JP2813374B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2813374B2
JP2813374B2 JP1190173A JP19017389A JP2813374B2 JP 2813374 B2 JP2813374 B2 JP 2813374B2 JP 1190173 A JP1190173 A JP 1190173A JP 19017389 A JP19017389 A JP 19017389A JP 2813374 B2 JP2813374 B2 JP 2813374B2
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英樹 長田
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609Display arrangements, e.g. colour displays

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波診断装置における血流の二次元カラ
ーフローマッピング(CFM)像構成のためのカラーコー
ド方法に関するものである。
〔従来技術〕
これまでの超音波診断装置のCFM像構成部では、同一
ビームライン上で複数回超音波ビームを送受信した結
果、血流の平均ドプラ偏移周波数(以下、平均流速とい
う)、周波数分散(以下、速度分散という)、反射強度
を演算する。これらの3つのデータは赤色,緑色,青色
(以下、RGBという)の輝度信号に変換され、画面出力
される。カラーコード化の際、反射強度にはあらかじめ
しきい値(スレッシュホルドレベル)が設定されてい
る。このスレッシュホルドレベルを超えた信号に対して
さらにその血流の平均流速や速度分散あるいはその両者
の値からRBGの輝度レベルが決定され、カラー表示され
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来技術では、カラーコード化の際の
S/Nについての配慮に欠けており、たとえば、装置本体
の信号処理系の発するノイズ(ホワイトノイズ)である
雑音と血流信号とが同じレベルになるような領域では、
小さい血流信号が雑音とみなされて黒い部分として表示
されるため、広範囲にわたってCFM像が黒抜けとなる
(血流があるにもかかわらず無いと言うことになる)と
いう問題があった。
本発明は、前記問題点を解決するためになされたもの
である。
本発明の目的は、これまでの方法では捨いきれなかっ
た微弱な血流信号をカラーコード化して黒抜け領域を抑
え、より詳細な血流情報を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであ
ろう。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、超音波を送受
波する送受信手段と、受信エコーからドプラ偏移周波数
を検出するドプラ検出手段と、複数回の送受信を行いビ
ームライン上の各点における平均ドプラ偏移周波数、周
波数分散、反射強度を算出する第一の演算手段と、平均
ドプラ偏移周波数、周波数分散、反射強度の中の2つも
しくは3つの演算結果から赤色,緑色,青色の輝度信号
を算出する第二の演算手段と、それを表示する表示手段
を備えた超音波診断装置において、前記第一の演算手段
と第二の演算手段との間に、血流の周波数分散の値に応
じて反射強度の値を補正する手段を設けたことを最も主
な特徴とする。
反射強度レベル及び周波数分散レベルがそれぞれ異な
る演算テーブルを複数設け、前記第二の演算手段により
所望の演算テーブルを選択することで当該演算テーブル
を用いて輝度信号を演算することを特徴とする。
〔作 用〕
通常、雑音信号は速度分散が大きく血流信号は小さい
ことから、前述の手段を用いて、速度分散の小さい信号
成分に対しては反射信号が高くなるように、逆に速度分
散の大きい信号成分に対しては反射信号強度が低くなる
ように設定する。これにより、相対的に血流信号の反射
強度は高く、雑音の反射強度は小さくなるので、従来表
示できなかった微弱な血流信号が出力され、CFM像の黒
抜けの領域を狭くすることができる。また、これによ
り、他方、雑音を抑制するので、S/N比を高くすること
ができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明
する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その操作の繰り返し
の説明は省略する。
〔実施例I〕
第1図は、第2図の較正演算回路の概略構成を示すブ
ロック図、 第2図は、本発明の実施例Iの超音波診断装置の概略
