JP2002065673A

JP2002065673A - 超音波診断像表示方法及び超音波診断装置

Info

Publication number: JP2002065673A
Application number: JP2000262376A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tamano; 聡玉野
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2002-03-05
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP4705231B2

Abstract

(57)【要約】【課題】造影剤の造影効果を画像表示可能にする。【解決手段】超音波造影剤が注入された血管を含む被
検体の部位に、超音波探触子(１)を介して送信フォーカ
ス処理した送信波を周期的に送信し(２）、超音波探触
子から出力される受信波を受信フォーカス処理し(３)、
受信フォーカス処理された受信信号のドプラ周波数偏移
に基づいて血流情報を演算し(５)、血流情報の演算結果
を送信波の送信周期に対応させて複数周期にわたって蓄
積し(１０ａ、１０ｂ)、異なる送信周期に係る２つの演
算結果の差分を求め(１１)、求めた差分に応じて画像表
示に色付けをして画像を生成する（１２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断像表示
方法及び超音波診断装置に係り、具体的には生体内の血
流像を表示する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置は、被検体内に超音波を
送信し、診断部位から反射するエコー信号を受信し、そ
の受信信号に基づいて診断部位における超音波診断像な
いし超音波画像と称される画像を再構成して表示装置に
表示することにより、生体の様々な診断に資するもので
ある。例えば、生体内の血流の動きを計測し、その血流
動態（血流速度、速度分散、反射強度、等）を可視化し
た血流像を表示し、的確な診断を行うことが提案されて
いる。

【０００３】このような超音波血流計測は、例えば、特
開昭61−191345号公報、特開昭61−191346号公報又は特
開昭63−257534号公報等に記載されているように、生体
内の同一方向に超音波送受信を繰り返し、エコー信号か
ら血流の速度に応じてドプラ偏移を受けた周波数信号を
検出し、そのドプラ偏移量に基づいて血流の速度等の血
流情報を演算により求める。この血流情報を二次元断層
像全体にわたって演算し、これに基づいて二次元の血流
像を構成して、例えば断層像などに重ねて表示すること
が行なわれている。特に、血流に係るエコー信号の強度
を高くすべく、超音波造影剤を血管内に注入して血流の
反射強度を大きくして、振幅の大きなドプラ信号を得る
ことも行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波血流計測においては、造影剤の位置変化等の造影
効果を表示することについて配慮されていない。したが
って、例えば、造影剤の生体内の浸達の時間的変化を観
察し、血液が流れていない部位を観察できれば、診断を
一層的確に行なえるという要望に応えることができな
い。

【０００５】本発明は、造影剤の造影効果を画像表示可
能にすることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、超音波造影剤が注入された血管を含む被検
体の部位に、超音波探触子を介して送信フォーカス処理
した送信波を周期的に送信し、前記超音波探触子から出
力される受信波を受信フォーカス処理し、該受信フォー
カス処理された受信信号のドプラ周波数偏移に基づいて
血流情報を演算し、該血流情報の演算結果を前記送信波
の送信周期に対応させて複数周期にわたって蓄積し、異
なる送信周期に係る２つの演算結果の差分を求め、該求
めた差分に応じて画像表示態様を定め、該画像表示態様
に基づいて画像を生成することを特徴とする。

【０００７】すなわち、異なる送信周期に係る２つの血
流情報の演算結果の差分は、それら送信周期の時間差に
対応した超音波造影剤の位置変化に相当するものにな
る。特に、超音波造影剤の到達位置における血流情報の
差分は大きな値となるので、これを画像化することによ
り超音波造影剤の位置変化を表示画面上で容易に視認す
ることができる。つまり、超音波造影剤が血管内を動く
様子がわかり、また造影剤効果が生じない部位が明確に
なるので、例えば心筋の虚血状況等の病変診断に役立つ
ことになる。

【０００８】ここで、送信周期は、心電波形の周期に同
期させることができる。特に、心電波形のＲ波に同期さ
せて超音波を送信し、その受信信号に同期して血流情報
の演算をすることが好ましい。血流情報としては、血流
速度、血流速度分散、血流反射強度、等が知られてい
る。

