JP5041907B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波ビームの走査技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an ultrasonic beam scanning technique.
一般に超音波診断装置においては、診断画像の画像範囲すなわち超音波ビームの走査範囲の広さと、診断画像のフレームレートすなわち単位時間当たりの当該走査範囲の走査回数と、診断画像の分解能は、相互にトレードオフの関係にある。例えば、広範囲の診断画像を高い分解能で得ようとするとフレームレートが低くなり、フレームレートを維持したまま高分解能の画像を得ようとすると画像範囲を狭くする必要がある。 In general, in an ultrasonic diagnostic apparatus, the image range of a diagnostic image, that is, the scan range of the ultrasonic beam, the frame rate of the diagnostic image, that is, the number of scans of the scanning range per unit time, and the resolution of the diagnostic image are mutually There is a trade-off relationship. For example, when trying to obtain a wide range of diagnostic images with high resolution, the frame rate is low, and when trying to obtain a high resolution image while maintaining the frame rate, it is necessary to narrow the image range.
これに対し、例えば特許文献1,2には、比較的粗く超音波ビームを走査させて広域画像を形成し、比較的密に超音波ビームを走査させて狭域画像を形成し、広域画像と狭域画像を合成して合成画像を形成する技術が記載されている。この技術により、フレームレートの低下を抑えつつ、限定された狭域内において高分解能を実現することができる。
In contrast, for example, in
また、特許文献3には、ビーム間隔が粗いデータについて、ビーム間において補間したビームを形成することによりビーム間隔を密にする技術が記載されている。ちなみに、特許文献4には、ビーム走査空間を構成する各ビームラインごとに、ビームアドレスやビーム長などのビーム形成条件を個別的に設定する技術が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes a technique for narrowing the beam interval by forming a beam interpolated between beams for data with a coarse beam interval. Incidentally,
上記のように、相互にトレードオフの関係にある診断画像についての画像範囲とフレームレートと分解能をできるだけ悪化させずに並立させようとする試みがいくつか成されてきた。このような状況を背景としつつ、本願発明者は、画像範囲とフレームレートと分解能を良好に並立させるための技術について研究開発を重ねてきた。特に、超音波ビームの走査技術に注目した。 As described above, several attempts have been made to align image ranges, frame rates, and resolutions for diagnostic images that are in a trade-off relationship with each other without degrading as much as possible. With this situation as the background, the present inventor has conducted research and development on a technique for satisfactorily aligning the image range, the frame rate, and the resolution. In particular, we focused on the ultrasonic beam scanning technology.
本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、画像範囲とフレームレートと分解能を良好に並立させる超音波ビームの走査技術を提供することにある。 The present invention has been made in the course of its research and development, and an object thereof is to provide an ultrasonic beam scanning technique that satisfactorily aligns an image range, a frame rate, and a resolution.
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様の超音波診断装置は、超音波を送受波する複数の振動素子を備えたプローブと、複数の振動素子を制御して超音波ビームを走査させる送受信部と、超音波ビームを介して走査領域内から得られる受信信号に基づいて超音波画像データを形成する画像形成部と、超音波画像データに対応した超音波画像を表示する表示部と、を有し、前記送受信部は、各ビーム番号ごとに算出されるビーム位置データに基づいて複数のビーム番号の各々に対応した超音波ビームを順次形成することにより走査領域内において超音波ビームを走査させ、前記ビーム位置データは、走査領域内において関心領域の位置に応じて変更される超音波ビームのビーム間隔に対応したビーム間隔データを利用して算出されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention scans an ultrasonic beam by controlling a plurality of vibration elements and a probe including a plurality of vibration elements that transmit and receive ultrasonic waves. A transmitting / receiving unit, an image forming unit that forms ultrasonic image data based on a reception signal obtained from the scanning region via an ultrasonic beam, and a display unit that displays an ultrasonic image corresponding to the ultrasonic image data The transmission / reception unit sequentially forms an ultrasonic beam corresponding to each of a plurality of beam numbers based on beam position data calculated for each beam number, thereby generating an ultrasonic beam in the scanning region. The beam position data is calculated using beam interval data corresponding to the beam interval of the ultrasonic beam that is changed in accordance with the position of the region of interest within the scan region. The features.
