JP2004187828A - 超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】速度表示レンジがＰＲＦの制約を受けない超音波診断装置を実現する。
【解決手段】繰り返し周波数ＰＲＦで超音波送受信を繰り返して得られるエコーのドップラシフトに基づきエコー源の速度を計測する計測手段（４０２）と、計測された速度を表示する表示手段（１６）と、計測のレンジ調節が行われたとき、計測手段における超音波送受信のＰＲＦを変えずに表示手段による速度表示のレンジを変更するレンジ変更手段（４０４）と、変更されたレンジに合わせて表示速度のみなし折り返しを行う折り返し手段（４０６）とを有する。
【選択図】 図１０
【解決手段】繰り返し周波数ＰＲＦで超音波送受信を繰り返して得られるエコーのドップラシフトに基づきエコー源の速度を計測する計測手段（４０２）と、計測された速度を表示する表示手段（１６）と、計測のレンジ調節が行われたとき、計測手段における超音波送受信のＰＲＦを変えずに表示手段による速度表示のレンジを変更するレンジ変更手段（４０４）と、変更されたレンジに合わせて表示速度のみなし折り返しを行う折り返し手段（４０６）とを有する。
【選択図】 図１０
Description
【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、繰り返し周波数ＰＲＦ（ｐｕｌｓｅｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で超音波送受信を繰り返して得られるエコー（ｅｃｈｏ）のドップラシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｈｉｆｔ）に基づいてエコー源の速度を計測する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断では、超音波送エコーのドップラシフトに基づいてエコー源の速度を計測することが行われる。計測結果は速度の２次元分布を表すＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）像や、サンプルボリューム（ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ）における速度を表すスペクトラム（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）像として表示される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２８９７６号公報（第５−６頁、図１，７，８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
速度の計測レンジ（ｒａｎｇｅ）は超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦによって定まるので、速度の表示レンジも繰り返し周波数ＰＲＦによって一義的に定まり、それ以外の任意の表示レンジとすることができない不便さがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、速度表示レンジが繰り返し周波数ＰＲＦの制約を受けない超音波診断装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、繰り返し周波数ＰＲＦで超音波送受信を繰り返して得られるエコーのドップラシフトに基づきエコー源の速度を計測する計測手段と、前記計測された速度を表示する表示手段と、前記計測のレンジ調節が行われたとき、前記計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変えずに前記表示手段による速度表示のレンジを変更するレンジ変更手段と、前記変更されたレンジに合わせて表示速度のみなし折り返しを行う折り返し手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００７】
本発明では、計測のレンジ調節が行われたとき、計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変えずに表示手段による速度表示のレンジを変更し、それに合わせて表示速度のみなし折り返しを行うので、速度表示レンジを繰り返し周波数ＰＲＦに無関係に任意に設定することができる。
【０００８】
前記計測手段による計測のレンジをＶＲ−Ｒとし、計測データをｖ−Ｒとし、前記表示手段による速度表示のレンジをＶＲ−Ｉとし、レンジＶＲ−Ｉにおけるデータの最大値をＭとし、変数ｘの四捨五入をｒｏｕｎｄ（ｘ）で表し、変数ｘの絶対値をａｂｓ（ｘ）で表し、変数ｘの符号をｓｉｇｎ（ｘ）で表すとき、
前記レンジ変更手段は、表示用のデータを
ｖ−Ｉ＝ｒｏｕｎｄ（ｖ−Ｒ＊ＶＲ−Ｒ／ＶＲ−Ｉ）
によって求め、
前記折り返し手段は、みなし折り返し量を
Ａ＝ａｂｓ（ｖ−Ｉ）−Ｍ
によって求め、ａｂｓ（ｖ−Ｉ）＞Ｍのときは、ｓｉｇｎ（ｖ−Ｉ）＞＝０なら表示用のデータをｖ−Ｉ＝Ａ−Ｍとし、そうでないならｖ−Ｉ＝Ｍ−Ａとすることが、速度表示のレンジ変更およびみなし折り返しを適切に行う点で好ましい。
【０００９】
Ｍ＝１２８であることが、速度表示の分解能をレンジの１／１２８とする点で好ましい。前記レンジ変更手段は、変更されたレンジが予め定められたレンジを超えるときは前記計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変更することが、計測を適切に行う点で好ましい。
【００１０】
前記表示手段は速度の２次元的分布を表示することが、面内のエコー源の運動を示す点で好ましい。前記表示手段は前記速度の２次元的分布をカラー画像として表示することが、視認性が良い点で好ましい。
【００１１】
前記表示手段はサンプルボリューム内の速度を表示することが、局部的なエコー源の運動を示す点で好ましい。前記表示手段は前記速度をドップラシフトのスペクトラム像として表示することが、速度の時間的変化の視認性が良い点で好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１３】
図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２（ｐｒｏｂｅ）を有する。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ２は、操作者により撮影対象４に当接して使用される。
【００１４】
超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。
【００１５】
送受信部６のブロック図を図２に示す。同図に示すように、送受信部６は送波タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）発生ユニット（ｕｎｉｔ）６０２を有する。送波タイミング発生ユニット６０２は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビームフォーマ（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）６０４に入力する。送波タイミング信号の周期は後述の制御部１８により制御される。
【００１６】
送波ビームフォーマ６０４は、送波のビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行うもので、送波タイミング信号に基づき、所定の方位の超音波ビームを形成するためのビームフォーミング信号を生じる。ビームフォーミング信号は、方位に対応した時間差が付与された複数の駆動信号からなる。ビームフォーミングは後述の制御部１８によって制御される。送波ビームフォーマ６０４は、送波ビームフォーミング信号を送受切換ユニット６０６に入力する。