【０００９】具体的な超音波診断装置は、超音波造影剤
が注入された血管を含む被検体の部位に超音波を送受信
する超音波探触子と、該超音波探触子に送信波の送信フ
ォーカス処理をして周期的に送信する送信手段と、前記
超音波探触子から出力される受信波の受信フォーカス処
理をする整相手段と、該受信フォーカス処理された受信
信号のドプラ周波数偏移に基づいて血流情報を演算する
血流情報演算手段と、該血流情報の演算結果を前記送信
波の送信周期に対応させて複数周期にわたって記憶する
記憶手段と、該記憶手段から異なる送信周期に係る２つ
の演算結果を読み出してそれらの差分を求める差分演算
手段と、該求めた差分に応じて表示態様を変えて画像を
生成する血流像生成手段と、該手段により生成された血
流像を表示する表示手段とを備えて構成することができ
る。

【００１０】この場合において、表示手段は、受信フォ
ーカス処理された受信信号に基づいて再構成される通常
の断層像（例えば、Ｂモード像）に重ねて、血流像を表
示することができる。これによれば、超音波造影剤が到
達しない生体内の部位を容易に特定できる。

【００１１】また、血流像生成手段において、血流情報
の差分に応じて表示画像の色付けを変えることができ、
これによれば視認性を向上できる。

【００１２】また、超音波の送信周期は、及び血流情報
の演算周期は、心電波形の周期に同期させることが好ま
しい。しかし、これに限られるものではなく、診断の必
要性に応じて、心電波形の任意の時相に同期させるよう
にしてもよく、あるいはタイマーなどによる一定周期に
同期させるようにしてもよい。

【００１３】

【実施の形態】（第1の実施の形態）以下、本発明に係
る一実施の形態の超音波診断像表示方法を適用してなる
超音波診断装置について、図１乃至図３用いて説明す
る。図１は、超音波診断装置の一実施の形態を示すブロ
ック構成図である。図示のように、超音波診断装置は、
被検体の計測対象の部位に超音波を送受信する超音波探
触子１と、この超音波探触子１に送信波の送信フォーカ
ス処理をして送信する送信手段である送信回路系２と、
超音波探触子１から出力される受信波の受信フォーカス
処理をする整相手段を含んでなる受信回路系３とを有し
て構成されている。また、受信回路系３により整相処理
された受信信号を入力とし、受信信号に基づいて超音波
断層像（例えば、Ｂモード像）を再構成する断層像表示
回路系４と、受信信号のドプラ周波数偏移に基づいて血
流情報を演算する血流情報演算手段である血流演算回路
系５と、血流演算回路系５の演算結果に基づいて血流像
を生成する血流像生成手段である血流像表示回路系６と
を有して構成されている。そして、断層像表示回路系４
と血流像表示回路系６により生成された超音波断層像及
び血流像は表示重ね合わせ回路７に入力され、ここにお
いて両者の画像が重ね合わせされ、表示モニタ８に表示
出力されるようになっている。

【００１４】本発明の特徴に係る血流像表示回路系６
は、血流演算回路系５から出力される血流の演算結果を
記憶する２つの血流メモリ１０ａ，１０ｂと、この血流
メモリ１０ａ，１０ｂに記憶されている２つの演算結果
を読み出してそれらの差分を求める差分演算手段である
血流情報差分演算回路１１と、これにより求めた血流情
報の差分に応じて画像の表示態様（本実施形態では、色
付）を変えて画像を生成する血流像生成手段であるカラ
ーエンコーダー回路１２とを備えて構成されている。ま
た、心電検出回路９から心電波形に同期した同期信号が
送信回路系２と血流メモリ１０ａ，１０ｂに入力されて
いる。

