JP2008142130A - Ultrasonic diagnostic apparatus and its control processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は超音波診断装置およびその制御処理プログラムに係り、特に、カラーフローマッピング法を用いて、異なる複数の画像を重畳して表示することができるようにした超音波診断装置およびその制御処理プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a control processing program therefor, and more particularly, an ultrasonic diagnostic apparatus and a control processing program therefor that can display a plurality of different images superimposed using a color flow mapping method. About.
近年、白黒に表示されるBモード画像データに基づくBモード画像と、カラー表示されるドプラモード画像データに基づくドプラモード画像とを同時に表示することが可能なカラーフローマッピング法(CFM;Color Flow Mapping)が提案されている。 In recent years, a color flow mapping method (CFM) that can simultaneously display a B mode image based on B mode image data displayed in black and white and a Doppler mode image based on color displayed Doppler mode image data. ) Has been proposed.
カラーフローマッピング法では、1フレームあたりの走査線本数や超音波を送受信するときのパルス繰り返し周波数、走査密度、および走査範囲などの送受信条件が予め設定されており、設定された送受信条件に従って超音波が走査されて送受信される。 In the color flow mapping method, transmission / reception conditions such as the number of scanning lines per frame and the pulse repetition frequency, scanning density, and scanning range when transmitting / receiving ultrasonic waves are set in advance, and ultrasonic waves are set according to the set transmission / reception conditions. Are scanned and transmitted / received.
すなわち、白黒に表示されるBモード画像データを生成するための超音波の送受信と、カラー表示されるドプラモード画像データを生成するための超音波の送受信が時分割でベクタ単位で切り換えられ、所定の順番と回数で実行されることにより、1枚のフレームの画像データが生成され、その画像データに基づく画像が表示される。 That is, transmission / reception of ultrasonic waves for generating B-mode image data displayed in black and white and transmission / reception of ultrasonic waves for generating color-displayed Doppler mode image data are switched in units of vectors in a time division manner. Are executed in the order and number of times, image data of one frame is generated, and an image based on the image data is displayed.
例えば、図1に示されるように、白黒に表示されるBモード画像データを生成するための超音波の送受信a1、a2、a3が順次実行された後、カラー表示されるドプラモード画像データを生成するための超音波の送受信b1、b2、b3、b4が順次実行され、その後、両モードの画像データを生成するための超音波の送受信が交互に数回実行される。これにより、1フレーム分の、白黒に表示されるBモード画像データとカラー表示されるドプラモード画像データが生成され、白黒に表示されるBモード画像データに基づくBモード画像と、カラー表示されるドプラモード画像データに基づくドプラモード画像が重畳して表示される。 For example, as shown in FIG. 1, after ultrasonic transmission / reception a1, a2, and a3 for generating B-mode image data displayed in black and white are sequentially executed, Doppler mode image data displayed in color is generated. Ultrasonic transmission / reception b1, b2, b3, and b4 are sequentially executed, and thereafter ultrasonic transmission / reception for generating image data in both modes is alternately executed several times. Thereby, B-mode image data displayed in black and white and Doppler mode image data displayed in color for one frame are generated, and the B-mode image based on the B-mode image data displayed in black and white is displayed in color. A Doppler mode image based on the Doppler mode image data is superimposed and displayed.
以降同様の処理がフレームごとに繰り返され、白黒に表示されるBモード画像データに基づくBモード画像と、カラー表示されるドプラモード画像データに基づくドプラモード画像をリアルタイムに重畳して表示することが可能となる。 Thereafter, similar processing is repeated for each frame, and a B-mode image based on B-mode image data displayed in black and white and a Doppler mode image based on color-displayed Doppler mode image data can be superimposed and displayed in real time. It becomes possible.
ところで、カラーフローマッピング法においては、Bモード画像データを生成するのに加えて、ドプラモード画像データも生成する。ドプラモード画像データを生成する場合、動いている反射体の速さに応じてドプラ偏移を受けたドプラ信号を検出し、検出されたドプラ信号に基づいて血流の方向、速度、乱流などを算出することから、少なくとも2回以上同じサンプリング点からドプラ信号を検出する必要がある。 By the way, in the color flow mapping method, in addition to generating B-mode image data, Doppler mode image data is also generated. When generating Doppler mode image data, detect the Doppler signal that has undergone Doppler shift according to the speed of the moving reflector, and based on the detected Doppler signal, the direction, velocity, turbulence, etc. Therefore, it is necessary to detect the Doppler signal from the same sampling point at least twice or more.
そのため、1フレーム分のドプラモード画像データを生成する場合には、カラーフローマッピング法を用いて表示するのに必要な1フレーム分のBモード画像データを生成する場合に比べて、より多くの時間がかかってしまう。換言すれば、1フレーム分のドプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートは、1フレーム分のBモード画像データを生成する場合におけるフレームレートに比べて低くなる。 Therefore, when generating one frame of Doppler mode image data, more time is required than when generating one frame of B mode image data necessary for display using the color flow mapping method. It will take. In other words, the frame rate when generating Doppler mode image data for one frame is lower than the frame rate when generating B mode image data for one frame.