【００１７】
送受切換ユニット６０６は、ビームフォーミング信号を超音波トランスデューサアレイに入力する。超音波トランスデューサアレイにおいて、送波アパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を構成する複数の超音波トランスデューサは、駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ超音波をそれぞれ発生する。それら超音波の波面合成により、所定方位の音線に沿った超音波ビームが形成される。
【００１８】
送受切換ユニット６０６には受波ビームフォーマ６１０が接続されている。送受切換ユニット６０６は、超音波トランスデューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエコー信号を受波ビームフォーマ６１０に入力する。受波ビームフォーマ６１０は、送波の音線に対応した受波のビームフォーミングを行うもので、複数の受波エコーに時間差を付与して位相を調整し、次いでそれら加算して所定方位の音線に沿ったエコー受信信号を形成する。受波のビームフォーミングは後述の制御部１８により制御される。
【００１９】
超音波ビームの送波は、送波タイミング発生ユニット６０２が発生する送波タイミング信号により、所定の時間間隔で繰り返し行われる。それに合わせて、送波ビームフォーマ６０４および受波ビームフォーマ６１０により、音線の方位が所定量ずつ変更される。それによって、撮影対象４の内部が、音線によって順次に走査される。このような構成の送受信部６は、例えば図３に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００２０】
送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図４に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６をｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００２１】
なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図５に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行える。
【００２２】
送受信部６はＢモード（ｍｏｄｅ）処理部１０およびドップラ処理部１２に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２に入力される。
【００２３】
Ｂモード処理部１０はＢモード画像データを形成するものである。Ｂモード処理部１０は、図６に示すように、対数増幅ユニット１０２と包絡線検波ユニット１０４を備えている。Ｂモード処理部１０は、対数増幅ユニット１０２でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号、すなわちＡスコープ（ｓｃｏｐｅ）信号を得て、このＡスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモード画像データを形成する。
【００２４】
ドップラ処理部１２はドップラ計測データを形成するものである。ドップラ計測データには、後述する速度データ、分散データ、パワーデータおよびドップラ周波数データが含まれる。
【００２５】
ドップラ処理部１２は、図７に示すように直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ（ｍｏｖｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）１２２、自己相関演算ユニット１２４、平均流速演算ユニット１２６、分散演算ユニット１２８およびパワー（ｐｏｗｅｒ）演算ユニット１３０を備えている。
【００２６】
ドップラ処理部１２は、直交検波ユニット１２０でエコー受信信号を直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理してエコー信号のドップラシフトを求める。また、自己相関演算ユニット１２４でＭＴＩフィルタ１２２の出力信号について自己相関演算を行い、平均流速演算ユニット１２６で自己相関演算結果から平均流速Ｖを求め、分散演算ユニット１２８で自己相関演算結果から流速の分散Ｔを求め、パワー演算ユニット１３０で自己相関演算結果からドップラ信号のパワーＰＷを求める。
【００２７】
これによって、撮影対象４内で移動するエコー源、例えば血液等の平均流速Ｖとその分散Ｔおよびドップラ信号のパワーＰＷを表すそれぞれのデータが音線ごとに得られる。これら画像データは、音線上の各点（ピクセル：ｐｉｘｅｌ）の平均流速、分散およびパワーを示す。以下、平均流速を単に速度という。なお、速度は音線方向の成分として得られる。また、超音波プローブ２に近づく方向と遠ざかる方向とが区別される。なお、エコー源は血液に限るものではなく、例えば血管等に注入されたマイクロバルーン（ｍｉｃｒｏ ｂａｌｌｏｏｎ）造影剤等であって良い。以下、血液の例で説明するがマイクロバルーン造影剤の場合も同様である。
【００２８】
ドップラ処理部１２は、また、図８に示すように、ローパスフィルタ（ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１５２、サンプルホールドユニット（ｓａｍｐｌｅｈｏｌｄ ｕｎｉｔ）１５４、バンドパスフィルタ（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｕｎｉｔ）１５６および周波数分析ユニット１５８を有する。
【００２９】
ローパスフィルタ１５２は直交検波ユニット１２０の出力信号をローパスフィルタリングする。ローパスフィルタ１５２の出力信号をサンプルホールドユニット１５４により、撮影対象４内のサンプルボリューム（ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ）の位置に応じてサンプルホールドし、サンプルホールドした信号をバンドパスフィルタ１５６でバンドパスフィルタリングする。これによって、サンプルボリュームにおけるエコーのドップラシフトを表す信号、すなわち、ポイントドップラ信号が得られる。これを周波数分析ユニット１５８で周波数分析してドップラシフト周波数を表すデータを得る。以下、ドップラシフト周波数を表すデータを単にドップラ周波数データという。
【００３０】
Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２からそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれＢモード画像、ドップラ画像およびドップラ周波数画像を生成するものである。
【００３１】
画像処理部１４は、図９に示すように、バス（ｂｕｓ）１４０によって接続された入力データメモリ（ｄａｔａ ｍｅｍｏｒｙ）１４２、ディジタル・スキャンコンバータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４４、画像メモリ１４６およびプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４８を備えている。
【００３２】
Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２から音線ごとに入力されたＢモード画像データおよびドップラ計測データは、入力データメモリ１４２にそれぞれ記憶される。入力データメモリ１４２のデータは、ディジタル・スキャンコンバータ１４４で走査変換されて画像メモリ１４６に記憶される。プロセッサ１４８は、入力データメモリ１４２および画像メモリ１４６のデータについてそれぞれ所定のデータ処理を施すものである。データ処理の詳細については後述する。
