JP4519452B2

JP4519452B2 - 超音波診断装置

Info

Publication number: JP4519452B2
Application number: JP2003403185A
Authority: JP
Inventors: 宏章片岡
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-12-02
Filing date: 2003-12-02
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2023-12-02
Also published as: JP2005160711A

Description

本発明は、超音波診断装置に関するものである。

超音波診断装置は、超音波を用いて被検体を診断する装置として知られている。超音波診断装置は、リアルタイムな断層撮影が容易にできるなどの利点があるため、特に、胎児検診や心臓検診などの医療分野において重用されている。

超音波診断装置には、Ｂモード、ドプラモード、カラードプラモードなど様々なモードがある。Ｂモードは、主に、被検体内の臓器の断層像を撮影する際に用いられる。また、ドプラモードやカラードプラモードは、超音波が移動体により反射される時に、移動体の移動速度に比例してエコーの周波数が偏移するドプラ効果を利用するモードであり、たとえば、ドプラ効果による偏移周波数を用いて血流の移動速度などの血流情報を測定および撮影する際に用いられる。

そして、被検体内の血流情報を有する信号に対してカラードプラモードの処理を施すことにより、血流速度、分散、パワーなどの情報が得られ、たとえば、ＣＦＭ（ＣｏｌｏｒＦｌｏｗＭａｐｐｉｎｇ）画像として生成され、超音波診断装置の表示部にＢモードによる断層像に対応するように重ねられて表示される。

カラードプラモードにおいて血流情報を取得する際、クラッタ成分である組織からのエコーと、血流成分などの流体からのエコーとの両者を含むエコーを受信し、クラッタ成分である組織からのエコーによるデータを除去して、血流成分からのエコーによるデータを抽出するために、ＭＴＩフィルタ（ＭｏｖｉｎｇＴａｒｇｅｔＩｎｄｉｃａｔｉｏｎＦｉｌｔｅｒ）が用いられる。

しかし、従来のＭＴＩフィルタは、除去対象であるクラッタ成分の組織からのエコーによるデータのうち、消化器官のように静止している組織によるデータを容易に除去できるが、心臓弁や心筋などのように運動している組織によるデータは十分に除去できなかった。このため、運動している組織によるデータが血流によるデータと混在することになり、血流情報を正確に取得することが困難であり、心臓弁や心筋などの組織の動きに起因するノイズがＣＦＭ画像上に表示されていた。

このため、従来においては、運動している組織によるデータを除去して血流情報を正確に取得して良好な画像品質のＣＦＭ画像とするために、さまざまな方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平０８−２４３１０３号公報

しかしながら、従来の方法においては、組織の動きが大きい心臓収縮期などの場合には急峻な運動の組織よるデータを除去できずにＣＦＭ画像上にノイズが表示され、一方、組織の動きが小さい心臓拡張期などの場合には、血流による必要なデータまで除去してしまい、血流情報がＣＦＭ画像として正確に表示されないことがあった。

このように、従来においては、急峻な運動をする心臓部などの組織によるデータを含む場合、正確な血流情報を取得することができず、画像品質を向上させることが困難であった。

したがって、本発明の目的は、急峻な運動をする組織によるデータを含む場合であっても、正確な血流情報を取得し、画像品質を向上することができる超音波診断装置を提供することにある。

