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JP2012161554A - Ultrasound diagnostic apparatus and ultrasound image producing method - Google Patents

Ultrasound diagnostic apparatus and ultrasound image producing method Download PDF

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JP2012161554A
JP2012161554A JP2011025881A JP2011025881A JP2012161554A JP 2012161554 A JP2012161554 A JP 2012161554A JP 2011025881 A JP2011025881 A JP 2011025881A JP 2011025881 A JP2011025881 A JP 2011025881A JP 2012161554 A JP2012161554 A JP 2012161554A
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ultrasonic
sound
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JP2011025881A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tanabe
剛 田辺
Kimito Katsuyama
公人 勝山
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Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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Publication date
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Priority to US13/361,449 priority patent/US20120203109A1/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasound diagnostic apparatus and an ultrasound image producing method capable of efficiently obtaining data for producing a B mode image and data for measuring the sound speed to achieve production of both a B mode image and a sound speed map.SOLUTION: Transmission focuses are formed at lattice points E in a region of interest R to obtain reception data for measuring a sound speed, and the reception data for producing a B mode image is obtained by transmitting and receiving a wide ultrasonic beam B2 having a narrow width portion extending over a plurality of sound ray regions at a given depth L for each of the sound rays. Thus, both the B mode image and the sound speed map are produced.

Description

この発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、超音波プローブの振動子アレイから超音波を送受信することによりBモード画像の生成と関心領域内の音速マップの生成の双方を行う超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic image generation method, and more particularly, to generate both a B-mode image and a sound velocity map in a region of interest by transmitting and receiving ultrasonic waves from a transducer array of an ultrasonic probe. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus.

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体内に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。   Conventionally, in the medical field, an ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic image has been put into practical use. In general, this type of ultrasonic diagnostic apparatus has an ultrasonic probe with a built-in transducer array and an apparatus main body connected to the ultrasonic probe. An ultrasonic image is generated by transmitting a sound beam, receiving an ultrasonic echo from the subject with an ultrasonic probe, and electrically processing the received signal with the apparatus main body.

また、近年、被検体内の診断部位をより精度よく診断するために、診断部位における音速を測定することが行われている。
例えば、特許文献1には、診断部位の周辺に複数の格子点を設定し、各格子点に対して超音波ビームを送受信することにより得られる受信データに基づいて、局所音速値の演算を行う超音波診断装置が提案されている。
In recent years, in order to more accurately diagnose a diagnostic site in a subject, the speed of sound at the diagnostic site has been measured.
For example, in Patent Document 1, a plurality of lattice points are set around a diagnostic region, and a local sound velocity value is calculated based on reception data obtained by transmitting and receiving an ultrasonic beam to each lattice point. An ultrasonic diagnostic apparatus has been proposed.

特開2010−99452号公報JP 2010-99452 A

特許文献1の装置では、超音波プローブから被検体内に向けて超音波ビームを送受信することで、診断部位における局所音速値を求めることができ、例えばBモード画像に局所音速値の情報を重畳させて表示することが可能となる。
ところで、被検体内の特定の領域に対して診断を行う場合には、Bモード画像に併せて、その領域内の各点における局所音速値の分布を示す音速マップを表示することが有効となる。
しかしながら、Bモード画像の生成と診断部位の音速マップの生成の双方を行おうとすると、多数回の超音波ビームの送受信を行わなければならず、Bモード画像生成用のためのデータと音速測定のためのデータの取得に多大の時間と手間を要するという問題を生じてしまう。
With the apparatus of Patent Document 1, a local sound velocity value at a diagnostic site can be obtained by transmitting and receiving an ultrasonic beam from an ultrasonic probe into a subject. For example, information on a local sound velocity value is superimposed on a B-mode image. Can be displayed.
By the way, when a diagnosis is performed on a specific region in the subject, it is effective to display a sound velocity map indicating the distribution of local sound velocity values at each point in the region in addition to the B-mode image. .
However, if both the generation of the B-mode image and the generation of the sound velocity map of the diagnostic region are to be performed, the ultrasonic beam must be transmitted and received many times, and the data for generating the B-mode image and the sound velocity measurement For this reason, it takes a lot of time and labor to acquire data.

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、Bモード画像生成用のデータと音速測定用のデータを効率よく取得してBモード画像の生成と音速マップの生成の双方を行うことができる超音波診断装置および超音波画像生成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and efficiently obtains B-mode image generation data and sound speed measurement data to generate a B-mode image and a sound speed map. It is an object to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic image generation method capable of performing both of the above.

この発明に係る超音波診断装置は、送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、撮像領域内に関心領域を設定するための関心領域設定部と、関心領域設定部で設定された関心領域内に複数の格子点を設定し、複数の格子点に送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得すると共に所定の深度に複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する超音波ビームを複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得するように送信回路および受信回路を制御する制御部と、音速測定用の受信データに基づいて関心領域内の音速マップを生成する音速マップ生成部と、Bモード画像生成用の受信データに基づいてBモード画像を生成する画像生成部とを備えたものである。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention transmits an ultrasonic beam from a transducer array of an ultrasonic probe toward a subject and receives an ultrasonic echo from the subject based on a drive signal supplied from a transmission circuit. An ultrasonic diagnostic apparatus that generates an ultrasonic image based on reception data obtained by processing a reception signal output from a transducer array of an ultrasonic probe using a reception circuit. A region of interest setting unit for setting, a plurality of lattice points in the region of interest set by the region of interest setting unit, a transmission focal point is formed at the plurality of lattice points, and an ultrasonic beam is transmitted and received respectively. The B mode is obtained by acquiring reception data for sound speed measurement by transmitting and receiving, for each sound ray, an ultrasonic beam that forms a narrow portion extending over a plurality of sound ray regions at a predetermined depth. A control unit that controls the transmission circuit and the reception circuit so as to acquire reception data for image generation, a sound speed map generation unit that generates a sound speed map in the region of interest based on the reception data for sound speed measurement, and a B-mode image And an image generation unit that generates a B-mode image based on the reception data for generation.

制御部が、関心領域の外部を通る音線に対してのみBモード画像生成用の受信データを取得するように送信回路および受信回路を制御し、画像生成部が、関心領域の内部を通る音線に対しては複数の格子点のうち所定の深度に最も近い深度を有する格子点に送信焦点を形成して超音波ビームの送受信を行うことで取得された音速測定用の受信データをBモード画像生成用の受信データとして用いてBモード画像を生成するように構成することもできる。
この場合、制御部は、所定の深度を複数の格子点のいずれかの深度に等しくなるように設定してもよい。さらに、制御部は、所定の深度を複数の格子点のうち関心領域の深さ方向の中心部に位置する格子点の深度に等しくなるように設定することもできる。
The control unit controls the transmission circuit and the reception circuit so as to acquire the reception data for generating the B-mode image only for the sound ray passing outside the region of interest, and the image generation unit transmits the sound passing through the inside of the region of interest. For the line, the reception data for sound velocity measurement obtained by forming a transmission focal point at a lattice point having a depth closest to a predetermined depth among a plurality of lattice points and transmitting and receiving an ultrasonic beam is B mode. It can also be configured to generate a B-mode image using the received data for image generation.
In this case, the control unit may set the predetermined depth to be equal to any one of the plurality of grid points. Furthermore, the control unit can set the predetermined depth to be equal to the depth of a lattice point located at the center in the depth direction of the region of interest among the plurality of lattice points.

