JP2003135466A

JP2003135466A - 超音波診断装置

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Publication number: JP2003135466A
Application number: JP2001337546A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Asafusa; 勝徳浅房
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-13
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: JP4122453B2

Abstract

(57)【要約】【課題】物理的な定量性のある血流情報を計測でき、
かつ時間分解能を向上させることができる血流計測法を
実現すること。【解決手段】被検体に超音波の送波ビームを照射する
とともに被検体から反射されるエコー信号を受信する超
音波探触子３と、該超音波探触子から出力されるエコー
信号を整相して受波ビーム信号を生成する整相手段７
と、該整相手段から出力される受波ビーム信号を処理す
る信号処理手段９と、該信号処理手段から出力される受
波ビーム信号に基づいて表示画像情報を生成する画像生
成手段１１と、前記表示画像を表示する表示手段１３と
を有し、前記信号処理手段は、前記整相手段から出力さ
れる受波ビーム信号の角速度の変化を検出して血流速度
を検出する血流速度検出手段(２４、２５)を有すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
関し、特に血流の速度、強度、分散等の血流情報を計測
して画像等により表示する機能を備えた超音波診断装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置は、超音波探触子を介し
て被検体である生体に超音波ビームを送信し、生体の組
織等から反射されるエコー信号を計測し、そのエコー信
号に基づいて診断に必要な情報を画像等により表示する
ものであり、例えば血管に関する情報を血流像として画
像化することが知られている。

【０００３】血流情報は、血球の移動によりエコー信号
の超音波周波数がドプラシフトすることを利用して計測
するものであり、エコー信号の周波数の偏移量(シフト
量)を抽出し、血流速度等として画像化して可視化する
ことが行なわれている。このような血流像を得る方法と
して、ドプラモード、カラーモード、あるいはパワーモ
ードと称される手法が知られている。ドプラモードは、
あるサンプリング点の周波数応答をファーストフーリエ
変換（ＦＦＴ）処理により求め、縦軸を周波数、横軸を
時間としてグラフに表わしている。

【０００４】一方、カラーモード又はパワーモードは、
ある関心領域において同一のビームラインに送波ビーム
を複数回照射し、これに対応する複数回の受波ビーム信
号を受信し、各サンプリング点の自己相関をとって、血
流の平均流速、分散量、強度等を求めてカラー画像化す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手法は、血流情報を抽出するために、同一のビーム
ラインに対して複数回の送受波を必要としている。例え
ば、ドプラモードの場合は２^ｎ（例えば、１２８回又は
２５６回等）、カラーモードやパワーモードの場合は約
１０回程度繰返す必要がある。そのため、単位時間あた
りに表示できる画像枚数であるフレームレートが低下
し、血流像の時間分解能を向上することができないとい
う問題がある。

【０００６】このような問題を解決するため、他の手法
として、超音波断層像のＲＦ信号について２回〜４回程
度の差分処理を行なうとともに、血流に対応する高周波
成分を抽出して低周波成分を除去する広域通過フィルタ
処理をして血流情報を計測することが提案されている。
この手法によれば、血流像のフレームレートを高くし
て、時間分解能を向上することができる。しかし、カラ
ーモードやパワーモードに比べて、血流情報の検出感度
が低下し、しかも得られる血流情報が血流速度などの変
化の有無に止まり、物理的な定量性がないという問題が
ある。

【０００７】本発明の課題は、物理的な定量性のある血
流情報を計測でき、かつ時間分解能を向上させることが
できる血流計測法を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体に超音
波の送波ビームを照射するとともに被検体から反射され
るエコー信号を受信する超音波探触子と、該超音波探触
子から出力されるエコー信号を整相して受波ビーム信号
を生成する整相手段と、該整相手段から出力される受波
ビーム信号を処理する信号処理手段と、該信号処理手段
から出力される受波ビーム信号に基づいて表示画像情報
を生成する画像生成手段と、前記表示画像を表示する表
示手段とを有してなり、前記信号処理手段は、前記整相
手段から出力される受波ビーム信号の角速度の変化を検
出して血流速度を検出する血流速度検出手段を有するこ
とを特徴とする。