そこで、通常、カラーフローマッピング法においては、図1に示されるように、Bモード画像データを生成するための超音波の送受信よりも、ドプラモード画像データを生成するための超音波の送受信を多くの回数実行することにより、1フレーム分のドプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートと、1フレーム分のBモード画像データを生成する場合におけるフレームレートとがほぼ同一になるように予め設定される。 Therefore, normally, in the color flow mapping method, as shown in FIG. 1, the transmission / reception of ultrasonic waves for generating Doppler mode image data is more than the transmission / reception of ultrasonic waves for generating B-mode image data. , The frame rate when generating Doppler mode image data for one frame and the frame rate when generating B mode image data for one frame are set in advance. The
また、カラーフローマッピング法において、カラードプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートを高フレームレートにすることができる超音波診断装置も提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, an ultrasonic diagnostic apparatus that can increase the frame rate when generating color Doppler mode image data in the color flow mapping method has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に提案されている超音波診断装置によれば、超音波の1回の送信毎にラスタを順次切り換えながら1フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り返し、スキャンにより得られた複数のフレーム分の反射信号を用いて血流情報の2次元分布を所定の周期で繰り返し生成することができる。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus proposed in
これにより、同じラスタに対して所定の回数(少なくとも2回ずつ)送信を繰り返しながらラスタを順次切り換えていく従来のスキャンに比べて、1フレーム分の血流情報の2次元分布を生成するのに要する時間を短縮することができる。従って、従来のスキャンより高フレームレートで血流情報の2次元分布を生成することができる。
しかしながら、そもそも、カラーフローマッピング法においては、Bモード画像データを生成するための超音波の走査に加えて、フレームレートが低いカラードプラモード画像データを生成するための超音波の走査を行うため、単にBモード画像データを生成する場合に比べて多くの時間がかかってしまい、全体としてのフレームレートは低くなってしまう。特許文献1に提案された超音波診断装置では、カラードプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートを高フレームレートにすることができるが、全体としてのフレームレートの低下までも改善することは困難であった。
However, in the first place, in the color flow mapping method, in addition to ultrasound scanning for generating B-mode image data, ultrasound scanning for generating color Doppler mode image data with a low frame rate is performed. Compared with the case where B-mode image data is simply generated, it takes a lot of time and the overall frame rate becomes low. In the ultrasonic diagnostic apparatus proposed in
そのため、表示されるBモード画像データに基づくBモード画像とドプラモード画像データに基づくドプラモード画像のフレーム毎の書き換え速度は依然として遅く、その結果、表示画面上において滑らかに表示されず、オペレータが被検体を診断する上で不都合であるという課題があった。 Therefore, the rewriting speed for each frame of the B-mode image based on the displayed B-mode image data and the Doppler mode image based on the Doppler mode image data is still slow. There is a problem that it is inconvenient in diagnosing a specimen.
特に、カラードプラモード画像データに基づくカラードプラモード画像は、所望の部位における血流の動きなどを観察する場合に用いられることから、フレーム毎の書き換え速度が遅いと、オペレータは、被検体の血流の動きなどを正確に診断することができなくなってしまう。 In particular, the color Doppler mode image based on the color Doppler mode image data is used when observing the movement of blood flow in a desired region. Therefore, when the rewriting speed for each frame is slow, the operator It becomes impossible to accurately diagnose the movement of the flow.
また、従来のカラーマッピング法を用いた超音波診断装置や特許文献1に提案された超音波診断装置では、1フレーム分のBモード画像データを生成する場合におけるフレームレートと、1フレーム分のドプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートが予めそれぞれ予め固定値に固定されてしまっており、オペレータの好みに応じて任意のフレームレートに設定することは困難であるという課題があった。
Further, in the ultrasonic diagnostic apparatus using the conventional color mapping method and the ultrasonic diagnostic apparatus proposed in
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、カラーフローマッピング法を用いる場合において、異なる複数の画像のフレームレートをそれぞれ好適に設定することができる超音波診断装置およびその制御処理プログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in the case of using the color flow mapping method, an ultrasonic diagnostic apparatus capable of suitably setting frame rates of different images and control processing thereof The purpose is to provide a program.
本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートを設定する設定手段と、設定手段により設定された第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートに基づいて、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御する制御信号を生成する制御信号生成手段と、制御信号に基づいて、第1の画像データと第2の画像データの時相を合わせる基準信号を生成する基準信号生成手段と、基準信号に基づいて、第1の画像データに基づく画像と第2の画像データに基づく画像を重畳して表示する表示手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention sets a frame rate when the first image data and the second image data are generated, and setting by the setting unit. Based on the respective frame rates when the first image data and the second image data are generated, the ultrasonic wave is scanned when the first image data and the second image data are generated. Control signal generating means for generating a control signal for controlling the time phase, reference signal generating means for generating a reference signal for matching the time phases of the first image data and the second image data based on the control signal, and a reference And a display unit configured to superimpose and display an image based on the first image data and an image based on the second image data based on the signal.
送信手段は、制御信号により制御される超音波を走査する時相に従い、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信するようにすることができる。 The transmission means can transmit ultrasonic waves by vibrating a plurality of ultrasonic transducers according to the time phase of scanning ultrasonic waves controlled by the control signal.
この超音波診断装置は、第1の画像データと第2の画像データがそれぞれ生成されるときの所定のフレームレートに関するデータを取得するデータ取得手段をさらに備え、設定手段は、データ取得手段により取得された第1の画像データと第2の画像データがそれぞれ生成されるときの所定のフレームレートに関するデータに基づいて、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートを設定するようにすることができる。 The ultrasonic diagnostic apparatus further includes data acquisition means for acquiring data relating to a predetermined frame rate when the first image data and the second image data are generated, and the setting means is acquired by the data acquisition means Frames when the first image data and the second image data are generated based on the data relating to a predetermined frame rate when the first image data and the second image data are generated, respectively. You can set the rate.
この超音波診断装置は、被検体からECG信号を検出する検出手段をさらに備え、設定手段は、ECG信号に基づいて、被検体の心拍の時相に合うように、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときの少なくとも一方のフレームレートを設定するようにすることができる。 The ultrasonic diagnostic apparatus further includes detection means for detecting an ECG signal from the subject, and the setting means, based on the ECG signal, sets the first image data and the first image data so as to match the heartbeat time phase of the subject. It is possible to set at least one frame rate when the second image data is generated.
本発明の超音波診断装置の制御処理プログラムは、上述した課題を解決するために、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートを設定する設定ステップと、設定ステップの処理により設定された第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートに基づいて、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御する制御信号を生成する制御信号生成ステップと、制御信号に基づいて、第1の画像データと第2の画像データの時相を合わせる基準信号を生成する基準信号生成ステップと、基準信号に基づいて、第1の画像データに基づく画像と第2の画像データに基づく画像を重畳して表示する表示ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the control processing program of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention sets the respective frame rates when the first image data and the second image data are generated, When the first image data and the second image data are generated based on the respective frame rates when the first image data and the second image data set by the setting step process are generated. A control signal generating step for generating a control signal for controlling a time phase for scanning ultrasonic waves, and a reference for generating a reference signal for matching the time phases of the first image data and the second image data based on the control signal A signal generation step and a display step for superimposing and displaying an image based on the first image data and an image based on the second image data based on the reference signal are performed on a computer. Characterized in that to.
本発明の超音波診断装置においては、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートが設定され、設定された第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートに基づいて、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御する制御信号が生成され、制御信号に基づいて第1の画像データと第2の画像データの時相を合わせる基準信号が生成され、基準信号に基づいて第1の画像データに基づく画像と第2の画像データに基づく画像が重畳して表示される。 In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the respective frame rates when the first image data and the second image data are generated are set, and the set first image data and second image data are Based on the respective frame rates at the time of generation, a control signal for controlling the time phase for scanning the ultrasonic waves when the first image data and the second image data are generated is generated. Based on this, a reference signal that matches the time phases of the first image data and the second image data is generated, and an image based on the first image data and an image based on the second image data are superimposed based on the reference signal. Is displayed.
