップｇにおいてビームスキャン制御部１０３へ通知される。すると、前述のとおり、このビームスキャン制御部１０３では、その変更後の焦点分布を実現するための制御データが生成されて、その制御データがコントロールインターフェイス部２０４（図１参照）に送られ、そのコントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて送信信号生成部２０１１（図７参照）により、その変更後の焦点分布を実現するための、位相パターンを持った信号が生成される。
【００３４】
図８に示すルーチンのステップｈでは、送信フォーカス変更モードが解除されたか否かが判定される。この送信フォーカス変更モードの解除は、図１に示す操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１を再度押すことにより行なわれる。
ステップｈで送信フォーカス変更モードが未だ解除されていないときは、ステップｉにおいてマーカが再度選択されたか否か判定され、ステップｈとステップｉが交互に繰り返され、ステップｉにおいてマーカが再度選択された旨判定されると、ステップｃに戻り、マーカの移動に伴ってマーカ位置が計算され、ステップｄにおいて線画に反映される。
一方ステップｈにおいて、送信フォーカス変更モードが解除された旨判定されると、ステップｊに進み、最終変更後の焦点分布がメモリ部１０２に格納されてこのルーチンを終了する。
このルーチン終了後は、送信信号生成部２０１１（図７参照）では送信フォーカス変更モードが解除された時点における焦点分布を実現する信号の生成が繰り返される。
図８に示すルーチンが再度起動されると、ステップａにおいて、メモリ部１０２に格納されている焦点分布が読み出され、その焦点分布をあらわす線画が初期状態として描画される。
【００３５】
図９は、コンベックス走査における断層像および焦点分布変更用の線画を示す図である。
コンベックス走査は、円弧状に配列された複数の超音波トランスデューサが装備された超音波探触子を用いて行なわれる走査モードであり、このコンベックス走査では、複数の走査線が放射状に延びるとともに、各走査線の超音波探触子上の始点が順次移動するように超音波の送受信が得られる。
このコンベックス走査による断層像の場合、扇の要の部分が欠けているものの焦点分布の設定、変更に関しては前述したセクタ走査の場合と同様である。
このように、上記実施形態では、セクタ走査やコンベックス走査において焦点分布を変更できるようにしたため、断層像の中央部のみでなく左右の端部においても所望の深さ位置に関し良好な画像を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば断層像の中央部のみでなく端部においても良好な、診察に一層適した画像が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】複数の超音波トランスデューサに印加される高電圧パルスの遅延パターンを示した概念図である。
【図３】ビームフォーマ部における、受信超音波ビームの形成の仕方を示す原理説明図である。
【図４】遅延パターンと、走査線の方向と、焦点位置との関係を示した説明図である。
【図５】図１に示す観察用テレビモニタの表示画面上に表示された画像の一例を示す図である。
【図６】表示制御部の内部構成図である。
【図７】送受信部の内部構成図である。
【図８】ＣＰＵ部で実行される送信フォーカス変更ルーチンのフローチャートである。
【図９】コンベックス走査における断層像および焦点分布変更用の線画を示す図である。
【図１０】表示画面上に表示された断層像の模式図である。
【符号の説明】
１生体
２走査線
１０本体部
２０超音波プローブ
２１超音波探触子
３０断層像
３１，３１ａ，３１ｂ弧状のパターン
３２，３２ａマーカ
３３，３３ａ，３３ｂマーカ
３４，３４ａ，３４ｂマーカ
３５，３５ａ，３５ｂマウスカーソル
１００制御部
１０１ＣＰＵ部
１０２メモリ部
１０３ビームスキャン制御部
２００信号処理部
２０１送受信部
２０２受信ディレイ制御部
２０３ビームフォーマ部
２０４コントロールインターフェイス部
２０５演算部
２０７制御ライン
２２１超音波トランスデューサアレイ
３００ディジタルスキャンコンバータ部
３０１白黒用スキャンコンバータ
４００ドプラ処理部
５００表示制御部
７０１操作パネル
７０７観察用テレビモニタ
５００１画像メモリ
５００２線画描画部
７０１１送信フォーカス変更ボタン
７０１２マウス
７０７１表示画面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that receives an ultrasonic wave that is transmitted into a living body, is reflected in the living body, and is returned to obtain a received signal, and generates a tomographic image of the living body based on the received signal. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the above ultrasonic diagnostic apparatus has been used for diagnosis of diseases inside a living body, particularly a human body.
In an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe is applied to the body surface of a living body, and the ultrasonic probe is scanned along any one of a plurality of scanning lines extending from the ultrasonic probe into the living body. The process of receiving an ultrasonic wave transmitted from a child and receiving the ultrasonic wave reflected and returned in the living body by the ultrasonic probe to obtain a received signal corresponding to the scanning line The tomographic image in the tomographic plane defined by the plurality of scanning lines is generated based on the received signal obtained by repeatedly performing the process sequentially. A plurality of ultrasonic transducers are arranged in the ultrasonic probe, and when transmitting an ultrasonic beam into a living body along a certain scanning line, the mutual phase is controlled from the plurality of ultrasonic transducers. When the ultrasonic waves are transmitted and synthesized, they travel along a desired single scan line and focus at a predetermined position on the single scan line (the beam diameter of the ultrasonic beam is the smallest). An ultrasonic beam having a point) is formed.
The same applies to the reception of ultrasonic waves reflected back in the living body. The reflected ultrasonic waves are respectively received by the plural ultrasonic transducers, and the plural received signals obtained by the plural ultrasonic transducers are mutually connected. Each of them is delayed and added by the controlled delay amount (by performing beam forming), thereby representing a received ultrasonic beam along the one scanning line and having a focal point at a predetermined position on the one scanning line. A received signal is generated.
[0003]
Here, since the ultrasonic wave traveling in the living body travels slowly compared to the signal processing speed, the reception side sequentially moves the focal position on the one scanning line when performing beam forming, so-called reception. Dynamic focus may be performed. However, on the transmission side, since ultrasonic waves are physically transmitted into the living body, an ultrasonic beam having a focal point only at one set predetermined position is transmitted in one transmission.
FIG. 10 is a schematic diagram of a tomographic image displayed on the display screen.
Here, a fan-shaped tomographic image 30 by so-called sector scanning, in which a plurality of scanning lines 2 extend radially from one point O on the ultrasonic probe, is shown.
