JP4074705B2

JP4074705B2 - Ultrasonic diagnostic equipment

Info

Publication number: JP4074705B2
Application number: JP10931798A
Authority: JP
Inventors: 哲也横田
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 1998-04-20
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2018-04-20
Also published as: JPH11299785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を生体内に送波し生体内からの反射超音波を受信して受信信号を得、その受信信号に基づく画像を表示する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体、特に人体内に超音波を送波し人体内の各組織で反射して戻ってきた超音波を受信してその受信信号による生体内の画像を生成する超音波診断装置が、従来から、生体内部の疾患の診断に役立てられている。
このような超音波診断装置に組み込まれる機能の一つにいわゆるカラードプラモードがある。カラードプラモードとは、超音波が被検体内の血流で反射するとその反射超音波はその血流の方向および速度に応じた周波数偏移を受けるというドプラ現象を利用し、生体内に超音波パルスを繰り返し送波し各送波ごとの反射超音波を受信し、反射超音波のうちの周波数偏移を受けた成分を抽出して各点の血流の方向および速度を求め、例えば超音波の送受信を担う超音波プローブに近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の血流を青、それらの輝度で血流速度をあらわした断層像（カラードプラ画像）を表示するモードである。このカラードプラ画像は、通常、生体内組織の断層像（Ｂモード像）に重畳されて表示される。またこれと一緒に、以下に説明する原理により求められる解析可能な最大血流速度も数値で表示される。
【０００３】
生体内における血流による超音波のドプラ効果を定量的に記述すると、
Δｆ＝２・ｆ_c ・（ｖ／Ｃ）・ｃｏｓθ ……（１）
で近似される。ここで、
Δｆ：受信超音波の偏移周波数
ｆ_c ：送信超音波の周波数
ｖ：血流速度
Ｃ：生体中での音速
θ ：血流方向に対する超音波入射角
である。
【０００４】
（１）より血流速度ｖを求めると、
ｖ＝（Ｃ／２・ｆ_c ）・Δｆ／ｃｏｓθ ……（２）
となる。
折り返しを起こさずに解析可能な最大周波数偏移ｆ_max は、超音波パルスの繰り返し周波数ＰＲＦ（ＰｕｌｓｅＲｅｐｅｔｉｔｉｏｎＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対して
ｆ_max ＝ＰＲＦ／２ ……（３）
であることが、ナイキスト定理により知られており、解析可能な最大血流速度をＶ_max とすると、（１），（３）式より、
Ｖ_max ＝（Ｃ／４・ｆ_c ）・ＰＲＦ／ｃｏｓθ ……（４）
が得られる。
【０００５】
血流速度ｖや解析可能な最大血流速度Ｖ_max は、（２），（４）式に示されるように角度θに依存するが、カラードプラ画像においては、通常、断層面内においてある程度の広がりをもった二次元領域内の多数の点についての血流速度分布が表示されるので、血流と超音波ビームのなす角度の影響は無視され、カラードプラ画像には、全て超音波パルスの進行方向の流速成分が反映される。したがってカラードプラ画像上には、（４）式においてθ＝０とおいた、
Ｖ_max ’＝（Ｃ／４・ｆ_c ）・ＰＲＦ ……（５）
により算出されたＶ_max ’が最大血流速度として表示される。
【０００６】
すなわち、カラードプラモードでは、現在、血流速度の定量的な評価は期待されておらず、あくまでも定性的な血流速度（近づくか、遠ざかるか）の観察を目的とするものにとどまっている
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
カラードプラ画像上で、超音波プローブに近づく方向の血流は赤で表示され、遠ざかる方向の血流は青で表示されるように構成したとき、超音波パルスの繰り返し周波数（ＰＲＦ）によって制限される解析可能な最大血流速度を越える血流に対しては、折り返し現象が起きて、その折り返しにより色相が逆転し、超音波プローブに近づく方向の血流が青、遠ざかる方向の血流が赤で表示されるという効果を生じることが知られており、この折り返し現象を逆に利用すると、心腔内における血流の逆流など、高速な異常血流を容易に識別することができる。この場合は、高速血流の存在だけでなく、その血流の速度の定量的な解析も可能となる。すなわち、折り返し現象は最大流速を越える流速に対して生じ、その最大流速は超音波パルスの繰り返し周波数ＰＲＦに物理的に対応しており、ＰＲＦは所定の範囲内で任意に設定できるので、その折り返し現象がぎりぎり生じるようにＰＲＦを調整しそのときの最大流速の表示を見ることによってその高速血流の流速を定量的に評価することができる。
【０００８】
ここで問題となるのはカラードプラ画像上に表示される色相が表現するのは、（２）式でθ＝０とした式
ｖ＝（Ｃ／２・ｆ_c ）・Δｆ ……（６）
に基づいてドプラ偏移周波数Δｆから解析した血流速度であり、この血流速度は、超音波パルスの送受信方向の成分であるということである。従って、超音波パルスの送受信方向に平行でないｃｏｓθ＜１である血流の場合には、（２）式より分かるように、θ＝０とした（６）式より算出した値では、実際よりも低い速度に評価される。その結果、色相で表現されている血流速度は、たまたま血流方向が超音波パルスの送受信方向に一致した一部の例外的な領域を除き実際の血流速度よりも低く評価されている。
【０００９】
最大血流速度に関しても同様であり、θ＝０とした（５）式より算出したＶ_max ’が表示されることから、実際の血流速度よりも遅い血流速度で折り返しが起きているように誤解され易く、前述のような手法で高速血流の速度を定量的に求めた時、誤った血流速度が求められ診断を誤る可能性が生じる。
本発明は、上記事情に鑑み、解析可能な正しい最大血流速度を表示することのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の超音波診断装置は、生体内に超音波を送波し生体内で反射して戻ってきた超音波を受信して受信信号を得、この受信信号に基づいて、所定の表示画面上に生体の断層面の画像を表示する超音波診断装置において、
表示画面上に、生体の断層面内の所定の二次元領域内の血流速度分布をあらわす画像を表示する第１のモードを有し、
上記受信信号に基づいて、上記二次元領域内の血流速度分布を求める第１の血流速度分布演算部と、
超音波送受信の繰り返し周波数に応じて定まる解析可能な最大血流速度を求める最大血流速度演算部と、
この第１のモードにおいて、第１の血流速度分布演算部により求められた血流速度分布をあらわす画像と最大血流速度演算部により求められた最大血流速度を表示画面上に表示する表示部と、
この第１のモードにおいて、二次元領域内に関心点を指定する第１の操作子と、
この第１のモードにおいて、上記第１の操作子により指定された関心点における血流方向を指定する第２の操作子とを備え、
最大血流速度演算部が、上記第１の操作子および上記第２の操作子の操作による、関心点および血流方向の指定を受けて最大血流速度を補正するものであり、
上記表示部が、最大血流速度演算部で補正された後の最大血流速度を表示するものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の超音波診断装置は、第１のモード（前述したカラードプラモード）において二次元領域（カラードプラ画像が表示された領域）内に、関心点と、その関心点における血流方向を指定し、その関心点における指定された血流方向に基づいて、解析的な最大血流速度を補正して表示するものであり、正しい最大血流速度が表示され、前述のように折り返し現象を利用して高速血流の速度を求めたとき、正しい血流速度が求められ、血流速度の誤解による誤診が防止される。
【００１２】
ここで、上記本発明の超音波診断装置において、上記表示部が、上記第１のモードにおける血流速度分布をあらわす画像上に、上記第１の操作子および上記第２の操作子の操作により指定された関心点および血流方向をあらわす図形を表示するものであることが好ましい。
この図形の表示により、関心点および血流速度を容易に指定することができ、かつ指定ミスが防止される。
【００１３】
また、上記本発明の超音波診断装置において、上記第１の操作子として、表示画面上の位置を指定するポインティングデバイス、例えばトラックボールやマウス等を備えると、表示画面上に関心点を容易に指定することができる。
さらに、上記本発明の超音波診断装置が、表示画面上に、生体内に指定された一点の血流速度の時間変化をあらわす画像を表示する第２のモードを有し、
この第２のモードにおいて生体の断層面内に血流計測点を指定する第３の操作子と、
この第２のモードにおいて、上記第３の操作子により指定された血流計測点における血流方向を指定する第４の操作子と、
上記第３の操作子および上記第４の操作子の操作による、血流計測点および血流方向の指定を受けて、その血流計測点の血流速度分布を、第１の血流速度分布演算部における血流速度の演算能力よりも定量的な解析が可能な第２の血流速度分布演算部とを備え、
上記表示部が、この第２のモードにおいて、第２の血流速度分布演算部により求められた血流計測点の血流速度分布の時間変化をあらわす画像を表示するものであり、
このような第２のモードを備えた場合に、上記第１のモードにおける上記第１の操作子とこの第２のモードにおける上記第３の操作子が、物理的には１つの操作子が兼用されたものであって、さらに上記第１のモードにおける上記第２の操作子とこの第２のモードにおける上記第４の操作子が、物理的には１つの操作子が兼用されたものであることが好ましい。
【００１４】
この第２のモードは、通常、パルスドプラモードと呼ばれる。
このパルスドプラモードは、血流の定量的な計測を目的としており、従来より、その血流計測点の指定のほか、その血流計測点における血流方向の指定が行われている。
このようなパルスドプラモードを有する超音波診断装置においては、上記第３の操作子としては表示画面上に血流計測点を指定するのに適した操作子が採用されており、上記第４の操作子としては、その指定された血流計測点における血流方向の指定に適した操作子が採用されている。そこで、本発明の特徴を含む第１のモード（カラードプラモード）において、それら第３の操作子および第４の操作子を、それぞれ第１の操作子および第２の操作子として用いることができ、このように操作子を兼用することによって、操作性の向上、コストダウン、装置の小型化を図ることができる。
【００１５】
さらに、上記本発明の超音波診断装置が、表示画面上に、生体内における超音波の進行方向に沿う一本の走査線上の広い範囲での血流速度分布の時間変化をあらわす画像を表示する第３のモードを有し、
この第３のモードにおいて、生体の断層面内に、超音波のフォーカス点を指定する第５の操作子と、
この第３のモードにおいて、上記第５の操作子により指定されたフォーカス点における血流方向を指定する第６の操作子と、
上記第５の操作子および上記第６の操作子の操作による、フォーカス点および血流方向の指定を受けて、そのフォーカス点を通る血流計測走査線上の広い範囲での血流速度分布を求める第２の血流速度分布演算部とを備え、
上記表示部が、この第３のモードにおいて、第２の血流速度分布演算部により求められた血流計測走査線上の広い範囲での血流速度分布の時間変化をあらわす画像を表示するものであり、
このような第３のモードを備えた場合に、上記第１のモードにおける上記第１の操作子とこの第３のモードにおける上記第５の操作子が、物理的には１つの操作子が兼用されたものであって、さらに上記第１のモードにおける上記第２の操作子とこの第３のモードにおける上記第６の操作子が、物理的には１つの操作子が兼用されたものであることが好ましい。
【００１６】