【０００９】すなわち、血球から反射されるエコー信号
は血球の速度に応じてドプラ効果により周波数が偏移す
る。この周波数偏移に応じて受波ビーム信号の角速度が
変化するから、その角速度を検出すれば血流速度を検出
することができる。したがって、本発明によれば、１ビ
ームラインに対して送波ビームの１回照射し、その受波
ビーム信号の角速度の変化を検出するだけで、血流速度
を定量的に検出することができる。その結果、２次元血
流像を撮像する時間を短縮することができるから、フレ
ームレートを高くして、時間分解能を向上することがで
きる。

【００１０】ここで、受波ビーム信号の角速度の変化を
検出して血流速度を検出する血流速度検出手段の第１の
構成として、前記受波ビーム信号を一定周期でサンプリ
ングしてサンプリング周期ごとの受波ビーム信号の位相
を検出し、今回サンプリング時の位相と一サンプリング
周期前の位相との位相差を求める位相差検出手段と、該
位相差検出手段により求められた位相差に基づいてサン
プリング周期ごとの受波ビーム信号の角速度を求め、今
回サンプリング時の角速度と一サンプリング周期前の角
速度との差を求めて角速度の変化量を求める角速度変化
検出手段とを有して構成することができる。

【００１１】また、血流速度検出手段の第２の構成とし
て、前記送波ビームを同一のビームライン方向に複数回
照射して得られる複数の受波ビーム信号について、受波
ビーム信号ごとに一定周期でサンプリングしてサンプリ
ング周期ごとの受波ビーム信号の位相を検出する位相検
出手段と、複数の受波ビーム信号の対応するサンプリン
グ周期において前記位相検出手段により検出された位相
を比較して、確度の高い位相を検出位相として出力する
２次元空間フィルタと、該２次元空間フィルタから出力
される検出位相のうち前後するサンプリング周期間の位
相差を求める位相差検出手段と、該位相差検出手段によ
り求められた位相差に基づいてサンプリング周期ごとの
受波ビーム信号の角速度を求め、今回サンプリング時の
角速度と一サンプリング周期前の角速度との差を求めて
角速度の変化量を求める角速度変化検出手段とを有して
構成することができる。

【００１２】この第２の構成によれば、サンプリング方
位とビームライン方位の２次元的な位相差に基づいて血
流速度を求めていることから、検出精度を向上すること
ができる。

【００１３】また、前記位相差検出手段は、前記整相手
段から出力される受波ビーム信号を複素数に変換する複
素変換手段により複素数に変換された複素数信号に基づ
いて、受波ビーム信号の位相を検出することができる。

【００１４】さらに、前記信号処理手段は、前記整相手
段から出力される受波ビーム信号の強度を検出する信号
強度検出手段と、該信号強度検出手段から出力される信
号強度と前記血流速度検出手段から出力される血流速度
に、それぞれ信号強度と血流速度の範囲に応じて定めら
れた係数を乗じて血流らしさの度合いを求める血流判定
手段とを有して構成することができる。

【００１５】また、送波ビームは、高帯域な超音波であ
ることが好ましい。

【００１６】さらに、血流速度検出手段を、前記受波ビ
ーム信号を一定周期でサンプリングしてサンプリング周
期ごとの受波ビーム信号の位相を検出する第１の位相検
出手段と、前記送波ビームを同一のビームライン方向に
複数回照射して得られる複数の受波ビーム信号につい
て、受波ビーム信号ごとに一定周期でサンプリングして
サンプリング周期ごとの受波ビーム信号の位相を検出す
るとともに、複数の受波ビーム信号の対応するサンプリ
ング周期において前記位相検出手段により検出された位
相を比較して、確度の高い位相を検出位相として出力す
る第２の位相検出手段とを備えて構成し、前記第１又は
第２の位相検出手段により検出された今回サンプリング
時の検出位相と前回以前のサンプリング時の検出位相と
の位相差を求める位相差検出手段と、該位相差検出手段
により求められた位相差に基づいてサンプリング周期ご
との受波ビーム信号の角速度を求め、今回サンプリング
時の角速度と一サンプリング周期前の角速度との差を求
めて角速度の変化量を求めるようにすることができる。

