JP2950600B2 - カラードプラ超音波診断装置 - Google Patents
カラードプラ超音波診断装置Info
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- JP2950600B2 JP2950600B2 JP28706790A JP28706790A JP2950600B2 JP 2950600 B2 JP2950600 B2 JP 2950600B2 JP 28706790 A JP28706790 A JP 28706790A JP 28706790 A JP28706790 A JP 28706790A JP 2950600 B2 JP2950600 B2 JP 2950600B2
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- blood flow
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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、カラードプラ超音波診断装置に係り、特に
折返しを含む血流情報についての画像特性を向上させる
ことができるカラードプラ超音波診断装置に関する。
折返しを含む血流情報についての画像特性を向上させる
ことができるカラードプラ超音波診断装置に関する。
（従来の技術） 超音波ドプラ法とパルス反射法を併用して血流情報と
断層像（Ｂモード像）情報を得、血流情報をこの断層像
に重ねてリアルタイムでカラー表示するカラードプラ超
音波診断装置が知られているが、このカラードプラ超音
波診断装置によって血流速度を測定する原理は次の通り
である。
断層像（Ｂモード像）情報を得、血流情報をこの断層像
に重ねてリアルタイムでカラー表示するカラードプラ超
音波診断装置が知られているが、このカラードプラ超音
波診断装置によって血流速度を測定する原理は次の通り
である。
すなわち、生体内の血流に対して超音波パルスを送波
すると、この超音波ビームの中心周波数fcは流動する赤
血球によって散乱され、ドプラ偏移によってドプラ周波
数fdだけ変化する、その結果、受波周波数ｆはｆ＝fc＋
fdとなる。このときドプラ周波数fdは次式（１）のよう
に表される。
すると、この超音波ビームの中心周波数fcは流動する赤
血球によって散乱され、ドプラ偏移によってドプラ周波
数fdだけ変化する、その結果、受波周波数ｆはｆ＝fc＋
fdとなる。このときドプラ周波数fdは次式（１）のよう
に表される。
fd＝（2fcv cosθ）/c ……（１） ここでｖは平均血流速度、θは超音波ビームと血流の
なす角度、ｃは音速である。
なす角度、ｃは音速である。
したがって、ドプラ周波数fdを求めれば、平均血流速
度ｖを得ることができる。
度ｖを得ることができる。
平均血流速度ｖの２次元画像表示は次のように行われ
る。まず第４図に示すように、超音波プローブ１から被
検体に対して、生体の深さ方向（Ｒ方向）に進む超音波
ビームと超音波ビームをθ方向に順次送信する超音波プ
ローブ１の駆動を組合わせることにより、A,B,C,…の走
査線上の各サンプル点についてセクタスキャンを行う。
そして第５図に示す構成のカラードプラ超音波診断装置
によって超音波パルスのスキャン制御を行う。
る。まず第４図に示すように、超音波プローブ１から被
検体に対して、生体の深さ方向（Ｒ方向）に進む超音波
ビームと超音波ビームをθ方向に順次送信する超音波プ
ローブ１の駆動を組合わせることにより、A,B,C,…の走
査線上の各サンプル点についてセクタスキャンを行う。
そして第５図に示す構成のカラードプラ超音波診断装置
によって超音波パルスのスキャン制御を行う。
すなわち、被検体内の血流によりドプラ偏移されて反
射された最初の走査線Ａ方向のエコー信号（ドプラ偏移
信号）は、同一の超音波プローブ１によって受波され、
電気信号に変換された後受信回路２を経由して位相検波
回路３に送られる。
射された最初の走査線Ａ方向のエコー信号（ドプラ偏移
信号）は、同一の超音波プローブ１によって受波され、
電気信号に変換された後受信回路２を経由して位相検波
回路３に送られる。
位相検波回路３では、ドプラ偏移信号が超音波パルス
の送波方向に設定された、例えば256個のサンプル点ご
とに検出される。そして検出されたドプラ偏移信号は、
周波数分析器４で周波数分析され、ついでデジタルフレ
ームメモリを備えたDSC（デジタル・スキャン・コンバ
ータ）５に送られる。DSC5では超音波走査からテレビ走
査への走査変換がなされ、この後表示部６で走査線Ａ方
向の血流像が２次元画像としてリアルタイムで表示され
る。
の送波方向に設定された、例えば256個のサンプル点ご
とに検出される。そして検出されたドプラ偏移信号は、
周波数分析器４で周波数分析され、ついでデジタルフレ
ームメモリを備えたDSC（デジタル・スキャン・コンバ
ータ）５に送られる。DSC5では超音波走査からテレビ走
査への走査変換がなされ、この後表示部６で走査線Ａ方
