参照変形体の固定具、超音波探触子、及び超音波診断装置
【課題】スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制する。
【解決手段】本発明の参照変形体の下部固定具２４は、超音波探触子１の超音波送受信面５０の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体１６の鍔部材２２の裏面に当接する挟持面２８が形成された下部枠体３０と、挟持面２８の反対側の面から垂設され超音波探触子に係止可能な係止部３２が形成された下部係合部材３４とを有して構成される。上部固定具２６は、参照変形体の直方体部材２０の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体の鍔部材の表面と当接する挟持面３８が形成された上部枠体４０と、上部枠体の端部から垂設され下部枠体に係止可能な係止部４２が形成された上部係合部材４４とを有して構成される。そして、下部枠体及び上部枠体の挟持面には突起３６，４６が形成される。
【解決手段】本発明の参照変形体の下部固定具２４は、超音波探触子１の超音波送受信面５０の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体１６の鍔部材２２の裏面に当接する挟持面２８が形成された下部枠体３０と、挟持面２８の反対側の面から垂設され超音波探触子に係止可能な係止部３２が形成された下部係合部材３４とを有して構成される。上部固定具２６は、参照変形体の直方体部材２０の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体の鍔部材の表面と当接する挟持面３８が形成された上部枠体４０と、上部枠体の端部から垂設され下部枠体に係止可能な係止部４２が形成された上部係合部材４４とを有して構成される。そして、下部枠体及び上部枠体の挟持面には突起３６，４６が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、参照変形体の固定具、超音波探触子、及び超音波診断装置に係り、特に、被検体の生体組織の硬さ又は軟らかさを示す弾性画像を生成する際に、超音波探触子の超音波送受信面に装着される参照変形体の固定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、例えばＢモード像等の断層像を構成して診断用に表示するものである。
【０００３】
近年、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体を圧迫しながら超音波受信信号を計測し、計測時間が異なる２つの超音波受信信号のフレームデータに基づいて圧迫により生じた生体各部の変位を求め、その変位データに基づいて生体組織の弾性を表す弾性画像を生成することが行なわれている。
【０００４】
この時、弾性率が既知である参照変形体を、超音波探触子の超音波送受信面に装着して、この参照変形体の圧迫に対する変位に基づいて、被検体に加わる圧力を求めることが知られている。特許文献１には、参照変形体を超音波探触子の超音波送受信面に装着する固定具の様々な固定機構が開示されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、参照変形体を、直方体部材とこの直方体部材の周縁に形成された鍔部材で形成し、鍔部材を上下一対の固定具で挟持するとともに、下部固定具を超音波探触子に係合させることにより、参照変形体を超音波送受信面に装着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の参照変形体の固定技術は、スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれることについては考慮されていないと考えられる。
【０００８】
すなわち、参照変形体は例えばオイル系のゲル素材、アクリルアミドなどの水をベースとしたゲル素材、シリコンなどの軟らかい素材をベースとして形成されている。したがって、単に鍔部材を上下一対の固定具で挟持するだけだと、例えば参照変形体を被検体の体表面に当てた状態で平行移動させたり角度を変えたりしながらスクリーニングを行った際に、参照変形体が超音波送受信面からずれるおそれがある。参照変形体が大きくずれた場合には、固定具から外れてしまうおそれもある。
【０００９】
そこで本発明は、スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制する固定具を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明を適用してなる参照変形体の固定具は、直方体部材とこの直方体部材の周縁に形成された鍔部材とを有する参照変形体を超音波探触子の超音波送受信面に装着するものであって、参照変形体の鍔部材を両面から挟持する一対の第１及び第２の固定具を備えて構成される。第１の固定具は、超音波探触子の超音波送受信面の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体の鍔部材の裏面に当接する挟持面が形成された第１の枠体と、この第１の枠体の挟持面の反対側の面から垂設されるとともに超音波探触子に係止可能な係止部が形成された第１の係合部材とを有して構成される。第２の固定具は、参照変形体の直方体部材の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体の鍔部材の表面と当接する挟持面が形成された第２の枠体と、第２の枠体の端部から参照変形体の鍔部材の側面に沿って垂設されるとともに第１の枠体に係止可能な係止部が形成された第２の係合部材とを有して構成される。
【００１１】
そして、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に凹凸が形成されてなることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、参照変形体の鍔部材が挟まれて押圧される第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に凹凸が形成されているので、この凹凸が参照変形体のすべり止めの効果を奏し、スクリーニングを行なっても、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制することができる。
【００１３】
より具体的には、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に突起を形成することにより凹凸を形成することができる。この場合、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に、互いに間隔をあけて複数の突起を形成するのが好ましい。また、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に互いに間隔をあけて複数の突起を形成されるとともに、複数の突起は、対向する辺について対称位置に形成するのが好ましい。
【００１４】
また、参照変形体の鍔部材に穴が形成されている場合には、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、参照変形体の鍔部材に形成された穴に対応して柱状の突起を形成することにより凹凸を形成することができる。これによれば、参照変形体の鍔部材に形成された穴に枠体の挟持面から起立する柱状の突起が嵌まるので、参照変形体のスクリーニングに伴うずれを規制することができる。
【００１５】
また、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、この枠体の辺に沿って突条を形成することにより凹凸を形成することができる。これによれば、スクリーニングの際の参照変形体のずれ方向に対して略直交する方向に突条が形成されるので、効果的に参照変形体のずれを抑制することができる。
【００１６】
さらに、参照変形体の鍔部材の辺に沿って溝が形成されている場合、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、参照変形体の鍔部材の辺に沿って形成された溝に対応して、枠体の辺に沿って突条を形成することにより凹凸を形成することができる。これによれば、参照変形体の鍔部材の溝に枠体の突条がかみ合うように嵌まるので、参照変形体のスクリーニングに伴うずれを規制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制する固定具を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】参照変形体の固定具の第１実施例を示す図である。
【図３】参照変形体の固定具の第２実施例を示す図である。
【図４】参照変形体の固定具の第３実施例を示す図である。
【図５】参照変形体の固定具の第４実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用してなる参照変形体の固定具、超音波探触子、及び超音波診断装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の診断部位の断層画像を得るとともに、生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成して表示するものである。
