JP2021003214A - 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム - Google Patents

超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP2021003214A
JP2021003214A JP2019117550A JP2019117550A JP2021003214A JP 2021003214 A JP2021003214 A JP 2021003214A JP 2019117550 A JP2019117550 A JP 2019117550A JP 2019117550 A JP2019117550 A JP 2019117550A JP 2021003214 A JP2021003214 A JP 2021003214A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed scale
subject
ultrasonic
doppler
scale
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019117550A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7334494B2 (ja
Inventor
和志 太田
Kazuyuki Ota
和志 太田
川端 章裕
Akihiro Kawabata
章裕 川端
増美 大杉
Masumi Osugi
増美 大杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2019117550A priority Critical patent/JP7334494B2/ja
Priority to US16/904,631 priority patent/US11602333B2/en
Publication of JP2021003214A publication Critical patent/JP2021003214A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7334494B2 publication Critical patent/JP7334494B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54Control of the diagnostic device
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06Measuring blood flow
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48Diagnostic techniques
    • A61B8/488Diagnostic techniques involving Doppler signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8993Three dimensional imaging systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/5205Means for monitoring or calibrating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053Display arrangements
    • G01S7/52057Cathode ray tube displays
    • G01S7/5206Two-dimensional coordinated display of distance and direction; B-scan display
    • G01S7/52066Time-position or time-motion displays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13Tomography
    • A61B8/14Echo-tomography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4405Device being mounted on a trolley

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

【課題】意図せずにHPRF状態に移行してしまうことを回避しながら、ドプラ波形を生成する際の速度スケールを自動調整することを可能とする超音波診断装置を提供すること。【解決手段】送信部1と、受信部2と、被検体内のサンプルゲート位置からの反射波に係る受信信号に基づいて、被検体内の血流に起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部4と、観測対象期間内におけるドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部13と、を備え、速度スケール調整部13は、ドプラ波形に基づいて算出される速度スケールの推奨値が、サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する速度スケールの臨界値よりも大きい場合、当該臨界値を、測定時に用いる速度スケールとして設定する、超音波診断装置。【選択図】図5