【００１７】この場合、制御部により表示部に血流計測
について感度重視又はフレームレート重視の一方を選択
するメニュー画面を表示し、選択されたメニューに応じ
て前記送波ビームの照射を制御するとともに、前記第１
と第２の位相検出手段を制御するものとすることが好ま
しい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用してなる超音
波診断装置の一実施形態について説明する。図１は、本
実施形態の超音波診断装置の全体構成を示す図である。
図１に示すように、超音波診断装置は、送信部１、探触
子３、受信部５、整相部７、信号処理部９、画像処理部
１１、表示部１３、制御部１７及び入力手段１７を有し
て構成される。送信部１は、制御部１５から与えられる
指令に応答して、超音波パルス信号を生成して探触子３
に出力する。探触子３は、列状または面状に並べられて
なる図示しない複数の振動子を有し、送信部１から出力
された超音波パルス信号により複数の振動子が駆動さ
れ、被検体内に超音波の送波ビームを照射するようにな
っている。この送波ビームが被検体内の組織や血球によ
り反射されてなるエコー信号は、探触子３の振動子で受
波され、受信信号として受信部５に入力される。受信信
号は受信部５において増幅された後、整相部７において
整相加算処理され、受波ビーム信号が生成される。

【００１９】信号処理部９は、帯域制御フィルタ１９、
強度検出部２１、ドプラ演算部（ＤＯＰ）２２、カラー
ドプラ演算部（Ｃｏｌｏｒ）２３、位相差検出部２１、
角速度偏移検出部２５、強度検出部２６及び血流判定部
２７を備えて構成される。また、画像処理部１１は、強
度輝度変換部３１、周波数輝度変換部３２、カラーマッ
ピング部３３、カラーマッピング部３４、血流輝度変換
部３５、データメモリ３６、ディジタルスキャンコンバ
ータ（ＤＳＣ）３７、フレームメモリ３８、重畳処理部
３９、画像メモリ４０、画像インターフェイス部４１を
有して構成される。制御部１５は超音波計測に係る一連
の処理や動作を制御するものであり、入力手段１７から
入力される指令に応じて制御を開始する。

【００２０】ここで、本実施形態の特徴部は、図中破線
で囲まれた位相差検出部２１、角速度偏移検出部２５、
強度検出部２６及び血流判定部２７と、カラーマッピン
グ部３４及び血流輝度変換部３５にある。

【００２１】このように構成される信号処理部９と画像
処理部１１の基本動作を説明する。整相部７から出力さ
れた受波ビーム信号は、周知の帯域制御フィルタ１９に
おいて体動などのノイズ周波数成分が除去される。強度
検出部２１は、帯域制御フィルタ１９から出力される受
波ビーム信号に対して検波処理、圧縮処理等の処理を施
して信号強度を検出する。検出された信号強度は画像処
理部１１の強度輝度変換部３１において輝度信号に変換
されてデータメモリ３６に格納される。ドプラ演算部
（ＤＯＰ）２２は、帯域制御フィルタ１９から出力され
る受波ビーム信号に基づいて血流速度に相当する周波数
偏移を算出する。算出された周波数偏移は画像処理部１
１の周波数輝度変換部３２において輝度信号に変換され
てデータメモリ３６に格納される。カラードプラ演算部
２３は、帯域制御フィルタ１９から出力される受波ビー
ム信号に基づいて、平均血流速度及び血流速度の分布を
表わす分散を抽出する。抽出された平均血流速度及び分
散情報は、画像処理部１１のカラーマッピング部３３に
おいてカラー表示するためマッピング処理され、データ
メモリ３６に格納される。データメモリに格納されたデ
ータ配列は、ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
３７により画像表示配列に変換されてフレームメモリ３
８に格納される。フレームメモリ３８に格納された各種
の画像フレームや状態設定などのキャラクタ表示フレー
ムは、適宜読み出されて重畳処理部３９で合成される。
重畳処理部３９から出力される画像データは、画像イン
ターフェイス４１を介して表示部１３に送られて表示さ
れる。また、画像メモリ４０は、重畳処理部３９から出
力される画像データを格納するとともに、適宜読み出さ
れて表示部１３に表示される。

