超声波成像装置的制作方法

专利名称：超声波成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用超声波得到有关被检查体内的成像对象部位的 断层图像的超声波成像装置，尤其涉及一种可以根据按时间序列排列的1 组超声波接收信号帧数据运算该图像上各点的失真以及弹性模量，显示成 定量表示生物体组织的硬度或者柔软度的弹性图像的超声波成像装置。
背景技术：
以往的一般的超声波成像装置，其构成具有超声波收发控制机构， 其控制超声波的收发；超声波收发机构，其向被检查体发送超声波以及接 收超声波；断层扫描机构，其采用来自该超声波收发机构的反射回波信号 以规定周期反复得到包含运动组织在内的被检査体内的断层图像数据；和 图像显示机构，其显示通过该断层扫描机构所得到的时间序列断层图像数 据。并且，将被检査体内部的生物体组织的结构显示为例如B模式像。
^j"此，最近，下列方法成为现实，即，从被检查体的体表面通过手动 方法对超声波探头的超声波收发面赋予外力，利用在时间序列上邻接的2 帧(连续2帧)的超声波接收信号的相关运算，求出被检查体内各点的位 移，进而通过对该位移进行空间微分，从而测量失真，并对该失真数据进 行图像化的方法；进而根据利用外力的应力分布和失真数据，对以生物体 组织的杨氏模量等为代表的弹性模量数据进行图像化的方法。根据基于这 样的失真以及弹性模量数据(以下称作弹性帧数据)的弹性图像，便可以 测量生物体组织的硬度或柔软度并显示。作为这样的超声波装置，有"专 利文献l"或者"专利文献2"中所记载的装置等。
在弹性帧数据的运算中，采用由以一定的时间间隔所得到的1组超声波接收信号帧数据构成1个弹性帧数据的方法，在一连串的压迫过程中所 获得的多个弹性图像数据(尤其是失真图像数据)各自的画质，分别依赖 于在获得用于构成各个弹性图像数据的一组超声波接收信号帧数据时的 压迫速度。
并且，已知适于描绘出高画质的弹性图像数据的加压量或者减压量为 在所关心的组织中产生0.5% 1%左右的失真的范围。
但是，在以往的利用超声波成像装置的弹性图像化方法中，由于采取 用手压迫所关心的组织的方法，因此在一连串的压迫过程中的所有时刻， 难以在适于高画质化的压迫速度范围内持续压迫，另外由于各个时刻的压 迫速度非恒定，因此，作为结果输出的多个弹性图像数据在时间上不连续， 变成在弹性图像数据的帧之间有跳跃的影像，难以进行图像诊断。
进而，在压迫过程中不可避免产生手振动，压迫方向在各个时刻会产 生变动，这也成为上述连续获得的弹性图像数据不连续的原因。并且，由 于上述原因而导致弹性图像的画质难免依赖于检查者的技艺。
专利文献l:特开平5—317313号公报 专利文献2:特开2000 — 60853号公报

发明内容
本发明就是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，提供一种在弹 性图像诊断中在任意时相都可以对高画质的弹性图像稳定地进行图像化 的超声波探头以及超声波成像装置。
本发明的第一技术方案在于，是一种按压被检查体获得弹性图像的超 声波诊断装置用超声波探头，具备压迫部件，其具有向上述超声波探头 相对于按压方向垂直设置的与上述被检查体的接触面；和压迫机构，其通 过使上述接触面沿着上述按压方向移动而用规定的压力对上述被检查体 的成像对象部位进行压迫。
通过像本发明那样使用具备压迫机构的超声波探头，可以使压迫件以 所希望的恒定速度在压迫方向上移动。可以在任意时刻获得高画质的弹性 图像数据。进而，由于可以保持压迫动作的再现性，因此可以避免弹性图像的画质依赖于检查者的问题。
本发明的第二技术方案在于，是一种插入被检查体内的体内插入型超 声波探头，具备压迫部件，其具有向上述探头相对于插入方向平行设置 的与被检查体之间的接触面；和压迫机构，其在上述接触面沿着与该接触 面垂直的方向用规定的压力压迫上述被检査体的成像对象部位。
与第一技术方案的超声波探头一样，其在第二体内插入型超声波探头 中也具备压迫机构。第一技术方案的超声波探头沿着移动方向进行压迫， 然而第二技术方案的体内插入型超声波探头沿着与插入方向垂直的方向 进行压迫。
本发明的第三技术方案在于，是一种超声波成像装置，具备超声波 收发机构，其采用上述超声波探头对被检査体发送超声波以及接收超声 波；超声波收发控制机构，其对上述超声波的发送以及接收进行控制；断
层扫描机构，其使用从上述超声波收发机构输出的反射回波信号，按规定
周期反复获得包含运动组织在内的被检査体内的超声波接收信号帧数据； 信号处理机构，其执行通过上述断层扫描机构所获得的按时间序列的多个 超声波接收信号帧数据的信号处理；黑白亮度信息变换机构，其将来自上 述信号处理机构的按时间序列的断层帧数据变换成黑白断层图像数据；超 声波接收信号帧数据选择机构，其从通过上述断层扫描机构所获得的按时 间序列的多个超声波接收信号帧数据组中，选择成为位移测量的对象的超 声波接收信号帧数据的组；位移测量机构，其基于通过上述超声波接收信 号帧数据选择机构所选择的超声波接收信号帧数据的组，对断层图像上各 点的移动量或者位移进行测量；压力测量机构，其对上述被检查体的成像 对象部位的体腔内压力进行测量或者推定；失真以及弹性模量运算机构， 其基于由上述位移测量机构所测量的上述位移以及由上述压力测量机构 所测量的上述体腔内压力，运算上述断层图像上各点的失真以及弹性模量 并生成第一弹性帧数据；弹性数据处理机构，其对由上述失真以及弹性模 量运算机构所生成的上述第一弹性帧数据进行信号处理并生成第二弹性 帧数据；色调信息变换机构或者黑白亮度信息变换机构，其输入通过上述 弹性数据处理机构所生成的上述第二弹性帧数据并赋予色调信息或者黑 白亮度信息；切换加法机构，其将来自上述黑白亮度信息变换机构的黑白断层图像数据、与来自色调信息变换机构的彩色弹性图像数据或者来自黑
白亮度信息变换机构的黑白弹性图像数据相加或者单独发送；和上述图像 显示机构，其显示来自该切换加法机构的图像数据。
其是一种使用上述超声波探头在任意时相都可以对高画质的弹性图 像稳定地进行影像化的超声波成像装置。
本发明的技术方案之四是一种体内插入型超声波成像装置，其具备 超声波收发机构，其使用上述体内插入型超声波探头对被检查体发送超声