【００１５】このように構成される超音波診断装置の詳
細構成と動作について、超音波造影剤を血管に注入して
血流計測を行なう場合を例にして、次に説明する。超音
波探触子１は被検体内に超音波を送信するとともに、被
検体内からの超音波の反射波を受信する機能を備えてお
り、超音波を打ち出すとともに反射波を受信する複数の
振動子を有して構成されている。送信回路系２は、超音
波探触子１に対して超音波の送信を行なうものであり、
複数の振動子を駆動して複数チャンネルの超音波を送信
するにあたって、チャンネルごとに異なった遅延時間を
与える送信フォーカス処理をして送信する。特に、本実
施形態の場合は、超音波造影剤が注入された血管を含む
被検体の計測対象部位に、周期的に超音波の送信を行な
うようになっている。ここで、超音波の送信周期は、心
電検出回路９から入力される心電波形に同期した信号の
周期に一致させて行なわれる。心電波形の同期信号は、
本実施形態ではＲ波に同期させた場合を説明するが、こ
れに限らず、診断の目的に照らして必要な血流計測に応
じ、任意の心時相に同期させることができる。

【００１６】受信回路系３は、超音波探触子１の複数の
振動子により受信された複数チャンネルの反射波を取込
み、チャンネル毎に異なった遅延時間を与えてフォーカ
ス処理、つまり整相処理を行なう。断層像表示回路系４
では、受信回路系３から出力される整相処理された受信
信号に基づいて、周知の手法により超音波断層像（Ｂモ
ード像）を再構成する。

【００１７】血流演算回路系５は、受信回路系３から出
力される整相処理された受信信号を用いて、周知のドプ
ラ周波数偏移に基づいて血流動態を２次元について演算
し、血流像として出力する。具体的には、生体内の血流
速度、血流速度分散、血流反射強度、等の血流情報を演
算する。この演算周期は、超音波の送信周期に対応させ
る。

【００１８】血流演算回路系５において演算周期毎に得
られた演算結果の血流像データは、図２のタイミングチ
ャートに示すように、心電検出回路９から入力される同
期信号に合わせて、血流メモリ１０ａ、１０ｂに交互に
書込まれるようになっている。すなわち、心電検出回路
９からは、図２（ａ）に示す心電波形のＲ波（Ｒ(n-
1)、Ｒ(n)、Ｒ(n+1)、Ｒ(n+2)、Ｒ(n+3)、…）に同期し
た信号が血流メモリ１０ａ、１０ｂに入力される。例え
ば、心拍周期Ｒ(n)において血流情報の演算結果Ｄ(n)を
血流メモリ１０ａに書込む（図２(ｂ））。この書込み
と同時に、血流メモリ１０ａに書込まれた演算結果Ｄ
(n)が読み出され、血流情報差分回路１１に入力される
（図２(ｃ））。一方、心拍周期Ｒ(n)において、血流メ
モリ１０ｂからは心拍周期Ｒ(n-1)の演算結果Ｄ(n-1)が
読み出され（図２(ｅ））、血流情報差分回路１１に入
力される。その結果、血流情報差分回路１１からは、心
拍周期Ｒ(n)とＲ(n-1)の血流情報の差分演算Ｄ(n)−Ｄ
(n-1)が行なわれ、カラーエンコーダー回路１２に出力
される（図２(ｆ））。同様に、心拍周期Ｒ(n+1)の同期
信号に合わせて血流メモリ１０ｂに演算結果Ｄ(n+1)が
書込まれ（図２(ｄ））、このとき血流メモリ１０ａか
らは心拍周期Ｒ(n)の演算結果Ｄ(n)が読み出され（図２
(ｅ））、血流情報差分回路１１に入力される。その結
果、血流情報差分回路１１からは、心拍周期Ｒ(n+1)と
Ｒ(n)の血流情報の差分演算Ｄ(n+1)−Ｄ(n)が行なわ
れ、カラーエンコーダー回路１２に出力される（図２
（ｆ））。このようにして、前後の心拍周期における血
流情報演算結果の差分が順次求められるようになってい
る。つまり、血流情報差分回路１１から、前後の心拍周
期における例えば、血流速度差分情報、血流速度分散差
分情報、血流反射強度差分情報が求められ、カラーエン
コーダー回路１２に出力される。