この発明に係る超音波画像生成方法は、送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、撮像領域内に関心領域を設定すると共に関心領域内に複数の格子点を設定し、複数の格子点に送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得し、音速測定用の受信データに基づいて前記関心領域内の音速マップを生成し、所定の深度に複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する超音波ビームを複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得し、Bモード画像生成用の受信データに基づいてBモード画像を生成する方法である。   In the ultrasonic image generation method according to the present invention, an ultrasonic beam is transmitted from a transducer array of an ultrasonic probe toward a subject based on a drive signal supplied from a transmission circuit, and an ultrasonic echo by the subject is transmitted. An ultrasonic image generation method for generating an ultrasonic image based on reception data obtained by processing a reception signal output from a transducer array of a received ultrasonic probe by a reception circuit, and in the imaging region Set the area, set multiple grid points in the area of interest, form transmission focal points at the multiple grid points, and transmit and receive ultrasonic beams respectively to obtain the reception data for sound speed measurement, and measure the sound speed A sound velocity map in the region of interest is generated based on the received data for transmission, and an ultrasonic beam forming a narrow portion extending over the plurality of sound ray regions at a predetermined depth is transmitted for each of the plurality of sound rays. Acquires received data for the B-mode image produced by Shin is a method for generating a B-mode image based on the received data for the B-mode image generation.

この発明によれば、関心領域内に設定された複数の格子点に送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得すると共に所定の深度に複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する超音波ビームを複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得するので、Bモード画像生成用のデータと音速測定用のデータを効率よく取得してBモード画像の生成と音速マップの生成の双方を行うことが可能となる。   According to the present invention, transmission focal points are formed at a plurality of lattice points set in a region of interest, and transmission and reception of ultrasonic beams are performed to acquire reception data for sound velocity measurement and Since reception data for generating a B-mode image is obtained by transmitting and receiving an ultrasonic beam forming a narrow portion extending over the sound ray region for each of a plurality of sound rays, data for generating a B-mode image and data for measuring a sound speed are obtained. It is possible to efficiently acquire data and perform both generation of a B-mode image and generation of a sound velocity map.

この発明の実施の形態1に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 実施の形態1における音速演算の原理を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically illustrating the principle of sound speed calculation in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における送信焦点の位置と超音波ビームの様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a position of a transmission focus and a state of an ultrasonic beam in the first embodiment. 実施の形態2における送信焦点の位置と超音波ビームの様子を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a position of a transmission focus and a state of an ultrasonic beam in the second embodiment. 実施の形態2の変形例における送信焦点の位置と超音波ビームの様子を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a position of a transmission focus and a state of an ultrasonic beam in a modification example of the second embodiment.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、振動子アレイ1を備え、この振動子アレイ1に送信回路2および受信回路3が接続されている。受信回路3には、信号処理部4、DSC(Digital Scan Converter)5および画像処理部6が順次接続され、さらに、画像処理部6に表示制御部7を介して表示部8が接続されると共に画像メモリ9が接続されている。
また、受信回路3にシネメモリ10と音速マップ生成部11がそれぞれ接続され、送信回路2、受信回路3、信号処理部4、DSC5、表示制御部7、シネメモリ10および音速マップ生成部11に制御部12が接続されている。さらに、制御部12には、操作部13と格納部14がそれぞれ接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 shows the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus includes a transducer array 1 to which a transmission circuit 2 and a reception circuit 3 are connected. A signal processing unit 4, a DSC (Digital Scan Converter) 5, and an image processing unit 6 are sequentially connected to the receiving circuit 3, and a display unit 8 is connected to the image processing unit 6 via a display control unit 7. An image memory 9 is connected.
Further, a cine memory 10 and a sound velocity map generator 11 are respectively connected to the receiver circuit 3, and a control unit is connected to the transmitter circuit 2, receiver circuit 3, signal processor 4, DSC 5, display controller 7, cine memory 10 and sound velocity map generator 11. 12 is connected. Furthermore, an operation unit 13 and a storage unit 14 are connected to the control unit 12.

振動子アレイ1は、1次元又は2次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。これらの超音波トランスデューサは、それぞれ送信回路2から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電セラミックや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)に代表される高分子圧電素子、PMN−PT(マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体)に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。   The transducer array 1 has a plurality of ultrasonic transducers arranged one-dimensionally or two-dimensionally. Each of these ultrasonic transducers transmits an ultrasonic wave according to the drive signal supplied from the transmission circuit 2 and receives an ultrasonic echo from the subject and outputs a received signal. Each ultrasonic transducer is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (lead zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene fluoride), or PMN-PT (magnesium niobate / lead titanate). It is constituted by a vibrator in which electrodes are formed on both ends of a piezoelectric body made of a piezoelectric single crystal represented by a solid solution).

そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。   When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts, and pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and the synthesis of those ultrasonic waves. As a result, an ultrasonic beam is formed. In addition, each transducer generates an electric signal by expanding and contracting by receiving propagating ultrasonic waves, and these electric signals are output as ultrasonic reception signals.

送信回路2は、例えば、複数のパルサを含んでおり、制御部12からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。   The transmission circuit 2 includes, for example, a plurality of pulsars, and an ultrasonic wave transmitted from the plurality of ultrasonic transducers of the transducer array 1 based on a transmission delay pattern selected according to a control signal from the control unit 12. The delay amount of each drive signal is adjusted so that the sound wave forms an ultrasonic beam, and then supplied to a plurality of ultrasonic transducers.

受信回路3は、振動子アレイ1の各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅してA/D変換した後、制御部12からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、各受信信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信データ(音線信号)が生成される。   The reception circuit 3 amplifies the reception signal transmitted from each ultrasonic transducer of the transducer array 1 and performs A / D conversion, and then, based on the reception delay pattern selected according to the control signal from the control unit 12. According to the set sound speed or distribution of sound speed, the reception focus process is performed by adding each received signal with a delay. By this reception focus processing, reception data (sound ray signal) in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated.

信号処理部4は、受信回路3で生成された受信データに対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるBモード画像信号を生成する。
DSC5は、信号処理部4で生成されたBモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換(ラスター変換)する。
画像処理部6は、DSC5から入力されるBモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Bモード画像信号を表示制御部7に出力する、あるいは画像メモリ9に格納する。
これら信号処理部4、DSC5、画像処理部6および画像メモリ9によりこの発明の画像生成部15が形成されている。
The signal processing unit 4 corrects attenuation by distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic wave on the reception data generated by the reception circuit 3, and then performs an envelope detection process so that the inside of the subject is detected. A B-mode image signal, which is tomographic image information related to the tissue of, is generated.
The DSC 5 converts (raster conversion) the B-mode image signal generated by the signal processing unit 4 into an image signal according to a normal television signal scanning method.
The image processing unit 6 performs various necessary image processing such as gradation processing on the B-mode image signal input from the DSC 5, and then outputs the B-mode image signal to the display control unit 7 or stores it in the image memory 9. Store.
These signal processing unit 4, DSC 5, image processing unit 6 and image memory 9 form an image generation unit 15 of the present invention.

