JP2747030B2 - 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、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報と
して血流速情報を、超音波送受波およびドプラ効果の利
用により得て映像表示す超音波診断装置に関する。

（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。

また超音波の生体内に対する走査法の代表的なものに
は、電子走査と機械走査とがある。ここで電子走査につ
いて説明する。

すなわち、複数の超音波振動子を併設してなるアレイ
型超音波探触子（プローブ）を用い、リニア電子走査で
あれば、超音波振動子の複数個を１単位とし、この１単
位の超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの
送波を行なう。例えば順次１振動子分づつピッチをずら
しながら１単位の素子の位置が順々に変わるようにして
励振してゆくことにより、超音波ビームの送波点位置を
電子的にずらしてゆく。

そして超音波ビームがビームとして集束するように、
励振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置する
ものと側方に位置するものとでその励振のタイミングを
ずらし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波
の位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォー
カス）させる。そして励振したのと同じ振動子により反
射超音波を受波して電気信号に変換して、各送受波によ
るエコー情報を例えば断層像として形成し、TVモニタ等
に画像表示する。

またセクタ走査であれば、励振される１単位の超音波
振動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波ビー
ム１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励
振タイミングを所望の方向に応じて変化させ、後の処理
は基本的には上述したリニア電子走査と同じである。こ
のようなリニア，セクタ電子走査の他に振動子（探触
子）を走査機構に取付け、走査機構を運動させることに
より超音波走査を行なう機械走査もある。

一方、映像法には、超音波送受波に伴う信号を合成し
て断層像化するＢモード像以外に同一方向固定走査によ
るＭモード像が代表的である。このＭモード像は、超音
波送受波部位の時間的変化を表したものであり、とくに
心臓の如き動きのある臓器の診断には好適である。

また血流イメージングを代表例とする超音波ドプラ法
は、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像
化する方法であり、これを以下詳細に説明する。すなわ
ち、超音波ドプラ法は、超音波が移動物体により反射さ
れると反射波の周波数が上記物体の移動速度に比例して
偏移する超音波ドプラ効果を利用したものである。具体
的には超音波レートパルスを主体に送波し、その反射波
エコーの位相変化よりドプラ効果による周波数偏移を得
ると、そのエコーを得た深さ位置における移動物体の運
動情報を得ることができる。

この超音波ドプラ方法によれば、生体内における位置
での血流の流れの向き、乱れているか整っているかの流
れの状態を知ることができる。

次にこの超音波ドプラ法を適用した超音波診断装置に
ついて説明する。超音波エコーから血流情報を得るため
には、超音波探触子および送受波回路を駆動してある方
向に超音波パルスを所定回数繰り返し送波し、受波され
た超音波エコーを位相検波回路により検波して位相情報
すなわちドプラ信号とクラッタ成分とからなる信号を得
る。この信号をA/D変換器でディジタル信号化し、フィ
ルタによりクラッタ成分を除去し、血流によるドプラ偏
移信号は、例えばリアルタイムでカラードプラ像を得る
ためには相関方式などの高速の周波数分析器により周波
数分析し、ドプラ偏移の平均値，ドプラ偏移の分散値，
ドプラ偏移の平均強度などを得る。ここで超音波ビーム
をセクタスキャンの画面に対応させて一方側から他方側
にスキャンしながら前述の一連の処理を行なうことによ
り、２次元に分布する血流の情報を検出することができ
る。

そして前述の血流の方向および速度を示した２次元血
流速度画像等の血流情報と、別の系で得たＢモード像や
Ｍモード像とをDSC（ディジタル・スキャン・コンバー
タ）にて重畳合成し、モニタに表示する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記超音波診断装置において、例えば相互
相関方式により血流速ｖを得て、この血流速ｖを１つの
超音波ラスタ上のマッピングデータとし、各超音波ラス
タにつき前記マッピングデータを繰り返し求めて１つの
フレームFMのカラーフローマッピング像を形成できる。