【００２２】次に、本実施形態の特徴部である図中破線
で囲まれた部分の信号処理部及び画像処理部について詳
細に説明する。図１において、位相差検出部２４と角速
度偏移検出部２５は、本発明に係る血流速度検出手段を
構成する。位相差検出部２４と角速度偏移検出部２５の
詳細構成図を図２に示す。同図に示すように、位相差検
出部２４は、複素変換手段２４aと位相演算手段２４ｂ
と位相差演算手段２４ｃとから構成され、さらに位相差
演算手段２４ｃはレジスタなどの遅延手段２４ｄと差分
演算手段２４ｅとから構成されている。また、角速度偏
移検出部２５は角速度演算手段２５ａと角速度差演算手
段２５ｂとから構成され、さらに角速度差演算手段２５
ｂはレジスタなどの遅延手段２５ｃと差分演算手段２５
ｄとから構成されている。

【００２３】このように構成される超音波診断装置の特
徴部の詳細構成を、生体の血流を観察する場合を例にと
って動作とともに説明する。制御部１５は入力手段１７
から入力される計測条件を含めた開始指令に基づいて動
作し、送信部１に対して血流計測用の超音波送波ビーム
を生成させる制御指令を出力する。送信部１は、制御部
１５の制御指令に従って、指定されたビームアドレスに
対応するパルス状の超音波信号を生成して探触子３に出
力する。これにより、探触子３から指定されたビームア
ドレスの方向の生体内に送波ビームが送波される。すな
わち、図３の模式図に示すように、探触子３の複数の振
動子から発せられる複数の超音波は、波面が一致する方
向に進行する送波ビーム５１として生体内に送波され
る。この送波ビーム５１が生体内の血管５２の壁や血流
内の血球５３で反射され、その反射波であるエコー信号
５４が探触子３に受信される。血球５３によって反射さ
れるエコー信号５４は、血球の移動速度(血流速度)及び
探触子３に近づく方向か、あるいは遠ざかる方向かによ
って異なるドプラ効果を受け、エコー信号５４の角速度
ωが偏移を受ける。つまり、送波ビーム超音波の角速度
ω_０に対し、エコー信号５４の角速度がΔω偏移されて
ω＝（ω_０＋Δω）となる。

【００２４】このように周波数偏移を受けたエコー信号
が探触子３で受信され、受信部５と整相部７で周知の信
号処理がなされ、受波ビーム信号として信号処理部９の
帯域制御フィルタ１９に入力される。受波ビーム信号
は、帯域制御フィルタ１９においてノイズ等の周波数成
分が除去された後、位相差検出部２４に入力される。

【００２５】位相差検出部２４に入力される復調後の受
波ビーム信号ｘ(ｔ)は、図４に示す実数部Ｉ(t)と虚数
部Ｑ(t)のベクトル値を用い、次式の数１で表すことが
できる。

【００２６】

【数１】ｘ(t)＝（Ｉ(t)、Ｑ(t)）ここで、ω≒ω_０と近似し、かつ十分に短いサンプリン
グ周期にすれば、送信ビームと受波ビーム信号の実数部
Ｉ(t)および虚数部Ｑ(t)は、回転座標系で考えると相対
的な位相のずれを無視できる。したがって、受波ビーム
信号ｘ(ｔ)の実数部Ｉ(t)および虚数部Ｑ(t)は、次式の
数２により求めることができる。

【００２７】

【数２】Ｉ(t) ≒ｘ(ｔ)×cosω_０Ｑ(t) ≒ｘ(ｔ)×sinω_０数２によって、受波ビーム信号ｘ(ｔ)のＩ(t)とＱ(t)が
求まれば、次式の数３により、受波ビーム信号ｘ(t)の
任意の時点の位相φ(t)を求めることができる。