【００２１】
図1に示すように、超音波診断装置１００は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子１と、超音波探触子１に送信パルスを供給する送信回路２と、超音波探触子で受信された反射エコー信号を受信する受信回路３と、送信回路２と受信回路３を制御する超音波送受信制御回路４と、受信回路３で受信された反射エコー信号に対して整相加算処理を行なう整相加算回路５と、整相加算回路５で整相加算されたＲＦ信号フレームデータに対して各種信号処理を行なう信号処理部６と、白黒スキャンコンバータ７とを備えている。
【００２２】
また、整相加算回路５で整相加算されたＲＦ信号フレームデータから計測時刻の異なる一対のＲＦ信号フレームデータを選択するＲＦ信号フレームデータ選択部８と、一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて変位／歪みを演算する変位・歪み演算部９と、一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて被検体に加えられている圧力を演算する圧力演算部１０と、演算された変位／歪み、及び圧力に基づいて弾性率を演算して弾性フレームデータを生成する弾性率演算部１１と、生成された弾性フレームデータに各種処理を施す弾性データ処理部１２と、カラースキャンコンバータ１３と、白黒スキャンコンバータ７から出力される断層画像及びカラースキャンコンバータ１３から出力される弾性画像に基づいていずれか一方を選択したり、両者を並べたり、両者を重畳したりする切替加算部１４と、切替加算部１４からの出力される画像を表示する画像表示器１５とを備えている。
【００２３】
また、超音波探触子１の超音波送受信面に装着された参照変形体１６と、参照変形体１６を超音波送受信面に固定する固定具１７と、超音波探触子１を上下方向に移動させ、被検体を加圧する被検体圧迫機構１８とを備えている。検者が手動で超音波探触子１を上下方向に移動させて被検体を圧迫する場合には、被検体圧迫機構１８は不要となる。なお参照変形体１６は超音波探触子１の超音波送受信面に密着されて固定されるものである。
【００２４】
以下、超音波診断装置１００の各構成要素の詳細を説明する。超音波探触子１は、図示は省略したがその中には超音波の発生源であるとともに反射エコーを受信する多数の振動子が短冊状に配列して内蔵されており、機械式または電子的にビーム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信する。各振動子は、一般に、入力されるパルス波、又は連続波の送波信号を超音波に変換して発射する機能と、被検体の内部から発射する反射エコーを電気信号（反射エコー信号）に変換して出力する機能を有して形成される。
【００２５】
送信回路２は、超音波探触子１を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、内蔵された送波整相加算回路によって送信される超音波の収束点をある深さに設定するものである。受信回路３は、超音波探触子１で受信した反射エコー信号を所定のゲインで増幅するものである。超音波送受信制御回路４は、送信回路２及び受信回路３を制御することにより超音波を送信及び受信するタイミングを制御するものである。受信回路３で増幅された各振動子の数に対応した数の反射エコー信号が整相加算回路５に入力される。
【００２６】
整相加算回路５は、受信回路３で増幅された反射エコー信号の位相を制御し、ＲＦ信号フレームデータを形成するものである。信号処理部６は、整相加算回路５からのＲＦ信号フレームデータを入力して、ゲイン補正、ログ補正、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の各種信号処理を行なうものである。
【００２７】
白黒スキャンコンバータ７は、信号処理部６から出力されるＲＦ信号フレームデータを超音波周期で取得し、このＲＦ信号フレームデータを表示するためテレビジョン方式の周期で読み出すための断層走査手段及びシステムの制御を行うための手段、例えば、信号処理部６からのＲＦ信号フレームデータをディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器でディジタル化された断層画像データを時系列に記憶する複数枚のフレームメモリと、これらの動作を制御するコントローラなどを含んで構成される。
【００２８】
ＲＦ信号フレームデータ選択部８は、整相加算回路５から出力されるＲＦ信号フレームデータをＲＦ信号フレームデータ選択部８内に備えられたフレームメモリ内に順次確保し（現在確保されたＲＦ信号フレームデータをＲＦ信号フレームデータＮとする。）、超音波診断装置の制御命令に従って時間的に過去のＲＦ信号フレームデータＮ−１、Ｎ−２、Ｎ−３・・・Ｎ−Ｍの中から1つのＲＦ信号フレームデータを選択し（ＲＦ信号フレームデータＸとする。）、変位・歪み演算部９に１組のＲＦ信号フレームデータＮとＲＦ信号フレームデータＸを出力する役割を担うものである。整相加算回路５から出力される信号をＲＦ信号フレームデータと記述したが、ＲＦ信号を複素復調したＩ，Ｑ信号の形式になった信号であってもよい。
【００２９】
変位・歪み演算部９は、ＲＦ信号フレームデータ選択部８によって選択された１組のＲＦ信号フレームデータに基づいて１次元又は２次元の相関処理を実行し、断層画像上の各計測点の変位又は移動ベクトル（変位の方向と大きさ）を計測し、変位フレームデータと相関フレームデータを生成し、変位フレームデータから歪みを演算するものである。歪みの演算については、例えば、その変位を空間微分することによって計算上で求めるものとする。この移動ベクトルの検出法としては、例えば、ブロック・マッチング法やグラジェント法がある。ブロック・マッチング法は、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、現フレーム中の着目しているブロックにもっとも近似しているブロックを前フレームから探索し、これらを参照して符号化を行うものである。
【００３０】
圧力演算部１０は、ＲＦ信号フレームデータを用いて、被検体と参照変形体１６との境界を検出し、検出されたＲＦ信号フレームデータにおける境界の座標を境界座標データとする。そして、境界座標データを用いてＲＦ信号フレームデータにおける参照変形体１６からのＲＦ信号を抽出し、被検体と参照変形体１６の境界に与えられた圧力を演算により求める。
【００３１】
弾性率演算部１１は、変位・歪み演算部９から出力される歪み情報と、圧力演算部１０から出力される圧力情報から弾性率を演算して、弾性率の数値データ（弾性フレームデータ）を生成し、弾性データ処理部１２とカラースキャンコンバータ１３に出力するものである。弾性率の内の一つである、例えばヤング率Ｙｍの演算については、以下の数１式に示すように、各演算点における応力（圧力）を各演算点における歪みで除することにより求める。下記数式において、ｉ，ｊの指標は、フレームデータの座標を表す。
【００３２】
（数１）Ｙｍｉ，ｊ＝圧力（応力）ｉ，ｊ／（歪みｉ，ｊ） （ｉ，ｊ＝１，２，３，…）
【００３３】
弾性データ処理部１２は、弾性率演算部１１から算出された弾性フレームデータに座標変面内におけるスムージング処理、コントラスト最適化処理や、フレーム間における時間軸方向のスムージング処理などの様々な画像処理を行なって、カラースキャンコンバータ１３に送出するようになっている。
【００３４】
カラースキャンコンバータ１３は、弾性データ処理部１２から出力される弾性フレームデータを変換してカラーの弾性画像を生成し、切替加算部１４を介して画像表示器１５に表示させるようになっている。つまり、カラースキャンコンバータ１３は、予め設定された弾性（変位、歪み又は弾性率）の上限値及び下限値の範囲に基づいて、弾性画像に階調化（例えば、２５６階調）された赤、緑、青などの色相コードを付与する。例えば、弾性フレームデータの弾性率が大きく計測された硬い領域は青色コードに変換し、逆に弾性率が小さく計測された柔らかい領域は赤色コードに変換する。なお、カラースキャンコンバータ１３に代えて、白黒スキャンコンバータを用いることができる。この場合は、弾性率が大きく計測された硬い領域は輝度を明るく、逆に弾性率が小さく計測された柔らかい領域は輝度を暗くするなどにより、弾性率の分布を表すことができる。
【００３５】
切替加算部１４は、白黒スキャンコンバータ７から出力される白黒の断層像データと、カラースキャンコンバータ１３から出力されるカラーの弾性画像データとを入力し、両画像を切り替えていずれか一方を表示させる機能と、両画像の一方を半透明にして加算合成して画像表示器１５に重ねて表示させる機能と、両画像を並べて表示させる機能を有して形成されている。
【００３６】
画像表示器１５は、白黒スキャンコンバータ７によって得られた時系列の断層画像データと、カラースキャンコンバータ１３によって得られた時系列の弾性画像を表示するものである。切替加算部１４を介して白黒スキャンコンバータ７及びカラースキャンコンバータ１３から出力される画像データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からアナログビデオ信号を入力して画像として表示するカラーテレビモニタとからなる。
【００３７】