Description

本開示は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムに関する。
パルスドプラ法を用いて被検体の血流速度等を測定する超音波診断装置が広く用いられている。この種の超音波診断装置では、パルス状の超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数(PRF:Pulse Repetition Frequency)で被検体に向けて送信する。この種の超音波診断装置においては、測定対象領域としてサンプルゲート位置が設定され、サンプルゲート位置に応じたタイミングで受信された超音波エコーのドプラ偏移周波数に基づいてドプラ波形を表示する。
図1は、血流測定時に表示されるモニタ画面の一例を示す図である。図1中の左図は断層画像(ここでは、心臓領域の画像)を表し、右図はドプラ波形の画像を表す。尚、断層画像上に表示されたマーク(点線で囲んだ領域)は、パルスドプラ法にて測定する対象の領域として設定されたサンプルゲート位置を表す。
ドプラ波形は、例えば、図1に示すように、時間を横軸、ドプラ偏移周波数(即ち、血流速度)を縦軸として、各周波数成分のパワー(強さ)を輝度(階調)としてスペクトル表示されている。尚、このドプラ波形から、例えば、血流の最大流速及び平均流速、心周期(1心拍)毎の心臓収縮期の波形ピークPS(Peak of Systolic)及び心臓拡張期の波形ピークED(End of Diastolic)等が求められる。
ところで、被検体の血流速度は、診断する部位や生体のコンディションなどによって異なり、表示可能な血流速度のレンジを規定する速度スケールの設定によっては、ドプラ波形が折り返って表現されたり、ドプラ波形が表示画面の割合に対して非常に小さく見えてしまったりする場合がある。尚、「速度スケール」が、超音波ビームを送信するパルス繰り返し周波数を規定し、測定可能な血流速度の最大値を規定する。
このような背景から、近年、この種の超音波診断装置として、ドプラ波形の大きさ(即ち、分解能及び視認性)が最適化するように、速度スケールを自動調整する機能を有する装置もある(例えば、特許文献1を参照)。
図2は、従来技術に係る超音波診断装置の速度スケールの自動調整機能について、説明する図である。図2Aは、速度スケールの自動調整を行う前のドプラ波形を表し、図2Bは、速度スケールの自動調整を行った後のドプラ波形を表している。図2A及び図2Bにおいて、「0」はドプラ偏移周波数(即ち、血流速度)がゼロの位置(ベースライン)、Vsは速度スケール、Tは観測対象期間、Vmは観測対象期間中におけるドプラ偏移周波数(即ち、血流速度)の最大値(Peak-to-Peak)を表している。
この種の超音波診断装置では、例えば、直前の観測対象期間Tにおけるドプラ波形を参照して、観測対象期間T中におけるドプラ偏移周波数の最大値Vmを算出し、当該最大値Vmと速度スケール基準係数αとに基づいて、以下の式(1)のように、速度スケールの最適値Vsを算出する。そして、算出した速度スケールの最適値Vsを、速度スケールの設定値とする。尚、「速度スケール基準係数α」は、観測対象期間T中におけるドプラ偏移周波数の最大値Vmに対する速度スケールの大きさを規定する係数(逆数の関係)であり、例えば、0.7程度に設定されている。
Vs=Vm÷α …式(1)
(但し、Vs:速度スケールの最適値、α:速度スケール基準係数、Vm:観測対象期間T内におけるドプラ偏移周波数の最大値)
つまり、この速度スケールの自動調整機能は、測定対象の血流速度が速いときには、速度スケールを大きくし、測定対象の血流速度が遅いときには、速度スケールを小さくするように自動調整する。尚、速度スケールの最適値Vsを算出する際に、観測対象期間中における血流の平均値を用いる場合もある。
特開2010−088943号公報
ところで、この種の超音波診断装置においては、測定可能なドプラ偏移周波数(即ち、測定可能な血流速度)は、サンプリング周波数に相当する超音波ビームのパルス繰り返し周波数に応じて制限される。具体的には、パルス繰り返し周波数を大きくすると測定可能な血流速度の上限は大きくなり、パルス繰り返し周波数を小さくすると測定可能な血流速度の上限は小さくなる。そして、実際の血流速度が、パルス繰り返し周波数により規定される測定可能な血流速度の範囲を超えると、エイリアシング現象(折り返り)が生じる。
従来、この種の超音波診断装置においては、測定可能な血流速度の上限を大きくするため、パルス繰り返し周波数を高くするHPRF(High Pulse Repetition Frequency)測定法が用いられる場合がある。
図3は、HPRF測定法における測定状態(以下、「HPRF状態」と称する)を示す図である。図3中において、Rは断層画像の全体領域、R1はサンプルゲート、及びR2はサブゲートを表している。
HPRF測定法では、パルス繰り返し周期(繰り返し周波数の逆数)の1周期で超音波ビームが往復する基準深度より深い位置にサンプルゲート位置が設定される。そのため、先に送信した超音波ビームがサンプルゲート位置で反射し、この反射による観測対象の反射波が受信される前に次の超音波ビームが送信される。
但し、HPRF状態においては、超音波プローブから送信された超音波が被検体内で反射し、超音波プローブに戻るまでの時間が、サンプルゲート往復時間(超音波プローブとサンプルゲートR1との間を超音波が往復する時間を意味する)から、パルス繰り返し周期の1周期分の時間を減算した時間と一致する位置には、サブゲートR2と呼ばれる領域が生じる。換言すると、超音波プローブからの深さが、パルス繰り返し周期の1周期分の時間で超音波が往復する基準深度D0からサンプルゲートR1までの距離に相当する深さである位置には、サブゲートR2が生じる。
この際、サブゲートR2に超音波を反射する組織が存在しない場合には、HPRF状態においても十分な測定精度を得られる。しかしながら、サブゲートR2に超音波を反射する組織が存在する場合には、超音波プローブにおいて、後発の超音波ビームの一部がサブゲートR2で反射して生じる不要超音波が、観測対象の超音波と時間帯を重ねて受信され、この不要超音波が観測対象超音波に干渉して測定精度が低下するという問題が生じる。
熟練のユーザであれば、このようなHPRF測定法の原理およびメリット/デメリットを十分理解した上で速度スケールを上げていき意図的にHPRF状態にて血流測定を実行することが可能である。しかしながら、未熟練のユーザにとっては、HPRF状態にて生じる現象を把握できず、測定精度が低下した状態で血流測定を実行してしまうおそれがある。
特に、図2に示したように、速度スケールの自動調整を行った場合、表示上の速度スケールの最適値は、HPRF状態となる速度スケールと無関係に算出されることになる。そのため、従来技術に係る超音波診断装置においては、速度スケールの自動調整を行った際に、速度スケールが大きく(即ち、パルス繰り返し周波数が大きく設定)設定されてしまい、意図せずにHPRF状態に移行した状態で血流測定が実行されるおそれがある。
尚、かかる状態は、例えば、サンプルゲート位置が深い位置に設定されたときや、測定対象の血流速度が速い状態のときに生じやすい。この理由としては、サンプルゲート位置が深い位置に設定されたときには、HPRF状態となる速度スケールが必然的に小さくなり、又は、測定対象の血流速度が速い状態のときに自動調整で設定される速度スケールが大きくなるためである。
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、意図せずにHPRF状態に移行してしまうことを回避しながら、ドプラ波形を生成する際の速度スケールを自動調整することを可能とする超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
前述した課題を解決する主たる本開示は、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する送信部と、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する受信部と、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部と、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部と、
を備え、
前記速度スケール調整部は、前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
超音波診断装置である。
又、他の局面では、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する送信部と、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する受信部と、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部と、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部と、
を備え、
前記速度スケール調整部は、前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記超音波ビームの送信周波数を初期設定周波数から低下させる、
超音波診断装置である。