望ましい態様において、前記ビーム間隔データは、ビーム間隔の最小値に対応した最小ビーム間隔データとビーム番号に応じてビーム間隔を調整するためのピッチ変換係数とを利用して算出されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the beam interval data is calculated using minimum beam interval data corresponding to the minimum value of the beam interval and a pitch conversion coefficient for adjusting the beam interval according to the beam number. To do.
望ましい態様において、前記ピッチ変換係数は、走査領域の領域端における超音波ビームのビーム位置に対応した領域端位置データと、走査領域の領域端における超音波ビームのビーム番号に対応した領域端ビーム番号と、前記最小ビーム間隔データと、に基づいて算出されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the pitch conversion coefficient includes region end position data corresponding to the beam position of the ultrasonic beam at the region end of the scanning region, and region end beam number corresponding to the beam number of the ultrasonic beam at the region end of the scanning region. And the minimum beam interval data.
望ましい態様において、前記プローブは、前記最小ビーム間隔データと前記ピッチ変換係数のうちの少なくとも一方についての変更操作を受け付けるユーザ操作デバイスを備えることを特徴とする。 In a desirable aspect, the probe includes a user operation device that receives a change operation for at least one of the minimum beam interval data and the pitch conversion coefficient.
望ましい態様において、前記ビーム間隔データは、段階的に変更されるビーム間隔の段階数に対応した段階係数と、走査領域の大きさに対応した走査角度データと、走査領域内に形成される超音波ビームの本数に対応したビーム数データと、に基づいて算出されることを特徴とする。 In a preferred embodiment, the beam interval data includes a step coefficient corresponding to the number of steps of the beam interval changed in stages, scan angle data corresponding to the size of the scan region, and ultrasonic waves formed in the scan region. It is calculated based on beam number data corresponding to the number of beams.
望ましい態様において、前記送受信部は、前記ビーム間隔データを利用して各ビーム番号ごとに算出されるビーム位置データに基づいて複数のビーム番号の各々に対応した受信ビームを形成し、互いに隣接する2本の受信ビームの中間に1本の送信ビームを形成することにより、当該1本の送信ビームに当該2本の受信ビームを対応させた送受信処理を実行することを特徴とする。 In a preferred aspect, the transmission / reception unit forms a reception beam corresponding to each of a plurality of beam numbers based on beam position data calculated for each beam number using the beam interval data, and is adjacent to each other. By forming one transmission beam in the middle of the two reception beams, transmission / reception processing in which the two reception beams correspond to the one transmission beam is performed.
本発明により、画像範囲とフレームレートと分解能を良好に並立させる超音波ビームの走査技術が提供される。 The present invention provides a scanning technique of an ultrasonic beam that satisfactorily aligns an image range, a frame rate, and a resolution.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration thereof.
プローブ10は、超音波を送受波する超音波プローブであり、複数の振動素子を備えている。複数の振動素子は、例えば、1列に配列されて電子的に制御されることにより、走査領域30内において2次元的に超音波を送受波する。なお、複数の振動素子が格子状に2次元的に配列されて電子的に制御されることにより、3次元的に超音波を送受波してもよい。
The
送受信部12は、プローブ10が備える複数の振動素子の各々に対応した送信信号を出力する。送受信部12は、各振動素子の送信信号に対してその振動素子に応じた遅延処理などを施す。送受信部12から出力された送信信号は、プローブ10の各振動素子へ供給される。つまり、送受信部12が送信ビームフォーマとして機能し、各振動素子が送受信部12で形成された送信信号に応じて振動し、超音波の送信ビームが形成されてその送信ビームが走査制御される。超音波の送信ビームは、例えば、頂点角度θの扇形状の走査領域30内で走査される。