被検体圧迫機構１８は、モータやワイヤなどにより超音波探触子１を上下方向に移動させ、被検体を加圧するものである。なお、操作者が超音波探触子１を上下方向に手動で移動させてもよい。
【００３８】
一般に、弾性画像を表示するために行なう圧迫動作は、超音波探触子１で超音波送受信を行なうとともに被検体を圧迫して診断部位の体腔内に応力分布を与える。本実施形態の超音波診断装置１００では、超音波探触子１の超音波送受信面には固定具１７を用いて参照変形体１６が装着されており、参照変形体１６を被検体の体表に接触させた状態で、被検体を圧迫する。
【００３９】
ここで、超音波探触子１の超音波送受信面に参照変形体１６が装着された状態で被検体を圧迫して弾性画像を生成する場合、参照変形体１６を超音波送受信面にしっかりと固定することが求められる。すなわち、参照変形体は例えばオイル系のゲル素材、アクリルアミドなどの水をベースとしたゲル素材、シリコンなどの軟らかい素材をベースとして形成されている。したがって、例えば参照変形体１６を被検体の体表面に当てた状態で平行移動させたり角度を変えたりしながらスクリーニングを行った際に、参照変形体１６が超音波送受信面からずれるおそれがある。参照変形体が大きくずれた場合には、固定具１７から外れてしまうおそれもある。
【００４０】
以下、本実施形態の特徴部となる参照変形体１６の固定具１７について、各実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００４１】
図２は、参照変形体１６の固定具１７の第１実施例を示す図である。まず、本実施例で用いられる参照変形体１６について説明する。図２（ａ）は参照変形体１６の斜視図である。図２（ａ）に示すように、参照変形体１６は、直方体部材２０と直方体部材２０の周縁に形成された鍔部材２２とを有して形成されている。なお直方体部材２０と鍔部材２２は一体形成されている。
【００４２】
参照変形体１６は、音響結合材料や音響レンズ素材などの超音波減衰が小さく、かつ、音速、音響インピーダンスが生体内のものに近いなど、生体との音響結合特性に優れ、同時に、形状復元性及び保形性にも優れた素材にて構成された材料を用いることが好ましい。例えば参照変形体１６は、オイル系のゲル素材やアクリルアミドなどの水をベースとしたゲル素材、シリコンなどをベースとして形成することができる。粘性の低いアクリルアミドなど素材によって構成されていれば、圧迫操作に俊敏に応答するため圧力計測に適している。
【００４３】
本実施例の固定具１７は、参照変形体１６の鍔部材２２を両面から挟持する一対の固定具つまり第１の固定具としての下部固定具２４と第２の固定具としての上部固定具２６を備えて構成されている。図２（ｂ）は下部固定具２４の斜視図であり、図２（ｃ）は上部固定具２６を底面側から見た平面図である。
【００４４】
図２（ｂ）に示すように、下部固定具２４は、超音波探触子１の超音波送受信面の周縁に沿って枠状に形成されるとともに、参照変形体１６の鍔部材２２の裏面に当接する挟持面２８が形成された下部枠体３０と、下部枠体３０の挟持面２８の反対側の面から垂設されるとともに超音波探触子に係止可能な係止部３２が形成された下部係合部材３４とを有して形成されている。
【００４５】
また、下部枠体３０の挟持面２８には、複数の突起３６が形成されている。突起３６は、下部枠体３０の挟持面２８の対向する辺について対称位置に形成されている。つまり、下部枠体３０の挟持面２８の対向する長辺の対称位置にそれぞれ３つの突起３６が形成されており、対向する短辺の対称位置にそれぞれ１つの突起３６が形成されている。
【００４６】
なお本実施例は、下部枠体３０の長辺及び短辺のそれぞれに一対の下部係合部材３４を設ける例を示しているが、これに限らず長辺と短辺のいずれかに一対の下部係合部材３４を設けてもよい。要は、下部固定具２４を超音波探触子１に係止可能に構成されていればよい。
【００４７】
一方、図２（ｃ）に示すように、上部固定具２６は、参照変形体１６の直方体部材２０の周縁に沿って枠状に形成されるとともに、参照変形体１６の鍔部材２２の表面と当接する挟持面３８が形成された上部枠体４０と、上部枠体４０の端部から参照変形体１６の鍔部材２２の側面に沿って垂設されるとともに下部枠体３０に係止可能な係止部４２が形成された上部係合部材４４とを有して形成されている。本実施例では、上部係合部材４４は、上部枠体４０の長辺にそれぞれ２つずつ設けられており、短辺にそれぞれ１つずつ設けられている。
【００４８】
また、上部枠体４０の挟持面３８には、複数の突起４６が形成されている。突起４６は、上部枠体４０の挟持面３８の対向する辺について対称位置に形成されている。つまり、上部枠体４０の挟持面３８の対向する長辺の対称位置にそれぞれ３つの突起３６が形成されており、対向する短辺の対称位置にそれぞれ１つの突起３６が形成されている。
【００４９】
図２（ｄ）は、参照変形体１６が下部固定具２４及び上部固定具２６に組み付けられた状態を示す斜視図である。図２（ｄ）に示すように、参照変形体１６の直方体部材２０が上部固定具２６の上部枠体４０の中央の穴から出るようにセットされた状態で、下部固定具２４と上部固定具２６を組み付ける。これにより、参照変形体１６の鍔部材２２が下部固定具２４及び上部固定具２６の挟持面２８及び３８に挟まれた状態で組み付けられる。なお、上部固定具２６に設けられた６箇所の上部係合部材４４の係止部４２を下部枠体３０に引っかけることにより、下部固定具２４と上部固定具２６は参照変形体１６を挟んで組み付けられる。
【００５０】
図２（ｅ）は、図２（ｄ）に示した参照変形体１６、下部固定具２４及び上部固定具２６が超音波探触子１に組みつけられた状態を示す縦断面図である。図２（ｅ）に示すように、下部固定具２４の下部係合部材３４に設けられた係止部３２を超音波探触子１に引っかけることにより、参照変形体１６、下部固定具２４及び上部固定具２６が超音波探触子１に組みつけられる。このように参照変形体１６、下部固定具２４及び上部固定具２６を超音波探触子１に組みつけることにより、参照変形体１６の直方体部材２０の裏面が超音波探触子の超音波送受信面５０に密着するようになっている。
【００５１】
本実施例によれば、参照変形体１６の鍔部材２２を挟んで押圧する下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８に突起３６，４６が形成されて凹凸が形成されているので、この凹凸が参照変形体１６のすべり止めの効果を奏し、スクリーニングを行なっても、参照変形体１６が超音波探触子１の超音波送受信面からずれるのを抑制することができる。また、スクリーニングや圧迫を加えた場合に、参照変形体１６の直方体部材２０に大きな歪みを与えることなく参照変形体１６の固定が可能となる。また、本実施例のように下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８にまんべんなく突起３６，４６を形成することにより、あらゆる方向にスクリーニングを行っても参照変形体１６が超音波送受信面からずれたり、固定具１７から外れたりすることを防止できる。
【００５２】
なお、突起３６，４６は、半球、円柱、多角柱、円錐台、多角錐台などの形状とすることができる。また、突起の上面を例えば波状などに形成してもよい。また、突起３６，４６は、下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８の対応する位置に形成することもできるし、参照変形体１６の鍔部材２２を挟み込んだ状態において、交互に鍔部材を押圧するような位置に形成することもできる。
【００５３】
また、下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８のいずれか一方のみ突起を形成してもよい。また、本実施例では下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８の長辺にそれぞれ３つ、短辺にそれぞれ１つの突起を形成したが、これには限られず、下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８に適宜の間隔で複数の突起を形成することができる。
【００５４】
また、本実施例の参照変形体１６は、直方体部材２０の周縁の高さ方向下端に鍔部材２２を形成する例を示したが、これに限らず、直方体部材２０の周縁の高さ方向中央に鍔部材２２を形成することもできる。この場合、参照変形体１６を超音波探触子１に組み付けた際に参照変形体１６が超音波探触子１の超音波送受信面５０に密接するように、下部固定具２４の下部係合部材３４の長さ寸法を適宜調整すればよい。
【実施例２】
【００５５】
続いて、参照変形体の第２実施例について説明する。図３は、参照変形体１６の固定具１７の第２実施例を示す図である。本実施例は、参照変形体１６の鍔部材２２に複数の穴が形成されている点、下部枠体３０の挟持面２８に柱状の突起が形成される点、及び上部枠体４０の挟持面３８に凹部が形成されている点のみが第１実施例と異なるので、第１実施例と同様の構成については説明を省略する。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、本実施例の参照変形体１６は、鍔部材２２に複数の穴６０が形成されている。より具体的には、鍔部材２２の長辺にそれぞれ３つの穴６０が形成されており、短辺にそれぞれ１つの穴６０が形成されている。
【００５７】
