JP2653141B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波診断装置に関し、特にドプラシフ
ト法により血流情報を得るための超音波診断装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

心臓や循環器などの医用分野において、心臓内部等の
生体内における血流動態等を観測するために超音波診断
装置が使用されている。この超音波診断装置は、一般
に、超音波を送受信するプローブと、このプローブが接
続され、ドプラ信号検出手段や速度演算手段等を有する
診断装置本体と、診断結果等を表示するCRT等のモニタ
から構成されている。そして、前記プローブから被検体
内に超音波を送信し、この被検体内から反射される超音
波エコーのドプラ信号を得て、これを高速フーリエ変換
（FFT）演算等することによって血流方向や流速分布を
観察するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のような超音波診断装置において、血流速を映像
表示するときに、血流速に対して血管や血管壁等の臓器
の動きがノイズドプラ信号として混入する。この信号は
血流からの信号に比較して強大なため、しばしば信号処
理系を飽和させてしまい、目的とする血流信号を相対的
に減衰させてしまうという問題がある。これを解決する
ために、パルスドプラ法を用いた診断装置にあっては、
サンプルボリュームを小さくして距離分解能を上げ、臓
器によるノイズを除去するという方法も考えられる。し
かし、サンプルボリュームを小さくした分だけ信号の情
報量が少なくなってしまい、S/Nが悪くなる。

そこで、従来の超音波診断装置では、前記臓器の動き
による周波数成分が血流速に比較して低いことに着目
し、ハイパスフィルタを信号処理系に挿入して低周波数
成分を除去することが行われている。ところが、臓器の
動きは個人差があるためフィルタ特性を固定することが
できず、従来装置では、例えば100Hz、200Hz、400Hz、
……1600Hz等のフィルタを使用時に選択している。この
フィルタの選択は非常に面倒な作業であり、また適切な
フィルタを選択できない場合は、確実に前記ノイズを除
去することができない。

この発明の目的は、フィルタ選択の作業を行う必要が
なく、確実に臓器によるノイズドプラ信号を除去するこ
とのできる超音波診断装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る超音波診断装置は、被検体に向かって
超音波ビームを送信するとともに、前記被検体からの反
射エコーを受信し、この反射エコーからドプラ信号を得
て血流情報を得るようにした装置である。そして、この
超音波診断装置は、被検体の所定部位を指定するための
マーカ手段と、指定された部位からの反射エコーを検出
するエコー信号検出手段と、このエコー信号検出手段の
検出結果をもとに補償信号を発生する補償信号発生手段
と、演算手段とを有している。

前記補償信号発生手段は、前記マーカ手段によって指
定された部位の動きに応じた周波数の補償信号を発生す
るものである。また、前記演算手段は、血流情報を検出
したドプラ信号の周波数スペクトルを求めるとともに、
このドプラスペクトル信号に対して前記補償信号を減算
処理するものである。

〔作用〕

この発明においては、マーカ手段により血管や血管壁
等の臓器部分の所定部位が指定される。この指定は、Ｂ
モード又はＭモード表示された映像上で操作者によって
行われる。

前記所定部位からの反射エコーがエコー検出手段によ
り検出される。そして、補償信号発生手段は、前記所定
部位からの反射エコーが検出された時間間隔により、臓
器の周波数を測定し、これと同様の周波数を有する補償
信号を発生する。この補償信号を、血流速のドプラ信号
の周波数スペトルに対して減算処理する。

これにより、血流速のドプラスペクトルから臓器によ
るノイズが除去された周波数スペクトルが得られる。ま
た、前記操作はリアルタイムで常に繰り返し行われてお
り、したがって臓器等の動きに変化があっても、これに
追従した補償信号が発生され、常に臓器によるノイズが
抑制された血流速のスペクトルが得られる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例による超音波診断装置の
構成図である。この実施例は、パルスドプラ法による超
音波診断装置である。図において、１はプローブであ
り、被検体２の表面に当てられて、被検体２内に超音波
ビームを送信し、また反射エコーを受信するものであ
る。プローブ１にはパルサ群３が接続されており、プロ
ーブ１の各振動子に高周波パルスを印加するようになっ
ている。４は複数のアンプからなる増幅群であり、プロ
ーブ１の各振動子に対応して設けられている。５は前記
増幅群４からの信号を波形処理してディジタル・スキャ
ン・コンバータ（以下、DSCと記す）６に記憶可能な信
号とするための波形処理回路であり、この出力信号が、
Ｂモード信号又はＭモード信号となっている。

また、７は受信された反射エコーと送信系からの参照
信号を混合するミキサ波形処理回路であり、このミキサ
波形処理回路７の出力にドプラ信号が得られるようにな
っている。そして、ミキサ波形処理回路７の出力は、A/
D変換回路８を介してFFT演算回路９に接続されている。
FFT演算回路９はディジタルドプラ信号を高速フーリエ
変換するための演算回路であり、この出力はDSC6に接続
されている。また、10はCRTにより構成された表示装
置、11は前記ミキサ波形処理回路７の出力に接続された
スピーカであり、ドプラ音により診断を行うものであ
る。14は装置全体の制御を行う制御回路である。