The transmission /
また、送受信部12は、プローブ10が備える複数の振動素子から得られる受信信号に基づいて受信ビームを形成する。送受信部12は、各振動素子の受信信号に対してその振動素子に応じた遅延処理などを施し、そして複数の振動素子から得られる受信信号を加算処理する。つまり、送受信部12は、受信ビームフォーマとして機能し、複数の振動素子から出力される受信信号を例えば整相加算処理して受信ビームデータを形成する。こうして、例えば、扇形状の走査領域30内の全域から受信ビームデータが収集される。
In addition, the transmission /
超音波画像形成部14は、送受信部12において形成された受信ビームデータに基づいて超音波画像の画像データを形成する。例えば、超音波の送信ビームが二次元的に走査されて得られる受信ビームデータに基づいて、走査領域30に対応した二次元Bモード画像の画像データを形成する。もちろん、超音波の送信ビームが三次元的に走査されて得られる受信ビームデータに基づいて三次元超音波画像の画像データを形成してもよい。また、画像データとしてドプラ画像などの画像データを形成してもよい。
The ultrasonic
表示画像形成部16は、超音波画像形成部14において形成された超音波画像(画像データ)に基づいて表示画像を形成する。また、表示画像形成部16は、本超音波診断装置の装置状態に応じた表示画像やユーザインターフェース画像などを形成する。そして、表示画像形成部16において形成された表示画像は表示部18に表示される。
The display
操作パネル22は、ユーザ操作を受け付ける操作デバイスである。操作パネル22は、例えば、トラックボール、マウス、キーボード、タッチパネルなどであり、例えば本超音波診断装置の装置本体に設けられる。
The
制御部20は、本超音波診断装置内の各部を制御する。制御部20は、例えば、操作パネル22を介して入力されるユーザ操作に応じて装置内の各部を制御する。本実施形態においては、超音波画像の画像範囲とフレームレートと分解能を良好に並立させるように、超音波ビームの走査制御が行われる。その制御の際には、必要に応じて、例えば装置本体に設けられた操作パネル22やプローブ10に設けられた操作デバイス(図4,5参照)を介してユーザから操作を受け付ける。そこで、以下に、本実施形態における超音波ビームの走査制御について説明する。
The
本実施形態では、関心領域の位置に応じてビーム間隔を変更させて走査を行う。例えば、走査領域30内において、診断対象となる組織などが存在する関心領域内で超音波ビームのビーム密度を比較的密に維持し、且つ、広範囲な走査領域30を観察するために、関心領域以外の領域では超音波ビームのビーム密度を比較的粗くする。
In this embodiment, scanning is performed by changing the beam interval according to the position of the region of interest. For example, in the
図2は、関心領域の位置に応じたビーム間隔の変更を説明するための図である。図2(a)には、走査領域30内においてビーム間隔を変更せずに一定間隔で超音波ビームを走査させた場合の例(比較例)が示されている。一方、図2(b)には、走査領域30内の中央に位置する関心領域においてビーム間隔を比較的狭くして、走査領域30の両端に向かって関心領域から遠ざかるにつれてビーム間隔を次第に広くした場合の例(本実施形態例)が示されている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the change of the beam interval according to the position of the region of interest. FIG. 2A shows an example (comparative example) in which the ultrasonic beam is scanned at a constant interval without changing the beam interval in the
本実施形態においては、例えば比較例の場合と同じ超音波ビーム本数であっても、関心領域の位置において超音波ビームの間隔が狭いため高分解能を実現することができ、且つ、超音波ビーム本数を増加させる必要がないことからフレームレートを低下させることなく、比較例の場合と同じ広さの走査領域30内で超音波ビームを走査させることが可能になる。
In the present embodiment, for example, even if the number of ultrasonic beams is the same as in the comparative example, high resolution can be realized because the interval between the ultrasonic beams is narrow at the position of the region of interest, and the number of ultrasonic beams Therefore, the ultrasonic beam can be scanned within the
図2(a)に示す比較例の場合には、扇形状の走査領域30の頂点角度(図1の頂点角度θ)であるスキャンエリア(SCAN_AREA)を走査領域30内に形成される超音波ビームの本数であるビーム本数(BEAM_NUM)で割ることにより、次式のように超音波ビーム間のビーム間隔であるピッチ(Pitch)が算出される。
In the case of the comparative example shown in FIG. 2A, the ultrasonic beam formed in the
さらに、ピッチ(Pitch)を利用して、各ビーム番号(BEAM_NO)に対応した超音波ビームのビーム角度であるビーム位置(BEAM_POS)が次式のように算出される。 Further, using the pitch, the beam position (BEAM_POS) that is the beam angle of the ultrasonic beam corresponding to each beam number (BEAM_NO) is calculated as follows.