又、他の局面では、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する送信部と、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する受信部と、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部と、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部と、
を備え、
前記速度スケール調整部は、ユーザにより設定された診断条件に基づいて、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を設定すると共に、当該係数と前記ドプラ波形とに基づいて、測定時に用いる前記速度スケールを設定する、
超音波診断装置である。
又、他の局面では、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信し、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信し、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出し、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する、
超音波診断装置の制御方法であって、
前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
制御方法である。
又、他の局面では、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信し、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信し、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出し、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する、
超音波診断装置の制御方法であって、
ユーザにより設定された診断条件に基づいて、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を設定すると共に、当該係数と前記ドプラ波形とに基づいて、測定時に用いる前記速度スケールを設定する、
制御方法である。
又、他の局面では、
コンピュータに、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する処理と、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する処理と、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流に起因したドプラ偏移周波数を検出する処理と、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する処理と、
を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
制御プログラムである。
又、他の局面では、
コンピュータに、
超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する処理と、
前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する処理と、
前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流に起因したドプラ偏移周波数を検出する処理と、
観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する処理と、
を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
ユーザにより設定された診断条件に基づいて、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を設定すると共に、当該係数と前記ドプラ波形とに基づいて、測定時に用いる前記速度スケールを設定する、
制御プログラムである。
本開示に係る超音波診断装置によれば、意図せずにHPRF状態に移行してしまうことを回避しながら、ドプラ波形を生成する際の速度スケールを自動調整することが可能である。
血流測定時に表示されるモニタ画面の一例を示す図 従来技術に係る超音波診断装置の速度スケールの自動調整機能について、説明する図 HPRF測定法における測定状態を示す図 第1の実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図 第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成の一例を示す図 第1の実施形態に係る超音波診断装置のドプラ処理部の構成の一例を示す図 第1の実施形態に係る速度スケール調整部の構成の一例を示す図 第1の実施形態に係る速度スケール調整部の動作の一例を示すフローチャート 第2の実施形態に係る速度スケール調整部の構成の一例を示す図 第2の実施形態に係る速度スケール調整部の動作の一例を示すフローチャート 第3の実施形態に係る速度スケール調整部の構成の一例を示す図 第4の実施形態に係る速度スケール調整部の構成の一例を示す図 第4の実施形態に係る診断条件と速度スケール基準係数とを関連付けたテーブルデータの一例を示す図
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1の実施形態)
[超音波診断装置の構成]
以下、図4、図5、図6を参照して、本発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。
図4は、本実施形態に係る超音波診断装置Aの外観を示す図である。図5は、本実施形態に係る超音波診断装置Aの全体構成の一例を示す図である。図6は、本実施形態に係る超音波診断装置Aのドプラ処理部4の構成の一例を示す図である。
超音波診断装置Aは、被検体内の形状、性状又は動態を超音波画像として可視化し、画像診断するために用いられる。尚、本実施形態では、超音波診断装置Aが、Bモード動作とパルスドプラモード動作を時分割で実行し、断層画像及びドプラ波形を生成する態様について、説明する。
超音波診断装置Aは、図4に示すように、超音波診断装置本体100及び超音波プローブ200を備える。超音波診断装置本体100と超音波プローブ200とは、ケーブルを介して接続されている。
超音波プローブ200は、超音波ビーム(ここでは、1〜30MHz程度)を被検体(例えば、人体)内に対して送信するとともに、送信した超音波ビームのうち被検体内で反射された超音波エコーを受信して電気信号に変換する音響センサーとして機能する。
ユーザは、超音波プローブ200の超音波ビームの送受信面を被検体に接触させて超音波診断装置Aを動作させ、超音波診断を行う。尚、ここでは、超音波プローブ200を被検体の外側表面から被検体内部に超音波ビームを送信してその超音波エコーを受信するものとしているが、超音波プローブ200としては、消化管や血管等の内部や、体腔内等に挿入して用いるものであってもよい。又、超音波プローブ200としては、コンベックスプローブ、リニアプローブ、セクタプローブ、又は三次元プローブ等の任意のものを適用することができる。
超音波プローブ200は、例えば、マトリクス状に配設された複数の振動子(例えば、圧電素子)と、当該複数の振動子の駆動状態のオンオフを個別に又はブロック単位(以下、「チャンネル」と称する)で切替制御するためのチャンネル切替部(例えば、マルチプレクサ)を含んで構成される。
超音波プローブ200の各振動子は、超音波診断装置本体100(送信部1)で発生された電圧パルスを超音波ビームに変換して被検体内へ送信し、被検体内で反射した超音波エコーを受信して電気信号(以下、「受信信号」と称する)に変換し、超音波診断装置本体100(受信部2)へ出力する。
超音波診断装置本体100は、送信部1、受信部2、断層画像生成部3、ドプラ処理部4、表示処理部5、モニタ6、操作入力部7、及び、制御装置10を備えている。
送信部1は、超音波プローブ200に対して駆動信号たる電圧パルスを送出する送信器である。送信部1は、例えば、高周波パルス発振器、及びパルス設定部等を含んで構成される。送信部1は、高周波パルス発振器で生成した電圧パルスを、パルス設定部で設定した電圧振幅、パルス幅及び送出タイミングに調整して、超音波プローブ200に送出する。
送信部1は、超音波プローブ200の複数のチャンネルそれぞれにパルス設定部を有しており、チャンネル毎に電圧パルスの電圧振幅、パルス幅及び送出タイミングを設定可能になっている。例えば、送信部1は、複数のチャンネルそれぞれに対して適切な遅延時間を設定することによって目標とする深度を変更したり、異なるパルス波形を発生させる。
尚、送信部1は、パルスドプラモード動作の際には、制御装置10(送受信制御部11)により、超音波プローブ200から、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信するように制御される。
