JP3724846B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カラーフローマッピングモードにより血流情報の２次元分布を得ることのできる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、超音波診断装置は超音波パルス反射法を応用したものである。プローブから送信された超音波パルスは音響インピーダンスの境界で反射、屈折、また波長より小さい血球等の反射体で散乱を繰り返しながら被検体内を伝搬していく。音響インピーダンスの境界で反射した超音波は、送信時と同じ経路（以下、ラスタと称する）を逆に伝搬（実際には同じラスタを伝搬してきた反射波を強調する）してプローブで受信される。超音波パルスは、視野深度等によって決まる一定の繰り返し周波数（通常、レート周波数と称される）の逆数の周期（以下、レート周期と称する）で繰り返し送信される。Ｂモードでは、アベレージング数が１であれば、１本のラスタに対して超音波を１回だけ送受信しながらラスタを順次切換えていき、最後のラスタの後、最初のラスタに戻って同様の動作を繰り返す。カラーフローマッピングモード（以下、ＣＦＭモードと略す）では、１本のラスタに対して超音波を複数回Ｍ、例えば１６回繰り返して送受信しながらラスタを順次切換えていき、最後のラスタの後、最初のラスタに戻って同様の動作を繰り返す。
【０００３】
ＣＦＭモードでは、血流の平均流速、流速のばらつきを示す分散、散乱エコーの強さを示すパワー等の血流情報が２次元分布としてリアルタイムでカラー表示される。これにより血流の流れの方向や、逆流、シャント流等の異常血流の様子を一目で認識することができるようになった。
【０００４】
近年、パワーをフレーム間で加算平均してカラー表示する表示法（以下、カラーアンギオ法と称する）が開発され、実用化に向けて進んでいる。このカラーアンギオ法には次のような利点がある。
（１）平均流速表示に見られる折り返しがない。
（２）角度依存性が少ない。
（３）直交する血流でも検出可能である。
（４）高感度である。
【０００５】
なお、従前からパワー値を観測データ数Ｍで加算平均する処理は実用されていたが、この場合のデータの観測周期はレート周期に等価で非常に近接しており、加算平均の効果、つまり時間的にランダムに変化するノイズ同士を相殺的に低下させるという効果は少なく、拍動に起因すると思われるバースト的なノイズは除去できない。それに対し、カラーアンギオ法では、フレーム間の間隔はレート周期の数百倍で非常に長く、加算平均の効果は著しく、Ｓ／Ｎの向上が期待できる。
【０００６】
また、Ｓ／Ｎの向上には強い加算処理、つまり多くの観測データ数で加算平均することが有効であるが、強い加算処理を行うと、表示のリアルタイム性が低下し、画像がぼけるという問題点がある。
高いＳ／Ｎを維持したままリアルタイム性を上げるためには、毎秒当たりのフレーム数（フレームレート）を上げればよいが、現在では、フレームレートは（１）式で決まり、容易にフレームレートを上げることは困難であった。なお、（１）式では、Ｂモードのスキャンを含んでいない。ＢモードのスキャンとＣＦＭモードのスキャンとが１フレーム分のスキャンに混合されてなされることが一般的であり、実際のフレームレートはさらに低下する。
【０００７】
Ｆ＝ＰＲＦ／（Ｎ×Ｍ） …（１）
ただし、 Ｆ；フレームレート
Ｎ；ＣＦＭモードの１フレーム分のラスタ本数
Ｍ；ＣＦＭモードの１本のラスタに対する超音波送受信の繰り返し回数
ＰＲＦ；レート周波数
フレームレートを上げる技術として、受信時に複数方向からの受信信号を得るという並列同時受信技術があるが、従来の２倍から４倍が限度であり、それ以上のフレームレートの向上は不可能である。更に、並列同時受信の装置は回路規模が大きく、また並列同時受信には原理的に感度の低下が避けられないという問題点がある。したがって、ＣＦＭモードでフレームレートの向上が強く望まれておる。
【０００８】
また、ＣＦＭモードには、クラッタ成分と血流成分との分離能に関する次のような問題もある。ＣＦＭでは、位相検波後のドプラ信号からクラッタ成分を除去し、血流成分だけを抽出するためにＭＴＩフィルタと呼ばれるハイパスフィルタが用いられる。ＣＦＭモードでは１本のラスタに対して送受信がＭ回繰り返される。つまり、ＭＴＩフィルタには1/PRF の一定周期でＭ個のデータが送り込まれる。したがってＭＴＩフィルタはこのＭ個のデータに対してフィルタをかけるしかない。このことはフィルタの時間窓が有限長Ｍで打ち切られることに相当する。これを周波数軸上で見ると、
１／Ｍ・ｓｉｎ（πｆＭ）／πｆＭ
を畳み込むことに等価であり、スペクトラムが広がってしまうことが避けられない。このため、広がったクラッタ成分のスペクトラムが血流成分のスペクトラムに重なり、クラッタ成分を除去し、血流成分を抽出することが不可能である。
【０００９】
また、ＭＴＩフィルタのフィルタ特性を急峻にするためには、フィルタの次数を上げる必要があるが、データ幅よりも高次のフィルタは構成できない。実際には、ＭＴＩフィルタ出力の自己相関を演算し、結果を平均化するので、データ幅よりもかなり次数の低いフィルタしか使用できない。更にデータが有限であると、ＩＩＲフィルタのようにインパルスが無限に続くフィルタをかける場合に、過渡応答の問題が生じる。
【００１０】
このようにＣＦＭ法において非常に重要である血流とクラッタを分離は、現実のＭＴＩフィルタでは最適に行われているとは言い難い。カラーアンギオは組織の動きによるモーション・アーティファクトに弱いので、クラッタの除去は重要な問題である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、ＣＦＭモードにおいて高いフレームレートを実現する超音波診断装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、ＣＦＭモードにおいてクラッタ成分と血流成分との分離能を向上させることのできる超音波診断装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１局面は、被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号からドプラ効果による周波数偏移に基づいて血流情報の２次元分布を生成する超音波診断装置において、前記超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り返すスキャン手段と、前記スキャン手段によりを用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する生成手段とを具備し、前記生成手段は、前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジタル化して各サンプル点ごとに前記所定の周期で得られたドプラデータを得る手段と、前記ドプラデータに基づいて比較的高周波の血流成分を各サンプル点ごとに得るハイパス特性を有するＭＴＩフィルタと、前記血流成分から前記血流情報を求める手段とを含み、前記ＭＴＩフィルタは、前記所定の周期で繰り返し得られる前記ドプラデータを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタである。