波以及接收超声波；超声波收发控制机构，其对上述超声波的发送以及接 收进行控制；断层扫描机构，其使用从上述超声波收发机构输出的反射回 波信号，按规定的周期反复获得包含运动组织在内的被检查体内的超声波 接收信号帧数据；信号处理机构，其执行通过上述断层扫描机构所获得的 按时间序列的多个超声波接收信号帧数据的信号处理；黑白亮度信息变换 机构，其将来自上述信号处理机构的按时间序列的断层帧数据变换成黑白 断层图像数据；超声波接收信号帧数据选择机构，其从通过上述断层扫描 机构所获得的按时间序列的多个超声波接收信号帧数据组中，选择成为位 移测量的对象的超声波接收信号帧数据的组；位移测量机构，其基于通过 上述超声波接收信号帧数据选择机构所选择的超声波接收信号帧数据的 组，对断层图像上各点的移动量或者位移进行测量；压力测量机构，其对 上述被检查体的成像对象部位的体腔内压力进行测量或者推定；失真以及 弹性模量运算机构，其基于由上述位移测量机构所测量的上述位移以及由 上述压力测量机构所测量的上述体腔内压力，运算上述断层图像上各点的 失真以及弹性模量并生成第一弹性帧数据；弹性数据处理机构，其对由上 述失真以及弹性模量运算机构所生成的上述第一弹性帧数据进行信号处 理并生成第二弹性帧数据；色调信息变换机构或者黑白亮度信息变换机 构，其输入通过上述弹性数据处理机构所生成的上述第二弹性帧数据并赋 予色调信息或者黑白亮度信息；切换加法机构，其将来自上述黑白亮度信 息变换机构的黑白断层图像数据、与来自色调信息变换机构的彩色弹性图 像数据或者来自黑白亮度信息变换机构的黑白弹性图像数据相加或者单 独发送；和上述图像显示机构，其显示来自该切换加法机构的图像数据。 如上所述根据本发明，具有在弹性图像诊断中在任意时相都可以对高画质的弹性图像稳定地进行影像化的效果。


图1是表示本发明的超声波成像装置的实施方式的框图。
图2是示出一般的超声波线性超声波探头的图。 图3是示出安装有压迫板的超声波探头的图。
图4是示出本发明中的内置有基于马达结构的自动压迫结构的超声波 探头的图。
图5是示出本发明中的内置有基于油压机构的自动压迫结构的超声波 探头的图。
图6是示出本发明中的通过外部安装方式安装在原有超声波探头中的
自动压迫结构的图。
图7是示出安装了压力传感器后的超声波探头的图。 图8是示出通过本发明的压力测量部根据压力信息控制自动压迫结构的图。
图9是本发明的实施方式中的经直肠型超声波探头的外观图。
图10是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图以及左侧侧视图。
图11是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图以及左侧侧视图。
图12是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图以及左侧UIJ视图。
图13是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图以及左侧侧视图。
图14是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图以及左侧侧视图。
图15是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图以及左侧侧视图。
图16是表示经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的实施方式 的部分放大图、左侧侧视图以及右侧侧视图。图17是表示图16中所说明的压迫袋的动作的一例的图。
图18是压迫袋的其它实施方式的图。
图19是表示执行图13中所说明的压迫袋的膨胀以及收縮的驱动部的 变形例的图。
图20是表示图14所说明的经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结 构的变形例的部分放大图、左侧侧视图以及右侧侧视图。
图21是表示图20的经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的变 形例的部分放大图、左侧侧视图以及右侧侧视图。
图22是表示图21的经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的变 形例的部分放大图、左侧侧视图以及右侧侧视图。
图23是表示图22的经直肠型超声波探头中具备的自动压迫结构的变 形例的部分放大图、左侧侧视图以及右侧侧视图。
图24是表示应用水枪的触发器部分作为使液体出入压迫袋的动力源 的图。
图25表示图24的变形例，在超声波探头中一体化设置水枪的触发器 部分，并作为使液体出入压迫袋的动力源。
图26表示图25的变形例，代替水枪的触发器部，在超声波探头中一 体化设置握力计的保持部这样的结构，并将其作为使液体出入压迫袋的动 力源。
图27表示图26的变形例，省略从注射器至压迫袋为止的管(tube)， 利用内置于原本附在超声波探头上的探头的柄中的导管(pipe)。
图28表示图24的变形例，代替可用手指操作的水枪而采用可用脚操 作的脚踏式动力源。
图中IO—超声波探头，ll一超声波收发控制电路，12 —发送电路， 13 —接收电路，14一调相加法电路，15—信号处理部，16—黑白扫描转换 器，17—切换加法器，18 —图像显示器，19一超声波接收信号帧数据选择 部，20—位移测量部，21 —压力测量部，22-自动压迫结构，23 —失真以 及弹性模量运算部，24 —弹性数据处理部，25 —彩色扫描转换器，101 — 超声波收发面，102—压迫件，103—超声波探头保持部，104—支撑部件， 105 —开关，31 —压迫板，41一马达结构，42 —齿轮(pinion) ， 43 —齿条(rack) ， 44 —马达控制部，51、 51A 51E—汽缸，511、 511A 511E— 活塞，52、 52A 52E—管，53、 53A 53E—泵，55、 56 —压迫袋，57 — 壳体部，60—自动压迫结构，61—超声波探头固定结构，62 —支撑部件， 63 —齿条(rack) ， 64—驱动结构(马达结构)，65 —齿轮(pinion) ， 66、 67 —齿轮，71 76—压力传感器，80—经直肠型超声波探头，81—探头把 持部，82 —体内插入部，83、 83A 83E—压迫袋，84 —开口部，85 —制动 器，86—固定带，87 —支撑部件。
具体实施例方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施例。图l是表示本发明中的超 声波成像装置的实施方式的框图。该超声波成像装置，利用超声波得到有 关被检査体1的成像对象部位的断层图像并显示表示生物体组织的硬度的
弹性图像。如图1所示，该超声波成像装置，其构成具备具有自动压迫
结构22的超声波探头10、超声波收发控制电路11、发送电路12、接收电 路13、调相加法电路14、信号处理部15、黑白扫描转换器16、切换加法 器17、图像显示器18、超声波接收信号帧数据选择部19、位移测量部20、 压力测量部21、自动压迫结构22、失真以及弹性模量运算部23、弹性数 据处理部24、和彩色扫描转换器25。
超声波探头10是，将多个振子排列成长方形而形成，采用机械或者 电子方式进行波束扫描，从而向被检查体1发送超声波，并且接收由被检 查体l的内部反射的超声波，该超声波探头与被检查体1的体表接触，或 者插入到被检查体1内，按照在那些状态下可以向其周围的被检查体1施 加压迫的方式构成。关于该超声波探头10的详细构成如后所述。