本発明の超音波診断装置の制御処理プログラムにおいては、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートが設定され、設定された第1の画像データと第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートに基づいて、第1の画像データと第2の画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御する制御信号が生成され、制御信号に基づいて第1の画像データと第2の画像データの時相を合わせる基準信号が生成され、基準信号に基づいて第1の画像データに基づく画像と第2の画像データに基づく画像が重畳して表示される。 In the control processing program of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the respective frame rates when the first image data and the second image data are generated are set, and the set first image data and the second image data are set. Based on the respective frame rates at the time when the first image data and the second image data are generated, a control signal for controlling the time phase for scanning the ultrasonic waves is generated. A reference signal that matches the time phases of the first image data and the second image data is generated based on the control signal, and an image based on the first image data and an image based on the second image data are generated based on the reference signal. Are superimposed and displayed.
本発明によれば、カラーフローマッピング法を用いる場合において、異なる複数の画像のフレームレートをそれぞれ好適に設定することができる。 According to the present invention, when the color flow mapping method is used, the frame rates of a plurality of different images can be suitably set.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明を適用した超音波診断装置1の内部の構成を表している。
FIG. 2 shows an internal configuration of the ultrasonic
超音波診断装置1は、本体11、その本体11に電気ケーブルを介して接続されている超音波プローブ12、入力部13、および表示部14により構成される。
The ultrasonic
図2に示されるように、超音波診断装置1の本体11は、制御部21、送信部22、受信部23、画像データ生成部24、記憶部25、スキャン制御回路26、ECG(Electrocardiogram)信号検出部27、入力データ取得部28、およびDSC(Digital Scan Converter)29により構成される。
As shown in FIG. 2, the
なお、制御部21、送信部22、受信部23、画像データ生成部24、記憶部25、スキャン制御回路26、ECG信号検出部27、入力データ取得部28、およびDSC29は、超音診断装置1の本体11内においてバスにより相互に接続されている。
The
制御部21は、CPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)などからなり、CPUは、ROMに記憶されているプログラムまたは記憶部25からRAMにロードされた各種のアプリケーションプログラムに従って各種の処理を実行するとともに、種々の制御信号を生成し、各部に供給することにより超音波診断装置1の駆動を総括的に制御する。RAMは、CPUが各種の処理を実行する上において必要なデータなどを適宜記憶する。
The
送信部22は、レートパルス発生器、送信遅延回路、およびパルサ(いずれも図示せず)からなり、レートパルス発生器は、スキャン制御回路26から供給された制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの焦点位置や偏向角度を設定するための遅延回路であり、スキャン制御回路26から供給される制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成する駆動回路であり、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ12に出力する。
The
なお、送信部22は、スキャン制御回路26の指示に従い、レートパルスに付加する遅延時間や送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更することができる。特に、送信駆動電圧を瞬時に変更することができるように、送信部22には、例えばリニアアンプ型の発信回路、あるいは、複数の電源ユニットを電気的に切り換え可能な回路などが設けられる。
The
受信部23は、プリアンプ、A/D変換器、受信遅延回路、および加算器(いずれも図示せず)などからなり、プリアンプは、超音波プローブ12から被検体に入射された超音波パルスの反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号をA/D変換器に供給する。A/D変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
The receiving
受信遅延回路は、スキャン制御回路26から供給された制御信号に基づいて、A/D変換器から供給されたA/D変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間(各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間)を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号を画像データ生成部24と記憶部25に供給する。なお、加算器の加算により受信信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
The reception delay circuit is based on the control signal supplied from the
画像データ生成部24は、Bモード処理部30とドプラモード処理部31により構成される。Bモード処理部30は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびTGC(Time Gain Control)回路(いずれも図示せず)などからなり、制御部21から供給された制御信号に基づいて、以下の処理を行う。
The image
すなわち、Bモード処理部30の対数増幅器は、受信部23から供給された受信信号を対数増幅し、対数増幅された受信信号を包絡線検波回路に供給する。包絡線検波回路は、超音波周波数成分を除去して振幅のみを検出するための回路であり、対数増幅器から供給された受信信号について包絡線を検波し、検波された受信信号をTGC回路に供給する。TGC回路は、包絡線検波回路から供給された受信信号の強度を最終的な画像の輝度が均一になるように調整し、調整後のBモード画像データを記憶部25に供給する。記憶部25に記憶されたBモード画像データは、DSC34を介して表示部14に供給され、その後、受信信号の強度を輝度により表したBモード画像として表示される。
In other words, the logarithmic amplifier of the B-
ドプラモード処理部31は、受信部23から供給された受信信号からドプラ偏移信号を検出するドプラ偏移信号検出器(図示せず)、ドプラ偏移信号検出器において検出されたドプラ偏移信号のスペクトラム分布を分析するスペクトラムドプラモード処理部(図示せず)、および、ドプラ偏移信号検出器において検出されたドプラ偏移信号から血流の平均速度、分散、パワーなどの血流情報を抽出するカラードプラモード処理部(図示せず)からなる。
The Doppler
ドプラ偏移信号検出部は、基準信号発生器、π/2位相器、ミキサ、LPF(Low Pass Filter)(いずれも図示せず)などからなり、受信部23から供給された受信信号について主に直交位相検波などが行われ、検出されたドプラ偏移信号をスペクトラムドプラモード処理部とカラードプラモード処理部に供給する。
The Doppler shift signal detection unit is composed of a reference signal generator, a π / 2 phase shifter, a mixer, an LPF (Low Pass Filter) (all not shown), and the like, and mainly receives signals received from the
スペクトラムドプラモード処理部は、FFT(Fast Fourier Transform)分析器と演算器などからなり、FFT分析器はドプラ偏移信号処理部から供給されたドプラ偏移信号に対してFFT分析を行い、演算器はFFT分析器からの周波数スペクトラムに対して中心周波数や分散などを演算し、演算により生成されたスペクトラムドプラモード画像データを記憶部25に供給する。記憶部25に記憶されたスペクトラムドプラモード画像データは、DSC29を介して表示部14に供給され、その後、受信信号に含まれる周波数スペクトラムの分布を表したスペクトラムドプラモード画像として表示される。
The spectrum Doppler mode processing unit includes an FFT (Fast Fourier Transform) analyzer and an arithmetic unit, and the FFT analyzer performs FFT analysis on the Doppler shift signal supplied from the Doppler shift signal processing unit. Calculates the center frequency, variance, and the like for the frequency spectrum from the FFT analyzer, and supplies the spectrum Doppler mode image data generated by the calculation to the
一方、カラードプラモード処理部は、MTIフィルタ(Moving Target Indication Filter)、自己相関器、平均速度演算器、分散演算器、パワー演算器(いずれも図示せず)などからなり、MTIフィルタは、ドプラ偏移信号処理部から供給されたドプラ偏移信号に対して固定反射体(例えば、血管壁や心臓壁など)からの不要な固定反射波の除去を行い、固定反射波が除去されたドプラ偏移信号を自己相関器に供給する。自己相関器は、MTIフィルタから供給された固定反射波除去後のドプラ偏移信号に対して、多点での周波数分析をリアルタイムで行い、平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器に供給する。 On the other hand, the color Doppler mode processing unit includes an MTI filter (Moving Target Indication Filter), an autocorrelator, an average speed calculator, a dispersion calculator, a power calculator (all not shown), and the like. An unnecessary fixed reflected wave is removed from a fixed reflector (for example, a blood vessel wall or a heart wall) from the Doppler shift signal supplied from the shift signal processing unit, and the Doppler bias from which the fixed reflected wave is removed. The shifted signal is supplied to the autocorrelator. The autocorrelator performs multi-point frequency analysis on the Doppler shift signal after removal of the fixed reflected wave supplied from the MTI filter in real time, and adds it to the average speed calculator, dispersion calculator, and power calculator. Supply.