【００３３】
画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。なお、表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示可能なグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。
【００３４】
以上の送受信部６、Ｂモード処理部１０、ドップラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。
【００３５】
制御部１８の制御の下で、Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は操作者によって操作され、制御部１８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）およびその他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成される。
【００３６】
ドップラ処理部１２による血流計測のためのレンジの設定および調節は、操作部２０を通じて行われる。計測レンジの調節については、後にあらためて説明する。
【００３７】
本装置の動作を説明する。操作者は超音波プローブ２を撮影対象４の所望の個所に当接し、操作部２０を操作して、例えばＢモードとドップラモードを併用した撮影動作を行う。これによって、制御部１８による制御の下で、Ｂモード撮影とドップラモード撮影が時分割で行われる。これにより、例えばドップラモードのスキャンを所定回数行う度にＢモードのスキャンを１回行う割合で、Ｂモードとドップラモードの混合スキャンが行われる。
【００３８】
Ｂモードにおいては、送受信部６は、超音波プローブ２を通じて音線順次で撮影対象４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。Ｂモード処理部１０は、送受信部６から入力されるエコー受信信号を対数増幅ユニット１０２で対数増幅し包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波してＡスコープ信号を求め、それに基づいて音線ごとのＢモード画像データを形成する。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０から入力される音線ごとのＢモード画像データを入力データメモリ１４２に記憶する。これによって、入力データメモリ１４２内に、Ｂモード画像データについての音線データ空間が形成される。
【００３９】
ドップラモードにおいては、送受信部６は超音波プローブ２を通じて音線順次で撮影対象４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。その際、１音線当たり複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。同一音線における送受信の繰り返し周波数がＰＲＦである。撮影開始時には、ＰＲＦとして予め用意されているデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）値が用いられる。
【００４０】
ドップラ処理部１２は、エコー受信信号を直交検波ユニット１２０で直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理し、自己相関演算ユニット１２４で自己相関を求め、自己相関結果から、平均流速演算ユニット１２６で平均流速を求め、分散演算ユニット１２８で分散を求め、パワー演算ユニット１３０でパワーを求める。また、拍動検出ユニット１３２により前述のようにして拍動の強度を求める。これらの算出値は、それぞれ、例えば血流等の平均速度とその分散、ドップラ信号のパワーおよび血流等の拍動性を、音線ごとかつピクセルごとに表す画像データとなる。
【００４１】
ドップラ処理部１２は、また、ローパスフィルタ１５２、サンプルホールドユニット１５４、バンドパスフィルタ１５６および周波数分析ユニット１５８からなる構成により、サンプルボリュームにおけるドップラ周波数データを求める。
【００４２】
画像処理部１４は、ドップラ処理部１２から入力される音線ごとかつピクセルごとの各ドップラ計測データ、および、ドップラ周波数データを入力データメモリ１４２に記憶する。これによって、入力データメモリ１４２内に、各ドップラ計測データについての音線データ空間、および、ドップラ周波数データ空間がそれぞれ形成される。
【００４３】
プロセッサ１４８は、入力データメモリ１４２のＢモード画像データ、ドップラ計測データおよびドップラ周波数データをディジタル・スキャンコンバータ１４４でそれぞれ走査変換して画像メモリ１４６に書き込む。その際、ドップラ計測データは、速度に分散を加味したＣＦＭ画像データおよびパワードップラ（ＰＤＩ）画像データとして書き込まれる。ＰＤＩ画像データには、ドップラシフトの極性に応じた方向性を付与する。このＰＤＩ画像は特にＤＰＤＩ（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）とも呼ばれる。ドップラ周波数データについては、縦軸を周波数、横軸を時間とするグラフ（ｇｒａｐｈ）上の座標として書き込む。
【００４４】
プロセッサ１４８は、Ｂモード画像データ、ＣＦＭ画像データ、ＤＰＤＩ画像データおよびドップラ周波数データを別々な領域に書き込む。Ｂモード画像は、音線走査面における体内組織の断層像を示すものとなる。ＣＦＭ画像は、音線走査面における血流速度等の２次元分布を示す画像となる。この画像では血流の方向に応じて表示色を異ならせる。また、速度に応じて表示色の輝度を異ならせる。また、分散に応じて所定の色の混色率を高め表示色の純度を変える。これによって、速度の大きさ、方向、分散が視認性良く表示される。
【００４５】
ＤＰＤＩ画像は、音線走査面における血流等の存在を方向とともに示す画像となる。ＤＰＤＩ画像では、血流の方向を区別するため表示色は２色とする。表示色はＣＦＭ画像に用いる色とは異ならせる。信号強度に応じて表示色の輝度を変える。
【００４６】
これらの画像を表示部１６に表示させる場合には、例えばＢモード画像とＣＦＭ画像を重ね合わせて表示する。これにより、体内組織との位置関係が明確な血流速度分布像を観察することができる。また、Ｂモード画像とＤＰＤＩ画像を重ね合わせて表示する。この場合は、体内組織との位置関係が明確な血管走行状態を観察することができる。
【００４７】
ドップラ周波数の時間変化を示すグラフは、必要に応じて上記の各画像に並べて同一画面に表示する。これによってサンプルボリュームにおけるドプラ周波数の時間変化を観察することができる。
【００４８】
図１０に、レンジ調節の観点での本装置の機能ブロック図を示す。同図において図１に示したものと同じものは同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、本装置は、速度計測部４０２、レンジ変更部４０４、みなし折り返し部４０６、表示部１６および操作部２０を有する。
【００４９】
速度計測部４０２は、図１に示した装置の超音波プローブ２、送受信部６およびドップラ処理部１２からなる部分に相当する。速度計測部４０２は、本発明における計測手段の実施の形態の一例である。レンジ変更部４０４およびみなし折り返し部４０６は、いずれも、図１に示した装置の画像処理部１４および制御部１８からなる部分に相当する。レンジ変更部４０４は、本発明におけるレンジ変更手段の実施の形態の一例である。みなし折り返し部４０６は、本発明における折り返し手段の実施の形態の一例である。表示部１６は、本発明における表示手段の実施の形態の一例である。