In setting the focus of the ultrasonic beam transmitted into the living body 1, the marker 3 (here, ◯) is set on a plurality of points (here, 8 points) at which the focus can be set on the central scanning line 2a. When one of those markers 3 (here, the second marker 3a from the bottom) is selected, an ultrasonic beam having a focal point (focus point) at the position of the selected marker 3a is transmitted. Is done.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, when the focal position is selected as described above, with respect to the scanning line deviated from the central scanning line 2a, the focal point is set at a position equidistant from the ultrasonic probe on each scanning line. That is, in the case of sector scanning shown in FIG. 10, the focal point for each scanning line 2 is set at the intersection of the arc 4 indicated by a dashed line in FIG. 10 and each scanning line 2. That is, in the sector scanning shown here, the focus distribution in the direction crossing the plurality of scanning lines 2 is equidistant from the fan-shaped center point O.
Here, on the tomographic image, an image with good resolution is obtained in the vicinity of the focal point, and if the focal point is out of focus, the beam diameter of the ultrasonic beam transmitted into the living body widens, so the resolution deteriorates and the image becomes Often drawn laterally or darkly.
However, the organ or tissue to be diagnosed in the living body 1 varies depending on the organ or tissue, but often spreads at a depth position equidistant from the body surface 1a. When the focal points are set equidistant from the point O, the focus distribution is not equidistant from the body surface 1a of the living body 1, and even if a good image is obtained near the central scanning line, it is parallel to the body surface 1. In addition, if the eyes are moved to the end of the tomographic image, the image becomes low quality and dark, which may hinder the examination.
The inconveniences as described above are not only applied to sector scanning but also to convex scanning when using a so-called convex ultrasonic probe in which ultrasonic transducers are arranged in an arc shape.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of obtaining a good image not only at the center of a tomographic image but also at an end portion.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention that achieves the above object is an ultrasonic beam that travels along one of a plurality of scanning lines radially extending into a living body and has a focal point at a predetermined position on the scanning line. The process of receiving the ultrasonic wave reflected and returned in the living body to obtain the reception signal is repeatedly executed for the plurality of scanning lines, and the plurality of scanning lines are based on the obtained reception signals. In the ultrasonic diagnostic apparatus for generating a tomographic image in the tomographic plane defined by
A focus distribution display means for displaying on the display screen a focus distribution in a direction crossing the plurality of scanning lines of the ultrasonic beam transmitted along each of the plurality of scanning lines;
An operator for changing the focus distribution;
A beam for generating an ultrasonic beam whose focus is set so as to obtain a focus distribution changed by the change operation by the operator in generating an ultrasonic beam transmitted along each of the plurality of scanning lines. And generating means.
[0006]
Here, the “several scanning lines extending radially” is a concept including both the scanning lines in the sector scanning and the scanning lines in the convex scanning.
The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes an operator for performing a focus distribution changing operation, and generates an ultrasonic beam with a focus set so that a focus distribution changed by the changing operation by the operator is obtained. Therefore, not only the central part of the tomographic image but also the end part can be focused on a desired depth position and a good image can be obtained.
Here, in the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, it is preferable that the operation element is a pointing device for designating a position on a display screen.
If a pointing device that specifies the position on the display screen, such as a trackball or a mouse, is provided as the above-mentioned operation element, the focus distribution displayed on the display screen can be operated on the display screen, and the focus distribution can be sensed. Can be changed in a way that is easy to understand.
In this case, the focus distribution display means displays a pattern representing the focus distribution on the display screen, and also includes a first marker and an end portion representing the focal position of the ultrasonic beam transmitted along the central scanning line. A second marker representing the focal position of the ultrasonic beam transmitted along the scanning line, and the operator controls the position of the first marker on the central scanning line, and By designating the position of the end of the second marker on the scanning line, each intersection of the pattern passing through the first marker and the second marker and each of the plurality of scanning lines is set along each scanning line. It is preferable to designate the focal point of each ultrasonic beam transmitted.
[0007]
In setting the focus distribution, it is not necessary to set the focus for each of the plurality of scanning lines, and it is sufficient to set the focus distribution as a whole. Therefore, by adjusting the focal position on the central scanning line and the focal position on the scanning line at the end and connecting them with gentle lines as the focal distribution, the operator only sets the focal position at two points. The operability is improved.
In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, one ultrasonic transmission / reception process of transmitting an ultrasonic beam traveling along one scanning line and receiving the ultrasonic wave reflected and returned in the living body. A dynamic focusing means for processing a received signal obtained by receiving a reflected ultrasonic wave so as to obtain a signal representing the ultrasonic beam whose focal point is sequentially changed to a plurality of points on one scanning line. It is preferable to provide.
The adjustment of the focus distribution is related to the ultrasonic beam on the transmission side, and on the reception side, the image quality is improved by performing dynamic focusing.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. Hereinafter, the operation or function of each part will be described later. First, the configuration of this ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
The main body 10 of this ultrasonic diagnostic apparatus is roughly composed of a control unit 100, a signal processing unit 200, a digital scan converter unit 300, a Doppler processing unit 400, a display control unit 500, and a biological signal amplifier unit 600. The control unit 100 includes a CPU unit 101, a memory unit 102, and a beam scan control unit 103. The CPU unit 101 includes an operation panel 701, an integrated touch panel 702, an EL display 703, and a floppy. A disk device 704 is connected. The signal processing unit 200 includes a transmission / reception unit 201, a reception delay control unit 202, a beamformer unit 203, a control interface unit 204, a calculation unit 205, and a Doppler signal processing unit 206. The transmission / reception unit 201, the reception delay control unit 202, and the Doppler signal processing unit 206 are connected by a control line 207. The control interface unit 204 and the calculation unit 205 are connected by a control line 208, and the reception delay control unit 202 and the beam former unit 203 are connected by a control line 209. Up to four ultrasonic probes 20 are detachably connected to the transmission / reception unit 201 constituting the signal processing unit 200, here.
The ultrasonic probe 20 is provided with an ultrasonic probe 21. There are various types of ultrasonic probe 21 depending on the purpose, such as a type applied to the body surface of a living body and a type inserted into a body cavity of a living body. As an example, FIG. 1 shows an ultrasonic probe 21 of a form applied to the body surface of a living body 1, and faces the contact surface of the ultrasonic probe 21 with the living body 1. An ultrasonic transducer array 221 in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged is provided.
[0009]
The digital scan converter unit 300 includes a black and white scan converter 301, a color scan converter 302, and a scroll scan converter 303.
The Doppler processing unit 400 includes a pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and a color Doppler analysis unit 402.
The display control unit 500 includes an image memory 5001, and a printer 705, a VTR (video tape recorder) 706, an observation television monitor 707, and a speaker 708 are connected to the display control unit 500.
The biological signal amplifier unit 600 is shown here as one block, and an ECG electrode unit 709, a heart sound microphone 710, and a pulse wave transducer 711 are connected to the biological signal amplifier unit 600.