超声波收发控制电路11，对发送以及接收超声波的时刻进行控制。发 送电路12，对超声波探头10进行驱动并生成用于产生超声波的发送脉冲， 并且将通过内置的发送调相加法电路所发送的超声波的会聚点设定为某 深度。接收电路13，按规定的增益将由超声波探头IO所接收的反射回波 信号进行放大。将所放大的与各探头数量对应的数目的接收信号分别作为 独立的接收信号向调相加法电路14输入。
调相加法电路14，输入由接收电路13所放大的接收信号并控制它们的相位，对一个或者多个会聚点形成超声波波束。信号处理部15，输入来 自调相加法电路14的接收信号并进行增益补正、日志压縮、检波、轮廓 强调、滤波处理等信号处理。
这些超声波探头IO、超声波收发控制电路ll、发送电路12、接收电 路13、调相加法电路14以及信号处理部15，构成超声波收发机构，通过 使用超声波探头IO在被检查体1的体内在恒定方向使超声波波束扫描， 从而得到一张断层图像。
黑白扫描转换器16，具备采用从上述超声波收发机构的信号处理部 15输出的反射回波信号按超声波周期获得包含运动组织在内的被检查体1 内的超声波接收信号帧数据，用于为了显示该超声波接收信号帧数据而按 电视方式的周期读出数据的断层扫描机构以及用于进行系统的控制的机 构，例如将来自信号处理部15的反射回波信号变换成数字信号的A/D变 换器、按时间序列保存由该A/D变换器进行数字化的断层图像数据的多个 帧存储器、和对它们的动作进行控制的控制器等。
图像显示器18，显示通过黑白扫描转换器16所得到的按时间序列的 断层图像数据、即B模式断层图像，由将经由切换加法器17从黑白扫描 转换器16输出的图像数据变换成模拟信号的D/A变换器、和输入来自该 D/A变换器的模拟视频信号并作为图像显示的彩色监视器组成。
在本实施方式中，从调相加法电路14的输出侧分支设置超声波接收 信号帧数据选择部19和位移测量部20，并且与之并列设置压力测量部21 ， 在该压力测量部21和位移测量部20的后段设置有失真以及弹性模量运算 部23，在失真以及弹性模量运算部23的后段设置有弹性数据处理部24 和彩色扫描转换器25，在黑白扫描转换器16和彩色扫描转换器25的输出 侧设置有切换加法器17。操作者等可经由装置控制接口部(未图示)对彩 色扫描转换器25进行自由控制。
超声波接收信号帧数据选择部19，将从调相加法电路14以超声波成 像装置的帧频率按时效依次输出的超声波接收信号帧数据依次保存在超 声波接收信号帧数据选择部19所具备的帧存储器内(令当前保存的超声 波接收信号帧数据作为超声波接收信号帧数据N)，依据超声波成像装置 的控制命令从在时间上过去的超声波接收信号帧数据N—K.N—2、 N—3、…、N—M中选择一个超声波接收信号帧数据(将其作为超声波接收 信号帧数据X)，并向位移测量部20输出一对超声波接收信号帧数据N和 超声波接收信号帧数据X。从调相加法电路14输出的信号，并非限于超 声波接收信号帧数据，还可以是例如变成对超声波接收信号进行组合解调 的I、 Q信号的形式的信号。
超声波接收信号帧数据选择部19，获得所选择的一对超声波接收信号 帧数据N、 X之间的周期信息，依据该周期控制自动压迫结构22的压迫 动作。以下说明该动作的一例。
由超声波接收信号帧数据选择部19所选择的一对超声波接收信号帧 数据N、 X之间的周期，由从调相加法电路14输出并向超声波接收信号 帧数据选择部19输入的超声波接收信号帧数据的周期、与在构成这一对 超声波接收信号帧数据的过去的超声波接收信号帧数据X与当前的超声 波接收信号帧数据N之间间隔剔除的超声波接收信号帧数据数所决定。例 如，在作为调相加法电路14的输出的超声波接收信号帧数据为每秒40帧 的周期，且一对超声波接收信号帧数据N、 X之间的间隔剔除帧数为l帧 时， 一对超声波接收信号帧数据之间的帧频率变成每秒20帧。自动压迫 结构22，获得该一对超声波接收信号帧数据N、 X之间的周期信息，并基 于所得到的周期信息控制压迫动作的压迫速度。
例如，在上述条件下，在作为来自调相加法电路14的输出的超声波 接收信号帧数据的帧频率为每秒40帧，且一对超声波接收信号帧数据N、 X之间的帧频率为每秒20帧时，假定对所关心的组织以压迫速度VO连续 压迫，该压迫速度V0产生0.7X的失真为适于高画质化的失真量。这种情 况下，通过变更超声波成像装置的成像条件，从而在将作为来自调相加法 电路14的输出的超声波接收信号帧数据的帧频率变更为每秒20帧的帧频 率时， 一对超声波接收信号帧数据N、 X之间的帧频率减半为每秒IO帧。 这时，依然以压迫速度VO进行压迫，由于超声波接收信号帧数据之间的 间隔时间为2倍长度，因此赋予所关心的组织的失真变大至1.4%，脱离 了适于高画质化的失真量的范围。结果，所输出的连续的弹性图像数据变 成紊乱的图像。
因此，在本实施方式的自动压迫结构22中，获得超声波接收信号帧数据的周期信息，例如在上述状况下，将压迫速度变更为减半至V0/2的 压迫速度。由此，通过变更超声波成像装置的成像条件，即使在超声波收 发周期改变的情况下，为了获得高画质的弹性图像，可以自动控制压迫动 作以成为最佳压迫速度。
另外，自动压迫结构22，可以任意切换压迫速度或在连续的加压过程
/减压过程中积分的压缩量(振幅)、或压迫动作停止的压力阈值等压迫动 作的设定。
位移测量部20，基于通过超声波接收信号帧数据选择部19所选择的 一对超声波接收信号帧数据执行一维或者二维相关处理，并测量断层图像 上的各测量点的位移或者移动矢量(位移的方向和大小)，并生成位移帧 数据。作为该移动矢量的检测方法，例如有专利文献1中记载的模块 匹 配(blockmatching)法和梯度法。模块 匹配法为，将图像分成例如由N XN个像素组成的模块，从之前的帧中搜索与当前的帧中所关注的模块最 近似的模块，并参照该模块进行预测编码。
压力测量部21，测量或者推定向被检查体1的成像对象部位施加的压 力。压力测量部21，测量向超声波探头10的探头的头部与被检査体1之 间施加了什么程度的压力，例如其结构可以是将检测棒状部件所承受的压 力的压力传感器安装在探头的头部的侧面，在任意时相测定探头的头部与 被检査体1之间的压力，并将所测定的压力值发送给失真以及弹性模量运 算部23。对压迫传感器的种类没有特别限定，例如可以使用静电电容型或 电阻线型的压力传感器。
失真以及弹性模量运算部23，根据从位移测量部20以及压力测量部 21分别输出的位移帧数据(移动量)以及压力运算断层图像上各测量点的 失真以及弹性模量并生成失真或者弹性模量的数值数据(弹性帧数据)， 将其向弹性数据处理部24输出。关于失真以及弹性模量运算部23执行的 失真的运算，例如，通过对其位移进行空间微分便可以计算求出，而不需 要压力的数据。并且，关于弹性模量中的一种例如杨氏模量Ym的运算， 可以按照下式通过用各运算点的失真量除各运算点的应力(压力)便可以 求出。
Ymij二压力(应力)ij/ (失真量ij)(i， j二l， 2， 3......)