平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器は、それぞれ、血流の平均速度、分散、およびパワーを演算し、演算により生成されたカラードプラモード画像データを記憶部25に供給する。記憶部25に記憶されたカラードプラモード画像データは、DSC29を介して表示部14に供給され、その後、血流の平均速度、分散、パワーなどの血流情報を表してカラードプラモード画像として表示される。
The average velocity calculator, the variance calculator, and the power calculator each calculate the average velocity, variance, and power of the blood flow, and supply the color Doppler mode image data generated by the calculation to the
なお、スペクトラムドプラモード画像データとカラードプラモード画像データは、それぞれ個々に区別する必要がない場合、ドプラモード画像データと総称する。 Note that spectrum Doppler mode image data and color Doppler mode image data are collectively referred to as Doppler mode image data when there is no need to distinguish them individually.
記憶部25は、受信部23から供給された出力信号(RF信号)などの生データを取得するとともに、画像データ生成部24のBモード処理部30とドプラモード処理部31から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データ(スペクトラムドプラモード画像データとカラードプラモード画像データ)を取得し、取得された生データ、Bモード画像データ、およびドプラモード画像データを記憶する。記憶部25は、記憶された生データ、Bモード画像データ、およびドプラモード画像データを必要に応じて各部に供給する。
The
記憶部25は、図示せぬネットワークを介して取得された画像データなどを適宜記憶し、必要に応じて各部に供給する。記憶部25は、各種のデータを適宜記憶し、必要に応じて各部に供給する。
The
スキャン制御回路26は、超音波を送受信するときの種々の送受信条件を制御する回路であり、フレームレート設定部32、制御信号生成部33、および基準信号生成部34からなる。フレームレート設定部32は、制御部21の制御に従い、入力データ取得部28から供給された、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータを取得し、取得されたBモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータに基づいて、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートを設定するとともに、設定されたフレームレートに関するデータであるフレームレート設定データを記憶部25と制御信号生成部33に供給する。
The
制御信号生成部33は、制御部21の制御に従い、フレームレート設定部32から供給されたフレームレート設定データを取得するとともに、記憶部25に記憶されているスキャン制御シーケンスを読み出し、読み出されたスキャン制御シーケンスと取得されたフレームレート設定データに基づいて、Bモード画像データとカラードプラモード画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御するスキャン時相制御信号を生成し、送信部22と基準信号生成部34に供給する。
The control signal generation unit 33 acquires the frame rate setting data supplied from the frame
また、制御信号生成部33は、制御部21の制御に従い、予め設定された(あるいはオペレータが入力部13を操作することにより入力され、取得された)超音波を送受信するときの種々の送受信条件に関するデータに基づいて、超音波を走査する時相以外の、超音波を送受信するときの種々の送受信条件を制御する送信制御信号と受信制御信号を生成し、それぞれ、送信部22と受信部23に供給する。
In addition, the control signal generation unit 33 performs various transmission / reception conditions when transmitting / receiving ultrasonic waves set in advance (or input and acquired by the operator operating the input unit 13) according to the control of the
基準信号生成部34は、制御部21の制御に従い、制御信号生成部33から供給されたスキャン時相制御信号に基づいて、画像データ生成部24において生成されるBモード画像データとカラードプラモード画像データの時相を合わせる基準信号を生成し、生成された基準信号を記憶部25とDSC29に供給する。
The reference signal generation unit 34 controls the B mode image data and the color Doppler mode image generated in the image
ECG信号検出部27は、制御部21の制御に従い、被検体の体表に装着させてECG信号を検出するセンサと、センサにより検出されたECG信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するA/D変換器からなり、変換後のECG信号を記憶部25に供給する。このECG信号は、同時相のBモード画像データとドプラモード画像データの付帯情報として記憶部25に記憶される。
Under the control of the
入力データ取得部28は、オペレータが入力部13を操作することにより入力された種々のデータを取得し、取得された種々のデータを各部に適宜供給する。
The input data acquisition unit 28 acquires various data input by the operator operating the
DSC29は、記憶部25から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データやECG信号などを取得し、基準信号生成部34から供給された基準信号に基づいて、時相が合うように、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データやECG信号などを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部14に供給する。
The
また、超音波プローブ12は、本体11に電気ケーブルを介して接続されており、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行う超音波トランスジューサであり、1次元にアレイ配列あるいは2次元にマトリクス配列された微小な超音波振動子をその先端部分に有している。この超音波振動子は圧電振動子としての電気音響変換素子である。超音波振動子の前方には、超音波を効率よく伝播させるための整合層が設けられ、超音波振動子の後方には、後方への超音波の伝播を防止するパッキング材が設けられる。
The
超音波プローブ12は、送信時には本体11の送信部22から入射された電気パルスを超音波パルス(送信超音波)に変換し、また受信時には被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体11に出力する。なお、被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。また、送信された超音波が、移動している血流や心臓壁などの表面で反射されると、ドプラ効果により周波数偏移を受ける。
The
入力部13は、電気ケーブルを介して本体11と接続され、操作パネル上にオペレータの種々の指示を入力するための表示パネル(図示せず)、トラックボール、種々の操作スイッチ、種々のボタン、マウス、およびキーボードなどの入力デバイスを有しており、患者情報、計測パラメータ、物理パラメータなどの種々のデータをオペレータが入力するために用いられる。
The
表示部14は、ケーブルを介して本体11のDSC29と接続され、図示せぬLCD(Liquid Crystal Display)や図示せぬCRT(Cathode Ray Tube)が設けられており、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC29からのBモード画像データとドプラモード画像データやECG信号などを取得し、取得されたBモード画像データに基づく画像とドプラモード画像データに基づく画像などを図示せぬLCDやCRTに表示するとともに、ECG信号を付帯情報として図示せぬLCDやCRT表示する。
The
図3のフローチャートを参照して、図2の超音波診断装置1におけるスキャン制御処理について説明する。
With reference to the flowchart of FIG. 3, the scan control process in the ultrasonic
このスキャン制御処理は、オペレータが入力部13(具体的には、入力部13に設けられたフレームレートを調整する図示せぬツマミなどの専用スイッチ)を操作して、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータを入力することにより開始される。勿論、入力部13に設けられたフレームレートを調整するツマミなどの専用スイッチは、入力部13の操作パネル(図示せず)上になくても、任意の場所に設置することが可能であり、オペレータからの音声信号に基づいて入力されるようにしてもよい。