一方、図３（ｂ）に示すように、下部枠体３０の挟持面２８には、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に対応した位置に柱状の突起６２が形成されている。また、図３（ｃ）に示すように、上部枠体４０の挟持面３８には、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に対応した位置に凹部６４が形成されている。突起６２と凹部６４は、オス―メスのように対になって形成されている。これにより、参照変形体１６を挟んで下部固定具２４と上部固定具２６を組み付ける際に、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に、下部枠体３０の挟持面２８から起立する柱状の突起６２が通って嵌まるようになっている。
【００５８】
本実施例によれば、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に下部枠体３０の挟持面２８から起立する柱状の突起６２が嵌まるので、あらゆる方向にスクリーニングを行っても参照変形体１６のスクリーニングに伴うずれを規制することができる。その結果、参照変形体１６が固定具１７から外れないようにすることができる。
【００５９】
なお、本実施例では、上部枠体４０の挟持面３８に凹部６４を形成しているが、突起６２の高さ寸法を短くした場合には、凹部６４を形成する必要はない。また、本実施例では、下部枠体３０の挟持面２８に突起６２を形成したが、これに限らず、上部枠体４０の挟持面３８に突起６２を形成してもよい。また、下部枠体３０の挟持面２８及び上部枠体４０の挟持面３８の両方に突起６２を形成してもよい。
【００６０】
また、下部枠体３０の挟持面２８に突起６２を形成し、上部枠体４０の挟持面３８に凹部６４を形成することに加えて、下部枠体３０の挟持面２８の突起６２の周囲及び上部枠体４０の挟持面３８の凹部６４の周囲に、例えば半球などの突起を形成してもよい。突起は、半球、円柱、多角柱、円錐台、多角錐台、幾何学模様などの形状とすることができる。また、突起の上面を例えば波状などに形成してもよい。
【実施例３】
【００６１】
続いて、参照変形体の第３実施例について説明する。図４は、参照変形体１６の固定具１７の第３実施例を示す図である。本実施例は、参照変形体１６の鍔部材２２の辺に沿って複数の溝が形成されている点、下部枠体３０の挟持面２８及び上部枠体４０の挟持面３８に辺に沿って複数の突条が形成されている点のみが第１実施例と異なるので、第１実施例と同様の構成については説明を省略する。
【００６２】
図４（ａ）に示すように、本実施例の参照変形体１６の鍔部材２２には辺に沿って複数の溝７０が形成されている。より具体的には、参照変形体１６の鍔部材の表面の長辺及び短辺にそれぞれ辺に沿って３本の溝７０が形成されている。なお、図４（ａ）には図示されていないが、参照変形体１６の鍔部材２２の裏面にも、表面と同様に、長辺及び短辺にそれぞれ辺に沿って３本の溝７０が形成されている。
【００６３】
一方、図４（ｂ）に示すように、下部枠体３０の挟持面２８には、参照変形体１６の鍔部材２２の裏面の辺に沿って形成された溝７０に対応する位置に、下部枠体３０の辺に沿って複数の突条７２が形成されている。また、図４（ｃ）に示すように、上部枠体４０の挟持面３８には、参照変形体１６の鍔部材２２の表面の辺に沿って形成された溝７０に対応する位置に、下部枠体３０の辺に沿って複数の突条７４が形成されている。
【００６４】
本実施例によれば、図４（ｅ）に示すように、参照変形体１６が下部固定具２４と上部固定具２６に挟まれて組みつけられたときに、参照変形体１６の鍔部材２２の溝７０と、下部枠体３０の挟持面２８及び上部枠体４０の挟持面３８に形成された突条７２，７４がかみ合うように挟持される。したがって、スクリーニングの際の参照変形体１６のずれを規制することができる。特に、スクリーニングの際の参照変形体１６のずれ方向に対して略直交する方向に溝７０と突条７２，７４が形成されるので、効果的に参照変形体のずれを抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施例では直線状の溝７０及び突条７２，７４を示したが、これに限らず、溝７０及び突条７２，７４は、波線、破線、格子状、水玉、幾何学模様に形成することができる。
【実施例４】
【００６６】
続いて、参照変形体の第４実施例について説明する。図５は、参照変形体１６の固定具１７の第４実施例を示す図である。本実施例は、変形参照体が固定具の役割も果たすように一体形成された場合の実施例である。
【００６７】
図５（ａ）は本実施例の参照変形体の側面図である。図５（ｂ）は参照変形体の底面図である。図５(ｃ)は参照変形体を超音波探触子１に組み付けた状態を示す縦断面図である。図５（ａ）〜図５(ｃ)に示すよう、本実施例の参照変形体は、超音波探触子１の超音波送受信面５０に接する直方体部材からなる参照変形部８０と、参照変形部８０の周縁から超音波探触子１に沿って垂設される固定部８２とを有して構成されており、固定部８２の開口端には、ゴム状部８４が設けられている。
【００６８】
参照変形体は、直接、超音波探触子１にかぶせるように装着され、ゴム状部８４によって超音波探触子１に固定される。また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、本実施例では、固定部８２の超音波探触子１と接する面に、上下２段に突起８６，８８が形成されている。
【００６９】
本実施例によれば、突起８６，８８が参照変形体のすべり止めの効果を奏するので、参照変形体を超音波探触子１に装着してスクリーニングを行なっても、参照変形体が超音波探触子１の超音波送受信面５０からずれるのを抑制することができる。
【００７０】
なお、突起は、半球、円柱、多角柱、円錐台、多角錐台、直方体や波状、幾何学模様に形成することができる。の突起であってもよい。また、突起の上面を例えば波状などに形成してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１ 超音波探触子
６ 信号処理部
１２ 弾性データ処理部
１５ 画像表示器
１６ 参照変形体
１７ 固定具
２０ 直方体部材
２２ 鍔部材
２４ 下部固定具
２６ 上部固定具
２８，３８ 挟持面
３０ 下部枠体
３２，４２ 係止部
３４ 下部係合部材
３６，４６ 突起
４０ 上部枠体
４４ 上部係合部材
５０ 超音波送受信面
６０ 穴
６２ 突起
６４ 凹部
７０ 溝
７２，７４ 突条
１００ 超音波診断装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、参照変形体の固定具、超音波探触子、及び超音波診断装置に係り、特に、被検体の生体組織の硬さ又は軟らかさを示す弾性画像を生成する際に、超音波探触子の超音波送受信面に装着される参照変形体の固定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体内部から生体組織の構造に応じた超音波の反射エコー信号を受信し、例えばＢモード像等の断層像を構成して診断用に表示するものである。
【０００３】
近年、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体を圧迫しながら超音波受信信号を計測し、計測時間が異なる２つの超音波受信信号のフレームデータに基づいて圧迫により生じた生体各部の変位を求め、その変位データに基づいて生体組織の弾性を表す弾性画像を生成することが行なわれている。
【０００４】
この時、弾性率が既知である参照変形体を、超音波探触子の超音波送受信面に装着して、この参照変形体の圧迫に対する変位に基づいて、被検体に加わる圧力を求めることが知られている。特許文献１には、参照変形体を超音波探触子の超音波送受信面に装着する固定具の様々な固定機構が開示されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、参照変形体を、直方体部材とこの直方体部材の周縁に形成された鍔部材で形成し、鍔部材を上下一対の固定具で挟持するとともに、下部固定具を超音波探触子に係合させることにより、参照変形体を超音波送受信面に装着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の参照変形体の固定技術は、スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれることについては考慮されていないと考えられる。
【０００８】
すなわち、参照変形体は例えばオイル系のゲル素材、アクリルアミドなどの水をベースとしたゲル素材、シリコンなどの軟らかい素材をベースとして形成されている。したがって、単に鍔部材を上下一対の固定具で挟持するだけだと、例えば参照変形体を被検体の体表面に当てた状態で平行移動させたり角度を変えたりしながらスクリーニングを行った際に、参照変形体が超音波送受信面からずれるおそれがある。参照変形体が大きくずれた場合には、固定具から外れてしまうおそれもある。
【０００９】