在此，i， j的指标表示帧数据的坐标。
弹性数据处理部24，对来自失真以及弹性模量运算部23的弹性帧数 据，施以坐标平面内的光滑化(smoothing)处理、对比度最佳化处理或帧 之间的时间轴方向的光滑化处理等各种图像处理，并将处理后的弹性帧数 据向彩色扫描转换器25输出。
彩色扫描转换器25，具备色调信息变换机构，其将从弹性数据处理部 24输出的弹性帧数据、与来自装置控制接口部216的命令或者从弹性数据 处理部24输出的弹性帧数据中作为灰度化选择范围的上限值以及下限值 输入，根据该弹性帧数据赋予红、绿、蓝等色调信息作为弹性图像数据。 色调信息变换机构，在例如从弹性数据处理部24输出的弹性帧数据中， 对于测量失真很大的区域，将弹性图像数据内的该区域变换成红色代码， 相反对于测量失真很小的区域，将弹性图像数据内的该区域变换成蓝色代 码。并且，彩色扫描转换器25也可以是黑白扫描转换器，对于测量失真 很大的区域，可以使弹性图像数据内的该区域的亮度变亮，相反对于测量 失真小的区域，可以使弹性图像数据内的该区域的亮度变暗。
切换加法器17，输入来自黑白扫描转换器16的黑白断层图像数据和 来自彩色扫描转换器25的彩色弹性图像数据，将两个图像相加或者切换， 仅输出黑白的断层图像数据或者仅输出彩色的弹性图像数据，或者按照将 两个图像数据相加合成后输出的方式进行切换。另外，例如，如专利文献 2中所记载，也可以在两个画面显示中同时显示黑白断层图像和彩色或者 上述黑白扫描转换器中的黑白弹性图像。另外，也可以是例如在黑白断层 图像中半透明重叠显示彩色弹性图像。将从该切换加法器17输出的图像 数据向图像显示器18输出。
图2是示出表示一般使用的一维线性超声波探头的外观的图。在超声 波探头10的超声波收发面101中整齐配置有作为超声波的产生源同时接 收反射回波的振子的元件组。各振子， 一般具有将所输入的脉冲波或者连 续波的发送信号变换成超声波并发射的功能、和接收从被检查体l的内部 反射的超声波变换成电信号的接收信号并输出的功能。
图3为用于采用超声波获得弹性图像的超声波探头10的外观图。超声波探头10，具备一面与超声波收发面101合在一起而安装的压迫板31。
压迫板31的中央部有缺口以使超声波收发面露出。在获得弹性图像时， 经由超声波收发面101进行超声波收发，同时为了对被检査体1的成像对 象部位赋予应力分布，而使由超声波收发面101与压迫板31所构成的压 迫面与被检查体l接触，使压迫面上下活动并压迫被检査体1。虽然该压 迫面的上下运动可以由操作者通过手动进行，但也可以通过以下所说明的 自动压迫结构22进行。
图4是示出作为执行超声波探头的压迫动作的自动压迫结构22的实 施方式而采用包含马达结构的执行机构所产生的驱动力的一个例子的图。 在图4中，自动压迫结构22，使压迫件102上下运动，该压迫件102使由 超声波收发面101和压迫板31所构成的压迫面独立。自动压迫结构22由 齿条齿轮(rack and pinion)构成，该齿条齿轮，由齿轮42和齿条43构成， 齿轮42，被设置在由操作者把持的超声波探头10的探头把持部103中所 保持的马达结构41的旋转轴上；齿条43被设置在压迫件102的支撑部件 104上。马达结构41，根据外部的马达控制部44的控制命令，经由齿条 齿轮使压迫件102相对探头把持部103上下活动。g卩，在操作者把持探头 把持部103并使压迫件102与被检查体1接触时，若执行机构使压迫件102 与探头把持部103之间的距离改变，则经由压迫件102向被检査体1施加 压迫。
另外，在作为用于操作者操作自动压迫结构22 (马达控制部44)的 接口、且操作者用把持探头把持部103的手的手指可进行操作的位置，配 置有开关(未图示)。操作者经由该开关可以调整自动压迫结构22的开 (ON) /关(OFF)、工作压力、工作周期等。有关用于操作自动压迫结构 22的接口，并非限于通过上述的手的手指所操作的开关，还可以采用例如 能由脚操作的脚踏开关。
马达结构41，也可以由使用了电磁马达、超声波马达等的结构所构成。 从马达结构41向压迫件102的动力传递结构并非限于齿轮和齿条，还可 以是例如在马达结构41中设置凸轮并根据凸轮的形状在上下方向驱动支 撑部件104。并且，也可以不经由齿轮和齿条等动力传递结构而使直动马 达等与压迫件102直接连接并进行驱动。图5是示出作为自动压迫结构22的其它实施方式采用由泵结构产生
的驱动力的一个例子的图。在图5中，自动压迫结构22，由双动型汽缸 51构成，该双动型汽缸51保持在由操作者所把持的超声波探头10的探头 把持部103中。该汽缸51的活塞511与压迫件102的支撑部件104结合。 该汽缸51的结构是，通过管52与泵53的吸气口以及排气口结合，通过 泵53的压力控制使汽缸51内部具备的活塞511上下活动，以与活塞连动， 这使压迫件102自动上下活动。同样，在作为用于操作者操作自动压迫结 构22 (泵53)的接口、且操作者可以用把持探头把持部103的手的手指 操作的位置，配置有开关(未图示)。泵结构的工作流体并非特别限定， 也可以是水、油、空气等。
另外，在上述实施方式中，虽然示出了在探头把持部103侧具备驱动 压迫件102的马达结构或泵结构等驱动结构的例子，但相反压迫件102侧 也可以具备驱动结构。并且，虽然针对在超声波探头10的内部内置自动 压迫结构102的情况作了说明，但也可以在原有的超声波探头的外部安装 自动压迫结构22。
图6是示出作为自动压迫结构22的另一实施方式即通过在原有的超 声波探头的外部安装自动压迫单元60从而便可以执行与压迫件的驱动同 样的动作的实施方式的图。自动压迫单元60，具备超声波探头固定结构 61，其固定保持原有的超声波探头10;和驱动结构62，其在直线方向(上 下方向)驱动该超声波探头固定结构61。同样，在作为用于操作者操作自 动ffi迫结构60的接口、且操作者可以用把持自动压迫单元60的手的手指 进行操作的位置，配置有幵关(未图示)。超声波探头固定结构61，与超 声波探头10的探头把持部103的颈部压接，以固定保持超声波探头10。 这样通过超声波探头固定结构61所固定的超声波探头10便与如图4所示 的压迫件等同了。采用由设置在超声波探头固定结构61的支撑部件62中 的齿条63和设置在驱动结构(马达结构)64的旋转轴中的齿轮65所构成 的齿条齿轮，使探头把持部103即超声波探头10上下活动。另外，在图6 中，在齿条63和齿轮65之间设置有动力传递用的2个齿轮66、 67。可将 包含这样的自动压迫单元60的外壳以可装卸的方式安装在原有的超声波 探头10的外壳外侧。并且，如果操作者把持自动压迫单元60，则可使超声波探头io本身作为压迫件上下活动。
接着，针对通过压力测量部21测量被检查体1的表皮所受到的来自
压迫面的压力并利用该压力数据控制自动压迫结构22的动作的实施方式
进行说明。
图7是示出具备压力测量部21的超声波探头10的实施方式的图，该 压力测量部21,测量在超声波探头10的超声波收发面101与被检查体1 的表面之间施加了什么程度的压力。如图7所示，该超声波探头IO，具备 由配置在压迫板31的周缘部的压力传感器71 76组成的压力测量部21 。 如图1所示，采用这样的超声波探头10，可在任意时相测定压迫板31与 被检查体1的表皮之间的压力，并将该压力数据向自动压迫结构22和失 真以及弹性模量运算部23输出。即，本实施方式中的自动压迫结构22， 获得由压力测量部21所测量的压力数据，并依据压力数据控制自动压迫 结构22的压迫动作。压力测量部21，通过测量自动压迫结构22的驱动结 构所承受的负载，并基于该负载计算被检査体l的表皮所受到的来自该压 迫面的压力，从而得到压力数据。