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a power supply unit 800. The power supply unit 800 is connected to a commercial power supply and supplies necessary power to each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus.
[0010]
The main body unit 10 includes a CPU bus 901, and the CPU bus 901 includes a CPU unit 101, a memory unit 102, a beam scan control unit 103, and a signal processing unit 200 that configure the control unit 100. Control interface unit 204, monochrome scan converter 301 constituting digital scan converter unit 300, color scan converter 302, scroll scan converter 303, and pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 constituting Doppler processing unit 400. In addition, the color Doppler analysis unit 402 and the image display unit 500 are connected. The main body unit 10 includes an echo bus 902, and the echo bus 902 supplies image data generated by the arithmetic unit 205 constituting the signal processing unit 200 to the digital scan converter unit 300. Data generated by the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and the color Doppler analysis unit 402 constituting the Doppler processing unit 400 is also supplied to the digital scan converter unit 300 via the echo bus 902. Further, the main unit 10 has a video bus 903, and the video bus 903 includes a monochrome scan converter 301, a color scan converter 302, and a scroll scan converter 303 that constitute the digital scan converter unit 300. The image data generated by either is transmitted to the display control unit 500.
The operation panel 701 is composed of a keyboard or the like having a large number of keys. When the operation panel 701 is operated, the operation information is detected by the CPU unit 101, and a command corresponding to the operation information is transmitted to the beam according to the command. The data is transmitted to the scan control unit 103, the control interface unit 204, the digital scan converter unit 300, the Doppler processing unit 400, or the display control unit 500.
[0011]
The operation panel 701 shown in FIG. 1 shows a transmission focus change button 7011 as an operator directly related to the characteristic part of the present embodiment, which will be described later, and a mouse connected to the operation panel 701. 7012 is shown. The transmission focus change button 7011 has a mode for displaying a line drawing representing the focus distribution on the display screen of the observation television monitor 707 and accepting the change of the focus distribution, and a mode for deleting the line drawing and determining the focus distribution. It is an operation of switching alternately. A mouse 7012 is a pointing device for designating a position on the display screen of the observation television monitor 707. Here, the mouse 7012 is used to change the focus distribution displayed on the display screen. Details will be described later.
The EL display unit 703 has an EL (Electro Luminescence) display screen, and the CPU unit 101 also serves as an EL line drawing creation unit that creates an EL line drawing to be displayed on the EL display screen of the EL display unit 703. The EL line image generated by the CPU unit 101 is displayed on the EL display screen of the EL display unit 703. A touch panel 702 is provided on the EL display screen of the EL display unit 703. When the touch panel 702 is touched with a finger, position information indicating the position touched with the finger on the touch panel 702 is transmitted to the CPU unit 101. . When the touch panel 702 and the EL display 703 are instructed to set parameters related to a certain mode to the ultrasonic diagnostic apparatus by operating the operation panel 701, for example, the CPU 101 sets the parameters for that mode. A list of many parameters to be displayed is displayed on the EL display unit 703, and a desired parameter is set by touching the touch panel 702 with a finger. For example, various instructions to the ultrasonic diagnostic apparatus can be easily input. is there.
[0012]
The floppy disk device 704 is a device in which a floppy disk (not shown) is detachably loaded and accesses the loaded floppy disk. The CPU unit 101 is operated by the operator by operating the operation panel 701 or the touch panel 702. The instruction is written on the floppy disk loaded in the floppy disk device 704, and when the ultrasonic diagnostic apparatus is turned on or when the operation panel 701 is instructed to reset to the initial state, the floppy disk device Various instruction information written therein is input to the CPU unit 101 from the floppy disk loaded in 704, and the CPU unit 101 sets each unit to an initial state according to the instruction information. This is because there are a large number of parameters to be set from the operation panel 701 and the touch panel 702 necessary for operating the ultrasonic diagnostic apparatus. For example, each time the power is turned on, the large number of parameters must be reset. For this reason, the initial parameters etc. are written on the floppy disk, and when the power is turned on or the reset to the initial state is instructed, the parameters etc. written on the floppy disk are read and read. By setting each part according to the parameters, etc., the efficiency of setting the parameters, etc. is improved.
[0013]
As described above, the CPU unit 101 constituting the control unit 100 mainly plays the role of a man-machine interface, whereas the beam scan control unit 103 which also constitutes the control unit 100 is mainly composed of this super-machine. I am in charge of controls that require real-time performance, such as the timing of ultrasound transmission / reception by the ultrasound diagnostic apparatus. When performing transmission / reception of ultrasonic waves with this ultrasonic diagnostic apparatus, data for controlling each unit constituting the signal processing unit 200 is read from the memory unit 102 by the beam scan control unit 103, via the CPU bus 901. The control interface unit 204 is transmitted to the control interface unit 204 of the signal processing unit 200. The control interface unit 204 controls the transmission / reception unit 201, the reception delay control unit 202, and the Doppler signal processing unit 206 via the control line 207. The control interface unit 204 controls the arithmetic unit 205 via the control line 208, and the reception delay control unit 202 controls the beamformer unit 203 via the control line 209 under the control of the control interface unit 204. To do. Details of the control of each part of the signal processing unit 200 will be described later.
[0014]
The memory unit 102 constituting the control unit 100 is a storage area for various programs and various control data, and is referred to by the CPU unit 101 and the beam scan control unit 103 as necessary.
An ultrasonic probe 20 including an ultrasonic probe 21 is connected to the transmission / reception unit 201. Examples of the ultrasonic probe 21 included in the ultrasonic probe include a linear scanning ultrasonic probe, a convex scanning ultrasonic probe, a sector scanning ultrasonic probe, and a special ultrasonic probe. As the transducer, there are many types of ultrasonic probes that are inserted into body cavities, and various types of ultrasonic probes, such as types depending on the frequency of the ultrasonic waves used. There is a probe. A connector (not shown) is used to attach the ultrasonic probe to the main body unit 10, but a connector for connecting the ultrasonic probe is attached to the main body unit 10 side. Up to four of the various types of ultrasonic probes provided with each type of ultrasonic probe can be mounted simultaneously. When the ultrasonic probe is attached to the main body unit 10, information representing which type of ultrasonic probe is attached can be recognized by the main body unit 10, and the information is The data is transmitted to the CPU unit 101 via the control line 207, the control interface unit 204, and the CPU bus 901. On the other hand, when using this ultrasonic diagnostic apparatus, an instruction is input from the operation panel 701 as to which ultrasonic probe to use among the ultrasonic probes connected to the connector on the main body unit 10 side this time. The instruction is transmitted to the beam scan control unit 103 via the CPU bus 901, and data corresponding to the ultrasonic probe to be used is transmitted from the beam scan control unit 103 to the CPU bus 901, the control interface unit 204, the control line. The transmission / reception unit 201 transmits the high-voltage pulse to the ultrasonic probe 20 as described below by transmitting to the ultrasonic probe 20 instructed as described above. An ultrasonic wave is transmitted by the ultrasonic probe provided, and a signal received by the ultrasonic probe is received from the ultrasonic probe. Here, it is assumed that only one ultrasonic probe 20 shown in FIG. 4 is selected for ultrasonic transmission / reception.