【００１９】カラーエンコーダ回路１２は、差分情報に
基づいて血流像に色付を行なう。例えば、下記（１）〜
（４）に示す基準に従って色付を行なう。（１）血流反射強度差分に応じた色付け（２）血流速度差分に応じた色付け（３）血流速度分散差分に応じた色付け（４）血流反射強度差分、血流速度差分、血流速度分散
差分の2者又は3者の組合わせに応じた色付け色付の具体例としては、上記(１)〜(３)の血流情報の差
分結果については、図３(Ａ)に示すように、差分の結果
が正ならば、正の大きさに応じて赤色→橙色→黄色に変
わる赤い色調の色付けとし、差分の結果が負ならば、負
の大きさに応じて、青色→緑色→そら色に変化する青い
色調の色付けをし、差分が零に近い範囲では無色とす
る。あるいは、図３(Ｂ)に示すように、差分の絶対値の
大きさに応じて、小さい方から無色→赤色→橙色→黄色
のように変化させる。

【００２０】また、上記(４)の場合は、例えば、図４に
示すように、第一の血流情報(図示例では、血流速度)の
差分結果が正ならば赤い色調の色付けとし、負ならば青
い色調の色付けとし、それぞれ絶対値の大きさに応じて
輝度を高くするように変化させる。さらにその上で、第
二の血流情報（例えば、血流速度分散）の絶対値に応じ
て緑色を付加し、その緑色の輝度を絶対値の大きさに応
じて高くするように変化させる。あるいは、上述した第
一の血流情報の血流速度分散と、第二の血流情報の血流
速度との関係を入れ替えてもよい。

【００２１】このような色付けの結果、図５に示すよう
に、表示モニタ８に心拍ごとに超音波造影剤の造影効果
が生じた部位の色が変化して表示される。同図(Ａ)の画
像は、心拍周期Ｒ(ｎ)時の画像であり、左心室１５の心
筋１６内の血管１７内の超音波造影剤の造影効果を示し
ている。図示のように、血管１７内の血流像が心筋１６
の外側から順次、赤色→橙色→黄色→無色に変化してい
ることから、造影剤が心拍ごとに心筋１６内を左心室１
５に向かって浸達する様子が観察できる。そして、心拍
周期Ｒ(n+1)になると、同図(Ｂ)に示すように、同図
(Ａ)の心拍周期Ｒ(n)のとき無色であった部位が黄色に
変化し、同様に他の部位の色も変化する。これにより、
超音波造影剤が血管内を動く様子がわかることから、心
筋内の虚血状況の診断に役立つ。（第2の実施の形態）図６に、本発明に係る第２の実施
の形態の超音波診断像表示方法を適用してなる超音波診
断装置のブロック構成図を示す。本実施の形態は、心電
波形のＲ波等の心拍周期に同期させて血流像の差分画像
を演算表示する例である。本実施形態が図１の実施形態
と異なる点は、血流情報差分回路１１とカラーエンコー
ダ回路１２との間に血流差分情報メモリ１３を設けると
共に、心電検出回路９からの心電波形に同期した信号
（同期信号）がカラーエンコーダ回路１２と血流差分情
報メモリ１３に入力されていることにある。