12はエコーレベル検知回路（反射エコー検出手段）で
あり、操作者により指定された部位のエコーレベルを記
憶するとともに、DSC6に取り込まれたエコー信号の中か
ら前記レベルの信号を検出して検知信号を出力するもの
である。13は補償信号発生手段としての正弦波信号発生
器である。この正弦波信号発生器13は、エコーレベル検
知回路12からの検知信号を受けて、その時間間隔（周
期）を計測するとともに、この時間間隔に応じた周波数
の正弦波を発生するものである。そして、この正弦波信
号発生器13の出力である補償信号は、前記FFT演算回路
９に接続されている。

次に動作について説明する。

超音波ビームを被検体２内に送信し、その反射エコー
からＢモード信号又はＭモード信号を得るための動作は
従来と同様である。得られたＢモード信号又はＭモード
信号は、DSC6内に一旦記憶され、CRT10上に表示するた
めの信号に変換されて出力される。

一方、プローブ１により得られた反射エコーは、増幅
群４により所定のレベルに増幅されてミキサ波形処理回
路７に入力される。ミキサ波形処理回路７には、制御回
路14からパルス繰り返しレートと同期のとれた参照信号
が入力されており、前記増幅群４の出力は、この参照信
号と混合されて直交検波される。このようにして、ミキ
サ波形処理回路７の出力には、ドプラ信号が得られる。
このドプラ信号は、A/D変換回路８でディジタル信号に
変換されてFFT演算回路９に入力される。FFT演算回路９
では、ディジタルドプラ信号を高速フーリエ変換するこ
とにより、パルスドプラのスペクトルを得る。FFT演算
回路９の出力は、前記同様にDSC6によりCRT10に表示す
るための信号に変換され、CRT10上に表示される。

次に、臓器の動きによるノイズを除去するための動作
について説明する。

まず、例えばCRT10上に表示されたＢモードの映像を
参考にして、臓器の壁に相当する部位をマーカにより指
定する（第１図のＭ点）。このマーカにより指定された
部位は、制御回路14を介してDSC6に指示され、DSC6から
当該部位のエコーレベルがエコーレベル検知回路12に送
出される。このエコーレベルは、しきい値としてエコー
レベル検知回路12に記憶される。そして、前述の動作に
よりDSC6に記憶された各エコー信号のレベルが、エコー
レベル検知回路12に記憶されたしきい値と比較される。
同レベルの信号、即ちマーカによって指定された部位か
らのエコー信号が得られる毎に、検知信号が正弦波信号
発生器13に出力される。正弦波信号発生器13では、前記
検知信号の時間間隔が計測され、この計測結果が周波数
に変換される。そして、この周波数と同じ周波数の正弦
波が、ディジタル化され、補償信号として出力される。

FFT演算回路９では、A/D変換回路８から入力された血
流速のドプラ信号の周波数スペクトルに対して、前記正
弦波信号発生器13からの補償信号を減算処理する。これ
により、FFT演算回路９の出力には、臓器の動きによる
ノイズドプラ信号が除去された血流速のみの周波数スペ
クトルが得られる。

このような減算処理は、リアルタイムで繰り返して行
われ、したがって臓器の動きが変化しても、それに応じ
た補償信号が発生され、確実に臓器によるノイズドプラ
信号を除去することができる。

〔他の実施例〕

（ａ） 前記実施例では、ドプラ信号をFFT演算回路９
によって周波数分析し、このFFT演算回路９に補償信号
を入力して減算処理するようにしたが、周波数分析する
手段としては、前記FFT演算回路９に限定されるもので
はない。例えば自己相関を取ることによってドプラシフ
ト信号を周波数分析するものでよく、この場合も本発明
は同様に適用でき、マーカによって指定した部位の周波
数と同等の周波数を有する補償信号を作成し、これを減
算処理すればよい。

（ｂ） 前記実施例では、本発明をパルスドプラ法によ
る超音波診断装置に適用したが、本発明は、連続波ドプ
ラ法や、カラーフローマッピング法による診断装置にも
同様に適用できる。

（ｃ） 前記実施例におけるミキサ波形処理回路の後段
に、従来の臓器によるノイズ除去用の固定フィルタ（ハ
イパスフィルタ）を設け、本発明の構成によるフィルタ
と、従来のフィルタとをスイッチ等で切り換えて使用す
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明では、臓器の動きを周波数的に検出
するとともに、この周波数に応じた補償信号を作成し、
これをドプラ信号の周波数スペクトル信号から減算処理
するので、自動的に確実なフィルタをかけることがで
き、臓器のノイズドプラを抑制して真の血流速の情報を
高いS/N比で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による超音波診断装置の構成
図である。 ６……DSC、９……FFT演算回路、10……CRT、12……エ
コーレベル検知回路、13……正弦波信号発生器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体に向かって超音波ビームを送信する
   とともに、前記被検体からの反射エコーを受信し、この
   反射エコーからドプラ信号を得て血流情報を得るように
   した超音波診断装置において、 前記被検体の所定部位を指定するためのマーカ手段と、 このマーカ手段で指定された部位からの反射エコーを検
   出するエコー信号検出手段と、 このエコー信号検出手段の検出結果をもとに、前記指定
   部位の動きに応じた周波数の補償信号を発生する補償信
   号発生手段と、 血流情報を検出したドプラ信号の周波数スペクトルを求
   めるとともに、このドプラスペクトル信号に対して前記
   補償信号を減算処理する演算手段と、 を備えたことを特徴とする超音波診断装置。