In this scan control process, the operator operates the input unit 13 (specifically, a dedicated switch such as a knob (not shown) for adjusting the frame rate provided in the input unit 13) to operate the B-mode image data and the color Doppler. It starts by inputting data relating to each frame rate when generating mode image data. Of course, a dedicated switch such as a knob for adjusting the frame rate provided in the
ステップS1において、入力データ取得部28は、オペレータが入力部13を操作することにより入力された、カラーフローマッピング法を用いてBモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータを取得し、取得されたBモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータをスキャン制御回路26に供給する。
In step S1, the input data acquisition unit 28 uses the color flow mapping method to generate B-mode image data and color Doppler mode image data input by the operator operating the
ステップS2において、スキャン制御回路26のフレームレート設定部32は、制御部21の制御に従い、入力データ取得部28から供給された、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータを取得し、取得されたBモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートに関するデータに基づいて、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートを設定する。
In step S2, the frame
フレームレート設定部32は、設定されたフレームレートに関するフレームレート設定データを記憶部25と制御信号生成部33に供給する。
The frame
具体的には、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートの比率が所定の比率(例えば、1対4など)で、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートを設定する。付言すれば、カラードプラモード画像データに基づくカラードプラモード画像は、所望の部位における血流の動きなどを観察する場合に用いられることから、カラードプラモード画像データを生成するときのフレームレートがより高くなるように、それぞれのフレームレートを設定する。 Specifically, the B-mode image data and the color Doppler mode image data are generated at a predetermined ratio (for example, 1: 4) when the B-mode image data and the color Doppler mode image data are generated. Set each frame rate when generating. In other words, since the color Doppler mode image based on the color Doppler mode image data is used when observing the movement of blood flow in a desired site, the frame rate when generating the color Doppler mode image data is higher. Set each frame rate to be higher.
これにより、オペレータの好みに合わせて、カラーフローマッピングを用いる場合において、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートを好適に設定することができる。 Accordingly, when color flow mapping is used according to the preference of the operator, the respective frame rates for generating the B-mode image data and the color Doppler mode image data can be suitably set.
記憶部25は、スキャン制御回路26から供給されたフレームレート設定データを取得し、取得されたフレームレート設定データを記憶する。
The
ステップS3において、制御信号生成部33は、制御部21の制御に従い、フレームレート設定部32から供給されたフレームレート設定データを取得するとともに、記憶部25に記憶されているスキャン制御シーケンスを読み出し、読み出されたスキャン制御シーケンスと取得されたフレームレート設定データに基づいて、Bモード画像データとカラードプラモード画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御するスキャン時相制御信号を生成し、送信部22と基準信号生成部34に供給する。
In step S3, the control signal generation unit 33 acquires the frame rate setting data supplied from the frame
すなわち、ステップS2の処理によりBモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートの比率が1対Nに設定された場合、1フレーム分のBモード画像データを生成するための超音波の送受信A1が実行された後、Nフレーム分のカラードプラモード画像データを生成するための超音波の送受信B1乃至BNが実行されるように超音波を走査する時相が制御され、以降同様の比率で超音波を走査する時相が制御される。これにより、Bモード画像データとカラードプラモード画像データが、1対Nの比率で生成される。 That is, when the ratio of the respective frame rates when generating the B-mode image data and the color Doppler mode image data by the process of step S2 is set to 1: N, the B-mode image data for one frame is generated. After the ultrasonic transmission / reception A1 is executed, the time phase for scanning the ultrasonic waves is controlled so that ultrasonic transmission / reception B1 to BN for generating color Doppler mode image data for N frames is executed, Thereafter, the time phase for scanning the ultrasonic waves at the same ratio is controlled. Thereby, B-mode image data and color Doppler mode image data are generated at a ratio of 1 to N.
具体的には、図4の例の場合、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートの比率が1対5に設定されており、1フレーム分のBモード画像データを生成するための超音波の送受信A1が実行された後、5フレーム分のカラードプラモード画像データを生成するための超音波の送受信B1乃至B5が実行されるように超音波を走査する時相が制御され、以降同様の比率で超音波を走査する時相が制御される。これにより、Bモード画像データとカラードプラモード画像データが、1対5の比率で生成される。 Specifically, in the case of the example of FIG. 4, the ratio of the respective frame rates when generating the B mode image data and the color Doppler mode image data is set to 1: 5, and the B mode image for one frame is set. When ultrasonic transmission / reception A1 for generating data is executed, and ultrasonic transmission / reception B1 to B5 for generating color Doppler mode image data for five frames is executed, and then scanning is performed. The phase is controlled, and thereafter the time phase of scanning the ultrasonic wave at the same ratio is controlled. As a result, B-mode image data and color Doppler mode image data are generated at a ratio of 1: 5.