表示制御部7は、画像処理部6によって画像処理が施されたBモード画像信号に基づいて、表示部8に超音波診断画像を表示させる。
表示部8は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部7の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
The display control unit 7 causes the display unit 8 to display an ultrasound diagnostic image based on the B-mode image signal that has been subjected to image processing by the image processing unit 6.
The display unit 8 includes, for example, a display device such as an LCD, and displays an ultrasound diagnostic image under the control of the display control unit 7.

シネメモリ10は、受信回路3から出力される受信データを順次格納する。また、シネメモリ10は、制御部12から入力されるフレームレートに関する情報(例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ)を上記の受信データに関連付けて格納する。
音速マップ生成部11は、制御部12による制御の下で、シネメモリ10に格納されている受信データに基づいて、診断対象となる被検体内の組織における局所音速値を演算し、音速マップを生成する。
制御部12は、操作者により操作部13から入力された指令に基づいて超音波診断装置各部の制御を行う。
The cine memory 10 sequentially stores the reception data output from the reception circuit 3. Further, the cine memory 10 stores information related to the frame rate input from the control unit 12 (for example, parameters indicating the reflection position depth, the scanning line density, and the visual field width) in association with the received data.
The sound velocity map generation unit 11 calculates a local sound velocity value in the tissue in the subject to be diagnosed based on the received data stored in the cine memory 10 under the control of the control unit 12 and generates a sound velocity map. To do.
The control unit 12 controls each part of the ultrasonic diagnostic apparatus based on a command input from the operation unit 13 by the operator.

操作部13は、操作者が入力操作を行うためのもので、この発明の関心領域設定部を構成し、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
格納部14は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、DVD−ROM等の記録媒体を用いることができる。
なお、信号処理部4、DSC5、画像処理部6、表示制御部7および音速マップ生成部11は、CPUと、CPUに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
The operation unit 13 is for an operator to perform an input operation. The operation unit 13 constitutes a region of interest setting unit of the present invention, and can be formed from a keyboard, a mouse, a trackball, a touch panel, and the like.
The storage unit 14 stores an operation program and the like, and a recording medium such as a hard disk, a flexible disk, an MO, an MT, a RAM, a CD-ROM, and a DVD-ROM can be used.
The signal processing unit 4, the DSC 5, the image processing unit 6, the display control unit 7, and the sound speed map generation unit 11 are composed of a CPU and an operation program for causing the CPU to perform various processes. You may comprise with a circuit.

操作者は操作部13から次の3つの表示モードのいずれかを選択することができる。すなわち、Bモード画像を単独で表示するモード、Bモード画像に音速マップを重畳して表示するモード(例えば、局所音速値に応じて色分けまたは輝度を変化させる表示、あるいは局所音速値が等しい点を線で結ぶ表示)、Bモード画像と音速マップ画像とを並べて表示するモードのうち、所望のモードによる表示を行うことができる。   The operator can select one of the following three display modes from the operation unit 13. That is, a mode in which a B-mode image is displayed alone, a mode in which a sound speed map is superimposed on a B-mode image (for example, a display in which color coding or luminance is changed according to a local sound speed value, or a point where local sound speed values are equal) Among the modes in which the B-mode image and the sound velocity map image are displayed side by side, display in a desired mode can be performed.

Bモード画像を表示する際には、まず、送信回路2から供給される駆動信号に従って振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから超音波が送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信回路3に出力され、受信回路3で受信データが生成される。さらに、この受信データを入力した信号処理部4でBモード画像信号が生成され、DSC5でBモード画像信号がラスター変換されると共に画像処理部6でBモード画像信号に各種の画像処理が施された後、このBモード画像信号に基づいて表示制御部7により超音波診断画像が表示部8に表示される。   When displaying a B-mode image, first, ultrasonic waves are transmitted from a plurality of ultrasonic transducers of the transducer array 1 in accordance with a drive signal supplied from the transmission circuit 2, and each ultrasonic echo received from a subject is received. A reception signal is output from the ultrasonic transducer to the reception circuit 3, and reception data is generated by the reception circuit 3. Further, a B-mode image signal is generated by the signal processing unit 4 to which the received data is input, and the B-mode image signal is raster-converted by the DSC 5 and various image processes are performed on the B-mode image signal by the image processing unit 6. After that, an ultrasonic diagnostic image is displayed on the display unit 8 by the display control unit 7 based on the B-mode image signal.

一方、局所音速値の演算は、例えば本願の出願人により出願された特開2010−99452号公報に記載の方法により行うことができる。
この方法は、図2(A)に示されるように、被検体内に超音波を送信した際に、被検体の反射点となる格子点Xから振動子アレイ1に到達する受信波Wxに着目したとき、図2(B)に示されるように、格子点Xよりも浅い位置、すなわち振動子アレイ1に近い位置に複数の格子点A1、A2、・・・を等間隔に配列し、格子点Xからの受信波を受けた複数の格子点A1、A2、・・・からのそれぞれの受信波W1、W2、・・・の合成波Wsumが、ホイヘンスの原理により、格子点Xからの受信波Wxに一致することを利用して、格子点Xにおける局所音速値を求める方法である。
On the other hand, the calculation of the local sound velocity value can be performed, for example, by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-99452 filed by the applicant of the present application.
As shown in FIG. 2A, this method focuses on a received wave Wx that reaches the transducer array 1 from a lattice point X that is a reflection point of the subject when an ultrasonic wave is transmitted into the subject. 2B, a plurality of lattice points A1, A2,... Are arranged at equal intervals at a position shallower than the lattice point X, that is, a position close to the transducer array 1, as shown in FIG. The combined wave Wsum of the received waves W1, W2,... Received from the plurality of grid points A1, A2,... Received from the point X is received from the grid point X according to Huygens' principle. This is a method of obtaining a local sound velocity value at the lattice point X by utilizing the fact that it matches the wave Wx.

まず、すべての格子点X、A1、A2、・・・に対する最適音速値をそれぞれ求める。ここで、最適音速値とは、各格子点に対し、設定音速に基づきフォーカス計算をして撮影を行うことにより超音波画像を形成し、設定音速を種々変化させたときに画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値であり、例えば特開平8−317926号公報に記載のように、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散等に基づいて最適音速値の判定を行うことができる。   First, optimum sound speed values for all lattice points X, A1, A2,. Here, the optimum sound speed value means that, for each lattice point, an ultrasonic image is formed by performing a focus calculation based on the set sound speed and shooting, and the contrast and sharpness of the image are changed when the set sound speed is changed variously. Is the highest sound speed value. For example, as described in JP-A-8-317926, the optimum sound speed value can be determined based on the contrast of the image, the spatial frequency in the scanning direction, the variance, and the like.

