[0001]【発明の属する技術分野】本発明は、造影エコー診断に対応可能な超音波診断装置に関する。超音波を使用した無侵襲検査法により組織の断層像を表示するものである。MRIなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドヘ移動して検査すること等を可能にする。近年、種類によって様々に異なるが、片手で持ち運ベる程度の大きさを有する超音波診断装置も開発されている。将来的には患者が自分で操作できる超音波診断装置も開発される可能性がある。超音波造影剤が製品化されたことに伴い、造影エコー法による超音波診断が普及してきている。この造影エコー法は、例えば、心臓および腹部臓器などの検査において、静脈から超音波造影剤を注入して血流信号を増強し、血流動態の評価を行うのが目的である。造影剤の多くは微小気泡(マイクロバブル)が反射源となり、その注入量・濃度が高ければ造影効果は大きくなる。よって気泡は壊れ、造影効果時間の短縮などが起こることも解っている。occurs.【0004】一般に、血流とは赤血球のことを指す場合が多い。理想的には、超音波診断に使用される造影剤は、この赤血球と同じ動態を示すことが望ましい。現実には造影剤は、赤血球とは異なる動態を取りうることが分かってきている。erythrocytes.【0005】例えば、多くの超音波造影剤は、肝臓内実質に停滞することが知られおり、この停滞した造影剤は、肝臓類洞内の異物摂取細胞によって捕食されていると考えられている(もちろん赤血球はこのような捕食はされない。体内中の毛細血管には、液体成分(血漿)が染み出る程度の腔が空いており、細胞に栄養もしくは酸素などを供給している。minimum.5μm以下のものが体内を循環していると考えられている。[0006]【発明が解決しようとする課題】しかしながら、造影剤が常に血行動態を反映しているかは不明であり、例えば微少循環中に停滞しているバブルがあれば、バブルの崩壊をエコー源とする生態情報は、血行動態を反映していないことも考えられる。このような場合、造影剤による輝度増強が達成されても、真の赤血球の動態を観察するのは困難となる場合がある。[0007]【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、送信条件を変化させることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置を提供することである。independently.【0008】上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を講じた。means.【0009】ずなわち、本発明は、被検体内部の診断対象を超音波で走査し、超音波断層画像を取得する超音波診断装置であって、前記被検体の所定の断層面について、前記被検体の血管内の血液中及び血管外の組織液中並びにリンパ液中のそれぞれに存在する造影剤バブルを崩壊させるための第1の超音波と、前記第1の超音波によって崩壊しなかった、前記被検体の血管内の血液中を流れる残余の造影剤バブルを崩壊させるための第2の超音波と、を照射する照射手段を具備することを特徴とする超音波診断装置である。the.【0010】この様な構成によれば、送信条件を変化させることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置を実現することができる。[0011]【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図面に従って説明する。numerals,重複説明は必要な場合にのみ行う。necessary.【0012】まず、本実施形態に係る超音波診断装置の概略構成について説明する。embodiment.【0013】図1は、本実施形態に係る超音波診断装置10の概略構成図を示している。waveformCG14とを具備する。button,キーボード、トラックボールなどが含まれる。23,ドプラ処理回路24、画像処理回路25、イメージメモリ回路26、表示部28、心拍検出ユニット29、記憶媒体30、ネットワーク回路31、コントローラ32を具備している。shown),パルス状の超音波を生成してプローブ12の振動素子に送ることで収束超音波パルスを生成する。瞬時に変更可能な切り替え機能を有している。送信駆動電圧に関しては、瞬時にその値の切り替えが可能なリニアアンプ型の発信回路を有するか、あるいは複数の電源ユニットを電気的に切り替えることによって実現する。4参照)に従って超音波の間歇送信を行う。ここで、間歇送信とは、例えば造影剤エコー法において、超音波送信を一時停止(例えば4秒間)した後に再び超音波送信を開始することを周期的に繰り返す送信法である。