JP4350217B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置、ティッシュパワードプラ像表示方法および心筋イメージ表示方法に関し、さらに詳しくは、被検体内で動きのある構造体（組織）を鮮明に表示できる超音波診断装置、ティッシュパワードプラ像表示方法および心筋を鮮明に表示できる心筋イメージ表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の超音波診断装置の一例を示す構成図である。
この超音波診断装置５００は、超音波探触子１と，ビームフォーマ２と，直交検波部３と，ＭＴＩ（Moving Target Indication）フィルタ５４と，パワー算出部５と，高パワーレベル成分除去部５６と，ＤＳＣ（Digital Scan Converter）７と，モニタ８とを具備して構成されている。一般に、パワードプラ像はオレンジ色で表示され、その輝度（または色相）はパワーレベルが高いほど明るくなるように決定される。
【０００３】
上記超音波診断装置５００により心臓のパワードプラ像を表示する場合、超音波探触子１を被検体の胸部に当てて受信エコー信号ｅを得て、直交検波部３でドプラ信号のＩデータ（同相成分）およびＱデータ（直交成分）を生成し、ＭＴＩフィルタ５４で前記ＩデータおよびＱデータから動きの速い成分だけを抽出する。すなわち、図８に示すように、前記ＭＴＩフィルタ５４は、特性曲線Ｃ’よりも速度が遅い低速度成分Ｒｓ’を除去する（フィルタ特性上、非常にパワーレベルが高い極高パワーレベル成分も除去される）。これにより、心筋や弁などの構造体に相当する構造体成分Ｋの大部分が取り除かれる。
次に、パワー算出部５でパワー信号ｐを生成し、高パワーレベル成分除去部５６で前記パワー信号ｐから高パワーレベル成分を除去し、パワー信号ｐ１を生成する。すなわち、図８に示すように、前記高パワーレベル成分除去部５６は、閾値曲線Ｔｈ’よりもパワーレベルが高い高パワーレベル成分Ｒｈを除去する（図示の都合上、前記低速度成分Ｒｓ’と重複する領域には、ハッチングを付さない）。これにより、残存している構造体成分Ｋの一部がさらに取り除かれ、血流成分Ｂｆを含む信号成分が抽出される。
次に、ＤＳＣ７は、前記パワー信号ｐ１に基づいて画像化を行い、パワードプラ（Power Doppler）像データｄ１を生成し、モニタ８の画面上にパワードプラ像すなわち心臓の血流イメージを表示する。図９に、前記パワードプラ像Ｓｐ’を例示する。Ｂは、血流領域である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の超音波診断装置５００では、図９に示したように、血流イメージをパワードプラ像Ｓｐ’として表示するので、動きのある構造体（例えば心筋や弁）が表示されない問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、被検体内で動きのある構造体を鮮明に表示できる超音波診断装置およびティッシュパワードプラ像表示方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、心筋を鮮明に表示できる心筋イメージ表示方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、超音波パルスを被検体内に送信すると共に該被検体内から超音波エコーを受信し該超音波エコーに基づく受信エコー信号を出力する超音波送受信手段と、前記受信エコー信号からドプラ信号成分を抽出するドプラ信号成分抽出手段と、前記ドプラ信号成分から動きのある成分だけを抽出するＭＴＩフィルタと、前記抽出した動きのあるドプラ信号成分に基づいてパワー信号を生成するパワー信号生成手段と、前記パワー信号から低パワーレベル成分を除去する低パワーレベル成分除去手段と、前記低パワーレベル成分を除去したパワー信号に基づいて画像を表示する画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１の観点による超音波診断装置では、ＭＴＩフィルタにより、ドプラ信号成分から動きのある成分だけを抽出するので、臓器等（例えば心臓）それ自体の非常に低速な変位による画像のブレを抑制することが出来る。また、実質的に静止している成分を取り除くことができるので、静止干渉アーチファクト（例えば肋骨の間を通る超音波が音響的な干渉を受けて乱れることに起因して発生し、画面上で静止して見えるアーチファクト）の発生を抑制することが出来る。
そして、低パワーレベル成分除去手段により、パワー信号から低パワーレベル成分を除去するので、パワーレベルが比較的低い領域（例えば血流領域）が不必要に表示されることを防止できる。