【００５０】
速度計測部４０２は、前述のようなドップラ計測を行い、計測データをレンジ変更部４０４に入力する。レンジ変更部４０４には操作部２０を通じてレンジ変更指令が入力される。レンジ変更部４０４は、計測データのレンジを変更してみなし折り返し部４０６に入力する。みなし折り返し部４０６は、レンジ変更後のデータについてみなし折り返しを行って表示部１６に入力する。
【００５１】
レンジ変更部４０４によるレンジ変更、および、みなし折り返し部４０６によるみなし折り返しを、図１１によって説明する。同図は、レンジと表示スケール（ｓｃａｌｅ）の関係を示す概念図である。同図は、レンジを±１４ｃｍ／ｓｅｃから±１２ｃｍ／ｓｅｃに変更する例を示している。
【００５２】
レンジが±１４ｃｍ／ｓｅｃのときは、（１）に示すように、流速±１４ｃｍ／ｓｅｃが表示スケールの最大値に対応している。±１４ｃｍ／ｓｅｃのレンジは、ＰＲＦを１．８ｋＨｚとすることによって実現される。
【００５３】
表示スケールの最大値は、レンジの如何にかかわらず、例えば±１２８とされる。このようにすることにより、速度表示の分解能（階調）を表示スケールの１／１２８とすることができる。なお、表示スケールの最大値は１２８に限らず適宜でよい。また、正負別々の最大値にしてもよい。
【００５４】
この状態において、レンジを±１２ｃｍ／ｓｅｃに変更する指令が入力されたとき、レンジ変更部４０４は下記のような計算によりレンジ変更を行う。すなわち、変更前のレンジをＶＲ−Ｒとし、そのレンジにおけるデータをｖ−Ｒとし、変更後のレンジをＶＲ−Ｉとし、そのレンジにおけるデータをｖ−Ｒとすると、レンジ変更部４０４は、変更後のレンジにおけるデータｖ−Ｉを次式によって求める。なお、このときＰＲＦは変更しない。
【００５５】
ｖ−Ｉ＝ｒｏｕｎｄ（ｖ−Ｒ＊ＶＲ−Ｒ／ＶＲ−Ｉ）
ここで、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は変数ｘの四捨五入である。
【００５６】
このような計算により、データｖ−Ｉが属するレンジは（２）のようになる。すなわち、流速±１２ｃｍ／ｓｅｃに相当するデータｖ−Ｉが表示スケールの最大値となり、±１２ｃｍ／ｓｅｃを超える流速に相当するデータｖ−Ｉは、斜線で示すように、表示スケールをはみ出すようになる。
【００５７】
この部分は、変更後のレンジにおいては折り返し（エイリアシング：ａｌｉａｓｉｎｇ）となるべき部分であるが、ＰＲＦを変更していないので、折り返しとはならない。そこで、この部分をみなし折り返しと呼ぶ。
【００５８】
このようなデータｖ−Ｉについて、みなし折り返し部４０６は、下記のような計算によりみなし折り返しを行う。すなわち、レンジＶＲ−Ｉにおけるデータの最大値をＭ（ここでは１２８）としたとき、みなし折り返し量Ａを
Ａ＝ａｂｓ（ｖ−Ｉ）−Ｍ
によって求める。ただし、ａｂｓ（ｘ）は変数ｘの絶対値である。これによって、斜線で示したみなし折り返し部分の大きさが求まる。
【００５９】
みなし折り返し部４０６は、さらに、ａｂｓ（ｖ−Ｉ）＞Ｍのときは、ｓｉｇｎ（ｖ−Ｉ）＞＝０ならｖ−Ｉ＝Ａ−Ｍとし、そうでないならｖ−Ｉ＝Ｍ−Ａとする。ただし、ｓｉｇｎ（ｘ）は変数ｘの符号である。これによって、（３）示すように、みなし折り返し部分が変更後のレンジにおける折り返しとなる。
【００６０】
このようにレンジ変更およびみなし折り返しが行われたデータが、表示部１６に入力される。これによって、表示部１６では、ＰＲＦ変更により計測レンジを変更したのと変わらない速度表示が行われる。
【００６１】
このようにしてレンジ変更を行う利点は、ＰＲＦを変えずにレンジ変更できる点にある。このため、予め定められているＰＲＦで実現不可能なレンジも任意に実現することができる。すなわち、例えば１．８ｋＨの次のＰＲＦとして例えば１．４ｋＨｚが定められているとすると、それに対応する計測レンジは±１０ｃｍ／ｓｅｃとなるが、±１４ｃｍ／ｓｅｃから±１０ｃｍ／ｓｅｃまでの任意のレンジをＰＲＦを変えることなく連続的に実現することができる。
【００６２】
レンジ変更が±１０ｃｍ／ｓｅｃのレンジに達したときは、レンジ変更部４０４は速度計測部４０２にＰＲＦの切換を行わせる。これによって、実際の計測レンジと見かけ上の計測レンジすなわち表示レンジが一致する。
【００６３】
以下、同様にしてレンジ調節が行われる。このように、レンジ変更が所定の範囲を超えるたびにＰＲＦを切り換えて、実際の計測レンジと見かけ上の計測レンジを一致させることにより、流速計測を適切に行うことができる。なお、ＰＲＦ切換を行う場合でも切換のステップを粗くして良いので、ＰＲＦ切換部の構成を簡素化することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、速度表示レンジがＰＲＦの制約を受けない超音波診断装置を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】送受信部のブロック図である。
【図３】音線走査の概念を示す図である。
【図４】音線走査の概念を示す図である。
【図５】音線走査の概念を示す図である。
【図６】Ｂモード処理部のブロック図である。
【図７】ドップラ処理部の一部のブロック図である。
【図８】ドップラ処理部の一部のブロック図である。
【図９】画像処理部のブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図１１】レンジ調節の概念を示す図である。
【符号の説明】
２ 超音波プローブ
４ 撮影対象
６ 送受信部
１０ Ｂモード処理部
１２ ドップラ処理部
１４ 画像処理部
１６ 表示部
１８ 制御部
２０ 操作部
４０２ 速度計測部
４０４ レンジ変更部
４０６ みなし折り返し部
【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、繰り返し周波数ＰＲＦ（ｐｕｌｓｅｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で超音波送受信を繰り返して得られるエコー（ｅｃｈｏ）のドップラシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｈｉｆｔ）に基づいてエコー源の速度を計測する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断では、超音波送エコーのドップラシフトに基づいてエコー源の速度を計測することが行われる。計測結果は速度の２次元分布を表すＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）像や、サンプルボリューム（ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ）における速度を表すスペクトラム（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）像として表示される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２８９７６号公報（第５−６頁、図１，７，８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