【００２２】このように構成される第２の実施形態の特
徴部の詳細構成を、図７〜図９を参照しながら、動作と
共に説明する。図１の実施形態と同様、心電波形のＲ波
に同期させて超音波を送受信することにより、計測部位
の断層像と血流計測を行なう。血流演算回路系５と血流
像表示回路系６の動作は、次のとおりである。図７に示
すように、心電波形のＲ波に同期させて、心拍周期Ｒ
(0)において血流演算回路５により演算された血流諸元
（血流速度、血流速度分散、血流反射強度、等）の演算
結果Ｄ(0)を血流メモリ１０ａに書込む（図７(ａ)）。
次の心拍周期Ｒ(1)の演算結果Ｄ(1)は血流メモリ１０ａ
に書込む(図７(ｂ))。一方、血流メモリ１０aに書き込
まれた演算結果Ｄ(0)は、その書込みと同時に読み出さ
れ、心拍周期Ｒ(2)の演算結果Ｄ(2)の書込みが開始され
るまで読み出し可能になっている(図７(ｃ))。このよう
に、心拍周期Ｒ(0)、Ｒ(2)、Ｒ(4)、…の演算結果は血
流メモリ１０ａに書き込まれ、心拍周期Ｒ(1)、Ｒ(3)、
…の演算結果は血流メモリ１０ｂに書き込まれ、それぞ
れ次の書込みが開始されるまで読み出されるようになっ
ている(図７(ｃ)、(ｅ))。血流メモリ１０ａ、１０ｂか
ら読み出された演算結果は血流情報差分回路１１に入力
され、心拍周期ごとに新しい演算結果から古い演算結果
を減算して差分を求める(図７(ｆ))。すなわち、心拍周
期ごとにＤ(1)-Ｄ(0)、Ｄ(2)-Ｄ(1)、…を演算し、その
演算結果を血流差分情報メモリ１３に格納する。つま
り、血流差分情報メモリ１３には、心拍周期ごとの差分
情報である血流速度差分情報、血流速度分散差分情報、
血流反射強度差分情報が格納される(図７(ｇ))。

【００２３】例えば、心拍周期Ｒ(4)の時点では、 4心拍目と３心拍目の血流情報の差分：Ｄ(4)-Ｄ(3)と、 3心拍目と２心拍目の血流情報の差分：Ｄ(3)-Ｄ(2)と、 2心拍目と1心拍目の血流情報の差分：Ｄ(2)-Ｄ(1)と、 1心拍目と0心拍目の血流情報の差分：Ｄ(1)-Ｄ(0)の情
報が、格納されている。

【００２４】そして、血流差分情報メモリ１３に格納さ
れた各心拍周期ごとの差分情報は、心拍周期に同期させ
てカラーエンコーダー回路１２に読み出され、図８に示
す色付け基準に従って血流像に色付けが行なわれる。同
図の例では、第１心拍目が赤色、第２心拍目が桃色、第
３心拍目が橙色、第４心拍目が黄色に設定されている。
その結果、図９に示すように、第１心拍目では血管部１
７-１に示すように心壁の外側に位置した造影剤が、第
４心拍目には血管部１７-４に示すように心壁の内側近
くまで造影剤効果が達していることを確認できる。な
お、色付けは、一定のしきい値以上の差分を有する画素
にのみ行なうことにより、造影剤の到達位置の心拍ごと
の変化が明瞭になる。

【００２５】このように、図６の実施形態によれば、造
影剤の到達位置が心拍ごとに判るので、病変診断の役に
立つ。

【００２６】以上説明した第１と第２の実施の形態で
は、超音波断層像に血流象を重ねて表示する例について
説明したが、超音波断層像を表示する必要がない場合
は、断層像表示回路系４及び表示重ね合わせ回路７は設
ける必要がない。また、超音波血流像を色付けして表示
するか否かは必要に応じて選択できる。

【００２７】また、第１と第２の実施の形態では、心電
波形のＲ波に同期させて血流像等の計測を行なう例を示
したが、これに限らず、Ｒ波から任意の心時相ずれた時
点に同期して、画像の取得、表示を行なうようにしても
よい。

【００２８】また、心電検出回路９から出力される心電
波形に同期した信号に基づいて血流情報の差分等を演算
し、表示する例について説明したが、これに限らず、タ
イマなどにより設定した任意の時間ごとに、血流情報の
差分等を演算して表示するようにしてもよい。

【００２９】さらに必要ならば、本発明に係る血流情報
差分画像と、リアルタイムの超音波断層像あるいは通常
の血流像、またはこれの組合わせ画像を、同一表示モニ
タの画面の例えば左右に並べて表示するようにすること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、造
影剤の造影効果を画像表示できるので、診断に役立たせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断装置に係る一実施形態のブ
ロック構成図である。

【図２】図１の超音波診断装置の動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図３】図１の超音波診断装置に係る血流像の色付けの
例を説明する図である。

