JP4891590B2 - Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program - Google Patents

Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program Download PDF

Info

Publication number
JP4891590B2
JP4891590B2 JP2005300305A JP2005300305A JP4891590B2 JP 4891590 B2 JP4891590 B2 JP 4891590B2 JP 2005300305 A JP2005300305 A JP 2005300305A JP 2005300305 A JP2005300305 A JP 2005300305A JP 4891590 B2 JP4891590 B2 JP 4891590B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
doppler
spectrum
threshold
ultrasonic
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005300305A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006141996A (en
Inventor
達朗 馬場
正美 高橋
雅夫 滝本
宗基 潟口
琢也 佐々木
泰夫 宮島
孝信 内堀
富夫 生田目
利幸 鯉沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Corp
Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Medical Systems Corp, Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2005300305A priority Critical patent/JP4891590B2/en
Publication of JP2006141996A publication Critical patent/JP2006141996A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4891590B2 publication Critical patent/JP4891590B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

本発明は、超音波のドプラ効果を利用して、生体内の血流の流速情報や組織の移動情報などの計測を行なう超音波ドプラ計測装置、及びドプラ信号処理プログラムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic Doppler measurement apparatus and a Doppler signal processing program for measuring flow velocity information of blood flow in a living body, information on movement of a tissue, and the like using an ultrasonic Doppler effect.

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された超音波振動子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記超音波振動子によって受信してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの2次元画像が容易に観察できるため、生体の各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の2つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、これらの技術を用いて得られるBモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波画像診断において不可欠のものとなっている。   The ultrasonic diagnostic apparatus radiates an ultrasonic pulse generated from an ultrasonic transducer incorporated in an ultrasonic probe into a subject, and generates an ultrasonic reflected wave generated by a difference in acoustic impedance of the subject tissue. It is received by the child and displayed on the monitor. This diagnostic method is widely used for functional diagnosis and morphological diagnosis of various organs of a living body because a real-time two-dimensional image can be easily observed with a simple operation by simply bringing an ultrasonic probe into contact with the body surface. Ultrasound diagnostic methods for obtaining biological information from reflected waves from tissues or blood cells in a living body have made rapid progress with the development of two major technologies, the ultrasonic pulse reflection method and the ultrasonic Doppler method. The obtained B-mode image and color Doppler image are indispensable in today's ultrasonic image diagnosis.

一方、被検体の任意の観測部位における血流情報を定量的且つ高精度で得る方法としてドプラスペクトラム法がある。このドプラスペクトラム法では、被検体の同一部位に対して一定間隔で複数回の超音波送受信を行ない、血球などの移動反射体において反射した超音波反射波に対し、超音波送受信に使用した超音波振動子の共振周波数と略等しい周波数の基準信号を用いた直交位相検波によってドプラ信号を検出する。そして、このドプラ信号の中から所望部位におけるドプラ信号をレンジゲートによって抽出し、更に、抽出したドプラ信号をFFT分析することによってドプラスペクトラムデータを生成している。   On the other hand, there is a Doppler spectrum method as a method for obtaining blood flow information at an arbitrary observation site of a subject quantitatively and with high accuracy. In this Doppler spectrum method, ultrasonic transmission / reception is performed a plurality of times at regular intervals on the same part of the subject, and ultrasonic waves used for ultrasonic transmission / reception with respect to ultrasonic reflected waves reflected by moving reflectors such as blood cells are used. A Doppler signal is detected by quadrature detection using a reference signal having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the vibrator. Then, a Doppler signal at a desired portion is extracted from the Doppler signal by a range gate, and Doppler spectrum data is generated by performing FFT analysis on the extracted Doppler signal.

