JP2590219B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波を用いて生体のＢモード像の如くの
解剖学的情報、Ｍモード像の如くの生体内の運動臓器の
運動情報、ドップラ効果を利用した血流速情報の如くの
生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像化す
る超音波診断装置に関し、特に主要部の自己診断機能を
備えたものに関する。

（従来の技術） 超音波診断法では、Ｂモード像を代表例とする解剖学
的情報、Ｍモード像を代表例とする生体内の器官の運動
情報、血流イメージングを代表例とするドップラ効果を
利用した生体内の移動物体の移動に伴う機能情報等を用
いて診断に供するようにしている。

第２図は血流イメージングを可能とする超音波診断装
置の一般的構成を示している。

深触子（プローブ）１は、複数の超音波振動子を並設
してアレイを構成して例えばＢ又はＭモード用セクタ電
子走査が行える部分と、超音波ドップラ法を実施するた
めの部分とを、複合又個別の構成としている。

送信器２は、深触子１に対してＢ又はＭモード用の励
振信号を与え、また超音波ドップラ用の励振信号を与え
るようになっている。

受信器３は、深触子１から与えられるＢ又はＭモード
の受信信号及び超音波ドップラの受信信号を受信して増
幅検波するようになっている。

Ｂ又はＭモードの受信部URをなすLOGアンプ４は、受
信器３から与えられるＢ又はＭモードの受信信号を対数
増幅し、A/Dコンバータ５は、LOGアンプ４の出力をディ
ジタル化するようになっている。

検波器６は、受信器３から与えられる、ドップラ偏移
を受けた受信信号を位相検波するようになっている。

血流イメージング処理部UD1は、検波器６の出力を取
込んで、血流イメージングのための処理を行うものであ
る（後に詳述する）。

また、超音波ドップラ処理部UD2は、検波器６の出力
をサンプルホールドし、該ホールド信号からバンドパス
フィルタにより不要な周波数成分を除去し、該不要周波
数成分除去後の信号を増幅し、該増幅後信号をFFT（高
速フリエ変換）により周波数解析してドップラ信号を得
るようになっている。

DSC（ディジタルスキャンコンバータ）15は、Ｂ又は
ＭモーＤ受信部URによるＢ又はＭモード像超音波スキャ
ンをTVスキャンに変換し、血流イメージング処理部UD1
による血流速情報超音波スキャンをTVスキャンに変換
し、超音波ドップラ処理部UD2によるドップラ情報超音
波スキャンをTVスキャンに変換するようになっている。

カラープロセッサ16は、血流イメージング処理部UD1
による血流速情報に対し流速に対応してRGB方式でカラ
ー輝度を付けるようになっている。

カラーモニタ17は、DSC15の出力をアナログ信号とし
て白黒輝度処理のＢ又はＭモード受信部URによる例えば
Ｂモード像情報UIB,カラー輝度処理の血流イメージング
処理部UD1により血流速情報UIF1,白黒輝度処理の超音波
ドップラ処理部UD2によるドップラ情報UIF2を重畳表示
するようになっている。

コントローラ18は本実施例装置全体の動作制御を司る
ものである。

第３図は前記血流イメージング処理部UD1の詳細な構
成を示している。

７は検波器６の位相検波出力をディジタル信号に変換
するA/Dコンバータであり、このA/Dコンバータ７の後段
には、時間緩衝用のラインバッファメモリ８が配置され
ている。９はこの血流イメージング処理部UD1の動作テ
ストを行うために用いられる信号を発生するテスト用信
号発生部である。このテスト用信号発生部９にはテスト
用信号情報を予め記憶するROM（リード・オン・メモ
リ）が適用されている。選択器10は、通常動作時にはラ
インバッファメモリ８の出力を選択し、これをディジタ
ルフィルタ11に伝達するが、動作テスト時にはテスト用
信号発生部９の出力を選択し、これをディジタルフィル
タ11に伝達する。このディジタルフィルタ11は、位相情
報中より、動いていない或いは動きの遅い成分（クラッ
タ成分）を除去するもので、MTIフィルタともに称され
る。そしてこのフィルタ出力は相関部12に取込まれて信
号の相関が求められらるようになっている。この相関部
12の後段には演算部13が配置され、この演算部13におい
て、血流速度V,分散6,パワーＰが算出されるようになっ
ている。この演算部13の出力がDSC15に取込まれる。