この第３のモードは、通常、連続波ドプラモードと呼ばれており、連続波の超音波が用いられる。このような連続波ドプラモードを有する超音波診断装置においては、パルスドプラモードを有する超音波診断装置の場合と同様、上記第５の操作子としては、表示画面上にフォーカス点を指定するのに適した操作子が採用されており、上記第６の操作子としては、その指定されたフォーカス点における血流速度の指定に適した操作子が採用されている。そこで、それら第５の操作子および第６の操作子を、本発明の特徴を含む第１のモード（カラードプラモード）においては、第１の操作子および第２の操作子として用いることができ、操作子をこのように兼用することによって、パルスドプラモードを有する超音波診断装置において上記の第３の操作子および第４の操作子を第１のモードにおいて第１の操作子および第２の操作子として用いた場合と同様、操作性の向上、コストダウン、装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。ここでは先ず、このブロック図を参照して、本実施形態の超音波診断装置全体の概要について説明する。以下、各部の作用ないし機能の説明はあとにまわし、先ずは、この超音波診断装置の構成について説明する。
【００１８】
この超音波診断装置の本体部１０は、大別して、制御部１００、信号処理部２００、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、表示制御部５００、生体信号アンプ部６００から構成されている。制御部１００は、ＣＰＵ部１０１とビームスキャン制御部１０２からなり、ＣＰＵ部１０１には、操作パネル７０１、一体的に構成されたタッチパネル７０２とＥＬ表示器７０３、およびフロッピィディスク装置７０４が接続されている。
【００１９】
また、信号処理部２００は、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、ビームフォーマ部２０３、コントロールインターフェイス部２０４、演算部２０５、およびドプラシグナル処理部２０６から構成されており、コントロールインターフェイス部２０４と、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプラシグナル処理部２０６は、制御ライン２０７で結ばれている。また、コントロールインターフェイス部２０４と演算部２０５は制御ライン２０８で結ばれており、さらに、受信ディレイ制御部２０２とビームフォーマ部２０３は制御ライン２０９で結ばれている。信号処理部２００を構成する送受信部２０１には、超音波プローブ２０が、着脱自在に、ここでは最大４本まで接続される。
【００２０】
また、ディジタルスキャンコンバータ部３００には、白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー／パワー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３が備えられている。
また、ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラー／パワードプラ解析部４０２が備えられている。
【００２１】
さらに、表示制御部５００は、ここでは１つのブロックで示されており、この表示制御部５００には、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）７０６、観察用テレビモニタ７０７、およびスピーカ７０８が接続されている。
また、生体信号アンプ部６００も、表示制御部５００と同様、ここでは１つのブロックで示されており、この生体信号アンプ部６００には、ＥＣＧ電極ユニット７０９、心音マイク７１０、および脈波用トランスデューサ７１１が接続されている。
【００２２】
さらに、この超音波診断装置には、電源部８００が備えられている。この電源部８００は、商用電源に接続され、この超音波診断装置各部に必要な電力を供給する。
また、本体部１０は、ＣＰＵバス９０１を有しており、このＣＰＵバス９０１は、制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１およびビームスキャン制御部１０２と、信号処理部２００を構成するコントロールインターフェイス部２０４と、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー／パワー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３と、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラー／パワードプラ解析部４０２と、さらに表示制御部５００とを接続している。また、この本体部１０は、エコーバス９０２を有しており、このエコーバス９０２は、信号処理部２００を構成する演算部２０５で生成される画像データを、ディジタルスキャンコンバータ部３００に供給する。また、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラー／パワードプラ解析部４０２で生成されたデータも、エコーバス９０２を経由してディジタルスキャンコンバータ部３００に供給される。さらに、この本体部１０は、ビデオバス９０３を有しており、このビデオバス９０３は、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー／パワー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３のいずれかで生成されたデータを表示制御部５００に伝達する。
【００２３】
操作パネル７０１は、多数のキーを備えたキーボードや操作子群等からなり、この操作パネル７０１を操作するとその操作情報がＣＰＵ部１０１で検知され、その操作情報に応じた指令が、その指令に応じて、ビームスキャン制御部１０２、コントロールインターフェイス部２０４、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、あるいは表示制御部５００に伝達される。
【００２４】
尚、この図１に示す操作パネル７０１には、操作子群を構成する操作子の一部として、本実施形態における、本発明の特徴的な部分の説明に必要な操作子、すなわち、モード切替操作子７０１１、血流方向指定ダイヤル７０１２、ＰＲＦ設定ダイヤル７０１３、およびトラックボール７０１４のみ明示されている。各操作子の機能については必要な都度説明する。
【００２５】
ＥＬ表示部７０３は、ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示画面を有し、また、ＣＰＵ部１０１は、そのＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面に表示するＥＬ用線画を作成するＥＬ用線画作成部を兼ねており、そのＣＰＵ部１０１で生成されたＥＬ用線画がＥＬ表示部７０３のＥｌ表示画面上に表示される。そのＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面上にはタッチパネル７０２が備えられており、そのタッチパネル７０２に指で触れるとそのタッチパネル７０２上の指で触れた位置をあらわす位置情報がＣＰＵ部１０１に伝達される。このタッチパネル７０２およびＥＬ表示器７０３は、例えば、操作パネル７０１の操作により、この超音波診断装置に、ある１つのモードに関するパラメータを設定する旨指示すると、ＣＰＵ１０１により、その１つのモード用に設定すべき多数のパラメータ一覧がＥＬ表示部７０３に表示され、タッチパネル７０２を指で触れて所望のパラメータを設定するなど、この超音波診断装置への各種の指示を入力し易いように構成されたものである。
【００２６】
フロッピィディスク装置７０４は、図示しないフロッピィディスクが装脱自在に装填され、その装填されたフロッピィディスクをアクセスする装置であって、ＣＰＵ部１０１により、オペレータが操作パネル７０１やタッチパネル７０２の操作により行なった指示がそのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクに書き込まれ、この超音波診断装置への電源投入時、あるいは操作パネル７０１の操作により初期状態へのリセットが指示された時に、そのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクからそこに書き込まれている各種の指示情報がＣＰＵ部１０１に入力され、ＣＰＵ部１０１は、その指示情報に応じて各部を初期状態に設定する。これは、この超音波診断装置を稼働させるにあたって必要となる、操作パネル７０１やタッチパネル７０２から設定すべきパラメータ等が多数存在し、例えば電源投入のたびにそれら多数のパラメータ等を設定し直すのは極めて大変であり、このためフロッピィディスクに初期状態のパラメータ等を書き込んでおいて、電源投入時や初期状態へのリセットが指示された時には、そのフロッピィディスクに書き込まれているパラメータ等を読み込んでそれらのパラメータ等に応じて各部を設定することにより、パラメータ等の設定効率化を図るというものである。
【００２７】
制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１は、上述のように、主としてマン・マシンインターフェイスの役割りを担っているのに対し、同じく制御部１００を構成するビームスキャン制御部１０２は、主として、この超音波診断装置による超音波の送受信のタイミング等、リアルタイム性が要求される制御を担当している。この超音波診断装置で超音波の送受信を行なう時には、信号処理部２００を構成する各部を制御するためのデータがビームスキャン制御部１０２からＣＰＵバス９０１を経由して信号処理部２００のコントロールインターフェイス部２０４に伝達され、このコントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２０７を経由して、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプラシグナル処理部２０６を制御し、また、このコントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２０８を介して演算部２０５を制御し、さらに受信ディレイ制御部２０２は、コントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて、制御ライン２０９を介してビームフォーマ部２０３を制御する。
【００２８】
送受信部２０１には、超音波プローブ２０が接続されている。この超音波プローブには、例えばリニア走査型超音波プローブ、コンベックス走査型超音波プローブ、セクタ走査型超音波プローブ、また特殊な超音波プローブとしては、体腔内に挿入されるタイプの超音波プローブ、さらには、これら各種の超音波プローブについて、使用される超音波の周波数の相違による種別等、多種類の超音波プローブが存在する。超音波プローブを本体部１０に装着するにはコネクタ（図示せず）が用いられるが、本体部１０側には超音波プローブを接続するためのコネクタが取り付けられており、前述したように、多種類の超音波プローブのうち最大４本まで同時装着が可能である。超音波プローブを本体部１０に装着すると、どの種類の超音波プローブが装着されたかをあらわす情報が本体部１０で認識できるように構成されており、その情報は、制御ライン２０７、コントロールインターフェイス部２０４、およびＣＰＵバス９０１を経由してＣＰＵ部１０１に伝えられる。一方、操作パネル７０１からは、この超音波診断装置を使用するにあたり、今回、本体部１０側のコネクタに接続されたどの超音波プローブを使用するか指示が入力される。その指示は、ＣＰＵバス９０１を経由してビームスキャン制御部１０２に伝えられ、そのビームスキャン制御部１０２から、使用する超音波プローブに応じたデータが、ＣＰＵバス９０１、コントロールインターフェイス部２０４、制御ライン２０７を経由して送受信部２０１に伝達され、送受信部２０１は、上記のようにして指示された超音波プローブ２０に対し、以下に説明するように高電圧パルスを送信して超音波を送信し、その超音波プローブで受信された信号を受け取る。ここでは、図１に１つだけ示す超音波プローブ２０が超音波送受信のために選択されたものとする。