上記目的を達成する観点の超音波診断装置は、被検体内に送信され前記被検体内で反射され受信される超音波による受信信号に基づいて前記被検体内の血流情報を得る超音波診断装置であって、前記受信信号を直交検波して同相成分信号と直交成分信号とを出力する直交検波手段と、前記直交検波手段から出力される前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれについて低域の周波数成分を通過させるローパスフィルタ手段と、前記ローパスフィルタ手段により通過された前記同相成分信号と前記直交成分信号との前記低域の周波数成分に基づいて前記被検体内の組織の運動速度とパワーとを算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記運動速度と前記パワーとの組み合わせに応じる位相偏移量信号を閾値に基づいて出力する位相偏移量信号出力手段と、前記位相偏移量信号に基づいて前記直交検波手段から出力される前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれの位相を引き戻す位相偏移手段と、前記位相偏移手段により位相が引き戻された前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれについて高域の周波数成分を通過させるハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ手段により通過された前記同相成分信号と前記直交成分信号との前記高域の周波数成分に基づいて前記血流情報を生成する血流情報生成手段と、を備え、前記受信信号を受信する際に前記被検体の心電信号を検出する心電信号検出手段と、前記心電信号に基づいて前記位相偏移量信号を出力する際に用いる前記閾値を生成する位相偏移閾値生成手段とが設けられており、前記位相偏移量信号出力手段は、前記位相偏移閾値生成手段により生成された閾値に基づいて前記位相偏移量信号を出力する。

以上により、上記観点の超音波診断装置は、直交検波手段によって受信信号を直交検波して同相成分信号と直交成分信号とを出力する。そして、ローパスフィルタ手段によって直交検波手段から出力される同相成分信号と直交成分信号とのそれぞれについて低域の周波数成分を通過させる。そして、ローパスフィルタ手段により通過された同相成分信号と直交成分信号との低域の周波数成分に基づいて被検体内のクラッタ成分である組織の運動速度とパワーとを算出手段によって算出する。また、組織の運動速度とパワーとの算出と並行して、受信信号を受信する際に心電信号検出手段によって検出された被検体の心電信号に基づいて、位相偏移量信号出力手段が位相偏移量信号を出力するための閾値を位相偏移閾値生成手段により生成する。そして、算出手段により算出されたクラッタ成分の運動速度とパワーとの組み合わせに応じる位相偏移量信号を、位相偏移閾値生成手段が生成した閾値に基づいて位相偏移量信号出力手段により出力する。そして、位相偏移量信号出力手段からの位相偏移量信号に基づいて直交検波手段から出力される同相成分信号と直交成分信号とのそれぞれの位相を位相偏移手段により引き戻す。そして、位相偏移手段によって位相が引き戻された同相成分信号と直交成分信号とのそれぞれについて高域の周波数成分をハイパスフィルタ手段により通過させ、ハイパスフィルタ手段によって通過された同相成分信号と直交成分信号との高域の周波数成分に基づいて血流情報生成手段を用いることにより血流情報を生成する。本発明においては、受信信号を受信する際に検出された心電信号に基づいて、位相偏移量信号を出力する際に用いる閾値を生成するため、急峻な運動をする組織による同相成分信号と直交成分信号を含む場合であっても、それぞれの位相を位相偏移手段により引き戻すことができ、ハイパスフィルタ手段によって血流成分による同相成分信号と直交成分信号とが抽出される。

上記目的を達成する観点の超音波診断方法は、被検体内に送信され前記被検体内で反射され受信される超音波による受信信号に基づいて前記被検体内の血流情報を得る超音波診断方法であって、前記受信信号を直交検波して同相成分信号と直交成分信号とを出力する第１ステップと、前記第１ステップにより出力される前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれについて低域の周波数成分を通過させる第２ステップと、前記第２ステップにより通過された前記同相成分信号と前記直交成分信号との前記低域の周波数成分に基づいて前記被検体内の組織の運動速度とパワーとを算出する第３ステップと、前記第３ステップにより算出された前記運動速度と前記パワーとの組み合わせに応じる位相偏移量信号を閾値に基づいて出力する第４ステップと、前記位相偏移量信号に基づいて前記第１ステップにより出力される前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれの位相を引き戻す第５ステップと、前記第５ステップにより位相が引き戻された前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれについて高域の周波数成分を通過させる第６ステップと、前記第６ステップにより通過された前記同相成分信号と前記直交成分信号との前記高域の周波数成分に基づいて前記血流情報を生成する第７ステップと、を備え、前記受信信号が受信される際に共に受信される前記被検体の心電信号に基づいて前記位相偏移量信号を出力する際に用いる前記閾値を生成する第８ステップを有し、前記第４ステップにおいては、前記第８ステップにより生成された閾値に基づいて前記位相偏移量信号を出力する。

