JP2830312B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2830312B2 JP4764090A JP4764090A JP2830312B2 JP 2830312 B2 JP2830312 B2 JP 2830312B2 JP 4764090 A JP4764090 A JP 4764090A JP 4764090 A JP4764090 A JP 4764090A JP 2830312 B2 JP2830312 B2 JP 2830312B2
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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、特に、生体内に超音波
ビームを発射し生体内で得られた反射信号に基づいて生
体内の血流情報を表示する超音波診断装置に関する。
〔従来の技術〕
医用分野で用いられる超音波診断装置では、たとえば
心臓部の断層データをリアルタイムでモニタに表示した
り、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測
定し、この分布を前記同様にモニタに表示することが一
般に行われている。さらに、断層データをモニタに表示
するとともに、ある特定部位の血流速度を、断層データ
が表示されたモニタに並べて表示するようにしたものも
ある。
また、最近、血流速度を2次元的に把握するために、
2次元血流断層方式が採用されている。これは、断層デ
ータに血流速度を合成し、血流速度を2次元で、しかも
リアルタイムに表現するものである。すなわち、断層情
報および血流情報が、それぞれディジタル化されて合成
され、R,G,Bのテレビジョン信号に変換されて、通常の
断層像の上に血流速度が重ねて表示されるとともに、検
出された血流の平均速度プロフィールがカラー表示(カ
ラー・フロー・マッピング)されるようになっている。
このような超音波診断装置では、得られた血流データ
からノイズ成分を除去するために、従来より、MTI(Mov
ing Target Indication)フィルター及びパワーリミッ
タ回路が設けられている。MTIフィルターは、ハイパス
フィルターであって、周波数の低い成分を除去すること
によりノイズ成分を除去するためのものである。パワー
リミッタ回路は、パワーの小さい成分を除去することに
よりランダムノイズ成分を除去するためのものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
反射エコーの中には心臓の弁や壁の動きによる信号成
分も含まれているが、心臓の弁や壁の動きは速い成分か
ら遅い成分まで広範囲で変化する。したがって、MTIフ
ィルターを通しても、これらのうちの比較的速い動きを
除去することができないという問題がある。
ところで、本件発明者による鋭意研究の結果、心臓の
弁や壁の動きは、いずれの速度においても、パワーが強
くかつ分散が低いという特徴を持った成分が多いことが
判明した。一方、血流成分中には、パワーが強くかつ分
散が低い成分はほとんど存在していない。したがって、
これらの成分を除去することにより、心臓の弁や壁等か
らくるノイズ成分を除去することができると考えられ
る。
本発明の目的は、たとえば心臓の弁や壁等からくるノ
イズ成分を除去でき、S/N比を向上させることができる
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〕
本発明に係る超音波診断装置は、血流データ処理部
と、パワーリミット値発生回路と、分散リミット値発生
回路と、パワーリミッタ回路とを備えている。前記血流
データ処理部は、生体内で得られた反射信号に基づいて
生体内の血流データを得るためのものである。前記パワ
ーリミット値発生回路は、血流データ処理部で得られた
血流速度に応じて所定のパワーリミット値を発生させる
回路である。前記分散リミット値発生回路は、血流デー
タ処理部で得られた血流速度に応じて所定の分散リミッ
ト値を発生させる回路である。前記パワーリミッタ回路
は、血流信号の強度がパワーリミット値より大きくかつ
分散リミット値より小さいときに、血流データ処理部か
らの出力信号を遮断する回路である。
〔作用〕
本発明に係る超音波診断装置では、まず、血流データ
処理部により、生体内から得られた反射信号に基づいて
生体内の血流情報が得られる。パワーリミット値発生回
路は、血流データ処理部で得られた血流速度に応じて所
定のパワーリミット値を発生させる。また、分散リミッ
ト値発生回路は、血流データ処理部で得られた血流速度
に応じて所定の分散リミット値を発生させる。そして、
パワーリミッタ回路により、血流信号の強度がパワーリ
ミット値より大きくかつ分散リミット値より小さいとき
に、血流データ処理部の出力信号が遮断される。
たとえば、パワーリッミット値発生回路によるパワー
リミット値を高めに設定し、かつ分散リミット値発生回
路による分散リミット値を低めに設定することにより、
心臓の弁や壁の動きからくるノイズ成分を低減させるこ
とができ、これによりS/N比を向上させることができ