この間歇送信によれば、係る時間に流入した血液に対応した造影剤エコー信号を得ることができる。9−324772では、一時停止の時間間隔を変化させることで、血流動態の時間変化を取得する方法が開示されている。12から素子毎に出力される、被検体内の組織で散乱したエコー信号を受信する。このエコー信号は、当該超音波受信ユニット22において、チャンネル毎にプリアンプで増幅され、A/D変換後に受信遅延回路により受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、加算器で加算される。wave,該処理によって得られた送信指向性と受信指向性とにより、送受信の総合的な超音波ビームを形成することができる。施され、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。generated.【0020】ドプラ処理回路24は、エコー信号から速度情報を周波数解析し、解析結果を画像処理回路25に送る。25.【0021】画像処理回路25は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換する。画像処理回路25は、種々の設定パラメータの文字情報や目盛などと共に合成され、ビデオ信号として表示部28に出力する。して被検体組織形状を表す断層像が表示される。Curve)を生成する。TICとは、関心領域において、造影剤投与後にエコー信号が増強される過程を追跡し、その輝度の経時変化を表すグラフであり、血流の動態評価を行うための定量解析に利用される。flow.【0023】イメージメモリ回路26は、画像データを格納する記憶メモリから成る。26に記憶された情報は、例えば診断の後に呼び出し可能であり、さらに複数枚を使っての動画再生も可能である。plurality.【0024】心拍検出ユニット29は、ECG14で得られた心電図などの生体信号情報をデジタル信号に変換する。当該生体信号情報に関するデジタル信号は、画像処理回路25で診断画像に合成され、表示部28に表示されるかあるいはイメージメモリ回路26が備えるメモリに記録される。30に保管もしくはネットワーク回路を経由して外部に転送される。circuit.【0025】記憶媒体30は、後述の診断解析プログラムが保管されている。イメージメモリ回路26中の画像の保管などにも使用される。記憶媒体30のデータは、ネットワーク回路31を経由して外部周辺装置ヘ転送することも可能となっている。11の動作を制御する制御手段である。information,あるいは記憶媒体に記憶される。本発明の特徴的な送信シーケンスを行うためのプログラム機能を有している。invention.【0027】次に、本発明に係る超音波診断装置の動作を説明する前に、前提となる理論考察について説明する。premise.【0028】まず、造影剤として使用されるマイクロバブルの一般的性質を述べる。マイクロバブル(以下単にバブルと呼ぶ)は、超音波音圧の機械的作用により崩壊することができる。).【0029】図2は前記論文の理論式から計算した、バブルの初期直径と、各初期直径のバブルを崩壊させるための音圧の閾値の関係を示すグラフである。このグラフより、照射音圧が高いほどバブルは崩壊しやすく、また照射周波数が低いほど崩壊しやすいことがわかる。崩壊に必要な音圧レベルは、バブルのサイズによっても変化し、より大きなバブルを崩壊させるには、照射音圧も大きくすることが必要であることがわかる。pressure.【0030】次に、生体内における造影剤バブルの動態について述べる。含まれる個数等は、製品の種類によって異なる。通常バブルの直径は、おおよそ平均2〜4μmであり、赤血球より少し小さなサイズとなっている。従って、造影剤バブルは、毛細血管を容易に通過することができる。capillaries.【0031】しかし、バブルの性質上、全てのバブルの直径が2〜4μmとなっているわけではなく、一部のバブルは、上記範囲外の直径を有する。bubble,その大きさを維持している限り、非常に小さいエコー源として機能する。bubble,図2の通り音圧に対して非常に壊れやすく、特に引圧によって膨張し、大きなエコー源となる性質を有する。6μm程度のバブルは、含まれる個数の割合が低いものの、1個あたりの反射エコーは元来大きいため、大きなエコー源として機能する。source.【0032】従って、直径が6μm程度のバブルは、赤血球と同様に振る舞い、毛細血管壁から漏れずに体内を循環する可能性があると考えられる。1μm程度のバブルは、毛細血管壁から漏れ細胞膜間の腔まで湿潤してゆく可能性があると考えられる。後者は、次に述べる事実によって裏付けられる。below.【0033】肝臓の類洞には1μm程度のディッセ腔と呼ばれる間隙が多数存在する。