比較例においては、ビーム間隔であるピッチ(Pitch)が走査領域30内において固定されているため、図2(a)に示すように、走査領域30の全域においてビーム間隔が一定となる。
In the comparative example, since the pitch that is the beam interval is fixed in the
これに対し、本実施形態においては、走査領域30内において関心領域の位置に応じて超音波ビームのビーム間隔を変更する。つまり、ビーム間隔の最小値に対応した最小ビーム間隔(minPitch)と、ビーム番号(BEAM_NO)と、ビーム番号に応じてビーム間隔を調整するためのピッチ変換係数(Pc)を利用して、比較例の固定的なピッチ(Pitch)に換えて、ビーム間隔データ(minPitch+(Pc×|BEAM_NO|))を算出し、このビーム間隔データを利用してビーム位置(BEAM_POS)を次式のように算出する。
On the other hand, in this embodiment, the beam interval of the ultrasonic beam is changed in the
ちなみに、ビーム間隔データを(minPitch+(Pc×|BEAM_NO|)n)とし、n乗を含んだビーム間隔データを用いてもよい。 Incidentally, the beam interval data may be (minPitch + (Pc × | BEAM_NO |) n ) and the beam interval data including the nth power may be used.
また、(3)式において、ピッチ変換係数(Pc)は、走査領域30の領域端における超音波ビームのビーム位置であるスキャン終了位置(END_AREA)と、走査領域30の領域端における超音波ビームのビーム番号であるスキャン終了ビーム番号(END_BEAM_NO)と、ビーム間隔の最小値に対応した最小ビーム間隔(minPitch)に基づいて次式のように算出される。
In the equation (3), the pitch conversion coefficient (Pc) is calculated based on the scan end position (END_AREA) that is the beam position of the ultrasonic beam at the end of the
例えば、スキャンエリア(SCAN_AREA)を60度(−30度〜30度)とするとスキャン終了位置(END_AREA)が30度となり、ビーム本数(BEAM_NUM)を31本(−15〜15)とするとスキャン終了ビーム番号(END_BEAM_NO)が15となり、さらに最小ビーム間隔(minPitch)を1度とすると、(4)式から、ピッチ変換係数はPc=0.0666666667となる。さらに、この場合におけるビーム位置(BEAM_POS)を(3)式から各ビーム番号ごとに算出すると図3に示すとおりとなる。 For example, if the scan area (SCAN_AREA) is 60 degrees (-30 to 30 degrees), the scan end position (END_AREA) is 30 degrees, and if the number of beams (BEAM_NUM) is 31 (-15 to 15), the scan end beam When the number (END_BEAM_NO) is 15 and the minimum beam interval (minPitch) is 1 degree, the pitch conversion coefficient is Pc = 0.0666666667 from equation (4). Further, when the beam position (BEAM_POS) in this case is calculated for each beam number from the equation (3), it is as shown in FIG.
図3は、各ビーム番号(BEAM_NO)とビーム位置(BEAM_POS)との対応関係を示す図である。なお、図3には、上記(3)(4)式を利用して算出される本実施形態のビーム位置と、上記(1)(2)式を利用して算出される比較例のビーム位置が示されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating a correspondence relationship between each beam number (BEAM_NO) and a beam position (BEAM_POS). FIG. 3 shows the beam position of the present embodiment calculated using the above equations (3) and (4) and the beam position of the comparative example calculated using the above equations (1) and (2). It is shown.
比較例においては、走査領域の全域において超音波ビームのビーム間隔が一定である。これに対し、本実施形態においては、ビーム番号が0の付近すなわち走査領域(図2の符号30)の中央付近において、ビーム位置の間隔が比較的狭く、ビーム番号の絶対値が大きくなるにつれてビーム位置の間隔が広くなっている。つまり、走査領域の中央付近に関心領域があり、その中央付近において超音波ビームのビーム密度が比較的密であり、中央付近の関心領域から離れるに従って超音波ビームのビーム密度が次第に粗くなっている。
In the comparative example, the beam interval of the ultrasonic beam is constant throughout the scanning region. On the other hand, in the present embodiment, the beam position is relatively narrow near the
このように、本実施形態では、比較例の場合と同じビーム本数でありながら、つまり、比較例の場合と同じフレームレートを実現可能でありながら、走査領域の中央付近にある関心領域においてビーム密度を高めて、関心領域内において高分解能を実現することができる。さらに、本実施形態では、比較例の場合と同じ大きさの走査領域を形成することができる。 As described above, in the present embodiment, the beam density is the same as the number of beams in the comparative example, that is, the same frame rate as in the comparative example can be realized, but the beam density in the region of interest near the center of the scanning region. To achieve high resolution in the region of interest. Furthermore, in the present embodiment, a scanning region having the same size as that of the comparative example can be formed.