以上により、上記観点の超音波診断方法は、第１ステップにおいて、受信信号を直交検波して同相成分信号と直交成分信号とを出力する。そして、第２ステップにおいては、第１ステップにて出力される同相成分信号と直交成分信号とのそれぞれについて低域の周波数成分を通過させる。そして、第３ステップにおいては、第２ステップにて通過された同相成分信号と直交成分信号との低域の周波数成分に基づいて被検体内のクラッタ成分である組織の運動速度とパワーとを算出する。そして、第４ステップにおいては、第３ステップにより算出された運動速度とパワーとの組み合わせに応じる位相偏移量信号を閾値に基づいて出力する。そして、第５ステップにおいては、位相偏移量信号に基づいて第１ステップにより出力される同相成分信号と直交成分信号とのそれぞれの位相を引き戻す。そして、第６ステップにおいては、第５ステップにより位相が引き戻された同相成分信号と直交成分信号とのそれぞれについて高域の周波数成分を通過させる。そして、第７ステップにおいては、第６ステップにより通過された同相成分信号と直交成分信号との高域の周波数成分に基づいて血流情報を生成する。ここで、受信信号が受信される際に共に受信される被検体の心電信号に基づいて位相偏移量信号を出力する際に用いる閾値を第８ステップにおいては生成する。そして、前述の第４ステップにおいては、第８ステップにより生成された閾値に基づいて前記位相偏移量信号を出力する。以上のように、本発明においては、受信信号を受信する際に検出された心電信号に基づいて、位相偏移量信号を出力する際に用いる閾値を生成するため、急峻な運動をする組織による同相成分信号と直交成分信号を含む場合であっても、それぞれの位相を位相偏移手段により引き戻すことができ、ハイパスフィルタ手段によって血流成分による同相成分信号と直交成分信号とが抽出される。

上記観点の発明によれば、急峻な運動をする組織によるデータを含む場合であっても、正確な血流情報を取得し、画像品質を向上可能な超音波診断装置および超音波診断方法を提供することができる。

以下より、本発明にかかる実施形態について説明する。

図１は、本発明にかかる実施形態の超音波診断装置１の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。

図１に示すように、本実施形態の超音波診断装置１は、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）２と、送受信部６と、心電信号検出部８と、Ｂモード処理部１０と、カラードプラモード処理部１２と、画像処理部１４と、表示部１６と、制御部１８と、操作部２０とを有する。

超音波プローブ２は、超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）（図示なし）がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列されて構成されている。それぞれの超音波トランスデューサは、たとえば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）などの圧電材料により構成されている。超音波プローブ２は、図１に示すように、オペレータにより被検体４に当接して使用され、送受信部６からの駆動信号に基づいて、超音波を被検体内に照射し、被検体４内から返ってくる超音波のエコーを検出する。

送受信部６は、超音波プローブ２に接続されており、制御部１８からの指令に基づいて、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を被検体内に送波させ、超音波プローブ２が検出したエコーに基づく受信信号をＢモード処理部１０とカラードプラモード処理部１２とに出力する。たとえば、送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を送信し、超音波の音線の方位を所定量ずつ変位させながら、所定の時間間隔で繰り返して超音波を送波させる。そして、超音波プローブ２に受信されたエコーに増幅、遅延、加算などの処理を実施して、受信信号を生成する。

心電信号検出部８は、制御部１８からの指令に基づいて、被検体４の心電信号を検出するために設けられている。心電信号検出部８は、受信信号を受信する際に被検体４の心電信号を検出し、カラードプラモード処理部１２に出力する。

Ｂモード処理部１０は、送受信部６に接続されており、制御部１８からの指令に基づいて、送受信部６が出力する受信信号を処理してＢモード画像データを生成する。Ｂモード処理部１０は、対数増幅ユニット（図示なし）と包絡線検波ユニット（図示なし）とを有している。Ｂモード処理部１０は、対数増幅ユニットにより受信信号を対数増幅し、包絡線検波ユニットにより包絡線を検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表すエコー強度信号を生成し画像処理部１４に出力する。