このような手順により、被検体の所望部位から得られたドプラ信号に対してドプラスペクトラムデータを連続的に生成し、得られた複数のドプラスペクトラムデータを順次配列することによって、ドプラスペクトラム画像データを生成する。尚、レンジゲートを被検体における所望の観測部位に正確に設定するために、レンジゲートの設定はBモード画像観測下において行なわれ、このとき、レンジゲート位置はBモード画像によってモニタリングされる。   Through such a procedure, Doppler spectrum data is continuously generated for Doppler signals obtained from a desired part of the subject, and the Doppler spectrum image data is obtained by sequentially arranging the obtained Doppler spectrum data. Generate. In order to accurately set the range gate at a desired observation site in the subject, the range gate is set under B-mode image observation. At this time, the range gate position is monitored by the B-mode image.

この超音波ドプラ計測装置によって得られるドプラスペクトラムデータでは、一般に、縦軸に周波数(f)、横軸に時間(t)、各周波数成分のパワー(強さ)が輝度(階調)として表示される。このドプラスペクトラムデータに基づいて各種診断パラメータの計測が行なわれており、その代表的なものとして周波数軸方向の最大周波数成分fpに対応する最高血流速Vpを検出し、この最高血流速Vpの時間変化を示すトレース波形データに基づいて診断パラメータを計測する方法がある。   In Doppler spectrum data obtained by this ultrasonic Doppler measurement device, generally, the vertical axis represents frequency (f), the horizontal axis represents time (t), and the power (strength) of each frequency component is displayed as luminance (gradation). The Various diagnostic parameters are measured based on the Doppler spectrum data. As a representative example, the maximum blood flow rate Vp corresponding to the maximum frequency component fp in the frequency axis direction is detected, and this maximum blood flow rate Vp is detected. There is a method of measuring a diagnostic parameter based on trace waveform data indicating a change in time.

最高血流速Vpのトレース波形データの生成では、ノイズのスペクトラムに埋もれていないドプラスペクトラム成分の最大値から最高血流速Vpを計測する方法が行なわれ、従来はフリーズ(静止表示)されたドプラスペクトラムデータを対象としたマニュアルトレース操作が基本であった。   In the generation of the trace waveform data of the maximum blood flow velocity Vp, a method of measuring the maximum blood flow velocity Vp from the maximum value of the Doppler spectrum component not buried in the noise spectrum is performed, and conventionally the frozen Doppler (stationary display) is performed. The manual trace operation for spectrum data was fundamental.

これに対して、近年では、リアルタイムで得られるドプラスペクトラムデータに設定した所定閾値に基づいて最高血流速Vpを自動トレースする方法が開発され、更に、上記閾値をドプラスペクトラムデータの平均信号レベル及び平均ノイズレベルに基づいて自動設定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。又、複数の閾値を予め設定し、これらの閾値に基づいて生成された複数のトレース波形データの中から好適なトレース波形データを最高血流速Vpのトレース波形データとして選択する方法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
米国特許第6528321号明細書 特開平7−303641号公報
On the other hand, in recent years, a method for automatically tracing the maximum blood flow velocity Vp based on a predetermined threshold set in the Doppler spectrum data obtained in real time has been developed. A method of automatically setting based on an average noise level has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Also proposed is a method of setting a plurality of threshold values in advance and selecting suitable trace waveform data as the trace waveform data of the maximum blood flow velocity Vp from the plurality of trace waveform data generated based on these threshold values. (For example, refer to Patent Document 2).
US Pat. No. 6,528,321 Japanese Patent Laid-Open No. 7-303641

しかしながら、上述の特許文献1の方法によれば、平均信号レベルや平均ノイズレベルの時間的変動に伴い、最高血流速Vpがノイズの影響を受けて検出不能となる場合がある。このため、医師や検査技師(以下、操作者と呼ぶ。)は、前記閾値を順次更新し、このとき生成されるトレース波形データを観測することによって所望のトレース波形データが得られる閾値を設定する手順が不可欠となっている。   However, according to the method of the above-mentioned patent document 1, the maximum blood flow velocity Vp may be undetectable due to the influence of noise due to temporal fluctuations in the average signal level and the average noise level. Therefore, a doctor or a laboratory technician (hereinafter referred to as an operator) sequentially updates the threshold value, and sets a threshold value for obtaining desired trace waveform data by observing the trace waveform data generated at this time. Procedure is essential.