なお、Bモード画像データとカラードプラモード画像データが生成されるときの超音波を走査する時相のスキャン制御シーケンスは、このような場合に限られず、取得されたフレームレート設定データに基づいてその他のスキャン制御シーケンスを適用するようにしてもよい。 Note that the time-phase scan control sequence for scanning the ultrasonic waves when the B-mode image data and the color Doppler mode image data are generated is not limited to such a case, and the other is based on the acquired frame rate setting data. The scan control sequence may be applied.
例えば、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートの比率が1対Nに設定された場合、始めの1フレーム分については従来のスキャン制御シーケンス(図1を参照して説明した、1フレーム分のドプラモード画像データとBモード画像データを生成する場合における2つのフレームレートとがほぼ同一になるようなスキャン制御シーケンス)を行い、その後、Nフレーム分のカラードプラモード画像データを生成するための超音波の送受信が実行されるように超音波を走査する時相が制御され、以降同様に超音波を走査する時相が制御されるようにしてもよい。 For example, when the ratio of the respective frame rates when generating B-mode image data and color Doppler mode image data is set to 1: N, the conventional scan control sequence (see FIG. 1) is used for the first frame. The scan control sequence in which the two frame rates in generating the Doppler mode image data for one frame and the B mode image data are substantially the same, and then the color Doppler for N frames. The time phase for scanning the ultrasound may be controlled so that transmission / reception of the ultrasound for generating the mode image data is executed, and thereafter the time phase for scanning the ultrasound may be controlled similarly.
勿論、オペレータの好みに合わせて、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートを設定するとともに、予め設定された超音波を走査する時相のスキャン制御シーケンスを、その他の複数のスキャン制御シーケンスの中の所望のスキャン制御シーケンスに変更するようにしてもよい。 Of course, according to the preference of the operator, the respective frame rates for generating the B-mode image data and the color Doppler mode image data are set, and a time-phase scan control sequence for scanning a preset ultrasonic wave is set. You may make it change into the desired scan control sequence in a plurality of other scan control sequences.
また、制御信号生成部33は、制御部21の制御に従い、予め設定された(あるいはオペレータが入力部13を操作することにより入力され、取得された)超音波を送受信するときの種々の送受信条件に関するデータに基づいて、超音波を走査する時相以外の、超音波を送受信するときの種々の送受信条件(例えば、パルス繰り返し周波数や、送受信する超音波の周波数など)を制御する送信制御信号と受信制御信号を生成し、それぞれ、送信部22と受信部23に供給する。
In addition, the control signal generation unit 33 performs various transmission / reception conditions when transmitting / receiving ultrasonic waves set in advance (or input and acquired by the operator operating the input unit 13) according to the control of the
ステップS4において、基準信号生成部34は、制御部21の制御に従い、制御信号生成部33から供給されたスキャン時相制御信号に基づいて、画像データ生成部24において生成されるBモード画像データとカラードプラモード画像データの時相を合わせる基準信号を生成し、生成された基準信号を記憶部25とDSC29に供給する。
In step S <b> 4, the reference signal generation unit 34 performs the B-mode image data generated in the image
ステップS5において、画像データ生成部24は、異なるBモード画像データとカラードプラモード画像データを生成する。具体的には、以下のようにして、異なるBモード画像データとカラードプラモード画像データが所定のフレームレートの比率で生成される。
In step S5, the image
例えば図4に示されるように、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを生成するときのそれぞれのフレームレートの比率が1対5に設定され、Bモード画像データを生成するための超音波の送受信とカラードプラモード画像データを生成するための超音波の送受信が、1対5の比率で実行される場合について説明する。 For example, as shown in FIG. 4, the ratio of the respective frame rates when generating the B-mode image data and the color Doppler mode image data is set to 1: 5, and the ultrasonic wave for generating the B-mode image data is set. A case will be described in which transmission / reception and transmission / reception of ultrasonic waves for generating color Doppler mode image data are executed at a ratio of 1: 5.
送信部22は、スキャン制御回路26から供給されたスキャン時相制御信号と送信制御信号に基づいて、Bモード画像データを生成するための超音波ビームを被検体に送信する。すなわち、送信部22のレートパルス器は、スキャン制御回路26から供給されたスキャン時相制御信号に基づいて超音波を走査するときの時相を制御するとともに、スキャン制御回路26から供給された送信制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、スキャン制御回路26から供給された送信制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度(θ1)となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ12に出力する。超音波プローブ12は、送信部22から入力された高圧パルス(電気パルス)を超音波パルスに変換し、変換された超音波パルスを被検体に送信する。被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。
The
超音波プローブ12は、被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体11に出力する。受信部23は、スキャン制御回路26から供給された受信制御信号に基づいて、超音波プローブ12から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部24のBモード処理部30に供給する。すなわち、受信部23のプリアンプは、超音波プローブ12から被検体に入力された超音波の反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号をA/D変換器に供給する。A/D変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
The
受信遅延回路は、スキャン制御回路26から供給される受信制御信号に基づいて、A/D変換器から供給されたA/D変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間(各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間)を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号をBモード処理部30に供給する。
The reception delay circuit is based on the reception control signal supplied from the
Bモード処理部30は、受信部23から供給された受信信号に種々の処理を施し、θ1方向のBモード画像データをそれぞれ生成し、記憶部25に供給する。記憶部25は、Bモード処理部30から供給されたθ1方向のBモード画像データを取得し、取得されたθ1方向のBモード画像データを記憶する。
The B-
次に、超音波の送受信方向をΔθずつ順次更新させながら[θ1+(N−1)Δθ]まで変更してN方向の走査によって上記と同様な手順で超音波の送受信を行い、被検体内をリアルタイム走査する。このとき、スキャン制御回路26は、その制御信号によって送信部22と受信部23の送信遅延回路と受信遅延回路の遅延時間を、所定の超音波送受信方向に対応させて順次切り換えさせながら、[θ1+Δθ]乃至[θ1+(N−1)Δθ]方向のBモード画像データの各々を生成させる。
Next, the ultrasound transmission / reception direction is sequentially updated by [Delta] [theta] while changing to [[theta] 1+ (N-1) [Delta] [theta]], and ultrasound transmission / reception is performed in the same procedure as above by scanning in the N direction. Scan in real time. At this time, the
また、記憶部25は、生成された[θ1+Δθ]乃至[θ1+(N−1)Δθ]方向のBモード画像データを、すでに記憶されているθ1方向のBモード画像データとともに、スキャン制御回路26の基準信号生成部34から供給された基準信号に基づいて、後述するカラードプラモード画像データの時相と合うように2次元のBモード画像データとして記憶する。
In addition, the
このようにして、所定の時相の1フレーム分の2次元のBモード画像データを生成し、生成されるカラードプラモード画像データの時相と合わせて記憶することができる。 In this way, two-dimensional B-mode image data for one frame of a predetermined time phase can be generated and stored together with the time phase of the generated color Doppler mode image data.