本発明の第２局面は、被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置において、前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１のスキャンと、前記Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２のスキャンとを交互に所定の周期で繰り返すスキャン手段と、前記第１のスキャンで得られた複数フレーム分の反射信号を用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する第１の生成手段と、前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード像を前記第所定の周期で繰り返し生成する第２の生成手段とを具備し、前記第１の生成手段は、前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジタル化して各サンプル点ごとに前記所定の周期で得られたドプラデータを得る手段と、前記ドプラデータに基づいて比較的高周波の血流成分を得るハイパス特性を有するＭＴＩフィルタと、前記血流成分から前記血流情報を求める手段とを含み、前記ＭＴＩフィルタは、前記所定の周期で繰り返し得られる前記ドプラデータを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタである。
本発明の第３局面は、被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置において、前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１のスキャンを第１の周期で所定回数繰り返し、前記第１のスキャンに続いて前記Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２のスキャンを行うというサイクルを第２の周期で繰り返すスキャン手段と、前記第１のスキャンで得られた前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジタル化しドプラデータを得るディジタル化手段と、前記ディジタル化手段でディジタル化された前記ドプラデータに基づいて前記第２のスキャンが行われている間のドプラデータを推定する推定手段と、前記ディジタル化手段でディジタル化されたドプラデータと前記推定手段で推定されたドプラデータとに基づいて比較的高周波の血流成分を得るハイパス特性を有するＭＴＩフィルタと、前記血流成分から前記血流情報の２次元分布を前記第１の周期で繰り返し生成する生成手段とを有する手段と、前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード像を前記第２の周期で繰り返し生成する手段とを具備し、前記ＭＴＩフィルタは前記ディジタル化手段でディジタル化され各サンプル点ごとに前記所定の周期で得られたドプラデータと前記推定手段で推定されたドプラデータとを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタである。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、血流情報の２次元分布を得るいわゆるカラーフローマッピングにおいて、フレームレートの向上と、血流成分とクラッタ成分との分離能向上とをともに達成することができるものである。まず、カラーフローマッピングのフレームレートの向上に関して、超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り返し、各サンプル点ごとに所定の周期で得られたドプラデータからＭＴＩフィルタを介して比較的高周波の血流成分を得るもので、つまり、フレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでを個々に１回づつ送受信するのに要する所定の周期で繰り返しカラーフローマッピング（２次元カラー血流画像）が得られるものである。また、カラーフローマッピングにおいて、従来のように、各ラスタについて少なくとも２回ずつ送受信を繰り返しながらラスタを順次切換えていく場合、ドプラ信号をこの場合では２回の有限長で扱わざるを得なかったが、本発明では、各サンプル点では、フレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでを個々に１回づつ送受信するのに要する所定の周期で継続的に無限長でにドプラデータが得られ、それをそのまま無限長データとして再帰型フィルタで扱うことができ、したがって、過渡応答の問題は生じることなく、１フレーム分のスキャンがある程度繰り返された以後では、血流成分とクラッタ成分とのクロストークが完全に排除され、クラッタ成分を確実に除去し、血流成分だけを有効に抽出することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。
（第１実施例）
図１は第１実施例に係る超音波診断装置のブロック図である。本実施例に係る超音波診断装置は、システムコントローラ１をシステム全体の制御中枢として次のように構成されている。システムコントローラ１には操作スイッチ８が接続されここから各種情報、命令が入力されるようになっている。
【００２１】
プローブ２は、電気／機械変換器としての複数の圧電素子を有する。複数の圧電素子は一列に配列され、プローブ２の先端に装備される。プローブ２には送信系３と受信系４とが接続される。送信系３は、パルス発生器３Ａ、送信遅延回路３Ｂ、パルサ３Ｃとを有する。パルス発生器３Ａは例えば６ＫＨｚのレート周波数でレートパルスを発生する。このレートパルスはチャンネル数に分配され、送信遅延回路３Ｂに送られる。送信遅延回路３Ｂは、超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を各レートパルスに与える。パルサ３Ｃは、送信遅延回路３Ｂからレートパルスを受けたタイミングでプローブ２に電圧パルスを印加する。これによりプローブ２から超音波パルスが被検体内に送信される。
【００２２】
被検体内の音響インピーダンスの不連続面で反射した反射波はプローブ２で受信される。プローブ２からの受信信号は、受信系４に取り込まれる。受信系４は、プリアンプ４Ａ、受信遅延回路４Ｂ、加算器４Ｃを有する。受信信号は、チャンネル毎にプリアンプ４Ａで増幅され、受信遅延回路４Ｂにより受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与えられ、そして加算器４Ｃで加算される。これにより受信指向性に応じた方向からの反射波が強調された反射信号が得られる。この送信指向性と受信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向性が決定され、この総合的な指向性による超音波の伝搬経路をラスタと称する。なお、一般的には送信指向性と受信指向性は一致される。
【００２３】
スキャンコントローラ９は、送信系３、受信系４を制御して後述するスキャンシーケンスを実行する。