構成を示すブロック図である。
本実施例Iの超音波診断装置は、第2図に示すよう
に、超音波探触子1、超音波送波回路2、超音波受波回
路3、受信エコー信号からドプラ偏移周波数を検出する
ドプラ検出回路4、自己相関関数演算回路5、較正演算
回路6及び表示装置7を備えている。
前記較正演算回路6は、第1図に示すように、比較判
定回路61、被乗数決定回路62、乗算器63及びエンコーダ
64で構成されている。
前記比較判定回路61は、例えば、コンパレータを用い
る。
また、速度分散スレッシュホルドレベルσth 2は、デ
ジタル構成において、スイッチの開閉による各ビットの
ON,OFFで簡単に設定を変えることができる。
前記被乗数決定回路62は、フラグFが決まれば、定数
αが決まるテーブルを備えたROM(Read Only Memory)
で構成されている。
第3図は、血流信号の速度分散を示す図、 第4図は、本発明と従来のそれぞれの血流信号の反射
強度を示す図、 第5図は、雑音の速度分散を示す図、 第6図は、本発明と従来のそれぞれの雑音の反射強度
を示す図である。
第3図乃至第6図は、血流信号と雑音との速度分散の
違いを示し、それぞれ対応した反射強度の補正の様子を
表わしている。
次に、本実施例Iの超音波診断装置の動作を説明す
る。
第1図及び第2図に示すように、超音波送波回路2か
ら超音波打ち出し信号が超音波探触子1に送られ、超音
波探触子1から被検体に向けて超音波ビームが打ち出さ
れる。その反射超音波ビーム(エコー)を超音波受波回
路3で受波し、受信エコー信号を出力する。この受信エ
コー信号からドプラ検出回路4でドプラ偏移周波数を検
出し、複数回の送受信を行い、受波された超音波ビーム
から自己相関関数演算回路5により、血流の平均速度
υ、速度分散σ、反射強度Iを算出する。ここまの演
算は、従来の公知のものと同じである。
次に、これらの3つのデータの中で速度分散値σs2
比較判定回路61に転送され、速度分散スレッシュホルド
レベルσth 2との大小関係の結果を示すフラグFが出力
される。このフラグFにより被乗数決定回路62で定数α
が決定され、乗算器63で定数αと元の反射強度Iとが乗
算され、補正された反射強度αIが得られる。
そして、補正された反射強度αIが所定のしきい値I
thを越えた場合には、エンコーダ64により平均速度ν、
速度分散値σth 2をもとにRGB輝度信号を作り出す。この
RGB輝度信号は表示装置7に送られカラー表示される。
いま、血流と雑音との平均速度υと反射強度Iがほぼ
同レベルであり、血流の速度分散値σS 2=3、雑音の速
度分散値σN 2=7である2つの信号に対する動作を考え
る。速度分散スレッシュホルドレベルσth 2=4と設定
された場合、フラグFは血流の速度分散のフラグFs=
1、雑音の速度分散のフラグFN=0と出力される。フラ
グFは、1ビット(bit)のみでなく速度分散スレッシ
ュホルドレベルσth 2との差に応じた多段階の値を出力
することも可能である。被乗数決定回路62は、フラグF
に対応付けされたデータあるいは演算結果として、血流
の定数α=1.5、雑音の定数α=0.7を乗算器63に転
送する。第4図及び第6図に示すように、乗算結果とし
て補正後の反射強度αIは、速度分散値σS 2=3の信号
に対しては増大し、雑音の速度分散値σN 2=7に対して
は減少する。従って、エンコーダ64に出力されるRGB輝
度信号は、雑音の速度分散値σN 2=7の信号に対しては
カラー化されないために黒として、血流速度分散値σS 2
=3の信号に対してはカラーコード化された値としてCF
M像に反映される。以上の過程から、血流と雑音との平
均速度υと反射強度Iが同程度であっても、速度分散値
σS 2が雑音信号のそれよりも小さいという特徴を持った
血流信号成分を取り出すことが可能となりカラー表示さ
れる。
以上の説明からわかるように、本実施例Iによれば、
速度分散値σS 2の小さい信号成分に対しては反射強度I
が高くなるように、逆に速度分散値σS 2の大きい信号成
分に対しては反射強度Iが低くなるよう設定する。これ
により、相対的に血流信号の反射強度Iは高く、雑音の
反射強度Iは小さくなるので、従来表示できなかった微
弱な血流信号が出力され、CFM像の黒抜けの領域を狭く
することができる。また、これにより、他方、雑音を抑
制するので、S/N比を高くすることができる。
〔実施例II〕
本実施例IIの超音波診断装置は、前記実施例Iの考え
方を基礎としたアルゴリズムから、ROMだけで構成でき
る較正演算システムを備えたものである。
すなわち、血流の平均速度υ、速度分散値σS 2、反射
強度Iに対応づけられたテーブルがROMに備えられてお
り、速度分散値σS 2を考慮したカラーコードを即出力す