カラードプラモード処理部１２は、送受信部６に接続されており、制御部１８からの指令に基づいて、送受信部６が出力する受信信号を処理してカラードプラモード画像データを生成する。また、カラードプラモード処理部１２は、心電信号検出部８が接続されており、被検体４の心電信号が入力される。

図２は、カラードプラモード処理部１２の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、カラードプラモード処理部１２は、直交検波部３と、ローパスフィルタ(Ｌｏｗ−ｐａｓｓＦｉｌｔｅｒ)部４０１と、算出部４０３と、位相偏移量信号出力部４０４と、位相偏移量信号補正部４０５と、位相偏移部４０６と、ハイパスフィルタ（Ｈｉｇｈ−ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ）部４０７と、血流情報生成部５とを有する。

直交検波部３は、互いの位相が９０°異なる２つの参照周波数信号を用いて送受信部６による受信信号を直交検波し、同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１とを生成する。

ローパスフィルタ部４０１は、直交検波部３からの同相成分信号Ｉ１および直交成分信号Ｑ１において、周波数０を含む低域の周波数成分である同相成分信号Ｉ２および直交成分信号Ｑ２を算出部４０３に通過させるものであり、その通過帯域は、運動している組織からのエコーの周波数範囲を包むように定められている。これらローパスフィルタ４０１としては、ＩＩＲ（ＩｎｆｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅＦｉｌｔｅｒ）フィルタ、ＦＩＲフィルタ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅＦｉｌｔｅｒ）が用いられる。ＩＩＲフィルタはカットオフ周波数が急峻になる点で好ましく、ＦＩＲフィルタは所定の周波数特性に達するまでの整定時間が短い点で好ましい。

算出部４０３は、ローパスフィルタ４０１を通過した同相成分信号Ｉ２と直交成分信号Ｑ２に対して、たとえば、自己相関演算を実施し、クラッタ成分である組織による運動速度Ｖ１とパワー値Ｐ１とを算出する。そして、算出された組織の運動速度Ｖ１とパワーＰ１とに基づく信号を位相偏移量信号出力部４０４へ出力する。

位相偏移量信号出力部４０４は、たとえば、ルックアップ・テーブルにより構成され、算出部４０３から出力される運動速度Ｖ１とパワーＰ１との組み合わせに応じた位相偏移量信号Ｓを、後述の位相偏移閾値生成部４０５が生成する閾値Ｈに基づいて位相偏移部４０６へ出力する。位相偏移量信号出力部４０４は、たとえば、パワーが所定の閾値Ｈ以上ある入力信号の組み合わせに対しては、入力信号に含まれている速度データに相当する位相偏移量信号Ｓを出力し、パワーが所定の閾値Ｈに達しない入力信号の組み合わせに対しては、入力信号に含まれる速度データに無関係に位相偏移量信号Ｓを０とするように出力処理の内容が構成されている。

位相偏移閾値生成部４０５は、心電信号検出部８が検出する心電信号に基づいて、位相偏移量信号出力部４０４が位相偏移量信号Ｓを出力する際に用いる閾値Ｈを生成する。本実施形態においては、位相偏移量信号Ｓを出力する際に用いる閾値Ｈが心電信号の変化に同期するように生成する。

位相偏移部４０６は、直交検波部３からの同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１とを入力信号とし、その同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１との位相を、位相偏移量信号出力部４０４が出力する位相偏移量信号Ｓに応じてそれぞれ偏移させられた同相成分信号Ｉ３と直交成分信号Ｑ３とを出力する。