【００２９】
図１に示す超音波プローブ２０はいわゆるセクタ走査型の超音波プローブであり、その先端には、複数の超音波振動子２１が配列されており、超音波の送受信にあたっては、生体（特に人体）１の体表に超音波振動子２１が当てられる。その状態で、送受信部２０１から複数の超音波振動子２１それぞれに向けて超音波送信用の各高電圧パルスが印加される。複数の超音波振動子２１それぞれに印加される各高電圧パルスは、コントロールインターフェイス部２０４の制御により相対的な時間差が調整されており、これら相対的な時間差がどのように調整されるかに応じて、これら複数の超音波振動子２１から、生体１の内部に延びる複数の走査線２のうちのいずれか一本の走査線に沿って、生体内部の所定深さ位置に焦点が結ばれた超音波パルスビームが送信される。
【００３０】
この送信される超音波パルスビームの属性、すなわち、その超音波パルスビームの方向、焦点の深さ位置、中心周波数等は、ビームスキャン制御部１０２からＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインターフェイス部２０４に伝えられた制御データにより定まる。
この超音波パルスビームは生体１の内部を進む間にその１本の走査線上の各点で反射して超音波プローブ２０に戻り、その反射超音波が複数の超音波振動子２１で受信される。この受信により得られた複数の受信信号は、送受信部２０１に入力されて送受信部２０１に備えられた複数のプリアンプ（図示せず）でそれぞれ増幅された後ビームフォーマ部２０３に入力される。このビームフォーマ部２０３には、多数の中間タップを備えたアナログ遅延線が備えられており、受信ディレイ制御部２０２の制御により、送受信部２０１から送られてきた複数の受信信号がアナログ遅延線のどの中間タップから入力されるかが切り換えられ、これにより、それら複数の受信信号が相対的に遅延されるとともに互いに電流加算される。ここで、それら複数の受信信号に関する相対的な遅延パターンを制御することにより、生体１の内部に延びる所定の走査線に沿う方向の反射超音波が強調され、かつ生体１の内部の所定深さ位置に焦点が結ばれた、いわゆる受信超音波ビームが形成される。ここで、超音波は、生体１内部を、信号処理の速度と比べてゆっくりと進むため、１本の走査線に沿う反射超音波を受信している途中で生体内のより深い位置に焦点を順次移動させる、いわゆるダイナミックフォーカスを実現することもでき、この場合、超音波パルスビーム１回の送信に対応する１回の受信の間であっても、その途中で時間的に順次に、受信ディレイ制御部２０２により、各超音波振動子で得られた各受信信号が入力される、アナログ遅延線の各タップが切り換えられる。
【００３１】
この受信超音波ビームの属性、すなわち受信超音波ビームの方向、焦点位置等についても、ビームスキャン制御部１０２からＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインターフェイス部２０４に伝えられ、さらに制御ライン２０７を経由して受信ディレイ制御部２０２に伝えられてきた制御データにより定められ、受信ディレイ制御部２０２はそのようにして伝えられてきた制御データに基づいて、ビームフォーマ部２０３を制御する。
【００３２】
尚、上記説明では、超音波振動子２１には高電圧パルスを与え、超音波パルスビームを送信する旨説明したが、この場合、前述したように超音波は信号処理速度と比べるとゆっくりと生体内を進むため、超音波振動子２１に高電圧パルスを印加した時点を起点とし、超音波振動子２１で反射超音波を受信する時点までの時間により、その時点で得られた信号が生体内のどの深さ位置で反射した反射超音波に対応する信号であるかを知ることができる。すなわち、送信される超音波がパルス状のものであることにより、生体の深さ方向に分解能を持つことになる。通常は、このように、超音波振動子２１には高電圧パルスが印加されるが、特殊な場合には、生体内の深さ方向に分解能を持たないことを許容し、超音波振動子２１に連続的に繰り返す高電圧パルス列信号を印加して生体内に連続波としての超音波ビームを送信することもある。
【００３３】
ただし、以下においても、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１の説明の際に連続波に言及する場合を除き、パルス状の超音波ビームを送信するものとして説明する。
送受信部２０１およびビームフォーマ部２０３は、上記のようにして、生体１内部の複数の走査線２のそれぞれに沿って順次に超音波パルスビームの送信と受信とを繰り返し、これにより生成される各走査線に沿う受信超音波ビームをあらわす受信信号が演算部２０５に順次入力される。この演算部２０５では、入力された受信信号が対数圧縮され、検波され、さらに、操作パネル７０１を操作することにより指定された、生体１内部のどの深さ領域までの画像を表示するかという指定（つまり生体内部の浅い領域のみの画像を表示すればよいのか、あるいはどの程度深い領域までの画像を表示する必要があるかという指定）に応じたフィルタリング処理等が施され、さらにＡ／Ｄ変換器によりディジタルの受信信号に変換されて、そのディジタルの受信信号が演算部２０５から出力される。この演算部２０５から出力された受信信号は、エコーバス９０２を経由して、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１に入力される。この白黒用スキャンコンバータ３０１では、表示用の各画素に対応したデータを生成するための補間演算処理が施され、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力される。この表示制御部５００は、複数の走査線２で規定される生体断層面内の超音波反射強度分布によるＢモード画像を観察用テレビモニタ７０７に表示する。その際、必要に応じて、操作パネル７０１から入力された患者名や撮影年月日、撮影条件等も、そのＢモード画像に重畳されて表示される。表示制御部５００にはフレームメモリが備えられており、そのフレームメモリを順次書き換えることにより、Ｂモード画像として、生体１内部が動いている様子をあらわす動画像を表示することもでき、あるいは、フレームメモリの書き換えを停止することによりある時点における静止画像（フリーズ画像）を表示することもできる。さらには、生体信号アンプ部６００からの同期信号に基づいて、フレームメモリの書き換えのタイミングを制御することにより、生体の心臓の動きに同期した、その心臓の動きの、ある位相における画像を表示することもできる。
【００３４】
生体信号アンプ部６００には、生体（人体）１の心電波形を得るためのＥＣＧ電極ユニット７０９、心音をピックアップする心音マイク７１０、人体の脈をとらえる脈波用トランスデューサ７１１が接続されており、生体信号アンプ部６００では、これらのうちのいずれか１つもしくは複数のセンサに基づいて同期信号が生成され、表示制御部５００に送られる。
【００３５】
また表示制御部５００には、観察用テレビモニタ７０７のほか、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）７０６が接続されており、表示制御部５００は、オペレータからの指示に応じて、観察用テレビモニタ７０７に表示された画像をプリンタ７０５ないしはＶＴＲ７０６に出力する。
再度、信号処理部２００の説明から始める。
【００３６】
生体内部に延びるある一本の走査線上の超音波反射情報の時間変化を知ろうとするときは、オペレータによりモード切替操作子７０１１が操作されてＭモードが指定されるとともに、トラックポール７０１３の操作により関心のある一本の走査線が指定され、これらの指定を受けて、その関心のある一本の走査線に沿って超音波が繰り返し送受信され、その１本の走査線に沿う生体の受信超音波ビームをあらわすデータがエコーバス９０２を経由してスクロール用スキャンコンバータ３０３に入力される。このスクロール用スキャンコンバータ３０３は、縦方向にその１本の走査線に沿う生体の深さ方向の超音波反射強度分布、横軸が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像（Ｍモード画像）をあらわすデータが生成され、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力され、例えば観察用テレビモニタ７０７に、そのデータに基づく画像が表示される。尚、表示制御部５００は、白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード画像とスクロール用スキャンコンバータ３０３から送られてきたＭモード画像とを横に並べる機能や、Ｂモード画像に、後述するカラードプラ画像をあるいはパワードプラ画像を重畳する機能も有しており、観察用テレビモニタ７０７には、オペレータからの指示に応じて、複数の画像が並べて表示され、あるいは複数の画像が重畳して表示される。
【００３７】
もう一度、信号処理部２００の説明に戻る。
信号処理部２００を構成するドプラシグナル処理部２０６は、生体１内部の血流分布や、ある一点、ないしある１本の走査線上の血流速度を求めるための構成要素であり、このドプラシグナル処理部２０６では、ビームフォーマ部２０３で生成された受信超音波ビームをあらわす受信信号に、いわゆる直交検波が施され、さらにＡ／Ｄ変換によりディジタルデータに変換される。ドプラシグナル処理部２０６から出力された直交検波後のデータは、ドプラ処理部４００に入力される。ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラー／パワードプラ解析部４０２とが備えられており、ここでは、ドプラシグナル処理部２０６から出力されたデータは、カラー／パワードプラ解析部４０２に入力されるものとする。カラー／パワードプラ解析部４０２では、各走査線それぞれに沿って例えば８回ずつ超音波送受信を行なったときのデータに基づく自己相関演算により、オペレータにより指定された、Ｂモード画像上の関心領域（ＲＯＩ）内の血流速度分布や血流パワー分布をあらわすデータが求められる。ＲＯＩ内の血流速度分布や血流パワー分布をあらわすデータは、エコーバス９０２を経由してカラー／パワー用スキャンコンバータ３０２に入力される。このカラー／パワー用スキャンコンバータ３０２では、そのＲＯＩ内の血流分布をあらわすデータが表示用の画素を持つデータに変換され、そのデータは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力される。表示制御部５００では、白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード画像上の、トラックボール７０１３の操作により指定された関心領域（ＲＯＩ）に、例えば血流速度分布の場合、超音波プローブ２０に近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の血流を青、それらの輝度で血流速度をあらわしたカラードプラ画像を重畳して、観察用テレビモニタ７０７に表示する。このカラードプラ画像を生成して表示するモードはカラードプラモードと呼ばれ、本発明にいう第１のモードがこれに相当する。このカラードプラモードの指定はモード切替操作子７０１１の操作により行なわれる。このカラードプラ画像により、そのＲＯＩ内の血流速度分布の概要を把握することができる。これと同様に、Ｂモード像上のＲＯＩに血流パワー分布をあらわすパワードプラ画像を重畳して表示することもできる。このパワードプラ画像を生成して表示するモードはパワードプラモードと呼ばれる。