速度の計測レンジ（ｒａｎｇｅ）は超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦによって定まるので、速度の表示レンジも繰り返し周波数ＰＲＦによって一義的に定まり、それ以外の任意の表示レンジとすることができない不便さがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、速度表示レンジが繰り返し周波数ＰＲＦの制約を受けない超音波診断装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、繰り返し周波数ＰＲＦで超音波送受信を繰り返して得られるエコーのドップラシフトに基づきエコー源の速度を計測する計測手段と、前記計測された速度を表示する表示手段と、前記計測のレンジ調節が行われたとき、前記計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変えずに前記表示手段による速度表示のレンジを変更するレンジ変更手段と、前記変更されたレンジに合わせて表示速度のみなし折り返しを行う折り返し手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【０００７】
本発明では、計測のレンジ調節が行われたとき、計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変えずに表示手段による速度表示のレンジを変更し、それに合わせて表示速度のみなし折り返しを行うので、速度表示レンジを繰り返し周波数ＰＲＦに無関係に任意に設定することができる。
【０００８】
前記計測手段による計測のレンジをＶＲ−Ｒとし、計測データをｖ−Ｒとし、前記表示手段による速度表示のレンジをＶＲ−Ｉとし、レンジＶＲ−Ｉにおけるデータの最大値をＭとし、変数ｘの四捨五入をｒｏｕｎｄ（ｘ）で表し、変数ｘの絶対値をａｂｓ（ｘ）で表し、変数ｘの符号をｓｉｇｎ（ｘ）で表すとき、
前記レンジ変更手段は、表示用のデータを
ｖ−Ｉ＝ｒｏｕｎｄ（ｖ−Ｒ＊ＶＲ−Ｒ／ＶＲ−Ｉ）
によって求め、
前記折り返し手段は、みなし折り返し量を
Ａ＝ａｂｓ（ｖ−Ｉ）−Ｍ
によって求め、ａｂｓ（ｖ−Ｉ）＞Ｍのときは、ｓｉｇｎ（ｖ−Ｉ）＞＝０なら表示用のデータをｖ−Ｉ＝Ａ−Ｍとし、そうでないならｖ−Ｉ＝Ｍ−Ａとすることが、速度表示のレンジ変更およびみなし折り返しを適切に行う点で好ましい。
【０００９】
Ｍ＝１２８であることが、速度表示の分解能をレンジの１／１２８とする点で好ましい。前記レンジ変更手段は、変更されたレンジが予め定められたレンジを超えるときは前記計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変更することが、計測を適切に行う点で好ましい。
【００１０】
前記表示手段は速度の２次元的分布を表示することが、面内のエコー源の運動を示す点で好ましい。前記表示手段は前記速度の２次元的分布をカラー画像として表示することが、視認性が良い点で好ましい。
【００１１】
前記表示手段はサンプルボリューム内の速度を表示することが、局部的なエコー源の運動を示す点で好ましい。前記表示手段は前記速度をドップラシフトのスペクトラム像として表示することが、速度の時間的変化の視認性が良い点で好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に超音波診断装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１３】
図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２（ｐｒｏｂｅ）を有する。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ２は、操作者により撮影対象４に当接して使用される。
【００１４】
超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。
【００１５】
送受信部６のブロック図を図２に示す。同図に示すように、送受信部６は送波タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）発生ユニット（ｕｎｉｔ）６０２を有する。送波タイミング発生ユニット６０２は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビームフォーマ（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）６０４に入力する。送波タイミング信号の周期は後述の制御部１８により制御される。
【００１６】
送波ビームフォーマ６０４は、送波のビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行うもので、送波タイミング信号に基づき、所定の方位の超音波ビームを形成するためのビームフォーミング信号を生じる。ビームフォーミング信号は、方位に対応した時間差が付与された複数の駆動信号からなる。ビームフォーミングは後述の制御部１８によって制御される。送波ビームフォーマ６０４は、送波ビームフォーミング信号を送受切換ユニット６０６に入力する。
【００１７】
送受切換ユニット６０６は、ビームフォーミング信号を超音波トランスデューサアレイに入力する。超音波トランスデューサアレイにおいて、送波アパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を構成する複数の超音波トランスデューサは、駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ超音波をそれぞれ発生する。それら超音波の波面合成により、所定方位の音線に沿った超音波ビームが形成される。
【００１８】
送受切換ユニット６０６には受波ビームフォーマ６１０が接続されている。送受切換ユニット６０６は、超音波トランスデューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエコー信号を受波ビームフォーマ６１０に入力する。受波ビームフォーマ６１０は、送波の音線に対応した受波のビームフォーミングを行うもので、複数の受波エコーに時間差を付与して位相を調整し、次いでそれら加算して所定方位の音線に沿ったエコー受信信号を形成する。受波のビームフォーミングは後述の制御部１８により制御される。
【００１９】
超音波ビームの送波は、送波タイミング発生ユニット６０２が発生する送波タイミング信号により、所定の時間間隔で繰り返し行われる。それに合わせて、送波ビームフォーマ６０４および受波ビームフォーマ６１０により、音線の方位が所定量ずつ変更される。それによって、撮影対象４の内部が、音線によって順次に走査される。このような構成の送受信部６は、例えば図３に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００２０】
送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図４に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６をｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００２１】
なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図５に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行える。
【００２２】
送受信部６はＢモード（ｍｏｄｅ）処理部１０およびドップラ処理部１２に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２に入力される。
【００２３】
Ｂモード処理部１０はＢモード画像データを形成するものである。Ｂモード処理部１０は、図６に示すように、対数増幅ユニット１０２と包絡線検波ユニット１０４を備えている。Ｂモード処理部１０は、対数増幅ユニット１０２でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号、すなわちＡスコープ（ｓｃｏｐｅ）信号を得て、このＡスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモード画像データを形成する。