図1に示す送受信部12は、例えば上記(3)(4)式を利用して算出されるビーム位置に超音波ビームを形成するようにプローブ10を制御する。そのプローブ10には、走査の制御態様を変更するためのユーザ操作デバイスが設けられる。そして、そのユーザ操作デバイスを介して受け付けたユーザ操作に応じて制御部20が動作し、制御部20から送受信部12へ制御情報が伝えられて走査の制御態様が変更される。
The transmitter /
図4は、プローブ10に設けられるユーザ操作デバイス120を説明するための図である。ユーザ操作デバイス120は、例えば、上記(3)(4)式におけるピッチ変換係数(Pc)と最小ビーム間隔(minPitch)をユーザが変更する際に利用される。ユーザは、プローブ10を把持した状態で変更操作を行うことができる。そのため、ユーザ操作デバイス120は、例えば、プローブ10の先端側(超音波の送受波側)の側面などに設けられる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the user operation device 120 provided in the
図4(A)は、操作デバイスとして静電パッド120Aを利用したプローブ10を示している。ユーザは、プローブ10を把持した状態で静電パッド120Aの表面で指を滑らせる。これにより、例えば指が滑る方向に応じてピッチ変換係数や最小ビーム間隔の値が変化する。
FIG. 4A shows the
一方、図4(B)は、操作デバイスとしてスライドレバー120Bを利用したプローブ10を示している。ユーザは、スライドレバー120Bを指でスライドさせる。これにより、例えばスライドレバー120Bのスライド方向に応じてピッチ変換係数や最小ビーム間隔の値が変化する。なお、スライドレバー120B表面の中央部には、ユーザの指に対応した窪み122が設けられおり、この窪み122にユーザの指が嵌められることによって、スライド操作を容易にしている。
On the other hand, FIG. 4B shows the
図5は、プローブ10に設けられるユーザ操作デバイス120の別の態様を説明するための図であり、操作デバイスとしてダイヤル120Cを利用したプローブ10を示している。ユーザはダイヤル120Cを回転させ、その回転に応じてピッチ変換係数や最小ビーム間隔の値が変化する。
FIG. 5 is a diagram for explaining another aspect of the user operation device 120 provided in the
なお、図4および図5に示した各操作デバイスにボタン機能が設けられ、例えばボタンが押される度に最小ビーム間隔を「狭、中、広、狭、中、広」あるいは「狭、中、広、中、狭」のように変更し、順次大きさが切り換えられるようにしてもよい。また、図4および図5に示した各操作デバイスによってピッチ変換係数と最小ビーム間隔のうちの一方を操作し、装置本体に設けられた操作パネル(図1の符号22)によってピッチ変換係数と最小ビーム間隔のうちの他方を操作するようにしてもよい。
Each of the operation devices shown in FIGS. 4 and 5 is provided with a button function. For example, each time the button is pressed, the minimum beam interval is “narrow, medium, wide, narrow, medium, wide” or “narrow, medium, The size may be changed to “wide, medium, narrow” and the size may be sequentially switched. Further, one of the pitch conversion coefficient and the minimum beam interval is operated by the operation devices shown in FIGS. 4 and 5, and the pitch conversion coefficient and the minimum are controlled by an operation panel (
上述した例においては(3)(4)式を利用してビーム間隔を変更させているが、ビーム間隔を段階的に変更するようにしてもよい。例えば、段階的に変更されるビーム間隔の段階数を示す段階係数(dk)と、走査領域の大きさに対応した走査角度(SCAN_AREA)と、走査領域内に形成される超音波ビームの本数であるビーム本数(BEAM_NUM)を利用し、次式のようにS_pitch,M_pitch,L_pitchと段階的にビーム間隔であるピッチ(Pitch)を変化させてもよい。 In the above-described example, the beam interval is changed using the equations (3) and (4). However, the beam interval may be changed stepwise. For example, the step coefficient (dk) indicating the number of steps of the beam interval changed stepwise, the scan angle (SCAN_AREA) corresponding to the size of the scan region, and the number of ultrasonic beams formed in the scan region A certain number of beams (BEAM_NUM) may be used, and the pitch (Pitch) that is the beam interval may be changed step by step as S_pitch, M_pitch, and L_pitch as in the following equation.