る。
〔実施例〕
第4図は本発明の一実施例による超音波診断装置の概
略構成を示している。
第4図において、超音波探触子1は、複数の微小振動
子から構成されており、送受信回路2に接続されてい
る。送受信回路2は、超音波ビームを送波するための高
周波パルス発振器,反射エコーを受信処理する受信器,
電子走査を行うための遅延回路及び遅延量選択回路等に
より構成されている。送受信回路2の出力は、断層デー
タ処理系3及び血流データ処理系4に接続されている。
断層データ処理系3は、生体の断層データを得るため
の回路である。断層データ処理系3は、受信信号に対し
て波系整形処理を行う受波整形回路5と、その出力信号
をディジタル信号に変換するためのA/Dコンバータ6と
から構成されている。そして、A/Dコンバータ6の出力
には、DSC(ディジタル・スキャン・コンバータ)を含
む表示信号発生回路11が接続されている。
また、血流データ処理系4は、ドプラ偏移周波数をも
とに生体の血流データを得るための回路である。血流デ
ータ処理系4は、受信信号に対して波形整形及び検波処
理行うための受波整形及び検波回路7と、受波整形及び
検波回路7の出力信号をディジタル信号に変換するため
のA/Dコンバータ8と、A/Dコンバータ8の出力に接続さ
れたカラーフロー情報計算回路9及びドプラモード用計
算回路10とから構成されている。カラーフロー情報計算
回路9は、血流速度に応じた色分け処理等のための計算
処理を行う回路である。ドプラモード用計算回路10は、
特定部位の血流速度の変化等を計算するための回路であ
る。そして、カラーフロー情報計算回路9及びドプラモ
ード用計算回路10の出力は、表示信号発生回路11に接続
されている。また、表示信号発生回路11の出力には、CR
Tによって構成される表示器12が接続されている。
カラーフロー情報計算回路9の概略構成を第5図に示
す。第5図に示すMTIフィルター21は、A/Dコンバータの
出力に接続されている。MTIフィルター21はディジタル
のハイパスフィルターであって、低速度成分のパワーを
抑圧するためのものである。MTIフィルター21の出力に
は、周波数計算回路22が接続されている。周波数計算回
路22の出力には、血流速度及び血流信号のパワー,分散
の計算処理を行うための速度,パワー,分散計算回路23
が接続されている。この速度,パワー,分散計算回路23
の各出力は、第1図に示すようなパワーリミッタ回路24
に接続されている。
パワーリミッタ回路24は、血流信号の速度成分が入力
されるパワーリミット値発生回路30及び分散リミット値
発生回路31を有している。パワーリミット値発生回路30
は、入力された速度成分に応じて所定のパワーリミット
値を発生させる回路である。このパワーリミット値発生
回路30は、RAMを有しており、各速度成分とこれに対応
するパワーリミット値のテーブルが書き込まれている。
また、分散リミット値発生回路31は、血流信号の速度成
分に応じて所定の分散リミット値を発生させる回路であ
る。この分散リミット値発生回路31も同様にRAMを有し
ており、各速度成分とこれに対応する分散リミット値の
テーブルがこのRAMに書き込まれている。
パワーリミット値発生回路30及び分散リミット値発生
回路31の出力には、それぞれ比較器32及び33が接続され
ている。そして、パワーリミッタ値発生回路30の出力が
比較器32のB1入力に、また分散リミッタ値発生回路31の
出力が比較器33のB2入力に入力されている。さらに、比
較器32のA1入力には血流信号のパワー成分が、また比較
器33のA2入力には血流信号の分散成分が入力されるよう
になっている。比較器32は、A1入力とB1入力の関係が、
A1≦B1のときに「1」を、それ以外のときに「0」を出
力する。また、比較器33は、A2入力とB2入力の関係が、
A2≧B2のときに「1」を、それ以外のときに「0」を出
力する。
比較器32及び33の出力には、OR回路34が接続されてい
る。このOR回路34の出力には、OR回路34の出力に応じて
切り換え制御されるゲート35が接続されている。また、
ゲート35には、血流信号のパワー成分,速度成分及び分
散成分が入力されるようになっている。そして、ゲート
35は、OR回路34の出力が「1」のときにのみ「開」とな
るように構成されている。
次に、動作について説明する。
まず、送受信回路2の高周波パルス発振器が駆動さ
れ、高周波パルスが探触子1に印加される。これによ
り、探触子1から生体内に超音波ビームが送波される。
生体内で反射された反射エコーは、探触子1で受波さ
れ、送受信回路2に入力される。送受信回路2で所定の
処理を受けた反射エコー信号は、断層データ処理系3及
び血流データ処理系4に入力される。断層データ処理系
3に入力された反射エコー信号には、受波整形回路5に
より増幅,波形整形,フィルター処理等の信号処理が施
される。そしいて、A/Dコンバータ6でディジタルデー
タに変換されて表示信号発生回路11に入力される。ま
た、血流データ処理系4に入力された反射エコー信号に
は、受波整形及び検波回路7により、増幅,波形整形,
検波処理等の信号処理が施され、A/Dコンバータ8でデ
ィジタルデータに変換される。このディジタルデータ