【００２８】

【数３】φ(t)＝atan(Ｑ(t)/Ｉ(t)) 但し、Ｉ(t)及びＱ(t)が正のとき０≦φ＜π／２Ｉ(t)が正及びＱ(t)が負のとき π／２≦φ＜π Ｉ(t)が負及びＱ(t)が正のとき π≦φ＜３π／２Ｉ(t)及びＱ(t)が負のとき３π／２≦φ＜２π そこで、位相差検出部２４の複素数変換手段２４aは、
数２に従って、受波ビーム信号ｘ(ｔ)にcosω_０及びsin
ω_０を乗じてＩ(t)とＱ(t)を求めるように構成されてい
る。そして、位相演算手段２４ｂは、求められたＩ(t)
とＱ(t)から、数３に従ってφ(t)を求めるように構成さ
れている。ここで、Ｉ(t)とＱ(t)の正負と値に対応させ
て予め数３の演算をしてφ(t)を求めておき、Ｉ(t)、Ｑ
(t)をアドレスとしてφ(t)を読み出すテーブルをメモリ
に格納しておくことにより、位相演算手段２４ｂを形成
することができる。

【００２９】このようにして、受波ビーム信号ｘ(ｔ)を
サンプリング周波数fs（サンプリング周期Ts＝１／fs）
でサンプリングしてφ(t)を求める。いま、サンプリン
グ周波数fsによりタイミング（ｔ−１）、（ｔ）、（ｔ
＋１）でサンプリングしたとし、各回のサンプリングに
より求められた位相がそれぞれφ(t-１)、 φ(t)、φ(t
+１)であったとする。この場合の、受波ビーム信号ｘ(t
-１)、ｘ(ｔ)、ｘ(t+１)の位相関系は、極座標で表わ
すと図５に示すようになっている。図５から判るよう
に、受波ビーム信号ｘ(ｔ)は、サンプリング周期Tsの間
に、角速度ωでｘ(t-１)、ｘ(ｔ)、ｘ(t+１)のように
位相が変化したのであるから、それらの位相差Δφを求
めれば、角速度ωを逆算できる。

【００３０】そこで、位相差検出部２４の位相差演算手
段２４ｃは、レジスタなどの遅延手段２４ｄに前回サン
プリング時の位相φ(t-１)を格納しておき、差分演算手
段２４ｅは今回サンプリング時に求めた位相φ(t)から
前回サンプリング時のφ(t-１)を引いて、つまり、次式
の数４によって位相差Δφ(t）を求めるように形成され
ている。

【００３１】

【数４】Δφ(t)＝φ(t)−φ(t-1) このようにして求めた位相差Δφ(t）は、角速度偏移検
出部２５の角速度演算手段２５ａに入力される。角速度
演算手段２５ａは、次式の数５によって今回サンプリン
グ時の角速度ω(t）を求めるように形成されている。な
お、サンプリング周波数ｆsは予め設定されているの
で、位相差Δφ(t）とω(t)を対応付けたテーブルをメ
モリに格納しておき、位相差Δφ(t）をアドレスとして
ω(t)を読み出すようにすることにより、角速度演算手
段２５ａを形成することができる。

【００３２】

【数５】ω(t)＝Δφ(t)ｆs ここで、血流速度は、受波ビーム信号ｘ(t)の角速度ω
の変化Δωに対応することから、血流速度を求めるには
角速度の変化Δωを求める必要がある。そこで、角速度
差演算手段２５ｂは、サンプリングタイミング（ｔ−
１）で求められたω(t-１)を遅延手段２５ｃに格納して
おき、差分演算手段２５ｄにおいて次式の数６のよう
に、今回のサンプリングで求められたω(t)から前回の
ω(t-１)を引くことによって、Δω(t)を求めるように
なっている。

【００３３】

【数６】Δω(t)＝ω(t)−ω（t-1）このようにして、１ビームラインに対して１回の送波ビ
ーム照射により、血球の移動により生じた受波ビーム信
号の周波数偏移を求めることができ、これに基づいて血
流速度を求めることができる。その結果、従来のよう
に、１ビームラインに対して複数回の送波ビーム照射を
することなく、血流情報を得ることができるから、フレ
ームレートを高めて、時間分解能を高めることができ
る。また、フレームレートを従来と同一にすれば、送波
ビームのスキャン領域を広げることができる。