しかしながら、例えば腹部におけるカラーフローマッ
ピング像を観測する場合、細い血管等において白黒像
（Ｂモード像）にカラー像が重なると、白黒像が見づら
くなって微妙な観察ができなくなるという問題があっ
た。そこで良好な診断情報を得るために、カラーモニタ
と白黒モニタとを別々に２台用意し、カラーモニタにカ
ラーフローマッピング像を表示し、また白黒モニタに白
黒像を表示していたため、装置が複雑化していた。

そこで本発明の目的は、白黒像を見易くして画像の細
部まで観察でき、良好な超音波診断情報を得、しかも装
置を簡略化し得る超音波診断装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次の
ような手段を講じた。本発明は、超音波探触子から被検
体に対して超音波を送受波し、受波信号より被検体のＢ
モード像を得ると共に受波信号からドプラ偏移信号を検
出しカラーフローマッピング像を得る超音波診断装置に
おいて、Ｂモード像とカラーフローマッピング像を重畳
した画像と前記Ｂモード像とを２画面表示する表示手段
を備えたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用
を呈する。同一表示手段上に白黒像にカラー像を重畳し
た画像と、白黒像のみとの両方の画像情報を同時に表示
するので、例えば細い血管等において白黒像にカラー像
が重なっても、白黒像のみのモニタ画面を観察すること
により細い血管等が見易くなる。これにより画像の細部
まで観察でき、良好な超音波診断情報が得られ、しかも
同一の表示手段にデュアル表示するので、装置を簡略化
できる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示
す概略ブロック図、第２図はカラーフローマッピング像
と白黒像とを重畳した２フレームの画像をカラーモニタ
に同時に２画面表示した状態を示す概略構成図、第３図
はカラーモニタの一方の画面にカラーフローマッピング
像と白黒像とを重畳した画像を表示させ他方の画面に白
黒像を表示させた状態を示す概略構成図である。

送受波回路２は、超音波探触子１を送信駆動して超音
波を発生させ、被検体からの反射超音波を受波するもの
である。Ｂモード処理部3bは前記送受波回路２からの受
信信号をＢモード検出しこの検出信号をDSC4に出力する
ものである。DSC4はDSC入出力部4aと、このDSC入出力部
4aからの白黒データをフレーム毎に書込むDSCFM4bとを
備えている。

位相検出回路3aは前記送受波回路２からの受信信号を
位相検出しドプラ偏移信号を得るものである。MTIフィ
ルタ５は位相検出回路3aからの信号をフィルタ処理する
ものである。CFM4（カラーフローマッピング）は、MTI
フィルタ５からの信号をカラーフローマッピング処理し
てフレーム毎に内部のフレームメモリに記憶するもので
ある。

レンジゲート部８は前記位相検出回路3aからの信号に
対して１ポイントを設定し、レンジゲートをかけるもの
である。FFT9はレンジゲート部８からの血流情報を周波
数解析してFFTデータを後述するカラーDSC7に出力する
ものである。

本実施例が特徴とするところは、前記DSC4からの白黒
データと前記CFM6からのカラーフローマッピングデータ
とをフレーム毎に加算する手段としてのカラーDSC7と、
このカラーDSC7から順次入力する２フレームデータを同
時に２画面表示する手段としてのカラーモニタ15と、こ
のカラーモニタ15の一方の画面に白黒像およびカラーフ
ローマッピング像を重畳表示させ他方の画面に白黒像を
表示させるように前記DSC4,CFM6およびカラーDSC7を制
御する手段としてのコントローラ10を備えた点にある。

なおDSC7は前記FFT9からの信号を書き込み、TVスキャ
ン変換しカラーモニタ15に出力している。

次にこのように構成された超音波診断装置の作用につ
いて図面を参照して説明する。まず第２図に示すように
カラーフローマッピング像と白黒像とを重畳した２フレ
ームの画像をカラーモニタ15に同時に２画面表示する場
合について説明する。第１図に示すように超音波探触子
１は送受波回路２により送信駆動され、超音波探触子１
から図示しない生体に送波される超音波パルスは、生体
内で流動する血流によるドプラ偏移をともなう受信信号
となり、超音波探触子１および前記送受波回路２に受波
される。そして送受波回路２からの受信信号はＢモード
処理部3bによりＢモード検出され、このフレーム毎の白
黒データはDSC4のDSC入力出力部4aに入力し、さらにDSC
FM4bに書き込まれる。