向の血流像が２次元画像としてリアルタイムで表示され
る。
以下、走査線B,C,…の各方向に対しても同様なスキャ
ン制御が繰返されて、各スキャン方向に対応した血流像
（血流速度分布像）がカラー表示される。このカラー表
示は、通常血流が超音波プローブに近付く流れ（順方
向）を赤色、超音波プローブから遠ざかる流れ（逆方
向）を青色で表し、さらに速度の速い流れほど輝度を高
くする。
ン制御が繰返されて、各スキャン方向に対応した血流像
（血流速度分布像）がカラー表示される。このカラー表
示は、通常血流が超音波プローブに近付く流れ（順方
向）を赤色、超音波プローブから遠ざかる流れ（逆方
向）を青色で表し、さらに速度の速い流れほど輝度を高
くする。
第６図は、平均血流速度の角度表現および周波数表現
とそれに対応する表示色との関係を示す。すなわち、角
度表現の場合には−π〜＋πに対応して、また周波数表
現の場合には、超音波パルス繰返し周波数をPRFとした
とき、−PRF/2〜＋PRF/2に対応して表示色が漸次青色、
黒色、赤色となる。
とそれに対応する表示色との関係を示す。すなわち、角
度表現の場合には−π〜＋πに対応して、また周波数表
現の場合には、超音波パルス繰返し周波数をPRFとした
とき、−PRF/2〜＋PRF/2に対応して表示色が漸次青色、
黒色、赤色となる。
ところで、このようなカラードプラ超音波診断装置に
おいては、原理的に血流が順方向であっても逆方向であ
っても、PRFの1/2の周波数範囲までしか血流速度を識別
できない。
おいては、原理的に血流が順方向であっても逆方向であ
っても、PRFの1/2の周波数範囲までしか血流速度を識別
できない。
FFT（高速フーリエ変換）やCFM（カラーフローマッピ
ング）による周波数分析の演算は、レート周波数を基準
とする離散値系のものであるため、＋PRF/2あるいは−P
RF/2を越えた周波数が入力されてきたときは、いわゆる
「折返し現象」を生ずる。この場合のデータの補間アル
ゴリズムを第７図と第８図に示す。
ング）による周波数分析の演算は、レート周波数を基準
とする離散値系のものであるため、＋PRF/2あるいは−P
RF/2を越えた周波数が入力されてきたときは、いわゆる
「折返し現象」を生ずる。この場合のデータの補間アル
ゴリズムを第７図と第８図に示す。
第７図は平均血流速度を周波数で示す。横軸は平均血
流速度のデータ系列であり、A1,A2,A3は実測値である。
一方、第８図は平均血流速度を角度で示す。両図におい
て、高輝度の赤色A1から高輝度の青色A2に移る際には、
I1〜I7の補間点が順に補間される。すなわちA1から徐々
に赤色の階調が下がり、I4で黒色となる。その後I5から
I7にかけて徐々に青色の階調が上り、A2に到達する。他
方高輝度の青色A2から高輝度の赤色A1に移るときはこの
逆の手順で補間される。
流速度のデータ系列であり、A1,A2,A3は実測値である。
一方、第８図は平均血流速度を角度で示す。両図におい
て、高輝度の赤色A1から高輝度の青色A2に移る際には、
I1〜I7の補間点が順に補間される。すなわちA1から徐々
に赤色の階調が下がり、I4で黒色となる。その後I5から
I7にかけて徐々に青色の階調が上り、A2に到達する。他
方高輝度の青色A2から高輝度の赤色A1に移るときはこの
逆の手順で補間される。
ところが、第９図に示すような点A0〜A4の中でみる
と、点A2は逆方向の血流速として現れているが、実際に
は＋PRF/2を越える順方向の流速A2′が折返ったものと
考えられる。したがって、このときのA2の真の血流速
A2′は、A2′＝A2＋PRFと推定される。
と、点A2は逆方向の血流速として現れているが、実際に
は＋PRF/2を越える順方向の流速A2′が折返ったものと
考えられる。したがって、このときのA2の真の血流速
A2′は、A2′＝A2＋PRFと推定される。
上述のような補間アルゴリズムでは、折返しがあった
場合必ず黒色（角度および周波数が０）を通るため、こ
の黒色によって血流速度分布像上に「縁どり」が生ず
る。
場合必ず黒色（角度および周波数が０）を通るため、こ
の黒色によって血流速度分布像上に「縁どり」が生ず
る。
そこで折返しが生じる場合には、第10図に示すよう
に、周波数ゼロの値を通らない方向に補間すれば、折返
し現象が生じているのにも拘らず補間データ中に黒色の
ものは存在しないため、血流速度分布像上に黒の縁どり
を生ずることはない。第11図は、第10図に対応する平均
血流速度を角度で示している。
に、周波数ゼロの値を通らない方向に補間すれば、折返
し現象が生じているのにも拘らず補間データ中に黒色の
ものは存在しないため、血流速度分布像上に黒の縁どり
を生ずることはない。第11図は、第10図に対応する平均
血流速度を角度で示している。
ここで、上述の縁どりを生じない補間アルゴリズムを
説明する。
説明する。
第１表はこの縁どりを生じない補間アルゴリズムにお
ける補間論理を示す。この補間アルゴリズムは、基本的
には２点（An,Am）の中間点を計算するもので、補間点