【００３４】次に、本実施形態の他の特徴部である強度
検出部２６及び血流判定部２７について詳細構成を動作
とともに説明する。強度検出部２６は、複素数演算手段
２４aにより求められた実数部Ｉ(t)と虚数部Ｑ(t)をそ
れぞれ取り込みそれらの自乗を求める自乗手段２６a、
２６bと、自乗手段２６a、２６bにより求められたＩ
^２(t)とＱ^２(t)を加算する加算手段２６ｃと、加算手段
２６ｃの出力の平方根を演算する平方根手段２６ｄを有
し、これによって受波ビーム信号の信号強度を求めて血
流判定部２７に出力するように構成されている。

【００３５】一方、血流判定部２７は、角速度偏移検出
部２５によって計測された角速度偏しΔω(t)に重み付
けを行なう判定係数部２７ａと、強度検出部２６によっ
て計測された強度信号に重み付けを行なう判定係数部２
７ｂとを有する。そして、これら判定係数部２７a、２
７bの出力信号に基づいて、エコー信号が血流に係るも
のであるか否かを判断する判定手段２７ｃが設けられて
いる。判定手段２７ｃの出力信号は血流判定部２７の出
力信号、すなわち血流らしさの度合いを表わす信号とし
て出力される。また、判定手段２７ｃの出力信号は一時
的に記憶する判定結果記憶手段２７ｄを介して判定手段
２７ｃにフィードバックされるようになっている。

【００３６】すなわち、受波ビーム信号のサンプリング
成分の角速度偏位Δω(t)には、血流により生じた成分
の他に、心拍などの体動に係る体動成分に起因するもの
が含まれているから、それらを区別して血流による成分
を抽出する必要がある。一般に、図６に示すように、体
動成分１０１の速度は血流成分１０２の速度に比べて低
く、血流成分１０２の信号強度は体動成分１０１の信号
強度に比べて低いことが知られている。そこで、図２の
血流判定部２７の判定係数部２７ａは、図６の関係に基
づいて、一定速度以上の信号の場合は重み係数１０３を
出力し、判定係数部２７ｂは、信号強度が血流成分に相
当する範囲の場合は重み係数１０４を出力する。そし
て、血流判定部２７は、それらの重み係数１０３，１０
４の値から、受波ビーム信号のサンプリング成分が血流
成分に係る信号成分か、あるいは心拍などの体動に係る
体動成分かを判定し、血流らしさの度合い信号を出力す
るようになっている。このように構成される血流判定部
２７は、メモリ及びディジタルシグナルプロセッサ（Ｄ
ＳＰ）を用いて実現できる。

【００３７】このようにして求められた角速度偏移及び
血流らしさの度合いは、それぞれカラーマッピング部３
４及び血流輝度変換部３５に入力され、血流速度の応じ
た色付け及び血流らしさの度合いに応じた輝度に変換さ
れてデータメモリ３１に格納される。データメモリ３１
に格納された血流速度の応じた色付けデータ及び血流ら
しさの度合いに応じた輝度データは、ＤＳＣ３７により
画像データに変換され、フレームメモリ３８、重畳処理
部３９、画像インターフェイス４１を介して表示部に血
流像として表示される。

【００３８】図７に本実施形態による血流像の一例を示
す。血流速度又は平均速度、及び血流速度の分布に相当
する分散に応じてカラーマッピング部３４において色付
けすることにより、血流カラー信号と血流らしさの度合
い信号とを同一画像情報として融合することができる。
また、血流が存在する部位の信号強度の輝度を低い値に
することにより、血流と組織との分別を明瞭にすること
ができ、血流の微妙な変化を表現することができる。

【００３９】上述したように、本実施形態によれば、１
ビームラインに対して１回の送波ビーム照射により、血
球の移動により生じた受波ビーム信号の周波数偏移を求
めて血流速度を計測でき、同様に、血流の信号強度を計
測することができる。その結果、従来のように、１ビー
ムラインに対して複数回の送波ビーム照射をすることな
く、血流情報を得ることができるから、フレームレート
を高めて、時間分解能を高めることができる。また、フ
レームレートを従来と同一にすれば、送波ビームのスキ
ャン領域を広げることができる。