【００２４】
ドップラ処理部１２はドップラ計測データを形成するものである。ドップラ計測データには、後述する速度データ、分散データ、パワーデータおよびドップラ周波数データが含まれる。
【００２５】
ドップラ処理部１２は、図７に示すように直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ（ｍｏｖｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）１２２、自己相関演算ユニット１２４、平均流速演算ユニット１２６、分散演算ユニット１２８およびパワー（ｐｏｗｅｒ）演算ユニット１３０を備えている。
【００２６】
ドップラ処理部１２は、直交検波ユニット１２０でエコー受信信号を直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理してエコー信号のドップラシフトを求める。また、自己相関演算ユニット１２４でＭＴＩフィルタ１２２の出力信号について自己相関演算を行い、平均流速演算ユニット１２６で自己相関演算結果から平均流速Ｖを求め、分散演算ユニット１２８で自己相関演算結果から流速の分散Ｔを求め、パワー演算ユニット１３０で自己相関演算結果からドップラ信号のパワーＰＷを求める。
【００２７】
これによって、撮影対象４内で移動するエコー源、例えば血液等の平均流速Ｖとその分散Ｔおよびドップラ信号のパワーＰＷを表すそれぞれのデータが音線ごとに得られる。これら画像データは、音線上の各点（ピクセル：ｐｉｘｅｌ）の平均流速、分散およびパワーを示す。以下、平均流速を単に速度という。なお、速度は音線方向の成分として得られる。また、超音波プローブ２に近づく方向と遠ざかる方向とが区別される。なお、エコー源は血液に限るものではなく、例えば血管等に注入されたマイクロバルーン（ｍｉｃｒｏ ｂａｌｌｏｏｎ）造影剤等であって良い。以下、血液の例で説明するがマイクロバルーン造影剤の場合も同様である。
【００２８】
ドップラ処理部１２は、また、図８に示すように、ローパスフィルタ（ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１５２、サンプルホールドユニット（ｓａｍｐｌｅｈｏｌｄ ｕｎｉｔ）１５４、バンドパスフィルタ（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｕｎｉｔ）１５６および周波数分析ユニット１５８を有する。
【００２９】
ローパスフィルタ１５２は直交検波ユニット１２０の出力信号をローパスフィルタリングする。ローパスフィルタ１５２の出力信号をサンプルホールドユニット１５４により、撮影対象４内のサンプルボリューム（ｓａｍｐｌｅ ｖｏｌｕｍｅ）の位置に応じてサンプルホールドし、サンプルホールドした信号をバンドパスフィルタ１５６でバンドパスフィルタリングする。これによって、サンプルボリュームにおけるエコーのドップラシフトを表す信号、すなわち、ポイントドップラ信号が得られる。これを周波数分析ユニット１５８で周波数分析してドップラシフト周波数を表すデータを得る。以下、ドップラシフト周波数を表すデータを単にドップラ周波数データという。
【００３０】
Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２からそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれＢモード画像、ドップラ画像およびドップラ周波数画像を生成するものである。
【００３１】
画像処理部１４は、図９に示すように、バス（ｂｕｓ）１４０によって接続された入力データメモリ（ｄａｔａ ｍｅｍｏｒｙ）１４２、ディジタル・スキャンコンバータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４４、画像メモリ１４６およびプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４８を備えている。
【００３２】
Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２から音線ごとに入力されたＢモード画像データおよびドップラ計測データは、入力データメモリ１４２にそれぞれ記憶される。入力データメモリ１４２のデータは、ディジタル・スキャンコンバータ１４４で走査変換されて画像メモリ１４６に記憶される。プロセッサ１４８は、入力データメモリ１４２および画像メモリ１４６のデータについてそれぞれ所定のデータ処理を施すものである。データ処理の詳細については後述する。
【００３３】
画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。なお、表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示可能なグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。
【００３４】
以上の送受信部６、Ｂモード処理部１０、ドップラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。
【００３５】
制御部１８の制御の下で、Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は操作者によって操作され、制御部１８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）およびその他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成される。
【００３６】
ドップラ処理部１２による血流計測のためのレンジの設定および調節は、操作部２０を通じて行われる。計測レンジの調節については、後にあらためて説明する。
【００３７】
本装置の動作を説明する。操作者は超音波プローブ２を撮影対象４の所望の個所に当接し、操作部２０を操作して、例えばＢモードとドップラモードを併用した撮影動作を行う。これによって、制御部１８による制御の下で、Ｂモード撮影とドップラモード撮影が時分割で行われる。これにより、例えばドップラモードのスキャンを所定回数行う度にＢモードのスキャンを１回行う割合で、Ｂモードとドップラモードの混合スキャンが行われる。
【００３８】
Ｂモードにおいては、送受信部６は、超音波プローブ２を通じて音線順次で撮影対象４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。Ｂモード処理部１０は、送受信部６から入力されるエコー受信信号を対数増幅ユニット１０２で対数増幅し包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波してＡスコープ信号を求め、それに基づいて音線ごとのＢモード画像データを形成する。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０から入力される音線ごとのＢモード画像データを入力データメモリ１４２に記憶する。これによって、入力データメモリ１４２内に、Ｂモード画像データについての音線データ空間が形成される。
【００３９】
ドップラモードにおいては、送受信部６は超音波プローブ２を通じて音線順次で撮影対象４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。その際、１音線当たり複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。同一音線における送受信の繰り返し周波数がＰＲＦである。撮影開始時には、ＰＲＦとして予め用意されているデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）値が用いられる。