ハイパスフィルタ部４０７は、位相偏移部４０６によって位相が偏移させられた同相成分信号Ｉ３および直交成分信号Ｑ３について、所定の周波数以上の高域の周波数成分を通過させて、血流情報生成部５へ出力する。つまり、ハイパスフィルタ部４０７は、周波数０を含む所定の低周波数領域を阻止帯域として、クラッタ成分による信号を除去するＭＴＩフィルタとして機能し、血流成分による同相成分信号Ｉ４と直交成分信号Ｑ４とを選択的に血流情報生成部５へ出力する。なお、ハイパスフィルタ部４０７は、ＩＩＲフィルタまたはＦＩＲフィルタを用いることが好ましい。

血流情報生成部５は、ハイパスフィルタ部４０７により通過された同相成分信号Ｉ４と直交成分信号Ｑ４との高域の周波数成分に対して、たとえば、自己相関演算を実施して血流成分の運動速度Ｖ２、パワーＰ２などの血流情報に基づく血流情報信号を生成して画像処理部１４に出力する。

画像処理部１４は、図１に示すように、Ｂモード処理部１０とカラードプラモード処理部１２とに接続されており、制御部８にからの指令に基づいて、Ｂモード処理部１０とカラードプラモード処理部１２とからの信号を処理する。たとえば、画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０により生成されたエコー強度信号の各振幅を輝度値とし、また、エコー強度信号に位置情報を付加してＢモード画像データを生成して、表示部１６に出力する。また、画像処理部１４は、カラードプラモード処理部１０により生成された血流情報信号Ｖ２，Ｐ２に基づいてＣＦＭ画像データを生成して表示部１６に出力する。たとえば、超音波プローブ２に接近する方向の運動速度を有する部分については赤色となるような色情報を付加し、反対方向については青色となるような色情報を付加する。また、この時、パワー値に基づいて輝度情報を変換する。

表示部１６は、画像処理部１４に接続されており、画像処理部１４からの画像データに基づいて可視情報として表示する。表示部１６は、たとえば、カラー画像が表示可能なグラフィックディスプレイ（ｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌａｙ）を用いて構成されおり、画像処理部１４により生成されたＢモード画像データとＣＦＭ画像データとを用いて、Ｂモード画像とＣＦＭ画像とを位置情報が対応するように重ね合わせて表示する。

制御部１８は、送受信部６と心電信号検出部８とＢモード処理部１０とカラードプラモード処理部１２と画像処理部１４と表示部１６とに接続されており、操作部２０からの指令に基づいて各部に制御信号を与え動作を制御する。

操作部２０は、オペレータにより操作され、制御部１８に適宜指令を出力する。操作部２０は、たとえば、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）などにより構成される。

つぎに、本発明にかかる実施形態の超音波診断装置を用いる超音波診断方法について説明する。

まず、オペレータは超音波プローブ２を被検体４の所望の個所に当てる。そして、操作部２０を操作して、たとえば、Ｂモードとカラードプラモードを併用した撮像を行うための操作を入力する。これにより、制御部１８による制御の下で、Ｂモードとカラードプラモードが時分割で行われる。たとえば、カラードプラモードのスキャンを数回行う度にＢモードのスキャンを１回行う割合で、Ｂモードとカラードプラモードの混合スキャンが行われる。

Ｂモードとカラードプラモードとの撮像について、順次説明する。はじめに、Ｂモードの撮像について説明する。

Ｂモードにおいては、送受信部６が超音波プローブ２を用いて被検体４の内部を音線順次に走査しエコーを受信し、エコーに基づく受信信号を出力する。

そして、送受信部６からの受信信号に対しては、Ｂモード処理部１０を用いて、対数増幅ユニットにより対数増幅し、包絡線検波ユニットにより包絡線を検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表すエコー強度信号を生成し画像処理部１４に出力する。

その後、画像処理部１４を用いて、Ｂモード処理部１０により生成されたエコー強度信号の各振幅を輝度値とし、また、エコー強度信号に位置情報を付加してＢモード画像データを生成して、表示部１６に出力する。

つぎに、カラードプラモードの撮像について説明する。カラードプラモードの撮像の際、制御部１８は、Ｂモード処理部１０においてエコー強度信号が生成され画像処理部５へ出力されたことを受けて、Ｂモード処理部１０の動作を停止し、カラードプラモード処理部１２を駆動させる。