[0015]
An ultrasonic probe 20 shown in FIG. 1 is an ultrasonic probe provided with a so-called sector scanning type ultrasonic probe, and the ultrasonic probe 21 includes a plurality of arranged first ultrasonic transducers. The ultrasonic transducer array 221 is provided. When transmitting / receiving ultrasonic waves, the surface of the living body 1 on which the ultrasonic transducer array 221 is mounted is assigned to the body surface of the living body 1. Note that in the case of an ultrasonic probe that is inserted into a body cavity of a living body, the inner wall of the body cavity corresponds to the body surface described here.
In a state where the ultrasonic probe 21 is applied to the body surface of the living body 1, each high voltage pulse for ultrasonic transmission is transmitted from the transmission / reception unit 201 to each of a plurality of ultrasonic transducers constituting the ultrasonic transducer array 221. Is applied. Each high voltage pulse applied to each of the plurality of ultrasonic transducers has a relative time difference adjusted by the control of the control interface unit 204, and depending on how the relative time difference is adjusted, An ultrasonic wave that travels along one of the plurality of scanning lines 2 extending inside the living body 1 from the plurality of ultrasonic transducers and is focused at a predetermined depth position inside the living body. A pulse beam is transmitted.
[0016]
The attributes of the ultrasonic pulse beam to be transmitted, that is, the direction of the ultrasonic pulse beam, the depth position of the focus, the center frequency, and the like are sent from the beam scan control unit 103 to the control interface unit 204 via the CPU bus 901. Determined by the transmitted control data.
The ultrasonic pulse beam is reflected at each point on the single scanning line while traveling inside the living body 1 and returns to the ultrasonic probe 21, and the reflected ultrasonic waves form a plurality of ultrasonic transducer arrays 221. Is received by an ultrasonic transducer. A plurality of reception signals obtained by this reception are input to the transmission / reception unit 201, amplified by a plurality of preamplifiers (not shown) provided in the transmission / reception unit 201, and then input to the beamformer unit 203. The beamformer unit 203 is provided with an analog delay line (described later) having a large number of intermediate taps, and a plurality of received signals sent from the transmission / reception unit 201 are controlled by the reception delay control unit 202. Which intermediate tap of the analog delay line is input is switched, whereby the plurality of received signals are relatively delayed and current is added to each other. Here, by controlling the relative delay pattern related to the plurality of received signals, reflected ultrasonic waves in a direction along a predetermined scanning line extending inside the living body 1 are emphasized, and a predetermined depth inside the living body 1 is increased. A so-called received ultrasound beam is formed which is focused on the position. Here, since the ultrasonic wave travels slowly inside the living body 1 as compared with the speed of signal processing, in the present embodiment, the ultrasonic wave is transmitted in the middle of receiving the reflected ultrasonic wave along one scanning line. A so-called dynamic focus, in which the focus is sequentially moved to a deep position, is realized. In this case, even during a single reception corresponding to one transmission of an ultrasonic pulse beam, it is sequentially temporally in the middle of the reception. Further, the reception delay control unit 202 switches each tap of the analog delay line to which each reception signal obtained by each ultrasonic transducer is input.
[0017]
The attributes of the received ultrasonic beam, that is, the direction of the received ultrasonic beam, the focal position, and the like are also read from the memory unit 102 by the beam scan control unit 103 and transmitted to the control interface unit 204 via the CPU bus 901. Further, it is determined by the control data transmitted to the reception delay control unit 202 via the control line 207. The reception delay control unit 202 controls the beamformer unit 203 based on the control data transmitted as described above.
In the above description, it has been described that a high voltage pulse is applied to the ultrasonic transducer and an ultrasonic pulse beam is transmitted. In this case, as described above, the ultrasonic wave slowly travels in the living body as compared with the signal processing speed. Therefore, depending on the time from when the high voltage pulse is applied to the ultrasonic transducer to the time when the reflected ultrasonic wave is received by the ultrasonic transducer, at which depth position in the living body the signal obtained at that time is It is possible to know whether the signal corresponds to the reflected reflected ultrasonic wave. That is, since the transmitted ultrasonic wave is pulsed, it has resolution in the depth direction of the living body. Normally, high voltage pulses are applied to the ultrasonic transducer in this way, but in special cases, it is allowed to have no resolution in the depth direction in the living body, and the ultrasonic transducer is continuously applied to the ultrasonic transducer. An ultrasonic beam as a continuous wave may be transmitted into the living body by applying a repeated high voltage pulse train signal.
[0018]
However, in the following description, it is assumed that a pulsed ultrasonic beam is transmitted except for the case where continuous waves are mentioned in the description of the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 constituting the Doppler processing unit 400.
As described above, the transmission / reception unit 201 and the beamformer unit 203 sequentially transmit and receive ultrasonic pulse beams along each of the plurality of scanning lines 2 inside the living body 1 and are generated thereby. A signal representing the received ultrasonic beam along each scanning line is sequentially input to the calculation unit 205. In this calculation unit 205, the input received signal is logarithmically compressed and detected, and further, the designation of which depth region within the living body 1 is displayed, which is designated by operating the operation panel 701. Filtering processing or the like is performed according to (that is, designation of whether only an image of a shallow region inside the living body should be displayed or how deep an image needs to be displayed), and further A / D conversion To digital scanning line data.
The scanning line data obtained by the calculation unit 205 is input to the monochrome scan converter 301 constituting the digital scan converter unit 300 via the echo bus 902. In this black and white scan converter 301, an interpolation calculation process for generating data corresponding to each pixel for display is performed and converted into display image data, and the display image data passes through the video bus 903. And input to the display control unit 500. The display control unit 500 displays a B-mode image based on the ultrasonic reflection intensity distribution in the tomographic plane defined by the plurality of scanning lines 2 on the display screen of the observation television monitor 707. At that time, the patient name, imaging date, imaging conditions, and the like input from the operation panel 701 are also superimposed and displayed on the B-mode image as necessary. As this B-mode image, a moving image representing a state in which the living body 1 is moving can be displayed, or a still image at a certain point in time can be displayed. Further, synchronization from the biological signal amplifier unit 600 can be displayed. Based on the signal, an image at a certain phase of the heart motion synchronized with the motion of the human heart can be displayed. The display control unit 500 is provided with the image memory 5001 as described above, and the generated image data is stored in the image memory 5001 and after the operation for image acquisition is completed, It is also possible to read image data from the image memory 5001 and display the image on the observation television monitor.