栄養や酸素分子レベルの物質は、このディッセ腔に容易に流入する。1μm程度のバブルはこの腔にも流入することが考えられる。5分後に照射を開始すると、肝臓には毛細血管血流以上の大きなエコーが観察されることがわかっている。この事実は、赤血球より小さな循環系にもバブルが流入していることを示唆している。flowing.【0034】以上の内容から、超音波診断において次のことが推察される。関心領域に造影剤が十分充満した状態では、赤血球レベルの血流循環系には、大きなサイズも含んだ広いサイズ分布を持ったバブル群が存在し、一方、赤血球より小さな血流(血漿)循環系では、例えば1μm以下のサイズに限定されたバブル群が存在すると思われる。exist.【0035】図3(a)は、バブルのサイズによって流入できる循環系が異なることを説明するための模式図である。50(例えば、血管等)に流入し、例えば赤血球とともに循環する。血漿等が循環する循環系51では、バブル52、53は血管壁を通り抜けることができず、従って、1μm程度のサイズのバブル54によって満たされることになる。body,赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルに基づく第1の生体情報と、赤血球よりも小さい造影剤バブル(例えば1μm以下のバブル)に基づく第2の生体情報と、を独立に画像化或いは定量化することにある。この第1の生体情報と第2の生体情報とを適切に取得するために、本実施形態に係る超音波診断装置は、後述する送信条件を講じて超音波送信を行うことで、バブルを消滅させるタイミングをサイズに応じて制御している。for.【0038】図3(b)、(c)は、第1の生体情報と、第2の生体情報との取得する原理を説明するための模式図である。m程度のバブルを主に崩壊することができ、大きなエコー(フラッシュエコーとしてのエコー)源を得ることができる。(b)の点で示した領域)からの生態情報を得ることができる。明らかではないが、この生態情報は、赤血球レベル以下の循環からのエコー信号にも基づくから、間隙の大きさ、摂取細胞の機能、代謝機能など、新たな診断情報を提供できる可能性もある。(a)〜4μmのバブル52、53を含む)を主に崩壊することができ、大きなエコー(フラッシュエコーとしてのエコー)源を得ることができる。levels(図3(c)の点で示した領域)からの生態情報を得ることができる。この生態情報は、赤血球の動態を反映したものとなり、一般的な血流診断や定量化には有用な情報となる。10,被検体への超音波送信を中心に説明する。10が実行する超音波送信シーケンスの一例を説明するための図である。performs.【0043】図4において、横軸は時間経過を表している。縦軸は送信によるバブルヘの機械的作用の強度を表しており、当該縦軸の値が大きいほど、送信周波数は低くなる(或いは、送信駆動音圧は大きくなるか、これらの複合となる)。G2,G3・・・)は、1フレームの超音波スキャンを表しており、各矢印の長さは該当フレームの送信音圧の機械的作用の強度を反映している(すなわち、長い矢印ほど強度は強い)。diagnosis,その間隔t1はフレーム間隔である。interval.【0045】なお、逆数1/t1はいわゆるフレームレートに相当する。時間間隔t2は、いわゆる間歇送信間隔を表しており、通常の診断のフレーム間隔よりも比較的大きな時間間隔である。具体的には、バブルが関心領域に充満する3〜5秒程度、或いはそれ以上であることが望ましい。higher.【0046】この図4に示した超音波送信シーケンスで特徴的な点は、間欧送信によってバブルを臓器の関心領域に充満させた後に、機械的作用が徐々に増大するような送信を行い、2枚以上のフレームを取得することである。stages,赤血球よりも小さい造影剤バブル(例えば1μm以下のバブル)の崩壊と、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルの崩壊とを、異なるタイミングで発生させることができ、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球より小さな血流(血漿)循環系からの生体情報とを分離することが可能となる。よる超音波送信は、二種類のバブル(上述の如く赤血球よりも小さい造影剤バブルと、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブル)を異なるタイミングで崩壊させることを目的としている。従って、一フレームの超音波スキャンにおいて最低限必要な超音波送信回数は2回である。hand,図4では一フレームにおいて4回の超音波送信を行っているのは、赤血球程度の大きさを持つ造影剤バブルの崩壊が、4回のうちいずれの超音波照射において発生したかを、より精密に判断可能とするためである。