ここで、オペレータにより、そのＲＯＩ内のある１点もしくはある１本の走査線上の血流を詳細に観察する旨の要求が入力されると、今度は送受信部２０１により、その関心のある一点（本発明にいう血流計測点）を通る一本の走査線、もしくはその関心のある１本の走査線（本発明にいう血流計測走査線）に沿う方向に超音波の送受信が繰り返され、それにより得られた信号に基づいてドプラシグナル処理部２０６で生成されたデータが、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１に入力される。生体内のある一点の血流に関心があるときは、モード切替操作子７０１１を操作してパルスドプラモード（本発明にいう第２のモード）に切り替えるとともに、トラックボール７０１３を操作してＢモード画像上の一点（血流計測点）を指定し、さらに、血流方向指定ダイヤル７０１２をまわして血流方向を指定する。指定された血流計測点や血流方向は表示画面上にそれらをあらわす図形として表示される。このような指定を行なうと生体内にはパルス状の超音波ビームが送信される。一方、ある１本の走査線上の血流情報が広い範囲で抽出されることを許容しより速い流速範囲の血流情報を得たいときは、モード切替操作子７０１１を操作して連続波ドプラモード（本発明にいう第３のモード）に切り替えるとともに、トラックボール７０１３を操作してＢモード画像上の一点（本発明にいうフォーカス点）を指定し、さらに血流方向指定ダイヤル７０１２をまわして血流方向を指定する。指定されたフォーカス点や血流方向は表示画面上に図形として表示される。このような指定を行なうと、指定されたフォーカス点を通る血流計測走査線に沿うとともに、そのフォーカス点に焦点をもった連続波としての超音波ビームが送信される。
【００３８】
パルス／連続波ドプラ解析部４０１では、指定された血流計測点もしくは指定されたフォーカス点を通る血流計測走査線について多数回もしくは長時間超音波送受信を行なうことにより得られたデータに基づくＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）演算により、その血流計測点の血流情報あるいはその血流計測走査線上の広い範囲での血流情報が得られる。このパルス／連続波ドプラ解析部４０１で得られた血流情報をあらわすデータは、エコーバス９０２を経由して、スクロール用スキャンコンバータ３０３に入力され、スクロールスキャンコンバータ３０３では、縦軸が血流速度、横軸が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像をあらわすデータが生成される。このデータは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力され、観察用テレビモニタ７０７上に、例えば白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード画像と並べられて表示される。
【００３９】
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
図２は、図１に示すＣＰＵ部１０１における、本実施形態に特徴的な部分の構成を示した図である。ここには、ＣＰＵ部１０１で実行されるプログラムにより構成された、最大流速算出手段１０１１、カーソル入力手段１０１２、およびカーソル表示手段７０１３が明示されている。各手段の作用の説明は後にまわす。
【００４０】
図３は、図１に示す観察用テレビモニタ７０７の表示画面上に表示された、カラードプラモードにおける表示画像の概要を示す図である。
この図３には、表示画面７０７１上に、白黒画像で表示されたＢモード画像７０７１１、およびそのＢモード画像上のＲＯＩ内にカラーで表示されたカラードプラ画像７０７１２が表示されている。
【００４１】
カラードプラ画像７０７１２は、超音波プローブに近づく方向の血流が赤、遠ざかる方向の血流が青で表示され、かつそれらの輝度で血流速度が示されている。また、この表示画面７０７１の左上には、カラードプラ画像７０７１２の輝度スケール７０７１６が表示されている。この輝度スケール７０７１６は、上半分が赤、下半分が青であって、その輝度スケール７０７１６の中央線から上あるいは下に離れるほど輝度の高い赤あるいは青が表示されている。
【００４２】
この輝度スケール７０７１６の上部および下部には、その輝度スケール７０７１６で表現することのできる、解析可能な最大血流速度の数値表示７０７１７が示されている。ここで、この数値表示７０７１７は、通常は走査線に沿う方向の血流速度成分に関する最大血流速度を示している。ここで、操作パネル７０１（図１参照）のトラックボール７０１４を操作して、カラードプラ画像７０７１２内に関心点を指定し、血流方向指定ダイヤル７０１２を回して血流方向を指定する。すると、ＣＰＵ部１０１ではカーソル入力手段１０１２が動作し、トラックボール７０１４や血流方向指定ダイヤル７０１２の操作に応じて図３に示すカーソル７０７１５の位置や方向が決定され、カーソル表示手段１０１３および最大流速算出手段１０１１に通知される。カーソル表示手段１０１３はその通知を受けて、表示画面７０７１に関心点および血流方向を表示するよう表示制御部５００（図１参照）に指令を出し、表示制御部５００はその指令に基づいて表示画面７０７１上にそのカーソル７０１５を表示する。表示画面７０７１上にこのようなカーソル７０１５を表示することにより、関心点や血流方向の指定が容易となる。
【００４３】
一方、カーソル入力手段１０１２からの、カーソルの位置と方向の通知を受けた最大流速算出手段１０１１では、その最大流速算出手段１０１１を構成する送受信方向算出手段１０１１１により、その関心点を通る超音波の送受信方向、すなわち、図３に示す走査線７０７１４の方向が算出され、補正角算出手段１０１１２により、その算出された走査線７０７１４とカーソル７０７１５の方向（指定された血流の方向）との成す、最大血流速度を補正するための補正角θが算出され、最大流速補正手段１０１１３では、その算出された補正角θを、前述した（４）式に従って解析可能な最大血流速度に反映し、図２には示されていない、従来から存在する最大流速表示手段により、図３に示す数値表示７０７１７が書き換えられる。
【００４４】
ここで、操作パネル７０１上のＰＲＦ設定ダイヤル７０１３（図１参照）を回すと、ＰＲＦ（超音波パルスの繰り返し周波数）が変化し、この設定されたＰＲＦも前述した（４）式に従って最大血流速度に反映され、またＰＲＦの変更により折り返しが生じる血流速度が変化することから、色相の急激な変化（赤から青、あるいは青から赤）により高速血流の存在を知ることができる。そこで、高速流血の近傍に関心点を設定しその関心点における血流方向を指定することにより、高速血流の血流速度を正確に知ることができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、パルスドプラモードや連続波ドプラモードにおける、血流計測点やフォーカス点を指定するためのトラックボール７０１４を、そのまま、本発明の特徴であるカラードプラモードにおける関心点の指定用として用い、かつ、パルスドプラモードや連続波ドプラモードにおける、血流方向を指定するための血流方向指定ダイヤルル７０１２を、そのまま、カラードプラモードにおける血流方向の指定用として用いているため、操作子の数をむやみに増やすことなく、カラードプラモードにおける本発明の特徴が実現されている。
【００４６】
尚、ここでは、関心点の指定用にトラックボールを用いたが、関心点の指定用として、ここに例示したトラックボールや、あるいはマウスやタッチペン等の、ポインティングデバイスを採用することが好ましい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カラードプラモードにおいて正しい最大血流速度が表示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＣＰＵ部における、本実施形態に特徴的な部分の構成を示した図である。
【図３】図１に示す観察用テレビモニタの表示画面上に表示された、カラードプラモードにおける表示画像の概要を示す図である。
【符号の説明】
１生体
２走査線
１０本体部
２０超音波プローブ
２１超音波振動子
１００制御部
１０１ＣＰＵ部
１０２ビームスキャン制御部
２００信号処理部
３００ディジタルスキャンコンバータ部
４００ドプラ処理部
５００表示制御部
６００生体信号アンプ部
７０１操作パネル
７０７観察用テレビモニタ
１０１１最大流速算出手段
１０１２カーソル入力手段
１０１３カーソル表示手段
７０１１モード切替操作子
７０１２血流方向指定ダイヤル
７０１３ＰＲＦ設定ダイヤル
７０１４トラックボール
７０７１表示画面
１０１１１送受信方向算出手段
１０１１２補正角算出手段
１０１１３最大流速補正手段
７０７１１Ｂモード画像
７０７１２カラードプラ画像
７０７１４走査線
７０７１５カーソル
７０７１６輝度スケール
７０７１７数値表示[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits an ultrasonic wave into a living body, receives a reflected ultrasonic wave from the living body, obtains a received signal, and displays an image based on the received signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits an ultrasonic wave to a living body, particularly a human body, receives an ultrasonic wave reflected by each tissue in the human body and returns and generates an in-vivo image based on the received signal, It is useful for diagnosing diseases inside the living body.
One of the functions incorporated in such an ultrasonic diagnostic apparatus is a so-called color Doppler mode. Color Doppler mode uses the Doppler phenomenon that when ultrasonic waves are reflected by the blood flow in the subject, the reflected ultrasonic waves undergo a frequency shift according to the direction and speed of the blood flow. Pulses are repeatedly transmitted and reflected ultrasonic waves are received for each transmission, and components of the reflected ultrasonic waves that have undergone frequency shift are extracted to determine the direction and velocity of blood flow at each point. In this mode, the blood flow in the direction approaching the ultrasonic probe responsible for transmission / reception of red is red, the blood flow in the direction of moving away is blue, and a tomographic image (color Doppler image) representing the blood flow velocity with their brightness is displayed. This color Doppler image is usually displayed superimposed on a tomographic image (B-mode image) of in vivo tissue. Along with this, the maximum blood flow rate that can be analyzed obtained by the principle described below is also displayed numerically.