数が多い場合にはAnと中間点、さらに中間点とAmの間で
このアルゴリズムを逐次繰返していく。
ける補間論理を示す。この補間アルゴリズムは、基本的
には２点（An,Am）の中間点を計算するもので、補間点
数が多い場合にはAnと中間点、さらに中間点とAmの間で
このアルゴリズムを逐次繰返していく。
すなわち、まず条件１により、適宜設定されるスレッ
ショルドレベル（Th）とAmAn間の差の絶対値との大小関
係を判断する。ついで条件２により、AmとAnの符号が同
一か否かを判断する。最後に条件３によりAmとAnの和の
符号の正負を判断する。
ショルドレベル（Th）とAmAn間の差の絶対値との大小関
係を判断する。ついで条件２により、AmとAnの符号が同
一か否かを判断する。最後に条件３によりAmとAnの和の
符号の正負を判断する。
これら３つの条件判断により、AmとAnの関係は同表に
示す３つのケース（A,B,C）に分類できる。第12図と第1
3図は、それぞれケースＡとＢの補間方向を示す、また
第14図と第15図はケースＣの補間方向を示す。第14図に
示す補間データが当然黒色の点を通るべき場合以外は、
補間データは黒色の点を通らない。
示す３つのケース（A,B,C）に分類できる。第12図と第1
3図は、それぞれケースＡとＢの補間方向を示す、また
第14図と第15図はケースＣの補間方向を示す。第14図に
示す補間データが当然黒色の点を通るべき場合以外は、
補間データは黒色の点を通らない。
つぎに、第16図に示すAmとAnにおいて、AmAn間の３点
を補間する場合を例にとってこの補間アルゴリズムを実
行する。
を補間する場合を例にとってこの補間アルゴリズムを実
行する。
AnとAmの関係は、まず条件１をみると、|Am−An|＞Th
（ただしTh≧PRF/2）である。そして条件２ではAm,Anが
異符号であり、条件３では、Am＋An＜０である。なお、
Th≧PRF/2という前提の下では、条件２は必ず異符号と
なる。
（ただしTh≧PRF/2）である。そして条件２ではAm,Anが
異符号であり、条件３では、Am＋An＜０である。なお、
Th≧PRF/2という前提の下では、条件２は必ず異符号と
なる。
したがって、このAnとAmの関係は第１表のケースＢに
相当する。よって、この場合、第１の補間点としてのAm
とAnの中間点Am1は、Am1＝PRF/2＋（Am＋An）/2とな
る。
相当する。よって、この場合、第１の補間点としてのAm
とAnの中間点Am1は、Am1＝PRF/2＋（Am＋An）/2とな
る。
つぎに、第２の補間点としてのAm1とAnの中間点Am3を
求める。同様に条件判断をすると、条件１では、|Am1−
An|＞Th、条件２ではAm1とAnが異符号、そして条件３で
は、Am1＋An≧０である。したがって、このAm1とAnの関
係はケースＡに相当する。よって、中間点Am3は、Am3＝
−PRF/2＋（Am1＋An）/2となる。
求める。同様に条件判断をすると、条件１では、|Am1−
An|＞Th、条件２ではAm1とAnが異符号、そして条件３で
は、Am1＋An≧０である。したがって、このAm1とAnの関
係はケースＡに相当する。よって、中間点Am3は、Am3＝
−PRF/2＋（Am1＋An）/2となる。
最後に、第３の補間点であるAm1とAmの中間点Am2を求
める。
める。
すると条件１では、|Am1−An|＜Thであるから、Am1と
Anの関係はケースＣに相当する。よって中間点Am2は、A
m2＝（Am1＋Am1）/2となる。
Anの関係はケースＣに相当する。よって中間点Am2は、A
m2＝（Am1＋Am1）/2となる。
こうして、この場合黒色の点（０）を通らずに、AmAn
間の３点Am1,Am2,Am3が補間される。
間の３点Am1,Am2,Am3が補間される。
ここで、このような折返り対策を考慮した補間につい
て、分かりやすくするため、周波数で−PRF/2〜＋PRF/2
に対応する血流速に、第17図に示すように０〜63の６ビ
ットで表される整数を割当て、色づけと各実測点Ａ〜Ｆ
の値も図に示すように割り付けて再度考える。
て、分かりやすくするため、周波数で−PRF/2〜＋PRF/2
に対応する血流速に、第17図に示すように０〜63の６ビ
ットで表される整数を割当て、色づけと各実測点Ａ〜Ｆ
の値も図に示すように割り付けて再度考える。
すなわち、実測点Ａ（値20）と実測点Ｂ（値44）の中
間点Ｇは、補間によりＧ＝（Ａ＋Ｂ）/2＝（20＋44）/2
＝32となり、色は黒となる。
間点Ｇは、補間によりＧ＝（Ａ＋Ｂ）/2＝（20＋44）/2
＝32となり、色は黒となる。
そして、実測点Ｃ（値56）と実測点Ｄ（値８）の中間
点Ｈも、補間によりＨ＝（Ｃ＋Ｄ）/2＝（56＋８）/2＝
32となり、色は黒となる。
点Ｈも、補間によりＨ＝（Ｃ＋Ｄ）/2＝（56＋８）/2＝
32となり、色は黒となる。
しかし、この図から明らかなように、点Ｄは＋PRF/2
を越える点Ｄ′（Ｄ′＝Ｄ＋PRF＝８＋64＝72）が折り
返ったものであるから、点Ｃと点Ｄ間の補間点は、正し
くは図中の点Ｈ′、Ｈ′＝（Ｃ＋Ｄ′）/2＝（56＋72）