受信部2は、超音波プローブ200で生成された超音波エコーに係る受信信号を受信処理する受信器である。受信部2は、プリアンプ、AD変換部、及び受信ビームフォーマーを含んで構成される。
受信部2は、チャンネル毎に設けられたプリアンプ及びAD変換部にて、チャンネル毎に、微弱な超音波エコーに係る受信信号を増幅し、当該受信信号を、デジタル信号に変換する。そして、受信部2は、受信ビームフォーマーにて、各チャンネルの受信信号を整相加算することで複数チャンネルの受信信号を1つにまとめて、音響線データとする。
断層画像生成部3は、Bモード動作の際に受信部2から受信信号を取得して、被検体の内部の断層画像(Bモード画像とも称される)(図1の左図を参照)を生成する。
断層画像生成部3は、例えば、超音波プローブ200が深度方向に向けてパルス状の超音波ビームを送信した際に、その後に検出される超音波エコーの信号強度を時間的に連続してラインメモリに蓄積する。そして、断層画像生成部3は、超音波プローブ200からの超音波ビームが被検体内を走査するに応じて、各走査位置での超音波エコーの信号強度をラインメモリに順次蓄積し、フレーム単位となる二次元データを生成する。そして、断層画像生成部3は、被検体の内部の各位置で検出される超音波エコーの信号強度を輝度値に変換することによって、断層画像を生成する。
断層画像生成部3は、例えば、包絡線検波回路、ダイナミックフィルター及び対数圧縮回路を含んで構成される。包絡線検波回路は、受信信号を包絡線検波して、信号強度を検出する。対数圧縮回路は、包絡線検波回路で検出された受信信号の信号強度に対して対数圧縮を行う。ダイナミックフィルターは、深度に応じて周波数特性を変化させたバンドパスフィルターであって、受信信号に含まれるノイズ成分を除去する。
ドプラ処理部4は、パルスドプラモード動作の際に受信部2から受信信号を取得して、サンプルゲート位置からの超音波エコーのドプラ偏移周波数を検出する。そして、ドプラ処理部4は、検出されるドプラ偏移周波数の時間的変化をドプラ波形(図1の右図を参照)として生成する。
ドプラ処理部4は、超音波プローブ200が、パルス繰り返し周波数に従って一定間隔でパルス状の超音波ビームを送信している際に、当該パルス繰り返し周波数に同期して超音波エコーに係る受信信号をサンプリングする。そして、ドプラ処理部4は、例えば、同じサンプルゲート位置からのn番目の超音波ビームに係る超音波エコーとn+1番目の超音波ビームに係る超音波エコーの位相差に基づいて、ドプラ偏移周波数を検出する。
ドプラ処理部4は、例えば、バンドパスフィルター4a、直交検波部4b、ローパスフィルター4c、レンジゲート4d、積分回路4e、ウォールモーションフィルター4f、及びFFT解析部4gを含んで構成される。バンドパスフィルター4aは、不必要な周波数成分を除去する。直交検波部4bは、受信信号に対して、送信した超音波ビームと同相の参照信号及び送信した超音波ビームとπ/2だけ位相の異なる参照信号をミキシングして、直交検波信号を生成する。ローパスフィルター4cは、直交検波信号の高周波成分を除去して、ドプラ偏移周波数に係る受信信号を生成する。レンジゲート4dは、サンプルゲート位置からの超音波エコーのみを取得する。積分回路4eは、レンジゲート4dで取得した受信信号を積分する。ウォールモーションフィルター4fは、低域除去して、クラッタ成分(組織からの超音波エコー)を除去する処理を行う。FFT解析部4gは、このようにして取得した受信信号のドプラ偏移周波数成分を周波数解析する。
尚、ドプラ処理部4は、サンプルゲート位置における超音波ビームのビーム方向と血流方向のなす交差角度を考慮して、以下の式(2)に示すように、ドプラ偏移周波数を血流速度に換算したドプラ波形を生成してもよい。
V = c/2cosθ × Fd/F0 …(2)
(但し、V:血流速度、F0:超音波ビームの送信周波数、Fd:ドプラ偏移周波数、c:生体内音速、θ:交差角度(角度補正値))
表示処理部5は、断層画像生成部3から出力される断層画像、及び、ドプラ処理部4から出力されるドプラ波形を取得して、モニタ6に表示させる表示画像を生成する。
表示処理部5が生成する表示画像は、断層画像及びドプラ波形の他、パルスドプラモードの実行条件(即ち、診断条件)を示す画像や、パルスドプラモードを実行している際の異常をユーザに報知するためのメッセージボックスの画像も含む。
モニタ6は、表示処理部5に生成された表示画像を表示するディスプレイであって、例えば、液晶ディスプレイにて構成される。
操作入力部7は、ユーザが入力操作を行うためのユーザインターフェイスであり、例えば、押しボタンスイッチ、キーボード、及びマウス等で構成される。操作入力部7は、ユーザが行った入力操作を操作信号に変換し、制御装置10に入力する。
制御装置10は、超音波プローブ200、送信部1、受信部2、断層画像生成部3、ドプラ処理部4、表示処理部5、モニタ6、及び、操作入力部7と信号を相互にやり取りし、これらを統括制御する。
制御装置10は、送受信制御部11、及び、送受信条件設定部12、及び速度スケール調整部13を備えている。
送受信制御部11は、超音波プローブ200のチャンネル切替部(図示せず)を制御して、複数のチャンネルのうち、駆動対象のチャンネルを選択的に決定する。そして、送受信制御部11は、送信部1及び受信部2それぞれを制御して、駆動対象のチャンネルに対して超音波の送信及び受信を実行させる。
送受信制御部11は、Bモード動作の際(即ち、断層画像を生成する際)には、複数のチャンネルのうち駆動対象のチャンネルを、走査方向に沿って順に駆動することによって、超音波プローブ200にて被検体内を超音波走査する。
送受信制御部11は、パルスドプラモード動作の際(即ち、血流速度を測定する際)には、超音波プローブ200から、所定の角度で、被検体内のサンプルゲート位置に対して超音波ビームが送信されるように、超音波プローブ200に設けられた複数の振動子を選択的に駆動させる。又、送受信制御部11は、この際、超音波プローブ200から、所定のパルス繰り返し周波数で、パルス状の超音波ビームが繰り返し送信されるように送信部1を制御し、且つ、当該超音波ビームの超音波エコーを受信するように受信部2を制御する。
送受信条件設定部12は、送受信制御部11の動作を規定する超音波ビームの送信条件及び超音波エコーの受信条件を設定する。送受信条件設定部12は、例えば、超音波プローブ200の種類(例えば、コンベックス型、セクタ型、又は、リニア型等)、被検体内の診断対象部位、被検体の性別、又は被検体の年齢等に基づいて、当該送信条件及び受信条件を決定する。又、送受信条件設定部12は、パルスドプラモード動作の際には、サンプルゲート位置、サンプルゲートのサイズ、及び、超音波ビームのビーム方向(即ち、ステア角)に基づいて、当該送信条件及び受信条件を決定する。これらの送信条件及び受信条件は、典型的には、操作入力部7を介してユーザにより設定されたものが用いられる。
速度スケール調整部13は、パルスドプラモード動作におけるパルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する。速度スケール調整部13は、例えば、ドプラ波形の大きさが最適化するように、速度スケールを自動調整可能に構成されている。但し、本実施形態に係る速度スケール調整部13は、パルスドプラモードを実行した際に、HPRF状態となることを回避し得るように調整処理を実行する。
尚、速度スケール調整部13、速度スケールの調整と共に、公知の手法により、ベースラインの位置(即ち、血流速度がゼロの位置)を自動調整してもよい。
[速度スケール調整部の構成]
図7は、本実施形態に係る速度スケール調整部13の構成の一例を示す図である。
速度スケール調整部13は、速度スケール推奨値算出部13a、速度スケール臨界値算出部13b、及び、判定部13cを備えている。
速度スケール推奨値算出部13aは、図2を参照して説明した手法と同様の手法により、速度スケールの推奨値(以下、「速度スケール推奨値」と称する)を算出する。速度スケール推奨値算出部13aは、直前の観測対象期間におけるドプラ波形を参照して、観測対象期間中におけるドプラ偏移周波数の最大値を算出し、当該最大値と速度スケール基準係数とに基づいて、以下の式(3)のように、速度スケール推奨値を算出する。尚、速度スケール基準係数は、例えば、0.7程度に設定されている。
Vsr=Vm÷α …式(3)
(但し、Vsr:速度スケール推奨値、α:速度スケール基準係数、Vm:観測対象期間内におけるドプラ偏移周波数の最大値)
尚、速度スケール推奨値算出部13aは、速度スケール推奨値を算出する際、観測対象期間中におけるドプラ偏移周波数の最大値に代えて、観測対象期間中におけるドプラ偏移周波数の平均値を用いてもよい。
「速度スケール推奨値」は、分解能及び視認性等の点で最適な速度スケールであり、直前の観測対象期間におけるドプラ波形のドプラ偏移周波数の最大値又は平均値に基づいて算出される。そのため、「速度スケール推奨値」は、測定中の血流の速度が大きいほど(例えば、心臓血管においてジェット逆流が生じている場合)、大きい値となる。