针对如图1所示连接自动压迫结构22与压力测量部21并控制其动作 的情况进行说明。图8是示出采用如图4所示的马达结构41的驱动力作 为自动压迫结构22的一个例子的图。如图8所示，将装在压迫板31的周 围的压力传感器71 76的压力数据向自动压迫结构22的马达控制部44 输入。该马达控制部44，按照将与压力数据相对应的马达控制信号向马达 结构41输出，并对马达结构41执行所希望的压迫动作的方式进行控制。
如本实施方式所示，通过使用自动压迫结构22，从而在压力测量部 21测到处于某个基准以上的较大的压力的时刻，可停止自动压迫结构22 的动作，不会过分压迫被检查体。并且，在弹性图像的成像中，存在得到 高画质的弹性图像的压力范围，已知在用超过上限值的压力或者不足下限 值的压力进行压迫时，弹性图像会产生紊乱。
根据本实施方式的自动压迫结构22，在某个连续的加压过程中，在压 力测量部21测到处于某个阈值以上的大压力的时刻，可以控制自动压迫 结构22的动作以从加压过程向连续的减压过程切换，相反，在某个连续 的减压过程中，在压力测量部21测得某阈值以下的小压力的时刻，可以控制自动压迫结构22的动作以从减压过程向连续的加压过程切换，通过重复该动作，从而可始终维持适当的压迫状态。这样可以在有限的成像时间内有效地获得高画质的弹性图像。
接着，说明采用超声波获得被检査体1的弹性图像的本发明的实施方式中的体内插入型超声波探头。根据超声波探头插入的被检査体的部位，有经口型、经肛门型、经阴道型、血管内型等形式的超声波探头，本发明不管超声波探头的形式如何都可应用。以下，以经过被检査体的肛门插入到直肠内的经直肠型探头为例进行说明。
图9为本发明的实施方式的经直肠型超声波探头80的外观图。经直肠型超声波探头80，相当于图1的超声波探头10。在操作者把持探头把持部81将体内插入部82插入到被检查体1的直肠内时，超声波收发面101与被检查体的直肠内面接触。具备由超声波收发面101和压迫板31构成的压迫面的压迫件102，可相对体内插入部82而移动，通过内置于体内插入部82中的自动压迫结构22按压被检查体1的直肠内面。开关105，是操作者操作自动压迫结构22所使用的的接口，配置在操作者可以用把持探头把持部81的手的手指进行操作的位置。
图10 (a)是表示经直肠型超声波探头80所具备的自动压迫结构22的实施方式的部分放大图，图10 (b)是从左侧面方向看图10 (a)的超声波探头80的图。在本实施方式中，自动压迫结构22，借助包含马达结构41、齿轮42以及齿条43在内的执行机构的作用，使压迫件102相对体内插入部82在图中的上下方向如箭头30所示的方向移动。自动压迫结构22，由齿条齿轮构成，该齿条齿轮由马达结构41、齿轮42和齿条43构成，马达结构41内置保持在体内插入部82内，齿轮42设置在该马达结构41的旋转轴中，齿条43被设置在压迫件102的支撑部件87中。
马达结构41，被设置在探头把持部81中的开关105所控制，经由上述齿条齿轮使压迫件102上下活动。即，操作者借助该开关可以调整自动压迫结构22的开(ON) /关(OFF)、工作压力、工作周期等。在操作者把持着探头把持部81使包含压迫件102在内的体内插入部82插入到被检査体1内时，由于执行机构使压迫件102与体内插入部82表面之间的距离改变，因此借助压迫件102对被检查体1施加压迫。即，由于体内插入部82的与压迫件102相反侧的表面作为支撑面，与被检查体1的直肠内面中成像对象所对向的相反侧的面接触，因此在因执行机构而导致压迫件102与支撑面之间的距离改变时，则对压迫件102接触的被检查体的直肠内面施加压迫。
马达结构41,也可以由采用了电磁马达、超声波马达等的机构构成。从马达结构41向压迫件102的动力传递结构，并不限于齿轮齿条，例如，也可以在马达结构41中设置凸轮，根据凸轮的形状使支撑部件104沿着上下方向驱动。另外，也可以不经由齿轮齿条等动力传递结构而使直动马达等与压迫件102直接连接并驱动。
图11 (a)是表示经直肠型超声波探头80中具备的自动压迫结构22的其它实施方式的部分放大图，图11 (b)为从左侧侧面看图10 (a)的超声波探头80的图。在本实施方式中，通过泵53以及管52向压迫袋83供给流体以及从其排出流体，并使压迫袋83在双向箭头31、 32的方向膨胀以及收縮，从而压迫件102相对于体内插入部82沿着图中的上下方向箭头30移动，对压迫件102所接触的被检査体1的直肠内面施加压迫。这时也同样，在作为用于操作者操作自动压迫结构22 (泵53)的接口、且操作者可以用把持探头把持部81的手的手指进行操作的位置，配置有开关(未图示)。对泵结构的工作流体没有特别限定，可以是水、油、空气等。
图12 (a)是表示经直肠型超声波探头80所具备的自动压迫结构22的其它实施方式的部分放大图，图12 (b)为从左侧侧面看图12 (a)的超声波探头80的图。在本实施方式中，将与图ll (a)以及图ll (b)所说明的实施方式同样的泵、管以及压迫袋5个系统地设置在压迫件102的相反侧，按照通过泵53A、 53B、 53C、 53D、 53E以及管52A、 52B、 52C、52D、 52E使压迫袋83A、 83B、 83C、 83D、 83E分别膨胀以及收縮的方式构成。通过选择性地使压迫袋83A、 83B、 83C、 83D、 83E膨胀以及收縮，从而便可以使压迫件102相对体内插入部82在如图12 (b)所示的箭头A、 B、 C、 D、 E方向上分别移动。由此，便可以对被检查体l的直肠内面在操作者所希望的方向施加压迫。
图13 (a)是表示经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的其它实施方式的部分放大图，图13 (b)为从左侧侧面看图13 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，将与如图12 (a)以及图12 (b)所说明的实施方式同样的压迫袋83A、 83B、 83C、 83D、 83E安装在原有的经直肠型超声波探头80的外侧，按照通过借助管52A、 52B、 52C、 52D、 52E所连接的5个泵(未图示)分别使之膨胀以及收縮的方式构成。压迫袋83A、83B、 83C、 83D、 83E的表面，成为与被检查体1的直肠内面中成像对象对向的相反侧的面接触的支撑面，通过选择性地使压迫袋83A、 83B、 83C、83D、 83E膨胀以及收縮，从而便可以使体内插入部82整体相对被检查体1的直肠在如图13 (b)所示的箭头A、 B、 C、 D方向分别移动。由此，即使是不具有可移动的压迫件的经直肠型超声波探头，也可以对被检査体的直肠内面向操作者所希望的方向施加压迫。
图14 (a)是表示经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的其它实施方式的部分放大图，图14 (b)为从左侧侧面看图14 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，将环状压迫袋55安装在原有的经直肠型超声波探头80的外侧，通过开口部84以及借助管52所连接的泵(未图示)向压迫袋55供给液体以及从其排出液体(例如水或生理盐水等)，从而使压迫袋55膨胀以及收縮。由于压迫袋55与被检查体1的直肠内面接触，因此通过使压迫袋55膨胀以及收縮，从而不用使超声波收发面101相对被检査体的直肠内面而移动，便可以对被检查体的直肠内面施加压迫而。虽然在超声波收发面101与被检査体的直肠内面之间存在压迫袋55，但由于压迫袋55被液体填满，因此不会妨碍超声波的收发，压迫袋55的与被检査体在成像对象方向的直肠内面所接触的面，作为超声波收发面发挥功能。并且，压迫袋55的与被检査体的直肠内面中成像对象所对向的相反侧的面接触的面，作为支撑面发挥功能。