そこで本発明は、スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制する固定具を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明を適用してなる参照変形体の固定具は、直方体部材とこの直方体部材の周縁に形成された鍔部材とを有する参照変形体を超音波探触子の超音波送受信面に装着するものであって、参照変形体の鍔部材を両面から挟持する一対の第１及び第２の固定具を備えて構成される。第１の固定具は、超音波探触子の超音波送受信面の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体の鍔部材の裏面に当接する挟持面が形成された第１の枠体と、この第１の枠体の挟持面の反対側の面から垂設されるとともに超音波探触子に係止可能な係止部が形成された第１の係合部材とを有して構成される。第２の固定具は、参照変形体の直方体部材の周縁に沿って枠状に形成されるとともに参照変形体の鍔部材の表面と当接する挟持面が形成された第２の枠体と、第２の枠体の端部から参照変形体の鍔部材の側面に沿って垂設されるとともに第１の枠体に係止可能な係止部が形成された第２の係合部材とを有して構成される。
【００１１】
そして、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に凹凸が形成されてなることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、参照変形体の鍔部材が挟まれて押圧される第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に凹凸が形成されているので、この凹凸が参照変形体のすべり止めの効果を奏し、スクリーニングを行なっても、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制することができる。
【００１３】
より具体的には、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に突起を形成することにより凹凸を形成することができる。この場合、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に、互いに間隔をあけて複数の突起を形成するのが好ましい。また、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に互いに間隔をあけて複数の突起を形成されるとともに、複数の突起は、対向する辺について対称位置に形成するのが好ましい。
【００１４】
また、参照変形体の鍔部材に穴が形成されている場合には、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、参照変形体の鍔部材に形成された穴に対応して柱状の突起を形成することにより凹凸を形成することができる。これによれば、参照変形体の鍔部材に形成された穴に枠体の挟持面から起立する柱状の突起が嵌まるので、参照変形体のスクリーニングに伴うずれを規制することができる。
【００１５】
また、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、この枠体の辺に沿って突条を形成することにより凹凸を形成することができる。これによれば、スクリーニングの際の参照変形体のずれ方向に対して略直交する方向に突条が形成されるので、効果的に参照変形体のずれを抑制することができる。
【００１６】
さらに、参照変形体の鍔部材の辺に沿って溝が形成されている場合、第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、参照変形体の鍔部材の辺に沿って形成された溝に対応して、枠体の辺に沿って突条を形成することにより凹凸を形成することができる。これによれば、参照変形体の鍔部材の溝に枠体の突条がかみ合うように嵌まるので、参照変形体のスクリーニングに伴うずれを規制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スクリーニングを行なった際に、参照変形体が超音波探触子の超音波送受信面からずれるのを抑制する固定具を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】参照変形体の固定具の第１実施例を示す図である。
【図３】参照変形体の固定具の第２実施例を示す図である。
【図４】参照変形体の固定具の第３実施例を示す図である。
【図５】参照変形体の固定具の第４実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用してなる参照変形体の固定具、超音波探触子、及び超音波診断装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２０】
図１は、本実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の診断部位の断層画像を得るとともに、生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成して表示するものである。
【００２１】
図1に示すように、超音波診断装置１００は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子１と、超音波探触子１に送信パルスを供給する送信回路２と、超音波探触子で受信された反射エコー信号を受信する受信回路３と、送信回路２と受信回路３を制御する超音波送受信制御回路４と、受信回路３で受信された反射エコー信号に対して整相加算処理を行なう整相加算回路５と、整相加算回路５で整相加算されたＲＦ信号フレームデータに対して各種信号処理を行なう信号処理部６と、白黒スキャンコンバータ７とを備えている。
【００２２】
また、整相加算回路５で整相加算されたＲＦ信号フレームデータから計測時刻の異なる一対のＲＦ信号フレームデータを選択するＲＦ信号フレームデータ選択部８と、一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて変位／歪みを演算する変位・歪み演算部９と、一対のＲＦ信号フレームデータに基づいて被検体に加えられている圧力を演算する圧力演算部１０と、演算された変位／歪み、及び圧力に基づいて弾性率を演算して弾性フレームデータを生成する弾性率演算部１１と、生成された弾性フレームデータに各種処理を施す弾性データ処理部１２と、カラースキャンコンバータ１３と、白黒スキャンコンバータ７から出力される断層画像及びカラースキャンコンバータ１３から出力される弾性画像に基づいていずれか一方を選択したり、両者を並べたり、両者を重畳したりする切替加算部１４と、切替加算部１４からの出力される画像を表示する画像表示器１５とを備えている。
【００２３】
また、超音波探触子１の超音波送受信面に装着された参照変形体１６と、参照変形体１６を超音波送受信面に固定する固定具１７と、超音波探触子１を上下方向に移動させ、被検体を加圧する被検体圧迫機構１８とを備えている。検者が手動で超音波探触子１を上下方向に移動させて被検体を圧迫する場合には、被検体圧迫機構１８は不要となる。なお参照変形体１６は超音波探触子１の超音波送受信面に密着されて固定されるものである。
【００２４】
以下、超音波診断装置１００の各構成要素の詳細を説明する。超音波探触子１は、図示は省略したがその中には超音波の発生源であるとともに反射エコーを受信する多数の振動子が短冊状に配列して内蔵されており、機械式または電子的にビーム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信する。各振動子は、一般に、入力されるパルス波、又は連続波の送波信号を超音波に変換して発射する機能と、被検体の内部から発射する反射エコーを電気信号（反射エコー信号）に変換して出力する機能を有して形成される。
【００２５】
送信回路２は、超音波探触子１を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、内蔵された送波整相加算回路によって送信される超音波の収束点をある深さに設定するものである。受信回路３は、超音波探触子１で受信した反射エコー信号を所定のゲインで増幅するものである。超音波送受信制御回路４は、送信回路２及び受信回路３を制御することにより超音波を送信及び受信するタイミングを制御するものである。受信回路３で増幅された各振動子の数に対応した数の反射エコー信号が整相加算回路５に入力される。
【００２６】
整相加算回路５は、受信回路３で増幅された反射エコー信号の位相を制御し、ＲＦ信号フレームデータを形成するものである。信号処理部６は、整相加算回路５からのＲＦ信号フレームデータを入力して、ゲイン補正、ログ補正、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の各種信号処理を行なうものである。
【００２７】
白黒スキャンコンバータ７は、信号処理部６から出力されるＲＦ信号フレームデータを超音波周期で取得し、このＲＦ信号フレームデータを表示するためテレビジョン方式の周期で読み出すための断層走査手段及びシステムの制御を行うための手段、例えば、信号処理部６からのＲＦ信号フレームデータをディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器でディジタル化された断層画像データを時系列に記憶する複数枚のフレームメモリと、これらの動作を制御するコントローラなどを含んで構成される。
【００２８】