速度スケール臨界値算出部13bは、現時点で設定されているサンプルゲート位置(典型的には、ユーザにより設定されたサンプルゲート位置)に基づいて、測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する速度スケールの臨界値(以下、「速度スケール臨界値」と称する)を算出する。ここで、「速度スケール臨界値」とは、図3を参照して説明したように、パルスドプラモードを実行した際に、非HPRF状態からHPRF状態に移行する速度スケール(即ち、パルス繰り返し周波数)の臨界点を意味し、サンプルゲート位置から換算される。尚、サンプルゲート位置が深いほど、超音波が超音波プローブ200からサンプルゲート位置までの距離を往復するための時間が掛かるため、HPRF状態を回避するためのパルス繰り返し周波数は、小さくなる(即ち、パルス繰り返し周期は大きくなる)。即ち、サンプルゲート位置が深いほど、速度スケール臨界値は小さくなる。
具体的には、速度スケール臨界値算出部13bは、まず、超音波プローブ200からサンプルゲート位置までの距離を超音波が往復する時間に相当する、HPRF状態となるパルス繰り返し周波数の臨界周波数を算出する。そして、速度スケール臨界値算出部13bは、例えば、従来公知の以下式(4)を用いて、速度スケール臨界値を算出する。
Vc=c×ft/(4×fs)×10−1…式(4)
(但し、Vc [cm/s]:速度スケール臨界値、c [m/s]:被検体内における超音波の音速、ft [kHz]:パルス繰り返し周波数の臨界周波数、fs [MHz]:超音波ビームの受信(参照)周波数)
尚、式(4)において、超音波ビームの送信周波数は、超音波ビームとして送信するバースト波の周波数である。パルスドプラモードにおいては、ドプラ偏移周波数は、n番目の送信波とn+1番目の送信波の位相差により算出される。そのため、超音波ビームの送信周波数が大きくなるほど、ドプラ偏移周波数の分解能は上昇する反面、速度スケール臨界値は、小さくなる。
判定部13cは、速度スケール推奨値と速度スケール臨界値とを比較し、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きいか否かを判定する。そして、判定部13cは、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値以下の場合には、速度スケール推奨値を、測定時に用いる速度スケールとして設定し、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きい場合には、速度スケール臨界値を、測定時に用いる速度スケールとして設定する。
即ち、判定部13cは、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値以下の場合には、速度スケールを、従前と同様に、分解能及び視認性等の点で最適な速度スケール推奨値に設定する。一方、判定部13cは、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きい場合には、HPRF状態での測定を回避するべく、速度スケール臨界値を、測定時に用いる速度スケールとして設定する。
判定部13cが設定した速度スケールは、送受信条件設定部12に参照され、パルスドプラモードを実行する際の実行条件を規定することになる。
尚、判定部13cは、速度スケールを速度スケール臨界値に設定した場合には、ユーザにその旨(即ち、速度スケールを速度スケール臨界値に設定中であること)を報知するのが望ましい。判定部13cは、例えば、モニタ6の表示画面内における色反転、文字色変更、点滅又はメッセージ表示等により、ユーザに対して、その旨を報知する。
図8は、本実施形態に係る速度スケール調整部13の動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、ユーザから入力された速度スケール自動調整実行指令をトリガとして実行される。
速度スケール調整部13は、まず、速度スケール推奨値Vsrを算出する(ステップS1)。この速度スケール推奨値Vsrの算出方法は、上記式(3)にて説明した通りである。
次に、速度スケール調整部13は、速度スケール臨界値Vcを算出する(ステップS2)。この速度スケール臨界値Vcの算出方法は、上記式(4)にて説明した通りである。
次に、速度スケール調整部13は、速度スケール推奨値Vsrが速度スケール臨界値Vc以下であるか否かを判定する(ステップS3)。そして、速度スケール推奨値Vsrが速度スケール臨界値Vc以下の場合(S3:YES)、速度スケール調整部13は、速度スケール推奨値Vsrを、測定時に用いる速度スケールとして設定する(ステップS4)。一方、速度スケール推奨値Vsrが速度スケール臨界値Vcよりも大きい場合(S3:NO)、速度スケール調整部13は、速度スケール臨界値Vcを、測定時に用いる速度スケールとして設定する(ステップS5)。
尚、ここでは、速度スケール調整部13が、ユーザから入力された速度スケール自動調整実行指令をトリガとして速度スケール調整処理を実行する態様を説明したが、速度スケール調整部13は、ドプラモードの測定を実行している際に、逐次的に、速度スケール調整処理を実行してもよい。
[効果]
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置A(速度スケール調整部13)は、速度スケール推奨値と速度スケール臨界値とを算出し、これらを比較した上で、測定時に用いる速度スケールを設定する。従って、本実施形態に係る超音波診断装置Aによれば、サンプルゲート位置が深い位置に設定されたときや、測定対象の血流速度が速い状態のときにも、意図せずにHPRF状態に移行してしまうことを回避しながら、速度スケールを自動調整することが可能である。
(第1の実施形態の変形例1)
超音波診断装置Aは、必要に応じてHPRF状態にて高速な血流を測定し得るように、構成されているのが望ましい。
そのため、速度スケール調整部13は、ユーザ設定により、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きい場合の速度スケールの設定方法を、変更し得るのが望ましい。速度スケール調整部13は、例えば、ユーザが、速度スケールが速度スケール臨界値を超えることを許容する設定を行っている場合、速度スケール推奨値を、測定時に用いる速度スケールとしてそのまま設定してもよい。
(第1の実施形態の変形例2)
速度スケール調整部13は、自動的に、速度スケールを設定可能とする機能と共に、ユーザのマニュアル操作により、速度スケールを設定可能とする機能を有していてもよい。その場合、速度スケール調整部13は、ユーザのマニュアル操作による場合、測定時に用いる速度スケールを、速度スケール臨界値よりも大きい値に設定可能に構成されているのが望ましい。
これによって、熟練したユーザが、必要に応じてHPRF状態にて高速な血流を測定することが可能となる。
(第1の実施形態の変形例3)
速度スケール調整部13は、速度スケールの自動調整実行指令が行われる前の時点で、速度スケールが速度スケール臨界値よりも大きい値に設定されている場合、測定時に用いる速度スケールの上限を、速度スケール臨界値に制限しない構成とするのが望ましい。
これによって、熟練したユーザが、必要に応じてHPRF状態にて高速な血流を測定することが可能となる。
他方、ユーザのマニュアル操作等によって、現時点の速度スケールが速度スケール臨界値よりも大きい値に設定されている場合であっても、速度スケールを自動調整する際には、測定時に用いる速度スケールの上限を、速度スケール臨界値に制限する構成としてもよい。
(第2の実施形態)
図9は、第2の実施形態に係る速度スケール調整部13の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る超音波診断装置Aは、速度スケール調整部13が速度スケール基準係数変更部13dを有している点で、第1の実施形態と相違する。尚、第1の実施形態と共通する構成については、説明を省略する(以下、他の実施形態についても同様)。
速度スケール基準係数変更部13dは、判定部13cから速度スケール推奨値と速度スケール臨界値との比較結果を取得し、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きくなった場合には、速度スケール基準係数を初期設定値よりも大きい値に変更して、速度スケール推奨値算出部13aに、再度、速度スケール推奨値の算出を実行させる。
速度スケール基準係数は、例えば、診断開始時には、50%よりも大きく且つ100%未満の値に設定されており、その後、初期設定値に係る速度スケール基準係数に基づいて算出される速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きくなった場合には、100%に変更される。
速度スケール基準係数は、速度スケールの観測対象期間中のドプラ偏移周波数の最大値に対する大きさを規定する基準値であり、診断開始時には、分解能及び視認性等の点で最適な速度スケールとなるような基準値に設定される(例えば、図2では、観測対象期間中のドプラ偏移周波数の最大値Vm/速度スケールVs=0.7)。そのため、観測対象期間中のドプラ偏移周波数の最大値を速度スケール内に収めることだけを考慮した場合には、速度スケールを現在の設定値よりも小さくすることも可能である。
かかる観点から、速度スケール基準係数変更部13dは、速度スケール基準係数を大きくすることで、速度スケール推奨値を小さくする。そして、速度スケール推奨値を小さくすることによって、速度スケール推奨値を速度スケール臨界値以下の状態に変更することができる。換言すると、速度スケール調整部13は、速度スケール推奨値を現時点の観測対象期間中のドプラ偏移周波数の最大値程度まで引き下げる。これにより、当該速度スケール推奨値を、測定時に用いる速度スケールとして設定した場合でも、HPRF状態に移行することなく、パルスドプラモード動作を継続することが可能である。