そして、送受信部６を用いて、超音波プローブ２により被検体４の内部を音線順次に走査しエコーを受信し、エコーに基づく受信信号をカラードプラモード処理部１２に出力する。その際、に超音波の送波とエコーの受信とが１音線当たりに複数回実施される。

そして、カラードプラモード処理部１２を用いて、受信信号に基づいて血流情報信号を画像処理部１４に出力する。

具体的には、カラードプラモード処理部１２は、直交検波部３により、互いの位相が９０°異なる２つの参照周波数信号を用いて送受信部６による受信信号を直交検波し、同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１とを生成する。

そして、ローパスフィルタ部４０１を用いて、直交検波部３からの同相成分信号Ｉ１および直交成分信号Ｑ１において、周波数０を含む低域の周波数成分である同相成分信号Ｉ２および直交成分信号Ｑ２を算出部４０３に通過させる。ローパスフィルタ部４０１は、運動している組織からのエコーの周波数範囲を包むように通過帯域が設定されているため、クラッタ成分による同相成分信号Ｉ２と直交成分信号Ｑ２とが通過する。

そして、算出部４０３を用いて、ローパスフィルタ４０１を通過した同相成分信号Ｉと直交成分信号Ｑに対して、たとえば、自己相関演算を実施し、クラッタ成分である組織による運動速度Ｖ１とパワー値Ｐ１とを算出する。そして、算出された組織の運動速度Ｖ１とパワーＰ１とに基づく信号を位相偏移量信号出力部４０４へ出力する。

この時、組織の運動速度Ｖ１とパワーＰ１との算出と並行して、位相偏移量信号出力部４０４が位相偏移量信号Ｓを出力するための閾値Ｈを、受信信号を受信する際に心電信号検出部８によって検出された被検体４の心電信号に基づいて、位相偏移閾値生成部４０５により生成する。

図３は、位相偏移量信号出力部４０４が位相偏移量信号Ｓを出力する際において、心電信号検出部８によって検出された被検体４の心電信号Ｘと、位相偏移閾値生成部４０５により生成される閾値Ｈとの関係を示す図である。図３において、図３（ａ）は心電信号を示しており、横軸を時間軸、縦軸を信号強度として表している。図３（ｂ）と（ｃ）とは位相偏移閾値生成部４０５により生成される閾値Ｈを示しており、横軸を時間軸、縦軸を信号強度として表している。

位相偏移量信号出力部４０４は、たとえば、図３（ｂ）に示すように、心電信号Ｘの強度の変化に基づいて、位相偏移量信号Ｓを出力するための閾値Ｈを２値で切り替えるように生成する。たとえば、Ｘ＞ｃ＊Ｘ＿maxの時、Ｈ＝ＴＨ＿Highとし、それ以外の場合には、Ｈ＝ＴＨ＿lowとする。ここで、ｃは０．０＜ｃ＜１．０の範囲で与えられる係数であり、ＴＨ＿High，ＴＨ＿lowは、それぞれ大きなしきい値と小さなしきい値を示している。なお、ｃ，ＴＨ＿High，ＴＨ＿lowは、いずれも、システム、プローブごとに最適化されるような変数として設定される。

なお、位相偏移量信号出力部４０４は、たとえば、図３（ｃ）に示すように、心電信号Ｘの強度の変化に沿って、位相偏移量信号Ｓを出力するための閾値Ｈを連続的に切り替えるように生成してもよい。たとえば、Ｈ＝ａ＊Ｘ＋ｂとする。ここで、ａ，ｂは、しきい値Ｈの設定可能範囲を逸脱しない範囲で、システム、プローブごとに最適化される。このように、位相偏移量信号出力部４０４は、位相偏移量信号Ｓを出力する際に用いる閾値Ｈが心電信号の変化に同期するように生成する。