例えば、走査角度(SCAN_AREA)を90度(−45〜45)、ビーム本数(BEAM_NUM)を30、段階係数(dk)を3とすると、S_pitch=0.97261、M_pitch=1.956522、L_pitch=5.869565となる。さらに、この場合におけるビーム位置(BEAM_POS)を各ビーム番号ごとに算出すると図6に示すとおりとなる。 For example, when the scanning angle (SCAN_AREA) is 90 degrees (−45 to 45), the number of beams (BEAM_NUM) is 30, and the step coefficient (dk) is 3, S_pitch = 0.97261, M_pitch = 1.956522, and L_pitch = 5.869565. Further, when the beam position (BEAM_POS) in this case is calculated for each beam number, it is as shown in FIG.
図6は、各ビーム番号(BEAM_NO)とビーム位置(BEAM_POS)との対応関係を示す図である。図6には、ピッチ(Pitch)も示されており、走査領域の中央にあるビーム番号0から走査領域の端にあるビーム番号−14,15に向かって、S_pitch,M_pitch,L_pitchと段階的に切り換えられている。図6に示す例においても、例えば、走査領域の大きさを維持しつつ、走査領域の中央付近にある関心領域においてビーム密度を高めて、関心領域内において高分解能を実現することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a correspondence relationship between each beam number (BEAM_NO) and a beam position (BEAM_POS). FIG. 6 also shows the pitch (Pitch), which is stepwise from S # pitch, M_pitch, and L_pitch from
また、図1に示す送受信部12は、ビーム間隔データを利用して各ビーム番号ごとに算出されるビーム位置(例えば図3や図6に示すBEAM_POS)に基づいて複数のビーム番号の各々に対応した受信ビームを形成し、互いに隣接する2本の受信ビームの中間に1本の送信ビームを形成することにより、1本の送信ビームに2本の受信ビームを対応させたパラレル受信処理を実行してもよい。
The transmission /
図7は、本実施形態におけるパラレル受信処理を説明するための図である。例えば、送信ビームの本数を31本とする場合には、受信ビームの本数を62本とし、上述した(3)(4)式を利用して受信ビームのビーム位置を算出する。そして、互いに隣接する2本の受信ビームRXAとRXBのビーム位置に基づいて、送信ビームTX1のビーム位置を「TX1のビーム位置=(RXAのビーム位置+RXBのビーム位置)/2」とする。同様に、送信ビームTX2のビーム位置を「TX2のビーム位置=(RXCのビーム位置+RXDのビーム位置)/2」とする。こうして、1本の送信ビームに2本の受信ビームを対応させたパラレル受信処理を実行してもよい。 FIG. 7 is a diagram for explaining parallel reception processing in the present embodiment. For example, when the number of transmission beams is 31, the number of reception beams is 62, and the beam position of the reception beam is calculated using the above-described equations (3) and (4). Based on the beam positions of two reception beams RXA and RXB adjacent to each other, the beam position of the transmission beam TX1 is set to “TX1 beam position = (RXA beam position + RXB beam position) / 2”. Similarly, the beam position of the transmission beam TX2 is “TX2 beam position = (RXC beam position + RXD beam position) / 2”. In this way, parallel reception processing in which two transmission beams are associated with one transmission beam may be executed.
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態により、例えば、関心領域内で高分解能を維持しつつ広範囲の情報を高速に得ることが可能になる。特に、近年においては、手術の支援装置として超音波診断装置が利用されている。例えば、こうした術中支援装置として、本実施形態の超音波診断装置を利用することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, according to the above-described embodiments, for example, it is possible to obtain a wide range of information at high speed while maintaining high resolution in the region of interest. In particular, in recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus has been used as an operation support apparatus. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment can be used as such an intraoperative support apparatus.
例えば、本実施形態の超音波診断装置により二次元あるいは三次元の超音波画像を形成し、治療器具を患者の体内へ挿入する際の画像を映し出す。そして、挿入が開始された直後においては、走査領域内において均一なビーム間隔で超音波ビームを走査させて画像を形成し、治療器具が患部に近づいた時点で、患部を含む関心領域内において高密度で超音波ビームを形成してそれ以外の領域では低密度で超音波ビームを形成する。これにより、画像形成の処理速度の低下を抑えつつ患部を含む関心領域内において分解能を高めることができ、患部に到達した治療器具の様子を高分解能な画像で観察することが可能になる。 For example, a two-dimensional or three-dimensional ultrasonic image is formed by the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment, and an image when the treatment instrument is inserted into the patient's body is displayed. Immediately after the insertion is started, an ultrasonic beam is scanned at a uniform beam interval in the scanning region to form an image, and when the treatment instrument approaches the affected area, the image is high in the interested area including the affected area. The ultrasonic beam is formed at a density, and the ultrasonic beam is formed at a low density in other areas. Thereby, it is possible to increase the resolution in the region of interest including the affected area while suppressing a decrease in the processing speed of image formation, and it is possible to observe the state of the treatment instrument that has reached the affected area with a high resolution image.