/2＝64である。ただし、点Ｈ′の値64は血流速度として
取り得る範囲を越えているため、64の６ビットでの剰余
をとる。その結果０、すなわち図中の点Ｈ″（青）がCD
間の正しい補間点となる。
を越える点Ｄ′（Ｄ′＝Ｄ＋PRF＝８＋64＝72）が折り
返ったものであるから、点Ｃと点Ｄ間の補間点は、正し
くは図中の点Ｈ′、Ｈ′＝（Ｃ＋Ｄ′）/2＝（56＋72）
/2＝64である。ただし、点Ｈ′の値64は血流速度として
取り得る範囲を越えているため、64の６ビットでの剰余
をとる。その結果０、すなわち図中の点Ｈ″（青）がCD
間の正しい補間点となる。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の補間アルゴリズムは、あくまでも２
点の基準値からその中間点を線形に補間していく方式の
ため、補間したデータ列はギザギザのものとなり、実際
に想定されるなだらかなデータ列からはずれ、画像の分
解能、解像度の点で十分なものではない。また、カラー
ドプラ像においてラスタ（走査線）密度が粗いときは、
ラスタに沿って様々な階調の筋が生ずることがある。
点の基準値からその中間点を線形に補間していく方式の
ため、補間したデータ列はギザギザのものとなり、実際
に想定されるなだらかなデータ列からはずれ、画像の分
解能、解像度の点で十分なものではない。また、カラー
ドプラ像においてラスタ（走査線）密度が粗いときは、
ラスタに沿って様々な階調の筋が生ずることがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、折返しを
含む血流情報に係る上述の画像特性を向上させることが
できるカラードプラ超音波診断装置を提供することを目
的とする。
含む血流情報に係る上述の画像特性を向上させることが
できるカラードプラ超音波診断装置を提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、超音波パルスを
被検体内に送信し、その被検体から反射されて戻ってき
た前記超音波パルスからドプラ法を用いて血流情報を抽
出し、この血流情報をカラー表示するカラードプラ超音
波診断装置において、前記血流情報に対して前記超音波
パルスの繰返し周波数に応じた折返し現象の補正を行な
う折返し補正手段と、この折返し補正手段により補正さ
れた前記血流情報を３次以上のフィルタリング処理に付
すフィルタリング手段とを、備えたことを主要な特徴と
する。
被検体内に送信し、その被検体から反射されて戻ってき
た前記超音波パルスからドプラ法を用いて血流情報を抽
出し、この血流情報をカラー表示するカラードプラ超音
波診断装置において、前記血流情報に対して前記超音波
パルスの繰返し周波数に応じた折返し現象の補正を行な
う折返し補正手段と、この折返し補正手段により補正さ
れた前記血流情報を３次以上のフィルタリング処理に付
すフィルタリング手段とを、備えたことを主要な特徴と
する。
（作用） 本発明のカラードプラ超音波診断装置は、折返りを含
む血流速度のデータ列などの血流情報から補間、スムー
ジング等のフィルタリングを行う場合において、例えば
補間についても３次（４点間補間）以上の、より高い次
数の実測データ列から行うことができる。したがって、
より実際の血流速度に近いデータ列をフィルタリングす
ることができ、血流イメージング特性を向上させること
が可能になる。
む血流速度のデータ列などの血流情報から補間、スムー
ジング等のフィルタリングを行う場合において、例えば
補間についても３次（４点間補間）以上の、より高い次
数の実測データ列から行うことができる。したがって、
より実際の血流速度に近いデータ列をフィルタリングす
ることができ、血流イメージング特性を向上させること
が可能になる。
（実施例） 以下第１図と第２図を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
第２図は本発明の一実施例に係るカラードプラ超音波
診断装置におけるDSCの構成図、第１図は第２図に示し
た折返り対策補間部11のさらに詳しい構成図である。な
お本実施例のカラードプラ超音波診断装置の他の構成部
分は、第４図に示した従来のカラードプラ超音波診断装
置のそれと同じである。
診断装置におけるDSCの構成図、第１図は第２図に示し
た折返り対策補間部11のさらに詳しい構成図である。な
お本実施例のカラードプラ超音波診断装置の他の構成部
分は、第４図に示した従来のカラードプラ超音波診断装
置のそれと同じである。
本実施例においては、第３図に示すような超音波ビー
ムの同一円周上のサンプル点S0、S1,…,Sn,…に対応す
る折返しを含んだデータ列D1,D2,D3,D4,……（｛Dn｝；
−PRF/2≦Dn≦PRF/2）から折返しを補正しながら３次の
データ補間（４点間補間）をする場合を説明する。
ムの同一円周上のサンプル点S0、S1,…,Sn,…に対応す
る折返しを含んだデータ列D1,D2,D3,D4,……（｛Dn｝；