ここで、血流イメージング部UD1の動作テストは次の
ように行われる。

すなわち、第２図のコントローラ18の制御下で選択器
10はテスト用信号発生部９の出力を選択し、これをディ
ジタルフィルタ11に伝達する。すると、ディジタルフィ
ルタ11,相関部12,演算部13において、超音波エコーの位
相情報に対する処理と同様の処理がテスト用信号に対し
て実行され、その処理結果がDSC15及びカラープロセッ
サ16を介してカラーモニタ17に表示される。オペレータ
はこのカラーモニタ17の表示画像を観察し、所謂目視チ
ェックにより、ディジタルフィルタ11,相関部12,演算部
13の動作に異常があるか否かを判断する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の動作テストによれば、
オペレータの目視チェックによりオペレータ自身が良否
判断するものであるため、オペレータの注意度が低い場
合には、血流イメージング処理部の動作に異常があって
もこれを見逃すおそれがあった。また、これを回避する
ため表示画像を詳細に観察しなければならず、動作テス
トに長時間を要した。

そこで本発明は上記の欠点を除去するものであり、そ
の目的とするところは、血流イメージング処理部の動作
テストを精度良く、しかも速やかに実行できる超音波診
断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、被検体に超音波パルスを送波するととも
に、その反射波に基づく位相検波信号からクラッタ成分
を除去するディジタルフィルタと、このディジタルフィ
ルタの出力信号の相関を求める相関部と、この相関部に
より求めた相関に基づき速度、分散、パワーのうち少な
くとも一つの血流情報を演算にて求める演算部とを備え
た血流イメージング処理部を有する超音波診断装置にお
いて、前記ディジタルフィルタ、相関部、演算部におけ
る各入力信号に応じた各テスト用信号を発生するテスト
用信号発生手段と、前記ディジタルフィルタ、相関部、
演算部のうちいずれか各一つに前記テスト用信号を入力
した場合に前記演算部から出力されるはずの前記血流情
報の演算期待値を出力する期待値手段と、動作テストモ
ードにおいて、前記テスト用信号発生手段から前記ディ
ジタルフィルタ、相関部、演算部のうちいずれか各一つ
に前記テスト用信号を入力した場合の前記演算部の実際
の演算出力と前記期待値手段から出力される演算期待値
とを比較して、この実際の演算出力が所定の許容範囲内
で前記演算期待値と一致しているか否かを判別し、この
判別結果に基づき前記ディジタルフィルタ、相関部、演
算部の各動作の良否を判別する動作良否判別手段と、前
記動作良否判別手段の判別結果を表示する表示手段とを
備えたことを特徴とするものである。

（作 用） 動作テストモードにおいて、テスト用信号発生手段か
らディジタルフィルタ、相関部、演算部のうちいずれか
各一つにテスト用信号を入力した場合の前記演算部の実
際の演算出力と期待値手段から出力される演算期待値と
を比較して、この実際の演算出力が所定の許容範囲内で
前記演算期待値と一致しているか否かを判別し、この判
別結果に基づきディジタルフィルタ、相関部、演算部の
各動作の良否を判別しているので、本発明によれば血流
イメージング処理部のディジタルフィルタ、相関部、演
算部の各種作良否判別にオペレータの関与を必要とせ
ず、オペレータの注意度のいかんに関わらず、演算部の
テストデータによる演算出力に基づいて、精度良く速や
かに、演算部を含む各部の動作テストを行い得る。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例装置の主要部を示してい
る。尚、第１図において第３図に示すのと同一機能を有
するものには同一符号を付している。

本実施例装置において、血流イメージング処理部UD1
は、A/Dコンバータ７とラインバッファメモリ８との間
に選択器21を設け、ディジタルフィルタ11と相関部12と
の間に選択器22を設け、相関部12と演算部13との間に選
択器23を設けて成る。

選択器21は、A/Dコンバータ７の出力又は後述するテ
スト用信号発生手段26の出力を選択してそれをラインバ
ッファメモリ８に伝達するものであり、選択器22は、デ
ィジタルフィルタ11の出力又はラインバッファメモリ８
の出力を選択してそれを相関部12を伝達するものであ
り、選択器23は、相関部12の出力又はラインバッファメ
モリ８の出力を選択してそれを演算部13に伝達するもの
である。

更に、本実施例装置においては、選択制御手段24,自
己診断システム制御手段25,テスト用信号発生手段26,期
待値算出手段27,及び動作良否判別手段28が設けられて
いる。