受信系４からの反射信号は、カラーフローマッピング（ＣＦＭ）処理系６に送られる。ＣＦＭ処理系６は、位相検波回路６Ａ、アナログディジタルコンバータ６Ｂ、ＭＴＩフィルタ６Ｃ、自己相関器６Ｄ、演算部６Ｅ、パワー算出部６Ｆ、フレーム間フィルタ６Ｇから構成される。位相検波回路６Ａは、図示しないが、基準信号発生器、９０°移相器、２系統のミキサ、２系統のローパスフィルタとから直交位相検波回路として構成される。受信系４からの反射信号は、２系統のミキサにそれぞれ取り込まれる。基準信号発生器は、送信超音波の基本周波数ｆ0 （例えばｆ0 ＝３．５ＭＨｚ）の基準信号を発生する。この基準信号は、一方のミキサで受信系４からの反射信号と掛け合わされる。また、基準信号は、９０°移相器を介して他方のミキサで受信系４からの反射信号と掛け合わされる。２系統のミキサそれぞれの出力信号には高調波成分が含まれている。この高調波成分は、ローパスフィルタで除去される。これにより、ドプラ効果により周波数偏移を受けた偏移周波数でビートするドプラ信号が系統毎に抽出される。
【００２４】
２系統のドプラ信号はアナログディジタルコンバータ６Ｂにより別々にディジタル化される。これによりラスタ上で例えば０．５ｍｍ間隔の複数のサンプル点各々のドプラデータが得られる。一方の系統のドプラデータは実数部として、また他方の系統のドプラデータは虚数部としてＭＴＩフィルタ６Ｃに送られる。ＭＴＩフィルタ６Ｃは、各系統のドプラデータから心筋などの運動速度の遅い反射体からの比較的低周波のクラッタ成分を除去し、比較的高周波の血流成分を抽出するものであり、ドプラデータを無限長で扱うことが可能なように再帰型のＩＩＲディジタルハイパスフィルタとして構成される。
【００２５】
ＭＴＩフィルタ６Ｃからの血流のドプラデータは系統別に自己相関器６Ｄと、パワー算出部６Ｆとに送られる。自己相関器６Ｄは、現在のフレームの血流のドプラデータと１フレーム前の血流のドプラデータとの複素共役をとることによりサンプル点毎に自己相関値を得る。この相関データは、演算部６Ｅに供給される。演算部６Ｅは、実数部と虚数部のなす角度を計算して、これを速度データを得る。速度データは表示系７に送られ、平均速度の２次元分布（流速画像）としてカラーでビジュアルに表示される。
【００２６】
パワー算出部６Ｆは、ＭＴＩフィルタ６Ｃからの血流のドプラデータの実数部と虚数部を二乗加算することにより、超音波の波長より小さい反射体（血球）による散乱の強さを表すパワーをサンプル点毎に算出する。フレーム間フィルタ６Ｇは、同じサンプル点どうしのパワーの経時的変化からノイズを除去するものであり、パワー算出部６Ｆからのパワーデータを無限長で扱うことが可能なように再帰型のＩＩＲディジタルローパスフィルタとして構成される。ノイズを除去されたパワーデータはカラーアンギオデータとして表示系７に送られ、カラーアンギオ画像としてビジュアルに表示される。
【００２７】
表示系７は、ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）７Ａ、カラー処理回路７Ｂ、ディジタルアナログコンバータ７Ｃ、カラーモニタ７Ｄとから構成される。ディジタルスキャンコンバータ７Ａは流速データ又はカラーアンギオデータの２次元分布をテレビ走査で読み出す。読み出されたデータはカラー処理回路７Ｂでカラー信号（ＲＧＢ）に変換され、ディジタルアナログコンバータ７Ｃを介してカラーモニタ７Ｄに画像として表示される。
【００２８】
図２はＭＴＩフィルタ６Ｃの回路図である。アナログディジタルコンバータ６Ｂからのドプラデータは、係数ａ0 の乗算器６１を介して加算器６２に送られる。ＭＴＩフィルタ６Ｃは、アナログディジタルコンバータ６Ｂからのドプラデータを無限長で扱うことが可能なように、加算器６２への帰還路を有する。この帰還路は２系統設けられる。一方の帰還路には、１フレーム周期分の遅延回路として機能するフレームメモリ６３と係数ａ1 の乗算器６５とが介在される。他方の帰還路には２フレーム周期分の遅延回路として機能する２段のフレームメモリ６３，６４と、係数ａ2 の乗算器６６とが介在される。加算器６２は乗算器６１，６５，６６からのデータを加算して出力する。この加算データは、上記２系統の帰還路を通って加算器６２に帰還されると共に、直接、第２の加算器６９に送られ、またフレームメモリ６３と係数ｂ1 の乗算器６７とを順に介して第２の加算器６９に送られ、さらにフレームメモリ６３とフレームメモリ６４と係数ｂ2 の乗算器６８とを順に介して第２の加算器６９に送られる。第２の加算器６９は加算器６２、乗算器６７，６８からのデータを加算する。
【００２９】
図３はフレーム間フィルタ６Ｇの回路図である。パワー算出部６Ｆからのパワーデータは、係数αの乗算器７０を介して加算器７１に送られる。フレーム間フィルタ６Ｇは、パワー算出部６Ｆからのパワーデータを無限長で扱うことが可能なように加算器７１への帰還路を有する。帰還路には１フレーム周期分の遅延回路として機能するフレームメモリ７２と係数１−αの乗算器７３とが介在される。
【００３０】
次に本実施例の動作を説明する。ここで、図４に示すように、１フレームのラスタ本数は６０本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ59，ｒ60として識別するものとする。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。
図５はスキャン手順を示すタイムチャートである。超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信される。超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換えられる。なお、従来のＣＦＭモードでは、超音波が同一ラスタに対して複数回、例えば１６回繰り返し送信される毎に、ラスタが順次切り換えられる。このように１回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最後のラスタｒ60までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のスキャンが終了する。１フレーム分のスキャンが終了すると、それに続いて、１番目のラスタｒ1 まで戻り同様のスキャンがなされる。このような１フレーム分のスキャンは、６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返される。或る１つのサンプル点に着目すると、このサンプル点からの反射信号は、６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し取得されることになる。
【００３１】
図６（ａ）は或る１つのサンプル点に関するアナログディジタルコンバータ６Ｂから出力されるドプラデータ、つまりＭＴＩフィルタ６Ｃに供給されるドプラデータを時系列に示したものである。上述したようなスキャン手順によれば、ドプラデータは６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返しＭＴＩフィルタ６Ｃに供給される。図７（ａ）はデータを無限長で扱う場合のクラッタ成分、血流成分のスペクトルを示し、図７（ｂ）は従来のようにデータを１６の有限長で扱う場合のクラッタ成分、血流成分のスペクトルを示している。ＭＴＩフィルタ６Ｃにはドプラデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給されるので、スキャンが継続する限りドプラデータを累積的に無限長で取り扱うことができる。したがって、１フレーム分のスキャンがある程度繰り返された以後では、図７（ａ）に示したように血流成分とクラッタ成分とのクロストークが完全に排除され、クラッタ成分を確実に除去し、血流成分だけを有効に抽出することができる。また、異なる時刻に得た少なくとも２つのドプラデータがあれば、演算部６Ｅにて血流の平均速度を求めることができる。したがってサンプル点毎に血流の平均速度を６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出力することができる。