【００４０】図８に、位相差検出部２４の他の実施形態
を示す。本実施形態は、図示のように、位相演算手段２
４ｂと位相差演算手段２４ｃとの間に、ラインメモリ２
４ｆと２次空間フィルタ２４ｇを挿入している点が、図
２の位相差検出部２４と相違する。本実施形態は、１本
のビームラインに２回以上送波ビームを照射し、それに
対応して２回以上受信される受波ビームの角速度偏移に
基づいて、血流速度を計測することにより、検出感度な
いし精度を向上させるようにしたものである。すなわ
ち、位相演算手段２４ｂからサンプリング周期ごとに出
力される位相φ(t)を、ラインメモリ２４ｆに前回以前
に受波された１本又は複数本の受波ビーム分記憶してお
く。そして、今回計測された受波ビームの位相φ(t)と
前回以前に受波された受波ビームの位相φ(t)とを２次
元空間フィルタ２４ｇに入力する。２次元空間フィルタ
２４ｇは、受波ビームラインの深度方向が対応するサン
プリング点における複数の位相φ(t)の値に基づいて、
一定の範囲で一致する位相φ(t)の値を出力するように
なっている。これにより、位相検出の精度を向上させる
ことができる。その結果、図２の実施形態に比べて、位
相差演算手段２４ｃにおいて求まる位相差Δφ(t)は、
サンプリング方向(深度方向)とビームライン方向の２次
元空間の位相差になるから、血流速度の計測精度及び血
流判定における判定精度を向上させることができる。

【００４１】また、図２の実施形態と図８の実施形態の
両方の機能を設け、図９に示すように、感度重視か、フ
レームレート重視（時間分解能重視）かの選択メニュー
を画像に一部に表示して、入力手段１７などにより選択
可能にすることができる。この場合、制御部１５によ
り、送受信回数や各部の演算係数を選択に合わせて制御
する。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
物理的な定量性のある血流情報を計測でき、かつ血流像
の時間分解能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用してなる超音波診断装置の一実施
形態の全体構成を示す図である。

【図２】図１の超音波診断装置の特徴部に係る血流情報
計測部の詳細な構成を示す図である。

【図３】血流によるドプラー効果を説明する図である。

【図４】送信波とドプラ効果を受けた受信波を実数部Ｉ
と虚数部Ｑとに分けて複素数のベクトル量として示した
図である。

【図５】サンプリング周期ごとの受波ビーム信号のベク
トルを極座標で表わした図である。

【図６】血流成分と体動成分の速度と強度の関係及び重
み係数の設定パターンを示した線図である。

【図７】図２の実施形態により得られる血流像の一例を
示す図である。

【図８】本発明に係る位相差検出部の他の実施形態を示
す構成図である。

【図９】図１と図２の実施形態を組合わせた超音波診断
装置により得られる血流像及び選択メニューの一例を示
す図である。

【符号の説明】

１送信部３探触子５受信部７整相部９信号処理部１１画像処理部１３表示部１５制御部１７入力手段１９帯域制御フィルタ２４位相差検出部２５角速度偏移検出部２６強度検出部２７血流判定部