選択制御手段24は、前記選択器21,22,23の動作を制御
するものであり、テスト用信号発生手段26は、血流イメ
ージング処理部UD1の動作テスト用の信号を発生するも
のである。期待値算出手段27は、テスト用信号発生手段
26によって発生されたテスト用信号に基づいて、該信号
に対する血流イメージング処理部UD1の処理結果の期待
値を算出するものであり、動作良否判別手段28は、血流
イメージング処理部UD1の処理結果と期待値算出手段27
よりの期待値との比較により血流イメージング処理部UD
1の動作良否判別を行うものである。そしてこの動作良
否判別手段28の判別結果は、DSC15及び第２図のカラー
プロセッサ16を介してカラーモニタ17に表示され、ある
いはその他の適宜の表示手段に表示されるようになって
いる。ここでカラーモニタ17が、本発明における表示手
段の一例である。また、ラインバッファメモリ８の出力
側から、選択器22及び23における一方の入力側に至る信
号伝達ライン29が本発明におけるテスト用信号バイパス
路の一例である。そして本実施例において血流イメージ
ング処理部UD1を形成する主要ブロックは、ディジタル
フィルタ11,相関部12,及び演算部13であり、これがテス
ト対象ブロックとなる。そして前記テスト用信号バイパ
ス路29を介して所定のテスト用信号を伝達することによ
り、テスト対象ブロック毎の動作テストが可能となる。

また、自己診断システム制御手段25は、選択制御手段
24,テスト用信号発生手段26,期待値算出種だ27,及び動
作良否判別手段28の動作制御を司るものである。

尚、上記各手段24乃至28はCPU（中央処理装置）によ
り機能的に実現される。

次に、上記のように構成された実施例装置の作用につ
いて説明する。

本実施例装置の通常動作時には、選択器21はA/Dコン
バータ７の出力を選択し、選択器22はディジタルフィル
タ11の出力を選択し、選択器23は相関部12の出力を選択
する。これにより、超音波エコーの位相検波情報（検波
器６の出力）に基づく血流イメージング処理が血流イメ
ージング処理部UD1において実行され、その処理結果がD
SC15及びカラープロセッサ16を介してカラーモニタ17に
表示される。この場合の血流イメージング処理は従来装
置と同様である。

次に、血流イメージング処理部UD1の自己診断（動作
テスト）について説明する。

この自己診断は演算部13,相関部12,ディジタルフィル
タ11の順に行われる。

選択制御手段24の制御により、選択器21はテスト用信
号発生手段26の出力を選択し、選択器23はラインバッフ
ァメモリ８の出力を選択する。そしてテスト用信号発生
手段26により発生されたテスト用信号が選択器21を介し
てラインバッファメモリ８に書込まれ、このラインバッ
ファメモリ８内のテスト信号がテスト用信号バイパス路
29及び選択器23を介して演算部13に転送される。すると
演算部13は取込まれたテスト用信号を基に速度，分散，
パワーについての所定の演算処理を実行し、その演算結
果を動作良否判別手段28に送出する。

一方、期待値算出手段27は、当該テスト信号に基づく
前記演算部13の演算処理結果の期待値を、当該テスト用
信号を基に算出し、それを動作良否判別手段28に送出す
る。すると、動作良否判別手段28は、この期待値と前記
演算部13の演算出力と比較を行う。そして、この比較に
おいて、演算部13の演算出力が所定の許容範囲内で期待
値と一致すれば、演算部13の動作は正常と判断され、一
致しなければ異常と判断される。

次に、選択制御手段24の制御下で選択器22はラインバ
ッファメモリ８の出力を選択し、選択器23は相関部12の
出力を選択する。尚、選択器21は前状態を維持する。こ
の状態で、上記と同様にテスト用信号発生手段26よりの
所定のテスト用信号がラインバッファメモリ８に書込ま
れ、このラインバッファメモリ８内のテスト信号がテス
ト用信号バイパス路29及び選択器22を介して相関部12に
転送される。そして相関部12において当該テスト用信号
について相関が求められ、それが選択器23を介して演算
部13に取込まれ、この演算部13において上記と同様に速
度，分散，パワーについての所定の演算処理が実行され
る。

一方、期待値算出手段27は、当該テスト用信号に基づ
いて上記処理の期待値を算出し、それを動作良否判別手
段28に送出する。すると、この動作良否判別手段28は上
記と同様に期待値と演算部13の演算出力との比較による
動作良否判別を行う。この判別においては、先の動作良
否判別において演算部13が正常動作していると判断され
ていることが前提となる。従って、演算部13の演算出力
が所定の許容範囲内で期待値と一致すれば、相関部12の
動作は正常と判断され、一致しなければ相関部12の動作
が異常と判断される。