次に、送信部22は、スキャン制御回路26から供給されたスキャン時相制御信号と送信制御信号に基づいて、カラードプラモード画像データを生成するための超音波ビームを被検体に送信する。
Next, based on the scan time phase control signal and the transmission control signal supplied from the
すなわち、送信部22のレートパルス器は、スキャン制御回路26から供給されたスキャン時相制御信号に基づいて超音波を走査するときの時相を制御するとともに、スキャン制御回路26から供給された送信制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、スキャン制御回路26から供給された送信制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度(θ1)となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。
That is, the rate pulse device of the
さらに、パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ12に出力する。超音波プローブ12は、送信部22から入力された高圧パルス(電気パルス)を超音波パルスに変換し、変換された超音波パルスを被検体に送信する。被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。
Further, the pulser generates a high-pressure pulse for driving the ultrasonic transducer based on the rate pulse supplied from the transmission delay circuit, and outputs the generated high-pressure pulse to the
超音波プローブ12は、被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体11に出力する。受信部23は、スキャン制御回路26から供給された受信制御信号に基づいて、超音波プローブ12から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部24のBモード処理部30に供給する。すなわち、受信部23のプリアンプは、超音波プローブ12から被検体に入力された超音波の反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号をA/D変換器に供給する。A/D変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
The
受信遅延回路は、スキャン制御回路26から供給される受信制御信号に基づいて、A/D変換器から供給されたA/D変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間(各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間)を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号をドプラモード処理部31に供給する。
The reception delay circuit is based on the reception control signal supplied from the
ドプラモード処理部31のドプラ偏移信号処理部は、受信部23から供給された受信信号について主に直交位相検波などが行われ、検出されたドプラ偏移信号をカラードプラモード処理部に供給する。
The Doppler shift signal processing unit of the Doppler
カラードプラモード処理部のMTIフィルタは、ドプラ偏移信号処理部から供給されたドプラ偏移信号に対して固定反射体からの不要な固定反射波の除去を行い、固定反射波が除去されたドプラ偏移信号を自己相関器に供給する。自己相関器は、MTIフィルタから供給された固定反射波除去後のドプラ偏移信号に対して、多点での周波数分析をリアルタイムで行い、平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器に供給する。 The MTI filter of the color Doppler mode processing unit removes an unnecessary fixed reflected wave from the fixed reflector from the Doppler shifted signal supplied from the Doppler shifted signal processing unit, and the Doppler from which the fixed reflected wave is removed. The deviation signal is supplied to the autocorrelator. The autocorrelator performs multi-point frequency analysis on the Doppler shift signal after removal of the fixed reflected wave supplied from the MTI filter in real time, and adds it to the average speed calculator, dispersion calculator, and power calculator. Supply.
平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器は、それぞれ、血流の平均速度、分散、およびパワーを演算し、演算により生成されたθ1方向のカラードプラモード画像データを記憶部25に供給する。記憶部25は、ドプラモード処理部31のカラードプラモード処理部から供給されたθ1方向のカラードプラモード画像データを取得し、取得されたθ1方向のカラードプラモード画像データを記憶する。
The average velocity calculator, the variance calculator, and the power calculator respectively calculate the average velocity, variance, and power of the blood flow, and supply the color Doppler mode image data in the θ1 direction generated by the calculation to the
次に、超音波の送受信方向をΔθずつ順次更新させながら[θ1+(N−1)Δθ]まで変更してN方向の走査によって上記と同様な手順で超音波の送受信を行い、被検体内をリアルタイム走査する。このとき、スキャン制御回路26は、その制御信号によって送信部22と受信部23の送信遅延回路と受信遅延回路の遅延時間を、所定の超音波送受信方向に対応させて順次切り換えさせながら、[θ1+Δθ]乃至[θ1+(N−1)Δθ]方向のカラードプラモード画像データの各々を生成させる。
Next, the ultrasound transmission / reception direction is sequentially updated by [Delta] [theta] while changing to [[theta] 1+ (N-1) [Delta] [theta]], and ultrasound transmission / reception is performed in the same procedure as above by scanning in the N direction. Scan in real time. At this time, the
また、記憶部25は、生成された[θ1+Δθ]乃至[θ1+(N−1)Δθ]方向のカラードプラモード画像データを、すでに記憶されているθ1方向のカラードプラモード画像データとともに、スキャン制御回路26の基準信号生成部34から供給された基準信号に基づいて、すでに記憶されたBモード画像データの時相と合うように2次元のカラードプラモード画像データとして記憶する。
In addition, the
このようにして、所定の時相の1フレーム分の2次元のカラードプラモード画像データを生成し、Bモード画像データの時相と合わせて記憶することができる。 In this manner, two-dimensional color Doppler mode image data for one frame of a predetermined time phase can be generated and stored together with the time phase of the B mode image data.
続いて、同様の処理がその後4回繰り返され、合計5フレーム分の2次元のカラードプラモード画像データが生成され、すでに記憶されたBモード画像データの時相と合わせて記憶される。 Subsequently, the same process is repeated four times thereafter to generate a total of five frames of two-dimensional color Doppler mode image data, which is stored together with the time phase of the already stored B mode image data.
なお、Bモード画像データとカラードプラモード画像データを収集する(生成・記憶する)にあたり、1次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ12を用いてオペレータが手動走査するようにしてもよいし、機械的に走査を行うようにしてもよい。また、2次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ12を用いて走査するようにしてもよく、本発明はいずれの走査方式にも適用することができる。
In collecting (generating and storing) B-mode image data and color Doppler mode image data, an operator manually scans using an
DSC29は、制御部21の制御に従い、記憶部25に記憶されている所定の時相のBモード画像データと、カラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データを読み出すとともに、基準信号生成部34から供給された基準信号に基づいて、時相が合うように、読み出された所定の時相のBモード画像データとカラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データを超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部14に供給する。
The
ステップS6において、表示部14は、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC29からのBモード画像データとカラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データに基づく断層画像とカラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データに基づくカラードプラモード画像を図示せぬLCDやCRTに重畳して表示する。
In step S6, the
図5は、表示部14に表示されるBモード画像データに基づく断層画像と、カラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データに基づく断層画像の表示例を表している。
FIG. 5 shows a display example of a tomographic image based on B-mode image data displayed on the
図5の例の場合、Bモード画像データに基づくBモード画像(白黒画像)上に、カラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データに基づくカラードプラモード画像(カラー画像)が重畳されて表示されるとともに、設定されたそれぞれのフレームレートで表示される。 In the case of the example of FIG. 5, a color Doppler mode image (color image) based on color Doppler mode image data in a color ROI (region of interest) is superimposed on a B mode image (monochrome image) based on B mode image data and displayed. At the same time, the image is displayed at the set frame rate.