图15 (a)是表示经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的其它实施方式的部分放大图，图15 (b)是从左侧侧面看图15 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，在图14 (a)以及图14 (b)所说明的环状压迫袋55的外侧，安装有对压迫袋55的膨胀方向进行限制的制动器85。由此，由于压迫袋55的膨胀方向被限制在一个方向，因此可以有效向被检查体1的直肠内面施加压迫。这时，制动器85的表面，变成与被检査体的直肠内面中成像对象所对向的相反侧的面接触的支撑面。
图16 (a)是表示经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的其它实施方式的部分放大图，图16 (b)是从左侧侧面看图16 (a)的超声波探头的图，图16 (c)为仅表示压迫袋55以及管52的立体图。在本实施方式中，通过固定带86将压迫袋55安装在原有的经直肠型超声波探头的外侧，其构成为，通过经由管52所连接的泵(未图示)向压迫袋55供给液体以及从其排出液体(水、生理盐水等)，从而使压迫袋55膨胀以及收縮。由于压迫袋55的外周与被检査体的直肠内面接触，因此通过使压迫袋55膨胀以及收縮，从而可以对被检査体的直肠内面直接施加压迫。由此，便可以容易地在不具备如图14所示的开口部84或内置管52的经直肠型超声波探头80中安装自动压迫结构22。另外，虽然针对用固定带86安装该压迫袋55以及管52的情况作了说明，但也可以采用除此以外的方法安装。
图17是示出图16 (a)所说明的压迫袋55的动作的一个例子的图。图18是示出压迫袋的其它实施方式的图。如图17所示，根据作为由压迫袋55所压迫的对象的组织的形状或弹性，压迫袋55按照如箭头33、 34所示向中间横向展开的方式产生变形，对压迫对象组织实施压迫的效率不高。因此，如图18所示，设置了限制压迫袋56的膨胀方向的壳体部57。该壳体部57，需要伸縮性比压迫袋56的其它部分都低。因此，例如，作为第一方法，使壳体部57.比压迫袋56的其它部分都厚。.作为第二方法，在相当于壳体部57的压迫袋56的部分贴上网等。作为第三方法，壳体部57由伸缩性比压迫袋56的其它部分都低的不同材料形成。通过用这些方法形成壳体部57，从而压迫袋55在规定方向产生变形，可以对压迫对象组织进行有效压迫。
图19是示出执行图13中所说明的压迫袋的膨胀以及收縮的驱动部的变形例的图。在图13中所说明的是，通过经由管52A、 52B、 52C、 52D所连接的5个泵(未图示)使安装在原有的经直肠型超声波探头80的外侧的压迫袋83A、 83B、 83C、 83D、 83E分别膨胀以及收縮的情况，但在图19中，设置驱动部，可用手指(手动)操作该驱动部的活塞511A 511E，该驱动部由被探头把持部81所保持的汽缸51A 51E、和在该汽缸51A 51E内部上下活动的活塞511A 511E组成。由于汽缸51A 51E内的工作流体经由管52A 52E而连接，因此通过操作者用手指任意操作活塞511A 511E，便可以将工作流体送入到压迫袋83A、 83B、 83C、 83D、 83E中，因此可以执行灵敏的压迫操作。并且，在压迫袋83A、 83B、 83C、 83D、83E被过分压迫时，向手指传递该力量，便可由手指识别到过分压迫等的状态。
图20是示出图14中所说明的经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的变形例的图，图20 (a)是部分放大图，图20 (b)是从左侧侧面看图20 (a)的超声波探头的图，图20 (c)是从右侧侧面看图20 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，超声波探头，具备超声波收发面101、103两个探头的头部。探头的头部101是凸出型，探头的头部103为直线型。并且，按照将这两个超声波收发面101、 103覆盖的方式在其上设置有压迫袋131。通过使液体出入该压迫袋131，从而使压迫袋131膨胀以及收縮，以对压迫对象组织进行压迫。借助管132使液体出入该压迫袋131的动力，可以采用如上所述的泵，也可以采用注射器等手动进行。由于压迫袋131与被检査体1的直肠内面接触，因此通过使压迫袋131膨胀以及收縮，从而不必使超声波收发面IOI、 103相对被检查体的直肠内面移动，便可以对被检查体的直肠内面施加压迫。虽然超声波收发面101、 103与被检查体1的直肠内面之间存在压迫袋131，但由于压迫袋131被液体填满，因此不会妨碍超声波的收发，压迫袋131.的与被检查体在成像对象方向的直肠内面接触的面，作为超声波收发面发挥功能。并且，压迫袋131的与被检査体的直肠内面中成像对象所对向的相反侧的面接触的面，作为支撑面发挥功能。
图21是示出图20的经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的变形例的图，图21 (a)是部分放大图，图21 (b)是从左侧侧面看图21 (a)的超声波探头的图，图21 (c)是从右侧侧面看图21 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，超声波探头，具备超声波收发面IOI、 103这两个探头的头部。探头的头部101是凸出型，探头103的头部是直线型。并且，按照将包含作为探头的头部的超声波收发面101在内的探头的头部的前端部整体覆盖的方式，设置有压迫袋141。通过使液体出入该压迫袋141，从而使压迫袋141膨胀以及收縮，以对压迫对象组织进行压迫。经
由管142使液体出入该压迫袋141的动力，可以采用上述那样的泵，也可以采用注射器等手动执行。
图22是示出图21的经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的变形例的图，图22 (a)是部分放大图，图22 (b)是从左侧侧面看图
22 (a)的超声波探头的图，图22 (c)是从右侧侧面看图22 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，超声波探头，具备超声波收发面IOI、 103的两个探头的头部。探头的头部101是凸出型，探头的头部103是直线型。并且，按照仅将成为探头的头部的超声波收发面101的外周部覆盖的方式，设置有环状的压迫袋151。成为可向环状压迫袋151插入探头的头部的前端部的结构。通过使液体出入该压迫袋151，从而使压迫袋151膨胀以及收縮，以对压迫对象组织进行压迫。经由管152使液体出入该压迫袋151的动力，可以采用上述那样的泵，也可以釆用注射器等手动进行。上述虽然对仅在超声波收发面101的外周部设置环状压迫袋151的例子作了说明，但也可以在超声波收发面103的外周部，与超声波收发面101—样设置压迫袋以及其结构。通过如此在2个超声波收发面的外周部设置压迫袋，可以选择要获得弹性图像的面并对其压迫。并且，通过同时使2个压迫袋膨胀，从而在2个断面同时得到弹性图像。
图23是示出图22的经直肠型超声波探头所具备的自动压迫结构22的变形例的图，图23 (a)是部分放大图，图23 (b.)是从左侧侧面看图