は、カラーフロー情報計算回路9及びドプラモード用計
算回路10に入力される。
カラーフロー情報計算回路9に入力されたディジタル
データは、MTIフィルター21(第5図)により、その低
周波成分が除去される。そして、周波数計算回路22及び
速度,パワー,分散計算回路23により、周波数及び速
度,パワー,分散の計算処理が行われる。この速度,パ
ワー,分散計算処理23の各出力は、パワーリミッタ回路
24に入力される。
このパワーリミッタ回路24では、血流信号のうちの速
度成分がパワーリミット値発生回路30及び分散リミッタ
値発生回路31に入力される。パワーリミット値発生回路
30及び分散リミット値発生回路31では、テーブルを参照
して、入力された血流信号の速度成分に応じたパワーリ
ミット値及び分散リミット値を発生する。パワーリミッ
ト値発生回路30及び分散リミット値発生回路31の各出力
は、それぞれ比較器32及び33のB1入力、B2入力に入力さ
れる。また、比較器32及び33のA1入力、A2入力には、血
流信号のパワー成分及び分散成分がそれぞれ入力され
る。比較器32では、A1≦B1のときに「1」が、それ以外
のときに「0」が出力される。比較器33では、A2≧B2
ときに「1」が、それ以外のときに「0」が出力され
る。比較器32及び33の各出力はOR回路34を経てゲート35
に入力される。一方、血流信号のパワー成分,速度成分
及び分散成分はゲート35に入力されている。ゲート35
は、A1≦B1またはA2≧B2のときに、血流信号のパワー成
分,速度成分及び分散成分を通過させる。逆にいえば、
血流信号のパワー成分A1がパワーリミット値B1よりも大
きく、かつ血流信号の分散成分A2が分散リミット値B2
りも小さいときには、ゲート35は血流信号の各成分を遮
断する。
たとえば、パワーリミット値発生回路30によるパワー
リミット値の設定を第2図の曲線40のようにし、また分
散リミット値発生回路31による分散リミット値の設定を
第3図の曲線41のようにしたとする。この場合には、血
流信号のパワーpが第2図の斜線部分(a)に属し、か
つ分散σが第3図の斜線部分に属するときに、血流信号
の各成分はゲート35により遮断される。
これにより、心臓の弁や壁の動きからくるノイズ成分
を低減させることができ、S/N比を向上させることがで
きる。
ゲート35を通過した信号は表示信号発生回路11に入力
される。また、A/Dコンバータ8のディジタル信号出力
は、ドプラモード用計算回路10に入力され、所定の計算
処理が行われた後、表示信号発生回路11に入力される。
表示信号発生回路11では、A/Dコンバータ6,カラーフィ
ルター情報計算回路9及びドプラーモード用計算回路10
の各出力を、表示器12のCRTに表示可能な信号に処理
し、表示器12により各情報がCRT上に表示される。
〔他の実施例〕
前記実施例では、パワーリミット値発生回路20及び分
散リミット値発生回路21がいずれも速度成分のみに基づ
いて各リミット値を発生させるようにしたものを示した
が、本発明の適用はこれに限定されない。たとえば、速
度成分だけでなく、視野深度やサンプル周波数、または
関心領域等をも考慮して各発生回路を動作させるように
してもよい。これにより、より細やかにノイズ成分の除
去を行うことができる。
〔発明の効果〕
本発明に係る超音波診断装置によれば、速度成分に応
じたリミット値を発生するパワーリミット値発生回路及
び分散リミット値発生回路を設けたので、たとえば心臓
の弁や壁の動きからくるノイズ成分を低減させることが
でき、これにより、S/N比を向上させることができる。
【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に適用
されるパワーリミッタ回路の概略ブロック図、第2図は
パワーリミット値の設定の一例を示す図、第3図は分散
リミット値の設定の一例を示す図、第4図は前記実施例
装置の概略ブロック図、第5図は前記実施例装置に採用
されるカラーフロー情報計算回路の概略ブロック図であ
る。 1……探触子、2……送受信回路、4……血流データ処
理系、9……カラーフロー情報計算回路、24……パワー
リミッタ回路、30……パワーリミット値発生回路、31…
…分散リミット値発生回路、34……OR回路、35……ゲー
ト。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体内で得られた超音波反射信号に基づい
    て生体内の血流データを得るための血流データ処理部
    と、 前記血流データ処理部で得られた血流速度に応じて所定
    のパワーリミット値を発生させるパワーリミット値発生
    回路と、 前記血流データ処理部で得られた血流速度に応じて所定
    の分散リミット値を発生させる分散リミット値発生回路
    と、 血流信号の強度が前記パワーリミット値より大きくかつ
    前記分散リミット値より小さいときに、前記血流データ
    処理部からの出力信号を遮断するパワーリミッタ回路
    と、 を備えた超音波診断装置
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