次に、格子点Xに対する最適音速値を用いて、格子点Xから発せられる仮想的な受信波Wxの波形を算出する。
さらに、格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて、それぞれ格子点A1、A2、・・・からの受信波W1、W2、・・・の仮想的な合成波Wsumを算出する。このとき、格子点Xと各格子点A1、A2、・・・との間の領域Rxaにおける音速は一様で、格子点Xにおける局所音速値Vに等しいものと仮定する。格子点Xから伝播した超音波が格子点A1、A2、・・・に到達するまでの時間はXA1/V、XA2/V、・・・となる。ここで、XA1、XA2、・・・は、それぞれ格子点A1、A2、・・・と格子点Xとの間の距離である。そこで、格子点A1、A2、・・・からそれぞれ時間XA1/V、XA2/V、・・・だけ遅延して発した反射波を合成することにより、仮想的な合成波Wsumを求めることができる。
Next, the waveform of the virtual received wave Wx emitted from the lattice point X is calculated using the optimum sound velocity value for the lattice point X.
Further, the hypothetical local sound velocity value V at the lattice point X is variously changed to calculate virtual composite waves Wsum of the received waves W1, W2,... From the lattice points A1, A2,. . At this time, it is assumed that the sound velocity in the region Rxa between the lattice point X and each lattice point A1, A2,... Is uniform and equal to the local sound velocity value V at the lattice point X. The time until the ultrasonic wave propagated from the lattice point X reaches the lattice points A1, A2,... Is XA1 / V, XA2 / V,. Here, XA1, XA2,... Are the distances between the lattice points A1, A2,. Therefore, a virtual composite wave Wsum can be obtained by synthesizing the reflected waves emitted from the lattice points A1, A2,... Delayed by times XA1 / V, XA2 / V,. .

次に、このように格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて算出された複数の仮想的な合成波Wsumと格子点Xからの仮想的な受信波Wxとの誤差をそれぞれ算出し、誤差が最小になる仮定的な局所音速値Vを格子点Xにおける局所音速値と判定する。ここで、仮想的な合成波Wsumと格子点Xからの仮想的な受信波Wxとの誤差の算出方法としては、互いの相互相関をとる方法、受信波Wxに合成波Wsumから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、合成波Wsumに受信波Wxから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法等を採用することができる。
以上のようにして、受信回路3で生成された受信データに基づき、被検体内の局所音速値を高精度に演算することができる。さらに、同様にして、設定された関心領域内の局所音速値の分布を示す音速マップを生成することができる。
Next, errors between the plurality of virtual synthesized waves Wsum calculated by variously changing the hypothetical local sound velocity value V at the lattice point X and the virtual received wave Wx from the lattice point X are respectively calculated. The hypothetical local sound velocity value V that minimizes the error is calculated and determined as the local sound velocity value at the lattice point X. Here, as a method of calculating an error between the virtual synthesized wave Wsum and the virtual received wave Wx from the lattice point X, a method of obtaining a cross-correlation with each other, a delay obtained from the synthesized wave Wsum on the received wave Wx is used. A method of performing phase matching addition by multiplying, a method of performing phase matching addition by multiplying the synthesized wave Wsum by a delay obtained from the reception wave Wx, and the like can be employed.
As described above, the local sound velocity value in the subject can be calculated with high accuracy based on the reception data generated by the reception circuit 3. Furthermore, similarly, a sound speed map showing the distribution of local sound speed values within the set region of interest can be generated.

ここで、図3を参照して実施の形態1における音速測定用の送信焦点および超音波ビームとBモード画像生成用の超音波ビームについて説明する。図3では、簡略化のため、振動子アレイ1は、9個の超音波トランスデューサが配列されたものとして示されており、これら超音波トランスデューサの配列ピッチで音線S1〜S9が形成される様子が示されている。関心領域R内には、「●」で示される複数の格子点Eが、関心領域R内を通る音線上で且つ互いに深さ方向に間隔Hを隔てるように設定されている。図3では、関心領域R内を通る音線S4〜S6上に設定された9個の格子点Eが示されており、音速マップ生成のために、これら9個の格子点Eのすべてが送信焦点となる。
関心領域R内に設定された9個の格子点Eのそれぞれに送信焦点を形成するように超音波ビームB1の送受信を行うことにより音速測定用の受信データが取得される。
Here, with reference to FIG. 3, the transmission focus and ultrasonic beam for measuring the sound velocity and the ultrasonic beam for generating the B-mode image in the first embodiment will be described. In FIG. 3, for the sake of simplicity, the transducer array 1 is shown as an array of nine ultrasonic transducers, and the sound rays S <b> 1 to S <b> 9 are formed at the arrangement pitch of these ultrasonic transducers. It is shown. In the region of interest R, a plurality of lattice points E indicated by “●” are set on the sound ray passing through the region of interest R and spaced from each other in the depth direction. In FIG. 3, nine grid points E set on the sound rays S4 to S6 passing through the region of interest R are shown, and all of these nine grid points E are transmitted to generate a sound velocity map. Become the focus.
By transmitting / receiving the ultrasonic beam B1 so as to form a transmission focus at each of the nine lattice points E set in the region of interest R, reception data for sound velocity measurement is acquired.

一方、Bモード画像生成のために、所定の深度Lに幅狭部を形成する超音波ビームB2が用いられるが、この超音波ビームB2の幅狭部は、複数の音線領域にまたがるだけの幅を有している。図3では、幅狭部が3本の音線S1〜S3にまたがるような超音波ビームB2が示されている。
このような幅広の超音波ビームB2を用いることにより、1回の超音波ビームB2の送受信で3本の音線に対するBモード画像生成用の受信データを取得することができる。このため、超音波ビームB2は、各音線に対して送受信する必要はなく、3本の音線毎に送受信すればよい。
On the other hand, an ultrasonic beam B2 that forms a narrow portion at a predetermined depth L is used to generate a B-mode image. The narrow portion of the ultrasonic beam B2 only spans a plurality of sound ray regions. It has a width. FIG. 3 shows an ultrasonic beam B2 in which the narrow portion extends over three sound rays S1 to S3.
By using such a wide ultrasonic beam B2, reception data for generating a B-mode image for three sound rays can be acquired by transmitting and receiving the ultrasonic beam B2 once. For this reason, it is not necessary to transmit / receive the ultrasonic beam B2 to / from each sound ray, and it is sufficient to transmit / receive every three sound rays.

次に、実施の形態1の動作について説明する。
まず、送信回路2からの駆動信号に従って振動子アレイ1の複数の超音波トランスデューサから超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信回路3に出力されて受信データが生成され、さらに、画像生成部15で生成されたBモード画像信号に基づいて表示制御部7によりBモード画像が表示部8に表示される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
First, an ultrasonic beam is transmitted from a plurality of ultrasonic transducers of the transducer array 1 in accordance with a drive signal from the transmission circuit 2, and reception signals are received from the ultrasonic transducers that have received ultrasonic echoes from the subject to the reception circuit 3. The received data is generated by the output, and the B-mode image is displayed on the display unit 8 by the display control unit 7 based on the B-mode image signal generated by the image generation unit 15.

ここで、操作者が操作部13を操作することにより、表示部8に表示されているBモード画像上に関心領域Rが設定されると、制御部12によって、関心領域Rの内部を通る音線、すなわち図3における音線S4〜S6上で且つ互いに深さ方向に間隔Hを隔てるように関心領域R内に9個の格子点Eが設定される。   Here, when the region of interest R is set on the B-mode image displayed on the display unit 8 by the operation of the operation unit 13 by the operator, the control unit 12 causes the sound passing through the inside of the region of interest R. Nine lattice points E are set in the region of interest R so as to be spaced apart from each other by a distance H in the depth direction on the line, that is, the sound rays S4 to S6 in FIG.