ところで、ドプラスペクトラムデータに対する閾値を所定間隔で更新しながらトレース波形データの生成を行なう場合、閾値の変化量に対するトレース波形データの変位量はドプラスペクトラムデータにおける平均信号レベル及び平均ノイズレベルに依存する。例えば、総頚動脈の血流から得られるドプラスペクトラムデータのように平均信号レベルと平均ノイズレベルの差(以下では、ドプラ感度と呼ぶ。)が大きな場合には閾値を多少変化させてもトレース波形データに対して大きな影響を与えないが、中大脳動脈や椎骨動脈のドプラスペクトラムデータのようにドプラ感度が悪い場合には、同じ閾値の変位量に対してトレース波形データが周波数軸方向に著しく変位する。又、ドプラ感度は、計測部位のみならず被検体の性別や体質(例えば、肥満度)等にも依存することが知られており、このような被検体に対して得られたトレース波形データにおいても上述と同様な現象が発生する。   By the way, when the trace waveform data is generated while updating the threshold for the Doppler spectrum data at predetermined intervals, the amount of displacement of the trace waveform data with respect to the amount of change in the threshold depends on the average signal level and the average noise level in the Doppler spectrum data. For example, when the difference between the average signal level and the average noise level (hereinafter referred to as Doppler sensitivity) is large, such as Doppler spectrum data obtained from the blood flow of the common carotid artery, trace waveform data even if the threshold value is slightly changed However, if the Doppler sensitivity is low, such as Doppler spectrum data of the middle cerebral artery or vertebral artery, the trace waveform data is significantly displaced in the frequency axis direction for the same threshold displacement. . In addition, it is known that the Doppler sensitivity depends not only on the measurement site but also on the sex and constitution of the subject (for example, the degree of obesity). In the trace waveform data obtained for such a subject, The same phenomenon as described above occurs.

図14(a)はドプラ感度が良好な総頸動脈から得られるドプラスペクトラムデータに対して3つの閾値を所定間隔で設定した場合のトレース波形データであり、縦軸は血流速度(周波数)、横軸は時間を示している。一方、図14(b)は、ドプラ感度が悪い、例えば、中大脳動脈のドプラスペクトラムデータに対し図14(a)の場合と同一の間隔で3つの閾値を設定して得られたトレース波形データであり、縦軸及び横軸は図14(a)の場合と同様である。   FIG. 14A shows trace waveform data when three threshold values are set at predetermined intervals for Doppler spectrum data obtained from the common carotid artery with good Doppler sensitivity, and the vertical axis represents blood flow velocity (frequency), The horizontal axis indicates time. On the other hand, FIG. 14 (b) shows poor Doppler sensitivity, for example, trace waveform data obtained by setting three thresholds at the same interval as in FIG. 14 (a) for Doppler spectrum data of the middle cerebral artery. The vertical axis and the horizontal axis are the same as in FIG.