そして、位相偏移量信号出力部４０４を用いて、算出部４０３から出力される速度Ｖ１とパワーＰ１との組み合わせに応じた位相偏移量信号Ｓを、位相偏移閾値生成部４０５が生成する閾値Ｈに基づいて位相偏移部４０６へ出力する。位相偏移量信号出力部４０４は、たとえば、パワーＰ１が閾値Ｈ以上ある入力信号の組み合わせに対しては、入力信号に含まれている速度データに相当する位相偏移量信号Ｓを出力し、パワーが所定の閾値Ｈに達しない入力信号の組み合わせに対しては、入力信号に含まれる速度データに位相偏移量を０とするような位相偏移量信号Ｓを出力する。

そして、位相偏移部４０６を用いて、直交検波部３からの同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１との位相を、位相偏移量信号出力部４０４が出力する位相偏移量信号Ｓに応じて、それぞれ偏移させる。

そして、ハイパスフィルタ部４０７を用いて、位相偏移部４０６によって位相が偏移させられた同相成分信号Ｉ３および直交成分信号Ｑ３について、所定の周波数以上の高域の周波数成分を通過させて、血流情報生成部５へ出力する。前述のように、ハイパスフィルタ部４０７は、ＭＴＩフィルタとして機能するため、血流成分による同相成分信号Ｉ４と直交成分信号Ｑ４とが選択的に血流情報生成部５へ出力される。

そして、血流情報生成部５を用いて、ハイパスフィルタ部４０７により通過された同相成分信号Ｉ４と直交成分信号Ｑ４との高域の周波数成分に対して、たとえば、自己相関演算を実施して血流成分の運動速度Ｖ２、パワーＰ２などの血流情報に基づく血流情報信号を生成して画像処理部１４に出力する。

その後、画像処理部１４を用いて、カラードプラモード処理部１０により生成された血流情報信号に基づいてＣＦＭ画像データを生成して表示部１６に出力する。

そして、表示部１６によって、画像処理部１４により生成されたＢモード画像データとＣＦＭ画像データとを用いて、Ｂモード画像とＣＦＭ画像とを位置情報が対応するように重ね合わせて表示する。

以上のように、本実施形態は、直交検波部３によって受信信号を直交検波して同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１とを出力し、ローパスフィルタ部４０１によって直交検波部３から出力される同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１とのそれぞれについて低域の周波数成分を通過させ、ローパスフィルタ部４０１により通過された同相成分信号Ｉ２と直交成分信号Ｑ２との低域の周波数成分に基づいて被検体内のクラッタ成分である組織の運動速度Ｖ１とパワーＰ１とを算出部４０３によって算出する。また、組織の運動速度Ｖ１とパワーＰ１との算出と並行して、受信信号を受信する際に心電信号検出部８によって検出された被検体４の心電信号に基づいて、位相偏移量信号出力部４０４が位相偏移量信号Ｓを出力するための閾値Ｈを位相偏移閾値生成部４０５により生成する。そして、算出部４０３により算出されたクラッタ成分の運動速度Ｖ１とパワーＰ１との組み合わせに応じる位相偏移量信号Ｓを、位相偏移閾値生成部４０５が生成した閾値Ｈに基づいて位相偏移量信号出力部４０４により出力する。そして、位相偏移量信号出力部４０４からの位相偏移量信号Ｓに基づいて直交検波部３から出力される同相成分信号Ｉ１と直交成分信号Ｑ１とのそれぞれの位相を位相偏移部４０６により引き戻す。そして、位相偏移部４０６によって位相が引き戻された同相成分信号Ｉ３と直交成分信号Ｑ３とのそれぞれについて高域の周波数成分をハイパスフィルタ部４０７により通過させ、ハイパスフィルタ部４０７によって通過された同相成分信号Ｉ４と直交成分信号Ｑ４との高域の周波数成分に基づいて血流情報生成５を用いることにより血流情報を生成する。