【００４０】
ドップラ処理部１２は、エコー受信信号を直交検波ユニット１２０で直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理し、自己相関演算ユニット１２４で自己相関を求め、自己相関結果から、平均流速演算ユニット１２６で平均流速を求め、分散演算ユニット１２８で分散を求め、パワー演算ユニット１３０でパワーを求める。また、拍動検出ユニット１３２により前述のようにして拍動の強度を求める。これらの算出値は、それぞれ、例えば血流等の平均速度とその分散、ドップラ信号のパワーおよび血流等の拍動性を、音線ごとかつピクセルごとに表す画像データとなる。
【００４１】
ドップラ処理部１２は、また、ローパスフィルタ１５２、サンプルホールドユニット１５４、バンドパスフィルタ１５６および周波数分析ユニット１５８からなる構成により、サンプルボリュームにおけるドップラ周波数データを求める。
【００４２】
画像処理部１４は、ドップラ処理部１２から入力される音線ごとかつピクセルごとの各ドップラ計測データ、および、ドップラ周波数データを入力データメモリ１４２に記憶する。これによって、入力データメモリ１４２内に、各ドップラ計測データについての音線データ空間、および、ドップラ周波数データ空間がそれぞれ形成される。
【００４３】
プロセッサ１４８は、入力データメモリ１４２のＢモード画像データ、ドップラ計測データおよびドップラ周波数データをディジタル・スキャンコンバータ１４４でそれぞれ走査変換して画像メモリ１４６に書き込む。その際、ドップラ計測データは、速度に分散を加味したＣＦＭ画像データおよびパワードップラ（ＰＤＩ）画像データとして書き込まれる。ＰＤＩ画像データには、ドップラシフトの極性に応じた方向性を付与する。このＰＤＩ画像は特にＤＰＤＩ（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｉｍａｇｉｎｇ）とも呼ばれる。ドップラ周波数データについては、縦軸を周波数、横軸を時間とするグラフ（ｇｒａｐｈ）上の座標として書き込む。
【００４４】
プロセッサ１４８は、Ｂモード画像データ、ＣＦＭ画像データ、ＤＰＤＩ画像データおよびドップラ周波数データを別々な領域に書き込む。Ｂモード画像は、音線走査面における体内組織の断層像を示すものとなる。ＣＦＭ画像は、音線走査面における血流速度等の２次元分布を示す画像となる。この画像では血流の方向に応じて表示色を異ならせる。また、速度に応じて表示色の輝度を異ならせる。また、分散に応じて所定の色の混色率を高め表示色の純度を変える。これによって、速度の大きさ、方向、分散が視認性良く表示される。
【００４５】
ＤＰＤＩ画像は、音線走査面における血流等の存在を方向とともに示す画像となる。ＤＰＤＩ画像では、血流の方向を区別するため表示色は２色とする。表示色はＣＦＭ画像に用いる色とは異ならせる。信号強度に応じて表示色の輝度を変える。
【００４６】
これらの画像を表示部１６に表示させる場合には、例えばＢモード画像とＣＦＭ画像を重ね合わせて表示する。これにより、体内組織との位置関係が明確な血流速度分布像を観察することができる。また、Ｂモード画像とＤＰＤＩ画像を重ね合わせて表示する。この場合は、体内組織との位置関係が明確な血管走行状態を観察することができる。
【００４７】
ドップラ周波数の時間変化を示すグラフは、必要に応じて上記の各画像に並べて同一画面に表示する。これによってサンプルボリュームにおけるドプラ周波数の時間変化を観察することができる。
【００４８】
図１０に、レンジ調節の観点での本装置の機能ブロック図を示す。同図において図１に示したものと同じものは同じ符号を付して説明を省略する。同図に示すように、本装置は、速度計測部４０２、レンジ変更部４０４、みなし折り返し部４０６、表示部１６および操作部２０を有する。
【００４９】
速度計測部４０２は、図１に示した装置の超音波プローブ２、送受信部６およびドップラ処理部１２からなる部分に相当する。速度計測部４０２は、本発明における計測手段の実施の形態の一例である。レンジ変更部４０４およびみなし折り返し部４０６は、いずれも、図１に示した装置の画像処理部１４および制御部１８からなる部分に相当する。レンジ変更部４０４は、本発明におけるレンジ変更手段の実施の形態の一例である。みなし折り返し部４０６は、本発明における折り返し手段の実施の形態の一例である。表示部１６は、本発明における表示手段の実施の形態の一例である。
【００５０】
速度計測部４０２は、前述のようなドップラ計測を行い、計測データをレンジ変更部４０４に入力する。レンジ変更部４０４には操作部２０を通じてレンジ変更指令が入力される。レンジ変更部４０４は、計測データのレンジを変更してみなし折り返し部４０６に入力する。みなし折り返し部４０６は、レンジ変更後のデータについてみなし折り返しを行って表示部１６に入力する。
【００５１】
レンジ変更部４０４によるレンジ変更、および、みなし折り返し部４０６によるみなし折り返しを、図１１によって説明する。同図は、レンジと表示スケール（ｓｃａｌｅ）の関係を示す概念図である。同図は、レンジを±１４ｃｍ／ｓｅｃから±１２ｃｍ／ｓｅｃに変更する例を示している。
【００５２】
レンジが±１４ｃｍ／ｓｅｃのときは、（１）に示すように、流速±１４ｃｍ／ｓｅｃが表示スケールの最大値に対応している。±１４ｃｍ／ｓｅｃのレンジは、ＰＲＦを１．８ｋＨｚとすることによって実現される。
【００５３】
表示スケールの最大値は、レンジの如何にかかわらず、例えば±１２８とされる。このようにすることにより、速度表示の分解能（階調）を表示スケールの１／１２８とすることができる。なお、表示スケールの最大値は１２８に限らず適宜でよい。また、正負別々の最大値にしてもよい。
【００５４】
この状態において、レンジを±１２ｃｍ／ｓｅｃに変更する指令が入力されたとき、レンジ変更部４０４は下記のような計算によりレンジ変更を行う。すなわち、変更前のレンジをＶＲ−Ｒとし、そのレンジにおけるデータをｖ−Ｒとし、変更後のレンジをＶＲ−Ｉとし、そのレンジにおけるデータをｖ−Ｒとすると、レンジ変更部４０４は、変更後のレンジにおけるデータｖ−Ｉを次式によって求める。なお、このときＰＲＦは変更しない。
【００５５】
ｖ−Ｉ＝ｒｏｕｎｄ（ｖ−Ｒ＊ＶＲ−Ｒ／ＶＲ−Ｉ）
ここで、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は変数ｘの四捨五入である。
【００５６】
このような計算により、データｖ−Ｉが属するレンジは（２）のようになる。すなわち、流速±１２ｃｍ／ｓｅｃに相当するデータｖ−Ｉが表示スケールの最大値となり、±１２ｃｍ／ｓｅｃを超える流速に相当するデータｖ−Ｉは、斜線で示すように、表示スケールをはみ出すようになる。
【００５７】
この部分は、変更後のレンジにおいては折り返し（エイリアシング：ａｌｉａｓｉｎｇ）となるべき部分であるが、ＰＲＦを変更していないので、折り返しとはならない。そこで、この部分をみなし折り返しと呼ぶ。
【００５８】
このようなデータｖ−Ｉについて、みなし折り返し部４０６は、下記のような計算によりみなし折り返しを行う。すなわち、レンジＶＲ−Ｉにおけるデータの最大値をＭ（ここでは１２８）としたとき、みなし折り返し量Ａを
Ａ＝ａｂｓ（ｖ−Ｉ）−Ｍ
によって求める。ただし、ａｂｓ（ｘ）は変数ｘの絶対値である。これによって、斜線で示したみなし折り返し部分の大きさが求まる。
【００５９】
みなし折り返し部４０６は、さらに、ａｂｓ（ｖ−Ｉ）＞Ｍのときは、ｓｉｇｎ（ｖ−Ｉ）＞＝０ならｖ−Ｉ＝Ａ−Ｍとし、そうでないならｖ−Ｉ＝Ｍ−Ａとする。ただし、ｓｉｇｎ（ｘ）は変数ｘの符号である。これによって、（３）示すように、みなし折り返し部分が変更後のレンジにおける折り返しとなる。
【００６０】