−PRF/2≦Dn≦PRF/2）から折返しを補正しながら３次の
データ補間（４点間補間）をする場合を説明する。
本実施例に係るDSCにおいては、周波数分析器から送
られてきたカラーデータは、まず切替器12に送られて、
データの入力順に、５個のIB（入力バッファ）、IB1,IB
2,IB3,IB4およびIB5に順次振り分けられる。そして、こ
れらIB1〜IB5では、DSC制御回路13の指示により、次の
第２表に示すタイムフローチャートに従って、カラーデ
ータDnの読出し・書込みが行われる。
られてきたカラーデータは、まず切替器12に送られて、
データの入力順に、５個のIB（入力バッファ）、IB1,IB
2,IB3,IB4およびIB5に順次振り分けられる。そして、こ
れらIB1〜IB5では、DSC制御回路13の指示により、次の
第２表に示すタイムフローチャートに従って、カラーデ
ータDnの読出し・書込みが行われる。
表中、0R,1R,…はデータD0,D1,…を読出すことを表
し、4W,5W,…はデータD4,D5、…を書込むことを表す。
し、4W,5W,…はデータD4,D5、…を書込むことを表す。
すなわち、カラーデータD0〜D3までは、それぞれIB1
〜IB4に順次書き込まれる。そしてカラーデータD4以降
は、IB5,IB1,IB2,…の順で繰り返しデータの書込みが行
われると同時に、他の４個の入力バッファにおいて、す
でに書込まれたデータの読出しが行われる。
〜IB4に順次書き込まれる。そしてカラーデータD4以降
は、IB5,IB1,IB2,…の順で繰り返しデータの書込みが行
われると同時に、他の４個の入力バッファにおいて、す
でに書込まれたデータの読出しが行われる。
各IBにおいて同時に読み出された４個のデータは、第
２図に示すように、DSC制御回路13の制御によって４個
のMUX（マルチプレクサ）に送られ、同じくDSC制御回路
13の指示によって、第２表に示す補間の基になる４個の
基準データX0、X1,X2およびX3（各６ビット）への置換
えが行われる。本実施例においては、説明を簡単にする
ため、X0〜X3の値は、６ビットの範囲で０〜63の整数と
する。ここでデータ、色表現およびドプラシフト周波数
の間には、データ（色表現，ドプラシフト周波数）の形
式で示すと、それぞれ０（青，−PRF/2）←32（黒,0）
→63（赤，＋PRF/2）の関係がある。基準データの置換
えが終了したら、これらの基準データは折返り対策補間
部11に送られる。
２図に示すように、DSC制御回路13の制御によって４個
のMUX（マルチプレクサ）に送られ、同じくDSC制御回路
13の指示によって、第２表に示す補間の基になる４個の
基準データX0、X1,X2およびX3（各６ビット）への置換
えが行われる。本実施例においては、説明を簡単にする
ため、X0〜X3の値は、６ビットの範囲で０〜63の整数と
する。ここでデータ、色表現およびドプラシフト周波数
の間には、データ（色表現，ドプラシフト周波数）の形
式で示すと、それぞれ０（青，−PRF/2）←32（黒,0）
→63（赤，＋PRF/2）の関係がある。基準データの置換
えが終了したら、これらの基準データは折返り対策補間
部11に送られる。
折返り対策補間部11での処理をまとめると、まず折返
しを含む基準データ列｛X0,X1,X2,X3｝から折返しを補
正した基準データ列（補正基準データ列）｛Y0,Y1,Y2,Y
3｝を求め、ついで４個のデータからなる補正基準デー
タ列から任意の点を３次補間する。最後に補間した点に
ついて折返しが必要なときは折返し処理をして最終的な
補間データをFM（フレームメモリ）14に出力する。
しを含む基準データ列｛X0,X1,X2,X3｝から折返しを補
正した基準データ列（補正基準データ列）｛Y0,Y1,Y2,Y
3｝を求め、ついで４個のデータからなる補正基準デー
タ列から任意の点を３次補間する。最後に補間した点に
ついて折返しが必要なときは折返し処理をして最終的な
補間データをFM（フレームメモリ）14に出力する。
以下に上述の折返り対策補間部11での処理を、第１図
を参照しながら順を追って具体的に説明する。
を参照しながら順を追って具体的に説明する。
第一に、基準データ列の第１番目の基準データX0を、
補正基準データY0とし（Y0＝X0）、乗算器１に出力す
る。
補正基準データY0とし（Y0＝X0）、乗算器１に出力す
る。
一方でX0はROM1にも入力され、またROM1には第２番目
の基準データX1も入力される。そして、ROM1ではこのX0
（＝Y0）とX1から次のような折返り判定をし、補正基準
データY1を出力する。
の基準データX1も入力される。そして、ROM1ではこのX0
（＝Y0）とX1から次のような折返り判定をし、補正基準
データY1を出力する。
すなわち、スレッショルドレベルThを、基準データ列
に用いられる６ビット最大の整数値63の中間点に当る整
数32とし、|Y0−X1|≦Thならば、Y1＝X1、|Y0−X1|
＞ThかつY0＜X1ならば、Y1＝X1−64、|Y0−X1|＞Thか
つY0≧X1ならば、Y1＝X1＋64とする。