【００３２】
パワー算出部６Ｆでは６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給されるドプラデータの実数部と虚数部とを二乗加算することによりパワーデータを次々と計算し、やはり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出力する。
【００３３】
図６（ｃ）はフレーム間フィルタ６Ｇから出力されるカラーアンギオデータを時系列に示したものである。パワー算出部６からのパワーデータはサンプル点毎にフレーム間フィルタ処理（加算平均処理）に供される。これによりノイズが低減されたカラーアンギオデータが求められる。フレーム間フィルタ６Ｇには、パワーデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給されるので、スキャンが継続する限りパワーデータを累積的に無限長で取り扱うことができる。したがって、スキャンの繰り返しに伴ってノイズ低減効果は徐々に向上していく。また、フレーム間フィルタ６Ｇからはサンプル点毎にカラーアンギオデータは、やはり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出力される。
【００３４】
図８はカラーアンギオデータの２次元分布（カラーアンギオ画像）が表示される周期を示したものである。上述したようなスキャン手順によると、１フレーム分のスキャンに要する時間、つまり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返しパワーデータが得られるので、カラーアンギオデータも同じ周期で得られる。この場合のフレームレートは、（６０／ＰＲＦ）^-1、つまり毎秒当たり１００枚のカラーアンギオ画像を得ることができる。
【００３５】
また、同一点を観測する繰り返し周波数は、従来のＰＲＦから、ＰＲＦ／６０に実質的に低下するので、折り返し流速を４０ｍｍ／ｓから４ｍｍ／ｓまで落とせることができ、従って、かなり遅い血流まで観測が可能となる。
（第２実施例）
本実施例では、カラーアンギオ画像と共に、Ｂモード像（組織断層像）も高いフレームレートで得ることを可能とするものである。
図９は第２実施例による超音波診断装置のブロック図である。図１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。スキャンコントローラ１９は、送信系３、受信系４を制御して後述するスキャンシーケンスを実行する。受信系４からの反射信号は後述する第１のスキャンが行われている間はＣＦＭ処理系６に送られ、後述する第２のスキャンが行われている間はＢモード処理系５に送られる。Ｂモード処理系５は、対数増幅器５Ａ、包絡線検波回路５Ｂ、アナログディジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）５Ｃから構成される。対数増幅器５Ａは、受信系４からの反射信号を対数増幅する。包絡線検波回路５Ｂは対数増幅器５Ａからの出力信号の包絡線を検波する。この検波信号はアナログディジタルコンバータ５Ｃを介して表示系７に送られ、Ｂモード画像としてビジュアルに濃淡表示される。
【００３６】
次に本実施例の動作を説明する。ここで、図１０に示すように、１フレームのラスタ本数は１２０本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 として識別するものとする。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。また、Ｂモードの１フレームは１２０本のラスタｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 から構成され、ＣＦＭモードの１フレームは６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90から構成されるものとする。
図１１はスキャン手順を示すタイムチャートである。超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信される。通常、ＣＦＭ用の超音波とＢモード用の超音波とは区別される。ＣＦＭモード用の超音波としては周波数特性を狭帯域化するために例えば４波以上のバースト波が用いられる。Ｂモード用の超音波としては距離分解能を向上させるためにために例えば２波以下のバースト波又は単一のパルス波が用いられる。
【００３７】
図１１に示すように、スキャンコントローラ１９の遅延制御により、ＣＦＭモードのための１フレーム分のスキャン（第１のスキャン）と、Ｂモードのための１フレーム分のスキャン（第２のスキャン）とが交互に一定の周期（フレーム周期）で繰り返される。
【００３８】
第１のスキャンは第１実施例と同様のスキャン手順であり、ＣＦＭモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ31から最後のラスタｒ90までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のスキャンが終了する。
【００３９】
第２のスキャンは従来のＢモードのためのスキャンと同様であり、Ｂモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最後のラスタｒ120 までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のスキャンが終了する。
【００４０】
第１のスキャンの最後のラスタｒ90にＣＦＭモード用の超音波の送信から１／ＰＲＦの周期後に、第２のスキャンの１番目のラスタｒ1 に超音波を送信する。上記フレーム周期は、第１のスキャンに要する時間（６０／ＰＲＦ）と、第２のスキャンに要する時間（１２０／ＰＲＦ）との合計（（６０＋１２０）／ＰＲＦ）として与えられる。
【００４１】
第１のスキャンで得られた反射信号はＣＦＭ処理系６に送り込まれ、第２のスキャンで得られた反射信号はＢモード処理系５に送り込まれる。
図１２に示すように、ＣＦＭモード処理系６によりカラーアンギオ画像が一定のフレーム周期で繰り返し得られ、それより６０／ＰＲＦだけ遅れてＢモード処理系５によりＢモード像が同じフレーム周期で繰り返し得られる。
【００４２】
したがって、カラーアンギオ画像、Ｂモード像共に、ＰＲＦ／（６０＋１２０）、ＰＲＦ＝６ＫＨｚとすると毎秒当たり３３フレームのフレームレートで得られる。
【００４３】
従来のスキャン手順は、ラスタｒ1 〜ｒ30まではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラスタを順次切り換えていき、ラスタｒ31〜ｒ90までは同じラスタに対してＢモード用の超音波を１回送信し、続いてＣＦＭモード用の超音波を例えば８回繰り返し送信する毎にラスタを順次切り換えていき、ラスタｒ91〜ｒ120 まではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラスタを順次切り換えていくことで、１フレーム分のスキャンが終了する。したがって、カラーアンギオ画像、Ｂモード像共に、ＰＲＦ／（６０×８＋１２０）、ＰＲＦ＝６ＫＨｚとすると毎秒当たり１０フレームのフレームレートで得られる。