【図４】図１の超音波診断装置に係る血流像の色付けの
他の例を説明する図である。

【図５】図１の超音波診断装置に係る表示画像の例を示
す図である。

【図６】本発明の超音波診断装置に係る他の実施形態の
ブロック構成図である。

【図７】図６に係る超音波診断装置の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【図８】図６の超音波診断装置に係る血流像の色付けの
例を説明する図である。

【図９】図６の超音波診断装置に係る表示画像の例を示
す図である。

【符号の説明】

１超音波探触子２送信回路系３受信回路系４断層像表示回路系５血流演算回路系６血流像表示回路系７表示重ね合わせ回路８表示モニタ９心電検出回路１０ａ，１０ｂ血流メモリ１１血流情報差分回路１２カラーエンコーダー回路１３血流差分情報メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C301 CC02 DD01 DD02 DD30 EE07 FF28 HH24 JB29 KK02 KK12 KK22 LL03 LL20 5B057 AA07 BA05 CA02 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE14 CH01 DA16 DA17 DB02 DB05 DB09 DC32 5L096 AA03 AA06 BA06 DA01 GA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波造影剤が注入された血管を含む被
検体の部位に、超音波探触子を介して送信フォーカス処
理した送信波を周期的に送信し、前記超音波探触子から
出力される受信波を受信フォーカス処理し、該受信フォ
ーカス処理された受信信号のドプラ周波数偏移に基づい
て血流情報を演算し、該血流情報の演算結果を前記送信
波の送信周期に対応させて複数周期にわたって蓄積し、
異なる送信周期に係る２つの演算結果の差分を求め、該
求めた差分に応じて画像表示態様を定め、該画像表示態
様に基づいて画像を生成することを含んでなる超音波血
流像表示方法。
【請求項２】前記送信周期は、心電波形の周期に同期
させることを特徴とする請求項1に記載の超音波血流像
表示方法。
【請求項３】超音波造影剤が注入された血管を含む被
検体の部位に超音波を送受信する超音波探触子と、該超
音波探触子に送信波の送信フォーカス処理をして周期的
に送信する送信手段と、前記超音波探触子から出力され
る受信波の受信フォーカス処理をする整相手段と、該受
信フォーカス処理された受信信号のドプラ周波数偏移に
基づいて血流情報を演算する血流情報演算手段と、該血
流情報の演算結果を前記送信波の送信周期に対応させて
複数周期にわたって記憶する記憶手段と、該記憶手段か
ら異なる送信周期に係る２つの演算結果を読み出してそ
れらの差分を求める差分演算手段と、該求めた差分に応
じて表示態様を変えて画像を生成する血流像生成手段
と、該手段により生成された血流像を表示する表示手段
とを備えてなる超音波診断装置。
【請求項４】前記表示手段は、前記受信フォーカス処
理された受信信号に基づいて再構成される断層像に重ね
て前記血流像を表示することを特徴とする請求項３に記
載の超音波診断装置。
【請求項５】前記血流像生成手段は、前記差分に応じ
て表示画像の色付けを変えることを特徴とする請求項３
又は４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】前記送信周期は、心電波形の周期に同期
させることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載
の超音波診断装置。
【請求項７】超音波造影剤が注入された血管を含む
被検体の部位に超音波を送受信する超音波探触子と、該
超音波探触子に送信波の送信フォーカス処理をして心拍
周期に周期させて送信する送信手段と、前記超音波探触
子から出力される受信波の受信フォーカス処理をする整
相手段と、該受信フォーカス処理された受信信号のドプ
ラ周波数偏移に基づいて血流情報を演算する血流情報演
算手段と、該血流情報の演算結果を前記心拍周期に対応
させて複数周期にわたって記憶する第１の記憶手段と、
該記憶手段から互いに前後する前記心拍周期に係る２つ
の演算結果を読み出してそれらの差分を求める差分演算
手段と、該求めた差分を前記心拍周期に対応させて複数
周期にわたって記憶する第２の記憶手段と、該第２の記
憶手段の複数周期分の差分に従って周期ごとに表示態様
を変えて画像を生成する血流像生成手段と、該手段によ
り生成された血流像を表示する表示手段とを備えてなる
超音波診断装置。