そして、関心領域R内の9個の格子点Eにそれぞれ送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことで音速測定用の受信データを取得するように、制御部12により送信回路2および受信回路3が制御される。
取得された音速測定用の受信データは、順次、受信回路3からシネメモリ10に出力されて格納される。9個の格子点Eに対する受信データがすべて取得されてシネメモリ10に格納されると、制御部12からの指令に基づき、音速マップ生成部11は、シネメモリ10に格納された音速測定用の受信データを用いて、各格子点Eにおける局所音速値の演算並びに関心領域R内の音速マップの生成を実行する。
Then, the transmission circuit 2 is transmitted by the control unit 12 so as to acquire reception data for measuring the sound velocity by forming transmission focal points at the nine lattice points E in the region of interest R and transmitting / receiving the ultrasonic beam B1. And the receiving circuit 3 is controlled.
The acquired reception data for measuring the sound speed is sequentially output from the receiving circuit 3 to the cine memory 10 and stored therein. When all the received data for the nine grid points E are acquired and stored in the cine memory 10, the sound speed map generating unit 11 receives the sound speed measurement received data stored in the cine memory 10 based on a command from the control unit 12. Is used to calculate a local sound speed value at each lattice point E and generate a sound speed map in the region of interest R.

また、所定の深度Lに幅狭部を形成する幅広の超音波ビームB2が送受信されるように、制御部12により送信回路2および受信回路3が制御される。この超音波ビームB2の幅狭部は互いに隣接する3本の音線にまたがるような幅を有している。まず、幅狭部が所定の深度Lで3本の音線S1〜S3にまたがるような超音波ビームB2が送信され、これにより音線S1〜S3に対するBモード画像生成用の受信データが取得される。次に、幅狭部が所定の深度Lで3本の音線S4〜S6にまたがるような超音波ビームB2が送信され、これにより音線S4〜S6に対するBモード画像生成用の受信データが取得される。さらに、幅狭部が所定の深度Lで3本の音線S7〜S9にまたがるような超音波ビームB2が送信され、これにより音線S7〜S9に対するBモード画像生成用の受信データが取得される。
すなわち、幅広の超音波ビームB2を使用することにより、3回の超音波ビームB2の送受信で9本の音線S1〜S9に対するBモード画像生成用の受信データを取得することができる。
In addition, the transmission circuit 2 and the reception circuit 3 are controlled by the control unit 12 such that a wide ultrasonic beam B2 that forms a narrow portion at a predetermined depth L is transmitted and received. The narrow portion of the ultrasonic beam B2 has a width that extends over three adjacent sound rays. First, an ultrasonic beam B2 is transmitted such that the narrow portion spans three sound rays S1 to S3 at a predetermined depth L, and thereby reception data for generating a B-mode image for the sound rays S1 to S3 is acquired. The Next, an ultrasonic beam B2 is transmitted such that the narrow portion extends over the three sound rays S4 to S6 at a predetermined depth L, thereby obtaining reception data for generating a B-mode image for the sound rays S4 to S6. Is done. Furthermore, the ultrasonic beam B2 is transmitted so that the narrow portion extends over the three sound rays S7 to S9 at a predetermined depth L, thereby receiving the reception data for generating the B-mode image for the sound rays S7 to S9. The
That is, by using the wide ultrasonic beam B2, the reception data for generating the B-mode image for the nine sound rays S1 to S9 can be acquired by transmitting and receiving the ultrasonic beam B2 three times.

このようにして取得されたBモード画像生成用の受信データは、順次、受信回路3から画像生成部15の信号処理部4に出力されると共にシネメモリ10に格納される。信号処理部4では、受信回路3から順次入力されるBモード画像用の受信データを用いてBモード画像信号が生成され、このBモード画像信号は、DSC5でラスター変換され、画像処理部6で各種の画像処理が施された後、表示制御部7に送られる。   The reception data for B-mode image generation obtained in this way is sequentially output from the reception circuit 3 to the signal processing unit 4 of the image generation unit 15 and stored in the cine memory 10. In the signal processing unit 4, a B-mode image signal is generated using reception data for B-mode images sequentially input from the receiving circuit 3, and this B-mode image signal is raster-converted by the DSC 5, and the image processing unit 6 After various image processing is performed, the image is sent to the display control unit 7.

一方、音速マップ生成部11により関心領域R内の音速マップが生成されると、この音速マップに関するデータは、DSC5でラスター変換され、画像処理部6で各種の画像処理が施された後、表示制御部7に送られる。そして、操作者により操作部13から入力された表示モードに従って、Bモード画像に音速マップを重畳した状態で表示部8に表示される、あるいは、Bモード画像と音速マップ画像とが並べて表示部8に表示される。   On the other hand, when the sound speed map in the region of interest R is generated by the sound speed map generation unit 11, the data related to the sound speed map is raster-converted by the DSC 5, subjected to various image processing by the image processing unit 6, and then displayed. It is sent to the control unit 7. Then, according to the display mode input from the operation unit 13 by the operator, the B-mode image is displayed on the display unit 8 with the sound velocity map superimposed thereon, or the B-mode image and the sound velocity map image are arranged side by side. Is displayed.

なお、例えば、関心領域R内の9個の格子点Eに送信焦点を形成して送信する音速測定用の超音波ビームB1として、開口数96チャンネルによる中心周波数8MHzの超音波ビームを使用し、所定の深度Lで3本の音線にまたがるような幅狭部を有するBモード画像生成のための幅広の超音波ビームB2として、開口数64チャンネルによる中心周波数3MHzの超音波ビームを使用することができる。
音速測定用の超音波ビームB1は、Bモード画像生成のための超音波ビームB2よりも送信焦点を絞るために開口を広くし、サイドローブの影響を低減するために中心周波数をより高く設定することが好ましい。なお、肝臓を診断対象とする場合のように、腹壁等による屈折影響を受ける可能性が高い場合においては、音速測定用の超音波ビームB1の中心周波数を逆に低く、例えば2.5MHzに設定すると、屈折の影響を低減することができる。
In addition, for example, an ultrasonic beam having a center frequency of 8 MHz with a numerical aperture of 96 channels is used as an ultrasonic beam B1 for measuring the speed of sound that is transmitted by forming a transmission focal point at nine lattice points E in the region of interest R. An ultrasonic beam having a center frequency of 3 MHz with a numerical aperture of 64 channels is used as a wide ultrasonic beam B2 for generating a B-mode image having a narrow portion that spans three sound rays at a predetermined depth L. Can do.
The ultrasonic beam B1 for measuring the speed of sound has a wider aperture for narrowing the transmission focus than the ultrasonic beam B2 for generating a B-mode image, and a higher center frequency for reducing the influence of side lobes. It is preferable. In the case where there is a high possibility of being affected by refraction due to the abdominal wall or the like as in the case where the liver is to be diagnosed, the center frequency of the ultrasonic beam B1 for sound velocity measurement is set low, for example, 2.5 MHz. Then, the influence of refraction can be reduced.