【００４４】
つまり本実施例によれば、カラーアンギオ画像、Ｂモード像共に、従来の３倍以上のフレームレートが実現されることになる。
なお本実施例は次のように変形可能である。上述の説明では、ＣＦＭモード用の超音波とＢモード用の超音波とは異なる条件で送信していたが、同じ条件でかまわなければ、上述した第２のスキャンだけを（１２０／ＰＲＦ）の周期で繰り返せば良く、この場合、ラスタｒ1 〜ｒ120 の反射信号は全てＢモード処理系５に送り込まれ、ただしラスタｒ31〜ｒ90の反射信号はＢモード処理系５と共にＣＦＭ処理系６にも送り込むようにすることが必要である。この場合のフレームレートは、カラーアンギオ画像、Ｂモード像共に、ＰＲＦ／１２０、ＰＲＦ＝６ＫＨｚとすると毎秒当たり５０フレームが達成される。
【００４５】
また、上述の説明では、第１のスキャンと第２のスキャンとを交互に行っていたが、ラスタｒ1 〜ｒ30まではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラスタを順次切り換えていき、ラスタｒ31〜ｒ90までは同じラスタに対してＢモード用の超音波を１回送信し、続いてＣＦＭモード用の超音波を１回だけ送信する毎にラスタを順次切り換えていき、ラスタｒ91〜ｒ120 まではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラスタを順次切り換えていって１フレーム分のスキャンを終了させ、このような１フレーム分のスキャンを同じくフレーム周期（（６０＋１２０）／ＰＲＦ）で繰り返していくようにしてもよい。この場合のフレームレートは３３で同じである。
【００４６】
また、上述の説明では、フレーム間フィルタ６ＧがＤＳＣ７Ａの前にあるが、フレーム間フィルタ６ＧはＤＳＣ７Ａの後にあっても良い。
（第３実施例）
第３実施例は、第２実施例より計測可能な最高流速を高めると共に、カラーアンギオ画像のフレームレートを高めることを可能とするものである。
【００４７】
図１３は第３実施例による超音波診断装置のブロック図である。図９と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。フレームスキャンコントローラ２９は、送信系３、受信系４を制御して後述するスキャンシーケンスを実行する。受信系４からの反射信号は第１のスキャンが行われている間はＣＦＭ処理系６に送られ、第２のスキャンが行われている間はＢモード処理系５に送られる。アナログディジタルコンバータ６ＢとＭＴＩフィルタ６Ｃの間にデータ推定回路６Ｈが挿入される。
【００４８】
図１４はデータ推定回路６Ｈの回路図である。第２のスキャンが行われているときには、ドプラデータは得られない。データ推定回路６Ｈは、第２のスキャンが行われているときのドプラデータを、実測された前後のドプラデータから推定（補間）するものである。アナログディジタルコンバータ６Ｂから供給されるドプラデータは後続のドプラデータの入力に同期して順次後段のフレームメモリに読み出されるように、アナログディジタルコンバータ６Ｂの側から順にフレームメモリ８０、８１、８２が多段接続される。現在のドプラデータｘn は係数ａ0 の乗算器８３を介して加算器８７に送られる。ｘn の１回前に実測されたドプラデータｘn-1 はフレームメモリ８０から係数ａ1 の乗算器８４を介して加算器８７に送られる。ｘn の２回前に実測されたドプラデータｘn-2 はフレームメモリ８１から係数ａ2 の乗算器８５を介して加算器８７に送られる。ｘn の３回前に実測されたドプラデータｘn-3 はフレームメモリ８２から係数ａ3 の乗算器８６を介して加算器８７に送られる。加算器８７はこれらドプラデータを加算し、推定データとしてマルチプレクサ（ＭＵＸ）８８に供給する。フレームメモリ８１から出力されるドプラデータｘn-2 もマルチプレクサ８８に供給される。マルチプレクサ８８は、加算器８７からの推定データと、実測されたドプラデータｘn-2 とを択一的に出力する。第２のスキャンが行われているときは、マルチプレクサ８８から推定データが出力され、第１のスキャンが行われているときは、フレームメモリ８１からのドプラデータ（実測データ）ｘn-2 が出力される。
【００４９】
次に本実施例の動作を説明する。ここでも、図１０に示したように、１フレームのラスタ本数は１２０本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 として識別するものとする。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。また、Ｂモードの１フレームは１２０本のラスタｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 から構成され、ＣＦＭモードの１フレームは６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90から構成されるものとする。
図１５はスキャン手順を示すタイムチャートである。超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信される。ここでも、ＣＦＭ用の超音波とＢモード用の超音波とは区別されるものとする。
【００５０】
図１５に示すように、スキャンコントローラ１９の遅延制御により、ＣＦＭモードのための１フレーム分のスキャン（第１のスキャン）が所定回数、例えば４回、一定の周期（６０／ＰＲＦ）で繰り返され、続いてＢモードのための１フレーム分のスキャン（第２のスキャン）が行われる。このような一連のスキャンは１サイクルとして一定の周期（（６０×４＋１２０）／ＰＲＦ）で繰り返される。
【００５１】
第１のスキャンは第１実施例と同様のスキャン手順であり、ＣＦＭモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ31から最後のラスタｒ90までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のスキャンが終了する。
【００５２】
第２のスキャンは従来のＢモードのためのスキャンと同様であり、Ｂモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最後のラスタｒ120 までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のスキャンが終了する。
【００５３】
第１のスキャンの最後のラスタｒ90にＣＦＭモード用の超音波の送信から１／ＰＲＦの周期後に、第２のスキャンの１番目のラスタｒ1 に超音波を送信する。