[0003]
Quantitatively describing the Doppler effect of ultrasound due to blood flow in the body,
Δf = 2 · f _c ・ (V / C) ・ cos θ (1)
Is approximated by here,
Δf: deviation frequency of received ultrasonic wave
f _c : Transmission ultrasonic frequency
v: Blood flow velocity
C: Speed of sound in the living body
θ: Angle of incidence of ultrasound with respect to blood flow direction
It is.
[0004]
When the blood flow velocity v is obtained from (1),
v = (C / 2 · f _c ) ・ Δf / cosθ (2)
It becomes.
Maximum frequency shift f that can be analyzed without aliasing f _max Is the ultrasonic pulse repetition frequency PRF (Pulse Repeat Frequency)
f _max = PRF / 2 (3)
It is known from the Nyquist theorem that the maximum blood flow velocity that can be analyzed is V _max Then, from equations (1) and (3),
V _max = (C / 4 · f _c ・ PRF / cosθ (4)
Is obtained.
[0005]
Blood flow velocity v and maximum blood flow velocity V that can be analyzed _max Depends on the angle θ as shown in the equations (2) and (4), but in a color Doppler image, a large number of points in a two-dimensional region having a certain extent in the tomographic plane are usually obtained. Since the blood flow velocity distribution is displayed, the influence of the angle between the blood flow and the ultrasonic beam is ignored, and the flow velocity component in the traveling direction of the ultrasonic pulse is reflected in the color Doppler image. Therefore, on the color Doppler image, θ = 0 in equation (4),
V _max '= (C / 4 · f _c ) ・ PRF ...... (5)
V calculated by _max 'Is displayed as the maximum blood flow velocity.
[0006]
In other words, in color Doppler mode, quantitative evaluation of blood flow velocity is not expected at present, but only for the purpose of observing qualitative blood flow velocity (whether approaching or moving away).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
On the color Doppler image, the blood flow in the direction approaching the ultrasound probe is displayed in red, and the blood flow in the direction of moving away is displayed in blue. This is limited by the repetition frequency (PRF) of the ultrasonic pulse. For blood flow that exceeds the maximum blood flow rate that can be analyzed, the folding phenomenon occurs, the hue reverses due to the folding, the blood flow in the direction approaching the ultrasound probe is blue, and the blood flow in the direction away is red If this folding phenomenon is used in reverse, it is possible to easily identify high-speed abnormal blood flow such as blood flow back flow in the heart chamber. In this case, not only the existence of the high-speed blood flow but also the quantitative analysis of the blood flow velocity becomes possible. That is, the folding phenomenon occurs for a flow velocity exceeding the maximum flow velocity, and the maximum flow velocity physically corresponds to the repetition frequency PRF of the ultrasonic pulse, and the PRF can be arbitrarily set within a predetermined range. The flow velocity of the high-speed blood flow can be quantitatively evaluated by adjusting the PRF so that the phenomenon is barely generated and viewing the display of the maximum flow velocity at that time.
[0008]
The problem here is that the hue displayed on the color Doppler image is expressed by the equation (2) where θ = 0.
v = (C / 2 · f _c ) ・ Δf …… (6)
Is the blood flow velocity analyzed from the Doppler shift frequency Δf, and this blood flow velocity is a component in the transmission / reception direction of the ultrasonic pulse. Therefore, in the case of blood flow where cos θ <1 that is not parallel to the transmission / reception direction of the ultrasonic pulse, as can be seen from equation (2), the value calculated from equation (6) with θ = 0 is larger than the actual value. Rated for low speed. As a result, the blood flow velocity expressed by hue is evaluated to be lower than the actual blood flow velocity except for some exceptional regions where the blood flow direction coincides with the transmission / reception direction of the ultrasonic pulse.
[0009]
The same applies to the maximum blood flow velocity, and V calculated from equation (5) with θ = 0. _max Because 'is displayed, it is easy to be misunderstood as if folding is occurring at a blood flow velocity that is slower than the actual blood flow velocity. An erroneous blood flow velocity is required, and there is a possibility of erroneous diagnosis.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of displaying a correct maximum blood flow velocity that can be analyzed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention that achieves the above object obtains a reception signal by transmitting an ultrasonic wave into a living body, receiving an ultrasonic wave reflected back in the living body, and based on this reception signal, In an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image of a tomographic plane of a living body on a predetermined display screen,
The display mode has a first mode for displaying an image representing a blood flow velocity distribution in a predetermined two-dimensional region in the tomographic plane of the living body,
A first blood flow velocity distribution calculation unit for obtaining a blood flow velocity distribution in the two-dimensional region based on the received signal;
A maximum blood flow velocity calculation unit for obtaining a maximum blood flow velocity that can be analyzed determined according to the repetition frequency of ultrasonic transmission and reception;
In this first mode, an image representing the blood flow velocity distribution obtained by the first blood flow velocity distribution calculation unit and the maximum blood flow velocity obtained by the maximum blood flow velocity calculation unit are displayed on the display screen. And
In the first mode, a first operator for designating a point of interest in the two-dimensional region;
In the first mode, the second operation element for specifying the blood flow direction at the point of interest specified by the first operation element,
The maximum blood flow velocity calculation unit corrects the maximum blood flow velocity in response to designation of a point of interest and a blood flow direction by operation of the first operation element and the second operation element.
The display unit displays the maximum blood flow velocity after being corrected by the maximum blood flow velocity calculation unit.
[0011]
The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention designates a point of interest and a blood flow direction at the point of interest in a two-dimensional area (area where a color Doppler image is displayed) in the first mode (the color Doppler mode described above). The correct maximum blood flow velocity is displayed based on the specified blood flow direction at the point of interest. The correct maximum blood flow velocity is displayed and the folding phenomenon is used as described above. Thus, when the velocity of the high-speed blood flow is obtained, the correct blood flow velocity is obtained, and misdiagnosis due to misunderstanding of the blood flow velocity is prevented.
[0012]
Here, in the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, the display unit operates on the image representing the blood flow velocity distribution in the first mode by operating the first operator and the second operator. It is preferable to display a graphic representing the designated interest point and blood flow direction.
By displaying this graphic, it is possible to easily designate the point of interest and the blood flow velocity, and to prevent mistakes in designation.
[0013]
In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, if the pointing device for specifying the position on the display screen, such as a trackball or a mouse, is provided as the first operator, the point of interest can be easily displayed on the display screen. Can be specified.
Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention has a second mode for displaying an image representing a temporal change in blood flow velocity at one point designated in the living body on the display screen,
A third operator for designating a blood flow measurement point in the tomographic plane of the living body in the second mode;
In the second mode, a fourth operator for designating a blood flow direction at the blood flow measurement point designated by the third operator;
In response to the designation of the blood flow measurement point and the blood flow direction by the operation of the third operation element and the fourth operation element, the blood flow velocity distribution at the blood flow measurement point is changed to the first blood flow velocity distribution. A second blood flow velocity distribution calculation unit capable of quantitative analysis rather than the blood flow velocity calculation capability in the calculation unit;
In the second mode, the display unit displays an image representing a temporal change in the blood flow velocity distribution at the blood flow measurement point obtained by the second blood flow velocity distribution calculator.
When such a second mode is provided, the first operator in the first mode and the third operator in the second mode are physically combined with one operator. Further, the second operator in the first mode and the fourth operator in the second mode are physically combined with one operator. It is preferable.
[0014]
This second mode is usually called a pulse Doppler mode.
This pulse Doppler mode is intended for quantitative measurement of blood flow. Conventionally, in addition to specifying the blood flow measurement point, the blood flow direction at the blood flow measurement point is specified.
In the ultrasonic diagnostic apparatus having such a pulse Doppler mode, an operator suitable for designating a blood flow measurement point on the display screen is adopted as the third operator, and the fourth operation is performed. As the child, an operator suitable for designating the blood flow direction at the designated blood flow measurement point is employed. Therefore, in the first mode (color Doppler mode) including the features of the present invention, the third operator and the fourth operator can be used as the first operator and the second operator, respectively. Thus, by using the operator as well, the operability can be improved, the cost can be reduced, and the apparatus can be downsized.
[0015]
Furthermore, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention displays an image representing a temporal change in blood flow velocity distribution over a wide range on one scanning line along the traveling direction of the ultrasonic wave in the living body on the display screen. Has a third mode,
In the third mode, a fifth operator for designating an ultrasonic focus point in the tomographic plane of the living body,
In the third mode, a sixth operator that designates the blood flow direction at the focus point designated by the fifth operator;
In response to designation of the focus point and the blood flow direction by the operations of the fifth and sixth operators, the blood flow velocity distribution in a wide range on the blood flow measurement scanning line passing through the focus point is obtained. A second blood flow velocity distribution calculation unit,
In the third mode, the display unit displays an image representing a temporal change in the blood flow velocity distribution in a wide range on the blood flow measurement scanning line obtained by the second blood flow velocity distribution calculating unit. Yes,
When such a third mode is provided, the first operator in the first mode and the fifth operator in the third mode are physically combined with one operator. Further, the second operation element in the first mode and the sixth operation element in the third mode are physically combined with one operation element. It is preferable.
[0016]
This third mode is usually called a continuous wave Doppler mode, and continuous wave ultrasonic waves are used. In the ultrasonic diagnostic apparatus having such a continuous wave Doppler mode, as in the case of the ultrasonic diagnostic apparatus having the pulse Doppler mode, the fifth operator is suitable for designating a focus point on the display screen. As the sixth operation element, an operation element suitable for designating the blood flow velocity at the designated focus point is employed. Accordingly, the fifth and sixth operators can be used as the first and second operators in the first mode (color Doppler mode) including the features of the present invention. By combining the operation elements in this way, in the ultrasonic diagnostic apparatus having the pulse Doppler mode, the third operation element and the fourth operation element are used as the first operation element and the second operation function in the first mode. As in the case of using as a child, the operability can be improved, the cost can be reduced, and the apparatus can be downsized.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention. Here, first, an overview of the entire ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment will be described with reference to this block diagram. Hereinafter, the operation or function of each part will be described later. First, the configuration of this ultrasonic diagnostic apparatus will be described.