ＲＦ信号フレームデータ選択部８は、整相加算回路５から出力されるＲＦ信号フレームデータをＲＦ信号フレームデータ選択部８内に備えられたフレームメモリ内に順次確保し（現在確保されたＲＦ信号フレームデータをＲＦ信号フレームデータＮとする。）、超音波診断装置の制御命令に従って時間的に過去のＲＦ信号フレームデータＮ−１、Ｎ−２、Ｎ−３・・・Ｎ−Ｍの中から1つのＲＦ信号フレームデータを選択し（ＲＦ信号フレームデータＸとする。）、変位・歪み演算部９に１組のＲＦ信号フレームデータＮとＲＦ信号フレームデータＸを出力する役割を担うものである。整相加算回路５から出力される信号をＲＦ信号フレームデータと記述したが、ＲＦ信号を複素復調したＩ，Ｑ信号の形式になった信号であってもよい。
【００２９】
変位・歪み演算部９は、ＲＦ信号フレームデータ選択部８によって選択された１組のＲＦ信号フレームデータに基づいて１次元又は２次元の相関処理を実行し、断層画像上の各計測点の変位又は移動ベクトル（変位の方向と大きさ）を計測し、変位フレームデータと相関フレームデータを生成し、変位フレームデータから歪みを演算するものである。歪みの演算については、例えば、その変位を空間微分することによって計算上で求めるものとする。この移動ベクトルの検出法としては、例えば、ブロック・マッチング法やグラジェント法がある。ブロック・マッチング法は、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、現フレーム中の着目しているブロックにもっとも近似しているブロックを前フレームから探索し、これらを参照して符号化を行うものである。
【００３０】
圧力演算部１０は、ＲＦ信号フレームデータを用いて、被検体と参照変形体１６との境界を検出し、検出されたＲＦ信号フレームデータにおける境界の座標を境界座標データとする。そして、境界座標データを用いてＲＦ信号フレームデータにおける参照変形体１６からのＲＦ信号を抽出し、被検体と参照変形体１６の境界に与えられた圧力を演算により求める。
【００３１】
弾性率演算部１１は、変位・歪み演算部９から出力される歪み情報と、圧力演算部１０から出力される圧力情報から弾性率を演算して、弾性率の数値データ（弾性フレームデータ）を生成し、弾性データ処理部１２とカラースキャンコンバータ１３に出力するものである。弾性率の内の一つである、例えばヤング率Ｙｍの演算については、以下の数１式に示すように、各演算点における応力（圧力）を各演算点における歪みで除することにより求める。下記数式において、ｉ，ｊの指標は、フレームデータの座標を表す。
【００３２】
（数１）Ｙｍｉ，ｊ＝圧力（応力）ｉ，ｊ／（歪みｉ，ｊ） （ｉ，ｊ＝１，２，３，…）
【００３３】
弾性データ処理部１２は、弾性率演算部１１から算出された弾性フレームデータに座標変面内におけるスムージング処理、コントラスト最適化処理や、フレーム間における時間軸方向のスムージング処理などの様々な画像処理を行なって、カラースキャンコンバータ１３に送出するようになっている。
【００３４】
カラースキャンコンバータ１３は、弾性データ処理部１２から出力される弾性フレームデータを変換してカラーの弾性画像を生成し、切替加算部１４を介して画像表示器１５に表示させるようになっている。つまり、カラースキャンコンバータ１３は、予め設定された弾性（変位、歪み又は弾性率）の上限値及び下限値の範囲に基づいて、弾性画像に階調化（例えば、２５６階調）された赤、緑、青などの色相コードを付与する。例えば、弾性フレームデータの弾性率が大きく計測された硬い領域は青色コードに変換し、逆に弾性率が小さく計測された柔らかい領域は赤色コードに変換する。なお、カラースキャンコンバータ１３に代えて、白黒スキャンコンバータを用いることができる。この場合は、弾性率が大きく計測された硬い領域は輝度を明るく、逆に弾性率が小さく計測された柔らかい領域は輝度を暗くするなどにより、弾性率の分布を表すことができる。
【００３５】
切替加算部１４は、白黒スキャンコンバータ７から出力される白黒の断層像データと、カラースキャンコンバータ１３から出力されるカラーの弾性画像データとを入力し、両画像を切り替えていずれか一方を表示させる機能と、両画像の一方を半透明にして加算合成して画像表示器１５に重ねて表示させる機能と、両画像を並べて表示させる機能を有して形成されている。
【００３６】
画像表示器１５は、白黒スキャンコンバータ７によって得られた時系列の断層画像データと、カラースキャンコンバータ１３によって得られた時系列の弾性画像を表示するものである。切替加算部１４を介して白黒スキャンコンバータ７及びカラースキャンコンバータ１３から出力される画像データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からアナログビデオ信号を入力して画像として表示するカラーテレビモニタとからなる。
【００３７】
被検体圧迫機構１８は、モータやワイヤなどにより超音波探触子１を上下方向に移動させ、被検体を加圧するものである。なお、操作者が超音波探触子１を上下方向に手動で移動させてもよい。
【００３８】
一般に、弾性画像を表示するために行なう圧迫動作は、超音波探触子１で超音波送受信を行なうとともに被検体を圧迫して診断部位の体腔内に応力分布を与える。本実施形態の超音波診断装置１００では、超音波探触子１の超音波送受信面には固定具１７を用いて参照変形体１６が装着されており、参照変形体１６を被検体の体表に接触させた状態で、被検体を圧迫する。
【００３９】
ここで、超音波探触子１の超音波送受信面に参照変形体１６が装着された状態で被検体を圧迫して弾性画像を生成する場合、参照変形体１６を超音波送受信面にしっかりと固定することが求められる。すなわち、参照変形体は例えばオイル系のゲル素材、アクリルアミドなどの水をベースとしたゲル素材、シリコンなどの軟らかい素材をベースとして形成されている。したがって、例えば参照変形体１６を被検体の体表面に当てた状態で平行移動させたり角度を変えたりしながらスクリーニングを行った際に、参照変形体１６が超音波送受信面からずれるおそれがある。参照変形体が大きくずれた場合には、固定具１７から外れてしまうおそれもある。
【００４０】
以下、本実施形態の特徴部となる参照変形体１６の固定具１７について、各実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００４１】
図２は、参照変形体１６の固定具１７の第１実施例を示す図である。まず、本実施例で用いられる参照変形体１６について説明する。図２（ａ）は参照変形体１６の斜視図である。図２（ａ）に示すように、参照変形体１６は、直方体部材２０と直方体部材２０の周縁に形成された鍔部材２２とを有して形成されている。なお直方体部材２０と鍔部材２２は一体形成されている。
【００４２】
参照変形体１６は、音響結合材料や音響レンズ素材などの超音波減衰が小さく、かつ、音速、音響インピーダンスが生体内のものに近いなど、生体との音響結合特性に優れ、同時に、形状復元性及び保形性にも優れた素材にて構成された材料を用いることが好ましい。例えば参照変形体１６は、オイル系のゲル素材やアクリルアミドなどの水をベースとしたゲル素材、シリコンなどをベースとして形成することができる。粘性の低いアクリルアミドなど素材によって構成されていれば、圧迫操作に俊敏に応答するため圧力計測に適している。
【００４３】
本実施例の固定具１７は、参照変形体１６の鍔部材２２を両面から挟持する一対の固定具つまり第１の固定具としての下部固定具２４と第２の固定具としての上部固定具２６を備えて構成されている。図２（ｂ）は下部固定具２４の斜視図であり、図２（ｃ）は上部固定具２６を底面側から見た平面図である。
【００４４】
図２（ｂ）に示すように、下部固定具２４は、超音波探触子１の超音波送受信面の周縁に沿って枠状に形成されるとともに、参照変形体１６の鍔部材２２の裏面に当接する挟持面２８が形成された下部枠体３０と、下部枠体３０の挟持面２８の反対側の面から垂設されるとともに超音波探触子に係止可能な係止部３２が形成された下部係合部材３４とを有して形成されている。
【００４５】
また、下部枠体３０の挟持面２８には、複数の突起３６が形成されている。突起３６は、下部枠体３０の挟持面２８の対向する辺について対称位置に形成されている。つまり、下部枠体３０の挟持面２８の対向する長辺の対称位置にそれぞれ３つの突起３６が形成されており、対向する短辺の対称位置にそれぞれ１つの突起３６が形成されている。
【００４６】
なお本実施例は、下部枠体３０の長辺及び短辺のそれぞれに一対の下部係合部材３４を設ける例を示しているが、これに限らず長辺と短辺のいずれかに一対の下部係合部材３４を設けてもよい。要は、下部固定具２４を超音波探触子１に係止可能に構成されていればよい。
【００４７】
一方、図２（ｃ）に示すように、上部固定具２６は、参照変形体１６の直方体部材２０の周縁に沿って枠状に形成されるとともに、参照変形体１６の鍔部材２２の表面と当接する挟持面３８が形成された上部枠体４０と、上部枠体４０の端部から参照変形体１６の鍔部材２２の側面に沿って垂設されるとともに下部枠体３０に係止可能な係止部４２が形成された上部係合部材４４とを有して形成されている。本実施例では、上部係合部材４４は、上部枠体４０の長辺にそれぞれ２つずつ設けられており、短辺にそれぞれ１つずつ設けられている。
【００４８】
また、上部枠体４０の挟持面３８には、複数の突起４６が形成されている。突起４６は、上部枠体４０の挟持面３８の対向する辺について対称位置に形成されている。つまり、上部枠体４０の挟持面３８の対向する長辺の対称位置にそれぞれ３つの突起３６が形成されており、対向する短辺の対称位置にそれぞれ１つの突起３６が形成されている。