[0019]
The biological signal amplifier unit 600 is connected to an ECG electrode unit 709 for obtaining an electrocardiographic waveform of the living body 1, a heart sound microphone 710 for picking up heart sounds, and a pulse wave transducer 711 for capturing a human body pulse. The unit 600 generates a synchronization signal based on any one or a plurality of these sensors and sends it to the display control unit 500.
In addition to the observation television monitor 707, a printer 705 and a VTR (video tape recorder) 706 are connected to the display control unit 500, and the display control unit 500 is in accordance with an instruction from the operator. The image displayed on 707 is output to the printer 705 or VTR 706.
The description starts again with the signal processing unit 200.
When you want to know the time change of ultrasonic reflection information on a single scanning line extending inside the living body, the ultrasonic wave is repeatedly transmitted and received along the scanning line of interest according to the instructions from the operator. Then, data representing the reception ultrasonic beam of the living body along the one scanning line is input to the scroll scan converter 303 via the echo bus 902. This scroll scan converter 303 has an ultrasound reflection intensity distribution in the depth direction of the living body along the one scanning line in the vertical direction, and an image (M mode image) scrolling in the time axis direction with the horizontal axis being the time axis. Is generated and input to the display control unit 500 via the video bus 903, and an image based on the image data is displayed on the observation television monitor 707.
[0020]
Note that the display control unit 500 has a function of horizontally arranging the B-mode image sent from the monochrome scan converter 301 and the M-mode image sent from the scroll scan converter 303, or a B-mode image, which will be described later. It also has a function of superimposing a color mode image, and a plurality of images are displayed side by side or displayed in a superimposed manner on the observation television monitor 707 in accordance with an instruction from the operator.
Returning to the description of the signal processing unit 200 once again.
The Doppler signal processing unit 206 constituting the signal processing unit 200 is basically configured to obtain a spatial blood flow distribution inside the living body 1 and a blood flow velocity on a single point or a single scanning line. In this Doppler signal processing unit 206, so-called quadrature detection is performed on the reception signal representing the reception ultrasonic beam generated by the beam former unit 203, and further converted into digital data by A / D conversion. The data after quadrature detection output from the Doppler signal processing unit 206 is input to the Doppler processing unit 400. The Doppler processing unit 400 includes a pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and a color Doppler analysis unit 402. Here, it is assumed that the data output from the Doppler signal processing unit 206 is input to the color Doppler analysis unit 402. In the color Doppler analysis unit 402, a region of interest (ROI) on the B-mode image designated by the operator by autocorrelation calculation based on data when ultrasonic transmission / reception is performed eight times along each scanning line, for example. Data representing the spatial distribution of blood flow in the interior is required. Data representing the blood flow distribution in the ROI is input to the color scan converter 302 via the echo bus 902. In the color scan converter 302, data representing the blood flow distribution in the ROI is converted into image data suitable for display, and the image data is input to the display control unit 500 via the video bus 903. In the display control unit 500, for example, the blood flow in the direction approaching the ultrasonic probe 20 is red, the blood flow in the direction away from the ROI on the B-mode image sent from the black and white scan converter 301 is blue, and the brightness thereof. A color mode image representing the blood flow velocity is superimposed and displayed on the observation television monitor 707. Thereby, the outline of the blood flow distribution in the ROI can be grasped.
[0021]
Here, when the operator inputs a request to observe in detail the blood flow on one point or one scanning line in the ROI, this time, the transmission / reception unit 201 selects one point of interest. Data generated by the Doppler signal processing unit 206 based on a signal obtained by repeating transmission / reception of ultrasonic waves many times in a direction along one scanning line passing through or one scanning line of interest. Is input to the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 constituting the Doppler processing unit 400. When there is an interest in blood flow at a certain point in the living body, a pulsed ultrasonic beam is transmitted into the living body, and blood flow information spatially averaged within a wide range on a single scanning line. When it is desired to obtain blood flow information in a faster flow velocity range, an ultrasonic beam as a continuous wave is transmitted in the living body.
The pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 performs blood flow at one point by FFT (Fast Fourier Transform) calculation based on data obtained by performing ultrasonic transmission / reception many times for one point or one scanning line. Information or blood flow information spatially averaged on the single scanning line is obtained. Data representing blood flow information obtained by the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 is input to the scroll scan converter 303 via the echo bus 902, and the vertical axis of the scroll scan converter 303 indicates the blood flow velocity. Then, image data representing an image scrolling in the time axis direction is generated in which the horizontal axis is a time axis. This image data is input to the display control unit 500 via the video bus 903 and displayed on the observation television monitor 707 along with the B-mode image transmitted from the black-and-white scan converter 301, for example.
[0022]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a delay pattern of high voltage pulses applied to a plurality of ultrasonic transducers.
Among the plural ultrasonic transducers 22 arranged, the high voltage pulse P is applied to the ultrasonic transducers located at both ends (A) and (B) of the arrangement. _v Is applied to the ultrasonic transducer located near the center (O) of the array, and the high voltage pulse P delayed in time is applied to the ultrasonic transducer. _v Is applied. In this way, by applying a high voltage pulse having a delay pattern to the plurality of ultrasonic transducers 22, a transmission ultrasonic pulse beam extending in a predetermined direction in the living body and having a focal point formed at a certain depth position. Is formed.
[0023]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle showing how the reception ultrasonic beam is formed in the beam former section.
Here, for the sake of simplicity of explanation, delay lines 1001a,..., 1001m,..., 1001n having a plurality of taps, and selection switches 1002a,. Assume that a pair of 1002m,..., 1002n is provided corresponding to each ultrasonic transducer 22a. Each of the selection switches 1002a,..., 1002m,..., 1002n receives one received signal obtained by the corresponding ultrasonic transducer, and each of the selection switches 1002a,. The received signal is input to the delay line from the tap corresponding to the control signal among the plurality of taps of the delay line. Each delay line 2001a,..., 2001m,..., 2001n delays the input received signal by a delay time corresponding to the tap to which the received signal is input and inputs it to the adder 1003. The adder 1003 adds the reception signals simultaneously input to the adder 1003 and outputs a reception signal representing a reception ultrasonic beam.