に用いられる６ビット最大の整数値63の中間点に当る整
数32とし、|Y0−X1|≦Thならば、Y1＝X1、|Y0−X1|
＞ThかつY0＜X1ならば、Y1＝X1−64、|Y0−X1|＞Thか
つY0≧X1ならば、Y1＝X1＋64とする。
この後はY1を乗算器２に出力するとともに、Y1とX2を
ROM2に入力し、Y1とX2の間で上述と同様の折返り判定を
行って、データの折返しを補正した補正基準データY2を
得る。そしてY2は乗算器３とROM3に出力される。ROM3で
は同じく入力されるX3とこのY2の間で、同様の折返り判
定に基づいて補正基準データY3を読出し、乗算器４に出
力する。
ROM2に入力し、Y1とX2の間で上述と同様の折返り判定を
行って、データの折返しを補正した補正基準データY2を
得る。そしてY2は乗算器３とROM3に出力される。ROM3で
は同じく入力されるX3とこのY2の間で、同様の折返り判
定に基づいて補正基準データY3を読出し、乗算器４に出
力する。
この折返し補正のアルゴリズムは次のように要約でき
る。すなわち、折返し補正の対象となる基準データX
n（ｎ＝0,1,2,3;0≦Xn≦63）について、このアルゴリズ
ムにおいて決定された１つ前の補正基準データYn-1（た
だしY0＝X0とし、以下はｎ≧１とする。）との間で、あ
るスレッショルドレベルTh（Th≧PRF/2＝32）に対し
て、|Yn-1−Xn|≦Thならば、Yn＝Xn、|Yn-1−Xn|＞
ThかつYn-1＜Xnならば、Yn＝Xn−64、|Yn-1−Xn|＞Th
かつYn-1≧Xnならば、Yn＝Xn＋64とする。
る。すなわち、折返し補正の対象となる基準データX
n（ｎ＝0,1,2,3;0≦Xn≦63）について、このアルゴリズ
ムにおいて決定された１つ前の補正基準データYn-1（た
だしY0＝X0とし、以下はｎ≧１とする。）との間で、あ
るスレッショルドレベルTh（Th≧PRF/2＝32）に対し
て、|Yn-1−Xn|≦Thならば、Yn＝Xn、|Yn-1−Xn|＞
ThかつYn-1＜Xnならば、Yn＝Xn−64、|Yn-1−Xn|＞Th
かつYn-1≧Xnならば、Yn＝Xn＋64とする。
このアルゴリズムによれば、Yn-1とXnの差の絶対値が
あるスレッショルドレベルTh（≧PRF/2）を越えないよ
うに、Xnのとり得る最大の値（整数値）より１つ大きい
整数値64を加減することにより折返し補正する。したが
って、隣合う２つのサンプル点Sn-1とSnの補正後のデー
タYn-1とYnの差の絶対値は、必ずTh内に収まる。ちなみ
に、上述の折返し補正により、補正基準データ列｛Y0,Y
1,Y2,Y3｝は、８ビットで−128〜127の整数値をとる。
あるスレッショルドレベルTh（≧PRF/2）を越えないよ
うに、Xnのとり得る最大の値（整数値）より１つ大きい
整数値64を加減することにより折返し補正する。したが
って、隣合う２つのサンプル点Sn-1とSnの補正後のデー
タYn-1とYnの差の絶対値は、必ずTh内に収まる。ちなみ
に、上述の折返し補正により、補正基準データ列｛Y0,Y
1,Y2,Y3｝は、８ビットで−128〜127の整数値をとる。
さて、ここでサンプル点S1S2間の円弧上の点Ｐのデー
タをサンプル点S0〜S3の６個のデータD0〜D3（X0〜X3に
置換え）から補間して求める場合は、 として第２図でDSC制御回路13からαを入力する。そし
てこのαを基に、ROM5でαに対応する補間係数a0,a1,a2
およびa3を出力し、これらの補間係数a0〜a3を、補正基
準データY0,Y1,Y2およびY3が入力される乗算器1,乗算器
2,乗算器３および乗算器４に、併せて入力する。
タをサンプル点S0〜S3の６個のデータD0〜D3（X0〜X3に
置換え）から補間して求める場合は、 として第２図でDSC制御回路13からαを入力する。そし
てこのαを基に、ROM5でαに対応する補間係数a0,a1,a2
およびa3を出力し、これらの補間係数a0〜a3を、補正基
準データY0,Y1,Y2およびY3が入力される乗算器1,乗算器
2,乗算器３および乗算器４に、併せて入力する。
ROM5で出力される補間係数a0〜a3は種々の補間関数か
ら求められるが、例えばsync関数ｈ（ｘ）に方形窓をか
けた場合は、a1＝ｈ（α）＝（1/s）・｛sin（απ/l）
／（απ/l）｝,a2＝ｈ（１−α）,a3＝ｈ（１＋α）,a
0＝ｈ（２−α）となる。ただしｓ＝a0＋a1＋a2＋a3で
ある。
ら求められるが、例えばsync関数ｈ（ｘ）に方形窓をか
けた場合は、a1＝ｈ（α）＝（1/s）・｛sin（απ/l）
／（απ/l）｝,a2＝ｈ（１−α）,a3＝ｈ（１＋α）,a
0＝ｈ（２−α）となる。ただしｓ＝a0＋a1＋a2＋a3で
ある。
ついで各乗算器では、補間係数a0,a1,a2およびa3と補
正基準データY0,Y1,Y2およびY3の乗算が行われ、その乗
算値a0・Y0,a1・Y1,a2・Y2およびa3・Y3が加算器に入力
される。
正基準データY0,Y1,Y2およびY3の乗算が行われ、その乗