【００４９】
図２（ｄ）は、参照変形体１６が下部固定具２４及び上部固定具２６に組み付けられた状態を示す斜視図である。図２（ｄ）に示すように、参照変形体１６の直方体部材２０が上部固定具２６の上部枠体４０の中央の穴から出るようにセットされた状態で、下部固定具２４と上部固定具２６を組み付ける。これにより、参照変形体１６の鍔部材２２が下部固定具２４及び上部固定具２６の挟持面２８及び３８に挟まれた状態で組み付けられる。なお、上部固定具２６に設けられた６箇所の上部係合部材４４の係止部４２を下部枠体３０に引っかけることにより、下部固定具２４と上部固定具２６は参照変形体１６を挟んで組み付けられる。
【００５０】
図２（ｅ）は、図２（ｄ）に示した参照変形体１６、下部固定具２４及び上部固定具２６が超音波探触子１に組みつけられた状態を示す縦断面図である。図２（ｅ）に示すように、下部固定具２４の下部係合部材３４に設けられた係止部３２を超音波探触子１に引っかけることにより、参照変形体１６、下部固定具２４及び上部固定具２６が超音波探触子１に組みつけられる。このように参照変形体１６、下部固定具２４及び上部固定具２６を超音波探触子１に組みつけることにより、参照変形体１６の直方体部材２０の裏面が超音波探触子の超音波送受信面５０に密着するようになっている。
【００５１】
本実施例によれば、参照変形体１６の鍔部材２２を挟んで押圧する下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８に突起３６，４６が形成されて凹凸が形成されているので、この凹凸が参照変形体１６のすべり止めの効果を奏し、スクリーニングを行なっても、参照変形体１６が超音波探触子１の超音波送受信面からずれるのを抑制することができる。また、スクリーニングや圧迫を加えた場合に、参照変形体１６の直方体部材２０に大きな歪みを与えることなく参照変形体１６の固定が可能となる。また、本実施例のように下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８にまんべんなく突起３６，４６を形成することにより、あらゆる方向にスクリーニングを行っても参照変形体１６が超音波送受信面からずれたり、固定具１７から外れたりすることを防止できる。
【００５２】
なお、突起３６，４６は、半球、円柱、多角柱、円錐台、多角錐台などの形状とすることができる。また、突起の上面を例えば波状などに形成してもよい。また、突起３６，４６は、下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８の対応する位置に形成することもできるし、参照変形体１６の鍔部材２２を挟み込んだ状態において、交互に鍔部材を押圧するような位置に形成することもできる。
【００５３】
また、下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８のいずれか一方のみ突起を形成してもよい。また、本実施例では下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８の長辺にそれぞれ３つ、短辺にそれぞれ１つの突起を形成したが、これには限られず、下部枠体３０及び上部枠体４０の挟持面２８，３８に適宜の間隔で複数の突起を形成することができる。
【００５４】
また、本実施例の参照変形体１６は、直方体部材２０の周縁の高さ方向下端に鍔部材２２を形成する例を示したが、これに限らず、直方体部材２０の周縁の高さ方向中央に鍔部材２２を形成することもできる。この場合、参照変形体１６を超音波探触子１に組み付けた際に参照変形体１６が超音波探触子１の超音波送受信面５０に密接するように、下部固定具２４の下部係合部材３４の長さ寸法を適宜調整すればよい。
【実施例２】
【００５５】
続いて、参照変形体の第２実施例について説明する。図３は、参照変形体１６の固定具１７の第２実施例を示す図である。本実施例は、参照変形体１６の鍔部材２２に複数の穴が形成されている点、下部枠体３０の挟持面２８に柱状の突起が形成される点、及び上部枠体４０の挟持面３８に凹部が形成されている点のみが第１実施例と異なるので、第１実施例と同様の構成については説明を省略する。
【００５６】
図３（ａ）に示すように、本実施例の参照変形体１６は、鍔部材２２に複数の穴６０が形成されている。より具体的には、鍔部材２２の長辺にそれぞれ３つの穴６０が形成されており、短辺にそれぞれ１つの穴６０が形成されている。
【００５７】
一方、図３（ｂ）に示すように、下部枠体３０の挟持面２８には、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に対応した位置に柱状の突起６２が形成されている。また、図３（ｃ）に示すように、上部枠体４０の挟持面３８には、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に対応した位置に凹部６４が形成されている。突起６２と凹部６４は、オス―メスのように対になって形成されている。これにより、参照変形体１６を挟んで下部固定具２４と上部固定具２６を組み付ける際に、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に、下部枠体３０の挟持面２８から起立する柱状の突起６２が通って嵌まるようになっている。
【００５８】
本実施例によれば、参照変形体１６の鍔部材２２に形成された穴６０に下部枠体３０の挟持面２８から起立する柱状の突起６２が嵌まるので、あらゆる方向にスクリーニングを行っても参照変形体１６のスクリーニングに伴うずれを規制することができる。その結果、参照変形体１６が固定具１７から外れないようにすることができる。
【００５９】
なお、本実施例では、上部枠体４０の挟持面３８に凹部６４を形成しているが、突起６２の高さ寸法を短くした場合には、凹部６４を形成する必要はない。また、本実施例では、下部枠体３０の挟持面２８に突起６２を形成したが、これに限らず、上部枠体４０の挟持面３８に突起６２を形成してもよい。また、下部枠体３０の挟持面２８及び上部枠体４０の挟持面３８の両方に突起６２を形成してもよい。
【００６０】
また、下部枠体３０の挟持面２８に突起６２を形成し、上部枠体４０の挟持面３８に凹部６４を形成することに加えて、下部枠体３０の挟持面２８の突起６２の周囲及び上部枠体４０の挟持面３８の凹部６４の周囲に、例えば半球などの突起を形成してもよい。突起は、半球、円柱、多角柱、円錐台、多角錐台、幾何学模様などの形状とすることができる。また、突起の上面を例えば波状などに形成してもよい。
【実施例３】
【００６１】
続いて、参照変形体の第３実施例について説明する。図４は、参照変形体１６の固定具１７の第３実施例を示す図である。本実施例は、参照変形体１６の鍔部材２２の辺に沿って複数の溝が形成されている点、下部枠体３０の挟持面２８及び上部枠体４０の挟持面３８に辺に沿って複数の突条が形成されている点のみが第１実施例と異なるので、第１実施例と同様の構成については説明を省略する。
【００６２】
図４（ａ）に示すように、本実施例の参照変形体１６の鍔部材２２には辺に沿って複数の溝７０が形成されている。より具体的には、参照変形体１６の鍔部材の表面の長辺及び短辺にそれぞれ辺に沿って３本の溝７０が形成されている。なお、図４（ａ）には図示されていないが、参照変形体１６の鍔部材２２の裏面にも、表面と同様に、長辺及び短辺にそれぞれ辺に沿って３本の溝７０が形成されている。
【００６３】
一方、図４（ｂ）に示すように、下部枠体３０の挟持面２８には、参照変形体１６の鍔部材２２の裏面の辺に沿って形成された溝７０に対応する位置に、下部枠体３０の辺に沿って複数の突条７２が形成されている。また、図４（ｃ）に示すように、上部枠体４０の挟持面３８には、参照変形体１６の鍔部材２２の表面の辺に沿って形成された溝７０に対応する位置に、下部枠体３０の辺に沿って複数の突条７４が形成されている。
【００６４】
本実施例によれば、図４（ｅ）に示すように、参照変形体１６が下部固定具２４と上部固定具２６に挟まれて組みつけられたときに、参照変形体１６の鍔部材２２の溝７０と、下部枠体３０の挟持面２８及び上部枠体４０の挟持面３８に形成された突条７２，７４がかみ合うように挟持される。したがって、スクリーニングの際の参照変形体１６のずれを規制することができる。特に、スクリーニングの際の参照変形体１６のずれ方向に対して略直交する方向に溝７０と突条７２，７４が形成されるので、効果的に参照変形体のずれを抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施例では直線状の溝７０及び突条７２，７４を示したが、これに限らず、溝７０及び突条７２，７４は、波線、破線、格子状、水玉、幾何学模様に形成することができる。
【実施例４】
【００６６】
続いて、参照変形体の第４実施例について説明する。図５は、参照変形体１６の固定具１７の第４実施例を示す図である。本実施例は、変形参照体が固定具の役割も果たすように一体形成された場合の実施例である。
【００６７】
図５（ａ）は本実施例の参照変形体の側面図である。図５（ｂ）は参照変形体の底面図である。図５(ｃ)は参照変形体を超音波探触子１に組み付けた状態を示す縦断面図である。図５（ａ）〜図５(ｃ)に示すよう、本実施例の参照変形体は、超音波探触子１の超音波送受信面５０に接する直方体部材からなる参照変形部８０と、参照変形部８０の周縁から超音波探触子１に沿って垂設される固定部８２とを有して構成されており、固定部８２の開口端には、ゴム状部８４が設けられている。