また送受波回路２からの受信信号は位相検出回路3aに
より検波されて血流によるドプラ偏移信号とクラッタ成
分とからなる信号が得られる。位相検出回路3aの出力か
らクラッタ成分が除去されドプラ偏移信号を得る。さら
にこの信号をレンジゲート部８により観測点にゲートを
かけ、FFT5により周波数解析して血流の向き（順流また
は逆流）およびスペクトラムからなる血流速度データを
得、カラーDSC7に出力する。

一方、位相検出回路3aにより検波された信号は、MTI
フィルタ５によりフィルタ処理され、CFM6によりカラー
フローマッピングされて内部のフレームメモリにフレー
ム毎に順次記憶される。

そして第２図に示すようにカラーDSC7により前記DSC4
からのフレーム毎の白黒データWF1,WF2と前記CFM6から
のフレーム毎のカラーフローマッピングデータCF1,CF2
とは、順次WF1＋CF1,WF2＋CF2と加算される。そしてこ
れら２フレームの加算された画像は、カラーモニタ15の
一方の画面15aに１フレーム目の加算画像WF1＋CF1が表
示され、カラーモニタ15の他方の画面15bに２フレーム
目の加算画像WF2＋CF2が同時に表示される。

次に第３図に示すようにカラーモニタ15の一方の画面
にカラーフローマッピング像と白黒像とを重畳した画像
を表示させ、他方の画面に白黒像を表示させる場合につ
いて説明する。すなわちこの場合には、コントローラ10
から制御信号が前記DSC4,CFM6およびカラーDSC7に出力
される。そうすると、カラーモニタ15の一方の画面15a
に１フレーム目の加算画像WF1＋CF1が表示される。

一方、DSC4内部のDSCFM4bには、前記制御信号により
２フレーム目に１フレーム目の白黒データが書き込ま
れ、またCFM6内部のフレームメモリには、２フレーム目
にカラーデータを書き込まない。そうすると、１フレー
ム目の白黒データのみがカラーDSC7を介してカラーモニ
タ15の他方の画面15bに出力される。

このように本実施例によれば、同一のカラーモニタ15
上に白黒像にカラー像を重畳した画像と、白黒像のみと
の両方の画像情報を同時に表示するので、例えば細い血
管等において白黒像にカラー像が重なっても、白黒像の
みの画面を観察することにより細い血管等が見易くな
る。これにより画像の細部まで観察でき、良好な超音波
診断情報が得られ、しかも同一のカラーモニタ15にデュ
アル表示するので、別に装置を設ける必要がなくなり、
超音波診断装置を簡略化できる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、同一表示手段上に白黒像にカラー像
を重畳した画像と、白黒像のみとの両方の画像情報を同
時に表示するので、例えば細い血管当において白黒像に
カラー像が重なっても、白黒像のみのモニタ画面を観察
することにより細い血管等が見易くなる。これにより画
像の細部まで観察でき、良好な超音波診断情報が得ら
れ、しかも同一の表示手段にデュアル表示するので、装
置を簡略化し得る超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図はカラーフローマッピング像と
白黒像とを重畳した２フレームの画像をカラーモニタに
同時に２画面表示した状態を示す概略構成図、第３図は
カラーモニタの一方の画面にカラーフローマッピング像
と白黒像とを重畳した画像を表示させ他方の画面に白黒
像を表示させた状態を示す概略構成図である。 １……超音波探触子、２……送受波回路、3a……位相検
出回路、3b……Ｂモード処理部、４……DSC、4a……DSC
入出力部、4b……DSCFM、５……MTIフィルタ、６……CF
M、７……カラーDSC、８……レンジゲート部、９……FF
T、10……コントローラ、14……カラー処理部、15……
カラーモニタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波探触子から被検体に対して超音波を
   送受波し、受波信号より被検体のＢモード像を得ると共
   に受波信号からドプラ偏移信号を検出しカラーフローマ
   ッピング像を得る超音波診断装置において、 Ｂモード像とカラーフローマッピング像を重畳した画像
   と前記Ｂモード像とを２画面表示する表示手段を備える
   ことを特徴とする超音波診断装置。