算値a0・Y0,a1・Y1,a2・Y2およびa3・Y3が加算器に入力
される。
加算器ではＺ＝a0・Y0＋a1・Y1＋a2・Y2＋a3・Y3の加
算が行われ、その出力値Ｚ（８ビット）は、ROM4に入力
される。
算が行われ、その出力値Ｚ（８ビット）は、ROM4に入力
される。
ROM4では先に説明した折返し補正の逆の判定と折返し
処理、すなわち、′Ｚ≧64ならばＷ＝Ｚ−64、′Ｚ
＜０ならばＷ＝Ｚ＋64、′０≦Ｚ＜64ならばＷ＝Ｚが
行われる。この結果、点Ｐについての補間データＷは、
サンプル点S0〜S3についてのデータと同様、０〜63（６
ビット）の整数値をとる。
処理、すなわち、′Ｚ≧64ならばＷ＝Ｚ−64、′Ｚ
＜０ならばＷ＝Ｚ＋64、′０≦Ｚ＜64ならばＷ＝Ｚが
行われる。この結果、点Ｐについての補間データＷは、
サンプル点S0〜S3についてのデータと同様、０〜63（６
ビット）の整数値をとる。
この補間データＷは、前述のようにフレームメモリ14
に入力され、ここでDSCにおける処理は完了して、TV表
示される。
に入力され、ここでDSCにおける処理は完了して、TV表
示される。
本実施例のカラードプラ超音波診断装置で補間された
データは、３次補間によるものであるため、従来の２個
のサンプル点のデータに基づく１次補間によるものと比
べ、実際の血流動態に即した値を得ることができ、画像
の分解能・解像度が高まり、走査線に沿ったすじも消す
ことができる。
データは、３次補間によるものであるため、従来の２個
のサンプル点のデータに基づく１次補間によるものと比
べ、実際の血流動態に即した値を得ることができ、画像
の分解能・解像度が高まり、走査線に沿ったすじも消す
ことができる。
なお本実施例の超音波診断装置によれば、他のフィル
タリング、例えばスムージングについても、同様に折返
しを補正しながら高次数で行い、１次のものに比べよい
フィルタリング特性を得ることができる。
タリング、例えばスムージングについても、同様に折返
しを補正しながら高次数で行い、１次のものに比べよい
フィルタリング特性を得ることができる。
以上説明したように、本発明のカラードプラ超音波診
断装置によれば、折返りを含む血流速度のデータ列など
の血流情報から補間、スムージング等のフィルタリング
を行う場合において、より実際の血流速度に近いデータ
列をフィルタリングすることができ、血流イメージング
特性を向上させることが可能になる。
断装置によれば、折返りを含む血流速度のデータ列など
の血流情報から補間、スムージング等のフィルタリング
を行う場合において、より実際の血流速度に近いデータ
列をフィルタリングすることができ、血流イメージング
特性を向上させることが可能になる。
第１図は本発明の一実施例に係るカラードプラ超音波診
断装置のDSCにおける折返り対策補間部の構成図、第２
図はこのDSCの構成図、第３図は超音波ビーム走査線の
模式図、第４図は超音波診断におけるサンプル点の模式
図、第５図は超音波診断装置の構成図、第６図は平均血
流速度の角度表現および周波数表現とそれに対応する表
示色との関係を示すグラフ図、第７図は平均血流速度を
周波数で示すグラフ図、第８図は平均血流速度を角度で
示すグラフ図、第９図は折返し現象を周波数で示すグラ
フ図、第10図は折返し現象を正しく１次補間したデータ
を周波数で示すグラフ図、第11図は折返し現象を正しく
１次補間したデータを角度で示すグラフ図、第12図ない
し第15図はそれぞれ折返し現象に対して正しく１次補間
する場合の各条件分けに対応した補間データを角度で示
すグラフ図、第16図は折返し現象に対して正しく１次補
間する場合の補間手順に対応した補間データを角度で示
すグラフ図、第17図は折返し現象に対して正しく１次補
間する場合の補間手順に対応した補間データを周波数で
示すグラフ図である。 １……超音波プローブ、11……折返り対策補間部、12…
…切替部、13……DCS制御回路、14……フレームメモ
リ。
断装置のDSCにおける折返り対策補間部の構成図、第２
図はこのDSCの構成図、第３図は超音波ビーム走査線の
模式図、第４図は超音波診断におけるサンプル点の模式
図、第５図は超音波診断装置の構成図、第６図は平均血
流速度の角度表現および周波数表現とそれに対応する表
示色との関係を示すグラフ図、第７図は平均血流速度を
周波数で示すグラフ図、第８図は平均血流速度を角度で
示すグラフ図、第９図は折返し現象を周波数で示すグラ
フ図、第10図は折返し現象を正しく１次補間したデータ
を周波数で示すグラフ図、第11図は折返し現象を正しく
１次補間したデータを角度で示すグラフ図、第12図ない
し第15図はそれぞれ折返し現象に対して正しく１次補間
する場合の各条件分けに対応した補間データを角度で示
すグラフ図、第16図は折返し現象に対して正しく１次補
間する場合の補間手順に対応した補間データを角度で示
すグラフ図、第17図は折返し現象に対して正しく１次補
間する場合の補間手順に対応した補間データを周波数で
示すグラフ図である。 １……超音波プローブ、11……折返り対策補間部、12…
…切替部、13……DCS制御回路、14……フレームメモ