このように、関心領域R内に設定された複数の格子点Eに送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームB1の送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得する一方、所定の深度Lに複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する幅広の超音波ビームB2を複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得するので、Bモード画像生成用のデータと音速測定用のデータを効率よく取得してBモード画像の生成と音速マップの生成の双方を行うことが可能となる。   In this way, reception data for sound speed measurement is obtained by forming transmission focal points at a plurality of lattice points E set in the region of interest R and transmitting and receiving the ultrasonic beam B1, respectively, while obtaining a predetermined depth L. The reception data for generating the B-mode image is obtained by transmitting and receiving a wide ultrasonic beam B2 that forms a narrow portion extending over a plurality of sound ray regions for each of the plurality of sound rays. It is possible to efficiently acquire the data and the data for measuring the sound speed, and perform both the generation of the B-mode image and the sound speed map.

上記の実施の形態1では、Bモード画像生成のための幅広の超音波ビームB2が、所定の深度Lで3本の音線にまたがるような幅狭部を有していたが、これに限るものではなく、所定の深度Lに複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する超音波ビームを複数の音線毎に送受信して、Bモード画像生成のための受信データを取得すればよい。   In Embodiment 1 described above, the wide ultrasonic beam B2 for generating the B-mode image has a narrow portion that spans three sound rays at a predetermined depth L. However, the present invention is not limited to this. What is necessary is just to acquire the reception data for B-mode image generation by transmitting / receiving the ultrasonic beam which forms the narrow part which spans a several sound ray area | region in the predetermined depth L for every several sound rays. .

実施の形態2
上記の実施の形態1では、音速測定用の関心領域R内の9個の格子点Eが位置する音線S4〜S6に対してもBモード画像生成のための幅広の超音波ビームB2を送信することで、音速測定用の受信データの取得に関わりなく各音線に対するBモード画像生成用の受信データの取得を行ったが、関心領域R内を通る音線S4〜S6に対してはBモード画像生成のための超音波ビームB2を送信せず、関心領域R内の複数の格子点Eのうち、Bモード画像生成のための所定の深度Lに最も近い深度を有する格子点Eに送信焦点を形成して超音波ビームの送受信を行うことで取得された音速測定用の受信データをBモード画像生成用の受信データとして利用して画像生成部15でBモード画像を生成するように構成することもできる。
Embodiment 2
In the first embodiment, a wide ultrasonic beam B2 for generating a B-mode image is transmitted also to the sound rays S4 to S6 in which nine lattice points E in the region of interest R for sound velocity measurement are located. Thus, the reception data for generating the B-mode image for each sound ray is acquired regardless of the acquisition of the reception data for measuring the sound velocity. However, for the sound rays S4 to S6 passing through the region of interest R, The ultrasonic beam B2 for generating the mode image is not transmitted, but transmitted to the lattice point E having a depth closest to the predetermined depth L for generating the B-mode image among the plurality of lattice points E in the region of interest R. A configuration in which the image generation unit 15 generates a B-mode image by using reception data for sound velocity measurement obtained by forming a focal point and transmitting and receiving an ultrasonic beam as reception data for generating a B-mode image. You can also

すなわち、図3では、関心領域R内の9個の格子点Eのうち、所定の深度Lに最も近い最深部に位置する3個の格子点Eに関して取得された音速測定用の受信データをBモード画像生成用の受信データとして利用することができる。
この場合、さらに、関心領域R内に設定された複数の格子点のうちのいずれかの格子点の深度と等しくなるように、Bモード画像生成のための所定の深度L1を設定してもよい。
In other words, in FIG. 3, the reception data for sound velocity measurement obtained for the three lattice points E located at the deepest part closest to the predetermined depth L among the nine lattice points E in the region of interest R are represented as B. It can be used as reception data for mode image generation.
In this case, a predetermined depth L1 for generating the B-mode image may be set to be equal to the depth of any one of the plurality of grid points set in the region of interest R. .

例えば、図4に示されるように、関心領域R内に9個の格子点が設定され、これら格子点のうち、最浅部と最深部に位置する計6個の格子点を音速測定専用に用いられる格子点E1とすると共に、関心領域Rの深さ方向の中心部に位置する3個の格子点をBモード画像の生成と音速測定の双方に利用される格子点E2とする。図4では、格子点E1が「●」で示され、格子点E2が「○」で示されている。
また、関心領域Rの深さ方向の中心部に位置する格子点E2の深度に、Bモード画像生成のための所定の深度L1が設定される。
For example, as shown in FIG. 4, nine lattice points are set in the region of interest R, and among these lattice points, a total of six lattice points located at the shallowest part and the deepest part are dedicated to sound velocity measurement. In addition to the grid point E1 used, the three grid points located in the center of the region of interest R in the depth direction are set as the grid point E2 used for both the generation of the B-mode image and the sound speed measurement. In FIG. 4, the lattice point E1 is indicated by “●” and the lattice point E2 is indicated by “◯”.
Further, a predetermined depth L1 for generating a B-mode image is set to the depth of the lattice point E2 located in the center of the region of interest R in the depth direction.

そして、関心領域R内の9個の格子点E1およびE2に対し、順次送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことにより音速測定用の受信データが取得される。
これらの音速測定用の受信データは、順次、受信回路3から信号処理部4に出力されると共にシネメモリ10に出力されて格納され、音速マップ生成部11は、シネメモリ10に格納された音速測定用の受信データを用いて、各格子点E1およびE2における局所音速値の演算並びに関心領域R内の音速マップの生成を実行する。
Then, the reception data for sound velocity measurement is acquired by sequentially forming the transmission focal point and transmitting / receiving the ultrasonic beam B1 to the nine lattice points E1 and E2 in the region of interest R.
The received data for measuring the sound speed is sequentially output from the receiving circuit 3 to the signal processing unit 4 and output to the cine memory 10 and stored therein. The sound speed map generating unit 11 is used for measuring the sound speed stored in the cine memory 10. Are used to calculate local sound velocity values at the lattice points E1 and E2 and generate a sound velocity map in the region of interest R.

また、幅狭部が所定の深度Lで3本の音線S1〜S3にまたがるような超音波ビームB2が送信され、これにより音線S1〜S3に対するBモード画像生成用の受信データが取得された後、次に、幅狭部が所定の深度Lで3本の音線S7〜S9にまたがるような超音波ビームB2が送信され、これにより音線S7〜S9に対するBモード画像生成用の受信データが取得される。関心領域R内を通る音線S4〜S6に対しては、超音波ビームB2の送信は行わない。
これらのBモード画像生成用の受信データは、順次、受信回路3から画像生成部15の信号処理部4に出力されると共にシネメモリ10に格納される。
In addition, the ultrasonic beam B2 is transmitted such that the narrow portion extends over the three sound rays S1 to S3 at a predetermined depth L, and thereby reception data for generating a B-mode image for the sound rays S1 to S3 is acquired. After that, the ultrasonic beam B2 is transmitted so that the narrow portion extends over the three sound rays S7 to S9 at a predetermined depth L, whereby reception for generating a B-mode image for the sound rays S7 to S9 is performed. Data is acquired. The ultrasonic beam B2 is not transmitted to the sound rays S4 to S6 passing through the region of interest R.
The reception data for generating the B-mode image is sequentially output from the reception circuit 3 to the signal processing unit 4 of the image generation unit 15 and stored in the cine memory 10.