る。例えば、第7図に示すように、ROMのアドレスの上
位4ビットを反射強度I、次の4ビットを平均速度υ、
下位4ビットを速度分散値σS 2に割り当て、これらの組
合せによるカラーコードを決定する。反射強度I=0の
時は、第8図に示すように、その信号は血流信号ではな
いので、いわゆる平均速度υ、速度分散値σS 2であって
もカラーコードは0(黒)と出力される。I=1の時は
速度分散値スレッシュホルドレベルσth 2を上回る速度
分散値σS 2を持った信号に対するカラーコードは黒とな
り、速度分散値σS 2が速度分散スレッシュホルドレベル
σth 2以下の信号がその平均速度υ、速度分散値σS 2
応じたカラーコードが出力される(第9図)。
以下、反射強度Iが増大するにつれ、速度分散スレッ
シュホルドレベルσth 2も増大し、カラーコードが黒、
すなわち雑音領域は小さくなり、血流信号としてのカラ
ーコードの領域が大きくなる(第10図及び第11図)。ま
た、反射強度Iに対する速度分散スレッシュホルドレベ
ルσth 2を小さくしたり大きくすることによって、血流
信号として表示するカラーコード領域を小さくしたり大
きくしたりできる。更に、このように反射強度Iに対す
る速度分散スレッシュホルドレベルσth 2の異ったテー
ブルを複数用意し、その中のいずれのテーブルを持った
ROMを選択するかを外部制御信号によって切換可能とす
ることにより、使用者の好みに応じた最適のCFM像を得
ることができる。
なお、第9図乃至第11図において、斜線を施した部分
は、血流信号としてのカラーコードが用意されている領
域である。
以下、本発明を実施例にもとづき、具体的に説明した
が、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である
ことは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明によれば、同一信号レ
ベルの血流信号と雑音が混在しても互いの速度分散値の
違いにより雑音信号が徐できるので、S/N比の良いカラ
ー表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第2図の較正演算回路の概略構成を示すブロ
ック図、 第2図は、本発明の実施例Iの超音波診断装置の概略構
成を示すブロック図、 第3図は、血流信号の速度分散を示す図、 第4図は、本発明と従来のそれぞれの血流信号の反射強
度を示す図、 第5図は、雑音の速度分散を示す図、 第6図は、本発明と従来のそれぞれの雑音の反射強度を
示す図、 第7図は、本発明の実施例IIの超音波診断装置のROMの
入出力関係を示す図、 第8図乃至第11図は、実施例IIの平均速度、速度分散、
反射強度に応じたROM内容を示す図である。 図中、1……超音波探触子、2……超音波送波回路、3
……超音波受波回路、4……ドプラ検出回路、5……自
己相関関数演算回路、6……較正演算回路、7……表示
装置、61……比較判定回路、62……被乗数決定回路、63
……乗算器、64……エンコーダ、υ……平均速度、σ
……速度分散、I……反射強度、σth 2……速度分散の
スレッシュホルドレベル、F……フラグ、α……被乗
数。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 8/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超音波を送受波する送受信手段と、受信エ
    コーからドプラ偏移周波数を検出するドプラ検出手段
    と、複数回の送受信を行いビームライン上の各点におけ
    る平均ドプラ偏移周波数、周波数分散、反射強度を算出
    する第一の演算手段と、平均ドプラ偏移周波数、周波数
    分散、反射強度の中の2つもしくは3つの演算結果から
    赤色,緑色,青色の輝度信号を算出する第二の演算手段
    と、それを表示する表示手段を備えた超音波診断装置に
    おいて、 前記第一の演算手段と第二の演算手段との間に、血流の
    周波数分散の値に応じて反射強度の値を補正する手段を
    設けたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】反射強度レベル及び周波数分散レベルがそ
    れぞれ異なる演算テーブルを複数設け、前記第二の演算
    手段により所望の演算テーブルを選択することで当該演
    算テーブルを用いて輝度信号を演算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。
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