フロントページの続きＦターム(参考） 4C301 DD01 DD04 EE10 EE11 JB06 JB23 JB24 JB35 KK02 KK21 LL02 4C601 DD03 DE01 DE03 EE07 EE09 JB04 JB28 JB34 JB35 JB36 JB37 KK02 KK18 LL01 LL02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に超音波の送波ビームを照射する
とともに被検体から反射されるエコー信号を受信する超
音波探触子と、該超音波探触子から出力されるエコー信
号を整相して受波ビーム信号を生成する整相手段と、該
整相手段から出力される受波ビーム信号を処理する信号
処理手段と、該信号処理手段から出力される受波ビーム
信号に基づいて表示画像情報を生成する画像生成手段
と、前記表示画像を表示する表示手段とを有してなり、
前記信号処理手段は、前記整相手段から出力される受波
ビーム信号の角速度の変化を検出して血流速度を検出す
る血流速度検出手段を有することを特徴とする超音波診
断装置。
【請求項２】前記血流速度検出手段は、前記受波ビー
ム信号を一定周期でサンプリングしてサンプリング周期
ごとの受波ビーム信号の位相を検出し、今回サンプリン
グ時の位相と一サンプリング周期前の位相との位相差を
求める位相差検出手段と、該位相差検出手段により求め
られた位相差に基づいてサンプリング周期ごとの受波ビ
ーム信号の角速度を求め、今回サンプリング時の角速度
と一サンプリング周期前の角速度との差を求めて角速度
の変化量を求める角速度変化検出手段とを有してなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
【請求項３】前記血流速度検出手段は、前記送波ビー
ムを同一のビームライン方向に複数回照射して得られる
複数の受波ビーム信号について、受波ビーム信号ごとに
一定周期でサンプリングしてサンプリング周期ごとの受
波ビーム信号の位相を検出する位相検出手段と、複数の受波ビーム信号の対応するサンプリング周期にお
いて前記位相検出手段により検出された位相を比較し
て、確度の高い位相を検出位相として出力する２次元空
間フィルタと、該２次元空間フィルタから出力される検出位相のうち前
後するサンプリング周期間の位相差を求める位相差検出
手段と、該位相差検出手段により求められた位相差に基づいてサ
ンプリング周期ごとの受波ビーム信号の角速度を求め、
今回サンプリング時の角速度と一サンプリング周期前の
角速度との差を求めて角速度の変化量を求める角速度変
化検出手段とを有してなることを特徴とする請求項1に
記載の超音波診断装置。
【請求項４】前記信号処理手段は、前記整相手段から
出力される受波ビーム信号を複素数に変換する複素変換
手段を有し、前記位相差検出手段は前記複素数に変換さ
れた複素数信号に基づいて前記受波ビーム信号の位相を
検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の超音
波診断装置。
【請求項５】前記信号処理手段は、前記整相手段から
出力される受波ビーム信号の強度を検出する信号強度検
出手段と、該信号強度検出手段から出力される信号強度
と前記血流速度検出手段から出力される血流速度に、そ
れぞれ信号強度と血流速度の範囲に応じて定められた係
数を乗じて血流らしさの度合いを求める血流判定手段と
を有してなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれ
かに記載の超音波診断装置。
【請求項６】前記送波ビームは、高帯域な超音波であ
ることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】被検体に超音波の送波ビームを照射する
とともに被検体から反射されるエコーを受信する超音波
探触子と、該超音波探触子から出力されるエコー信号を
整相して受波ビーム信号を生成する整相手段と、該整相
手段から出力される受波ビーム信号を処理する信号処理
手段と、該信号処理手段から出力される受波ビーム信号
に基づいて表示画像情報を生成する画像生成手段と、前
記表示画像を表示する表示手段とを有してなり、前記信号処理手段は、前記整相手段から出力される受波
ビーム信号の角速度の変化を検出して血流速度を検出す
る血流速度検出手段を有し、前記血流速度検出手段は、前記受波ビーム信号を一定周
期でサンプリングしてサンプリング周期ごとの受波ビー
ム信号の位相を検出する第１の位相検出手段と、前記送
波ビームを同一のビームライン方向に複数回照射して得
られる複数の受波ビーム信号について、受波ビーム信号
ごとに一定周期でサンプリングしてサンプリング周期ご
との受波ビーム信号の位相を検出するとともに、複数の
受波ビーム信号の対応するサンプリング周期において前
記位相検出手段により検出された位相を比較して、確度
の高い位相を検出位相として出力する第２の位相検出手
段と、前記第１又は第２の位相検出手段により検出さ
れた今回サンプリング時の検出位相と前回以前のサンプ
リング時の検出位相との位相差を求める位相差検出手段
と、該位相差検出手段により求められた位相差に基づい
てサンプリング周期ごとの受波ビーム信号の角速度を求
め、今回サンプリング時の角速度と一サンプリング周期
前の角速度との差を求めて角速度の変化量を求める角速
度変化検出手段とを有してなることを特徴とする超音波
診断装置。
【請求項８】前記制御部は、前記表示部に血流計測に
ついて感度重視又はフレームレート重視の一方を選択す
るメニュー画面を表示し、選択されたメニューに応じて
前記送波ビームの照射を制御するとともに、前記第１と
第２の位相検出手段を制御することを特徴とする請求項
７に記載の超音波診断装置。