信号処理部4は、制御部12からの指令に基づき、受信回路3から順次入力される受信データのうち、関心領域R内の3個の格子点E2に送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことで取得された受信データと幅広の超音波ビームB2により取得された受信データを用いてBモード画像信号を生成する。すなわち、関心領域R内の3個の格子点E2に送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことで取得された音速測定用の受信データを音線S4〜S6に関するBモード画像生成用の受信データとして利用し、これらのBモード画像生成用の受信データと幅広の超音波ビームB2の送受信を行うことで取得された音線S1〜S3およびS7〜S9に関するBモード画像生成用の受信データとに基づいてBモード画像信号が生成される。このBモード画像信号は、DSC5でラスター変換され、画像処理部6で各種の画像処理が施された後、表示制御部7に送られる。   Based on a command from the control unit 12, the signal processing unit 4 forms transmission focal points at three lattice points E2 in the region of interest R among the reception data sequentially input from the reception circuit 3, and generates the ultrasonic beam B1. The B-mode image signal is generated using the reception data acquired by performing transmission / reception of and the reception data acquired by the wide ultrasonic beam B2. That is, the B-mode image generation for the sound rays S4 to S6 is performed on the reception data for sound velocity measurement obtained by transmitting and receiving the ultrasonic beam B1 by forming the transmission focal point at the three lattice points E2 in the region of interest R. For generating B-mode images related to the sound rays S1 to S3 and S7 to S9 obtained by transmitting and receiving these reception data for generating the B-mode image and the wide ultrasonic beam B2. A B-mode image signal is generated based on the received data. This B-mode image signal is raster-converted by the DSC 5, subjected to various image processing by the image processing unit 6, and then sent to the display control unit 7.

一方、音速マップ生成部11により関心領域R内の音速マップが生成されると、この音速マップに関するデータは、DSC5でラスター変換され、画像処理部6で各種の画像処理が施された後、表示制御部7に送られる。そして、操作者により操作部13から入力された表示モードに従って、Bモード画像に音速マップを重畳した状態で表示部8に表示される、あるいは、Bモード画像と音速マップ画像とが並べて表示部8に表示される。   On the other hand, when the sound speed map in the region of interest R is generated by the sound speed map generation unit 11, the data related to the sound speed map is raster-converted by the DSC 5, subjected to various image processing by the image processing unit 6, and then displayed. It is sent to the control unit 7. Then, according to the display mode input from the operation unit 13 by the operator, the B-mode image is displayed on the display unit 8 with the sound velocity map superimposed thereon, or the B-mode image and the sound velocity map image are arranged side by side. Is displayed.

この実施の形態2では、関心領域R内の3個の格子点E2に送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことで取得された音速測定用の受信データをBモード画像生成用の受信データとしても利用することにより、その分だけ幅広の超音波ビームB2の送受信の回数が低減され、Bモード画像生成用の受信データと音速測定用の受信データをさらに効率よく取得してBモード画像の生成と音速マップの生成の双方を行うことが可能となる。   In the second embodiment, reception data for sound velocity measurement obtained by forming a transmission focal point at three lattice points E2 in the region of interest R and transmitting / receiving the ultrasonic beam B1 is used for generating a B-mode image. As a result, the number of times of transmission / reception of the wide ultrasonic beam B2 is reduced, and the reception data for B-mode image generation and the reception data for sound velocity measurement are obtained more efficiently. Both mode image generation and sound velocity map generation can be performed.

なお、図5に示されるように、関心領域R内の各格子点の局所音速値を算出する都合上、関心領域Rよりも外側に格子点を追加して、これら外側の格子点にも音速測定用の送信焦点を形成する場合がある。この場合にも、各格子点に対し順次送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得する一方、所定の深度Lに複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する幅広の超音波ビームB2を複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得すればよい。
図5では、音線S1〜S13のうち、音線S6〜S8が関心領域R内を通り、音線S1〜S5およびS9〜S13が関心領域Rの外部を通るものとして示されており、音線S4、S5、S9およびS10の上にも格子点E1が設定されている。
As shown in FIG. 5, for the convenience of calculating the local sound velocity value of each lattice point in the region of interest R, lattice points are added outside the region of interest R, and the sound velocity is also applied to these outer lattice points. A transmission focus for measurement may be formed. Also in this case, the transmission focal point is sequentially formed at each lattice point and the ultrasonic beam B1 is transmitted / received to acquire the reception data for the sound velocity measurement, while extending over a plurality of sound ray regions at a predetermined depth L. The reception data for generating the B-mode image may be acquired by transmitting and receiving the wide ultrasonic beam B2 forming the narrow portion for each of the plurality of sound rays.
In FIG. 5, among the sound rays S1 to S13, the sound rays S6 to S8 pass through the region of interest R, and the sound rays S1 to S5 and S9 to S13 pass outside the region of interest R. A grid point E1 is also set on the lines S4, S5, S9, and S10.

すべての格子点E1およびE2に順次送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことにより音速測定用の受信データが取得され、関心領域Rの外部を通る音線S1〜S5およびS9〜S13に対して幅広の超音波ビームB2の送受信を行うことによりBモード画像生成用の受信データが取得される。
関心領域R内の3個の格子点E2に送信焦点を形成して超音波ビームB1の送受信を行うことで取得された音速測定用の受信データを音線S6〜S8に関するBモード画像生成用の受信データとして利用し、これらのBモード画像生成用の受信データと幅広の超音波ビームB2の送受信を行うことで取得された音線S1〜S5およびS9〜S13に関するBモード画像生成用の受信データとに基づいてBモード画像信号が生成される。
By sequentially forming transmission focal points at all the lattice points E1 and E2 and transmitting / receiving the ultrasonic beam B1, reception data for sound velocity measurement is acquired, and sound rays S1 to S5 and S9 to pass outside the region of interest R are obtained. The reception data for generating the B-mode image is obtained by performing transmission / reception of the wide ultrasonic beam B2 with respect to S13.
The reception data for sound velocity measurement obtained by forming transmission focal points at three lattice points E2 in the region of interest R and performing transmission / reception of the ultrasonic beam B1 is used to generate B-mode images relating to the sound rays S6 to S8. B-mode image generation reception data for sound rays S1 to S5 and S9 to S13 obtained by transmitting / receiving these B-mode image generation reception data and a wide ultrasonic beam B2. A B-mode image signal is generated based on the above.

なお、上記の実施の形態1および2では、受信回路3から出力される受信データを一旦シネメモリ10に格納し、音速マップ生成部11がシネメモリ10に格納された受信データを用いて関心領域R内の各格子点における局所音速値を演算し、関心領域R内の音速マップを生成したが、音速マップ生成部11が受信回路3から出力される受信データを直接入力して音速マップの生成を行うこともできる。
また、シネメモリ10には、音速測定用に用いられる受信データだけでなく、Bモード画像生成用の受信データも格納されているため、制御部12の制御により、必要に応じてシネメモリ10からBモード画像生成用の受信データを読み出し、画像生成部15でBモード画像を生成することもできる。
In the first and second embodiments described above, the reception data output from the reception circuit 3 is temporarily stored in the cine memory 10, and the sound velocity map generation unit 11 uses the reception data stored in the cine memory 10 to store the reception data in the region of interest R. The sound speed map in the region of interest R is generated by calculating the local sound speed value at each lattice point of the sound field, but the sound speed map generation unit 11 directly inputs the reception data output from the receiving circuit 3 to generate the sound speed map. You can also.
The cine memory 10 stores not only received data used for sound velocity measurement but also received data for generating a B-mode image. Therefore, the control unit 12 controls the cine memory 10 from the cine memory 10 as necessary. It is also possible to read out reception data for image generation and generate a B-mode image by the image generation unit 15.