この結果、画像表示手段により、動きがあり且つパワーレベルが比較的高い構造体（例えば心筋）のみを鮮明に表示することが出来る。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、超音波パルスを被検体内に送信すると共に該被検体内から超音波エコーを受信し該超音波エコーに基づく受信エコー信号を生成し、前記受信エコー信号からドプラ信号成分を抽出し、前記ドプラ信号成分から動きのある成分を抽出し、該ドプラ信号成分に基づいてパワー信号を生成し、前記パワー信号から低パワーレベル成分を除去し、該パワー信号に基づいてティッシュパワードプラ像を表示することを特徴とするティッシュパワードプラ像表示方法を提供する。
上記第２の観点によるティッシュパワードプラ像表示方法では、ドプラ信号成分から動きのある成分だけを抽出するので、臓器等（例えば心臓）それ自体の非常に低速な変位による画像のブレを抑制することが出来る。また、実質的に静止している成分を取り除くことができるので、静止干渉アーチファクトの発生を抑制することが出来る。
そして、パワー信号から低パワーレベル成分を除去するので、パワーレベルが比較的低い領域（例えば血流領域）が不必要に表示されることを防止できる。
この結果、ティッシュパワードプラ像として、動きがあり且つパワーレベルが比較的高い構造体（例えば心筋）のみを鮮明に表示することが出来る。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、被検体の心臓部を超音波でスキャンして得た受信エコー信号からドプラ信号成分を抽出し、前記ドプラ信号成分から動きのある成分を抽出し、該ドプラ信号成分に基づいてパワー信号を生成し、前記パワー信号から血流に相当する成分を除去し、該パワー信号に基づいて心筋イメージを表示することを特徴とする心筋イメージ表示方法を提供する。
上記第３の観点による心筋イメージ表示方法では、被検体の心臓部に関するドプラ信号成分から動きのある成分を抽出するので、心臓それ自体の非常に低速な変位による画像のブレを抑制することが出来る。また、実質的に静止している成分を取り除くことができるので、静止干渉アーチファクトの発生を抑制することが出来る。
そして、パワー信号から血流に相当する成分を取り除くので、血流領域が不必要に表示されることを防止し、動きのある心筋や弁を鮮明に表示することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置１００を示す構成図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１と，ビームフォーマ２と，直交検波部３と，ＭＴＩフィルタ４と，パワー算出部５と，低パワーレベル成分除去部６と，ＤＳＣ７と，モニタ８とを具備して構成されている。
【００１０】
図２は、この超音波診断装置１００により、心筋イメージを表示する心筋イメージ表示処理を示すフロー図である。
ステップＳＴ１では、超音波探触子１を被検体の胸部に当て、受信エコー信号ｅを得る。すなわち、超音波探触子１およびビームフォーマ２は、送波パルスを被検体内に送信すると共に、該被検体内から超音波エコーを受信し、該超音波エコーに基づく受信エコー信号ｅを出力する。
ステップＳＴ２では、直交検波部３は、前記受信エコー信号ｅに基づいて、ドプラ信号のＩデータおよびＱデータを出力する。
【００１１】
ステップＳＴ３では、ＭＴＩフィルタ４は、前記ＩデータおよびＱデータから動きのある成分だけを抽出する。すなわち、図３に示すように、特性曲線Ｃよりも速度が遅い極低速度成分Ｒｓを除去する（極高パワーレベル成分も除去される）。なお、特性曲線Ｃは、従来の超音波診断装置５００にかかる特性曲線Ｃ’（図８参照）を低速度方向にシフトさせたものなので、構造体成分Ｋのうち、心臓それ自体の非常に低速な変位の成分や，実質的に静止している成分は取り除かれる（これにより、静止干渉アーチファクトの発生を抑制できる）が、それ以外の動きのある成分は残存する。図４に、前記抽出した動きのあるＩデータおよびＱデータに基づいて仮想的に生成されるパワードプラ像Ｓｐを模式的に示す。Ｂは、血流領域である。Ｍは、心筋である。Ｖは、弁である。ここで、「仮想的に生成」とは、本発明の原理を説明する都合上、処理途中段階の信号に基づいて、実際の画面上には表示されない画像を仮に生成することを意味する。
ステップＳＴ４では、パワー算出部５は、Ｉ²＋Ｑ²の演算によりパワーレベル（単位体積あたりの移動反射体の量）を算出し、パワー信号ｐを生成する。
ステップＳＴ５では、低パワーレベル成分除去部６は、前記パワー信号ｐから低パワーレベル成分を除去し、パワー信号ｐ’を生成する。すなわち、図５に示すように、前記低パワーレベル成分除去部６は、閾値曲線Ｔｈよりもパワーレベルが低い低パワーレベル成分ＲＬを除去する。これにより、血流成分Ｂｆが取り除かれ、血流よりも速度が遅いが静止しておらず且つパワーレベルが高い構造体成分Ｋすなわち動きのある心筋や弁に相当する成分が抽出される。