本実施形態においては、受信信号を受信する際に検出された心電信号に基づいて、位相偏移量信号Ｓを出力する際に用いる閾値Ｈを生成する。この際、位相偏移閾値生成部４０５は、位相偏移量信号Ｓを出力する際に閾値Ｈが心電信号の変化に同期するように生成している。このため、急峻な運動をする組織であるクラッタ成分による同相成分信号と直交成分信号を含む場合であっても、位相偏移手段によってクラッタ成分による同相成分信号と直交成分信号の位相を正確に引き戻すことができ、ハイパスフィルタ部４０７によって血流成分による同相成分信号Ｉ４と直交成分信号Ｑ４とが抽出されるために、正確な血流情報を取得し、画像品質を向上できる。

図１は、本発明の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る超音波診断装置のカラードプラモード処理部を示すブロック図である。図３は、本発明の実施形態に係る超音波診断装置において、位相偏移量信号出力部が位相偏移量信号を出力する際に、心電信号検出部によって検出された被検体の心電信号と、位相偏移閾値生成部４０５により生成される閾値との関係を示す図である。

符号の説明

１：超音波診断装置、２：超音波プローブ、３：直交検波部（直交検波手段）、４：被検体、５：血流情報生成部（血流情報生成手段）、６：送受信部、８：心電信号検出部（心電信号検出手段）、１０：Ｂモード処理部、１２：カラードプラモード処理部、１４：画像処理部（画像生成手段）、１６：表示部（表示手段）、１８：制御部、２０：操作部、４０１：ローパスフィルタ部（ローパスフィルタ手段）、４０３：算出部（算出手段）、４０４：位相偏移量信号出力部（位相偏移量信号出力手段）、４０５：位相偏移閾値生成部（位相偏移閾値生成手段）、４０６：位相偏移部（位相偏移手段）、４０７：ハイパスフィルタ部（ハイパスフィルタ手段）

Claims

被検体内に送信され前記被検体内で反射され受信される超音波による受信信号に基づいて前記被検体内の血流情報を得る超音波診断装置であって、
前記受信信号を直交検波して同相成分信号と直交成分信号とを出力する直交検波手段と、
前記直交検波手段から出力される前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれについて低域の周波数成分を通過させるローパスフィルタ手段と、
前記ローパスフィルタ手段により通過された前記同相成分信号と前記直交成分信号との前記低域の周波数成分に基づいて前記被検体内の組織の運動速度とパワーとを算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記運動速度と前記パワーとの組み合わせに応じる位相偏移量信号を閾値に基づいて出力する位相偏移量信号出力手段と、
前記位相偏移量信号に基づいて前記直交検波手段から出力される前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれの位相を引き戻す位相偏移手段と、
前記位相偏移手段により位相が引き戻された前記同相成分信号と前記直交成分信号とのそれぞれについて高域の周波数成分を通過させるハイパスフィルタ手段と、
前記ハイパスフィルタ手段により通過された前記同相成分信号と前記直交成分信号との前記高域の周波数成分に基づいて前記血流情報を生成する血流情報生成手段と、
前記受信信号を受信する際に前記被検体の心電信号を検出する心電信号検出手段と、
前記心電信号に基づいて前記位相偏移量信号を出力する際に用いる前記閾値を生成する位相偏移閾値生成手段とを備え、
前記位相偏移量信号出力手段は、前記位相偏移閾値生成手段により生成された閾値に基づいて前記位相偏移量信号を出力する
超音波診断装置。
前記位相偏移閾値生成手段は、前記位相偏移量信号を出力する際に閾値が前記心電信号の変化に同期するように生成する
請求項１に記載の超音波診断装置。
前記血流情報生成手段により生成された前記血流情報に基づく画像データを生成する画像生成手段を有する
請求項１または２に記載の超音波診断装置。
前記画像データを用いて画像を表示する表示手段を有する
請求項１から３のいずれかに記載の超音波診断装置。
血流情報生成手段は、血流情報として血流成分の運動速度を生成し、
前記画像生成手段は、前記画像データをカラー画像データとする
請求項１から４のいずれかに記載の超音波診断装置。