【００６８】
参照変形体は、直接、超音波探触子１にかぶせるように装着され、ゴム状部８４によって超音波探触子１に固定される。また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、本実施例では、固定部８２の超音波探触子１と接する面に、上下２段に突起８６，８８が形成されている。
【００６９】
本実施例によれば、突起８６，８８が参照変形体のすべり止めの効果を奏するので、参照変形体を超音波探触子１に装着してスクリーニングを行なっても、参照変形体が超音波探触子１の超音波送受信面５０からずれるのを抑制することができる。
【００７０】
なお、突起は、半球、円柱、多角柱、円錐台、多角錐台、直方体や波状、幾何学模様に形成することができる。の突起であってもよい。また、突起の上面を例えば波状などに形成してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１ 超音波探触子
６ 信号処理部
１２ 弾性データ処理部
１５ 画像表示器
１６ 参照変形体
１７ 固定具
２０ 直方体部材
２２ 鍔部材
２４ 下部固定具
２６ 上部固定具
２８，３８ 挟持面
３０ 下部枠体
３２，４２ 係止部
３４ 下部係合部材
３６，４６ 突起
４０ 上部枠体
４４ 上部係合部材
５０ 超音波送受信面
６０ 穴
６２ 突起
６４ 凹部
７０ 溝
７２，７４ 突条
１００ 超音波診断装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体部材と該直方体部材の周縁に形成された鍔部材とを有する参照変形体を超音波探触子の超音波送受信面に装着する固定具であって、
前記固定具は、前記参照変形体の鍔部材を両面から挟持する一対の第１及び第２の固定具を備え、
前記第１の固定具は、前記超音波探触子の超音波送受信面の周縁に沿って枠状に形成されるとともに前記参照変形体の鍔部材の裏面に当接する挟持面が形成された第１の枠体と、該第１の枠体の挟持面の反対側の面から垂設されるとともに前記超音波探触子に係止可能な係止部が形成された第１の係合部材とを有し、
前記第２の固定具は、前記参照変形体の直方体部材の周縁に沿って枠状に形成されるとともに前記参照変形体の鍔部材の表面と当接する挟持面が形成された第２の枠体と、前記第２の枠体の端部から前記参照変形体の鍔部材の側面に沿って垂設されるとともに前記第１の枠体に係止可能な係止部が形成された第２の係合部材とを有し、
前記第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に凹凸が形成されてなる参照変形体の固定具。
【請求項２】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に形成された突起である請求項１の参照変形体の固定具。
【請求項３】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に、互いに間隔をあけて形成された複数の突起である請求項１又は２の参照変形体の固定具。
【請求項４】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に互いに間隔をあけて形成されるとともに、対向する辺について対称位置に形成された複数の突起である請求項１乃至３のいずれか１項の参照変形体の固定具。
【請求項５】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、前記参照変形体の鍔部材に形成された穴に対応して形成された柱状の突起である請求項１乃至４のいずれか１項の参照変形体の固定具。
【請求項６】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、該枠体の辺に沿って形成された突条である請求項１の参照変形体の固定具。
【請求項７】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、前記参照変形体の鍔部材の辺に沿って形成された溝に対応して、枠体の辺に沿って形成された突条である請求項１又は６の参照変形体の固定具。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項の参照変形体の固定具と、該固定具に固定された参照変形体とを備えてなる超音波探触子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項の参照変形体の固定具と該固定具に固定された参照変形体とを備えてなる超音波探触子と、該超音波探触子を介して被検体に超音波を送受信し、前記被検体の断層部位のＲＦ信号フレームデータに基づいて断層画像を生成する断層画像構成手段と、前記ＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める弾性情報演算手段と、前記弾性情報演算手段で求めた歪み又は弾性率に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、前記断層画像及び／又は前記弾性画像を表示する表示手段とを備えた超音波診断装置。
【請求項１】
直方体部材と該直方体部材の周縁に形成された鍔部材とを有する参照変形体を超音波探触子の超音波送受信面に装着する固定具であって、
前記固定具は、前記参照変形体の鍔部材を両面から挟持する一対の第１及び第２の固定具を備え、
前記第１の固定具は、前記超音波探触子の超音波送受信面の周縁に沿って枠状に形成されるとともに前記参照変形体の鍔部材の裏面に当接する挟持面が形成された第１の枠体と、該第１の枠体の挟持面の反対側の面から垂設されるとともに前記超音波探触子に係止可能な係止部が形成された第１の係合部材とを有し、
前記第２の固定具は、前記参照変形体の直方体部材の周縁に沿って枠状に形成されるとともに前記参照変形体の鍔部材の表面と当接する挟持面が形成された第２の枠体と、前記第２の枠体の端部から前記参照変形体の鍔部材の側面に沿って垂設されるとともに前記第１の枠体に係止可能な係止部が形成された第２の係合部材とを有し、
前記第１及び第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に凹凸が形成されてなる参照変形体の固定具。
【請求項２】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に形成された突起である請求項１の参照変形体の固定具。
【請求項３】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に、互いに間隔をあけて形成された複数の突起である請求項１又は２の参照変形体の固定具。
【請求項４】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方の各辺に互いに間隔をあけて形成されるとともに、対向する辺について対称位置に形成された複数の突起である請求項１乃至３のいずれか１項の参照変形体の固定具。
【請求項５】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、前記参照変形体の鍔部材に形成された穴に対応して形成された柱状の突起である請求項１乃至４のいずれか１項の参照変形体の固定具。
【請求項６】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、該枠体の辺に沿って形成された突条である請求項１の参照変形体の固定具。
【請求項７】
前記凹凸は、前記第１及び前記第２の枠体の挟持面の少なくとも一方に、前記参照変形体の鍔部材の辺に沿って形成された溝に対応して、枠体の辺に沿って形成された突条である請求項１又は６の参照変形体の固定具。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項の参照変形体の固定具と、該固定具に固定された参照変形体とを備えてなる超音波探触子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項の参照変形体の固定具と該固定具に固定された参照変形体とを備えてなる超音波探触子と、該超音波探触子を介して被検体に超音波を送受信し、前記被検体の断層部位のＲＦ信号フレームデータに基づいて断層画像を生成する断層画像構成手段と、前記ＲＦ信号フレームデータに基づいて前記断層部位における組織の歪み又は弾性率を求める弾性情報演算手段と、前記弾性情報演算手段で求めた歪み又は弾性率に基づいて弾性画像を生成する弾性画像構成手段と、前記断層画像及び／又は前記弾性画像を表示する表示手段とを備えた超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６３９６３（Ｐ２０１０−２６３９６３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５９８９（Ｐ２００９−１１５９８９）
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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