この様に、一フレームの超音波スキャンにおいてより多くの超音波送信を行うことで、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球より小さな血流(血漿)循環系からの生体情報とを、より性格に区別することが可能となる。personality.【0048】また、上記シーケンスはG2,G3...と繰り返される。これは、超音波画像の取得に加えて、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報と、赤血球より小さな血流(血漿)循環系からの生体情報とのそれぞれの情報から成るTICを生成するためである。be.【0049】次に図4の送信シーケンスを採用した診断プロトコルについて、図5に基づいて説明する。10が実行する診断プロトコルを説明するためのフローチャートを示している。1).【0052】具体的には、送信フレーム枚数N(すなわち、図4の矢印群G1,G2等の数)、各送信に対する駆動周波数及び駆動音圧(すなわち、送信条件)、フレーム間隔t1,間歇送信間隔t2等の値を入力する。ここでは、送信フレーム枚数N=6とし、一フレームにおける超音波送信は、図4に示した様に機械的作用を4段階的に増大させて実行される。FIG.【0053】なお、予め用意された複数のプログラムから、所望のプログラムを対話的に選択することでシーケンスを決定できる構成であってもよい。interactively.【0054】次に、操作者は、通常のシーケンスによる被検体のスキャンを開始する(ステップS2)。S2).【0055】本ステップにおけるスキャンは、一般的に造影剤の投与前に行われるBモード、ドプラモード等による観察である。従って、本ステップでは、図4に示したシーケンスでなく、通常のシーケンスによるスキャンが実行される。3).【0057】なお、開始操作は、入力部13に具備されるボタンを押すこと等によって実行される。13.【0058】その後、自動的に図4に示した送信シーケンスに基づくスキャンが実行される(ステップS4乃至ステップS6)。図4のG1に対応する一フレームの超音波送信が実行され、それぞれの超音波に応じたエコー信号が受信される。受信された各エコー信号は、所定の処理の後画像情報として、送信条件の情報と共に画像をイメージメモリあるいは記憶媒体に、機械的作用の段階毎に記録される。time),送信フレーム6枚分の超音波送信が繰り返される(ステップS7等)。8).【0060】なお、本シーケンスの終了は、操作者が入力部の終了ボタンを押すことなどによって実行されるが、例えば予め準備されたプログラムに、繰り返し回数が記録されており、所定の回数を実行した時点で自動的に終了する構成であってもよい。time.【0061】上記手順に従って記録された画像群は、事後に呼び出され表示部28に表示される。この時、表示部28には表示画像に対応した送信条件も同時に表示される。図4に示したシーケンスによって得られた複数の超音波画像を、同一送信条件を有する画像群ごとに再編し表示する機能を有している。当該画像の再編は、各画像データに付された送信条件及び時間情報に基づいて実現される。具体的には、同一送信条件が付された画像データを抽出し、これらの抽出された画像データを、さらに時間情報に基づいて経時的に配列すればよい。説明するための図である。top)は、同図下段に示すように、送信条件を基準とした画像群に分類され、さらに時系列的に配列される。して再編された各画像群は、同一の送信条件を有する画像によって構成されるから、ほぼ同程度の直径を有する造影剤バブルに基づく生体情報を反映していると言える。各画像群は、赤血球を循環させる血流循環系からの生体情報が支配的な超音波画画像、或いは赤血球より小さな血流(血漿)循環系からの生体情報が支配的な超音波画像のどちらかによって統一的されている。10では、各画像群を構成する全ての画像のループ再生、一の画像群を構成する全ての画像のループ再生、数個の画像群によるループ再生、コマ送り再生等任意の形態にて画像表示することが可能となっている。得られた画像群(例えば、図6下段)に対して適当な部分領域を指定し、その領域内の輝度ヒストグラムもしくは平均輝度値を求める機能と、輝度変化曲線(TIC)を演算する機能を有する。(TIC).【0067】図7は、画像群Aと、画像群Bによって得られた各TICの一例を示している。図7の縦軸は、受信した超音波に関する信号強度を、横軸は、経過時間(すなわち、間歇送信の反復に対応した経過時間)を示している。transmission).【0068】図7において、曲線Aによって示されるバブルの流れは、赤血球の流れの他に、赤血球より十分小さな粒子の流れを反映している。