尚、速度スケール基準係数変更部13dは、速度スケール基準係数をHPRF状態回避用の値(例えば、100%)に変更した後、観測対象期間中のドプラ偏移周波数の最大値が速度スケール臨界値に比較して小さくなった場合には、再度、速度スケール基準係数を診断開始時の値に戻してもよい。
図10は、本実施形態に係る速度スケール調整部13の動作の一例を示すフローチャートである。図10のフローチャートは、ステップSa1及びステップSa2が追加された点でのみ、図8のフローチャートと相違する。
ステップSa1においては、速度スケール調整部13は、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きくなった場合には(S3:NO)、速度スケール基準係数を変更済みか否か判定する。そして、速度スケール基準係数を変更済みの場合(Sa1:YES)、速度スケール調整部13は、ステップS5に処理を進める。一方、速度スケール基準係数を変更済みでない場合(Sa1:NO)、速度スケール調整部13は、ステップSa2に処理を進める。
速度スケール調整部13は、ステップSa2において、速度スケール基準係数を、診断開始時に設定された値(例えば、70%)から、予め定めたHPRF状態回避用の値(例えば、100%)に変更する(即ち、速度スケール基準係数を大きくする)。そして、速度スケール調整部13は、再度、ステップS1に戻って、速度スケール推奨値を算出する。
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置Aによれば、速度スケールを自動調整する際、HPRF状態に移行することを抑制することが可能である。
(第3の実施形態)
図11は、第3の実施形態に係る速度スケール調整部13の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る超音波診断装置Aは、速度スケール調整部13が送信周波数変更部13eを有している点で、第1の実施形態と相違する。
送信周波数変更部13eは、判定部13cから速度スケール推奨値と速度スケール臨界値との比較結果を取得し、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きくなった場合には、超音波ビームの送信周波数を低下させて、速度スケール推奨値算出部13aに、再度、速度スケール推奨値の算出を実行させる。
超音波ビームの送信周波数は、通常、ドプラ偏移周波数を検出する際の分解能を高める目的で比較的高い周波数(例えば、10MHz)に設定されている。
この点、上記式(4)を参照して説明したように、速度スケール臨界値は、超音波ビームの送信周波数に依拠し、超音波ビームの送信周波数を低下させることによって増大させることができる。そして、速度スケール臨界値を増大させることよって、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値以下の状態にて、パルスドプラモード動作を継続することが可能である。即ち、HPRF状態に移行することなく、パルスドプラモード動作を継続することが可能となる。
かかる観点から、送信周波数変更部13eは、速度スケール推奨値が速度スケール臨界値よりも大きくなった場合には、超音波ビームの送信周波数を、診断開始時に設定された初期設定周波数(例えば、2.5MHz)から、予め定めたHPRF状態回避用の周波数(例えば、2.0MHz)に変更する(即ち、送信周波数を小さくする)。
尚、送信周波数変更部13eは、超音波ビームの送信周波数をHPRF状態回避用の周波数に変更した後、観測対象期間中のドプラ偏移周波数の最大値が速度スケール臨界値に比較して小さくなった場合には、再度、超音波ビームの送信周波数を診断開始時の周波数に戻してもよい。
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置Aによれば、速度スケールを自動調整する際、HPRF状態に移行することを抑制することが可能である。
(第4の実施形態)
図12は、第4の実施形態に係る速度スケール調整部13の構成の一例を示す図である。
本実施形態に係る超音波診断装置Aは、速度スケール調整部13が速度スケール基準係数設定部13f及び速度スケール推奨値算出部13aによって構成されている点で、第1の実施形態と相違する。
速度スケール基準係数設定部13fは、診断開始時に、ユーザにより設定された診断条件に基づいて、速度スケール基準係数を設定する。又、速度スケール推奨値算出部13aは、速度スケール基準係数設定部13fに設定された速度スケール基準係数を基準として、上記式(3)に従って速度スケール推奨値を算出する。尚、本実施形態においては、速度スケール推奨値算出部13aが算出した速度スケール推奨値が、そのまま測定時に用いる速度スケールとして設定される。
速度スケール基準係数は、通常、ドプラ波形の分解能及び視認性等の点で最適な速度スケールとなるような基準値に設定される。しかしながら、診断対象部位によっては、血流速度の時間的変化が大きいため、診断開始時から、HPRF状態となることを抑制するような速度スケールに設定した方が望ましい場合もある。
かかる観点から、速度スケール基準係数設定部13fは、診断条件と速度スケール基準係数とを関連付けたテーブルデータを予め保持しておく。そして、速度スケール基準係数設定部13fは、当該テーブルデータを参照して、ユーザにより設定された診断条件から、速度スケール基準係数を設定する。
図13は、診断条件と速度スケール基準係数とを関連付けたテーブルデータの一例を示す図である。このテーブルデータには、例えば、診断対象部位が心臓の場合には、速度スケール基準係数を0.95と設定し、診断対象部位が心臓以外の場合には、速度スケール基準係数を0.70と設定することが規定されている。
尚、ここでは、速度スケール基準係数を決定する際に参照する診断条件として、診断対象部位のみを取り上げているが、更に、被検体の年齢又は性別に係る情報、及び、超音波プローブ200の種別に係る情報等も含んでもよい。
又、かかる診断条件には、更に、血流を検出するドプラモード又は組織の動きを検出するドプラモードのいずれかを指定する情報が含まれてもよい。
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置Aによれば、速度スケールを自動調整する際、HPRF状態に移行することを抑制することが可能である。
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
上記実施形態では、超音波診断装置Aの構成の一例を種々に示した。但し、各実施形態で示した態様を種々に組み合わせたものを用いてもよいのは勿論である。
例えば、速度スケール調整部13は、速度スケール推奨値算出部13a、速度スケール臨界値算出部13b、判定部13c、速度スケール基準係数変更部13d、送信周波数変更部13e、及び、速度スケール基準係数設定部13fの全てを有してもよい。他方、速度スケール調整部13は、ユーザ設定に基づいて、速度スケール基準係数変更部13d、送信周波数変更部13e、及び、速度スケール基準係数設定部13fのうちのいずれか一つ以上の構成を機能させるものであってもよい。
又、上記実施形態においては、断層画像生成部3、ドプラ処理部4、及び表示処理部5は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等で構成されたデジタル演算回路によって実現されてもよい。但し、これらの一部又は全部は、DSP(Digital Signal Processor)、CPU(Central Processing Unit)、またはGPGPU(General-Purpose Graphics Processing Units)等がプログラムに従って演算処理することによって実現されてもよい。
又、上記実施形態においては、制御装置10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等によって構成され、制御装置10の各機能は、CPUがROMやRAMに格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現されてよい。但し、制御装置10の機能の一部又は全部は、DSP(Digital Signal Processor)や専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本開示に係る超音波診断装置によれば、意図せずにHPRF状態に移行してしまうことを回避しながら、ドプラ波形を生成する際の速度スケールを自動調整することが可能である。
A 超音波診断装置
100 超音波診断装置本体
200 超音波プローブ
1 送信部
2 受信部
3 断層画像生成部
4 ドプラ処理部
5 表示処理部
6 モニタ
7 操作入力部
10 制御装置
11 送受信制御部
12 送受信条件設定部
13 速度スケール調整部
13a 速度スケール推奨値算出部
13b 速度スケール臨界値算出部
13c 判定部
13d 速度スケール基準係数変更部
13e 送信周波数変更部
13f 速度スケール基準係数設定部