23 (a)的超声波探头的图，图23 (c)是从右侧侧面看图23 (a)的超声波探头的图。在本实施方式中，虽然超声波探头具备超声波收发面101、103的2个探头的头部，但按照仅将成为探头的头部的超声波收发面101的外周部覆盖的方式，设置有环状的压迫袋151，在环状压迫袋161的外侧安装有对压迫袋161的膨胀方向进行限制的制动器165。通过使液体出入该压迫袋161，将压迫袋161的膨胀方向限制在一个方向，因此可以有效对被检查体l的直肠内面施加压迫。这时，制动器165的表面，成为与被检査体1的直肠内面中成像对象所对向的相反侧的面接触的支撑面。经由管162、 163使液体出入该压迫袋161的动力，可以采用上述这样的泵，也可以采用注射器等手动进行。图24 图28是示出使液体出入上述压迫袋的动力的变形例的图。在上述实施方式中，虽然针对采用马达结构或泵等机械动力作为动力的情况作了说明，但在此，作为其变形例，可以釆用即使一只手也能容易地操作液体的出入的手动操作结构。例如，使用水枪的触发器或握力计的保持部这样的手动可操作的结构作为动力源。
图24是示出应用水枪的触发器部分作为使液体出入压迫袋的动力源的图。该水枪部分相对超声波探头分离设置。水枪170的触发器部171连接有活塞杆172的端部，通过用手操作触发器部171，使注射器173的活塞出入，以控制液体出入压迫袋161。另外，此时，由于向压迫袋161送出的液体的反作用力被传递给触发器部171，因此手上可以感到压迫的程度(压迫袋161内的压力)，可以实现灵敏的压迫操作。另外，在图24中，虽然以图23的压迫袋161为例作了说明，但上述各种压迫袋中也同样可以应用。
图25表示图24的变形例，在相同的水枪的触发器部分与超声波探头一体化设置，作为使液体出入压迫袋的动力源。触发器部181以可以自由旋转的方式设置在探头把持部81上，将注射器183设置在探头的头部的外周部。触发器部181与活塞杆182的端部连接，通过用手操作触发器部181，使注射器183的活塞出入，以控制液体出入压迫袋161。
图26表示图25的变形例，代替水枪的触发器部，在超声波探头上一体化设置握力计的保持部这样的结构，将其作为使液体出入压迫袋的动力源。将作用面积比图24以及图25的注射器更大的注射器193设置在探头把持部81的侧面，在活塞杆192的端部设置有把持部191，该把持部191具有通过手指可进行压迫操作的握力计的保持部这样的结构。在保持探头把持部81的同时向该把持部191作用手指的握力，从而使注射器193的活塞出入，以控制液体出入压迫袋161。
图27表示图26的变形例，省略从注射器193至压迫袋161为止的管，而利用原本附在超声波探头中并内置于探头的柄中的导管200。另外，虽然在图27中设置有管以便连接超声波探头的前端部分的导管200与压迫袋161之间，但也可以是在超声波探头内部使导管弯曲且可与压迫袋161直接连接的结构。图28表示图24的变形例，代替可由手指操作的水枪170，使用可用脚操作的脚踏式动力源。该脚踏式动力源210，相对超声波探头分离设置，由于可以用脚操作，因此存在能自由使用双手的优点。脚踏式动力源210，在踏板部211上连接有活塞杆212的端部，通过用脚操作踏板部211,从而使注射器213的活塞出入，以控制液体出入压迫袋161。另外，这时，由于向压迫袋161送出的液体的反作用力被传递向踏板部211，因此脚能感到压迫的程度(压迫袋161内的压力)，可以实现灵敏的压迫操作。并且，也可以在用于防止过分踩踏踏板部211的踏板部211的旋转可动部，设置防止踩踏用的制动器。
另外，在图24 图28的实施方式中，虽然以压迫袋161为例作了说明，但也可以同样应用于上述各种压迫袋中。在上述实施方式中，虽然针对汽缸操作部固定在探头上或与超声波探头分离的情况作了说明，然而也可以是附着式的可以装卸的形式，只要能够容易地由保持超声波探头的手进行汽缸的操作即可。在如此所测量的水压处于某个阈值以上时，通过图像显示或声音等反馈其危险性等警报。
如上所述，根据本实施方式，实现一种不依赖于手艺的再现性高的图像诊断，可以均匀且广角地压迫对象并可以避免由非压迫导致的误诊，反馈压迫的强度，具有可以进行安全的诊断的效果。
在上述体内插入型超声波探头中，通过在超声波收发面IOI的周围设置图7中所说明的压力传感器，从而可以构成测量被检查体1所受到的来自压迫面的压力并输出压力数据的压力测量部21 (参照图1)。压力测量部21，通过测量自动压迫结构22的驱动结构所承受的负载，并基于该负载计算出被检查体所受到的来自压迫面的压力，从而可以得出压力数据。
在自动压迫结构22具备压迫袋以及管时，压力测量部21，通过测量压迫袋或者管的内压可以得到压力数据。针对通过压力测量部21测量被检査体1的表皮所受到的压力，并利用该压力数据控制自动压迫结构22的动作的实施方式进行说明。S卩，压力测量部21，通过测量压迫袋的液体压力来测量对被检查体1的表皮施加了什么程度的压力。如此在任意时相测定压迫板101与被检查体1的表皮之间的压力，并将该压力数据向自动压迫结构22和失真以及弹性模量运算部23输出。即，本实施方式中的自动压迫结构22，获得由压力测量部21所测量的压力数据，并根据压力数
据控制自动压迫结构22的压迫动作。
针对如图1所示连结自动压迫结构22与压力测量部21并控制其动作的情况进行说明。作为上述自动压迫结构22的一例，虽然显示了使用马达结构41所产生的驱动力的例子，但也可以基于通过测量压迫袋内的液体压力所得到的压力数据而控制自动压迫结构22的马达控制部。该马达控制部，按照将与所测量的压力数据对应的马达控制信号向马达结构41输出并使马达结构41执行所希望的压迫动作的方式，进行控制。
如本实施方式所示，通过采用自动压迫结构22，在压力测量部21测得处于某基准以上的很大的压力的时刻，可以停止自动压迫结构22的动作，不会过分压迫被检查体。并且，在弹性图像的成像中，存在得到高画质的弹性图像的压力范围，在以超过上限值的压力或者不足下限值的压力进行压迫时，弹性图像产生紊乱，这是公知的。
根据本实施方式的自动压迫结构22，在某个连续的加压过程中，在压力测量部21测到处于某个阈值以上的大压力的时刻，控制自动压迫结构22的动作，以从加压过程向连续的减压过程切换，相反，在某个连续的减压过程中，在压力测量部21测到某个阈值以下的较小的压力的时刻，可以控制自动压迫结构22的动作，以从减压过程向连续的加压过程切换，通过重复该动作，可以始终维持适当的压迫状态。由此，在有限的成像时间内，可以有效获得高画质的弹性图像。
在上述实施方式中，在注射器的一个冲程(stroke)所流入流出的液体量，是可以自由调整的。并且，在体内插入型超声波探头中，在执行机构使探头把持部81与超声波收发面101之间的距离改变时，即使支撑面与被检査体的成像对象所对向的相反侧的面没有接触，也可以对被检查体施加压迫。
通过采用上述实施方式那样的自动压迫结构22，从而可以自动地以所希望的恒定速度在恒定方向上对被检查体施加压迫，在任意时刻都可以获得高画质的弹性图像数据。进而，可以保持压迫动作的再现性。
本实施方式的自动压迫结构，获得由超声波接收信号帧数据选择部19所选择的1组超声波接收信号帧数据N、 X之间的周期信息，根据该周期控制自动压迫结构22的压迫动作。以下，说明该动作的一例。
接着，针对按照以下方式构成的超声波成像装置的动作进行说明。首
先，根据超声波收发控制，通过发送电路12对与被检查体的体表面接触的超声波探头IO施加高电压电脉冲以打出超声波，由超声波探头10接收来自成像对象部位的反射回波信号。接着，该接收信号，在向接收电路13输入并进行前置放大之后，向调相加法电路14输入。然后，通过该调相加法电路14使相位一致的接收信号，在接收由接下来的信号处理部15进行压縮、检波等的信号处理之后，向黑白扫描转换器16输入。在该黑白扫描转换器16中，进行接收信号的A/D变换，并且作为时间序列上连续的多个断层图像数据，存储在内部的多个帧存储器中。