【００１２】
ステップＳＴ６では、ＤＳＣ７は、前記パワー信号ｐ’を表示値に変換して２次元マッピングし、ティッシュパワードプラ（Tissue Power Doppler）像データｄを生成する。
ステップＳＴ７では、モニタ８は、前記ティッシュパワードプラ像データｄに基づいて、画面上にティッシュパワードプラ像すなわち心筋イメージを表示する。図６に、前記ティッシュパワードプラ像Ｓｔを模式的に示す。
【００１３】
なお、上記の心筋イメージ表示処理では、画面上に心筋イメージのみを単独で表示したが、Ｂモード像の上に重ねて表示してもよい。Ｂモード像を表示するためには、Ｂモード処理部（図示せず）で、受信エコー信号ｅの強さに応じたＢモードデータを生成し、ＤＳＣ７で画像化し、Ｂモード像をモノクロの階調で表示し、その上にオレンジ色で前記心筋イメージを重ねて表示する。この場合には、心臓の周囲の組織像を同時に観察できる利点がある。
【００１４】
以上の超音波診断装置１００によれば、ティッシュパワードプラ像Ｓｔとして、動きがあり且つパワーレベルが比較的高い心筋Ｍや弁Ｖのイメージを、鮮明に表示することが出来る。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の超音波診断装置およびティッシュパワードプラ像表示方法によれば、動きがあり且つパワーレベルが比較的高い構造体のみを、見やすく表示することが出来る。
また、本発明の心筋イメージ表示方法によれば、心筋の境界を、静止干渉アーチファクト（artifact）や血流表示を抑制した態様で明瞭に表示できるので、例えば心尖部の心筋内膜を、その動きが緩慢となる期間（収縮期や拡張期の初期，末期）にも鮮明に描出して、拡張性心筋症などの診断を好適に行えるようになる。さらに、心筋や弁の動きを正しく把握できると共に、心臓壁の厚みの変化や，心腔内面積，心拍出量などの心機能パラメータを正確に計測できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置を示す構成図である。
【図２】図１の超音波診断装置による心筋イメージ表示処理を示すフロー図である。
【図３】図１の超音波診断装置にかかるＭＴＩフィルタの特性を示す説明図である。
【図４】ＭＴＩフィルタで抽出されたＩデータおよびＱデータに基づいて仮想的に生成されるパワードプラ像を模式的に示す説明図である。
【図５】図１の超音波診断装置にかかるＭＴＩフィルタおよび低パワーレベル成分除去部の特性を示す説明図である。
【図６】図１の超音波診断装置により表示されるティッシュパワードプラ像（心筋イメージ）を模式的に示す説明図である。
【図７】従来の超音波診断装置の一例を示す構成図である。
【図８】図７の超音波診断装置にかかるＭＴＩフィルタおよび高パワーレベル成分除去部の特性を示す説明図である。
【図９】図７の超音波診断装置により表示されるパワードプラ像を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１００ 超音波診断装置
１ 超音波探触子
２ ビームフォーマ
３ 直交検波部
４ ＭＴＩフィルタ
５ パワー算出部
６ 低パワーレベル成分除去部
７ ＤＳＣ
８ モニタ
ｄ ティッシュパワードプラ像データ
ｅ 受信エコー信号
ｐ，ｐ’ パワー信号

Claims (3)

1. 超音波パルスを被検体内に送信すると共に該被検体内から超音波エコーを受信し該超音波エコーに基づく受信エコー信号を出力する超音波送受信手段と、
   前記受信エコー信号からドプラ信号成分を抽出するドプラ信号成分抽出手段と、
   前記ドプラ信号成分から動きのある成分だけを抽出するＭＴＩフィルタと、
   前記抽出した動きのあるドプラ信号成分に基づいてパワー信号を生成するパワー信号生成手段と、
   前記パワー信号から、血流成分を除去するように、０ではない所定の速度以上の成分を有する低パワーレベル成分を除去する低パワーレベル成分除去手段と、
   前記低パワーレベル成分を除去したパワー信号に基づいて画像を表示する画像表示手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１に超音波診断装置において、
   前記低パワーレベル成分除去手段は、速度が大きくなるのにしたがって除去するパワーレベルが大きくなることを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置において、
   前記ＭＴＩフィルタは、所定の速度以下である極低速度成分を除去するとともに、所定のパワーレベル以上である極高パワーレベル成分を除去することを特徴とする超音波診断装置。

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