[0018]
The main body 10 of this ultrasonic diagnostic apparatus is roughly composed of a control unit 100, a signal processing unit 200, a digital scan converter unit 300, a Doppler processing unit 400, a display control unit 500, and a biological signal amplifier unit 600. The control unit 100 includes a CPU unit 101 and a beam scan control unit 102, and an operation panel 701, an integrally configured touch panel 702, an EL display 703, and a floppy disk device 704 are connected to the CPU unit 101. Yes.
[0019]
The signal processing unit 200 includes a transmission / reception unit 201, a reception delay control unit 202, a beamformer unit 203, a control interface unit 204, a calculation unit 205, and a Doppler signal processing unit 206. The transmission / reception unit 201, the reception delay control unit 202, and the Doppler signal processing unit 206 are connected by a control line 207. The control interface unit 204 and the calculation unit 205 are connected by a control line 208, and the reception delay control unit 202 and the beam former unit 203 are connected by a control line 209. Up to four ultrasonic probes 20 are detachably connected to the transmission / reception unit 201 constituting the signal processing unit 200, here.
[0020]
The digital scan converter unit 300 includes a black and white scan converter 301, a color / power scan converter 302, and a scroll scan converter 303.
The Doppler processing unit 400 includes a pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and a color / power Doppler analysis unit 402.
[0021]
Further, the display control unit 500 is shown here as one block, and a printer 705, a VTR (video tape recorder) 706, an observation TV monitor 707, and a speaker 708 are connected to the display control unit 500. ing.
Similarly to the display control unit 500, the biological signal amplifier unit 600 is also shown as one block. The biological signal amplifier unit 600 includes an ECG electrode unit 709, a heart sound microphone 710, and a pulse wave transducer. 711 is connected.
[0022]
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus is provided with a power supply unit 800. The power supply unit 800 is connected to a commercial power supply and supplies necessary power to each unit of the ultrasonic diagnostic apparatus.
Further, the main body 10 has a CPU bus 901, and the CPU bus 901 includes a CPU unit 101 and a beam scan control unit 102 that constitute the control unit 100, and a control interface unit 204 that constitutes the signal processing unit 200. The black and white scan converter 301, the color / power scan converter 302, and the scroll scan converter 303 that constitute the digital scan converter unit 300, and the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and color / power that constitute the Doppler processing unit 400. A power Doppler analysis unit 402 and a display control unit 500 are connected. The main body unit 10 includes an echo bus 902, and the echo bus 902 supplies image data generated by the arithmetic unit 205 constituting the signal processing unit 200 to the digital scan converter unit 300. Data generated by the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and the color / power Doppler analysis unit 402 constituting the Doppler processing unit 400 is also supplied to the digital scan converter unit 300 via the echo bus 902. Further, the main unit 10 has a video bus 903. The video bus 903 is a monochrome scan converter 301, a color / power scan converter 302, and a scroll scan converter constituting the digital scan converter unit 300. The data generated in any one of 303 is transmitted to the display control unit 500.
[0023]
The operation panel 701 includes a keyboard having a large number of keys, a group of operators, and the like. When the operation panel 701 is operated, the operation information is detected by the CPU unit 101, and a command corresponding to the operation information is included in the command. In response, the data is transmitted to the beam scan control unit 102, the control interface unit 204, the digital scan converter unit 300, the Doppler processing unit 400, or the display control unit 500.
[0024]
Note that the operation panel 701 shown in FIG. 1 includes, as part of the operators constituting the operator group, the operators necessary for explaining the characteristic portions of the present invention in this embodiment, that is, mode switching. Only the operator 7011, the blood flow direction designation dial 7012, the PRF setting dial 7013, and the trackball 7014 are clearly shown. The function of each operator will be explained as needed.
[0025]
The EL display unit 703 has an EL (Electro Luminescence) display screen, and the CPU unit 101 also serves as an EL line drawing creation unit that creates an EL line drawing to be displayed on the EL display screen of the EL display unit 703. The EL line drawing generated by the CPU unit 101 is displayed on the El display screen of the EL display unit 703. A touch panel 702 is provided on the EL display screen of the EL display unit 703. When the touch panel 702 is touched with a finger, position information indicating the position touched with the finger on the touch panel 702 is transmitted to the CPU unit 101. . When the touch panel 702 and the EL display 703 are instructed to set parameters related to a certain mode to the ultrasonic diagnostic apparatus by operating the operation panel 701, for example, the CPU 101 sets the parameters for that mode. A list of many parameters to be displayed is displayed on the EL display unit 703, and a desired parameter is set by touching the touch panel 702 with a finger. For example, various instructions to the ultrasonic diagnostic apparatus can be easily input. is there.
[0026]
The floppy disk device 704 is a device in which a floppy disk (not shown) is detachably loaded and accesses the loaded floppy disk. The CPU unit 101 is operated by the operator by operating the operation panel 701 or the touch panel 702. The instruction is written on the floppy disk loaded in the floppy disk device 704, and when the ultrasonic diagnostic apparatus is turned on or when the operation panel 701 is instructed to reset to the initial state, the floppy disk device Various instruction information written therein is input to the CPU unit 101 from the floppy disk loaded in 704, and the CPU unit 101 sets each unit to an initial state according to the instruction information. This is because there are a large number of parameters to be set from the operation panel 701 and the touch panel 702 necessary for operating the ultrasonic diagnostic apparatus. For example, each time the power is turned on, the large number of parameters must be reset. For this reason, the initial parameters etc. are written on the floppy disk, and when the power is turned on or the reset to the initial state is instructed, the parameters etc. written on the floppy disk are read and read. By setting each part according to the parameters, etc., the efficiency of setting the parameters, etc. is improved.
[0027]
As described above, the CPU unit 101 constituting the control unit 100 mainly plays the role of a man-machine interface, whereas the beam scan control unit 102 which also constitutes the control unit 100 is mainly composed of this super machine. I am in charge of controls that require real-time performance, such as the timing of ultrasound transmission / reception by the ultrasound diagnostic apparatus. When ultrasonic waves are transmitted / received by this ultrasonic diagnostic apparatus, data for controlling each unit constituting the signal processing unit 200 is transmitted from the beam scan control unit 102 via the CPU bus 901 to the control interface unit of the signal processing unit 200. The control interface unit 204 controls the transmission / reception unit 201, the reception delay control unit 202, and the Doppler signal processing unit 206 via the control line 207, and the control interface unit 204 The calculation unit 205 is controlled via the line 208, and the reception delay control unit 202 controls the beamformer unit 203 via the control line 209 under the control of the control interface unit 204.
[0028]
The ultrasonic probe 20 is connected to the transmission / reception unit 201. Examples of the ultrasonic probe include a linear scanning ultrasonic probe, a convex scanning ultrasonic probe, a sector scanning ultrasonic probe, and a special ultrasonic probe that is inserted into a body cavity, Furthermore, there are many types of ultrasonic probes such as types depending on the difference in the frequency of ultrasonic waves used. A connector (not shown) is used to attach the ultrasonic probe to the main body unit 10, but a connector for connecting the ultrasonic probe is attached to the main body unit 10 side. Up to four types of ultrasonic probes can be mounted simultaneously. When the ultrasonic probe is attached to the main body 10, information indicating which type of ultrasonic probe is attached can be recognized by the main body 10. The information includes the control line 207 and the control interface 204. And via the CPU bus 901 to the CPU unit 101. On the other hand, when using this ultrasonic diagnostic apparatus, an instruction is input from the operation panel 701 as to which ultrasonic probe connected to the connector on the main body 10 side this time. The instruction is transmitted to the beam scan control unit 102 via the CPU bus 901, and data corresponding to the ultrasonic probe to be used is transmitted from the beam scan control unit 102 to the CPU bus 901, the control interface unit 204, the control line. The transmission / reception unit 201 transmits the high-voltage pulse to the ultrasonic probe 20 instructed as described above and transmits the ultrasonic wave as described below. The signal received by the ultrasonic probe is received. Here, it is assumed that only one ultrasonic probe 20 shown in FIG. 1 is selected for ultrasonic transmission / reception.
[0029]
An ultrasonic probe 20 shown in FIG. 1 is a so-called sector scanning type ultrasonic probe, and a plurality of ultrasonic transducers 21 are arranged at the tip thereof, and a living body (especially a human body) is used for transmitting and receiving ultrasonic waves. The ultrasonic transducer 21 is applied to one body surface. In this state, each high voltage pulse for ultrasonic transmission is applied from the transmission / reception unit 201 to each of the plurality of ultrasonic transducers 21. Each high voltage pulse applied to each of the plurality of ultrasonic transducers 21 has its relative time difference adjusted by the control of the control interface unit 204, and depends on how these relative time differences are adjusted. Thus, a focus is formed at a predetermined depth position inside the living body from one of the plurality of ultrasonic transducers 21 along any one of the plurality of scanning lines 2 extending inside the living body 1. An ultrasonic pulse beam is transmitted.
[0030]
The attributes of the ultrasonic pulse beam to be transmitted, that is, the direction of the ultrasonic pulse beam, the depth position of the focus, the center frequency, and the like are sent from the beam scan control unit 102 to the control interface unit 204 via the CPU bus 901. Determined by the transmitted control data.