リ。
Claims (5)
- 【請求項１】超音波パルスを被検体内に送信し、その被
検体から反射されて戻ってきた前記超音波パルスからド
プラ法を用いて血流情報を抽出し、この血流情報をカラ
ー表示するカラードプラ超音波診断装置において、 前記血流情報に対して前記超音波パルスの繰返し周波数
に応じた折返し現象の補正を行なう折返し補正手段と、 この折返し補正手段により補正された前記血流情報を３
次以上のフィルタリング処理に付すフィルタリング手段
とを、備えたことを特徴とするカラードプラ超音波診断
装置。 - 【請求項２】請求項１記載の発明において、 前記フィルタリング手段は前記血流情報に３次補間の処
理を付す手段であることを特徴とするカラードプラ超音
波診断装置。 - 【請求項３】請求項２記載の発明において、 前記折返し補正手段は、前記血流情報を表すデータから
前記３次補間のための４個のデータを順次選択するデー
タ選択手段と、このデータ選択手段により選択された前
記４個のデータの前記折返し現象の補正を実行する補正
実行手段とを備えるとともに、 前記フィルタリング手段は、前記補正実行手段により補
正された前記４個のデータから前記超音波パルスがスキ
ャンする前記被検体の断面上の所望サンプル点位置のデ
ータを３次補間する３次補間手段であることを特徴とす
るカラードプラ超音波診断装置。 - 【請求項４】請求項３記載の発明において、 前記３次補間手段により３次補間されたデータに対して
前記折返し現象の補正とは反対の折返し処理を実行する
折返し実行手段を備えることを特徴とするカラードプラ
超音波診断装置。 - 【請求項５】請求項４記載の発明において、 前記４個のデータおよび前記３次補間されるデータは、
少なくとも、前記超音波パルスがスキャン時に形成する
各ビーム方向の同一深さ位置を結んだスキャン方向の列
上に位置するサンプル点の前記血流情報を表すデータで
あることを特徴とするカラードプラ超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28706790A JP2950600B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | カラードプラ超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28706790A JP2950600B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | カラードプラ超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04161146A JPH04161146A (ja) | 1992-06-04 |
| JP2950600B2 true JP2950600B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17712626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28706790A Expired - Lifetime JP2950600B2 (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | カラードプラ超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950600B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723453B2 (ja) * | 1993-10-13 | 1998-03-09 | アロカ株式会社 | 超音波血流観測装置 |
| DE602004022697D1 (de) | 2003-10-17 | 2009-10-01 | Panasonic Corp | Ultraschall-doppler-blutflussmessgerät |
| US8088069B2 (en) | 2006-12-22 | 2012-01-03 | Olympus Medical Systems Corp. | Ultrasonic doppler diagnosis device |
| JP7377016B2 (ja) * | 2019-07-23 | 2023-11-09 | フクダ電子株式会社 | 超音波画像生成装置およびその制御方法 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP28706790A patent/JP2950600B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04161146A (ja) | 1992-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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