In FIG. 3, for ease of understanding, the same number of delay lines 1001a,..., 1001m,..., 1001n and selection switches 1002a,. , 1001m,..., 1001n have been described with respect to the configuration including the adder 103 that adds the received signals to each other, but in practice, a single delay line having a number of taps is provided. In addition, a plurality of reception signals obtained by a plurality of ultrasonic transducers are input while the input taps are controlled, and the plurality of reception signals are delayed by a time corresponding to each input tap. The delay lines add up to each other galvanically, receive a delay from the delay line according to the controlled delay pattern, and add to each other. Received signal is output directly.
[0024]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship among the delay pattern, the scanning line direction, and the focal position.
A plurality of ultrasonic transducers are arranged between A and B, and O is a midpoint between A and B. At this time, when a high voltage pulse applied to each ultrasonic transducer is applied to each ultrasonic transducer by giving a long delay time to the ultrasonic transducer located on the B side as shown in FIG. A transmission ultrasonic beam is formed along a scanning line extending in a direction inclined from the middle point O toward the B side, and as shown in FIG. A transmission ultrasonic beam is formed along a scanning line extending perpendicular to the arrangement direction. As shown in FIG. 4C, a high voltage pulse that gives a long delay time to the ultrasonic transducer located on the A side is applied. When applied, a transmission ultrasonic beam tilted toward the A side is obtained. Further, even for transmission ultrasonic beams along the same scanning line, the focal position can be determined according to the delay pattern of the high voltage pulse. Specifically, as shown by broken lines in FIGS. 4A to 4C, a circular arc that touches a line segment between A and B with the focus at the center is considered. As the ultrasonic pulses transmitted from each ultrasonic transducer reach the arc simultaneously, the ultrasonic pulses travel to converge at the focal point. Therefore, for example, when forming a focal point as shown in FIG. 4B, a high voltage pulse is simultaneously applied to the ultrasonic transducers located at the points A and B, and the points A and B are applied by the application of the high voltage pulse. A high voltage pulse is applied to the ultrasonic transducer located at the point O at the timing when the ultrasonic pulse emitted from the ultrasonic transducer located at the point O reaches the arc. A sonic pulse is transmitted. By doing so, a transmission ultrasonic pulse beam having the narrowest beam diameter is formed along the scanning line shown in FIG. 4B and at the focal position shown in FIG. 4B.
[0025]
Here, the plurality of ultrasonic transducers used for ultrasonic transmission arranged between A and B constitute, for example, an ultrasonic transducer array 221 equipped in the ultrasonic probe 21 (see FIG. 1). A plurality of ultrasonic transducers used for forming a transmission ultrasonic pulse beam are moved in the arrangement direction of the arranged ultrasonic transducers, thereby moving a scanning line. Can be translated in the arrangement direction.
In this way, along the scanning line extending in any direction in the living body starting from an arbitrary point on the ultrasonic transducer array 221 arranged in the ultrasonic probe 21, and at an arbitrary point on the scanning line A transmitted ultrasound beam with a focus can be obtained.
The formation of the reception ultrasonic beam is the same as that of the transmission ultrasonic beam.
That is, as shown in FIG. 4 (A), the reception signals obtained by receiving the ultrasonic waves reflected in the living body and returning to the ultrasonic transducers by the ultrasonic transducers are converted into ultrasonic waves on the B side. When a long delay time is given to the reception signals obtained by the transducers and added together, a reception ultrasonic beam is formed along the scanning line inclined from the middle point O to the B side, as shown in FIG. As shown in FIG. 4, when a symmetric delay time is given and added together, a reception ultrasonic beam is formed along a scanning line extending perpendicularly to the arrangement direction of the ultrasonic transducers starting from the middle point O, as shown in FIG. As shown in C), when a long delay time is given to the received signals obtained by the ultrasonic transducer on the A side and added together, the received ultrasonic waves along the scanning line inclined from the point O to the A side. Over-time can be obtained. Further, even for reception ultrasonic beams along the same scanning line, the focal position can be determined according to the delay pattern. Specifically, the ultrasonic waves reflected at the focal point and directed to the respective points A, O, and B simultaneously reach the intersections of the line segments connecting the focal point and the respective points A, O, and B and the arc. Therefore, a difference occurs in the time at which the ultrasonic waves reflected at the focal point are received by the ultrasonic transducers. Therefore, after delaying the reception signal obtained by the ultrasonic transducer that the ultrasonic wave reflected at the focal point first arrived until the reflected ultrasonic wave arrived at the ultrasonic transducer that the reflected ultrasonic wave reached later When added together, a reception ultrasonic beam extending in the direction along the scanning line passing through the focal point and narrowed down at the focal point is formed.
[0026]
Here, as in the case of transmission, a plurality of ultrasonic transducers used for reception of reflected ultrasonic waves arranged between A and B are mounted on, for example, the ultrasonic probe 21 (see FIG. 1). A part of the plurality of ultrasonic transducers constituting the ultrasonic transducer array 221 is moved in the arrangement direction of the arranged ultrasonic transducers, and the reception apertures composed of the plurality of ultrasonic transducers used for receiving the reflected ultrasonic waves are moved. By doing so, the scanning lines can be translated in the arrangement direction.
In this way, for both transmission and reception, along the scanning line extending in any direction in the living body, starting from an arbitrary point on the ultrasonic transducer array 221 equipped in the ultrasonic probe 21, the scanning is performed. An ultrasonic beam having a focal point at an arbitrary point on the line can be obtained.
Here, in order to avoid complication of illustration and explanation, the explanation is made as if the receiving side has one focal point. However, the receiving side has a deeper reflection point along the scanning line. The delay pattern is sequentially changed so that the focus is sequentially changed to a deeper position on the scanning line at the timing when the reflected ultrasonic wave is received, thereby realizing dynamic focus. A certain thin beam diameter can be obtained at any point of the scanning line.
[0027]
FIG. 5 is a diagram showing an example of an image displayed on the display screen 7071 of the observation television monitor 707 shown in FIG.
Here, a fan-shaped tomographic image 30 obtained by sector scanning in which ultrasonic transmission / reception is performed along each of a plurality of scanning lines extending radially from one point on an ultrasonic probe (not shown) is displayed. In addition, an arc-shaped pattern 31 indicating the focus distribution and a marker indicating the focus position on the center scanning line are superimposed on the tomographic image 30. 32 And markers indicating the focal positions on the scanning lines at both ends 33, 34 And the cursor of the mouse 7012 (see FIG. 1) 35 It is shown. Here, those patterns 31 and markers 32, 33, 34 , And cursor 35 Are collectively referred to as “line drawings”.