为了采用具备自动压迫结构22的超声波探头10进行被检査体组织内部所关心的部位的弹性评价，通过采用由自动压迫结构22自动设定的适当的压迫方法， 一边压迫被检査体一边将超声波探头10与被检査体的体表面接触，从调相加法电路14输出连续的超声波接收信号帧数据。从调相加法电路14输出的连续的超声波接收信号帧数据，被依次存储在超声波接收信号帧数据选择部19中，通过超声波接收信号帧数据选择部19，从该超声波接收信号帧数据中选择时间序列上连续的多个超声波接收信号帧数据，并向位移测量部210输入，求出一维或者二维的位移分布(ALi，j)。就位移分布的计算而言，作为上述移动矢量的检测法，通过例如模块，匹配法进行计算，当然，.即使不是特别釆用该方法也是可以的，也可以是一般采用的计算2个图像数据在同一区域的自相关来计算位移。并且，将在超声波接收信号帧数据选择部中所选择的一组超声波接收信号帧数据之间的周期信息向自动压迫结构22输出，根据该周期信息对自动压迫结构22的压迫动作进行最佳化。另一方面，在压力测量部21中，测量通过压力传感器向体表面施加的压力，将该压力信息从压力测量部21向失真以及弹性模量运算部23以及自动压迫结构22送出，通过根据该压力信息控制自动压迫结构22的压迫动作于最佳，从而能够高效且安全地进行被测者的弹性图像诊断。
接着，将从位移测量部20以及压力测量部21输出的位移(ALi， j)以及压力(APi， j)的各个测量信号，向失真以及弹性模量运算部23输入。失真以及弹性模量运算部23，通过对位移分布(ALi，j)进行空间微分(ALi，j/AX)，计算失真量分布(si， j)。尤其是，弹性模量中的杨氏模量Ymi，j通过下式计算。
<formula>formula see original document page 28</formula>基于如此求出的弹性模量Ymi， j，求出各点的弹性模量，连续得到二维的弹性图像数据。
如此求出的弹性帧数据，接着向彩色扫描转换器25或者黑白扫描转换器16输入，并变换成色调信息或者黑白亮度信息。之后，经由切换加法器17将黑白断层图像与彩色弹性图像相加合成，或者不将黑白断层图像与彩色弹性图像相加而向图像显示器18输出，在一个画面重叠黑白断层图像与彩色弹性图像并显示。或者，还可以通过双画面显示在同一画面上同时显示黑白断层图像与黑白弹性图像。并且，黑白断层图像并非特别仅限于一般的B像，也可以采用选择接收信号的高次谐波成分并进行图像化的组织谐波(tissue harmonic)断层图像。另外，同样地，也可以显示组织多普勒(tissue Doppler)像代替黑白断层图像，此外，还可以从各种组合中选择在双画面显示的图像。
另外，关于上述弹性图像的形成，虽然就求出上述生物体组织的失真或者杨氏模量Ym并生成弹性图像数据的例子作了说明，但本发明并非限于此，也可以采用例如刚性参数P、压弹性系数Ep、增量弹性系数Einc等其它参数运算弹性模量(参照专利文献l)。
另外，上述实施方式，作为体内插入型超声波探头，也同样可以应用于经直肠超声波探头、经食道超声波探头、血管内超声波探头等任意的体内插入型超声波探头中。
如上所述通过本实施方式的超声波成像装置，可以容易且安全地获得不依赖于检査者的再现性高的高画质弹性图像。并且，通过本实施方式的超声波成像装置，可以在任意时刻高分辨率且稳定地描绘弹性图像，并且实现用在视觉上的动态图像表现以往医生尝试的触诊应答的机构，从而可以提供一种保持超声波诊断的实时性、方便性的在临床上有用的超声波成像装置。
以上，虽然参照附图针对本发明中的超声波成像装置的适当的实施方式作了说明，但本发明并非限定于这些例子。对于本技术领域的人员来说，在本申请公开的技术思想范围内，只要是显而易见的各种变更例或者修正例，则当然都属于本发明的技术范围内。
权利要求
1.一种超声波成像装置，其特征在于，具备压迫机构，其对被检查体的成像对象部位进行压迫；超声波收发机构，其通过超声波探头对所述被检查体发送超声波以及接收超声波；超声波接收信号帧数据选择机构，其从所获得的按时间序列的多个超声波接收信号帧数据组中，选择超声波接收信号帧数据的组；位移测量机构，其基于通过所述超声波接收信号帧数据选择机构所选择的超声波接收信号帧数据的组，对各点的位移进行测量；以及图像显示机构，其显示基于所述位移的弹性图像，根据所述超声波接收信号帧数据的周期信息，控制所述压迫机构的压迫动作。
2. 根据权利要求1所述的超声波成像装置，其特征在于， 所述超声波接收信号帧数据的周期信息为一组超声波接收信号帧数据之间的周期信息。
3. 根据权利要求1所述的超声波成像装置，其特征在于， 根据所述超声波接收信号帧数据的周期信息，控制所述压迫动作的压迫速度。
4. 根据权利要求1所述的超声波成像装置，其特征在于， 随着所述超声波接收信号帧数据的周期信息的变化，变更所述压迫动作的压迫速度。
5. 根据权利要求l所述的超声波成像装置，其特征在于， 还具备断层扫描机构，其采用从所述超声波收发机构输出的反射回波信号，按规定的周期重复获得包含运动组织在内的被检查体内的超声波接 收信号帧数据，所述按时间序列的多个超声波接收信号帧数据由所述断层扫描机构 获得。
6. 根据权利要求5所述的超声波成像装置，其特征在于， 还具备信号处理机构，其执行通过所述断层扫描机构所获得的按时间序列的多个超声波接收信号帧数据的信号处理；黑白亮度信息变换机构，其将来自所述信号处理机构的按时间序列的 断层帧数据变换成黑白断层图像数据；压力测量机构，其对所述被检查体的成像对象部位的体腔内压力进行 测量或者推定；失真以及弹性模量运算机构，其基于由所述位移测量机构所测量的所 述位移以及由所述压力测量机构所测量的所述体腔内压力，运算断层图像 上各点的失真以及弹性模量并生成第一弹性帧数据；弹性数据处理机构，其对由所述失真以及弹性模量运算机构所生成的 所述第一弹性帧数据进行信号处理并生成第二弹性帧数据；色调信息变换机构或者黑白亮度信息变换机构，其输入通过所述弹性 数据处理机构所生成的所述第二弹性帧数据并赋予色调信息或者黑白亮 度信息，变换为彩色弹性图像数据或黑白弹性图像数据；以及切换加法机构，其将由所述黑白亮度信息变换机构变换的黑白断层图 像数据、与由所述色调信息变换机构或者黑白亮度信息变换机构变换的彩 色弹性图像数据或者黑白弹性图像数据相加或者单独发送，所述图像显示机构显示通过所述切换加法机构输出的图像数据。
7.根据权利要求6所述的超声波成像装置，其特征在于，在所述压迫机构的压迫动作连续的加压过程中，在所述压力测量机构 测到或推断到规定的阈值以上的所述体腔内压力时，控制所述压迫机构的 压迫动作从加压过程切换到连续的减压过程，在所述压迫机构的压迫动作 连续的减压过程中，在所述压力测量机构测到或推断到规定的阈值以下的 所述体腔内压力时，控制所述压迫机构的压迫动作从减压过程切换到连续 的加压过程。
全文摘要
一种超声波成像装置，其具备压迫机构，其对被检查体的成像对象部位进行压迫；超声波收发机构，其通过超声波探头对所述被检查体发送超声波以及接收超声波；超声波接收信号帧数据选择机构，其从所获得的按时间序列的多个超声波接收信号帧数据组中，选择超声波接收信号帧数据的组；位移测量机构，其基于通过所述超声波接收信号帧数据选择机构所选择的超声波接收信号帧数据的组，对各点的位移进行测量；以及图像显示机构，其显示基于所述位移的弹性图像，根据所述超声波接收信号帧数据的周期信息，控制所述压迫机构的压迫动作。
文档编号A61B8/13GK101564309SQ20091013897
公开日2009年10月28日 申请日期2005年10月11日 优先权日2004年10月12日
发明者松村刚 申请人:株式会社日立医药