The ultrasonic pulse beam is reflected at each point on the single scanning line while traveling inside the living body 1 and returns to the ultrasonic probe 20, and the reflected ultrasonic waves are received by a plurality of ultrasonic transducers 21. . A plurality of reception signals obtained by this reception are input to the transmission / reception unit 201, amplified by a plurality of preamplifiers (not shown) provided in the transmission / reception unit 201, and then input to the beamformer unit 203. The beamformer unit 203 includes an analog delay line having a number of intermediate taps, and a plurality of received signals sent from the transmission / reception unit 201 are controlled by the reception delay control unit 202. Which intermediate tap is input is switched, whereby the plurality of received signals are relatively delayed and current is added to each other. Here, by controlling the relative delay pattern related to the plurality of received signals, reflected ultrasonic waves in a direction along a predetermined scanning line extending inside the living body 1 are emphasized, and a predetermined depth inside the living body 1 is increased. A so-called received ultrasound beam is formed which is focused on the position. Here, since the ultrasonic wave travels slowly in the living body 1 as compared with the signal processing speed, the ultrasonic wave is focused on a deeper position in the living body while receiving the reflected ultrasonic wave along one scanning line. It is also possible to realize so-called dynamic focus that is moved sequentially. In this case, even during one reception corresponding to one transmission of an ultrasonic pulse beam, a reception delay is sequentially performed in the middle of the reception. The control unit 202 switches each tap of the analog delay line to which each reception signal obtained by each ultrasonic transducer is input.
[0031]
The attributes of the received ultrasonic beam, that is, the direction of the received ultrasonic beam, the focal position, and the like are also transmitted from the beam scan control unit 102 to the control interface unit 204 via the CPU bus 901, and further via the control line 207. The reception delay control unit 202 controls the beamformer unit 203 based on the control data transmitted in this manner.
[0032]
In the above description, it has been described that a high voltage pulse is applied to the ultrasonic transducer 21 and an ultrasonic pulse beam is transmitted. In this case, as described above, the ultrasonic wave is generated slowly compared to the signal processing speed. In order to proceed through the body, the signal obtained at that point is determined by the time from when the high-frequency pulse is applied to the ultrasonic transducer 21 to the point when the ultrasonic transducer 21 receives the reflected ultrasonic wave. It is possible to know at which depth position of the signal the signal corresponds to the reflected ultrasonic wave. That is, since the transmitted ultrasonic wave is pulsed, it has resolution in the depth direction of the living body. Normally, a high voltage pulse is applied to the ultrasonic transducer 21 as described above. However, in a special case, the ultrasonic transducer 21 is allowed to have no resolution in the depth direction in the living body. In some cases, a high-voltage pulse train signal that is continuously repeated is applied to transmit an ultrasonic beam as a continuous wave into the living body.
[0033]
However, in the following description, it is assumed that a pulsed ultrasonic beam is transmitted except for the case where continuous waves are mentioned in the description of the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 constituting the Doppler processing unit 400.
As described above, the transmission / reception unit 201 and the beam former unit 203 sequentially transmit and receive the ultrasonic pulse beam along each of the plurality of scanning lines 2 inside the living body 1, and generate each of them. A reception signal representing a reception ultrasonic beam along the scanning line is sequentially input to the calculation unit 205. In this calculation unit 205, the input received signal is logarithmically compressed and detected, and further, the designation of which depth region within the living body 1 is displayed, which is designated by operating the operation panel 701. Filtering processing or the like is performed according to (that is, designation of whether only an image of a shallow region inside the living body should be displayed or how deep an image needs to be displayed), and further A / D conversion The digital signal is converted into a digital received signal by the calculator, and the digital received signal is output from the arithmetic unit 205. The reception signal output from the arithmetic unit 205 is input to the monochrome scan converter 301 constituting the digital scan converter unit 300 via the echo bus 902. In this black and white scan converter 301, an interpolation calculation process for generating data corresponding to each pixel for display is performed and input to the display control unit 500 via the video bus 903. The display control unit 500 displays a B-mode image based on the ultrasonic reflection intensity distribution in the biological tomographic plane defined by the plurality of scanning lines 2 on the observation television monitor 707. At that time, the patient name, imaging date, imaging conditions, and the like input from the operation panel 701 are also displayed superimposed on the B-mode image as necessary. The display control unit 500 is provided with a frame memory, and by sequentially rewriting the frame memory, a moving image representing a state in which the living body 1 is moving can be displayed as a B-mode image. By stopping the rewriting of the memory, a still image (freeze image) at a certain point in time can be displayed. Further, by controlling the rewriting timing of the frame memory based on the synchronization signal from the biological signal amplifier unit 600, an image at a certain phase of the heart motion synchronized with the heart heart motion is displayed. You can also.
[0034]
The biological signal amplifier unit 600 is connected to an ECG electrode unit 709 for obtaining an electrocardiographic waveform of the living body (human body) 1, a heart sound microphone 710 for picking up heart sounds, and a pulse wave transducer 711 for capturing a human body pulse. In the biological signal amplifier unit 600, a synchronization signal is generated based on any one or more of these sensors, and is sent to the display control unit 500.
[0035]
In addition to the observation television monitor 707, a printer 705 and a VTR (video tape recorder) 706 are connected to the display control unit 500, and the display control unit 500 is in accordance with an instruction from the operator. The image displayed on 707 is output to the printer 705 or VTR 706.
The description starts again with the signal processing unit 200.
[0036]
When it is intended to know the temporal change of the ultrasonic reflection information on one scanning line extending inside the living body, the operator operates the mode switching operation element 7011 to designate the M mode and also operates the track pole 7013. One scanning line of interest is designated, and in response to these designations, ultrasonic waves are repeatedly transmitted and received along the one scanning line of interest, and the living body superimposing along the one scanning line is designated. Data representing the sound beam is input to the scroll scan converter 303 via the echo bus 902. This scroll scan converter 303 is an ultrasonic reflection intensity distribution in the depth direction of the living body along the one scanning line in the vertical direction, and an image (M mode image) scrolling in the time axis direction with the horizontal axis being the time axis. Is generated and input to the display control unit 500 via the video bus 903. For example, an image based on the data is displayed on the observation television monitor 707. Note that the display control unit 500 adds a B-mode image sent from the black-and-white scan converter 301 and an M-mode image sent from the scroll scan converter 303 side by side or a B-mode image, which will be described later. It also has a function of superimposing a color Doppler image or a power Doppler image, and the observation television monitor 707 displays a plurality of images side by side or superimposes a plurality of images in accordance with an instruction from an operator. Is displayed.
[0037]
Returning to the description of the signal processing unit 200 once again.
The Doppler signal processing unit 206 constituting the signal processing unit 200 is a component for obtaining the blood flow distribution in the living body 1 and the blood flow velocity on a certain point or a single scanning line. In unit 206, so-called quadrature detection is performed on the reception signal representing the reception ultrasonic beam generated by beam former unit 203, and further converted into digital data by A / D conversion. The data after quadrature detection output from the Doppler signal processing unit 206 is input to the Doppler processing unit 400. The Doppler processing unit 400 includes a pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 and a color / power Doppler analysis unit 402. Here, the data output from the Doppler signal processing unit 206 is color / power Doppler analysis. It is assumed that the data is input to the unit 402. In the color / power Doppler analysis unit 402, a region of interest on the B-mode image (specified by the operator) by autocorrelation calculation based on data when ultrasonic transmission / reception is performed eight times along each scanning line, for example. Data representing blood flow velocity distribution and blood flow power distribution in (ROI). Data representing the blood flow velocity distribution and blood flow power distribution in the ROI is input to the color / power scan converter 302 via the echo bus 902. In the color / power scan converter 302, data representing the blood flow distribution in the ROI is converted into data having display pixels, and the data is input to the display control unit 500 via the video bus 903. The In the display control unit 500, in the region of interest (ROI) designated by the operation of the trackball 7013 on the B-mode image sent from the monochrome scan converter 301, for example, in the case of blood flow velocity distribution, the ultrasonic probe 20. A blood flow in the direction approaching red is red, a blood flow in the direction of moving away is blue, and a color Doppler image representing the blood flow velocity with these luminances is superimposed and displayed on the observation television monitor 707. The mode for generating and displaying the color Doppler image is called a color Doppler mode, and the first mode according to the present invention corresponds to this mode. The color Doppler mode is designated by operating a mode switching operation element 7011. From this color Doppler image, an outline of the blood flow velocity distribution in the ROI can be grasped. Similarly, a power Doppler image representing the blood flow power distribution can be superimposed and displayed on the ROI on the B-mode image. A mode for generating and displaying the power Doppler image is called a power Doppler mode.
Here, when the operator inputs a request to observe in detail the blood flow on one point or one scanning line in the ROI, this time, the transmission / reception unit 201 makes one point of interest ( Transmission / reception of ultrasonic waves is repeated in a direction along one scanning line passing through the blood flow measuring point according to the present invention or one scanning line of interest (the blood flow measuring scanning line according to the present invention), Data generated by the Doppler signal processing unit 206 based on the obtained signal is input to the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 constituting the Doppler processing unit 400. When interested in a blood flow at a certain point in the living body, the mode switching operator 7011 is operated to switch to the pulse Doppler mode (second mode according to the present invention), and the trackball 7013 is operated to operate the B mode image. One upper point (blood flow measurement point) is designated, and further, the blood flow direction is designated by turning the blood flow direction designation dial 7012. The designated blood flow measurement point and blood flow direction are displayed on the display screen as a graphic representing them. When such designation is performed, a pulsed ultrasonic beam is transmitted into the living body. On the other hand, when it is desired to obtain blood flow information in a faster flow velocity range while allowing blood flow information on a single scanning line to be extracted in a wide range, a continuous wave Doppler mode is operated by operating the mode switching operator 7011. (Third mode according to the present invention) and the trackball 7013 is operated to designate one point (focus point according to the present invention) on the B-mode image, and the blood flow direction designation dial 7012 is turned to turn the blood Specify the flow direction. The designated focus point and blood flow direction are displayed as a graphic on the display screen. When such designation is performed, an ultrasonic beam is transmitted as a continuous wave along the blood flow measurement scanning line passing through the designated focus point and having a focus on the focus point.