When the line drawing is not displayed on the display screen 7071 and the tomographic image 30 is displayed, when the transmission focus change button 7011 on the operation panel 701 shown in FIG. 1 is pressed, the line drawing as shown in FIG. Is displayed. In this state, the mouse 7012 is operated to align the mouse cursor 35 with the center marker 32, and the mouse cursor 35 is moved to the position of the illustrated mouse cursor 35a by a so-called drag and drop operation. Then, in response to the operation, the arc-shaped pattern 31 is changed to an arc-shaped pattern 31a indicated by a one-dot chain line, and the markers 32, 33, and 34 are moved to the positions of the markers 32a, 33a, and 34a, respectively. Thus, the center marker 32 is a marker for determining the overall depth position of the focus distribution. In addition, when the arc-shaped pattern 31 is displayed and the markers 32, 33, 34 are displayed on the arc-shaped pattern 31, any one of the markers 33, 34 at both ends is operated by a mouse operation. On the other hand (the marker 33 in this case), the cursor 35 is set, and the mouse cursor 35 is moved to the position of the mouse cursor 35b shown in the figure by a drag and drop operation. Then, while the position of the center marker 32 is fixed, the markers 33 and 34 at both ends are moved to the positions of the markers 33b and 34b shown in the figure, and the arc-shaped pattern 31 is changed to the markers 32, 33b, It changes to an arc-shaped pattern (here, an arc-shaped pattern consisting of a part of an ellipse) 31b that smoothly connects 34b.
[0028]
Inside this ultrasonic diagnostic apparatus, as will be described later, a focus distribution corresponding to the changed pattern is set.
Although the pattern 31b after the movement shown in FIG. 5 is still a curve, in this embodiment, the focus can be changed from an arc-shaped pattern to a linear pattern in which the markers 32, 33, and 34 are arranged in a straight line.
When the transmission focus change button 7011 on the operation panel 701 shown in FIG. 1 is pressed again, the line drawing displayed superimposed on the tomographic image 30 is erased from the display screen 7071, and corresponds to the arc-shaped pattern at the time of the erasure. The focus distribution is established.
In FIG. 5, markers 33 and 34 are displayed at both ends. However, when one marker is moved by a mouse operation, the other marker is also moved at the same time, so that the marker is displayed only at one end. Also good.
[0029]
FIG. 6 is an internal configuration diagram of the display control unit 500 shown in FIG. 1 for realizing the operation described with reference to FIG.
Here, a configuration for displaying a line drawing along with a tomographic image on the display screen is shown.
Image data sent from the digital scan converter unit 300 (see FIG. 1) is temporarily stored in the image memory 5001 and then read out and input to the image composition unit 5003. The line drawing drawing unit 5002 also uses the arc drawing pattern 31 and markers 32, 33, and 34 shown in FIG. 6 based on the line drawing drawing data sent from the CPU unit 101 shown in FIG. 1 via the CPU bus 901. , And the cursor 35 are drawn and sent to the image composition unit 5003. In the image composition unit 5003, the image data from the image memory 5001 and the line drawing from the line drawing unit 5002 are combined into one image, and the combined image is displayed on the observation television monitor 707.
In response to the operation of the transmission focus change button 7011 on the operation panel 701, the CPU unit 101 causes the line drawing drawing unit 5002 to draw a line drawing as illustrated in FIG. 6 and receives the operation of the mouse 7012 to cause the line drawing drawing unit 5002 to perform drawing. The line drawing is changed and the focus distribution corresponding to the line drawing after the change is changed, and the operation drawing unit 5002 stops drawing the line drawing shown in FIG. The focus distribution at the time of operation is stored in the memory unit 102 (see FIG. 1).
[0030]
FIG. 7 is an internal configuration diagram of the transmission / reception unit 201 shown in FIG.
A transmission signal generation unit 2011 in the transmission unit 20 illustrated in FIG. 15 drives a plurality of ultrasonic transducers constituting the ultrasonic transducer 211 illustrated in FIG. 1 according to a control signal input via the control line 207, A mutual phase-controlled signal P for generating an ultrasonic beam transmitted in a desired scanning line direction and focused at a predetermined position on the scanning line. _v (See FIG. 2). These signals are converted into high voltage pulses by the ultrasonic transducer driver 2012 and transmitted to the ultrasonic probe. On the other hand, the reception signal obtained by the ultrasonic probe is transmitted to the beam former unit 203 via the preamplifier 2014. Here, in order to avoid the complexity of the illustration, only one preamplifier or the like is shown, but in reality, the number of ultrasonic transducers that are driven simultaneously or receive ultrasonic waves at the same time is the same. Is provided.
[0031]
Here, as described with reference to FIG. 5, when the focus distribution change operation is performed by the mouse operation, the CPU unit 101 sets the transmission focus position for each scanning line for realizing the focus distribution. The transmission focus position for each scanning line obtained by the calculation is notified to the beam scan control unit 103. On the other hand, the memory unit 102 stores control data for realizing typical types of focus distributions, and the beam scan control unit 103 stores control data for realizing these typical focus distributions. Among them, the control data for realizing the focus distribution closest to the focus distribution determined by the transmission focus position for each scanning line sent from the CPU unit 101 is read from the memory unit 102 and sent from the CPU unit 101. Based on the transmission focus position information for each scanning line, the control data read from the memory unit 102 is corrected to generate control data for realizing a desired focus distribution. The control data generated by the beam scan control unit 103 is transmitted to the control interface unit 204 of the signal processing unit 200 via the CPU bus 109 shown in FIG. 1, and the control interface unit 204 sends the control data sent thereto. Based on the data, the transmission signal generation unit 2011 shown in FIG. The transmission signal generation unit 2011 is controlled by the control interface unit 204 and proceeds along a predetermined scanning line, and a signal for generating a transmission ultrasonic beam having a focal point at the controlled position on the scanning line. Is generated.
In this way, a linked operation of the mouse operation for changing the focal distribution on the display screen 7071 and the control of the focal position of the transmission ultrasonic beam for generating the tomographic image 30 is performed.
[0032]
FIG. 8 is a flowchart of a transmission focus change routine executed by the CPU unit. In this routine, the transmission focus change button on the operation panel 701 is displayed when the tomographic image 30 (see FIG. 5) is displayed on the display screen of the observation television monitor 707 and the line drawing representing the focus distribution or the like is not yet displayed. It is activated when 7011 is pressed.
When this routine is started, first, in step a, as shown in FIG. 5, an arc-shaped pattern 31 and a marker 32 representing the currently set focus distribution superimposed on the tomographic image 30 on the display screen 7071. , 33, 34 and a mouse cursor 35 are displayed.