次に、選択制御手段24の制御下で選択器22はディジタ
ルフィルタ11の出力を選択する。尚、選択器21,23は前
状態を維持する。この状態で、上記と同様にテスト用信
号発生手段26よりの所定のテスト用信号がラインバッフ
ァメモリ８に書込まれ、このラインバッファメモリ８内
のテスト用信号がディジタルフィルタ11に転送される。
そして、ディジタルフィルタ11において、当該テスト用
信号に対するフィルタリング処理が行われ、相関部12に
おいて当該フィルタリング処理出力信号の相関が求めら
れ、演算部13において速度，分散，パワーについての所
定の演算処理が実行される。

一方、期待値算出手段27は、当該テスト用信号に基づ
いて上記処理の期待値を算出し、それを動作良否判別手
段28に送出する。するとこの動作良否判別手段28は上記
と同様に期待値と演算部13の出力との比較による動作良
否判別を行う。この判別においては、先の動作良否判別
において相関部12及び演算部13が正常動作していると判
断されていることが前提となる。従って、演算部13の演
算出力が所定の許容範囲内で期待値と一致すれば、ディ
ジタルフィルタ11の動作は正常と判断され、一致しなけ
ればディジタルフィルタ11の動作が異常と判断される。

異常の動作良否判別結果は、DSC15及びカラープロセ
ッサ16を介してカラーモニタ17に表示され、あるいは、
適宜の表示手段に表示される。

このように本実施例装置によれば、血流イメージング
処理部UD1の動作について自己診断を行うようにしてお
り、従来装置のように動作良否判別にオペレータの関与
を要するものではないから、オペレータ注意度にかかわ
らず、精度良くしかも速やかに動作テストを行い得る。

尚、本発明は上記実施例に限定されない。

例えば、上記実施例ではディジタルフィルタ11,相関
部12,演算部13をテスト対象ブロックとしたものについ
て説明したが、選択器及びテスト用信号バイパス路を適
宜に追加することで、テスト対象ブロックを増やしても
よい。また、個々のブロックについての動作良否判別を
要しない場合には選択器22,23やテスト信号バイパス路2
9等を省略してコスト低下を図ってもよい。

更に、上記実施例では期待値算出手段27により、テス
トブロック毎のテスト信号に基づいて、その都度期待値
を発生するようにしたが、適宜のメモリ内の所定の期待
値を予め格納しておき、これを読出して使用するように
してもよい。ただし、期待値の種類が多い場合には、上
記実施例のようにその都度期待値を発生するようにした
方が、期待値格納用の大容量のメモリを必要としない点
で有利となる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、血流イメージン
グ処理部の動作テストを精度良く、しかも速やかに実行
できる超音波診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置における主要部の詳細な
構成を示すブロック図、第２図は超音波診断装置の一般
的構成を示すブロック図、第３図は従来装置における主
要部の詳細な構成を示すブロック図である。 17……カラーモニタ（表示手段）、 26……テスト信号発生手段、 27……期待値算出手段、 28……動作良否判別手段、 29……テスト用信号バイパス路、 UD1……血流イメージング処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−193447（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−127662（ＪＰ，Ａ) 実願 昭59−11449号（実開 昭60− 124152号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体に超音波パルスを送波するととも
   に、その反射波に基づく位相検波信号からクラッタ成分
   を除去するディジタルフィルタと、このディジタルフィ
   ルタの出力信号の相関を求める相関部と、この相関部に
   より求めた相関に基づき速度、分散、パワーのうち少な
   くとも一つの血流情報を演算にて求める演算部とを備え
   た血流イメージング処理部を有する超音波診断装置にお
   いて、 前記ディジタルフィルタ、相関部、演算部における各入
   力信号に応じた各テスト用信号を発生するテスト用信号
   発生手段と、 前記ディジタルフィルタ、相関部、演算部のうちいずれ
   か各一つに前記テスト用信号を入力した場合に前記演算
   部から出力されるはずの前記血流情報の演算期待値を出
   力する期待値手段と、 動作テストモードにおいて、前記テスト用信号発生手段
   から前記ディジタルフィルタ、相関部、演算部のうちい
   ずれか各一つに前記テスト用信号を入力した場合の前記
   演算部の実際の演算出力と前記期待値手段から出力され
   る演算期待値とを比較して、この実際の演算出力が所定
   の許容範囲内で前記演算期待値と一致しているか否かを
   判別し、この判別結果に基づき前記ディジタルフィル
   タ、相関部、演算部の各動作の良否を判別する動作良否
   判別手段と、 前記動作良否判別手段の判別結果を表示する表示手段と
   を備えたことを特徴とする超音波診断装置。