ちなみに、赤外線センサや磁気センサを利用して超音波プローブと治療器具の先端の位置関係を追跡し、その位置情報に基づいて治療器具の先端付近が常に高密度となるように超音波ビームを形成するような態様も可能である。 By the way, the positional relationship between the ultrasonic probe and the tip of the treatment instrument is tracked using an infrared sensor or magnetic sensor, and an ultrasonic beam is formed so that the vicinity of the tip of the treatment instrument is always high density based on the positional information. Such an embodiment is also possible.
なお、上述した実施形態やその効果は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。 In addition, embodiment mentioned above and its effect are only illustrations in all the points, and do not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.
10 プローブ、12 送受信部、14 超音波画像形成部、20 制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の振動素子を制御して超音波ビームを走査させる送受信部と、
超音波ビームを介して走査領域内から得られる受信信号に基づいて超音波画像データを形成する画像形成部と、
超音波画像データに対応した超音波画像を表示する表示部と、
を有し、
前記送受信部は、各ビーム番号ごとに算出されるビーム位置データに基づいて複数のビーム番号の各々に対応した超音波ビームを順次形成することにより走査領域内において超音波ビームを走査させ、
前記ビーム位置データは、走査領域内において関心領域の位置に応じて変更される超音波ビームのビーム間隔に対応したビーム間隔データを利用して算出され、
前記ビーム間隔データは、ビーム間隔の最小値に対応した最小ビーム間隔データとビーム番号に応じてビーム間隔を調整するためのピッチ変換係数とを利用して算出される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 A probe having a plurality of vibration elements for transmitting and receiving ultrasonic waves;
A transmission / reception unit that controls a plurality of vibration elements to scan an ultrasonic beam;
An image forming unit for forming ultrasonic image data based on a reception signal obtained from the scanning region via an ultrasonic beam;
A display unit for displaying an ultrasonic image corresponding to the ultrasonic image data;
Have
The transmission / reception unit scans the ultrasonic beam in the scanning region by sequentially forming an ultrasonic beam corresponding to each of the plurality of beam numbers based on the beam position data calculated for each beam number,
The beam position data is calculated using beam interval data corresponding to the beam interval of the ultrasonic beam that is changed according to the position of the region of interest within the scanning region ,
The beam interval data is calculated using minimum beam interval data corresponding to the minimum value of the beam interval and a pitch conversion coefficient for adjusting the beam interval according to the beam number.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記ピッチ変換係数は、走査領域の領域端における超音波ビームのビーム位置に対応した領域端位置データと、走査領域の領域端における超音波ビームのビーム番号に対応した領域端ビーム番号と、前記最小ビーム間隔データと、に基づいて算出される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 ,
The pitch conversion coefficient includes region end position data corresponding to the beam position of the ultrasonic beam at the region end of the scanning region, region end beam number corresponding to the beam number of the ultrasonic beam at the region end of the scanning region, and the minimum Calculated based on the beam interval data,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記プローブは、前記最小ビーム間隔データと前記ピッチ変換係数のうちの少なくとも一方についての変更操作を受け付けるユーザ操作デバイスを備える、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2 ,
The probe includes a user operation device that receives a change operation for at least one of the minimum beam interval data and the pitch conversion coefficient.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記送受信部は、前記ビーム間隔データを利用して各ビーム番号ごとに算出されるビーム位置データに基づいて複数のビーム番号の各々に対応した受信ビームを形成し、互いに隣接する2本の受信ビームの中間に1本の送信ビームを形成することにより、当該1本の送信ビームに当該2本の受信ビームを対応させた送受信処理を実行する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The transmission / reception unit forms reception beams corresponding to each of a plurality of beam numbers based on beam position data calculated for each beam number using the beam interval data, and two adjacent reception beams By performing one transmission beam in the middle of the two, a transmission / reception process in which the two reception beams correspond to the one transmission beam is executed.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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