Claims (19)

  1. 超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する送信部と、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する受信部と、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部と、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部と、
    を備え、
    前記速度スケール調整部は、前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
    超音波診断装置。
  2. 前記速度スケール調整部は、前記推奨値が前記臨界値よりも大きい場合、ユーザ設定に基づいて、前記臨界値又は前記推奨値のいずれかを選択して、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
    請求項1に記載の超音波診断装置。
  3. 前記速度スケール調整部は、ユーザのマニュアル操作による前記速度スケールの設定を受け付け、当該マニュアル操作の場合には、測定時に用いる前記速度スケールの上限を、前記臨界値に制限しない、
    請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
  4. 前記速度スケール調整部は、ユーザから入力された自動調整実行指令をトリガとして、前記速度スケールの再設定を行う、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  5. 前記速度スケール調整部は、前記速度スケールが前記臨界値よりも大きい値に設定されている状態のときに、前記自動調整実行指令に応じて前記速度スケールの再設定を行う場合、測定時に用いる前記速度スケールの上限を、前記臨界値に制限しない、
    請求項4に記載の超音波診断装置。
  6. 前記速度スケール調整部は、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定した場合、ユーザにその旨を報知する、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  7. 前記速度スケール調整部は、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を基準として、前記推奨値を算出しており、
    前記推奨値が前記臨界値よりも大きくなった場合には、前記係数を初期設定値よりも大きい値に変更して、再度、前記推奨値を算出する、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  8. 前記係数は、診断開始時には、1.0未満の値に設定され、診断開始後、一旦、前記推奨値が前記臨界値よりも大きくなった場合には、1.0に変更される、
    請求項7に記載の超音波診断装置。
  9. 前記係数は、ユーザのマニュアル操作によって変更可能である、
    請求項7又は8に記載の超音波診断装置。
  10. 超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する送信部と、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する受信部と、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部と、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部と、
    を備え、
    前記速度スケール調整部は、前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記超音波ビームの送信周波数を初期設定周波数から低下させる、
    超音波診断装置。
  11. 超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する送信部と、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する受信部と、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出するドプラ処理部と、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する速度スケール調整部と、
    を備え、
    前記速度スケール調整部は、ユーザにより設定された診断条件に基づいて、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を設定すると共に、当該係数と前記ドプラ波形とに基づいて、測定時に用いる前記速度スケールを設定する、
    超音波診断装置。
  12. 前記診断条件は、前記被検体内の診断対象部位に係る情報を含む、
    請求項11に記載の超音波診断装置。
  13. 前記診断条件は、前記被検体の年齢又は性別に係る情報を含む、
    請求項11又は12に記載の超音波診断装置。
  14. 前記診断条件は、前記超音波プローブの種別に係る情報を含む、
    請求項11乃至13のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  15. 前記診断条件は、血流を検出するドプラモード又は組織の動きを検出するドプラモードのいずれかを指定する情報を含む、
    請求項11乃至14のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
  16. 超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信し、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信し、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出し、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する、
    超音波診断装置の制御方法であって、
    前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
    制御方法。
  17. 超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信し、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信し、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出し、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する、
    超音波診断装置の制御方法であって、
    ユーザにより設定された診断条件に基づいて、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を設定すると共に、当該係数と前記ドプラ波形とに基づいて、測定時に用いる前記速度スケールを設定する、
    制御方法。
  18. コンピュータに、
    超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する処理と、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する処理と、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出する処理と、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する処理と、
    を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
    前記ドプラ波形に基づいて算出される前記速度スケールの推奨値が、前記サンプルゲート位置に基づいて算出される測定状態が非HPRF状態からHPRF状態に移行する前記速度スケールの臨界値よりも大きい場合、前記臨界値を、測定時に用いる前記速度スケールとして設定する、
    制御プログラム。
  19. コンピュータに、
    超音波プローブから、被検体内に超音波ビームを所定のパルス繰り返し周波数で繰り返して送信する処理と、
    前記被検体内で反射した前記超音波ビームの反射波を、前記超音波プローブを介して受信する処理と、
    前記被検体内のサンプルゲート位置からの前記反射波に係る受信信号に基づいて、前記被検体内の血流又は組織の動きに起因したドプラ偏移周波数を検出する処理と、
    観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数に係るドプラ波形に基づいて、前記パルス繰り返し周波数を規定する速度スケールを調整する処理と、
    を実行させる超音波診断装置の制御プログラムであって、
    ユーザにより設定された診断条件に基づいて、前記観測対象期間内における前記ドプラ偏移周波数の最大値に対する前記速度スケールの大きさを規定する係数を設定すると共に、当該係数と前記ドプラ波形とに基づいて、測定時に用いる前記速度スケールを設定する、
    制御プログラム。