すなわち、カラーROI(関心領域)におけるカラードプラモード画像データに基づくカラードプラモード画像のフレームレートを高めることができる。 That is, the frame rate of the color Doppler mode image based on the color Doppler mode image data in the color ROI (region of interest) can be increased.
本発明の実施形態に示された超音波診断装置1においては、カラーフローマッピング法における、Bモード画像データを生成する場合におけるフレームレートと、カラードプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートをオペレータの好みに合わせて好適に設定することができる。これにより、例えば、所望の部位における血流の動きなどを観察する場合に用いられる(すなわち、高いフレームレートが要求される)カラードプラモード画像データを生成する場合におけるフレームレートを、Bモード画像データを生成する場合におけるフレームレートよりも高く設定することができる。従って、カラーフローマッピング法を用いる場合において、被検体の診断に好適な画像を表示することができる。
In the ultrasonic
なお、被検体の心臓を診断する場合に用いる場合、図3のステップS2の処理においてそれぞれのフレームレートを設定するとき、記憶部25に記憶されているECG信号を読み出し、読み出されたECG信号に基づいて、Bモード画像データを生成するフレームレートが心拍に同期するようにしてもよい。具体的には、例えば、心臓が収縮する収縮時ごとにBモード画像データを生成し、それ以外の心臓が拡張する拡張時ごとにカラードプラモード画像データを生成するようにフレームレートを設定してもよい。これにより、カラーフローマッピング法を用いる場合において、被検体の診断により好適な画像を表示することができる。
When used in diagnosing the subject's heart, when setting each frame rate in the processing of step S2 in FIG. 3, the ECG signal stored in the
また、本発明の実施形態に示された超音波診断装置1においては、2次元断層像について用いているようにしているが、例えば、3次元断層像について用いるようにしてもよい。
In the ultrasonic
なお、本発明の実施形態において説明した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。 The series of processes described in the embodiment of the present invention can be executed by hardware, but can also be executed by software.
また、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In the embodiment of the present invention, the steps of the flowchart show examples of processing that is performed in time series in the order described. However, even if they are not necessarily processed in time series, they are performed in parallel or individually. The process to be executed is also included.
1 超音波診断装置
11 本体
12 超音波プローブ
13 入力部
14 表示部
21 制御部
22 送信部
23 受信部
24 画像データ生成部
25 記憶部
26 スキャン制御回路
27 ECG信号検出部
28 入力データ取得部
29 DSC
30 Bモード画像データ
31 ドプラモード画像データ
32 フレームレート設定部
33 制御信号生成部
34 基準信号生成部
DESCRIPTION OF
30 B-
Claims (5)
前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートに基づいて、前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御する制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号に基づいて、前記第1の画像データと前記第2の画像データの時相を合わせる基準信号を生成する基準信号生成手段と、
前記基準信号に基づいて、前記第1の画像データに基づく画像と前記第2の画像データに基づく画像を重畳して表示する表示手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。 A transmission unit that vibrates a plurality of ultrasonic transducers and transmits ultrasonic waves, and is converted by the ultrasonic transducer that receives a reflected wave reflected from a subject among the ultrasonic waves transmitted by the transmission unit. In an ultrasonic diagnostic apparatus comprising at least first image data and image data generation means for generating second image data based on the received signal,
Setting means for setting respective frame rates when the first image data and the second image data are generated;
The first image data and the second image data are generated based on respective frame rates when the first image data and the second image data set by the setting unit are generated. Control signal generating means for generating a control signal for controlling a time phase for scanning ultrasonic waves when
A reference signal generating means for generating a reference signal for matching the time phases of the first image data and the second image data based on the control signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a display unit configured to superimpose and display an image based on the first image data and an image based on the second image data based on the reference signal.
前記設定手段は、前記データ取得手段により取得された前記第1の画像データと前記第2の画像データがそれぞれ生成されるときの所定のフレームレートに関するデータに基づいて、前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートを設定することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 Data acquisition means for acquiring data relating to a predetermined frame rate when each of the first image data and the second image data is generated;
The setting means includes the first image data and the first image data based on data relating to a predetermined frame rate when the first image data and the second image data acquired by the data acquisition means are respectively generated. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein each frame rate when the second image data is generated is set.
前記設定手段は、前記ECG信号に基づいて、前記被検体の心拍の時相に合うように、前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときの少なくとも一方のフレームレートを設定することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 A detection means for detecting an ECG signal from the subject;
The setting means sets at least one frame rate when the first image data and the second image data are generated based on the ECG signal so as to match the heartbeat time phase of the subject. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is set.
前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートを設定する設定ステップと、
前記設定ステップの処理により設定された前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときのそれぞれのフレームレートに基づいて、前記第1の画像データと前記第2の画像データが生成されるときの、超音波を走査する時相を制御する制御信号を生成する制御信号生成ステップと、
前記制御信号に基づいて、前記第1の画像データと前記第2の画像データの時相を合わせる基準信号を生成する基準信号生成ステップと、
前記基準信号に基づいて、前記第1の画像データに基づく画像と前記第2の画像データに基づく画像を重畳して表示する表示ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする超音波診断装置の制御処理プログラム。 A transmission unit that vibrates a plurality of ultrasonic transducers and transmits the ultrasonic waves, and is converted by the ultrasonic transducer that receives a reflected wave reflected from the subject among the ultrasonic waves transmitted by the transmission unit In a control processing program for an ultrasonic diagnostic apparatus comprising image data generation means for generating first image data and second image data based on a received signal,
A setting step for setting respective frame rates when the first image data and the second image data are generated;
Based on the respective frame rates when the first image data and the second image data set by the setting step are generated, the first image data and the second image data are A control signal generating step for generating a control signal for controlling a time phase of scanning ultrasonic waves when generated;
A reference signal generation step for generating a reference signal for matching the time phases of the first image data and the second image data based on the control signal;
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by causing a computer to execute a display step of superimposing and displaying an image based on the first image data and an image based on the second image data based on the reference signal. Control processing program.
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