上記の実施の形態1および2では、簡略化のため、図示された振動子アレイ1の開口数すなわち音線の本数、関心領域R内の格子点の個数等が小さな値で示されていたが、これに限るものではなく、Bモード画像による診断および音速の測定に適した開口数および格子点の個数とすることが好ましい。   In the first and second embodiments described above, for the sake of simplicity, the numerical aperture of the transducer array 1 illustrated, that is, the number of sound rays, the number of lattice points in the region of interest R, and the like are shown as small values. However, the present invention is not limited to this, and it is preferable to set the numerical aperture and the number of lattice points suitable for diagnosis using a B-mode image and measurement of sound speed.

1 振動子アレイ、2 送信回路、3 受信回路、4 信号処理部、5 DSC、6 画像処理部、7 表示制御部、8 表示部、9 画像メモリ、10 シネメモリ、11 音速マップ生成部、12 制御部、13 操作部、14 格納部、15 画像生成部、X,A1,A2 格子点、W1,W2,Wx 受信波、Wsum 合成波、R 関心領域、S1〜S13 音線、B1 音速測定用の超音波ビーム、B2 Bモード画像生成用の超音波ビーム、E 格子点、E1 音速測定専用の送信焦点が形成される格子点、E2 Bモード画像生成と音速測定の双方に利用される送信焦点が形成される格子点、L 所定の深度、H 間隔。   1 transducer array, 2 transmitting circuit, 3 receiving circuit, 4 signal processing unit, 5 DSC, 6 image processing unit, 7 display control unit, 8 display unit, 9 image memory, 10 cine memory, 11 sound velocity map generation unit, 12 control Unit, 13 operation unit, 14 storage unit, 15 image generation unit, X, A1, A2 lattice points, W1, W2, Wx received wave, Wsum synthetic wave, R region of interest, S1-S13 sound ray, B1 for sound velocity measurement Ultrasonic beam, ultrasonic beam for B2 B-mode image generation, E lattice point, E1 lattice point where transmission focus dedicated to sound speed measurement is formed, and transmission focus used for both E2 B-mode image generation and sound speed measurement Lattice points to be formed, L predetermined depth, H interval.

Claims (5)

送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
撮像領域内に関心領域を設定するための関心領域設定部と、
前記関心領域設定部で設定された関心領域内に複数の格子点を設定し、前記複数の格子点に送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得すると共に所定の深度に複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する超音波ビームを複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得するように前記送信回路および前記受信回路を制御する制御部と、
音速測定用の前記受信データに基づいて前記関心領域内の音速マップを生成する音速マップ生成部と
Bモード画像生成用の前記受信データに基づいてBモード画像を生成する画像生成部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Based on the drive signal supplied from the transmission circuit, an ultrasonic beam is transmitted from the transducer array of the ultrasonic probe toward the subject and the ultrasonic echo by the subject is received from the transducer array of the ultrasonic probe. An ultrasonic diagnostic apparatus that generates an ultrasonic image based on reception data obtained by processing an output reception signal in a reception circuit,
A region-of-interest setting unit for setting a region of interest in the imaging region;
By setting a plurality of grid points in the region of interest set by the region of interest setting unit, forming a transmission focal point at the plurality of grid points, and transmitting and receiving an ultrasonic beam, respectively, reception data for sound velocity measurement is obtained. The transmission circuit is configured to acquire reception data for generating a B-mode image by transmitting and receiving, for each of a plurality of sound rays, an ultrasonic beam that forms a narrow portion extending over a plurality of sound ray regions at a predetermined depth. And a control unit for controlling the receiving circuit;
A sound speed map generation unit that generates a sound speed map in the region of interest based on the reception data for sound speed measurement, and an image generation unit that generates a B mode image based on the reception data for B mode image generation. An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記制御部は、前記関心領域の外部を通る音線に対してのみBモード画像生成用の前記受信データを取得するように前記送信回路および前記受信回路を制御し、
前記画像生成部は、前記関心領域の内部を通る音線に対しては前記複数の格子点のうち前記所定の深度に最も近い深度を有する格子点に送信焦点を形成して超音波ビームの送受信を行うことで取得された音速測定用の前記受信データをBモード画像生成用の受信データとして用いてBモード画像を生成する請求項1に記載の超音波診断装置。
The control unit controls the transmission circuit and the reception circuit so as to acquire the reception data for generating a B-mode image only for a sound ray that passes outside the region of interest,
The image generation unit transmits and receives an ultrasonic beam by forming a transmission focal point at a lattice point having a depth closest to the predetermined depth among the plurality of lattice points for a sound ray passing through the inside of the region of interest. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a B-mode image is generated by using the reception data for sound velocity measurement acquired by performing as reception data for generating a B-mode image.
前記制御部は、前記所定の深度を前記複数の格子点のいずれかの深度に等しくなるように設定する請求項2に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the control unit sets the predetermined depth to be equal to any one of the plurality of lattice points. 前記制御部は、前記所定の深度を前記複数の格子点のうち前記関心領域の深さ方向の中心部に位置する格子点の深度に等しくなるように設定する請求項3に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnosis according to claim 3, wherein the control unit sets the predetermined depth to be equal to a depth of a lattice point located in a central portion in a depth direction of the region of interest among the plurality of lattice points. apparatus. 送信回路から供給された駆動信号に基づいて超音波プローブの振動子アレイから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体による超音波エコーを受信した前記超音波プローブの振動子アレイから出力される受信信号を受信回路で処理することで得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
撮像領域内に関心領域を設定すると共に前記関心領域内に複数の格子点を設定し、
前記複数の格子点に送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームの送受信を行うことにより音速測定用の受信データを取得し、
音速測定用の前記受信データに基づいて前記関心領域内の音速マップを生成し、
所定の深度に複数の音線領域にまたがる幅狭部を形成する超音波ビームを複数の音線毎に送受信することによりBモード画像生成用の受信データを取得し、
Bモード画像生成用の前記受信データに基づいてBモード画像を生成する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
Based on the drive signal supplied from the transmission circuit, an ultrasonic beam is transmitted from the transducer array of the ultrasonic probe toward the subject and the ultrasonic echo by the subject is received from the transducer array of the ultrasonic probe. An ultrasonic image generation method for generating an ultrasonic image based on reception data obtained by processing an output reception signal in a reception circuit,
Setting a region of interest in the imaging region and setting a plurality of grid points in the region of interest;
Obtaining reception data for sound velocity measurement by forming transmission focal points at the plurality of lattice points and transmitting and receiving ultrasonic beams respectively.
Generating a sound speed map in the region of interest based on the received data for sound speed measurement;
Obtaining reception data for generating a B-mode image by transmitting and receiving an ultrasonic beam that forms a narrow portion spanning a plurality of sound ray regions at a predetermined depth for each of the plurality of sound rays,
An ultrasonic image generation method, wherein a B-mode image is generated based on the received data for generating a B-mode image.
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