曲線Aは、各フレームにおいて比較的低音圧の送信によって得られた画像「a」に基づいているからである。曲線Aは、血管壁から漏れ出す非常に遅い流れも含んでいるため、いわゆる血流バフュージョンが飽和状態に達した後も、輝度上昇は微小に上昇を続けている。small.【0069】一方、曲線Bは、血流中の造影剤は数秒間で飽和に達している。これは、曲線Bが、各フレームにおいて低音圧送信後の大音圧送信によって得られた画像「b」に基づいており、直接的な赤血球の流れを反映するからである。cells.【0070】なお、本TICでは、例えば上述したスキャンの間歇間隔を大きくすると、バブルが関心領域に充満するため、より急激に信号強度が上昇することになる。付加的な機能として、得られた複数の曲線に対して加算、減算などの画像処理が可能となっている。subtraction.【0072】以上述べた構成によれば、一フレームにおいて機械的作用を段階的に増大させた超音波送信を行うので、サイズの異なる造影剤バブル毎に段階的な崩壊を発生させることができる。造影剤バブルは、そのサイズによって流入できる生体領域が異なるから、それぞれの崩壊をエコー源とした超音波画像生成を行えば、さらに多くの生態情報、例えば、より詳細な血行動態、赤血球よりも小さな物質の動態を反映した情報、捕食細胞の分布情報等を、超音波診断において提供することができる。diagnostic.【0073】なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその趣旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組合わせた効果が得られる。上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。[0074]【発明の効果】以上本発明によれば、送信条件を変化させることでバブル消失の程度を制御し、赤血球相当の大きさの造影剤バブルと、それよりも十分小さい造影剤バブルを、独立に観察あるいは定量化することが可能な超音波診断装置を実現することができる。DRAWINGS【図1】図1は、本実施形態に係る超音波診断装置の概略構成図を示している。embodiment.【図2】バブルのサイズと崩壊に必要な引圧の理論的な関係を示したグラフ。size.【図3】サイズの異なるバブルの微視的な存在領域を示す概念図。10の診断に関するシーケンスの一例を説明するための図である。10が実行するのスキャンプロトコルを示してフローチャートである。performs.【図6】本実施形態の記録画像に対する並べ替え処理を示す概念図。embodiment.【図7】本実施形態の手法を基にして得られる輝度変化曲線の概念図。bubbleの超音波と、前記第1の超音波によって崩壊しなかった、前記被検体の血管内の血液中を流れる残余の造影剤バブルを崩壊させるための第2の超音波と、を照射する照射手段を具備することを特徴とする超音波診断装置。a.【請求項2】前記照射手段は、前記第1の超音波よりも高い音圧にて前記第2の超音波を照射することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。ultrasound.【請求項3】前記照射手段は、前記第1の超音波よりも低い周波数にて前記第2の超音波を照射することを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。ultrasound.【請求項4】前記照射手段は、前記所定の断層面について前記第1の超音波と前記第2の超音波とを異なるタイミングで照射する一フレーム照射を、前記診断対象に造影剤粒子を蓄積させるための時間間隔によって間歇照射することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。causing.【請求項5】前記間歇送信に基づいて複数の超音波画像を取得した場合、同一の前記送信条件を有する複数の超音波画像を同時に表示する表示手段をさらに具備することを特徴とする請求項4記載の超音波診断装置。according.【請求項6】前記表示手段は、前記同時に表示する複数の超音波画像を経時的に配列し表示することを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。time.【請求項7】前記間歇送信に基づいて複数の超音波画像を取得した場合、同一の前記送信条件を有する複数の超音波画像に基づいて、送信条件毎の輝度変化曲線を演算する手段をさらに具備することを特徴とする請求項4記載の超音波診断装置。うちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項5又は7記載の超音波診断装置。