図１６（ａ）は或る１つのサンプル点に関するアナログディジタルコンバータ６Ｂから出力されるドプラデータを時系列に示し、同図（ｂ）はデータ推定回路６Ｈから出力される当該サンプル点に関するドプラデータを時系列に示している。第１のスキャンが繰り返されている間、実測されたドプラデータが、フレームメモリ８０，８１を介して２周期分（（６０×２）／ＰＲＦ）の遅延を受けて一定の周期（（６０）／ＰＲＦ）でマルチプレクサ８８から繰り返し出力される。第１のスキャンが４回繰り返された後、第２のスキャンが行われる。第２のスキャンに要する時間は第１のスキャン２回分に相当する。したがって、２回分のドプラデータが測定されないことになる。第２のスキャンが行われている間、フレームメモリ８０，８１，８２にはそれぞれｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 のドプラデータがラッチされている。第２のスキャン終了後、最初の第１のスキャンによりドプラデータｘn が供給されると、４回分のドプラデータｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 はそれぞれ乗算器８３，８４，８５，８６を介して加算器８７に送り込まれ、これらドプラデータから推定（補間）した推定データｘ'nが作成される。この推定データｘ'nは、実測されたドプラデータが出力される周期（（６０）／ＰＲＦ）に沿ってマルチプレクサ８８を介して出力される。第２のスキャン終了後、２回目の第１のスキャンによりドプラデータｘn+1 が供給されると、４回分のドプラデータｘn+1 ，ｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 はそれぞれ乗算器８３，８４，８５，８６を介して加算器８７に送り込まれ、これらドプラデータから推定（補間）した推定データｘ'n+1が作成される。この推定データｘ'n+1は、実測されたドプラデータが出力される周期（（６０）／ＰＲＦ）に沿ってマルチプレクサ８８を介して出力される。推定データｘ'n+1が出力された以降は、実測されたドプラデータがフレームメモリ８０，８１を介して２周期分（（６０×２）／ＰＲＦ）の遅延を受けて一定の周期（（６０）／ＰＲＦ）でマルチプレクサ８８から４回繰り返し出力される。このような動作が繰り返される。
【００５４】
ＭＴＩフィルタ６Ｃには実測されたドプラデータと推定されたドプラデータとが一定の周期（（６０）／ＰＲＦ）で次々と供給される。このようにＭＴＩフィルタ６Ｃにはドプラデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給されるので、スキャンが継続する限りドプラデータを累積的に無限長で取り扱うことができ、第１実施例と同様にスキャンがある程度繰り返された以後では、血流成分とクラッタ成分とのクロストークが完全に排除され、クラッタ成分を確実に除去し、血流成分だけを有効に抽出することができる。
【００５５】
パワー算出部６Ｆでは６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給されるドプラデータの実数部と虚数部とを二乗加算することによりパワーデータを次々と計算し、やはり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出力する。パワー算出部６からのパワーデータはサンプル点毎にフレーム間フィルタ処理（加算平均処理）に供される。これによりノイズが低減されたカラーアンギオデータが求められる。フレーム間フィルタ６Ｇには、パワーデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給されるので、スキャンが継続する限りパワーデータを累積的に無限長で取り扱うことができる。したがって、スキャンの繰り返しに伴ってノイズ低減効果は徐々に向上していく。また、フレーム間フィルタ６Ｇからはサンプル点毎にカラーアンギオデータは、やはり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出力される。
【００５６】
図１７はカラーアンギオ画像とＢモード画像との作成周期を示している。上述したようなスキャン手順及びデータ推定によれば、１フレーム分の第１のスキャンに要する時間、つまり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返しパワーデータが得られるので、カラーアンギオ画像も同じ周期で得られる。この場合のフレームレートは、（６０／ＰＲＦ）^-1、つまり毎秒当たり１００枚のカラーアンギオ画像を得ることができる。１００フレームという高フレームレートで表示されるために演算部６Ｅ、フレーム間フィルタ部６Ｇにおいて、かなり強いフレーム間フィルタをかけてもリアルタイム性を阻害しない。ＣＦＭにおいてフレームレートが１００というのは画期的なことである。速度表示、カラーアンギオ表示のいずれにもこのフレームレートで表示されることになる。
【００５７】
また、本実施例による折り返し流速は１３ｍｍ／ｓである。折り返し流速はまだかなり低いが、甲状腺、乳腺、手足の血管等の部位では十分実用可能である。もっとも、カラーアンギオの場合は、血流は折り返っても血流の方向の情報はないので連続的に表示されるために一向に構わない。
【００５８】
また、カラーアンギオ画像と共に、Ｂモード画像も約１７のフレームレートで得られる。
なお、データ推定の精度を高める方法としては、適応信号処理を行う方法が知られている。「ディジタル信号処理（辻井重男、久保田一著；オーム社、１９８６年）」で述べられているように、推定データ（出力信号）はそれまでの実測データとインパルス応答ｈから推定できる。
（第４実施例）
図１８は第４実施例による超音波診断装置のブロック図である。図９と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。スキャンコントローラ３９は、送信系３、受信系４を制御して後述するスキャンシーケンスを実行する。パワー算出部６Ｆとフレーム間フィルタ６Ｇとの間に補間演算部６Ｉが挿入される。補間演算部６Ｉはパワー算出部６Ｆで算出されたパワーの２次元分布を空間的に補間するものである。
【００５９】
図１８は補間演算部６Ｉのブロック図である。入力バッファ９０はパワー算出部６Ｆで算出されたパワーの２次元分布を一時的に保持する。補間演算部９１は入力バッファ９０からのパワーに基づいて、実測していないサンプル点のパワーデータを空間的に補間し作成する。実測されたパワーデータと、補間されたパワーデータとは座標変換部９２の制御にしたがって所定の順番で補間演算部９１から出力される。
【００６０】
次に本実施例の動作を説明する。ここでも、図１０に示したように、１フレームのラスタ本数は１２０本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 として識別するものとする。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。また、Ｂモードの１フレームは１２０本のラスタｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 から構成され、ＣＦＭモードの１フレームは６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90から構成されるものとする。
図２０は１サイクル分のスキャンの手順を示す図である。超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信される。ここでも、ＣＦＭ用の超音波とＢモード用の超音波とは区別されるものとする。
【００６１】