[0038]
The pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 performs FFT based on data obtained by performing ultrasonic transmission / reception many times or for a long time on a blood flow measurement scanning line passing through a designated blood flow measurement point or a designated focus point. By (Fast Fourier Transform) calculation, blood flow information at the blood flow measurement point or blood flow information in a wide range on the blood flow measurement scanning line can be obtained. Data representing the blood flow information obtained by the pulse / continuous wave Doppler analysis unit 401 is input to the scroll scan converter 303 via the echo bus 902. In the scroll scan converter 303, the vertical axis represents the blood flow velocity, Data representing an image whose horizontal axis is a time axis and scrolls in the time axis direction is generated. This data is input to the display control unit 500 via the video bus 903, and is displayed side by side with, for example, the B-mode image sent from the monochrome scan converter 301 on the observation television monitor 707.
[0039]
Next, the characteristic part of this embodiment is demonstrated.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a characteristic part of the present embodiment in the CPU unit 101 shown in FIG. Here, a maximum flow velocity calculation unit 1011, a cursor input unit 1012, and a cursor display unit 7013, which are configured by a program executed by the CPU unit 101, are clearly shown. A description of the operation of each means will be given later.
[0040]
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a display image in the color Doppler mode displayed on the display screen of the observation television monitor 707 shown in FIG.
In FIG. 3, a B-mode image 70711 displayed as a monochrome image and a color Doppler image 70712 displayed in color within the ROI on the B-mode image are displayed on the display screen 7071.
[0041]
In the color Doppler image 70712, the blood flow in the direction approaching the ultrasonic probe is displayed in red, the blood flow in the direction of moving away is displayed in blue, and the blood flow velocity is indicated by their luminance. A luminance scale 70716 of a color Doppler image 70712 is displayed on the upper left of the display screen 7071. In the luminance scale 70716, the upper half is red and the lower half is blue, and red or blue having higher luminance is displayed as the distance from the center line of the luminance scale 70716 increases or decreases.
[0042]
On the upper and lower portions of the luminance scale 70716, a numerical display 70717 of the maximum blood flow rate that can be analyzed and can be expressed by the luminance scale 70716 is shown. Here, this numerical display 70717 normally indicates the maximum blood flow velocity related to the blood flow velocity component in the direction along the scanning line. Here, the user operates the trackball 7014 on the operation panel 701 (see FIG. 1) to designate a point of interest in the color Doppler image 70712, and turns the blood flow direction designation dial 7012 to designate the blood flow direction. Then, the cursor input means 1012 operates in the CPU unit 101, and the position and direction of the cursor 70715 shown in FIG. 3 are determined according to the operation of the trackball 7014 and the blood flow direction designation dial 7012, and the cursor display means 1013 and the maximum flow velocity are determined. The calculation means 1011 is notified. Upon receiving the notification, the cursor display means 1013 issues a command to the display control unit 500 (see FIG. 1) to display the point of interest and the blood flow direction on the display screen 7071, and the display control unit 500 displays based on the command. The cursor 7015 is displayed on the screen 7071. By displaying such a cursor 7015 on the display screen 7071, it becomes easy to specify a point of interest and a blood flow direction.
[0043]
On the other hand, in the maximum flow velocity calculation means 1011 that receives the notification of the cursor position and direction from the cursor input means 1012, the transmission / reception direction calculation means 10111 constituting the maximum flow velocity calculation means 1011 causes the ultrasonic wave passing through the point of interest. The transmission / reception direction, that is, the direction of the scanning line 70714 shown in FIG. 3 is calculated, and the correction angle calculation unit 10112 forms the calculated scanning line 70714 and the direction of the cursor 70715 (designated blood flow direction). A correction angle θ for correcting the maximum blood flow velocity is calculated, and the maximum flow velocity correction means 10113 reflects the calculated correction angle θ on the maximum blood flow velocity that can be analyzed according to the above-described equation (4). The numerical display 70717 shown in FIG. 3 is rewritten by a conventional maximum flow velocity display means not shown in FIG.
[0044]
Here, when the PRF setting dial 7013 (see FIG. 1) on the operation panel 701 is turned, the PRF (ultrasonic pulse repetition frequency) is changed, and this set PRF is also the maximum blood flow according to the above-described equation (4). Since the blood flow velocity that is reflected in the velocity and changes due to the change of the PRF changes, the presence of the high-speed blood flow can be known by the sudden change in hue (from red to blue or from blue to red). Therefore, by setting an interest point in the vicinity of the high-speed blood flow and designating a blood flow direction at the interest point, the blood flow velocity of the high-speed blood flow can be accurately known.
[0045]
In the above embodiment, the trackball 7014 for designating the blood flow measurement point and the focus point in the pulse Doppler mode and the continuous wave Doppler mode is used as it is for designating the point of interest in the color Doppler mode, which is a feature of the present invention. Since the blood flow direction designation dial 7012 for designating the blood flow direction in the pulse Doppler mode or the continuous wave Doppler mode is used as it is for designating the blood flow direction in the color Doppler mode. The features of the present invention in the color Doppler mode are realized without increasing the number of
[0046]
Here, a trackball is used for designating the point of interest. However, it is preferable to employ a pointing device such as the trackball exemplified here or a mouse or a touch pen for designating the point of interest.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the correct maximum blood flow velocity is displayed in the color Doppler mode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a characteristic part of the present embodiment in the CPU section shown in FIG. 1;
3 is a diagram showing an outline of a display image in a color Doppler mode displayed on the display screen of the observation television monitor shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Living body
2 scanning lines
10 Body
20 Ultrasonic probe
21 Ultrasonic transducer
100 Control unit
101 CPU section
102 Beam scan controller
200 Signal processor
300 Digital scan converter
400 Doppler processing section
500 Display controller
600 Biosignal amplifier
701 Operation panel
707 Television monitor for observation
1011 Maximum flow velocity calculation means
1012 Cursor input means
1013 Cursor display means
7011 Mode selector
7012 Blood flow direction designation dial
7013 PRF setting dial
7014 trackball
7071 display screen
10111 Transmission / reception direction calculation means
10112 Correction angle calculation means
10113 Maximum flow velocity correction means
70711 B-mode image
70712 color Doppler image
70714 scan lines
70715 cursor
70716 brightness scale
70717 Numerical display

Claims

Transmits ultrasonic waves into the living body, receives the ultrasonic waves reflected and returned within the living body, obtains a received signal, and displays an image of the tomographic plane of the living body on a predetermined display screen based on the received signal In the ultrasonic diagnostic apparatus
The display mode has a first mode for displaying an image representing a blood flow velocity distribution in a predetermined two-dimensional region in the tomographic plane of the living body,
A first blood flow velocity distribution calculation unit for obtaining a blood flow velocity distribution in the two-dimensional region based on the received signal;
A maximum blood flow velocity calculation unit for obtaining a maximum blood flow velocity that can be analyzed determined according to the repetition frequency of ultrasonic transmission and reception;
In the first mode, an image representing the blood flow velocity distribution obtained by the first blood flow velocity distribution calculation unit and the maximum blood flow velocity obtained by the maximum blood flow velocity calculation unit are displayed on a display screen. A display unit to
A first operator for designating a point of interest in the two-dimensional region in the first mode;
In the first mode, comprising a second operator for designating a blood flow direction at the point of interest designated by the first operator,
The maximum blood flow velocity calculation unit corrects the maximum blood flow velocity in response to designation of a point of interest and a blood flow direction by operation of the first manipulator and the second manipulator.
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the display unit displays a maximum blood flow velocity after being corrected by the maximum blood flow velocity calculation unit.

On the image representing the blood flow velocity distribution in the first mode, the display unit displays a figure representing a point of interest and a blood flow direction designated by the operation of the first manipulator and the second manipulator. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is a display.

The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the first operator is a pointing device that designates a position on a display screen.

On the display screen, there is a second mode for displaying an image representing a temporal change in blood flow velocity distribution at one point designated in the living body,
A third operator for designating a blood flow measurement point in the tomographic plane of the living body in the second mode;
A fourth operator for designating a blood flow direction at a blood flow measurement point designated by the third operator in the second mode;
In response to the designation of the blood flow measurement point and the blood flow direction by the operation of the third and fourth operators, the blood flow velocity at the blood flow measurement point is changed to the first blood flow velocity distribution. A second blood flow velocity distribution calculation unit capable of quantitative analysis rather than the blood flow velocity calculation capability in the calculation unit;
The display unit displays an image representing a temporal change in the blood flow velocity distribution at the blood flow measurement point obtained by the second blood flow velocity distribution calculation unit in the second mode;
The first operation element in the first mode and the third operation element in the second mode are physically combined with one operation element, and further, the first mode. 2. The ultrasonic diagnosis according to claim 1, wherein the second operating element in the second mode and the fourth operating element in the second mode are physically combined with one operating element. apparatus.

The display mode has a third mode for displaying an image representing a temporal change in blood flow velocity distribution over a wide range on one scanning line along the traveling direction of the ultrasonic wave in the living body,
In the third mode, a fifth operator for designating an ultrasonic focus point in the tomographic plane of the living body,
A sixth operator for designating a blood flow direction at the focus point designated by the fifth operator in the third mode;
The blood flow velocity distribution in a wide range on the blood flow measurement scanning line passing through the focus point is obtained in response to the designation of the focus point and the blood flow direction by the operation of the fifth operator and the sixth operator. A second blood flow velocity distribution calculation unit,
In the third mode, the display unit displays an image representing a temporal change of the blood flow velocity distribution in a wide range on the blood flow measurement scanning line obtained by the second blood flow velocity distribution calculating unit. Is,
The first operation element in the first mode and the fifth operation element in the third mode are physically combined with one operation element, and further, the first mode. 2. The ultrasonic diagnosis according to claim 1, wherein the second manipulator in the first mode and the sixth manipulator in the third mode are physically combined with one manipulator. apparatus.