このようにレンジ変更およびみなし折り返しが行われたデータが、表示部１６に入力される。これによって、表示部１６では、ＰＲＦ変更により計測レンジを変更したのと変わらない速度表示が行われる。
【００６１】
このようにしてレンジ変更を行う利点は、ＰＲＦを変えずにレンジ変更できる点にある。このため、予め定められているＰＲＦで実現不可能なレンジも任意に実現することができる。すなわち、例えば１．８ｋＨの次のＰＲＦとして例えば１．４ｋＨｚが定められているとすると、それに対応する計測レンジは±１０ｃｍ／ｓｅｃとなるが、±１４ｃｍ／ｓｅｃから±１０ｃｍ／ｓｅｃまでの任意のレンジをＰＲＦを変えることなく連続的に実現することができる。
【００６２】
レンジ変更が±１０ｃｍ／ｓｅｃのレンジに達したときは、レンジ変更部４０４は速度計測部４０２にＰＲＦの切換を行わせる。これによって、実際の計測レンジと見かけ上の計測レンジすなわち表示レンジが一致する。
【００６３】
以下、同様にしてレンジ調節が行われる。このように、レンジ変更が所定の範囲を超えるたびにＰＲＦを切り換えて、実際の計測レンジと見かけ上の計測レンジを一致させることにより、流速計測を適切に行うことができる。なお、ＰＲＦ切換を行う場合でも切換のステップを粗くして良いので、ＰＲＦ切換部の構成を簡素化することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、速度表示レンジがＰＲＦの制約を受けない超音波診断装置を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】送受信部のブロック図である。
【図３】音線走査の概念を示す図である。
【図４】音線走査の概念を示す図である。
【図５】音線走査の概念を示す図である。
【図６】Ｂモード処理部のブロック図である。
【図７】ドップラ処理部の一部のブロック図である。
【図８】ドップラ処理部の一部のブロック図である。
【図９】画像処理部のブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図１１】レンジ調節の概念を示す図である。
【符号の説明】
２ 超音波プローブ
４ 撮影対象
６ 送受信部
１０ Ｂモード処理部
１２ ドップラ処理部
１４ 画像処理部
１６ 表示部
１８ 制御部
２０ 操作部
４０２ 速度計測部
４０４ レンジ変更部
４０６ みなし折り返し部
Claims (8)
- 繰り返し周波数ＰＲＦで超音波送受信を繰り返して得られるエコーのドップラシフトに基づきエコー源の速度を計測する計測手段と、
前記計測された速度を表示する表示手段と、
前記計測のレンジ調節が行われたとき、前記計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変えずに前記表示手段による速度表示のレンジを変更するレンジ変更手段と、
前記変更されたレンジに合わせて表示速度のみなし折り返しを行う折り返し手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記計測手段による計測のレンジをＶＲ−Ｒとし、計測データをｖ−Ｒとし、前記表示手段による速度表示のレンジをＶＲ−Ｉとし、レンジＶＲ−Ｉにおけるデータの最大値をＭとし、変数ｘの四捨五入をｒｏｕｎｄ（ｘ）で表し、変数ｘの絶対値をａｂｓ（ｘ）で表し、変数ｘの符号をｓｉｇｎ（ｘ）で表すとき、
前記レンジ変更手段は、表示用のデータを
ｖ−Ｉ＝ｒｏｕｎｄ（ｖ−Ｒ＊ＶＲ−Ｒ／ＶＲ−Ｉ）
によって求め、
前記折り返し手段は、みなし折り返し量を
Ａ＝ａｂｓ（ｖ−Ｉ）−Ｍ
によって求め、ａｂｓ（ｖ−Ｉ）＞Ｍのときは、ｓｉｇｎ（ｖ−Ｉ）＞＝０なら表示用のデータをｖ−Ｉ＝Ａ−Ｍとし、そうでないならｖ−Ｉ＝Ｍ−Ａとする、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。 - Ｍ＝１２８である、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。 - 前記レンジ変更手段は、変更されたレンジが予め定められたレンジを超えるときは前記計測手段における超音波送受信の繰り返し周波数ＰＲＦを変更する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。 - 前記表示手段は速度の２次元的分布を表示する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。 - 前記表示手段は前記速度の２次元的分布をカラー画像として表示する、
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。 - 前記表示手段はサンプルボリューム内の速度を表示する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の超音波診断装置。 - 前記表示手段は前記速度をドップラシフトのスペクトラム像として表示する、
ことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002357648A JP2004187828A (ja) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002357648A JP2004187828A (ja) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004187828A true JP2004187828A (ja) | 2004-07-08 |
Family
ID=32757588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002357648A Withdrawn JP2004187828A (ja) | 2002-12-10 | 2002-12-10 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004187828A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009082330A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Toshiba Corp | 超音波診断装置、及び超音波画像処理装置 |
| WO2019075981A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 深圳市德力凯医疗设备股份有限公司 | 一种基于标尺的多普勒频谱图的调整方法及设备 |
| CN113907790A (zh) * | 2020-07-09 | 2022-01-11 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种基于超声多普勒的测速范围的调节方法以及超声设备 |
| CN116196029A (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-02 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 一种谱图显示方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116327247A (zh) * | 2021-12-23 | 2023-06-27 | 北京联影智能影像技术研究院 | 血流运动特征量的显示调节方法、装置及超声系统 |
-
2002
- 2002-12-10 JP JP2002357648A patent/JP2004187828A/ja not_active Withdrawn
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