図２０に示すように、スキャンコントローラ１９の遅延制御により、Ｂモードのための１フレーム分のスキャンが行われ、これに続いてＣＦＭモードのための１フレーム内の第１フィールドのスキャン（第１のＣＦＭスキャン）が行われ、これに続いて、Ｂモードのための１フレーム分のスキャンが行われ、これに続いてＣＦＭモードのための１フレーム内の第２フィールドのスキャン（第２のＣＦＭスキャン）が行われる。このような１サイクル分のスキャンが、 （２×（１５×１６＋１２０））／ＰＲＦの周期で繰り返される。Ｂモードのスキャンだけに着目すると、このスキャンは、サイクル周期の半分の（１５×１６＋１２０））／ＰＲＦの周期で繰り返されることになる。同様に、ＣＦＭモードのスキャンだけに着目すると、第１のＣＦＭスキャンと第２のＣＦＭスキャンとは、サイクル周期の半分の（１５×１６＋１２０））／ＰＲＦの周期で交互に繰り返されることになる
Ｂモードのスキャンは従来と同様であり、Ｂモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最後のラスタｒ120 までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のスキャンが終了する。
【００６２】
第１のＣＦＭスキャンは、第１のフィールドを対象としたインタレース・スキャンで行われる。第１のフィールドは、ＣＦＭモードの１フレームを構成する６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90のうち、奇数番目のラスタｒ31，ｒ33，…，ｒ87，ｒ89から構成される。これら奇数番目のラスタに対して、従来のＣＦＭモードと同様のスキャン、つまりＣＦＭモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、同一のラスタに対して所定回数、例えば１６回超音波の送受信が連続的に繰り返される毎に、ラスタが順次切り換えられていく。
【００６３】
第２のＣＦＭスキャンは、第２のフィールドを対象としたインタレース・スキャンで行われる。第２のフィールドは、ＣＦＭモードの１フレームを構成する６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90のうち、偶数番目のラスタｒ32，ｒ34，…，ｒ88，ｒ90から構成される。これら偶数番目のラスタに対して、従来のＣＦＭモードと同様のスキャン、つまりＣＦＭモード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され、同一のラスタに対して所定回数、例えば１６回超音波の送受信が連続的に繰り返される毎に、ラスタが順次切り換えられていく。
【００６４】
図２１はパワー算出部６Ｆ、補間演算部６Ｉ、フレーム間フィルタ６Ｇの各出力を時系列で示す図である。パワー算出部６Ｆからのパワーは補間演算部６Ｉに送られる。補間演算部６Ｉにより実測したパワーから、第１のＣＦＭスキャンのときは飛ばした偶数番目のラスタ上のサンプル点のパワーが、また第２のＣＦＭスキャンのときは飛ばした奇数番目のラスタ上のサンプル点のパワーがそれぞれ補間される。これにより６０本のラスタに相当する１フレーム分のパワーデータの２次元分布が繰り返し得られる。このパワーデータの２次元分布は、フレーム間フィルタ６Ｇでローパスフィルタ処理に供される。これによりノイズが軽減されたカラーアンギオデータの２次元分布が、（１５×１６＋１２０））／ＰＲＦの周期で作成される。したがってカラーアンギオ画像のフレームレートは、ＰＲＦ＝６ＫＭｚとすると、約１０フレームとなる。Ｂモード像も同じフレームレートで得られる。従来のノンインターレース・スキャンの場合、両画像のフレームレートは共に５．５フレームであり、２倍近いフレームレートが実現されている。
【００６５】
ここで仮に、被検体が動いていなかったとすると、このような処理によって得られたカラーアンギオ画像、つまりインタレース・スキャンして、フレーム間フィルタ処理に供された画像と、従来のようにノンインタレース・スキャンをしてフレーム間フィルタ処理に供された画像とは、補間演算及びフレーム間フィルタ処理が線形処理であるので、等価的である。Ｓ／Ｎという観点でみると、ノイズが完全にランダムならばノンインタレース・スキャンでの加算の方が優れているが、実際には時間的に近接した隣のラスタでのノイズの相関が高いために、両者の差はあまりない。また、一般にインタレース・スキャンを行うと、被写体が動いたときに画像のぶれが起きる。しかし上記構成では、瞬時画像はフィールドの粗いラスタから構成するために画像のぶれは生じない。しかも、インタレース・スキャンでフィールドで粗いスキャンを行っても、カラーアンギオでは加算処理（フレーム間ＬＦＰ処理）を行うために、ノンインタレースと同じラスタ密度の画像を得ることができるのである。
本発明は上述した実施例に限定されることなく種々変形して実施可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、血流情報の２次元分布を得るいわゆるカラーフローマッピングにおいて、フレームレートの向上と、血流成分とクラッタ成分との分離能向上とをともに達成することができるものである。まず、カラーフローマッピングのフレームレートの向上に関して、超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り返し、各サンプル点ごとに所定の周期で得られたドプラデータからＭＴＩフィルタを介して比較的高周波の血流成分を得るもので、つまり、フレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでを個々に１回づつ送受信するのに要する所定の周期で繰り返しカラーフローマッピング（２次元カラー血流画像）が得られるものである。また、カラーフローマッピングにおいて、従来のように、各ラスタについて少なくとも２回ずつ送受信を繰り返しながらラスタを順次切換えていく場合、ドプラ信号をこの場合では２回の有限長で扱わざるを得なかったが、本発明では、各サンプル点では、フレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでを個々に１回づつ送受信するのに要する所定の周期で継続的に無限長でにドプラデータが得られ、それをそのまま無限長データとして再帰型フィルタで扱うことができ、したがって、過渡応答の問題は生じることなく、１フレーム分のスキャンがある程度繰り返された以後では、血流成分とクラッタ成分とのクロストークが完全に排除され、クラッタ成分を確実に除去し、血流成分だけを有効に抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る超音波診断装置のブロック図。
【図２】図１のＭＴＩフィルタの回路図。
【図３】図１のフレーム間フィルタの回路図。
【図４】１フレームを構成するラスタの模式図。
【図５】第１実施例によるスキャン手順を示すタイムチャート。
【図６】第１実施例の動作説明図。
【図７】クラッタ成分、血流成分のスペクトルを示す図。
【図８】カラーアンギオデータの２次元分布（カラーアンギオ画像）が表示される周期を示す図。
【図９】第２実施例による超音波診断装置のブロック図。
【図１０】Ｂモードの１フレームを構成するラスタとＣＦＭモードの１フレームを構成するラスタとを示す図。
【図１１】第２実施例のスキャン手順を示すタイムチャート。
【図１２】カラーアンギオ画像とＢモード画像とが得られる周期を示す図。