JP2019117550A 2019-06-25 2019-06-25 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム Active JP7334494B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019117550A JP7334494B2 (ja) 2019-06-25 2019-06-25 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム
US16/904,631 US11602333B2 (en) 2019-06-25 2020-06-18 Ultrasound diagnostic apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019117550A JP7334494B2 (ja) 2019-06-25 2019-06-25 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021003214A true JP2021003214A (ja) 2021-01-14
JP7334494B2 JP7334494B2 (ja) 2023-08-29

Family

ID=74042901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019117550A Active JP7334494B2 (ja) 2019-06-25 2019-06-25 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11602333B2 (ja)
JP (1) JP7334494B2 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002301077A (ja) * 2001-04-06 2002-10-15 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2004195018A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 血流速度計測装置、血流速度計測方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム
JP2005500888A (ja) * 2001-08-28 2005-01-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ドップラ表示パラメータの自動的最適化
JP2007202617A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2010136808A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2010522581A (ja) * 2007-03-29 2010-07-08 アロカ株式会社 超音波画像処理方法および超音波画像処理装置
JP2012139489A (ja) * 2010-12-16 2012-07-26 Toshiba Corp 超音波診断装置及びその制御方法
JP2012249967A (ja) * 2011-06-06 2012-12-20 Toshiba Corp 超音波診断装置
US20140276072A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 B-K Medical Aps Doppler ultrasound imaging

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3833282B2 (ja) * 1994-06-24 2006-10-11 株式会社東芝 超音波診断装置
JP4538091B2 (ja) 2010-01-25 2010-09-08 株式会社東芝 ドプラ超音波診断装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002301077A (ja) * 2001-04-06 2002-10-15 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置
JP2005500888A (ja) * 2001-08-28 2005-01-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ドップラ表示パラメータの自動的最適化
JP2004195018A (ja) * 2002-12-19 2004-07-15 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 血流速度計測装置、血流速度計測方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラム
JP2007202617A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2010522581A (ja) * 2007-03-29 2010-07-08 アロカ株式会社 超音波画像処理方法および超音波画像処理装置
JP2010136808A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2012139489A (ja) * 2010-12-16 2012-07-26 Toshiba Corp 超音波診断装置及びその制御方法
JP2012249967A (ja) * 2011-06-06 2012-12-20 Toshiba Corp 超音波診断装置
US20140276072A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 B-K Medical Aps Doppler ultrasound imaging

Also Published As

Publication number Publication date
US11602333B2 (en) 2023-03-14
JP7334494B2 (ja) 2023-08-29
US20200405270A1 (en) 2020-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9814447B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
US7850609B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus
US8591417B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
WO2009118798A1 (ja) 超音波診断装置
US8926516B2 (en) Ultrasound imaging apparatus and method of ultrasound imaging
US11039777B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method
KR100352054B1 (ko) 초음파 영상화 방법 및 장치
JP5481334B2 (ja) 超音波診断装置
JP2004313291A (ja) 超音波診断装置、医用画像解析装置及び医用画像解析方法
JP2008173177A (ja) 超音波診断装置
US7371219B2 (en) Ultrasound diagnosis apparatus operable in doppler mode
JP4346147B2 (ja) 超音波診断装置および超音波診断装置の作動方法
JP5455567B2 (ja) 超音波診断装置
WO2007080870A1 (ja) 超音波診断装置
JP7334494B2 (ja) 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム
JP7343342B2 (ja) 超音波診断装置、及び画像処理装置
JP2008142130A (ja) 超音波診断装置およびその制御処理プログラム
JP2001070304A (ja) 超音波診断装置及び超音波送信方法
JPH05337111A (ja) 超音波診断装置
JP2008104640A (ja) 超音波診断装置、心拍同期信号生成装置及び心拍同期信号生成方法
JP4153093B2 (ja) 超音波診断装置
JP2013244138A (ja) 超音波診断装置および音速表示方法
JPWO2006126485A1 (ja) 超音波診断装置
JP2002017728A (ja) 超音波診断装置
JP2022141144A (ja) 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221220

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230418

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230718

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7334494

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150