Next, in step b and step c, it is determined whether any one of the three markers 31, 32, and 33 shown in FIG. 5 is selected by the mouse operation, and any marker is not selected. If so, wait in that state. When one of the markers is selected, the process proceeds to step c, the position of the marker moved by the mouse operation is calculated, the process proceeds to step d, and the moved marker is replaced with the previously displayed line drawing. A line drawing containing the arc-shaped pattern to be connected is displayed.
[0033]
In step e, it is determined whether or not the selection of the marker has been canceled. If not, the process returns to step c to calculate the marker position as the marker is further moved, and to display the line drawing in step d. Repeated. When returning to step c, if the marker position has not moved, steps c and d are passed, and the determination as to whether or not the marker selection in step e has been canceled is repeated.
If it is determined in step e that the selection of the marker has been cancelled, the process proceeds to step f, and the transmission focus position for each scanning line for realizing the focal pattern changed by the movement of the marker is calculated. In g, the beam scan control unit 103 is notified. Then, as described above, the beam scan control unit 103 generates control data for realizing the changed focus distribution, and sends the control data to the control interface unit 204 (see FIG. 1). Under the control of the control interface unit 204, a transmission signal generation unit 2011 (see FIG. 7) generates a signal having a phase pattern for realizing the changed focus distribution.
[0034]
In step h of the routine shown in FIG. 8, it is determined whether or not the transmission focus change mode has been canceled. The transmission focus change mode is released by pressing the transmission focus change button 7011 on the operation panel 701 shown in FIG. 1 again.
If the transmission focus change mode has not yet been released in step h, it is determined whether or not the marker has been selected again in step i. Steps h and i are repeated alternately, and the marker is selected again in step i. When the determination is made, the process returns to step c, the marker position is calculated with the movement of the marker, and is reflected in the line drawing at step d.
On the other hand, if it is determined in step h that the transmission focus change mode has been canceled, the process proceeds to step j, the focus distribution after the final change is stored in the memory unit 102, and this routine is terminated.
After this routine is completed, the transmission signal generation unit 2011 (see FIG. 7) repeats generation of a signal that realizes the focus distribution at the time when the transmission focus change mode is canceled.
When the routine shown in FIG. 8 is started again, in step a, the focus distribution stored in the memory unit 102 is read, and a line drawing representing the focus distribution is drawn as an initial state.
[0035]
FIG. 9 is a diagram showing a tomographic image and a line drawing for changing the focus distribution in convex scanning.
Convex scanning is a scanning mode performed using an ultrasonic probe equipped with a plurality of ultrasonic transducers arranged in an arc shape. In this convex scanning, a plurality of scanning lines extend radially, Transmission and reception of ultrasonic waves can be obtained so that the starting point of the scanning line on the ultrasonic probe moves sequentially.
In the case of the tomographic image by the convex scanning, the focus distribution is set and changed in the same manner as in the sector scanning described above, although the main part of the fan is missing.
As described above, in the above-described embodiment, since the focus distribution can be changed in the sector scan or the convex scan, it is possible to obtain a good image regarding a desired depth position not only in the central portion of the tomographic image but also in the left and right end portions. Can do.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image more suitable for diagnosis, which is good not only at the central part but also at the end part of the tomographic image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a delay pattern of high voltage pulses applied to a plurality of ultrasonic transducers.
FIG. 3 is a principle explanatory diagram showing how a reception ultrasonic beam is formed in a beam former unit.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship among a delay pattern, a scanning line direction, and a focal position.
5 is a diagram showing an example of an image displayed on the display screen of the observation television monitor shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is an internal configuration diagram of a display control unit.
FIG. 7 is an internal configuration diagram of a transmission / reception unit.
FIG. 8 is a flowchart of a transmission focus change routine executed by a CPU unit.
FIG. 9 is a diagram showing a tomographic image and a line drawing for changing a focus distribution in convex scanning.
FIG. 10 is a schematic diagram of a tomographic image displayed on a display screen.
[Explanation of symbols]
1 Living body
2 scanning lines
10 Body
20 Ultrasonic probe
21 Ultrasonic probe
30 Tomographic image
31, 31a, 31b Arc-shaped pattern
32, 32a Marker
33, 33a, 33b Marker
34, 34a, 34b Marker
35, 35a, 35b Mouse cursor
100 Control unit
101 CPU section
102 Memory part
103 Beam scan controller
200 Signal processor
201 Transceiver
202 Reception delay control unit
203 Beamformer section
204 Control interface part
205 arithmetic unit
207 Control line
221 Ultrasonic transducer array
300 Digital scan converter
301 Black and white scan converter
400 Doppler processing section
500 Display controller
701 Operation panel
707 Television monitor for observation
5001 Image memory
5002 Line drawing unit
7011 Send focus change button
7012 mouse
7071 display screen

Claims

Proceeding along one of the plurality of scanning lines extending radially into the living body and transmitting an ultrasonic beam having a focal point at a predetermined position on the scanning line, and reflected and returned within the living body The process of receiving an ultrasonic wave and obtaining a reception signal is repeatedly performed for the plurality of scanning lines, and a tomographic image in a tomographic plane defined by the plurality of scanning lines is generated based on the obtained reception signals. In ultrasonic diagnostic equipment,
A focus distribution display means for displaying on the display screen a focus distribution of the ultrasonic beam transmitted along each of the plurality of scanning lines in a direction crossing the plurality of scanning lines;
An operator for changing the focus distribution;
A beam for generating an ultrasonic beam whose focus is set so as to obtain a focus distribution changed by a change operation by the operator when generating an ultrasonic beam transmitted along each of the plurality of scanning lines. Generating means ,
The focus distribution display means displays a line representing the focus distribution on the display screen, and a first marker representing the focal position of the ultrasonic beam transmitted along the central scanning line and an end scanning line. A second marker representing the focal position of the ultrasonic beam transmitted along
When the operator designates the position of the first marker on the central scanning line and the position of the second marker on the scanning line at the end, the first marker and the second marker are designated. Each of the intersections of the circular arc or linear pattern passing through each of the plurality of scanning lines is designated as a focal point of each ultrasonic beam transmitted along each scanning line. Ultrasonic diagnostic equipment.

The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the operator is a pointing device that designates a position on the display screen.

Obtained by receiving reflected ultrasonic waves in one ultrasonic transmission / reception process of transmitting an ultrasonic beam traveling along one scanning line and receiving ultrasonic waves reflected back in the living body the received signals, according to claim 1, characterized in that with dynamic focusing means for processing such signals representative of the received ultrasonic beam focus is sequentially changed to a plurality of points of said one scanning line is obtained or 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 2.