【図１３】第３実施例による超音波診断装置のブロック図。
【図１４】図１３のデータ推定回路の回路図。
【図１５】第３実施例によるはスキャン手順を示すタイムチャート。
【図１６】第３実施例の動作説明図。
【図１７】カラーアンギオ画像とＢモード画像が得られる周期を示す図。
【図１８】第４実施例による超音波診断装置のブロック図。
【図１９】図１８の補間演算部のブロック図。
【図２０】第４実施例による１サイクル分のスキャンの手順を示す図。
【図２１】第４実施例の動作説明図。
【符号の説明】
１…システムコントローラ、 ２…プローブ、
３…送信系、 ３Ａ…パルス発生器、
３Ｂ…送信遅延回路、 ３Ｃ…パルサ、
４…受信系、 ４Ａ…プリアンプ、
４Ｂ…受信遅延回路、 ４Ｃ…加算器、
６…カラーフローマッピング処理系、６Ａ…位相検波回路、
６Ｂ…アナログディジタルコンバータ、６Ｃ…ＭＴＩフィルタ、
６Ｄ…自己相関器、 ６Ｅ…演算部、
６Ｆ…パワー算出部、 ６Ｇ…フレーム間フィルタ、
７…表示部、 ７Ａ…ディジタルスキャンコンバータ、
７Ｂ…カラー処理回路、 ７Ｃ…ディジタルアナログコンバータ、
７Ｄ…カラーモニタ、 ８…操作スイッチ、
９…スキャンコントローラ。

Claims (6)

1. 被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号からドプラ効果による周波数偏移に基づいて血流情報の２次元分布を生成する超音波診断装置において、
   前記超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り返すスキャン手段と、
   前記スキャン手段によりを用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する生成手段とを具備し、
   前記生成手段は、前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジタル化して各サンプル点ごとに前記所定の周期で得られたドプラデータを得る手段と、前記ドプラデータに基づいて比較的高周波の血流成分を各サンプル点ごとに得るハイパス特性を有するＭＴＩフィルタと、前記血流成分から前記血流情報を求める手段とを含み、
   前記ＭＴＩフィルタは、前記所定の周期で繰り返し得られる前記ドプラデータを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタであることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記生成手段は、前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号から血球による散乱の強さを表すパワーを前記断面内の複数の点について求める手段と、前記パワーを前記点毎にフレーム間フィルタ処理に供することにより前記血流情報を得る手段とを有することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置において、
   前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１のスキャンと、
   前記Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２のスキャンとを交互に所定の周期で繰り返すスキャン手段と、
   前記第１のスキャンで得られた複数フレーム分の反射信号を用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する第１の生成手段と、
   前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード像を前記第所定の周期で繰り返し生成する第２の生成手段とを具備し、
   前記第１の生成手段は、前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジタル化して各サンプル点ごとに前記所定の周期で得られたドプラデータを得る手段と、前記ドプラデータに基づいて比較的高周波の血流成分を得るハイパス特性を有するＭＴＩフィルタと、前記血流成分から前記血流情報を求める手段とを含み、
   前記ＭＴＩフィルタは、前記所定の周期で繰り返し得られる前記ドプラデータを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタであることを特徴とする超音波診断装置。
4. 前記第１の生成手段は前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号から血球による散乱の強さを表すパワーを前記断面内の複数の点について求める手段と、前記パワーを前記点毎にフレーム間フィルタ処理に供することにより前記血流情報を得る手段とを有することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
5. 被検体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置において、
   前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１のスキャンを第１の周期で所定回数繰り返し、前記第１のスキャンに続いて前記Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎にフレームを構成する１番目のラスタから最後のラスタまでラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２のスキャンを行うというサイクルを第２の周期で繰り返すスキャン手段と、
   前記第１のスキャンで得られた前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、
   前記ドプラ信号をディジタル化しドプラデータを得るディジタル化手段と、
   前記ディジタル化手段でディジタル化された前記ドプラデータに基づいて前記第２のスキャンが行われている間のドプラデータを推定する推定手段と、
   前記ディジタル化手段でディジタル化されたドプラデータと前記推定手段で推定されたドプラデータとに基づいて比較的高周波の血流成分を得るハイパス特性を有するＭＴＩフィルタと、
   前記血流成分から前記血流情報の２次元分布を前記第１の周期で繰り返し生成する生成手段とを有する手段と、
   前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード像を前記第２の周期で繰り返し生成する手段とを具備し、
   前記ＭＴＩフィルタは前記ディジタル化手段でディジタル化され各サンプル点ごとに前記所定の周期で得られたドプラデータと前記推定手段で推定されたドプラデータとを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタであることを特徴とする超音波診断装置。
6. 前記生成手段は前記血流成分から血球による散乱の強さを表すパワーを前記断面内の複数の点について求める手段と、前記パワーを前記点毎にフレーム間フィルタ処理に供することにより前記血流情報を得る手段とを有することを特徴とする請求項５記載の超音波診断装置。

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