従って、予め設定された複数の閾値の中から所望のトレース波形データが生成される場合の閾値を効率よく選択するためには、ドプラ感度の悪いドプラスペクトラムデータに対し比較的小さな間隔で閾値を更新し、ドプラ感度の良いドプラスペクトラムデータに対し比較的大きな間隔で閾値を更新して得られたトレース波形データを比較観測することが望ましいが、上述の特許文献1あるいは特許文献2の方法においてはドプラ感度の差異に伴う閾値間隔の設定方法については何等記載されていない。   Therefore, in order to efficiently select a threshold when desired trace waveform data is generated from a plurality of preset thresholds, the threshold is updated at a relatively small interval with respect to Doppler spectrum data with poor Doppler sensitivity. However, it is desirable to compare and observe the trace waveform data obtained by updating the threshold at relatively large intervals with respect to Doppler spectrum data with good Doppler sensitivity. However, in the method of Patent Document 1 or Patent Document 2 described above, Doppler is used. There is no description about how to set the threshold interval due to the difference in sensitivity.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、時系列的に得られるドプラスペクトラムデータに対し閾値を設定して所望のトレース波形データを生成する際に、スペクトラム形状モデルとドプラ感度に基づいて前記ドプラスペクトラムデータに対する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に設定された所定数の閾値を順次更新することにより前記所望のトレース波形データを高効率かつ高精度で生成することが可能な超音波ドプラ計測装置、及びドプラ信号処理プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to generate a desired trace waveform data by setting a threshold for Doppler spectrum data obtained in time series. A threshold range for the Doppler spectrum data is set based on the spectrum shape model and the Doppler sensitivity, and the desired trace waveform data is updated with high efficiency and high accuracy by sequentially updating a predetermined number of threshold values set in the threshold range. It is an object to provide an ultrasonic Doppler measurement apparatus and a Doppler signal processing program that can be generated by the above.

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

本発明の第1の視点は、被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を有した超音波プローブと、前記超音波振動子を駆動して超音波の送信を行なう送信ユニットと、前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信する受信ユニットと、前記受信信号に対しドプラ信号を検出するドプラ信号検出ユニットと、前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによってドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータ生成ユニットと、ドプラスペクトラムデータからトレース波形データを生成するための条件を設定する所定のパラメータに対して閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定する閾値設定ユニットと、前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記スペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を、前記トレース波形データとして生成するトレースデータ生成ユニットと、前記トレース波形データを表示する表示ユニットを、を具備し、前記閾値設定ユニットは、前記生成されたドプラスペクトラムデータの波形に基づいて、前記閾値範囲又は前記閾値を設定すること、を特徴とする超音波ドプラ計測装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that performs ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction of a subject, and transmission for transmitting ultrasonic waves by driving the ultrasonic transducer. A unit, a receiving unit for receiving a received signal from the subject obtained by transmitting / receiving the ultrasonic wave, a Doppler signal detecting unit for detecting a Doppler signal for the received signal, and transmitting / receiving an ultrasonic wave in the predetermined direction The threshold range is set for a spectrum data generation unit that generates Doppler spectrum data in time series by repeating the steps, and a predetermined parameter that sets conditions for generating trace waveform data from the Doppler spectrum data. A threshold setting unit for setting a plurality of thresholds in a range; and the threshold corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds A trace data generation unit that generates a temporal change in the Doppler frequency of the spectrum data as the trace waveform data; and a display unit that displays the trace waveform data. The threshold setting unit includes the generated Doppler. The ultrasonic Doppler measurement apparatus is characterized in that the threshold range or the threshold is set based on a waveform of spectrum data.

本発明の第2の視点は、被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を有した超音波プローブと、前記超音波振動子を駆動して超音波の送信を行なう送信ユニットと、前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信する受信ユニットと、前記受信信号からドプラ信号を検出するドプラ信号検出ユニットと、前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによって時系列的に得られる所定部位の前記ドプラ信号に対し所定の窓関数を設定してドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータ生成ユニットと、このスペクトラムデータ生成ユニットによって生成された複数の前記ドプラスペクトラムデータに基づいてドプラ感度を計測するドプラ感度計測ユニットと、前記窓関数に基づいてスペクトラム形状モデルを作成するスペクトラム形状モデル作成ユニットと、前記スペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度に基づいて、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定する閾値設定ユニットと、前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記ドプラスペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を前記トレース波形データとして生成するトレースデータ生成ユニットと、前記トレース波形データを表示する表示ユニットと、を具備することを特徴とする超音波ドプラ計測装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that performs ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction of a subject, and transmission for transmitting ultrasonic waves by driving the ultrasonic transducer. A unit, a reception unit that receives a reception signal from the subject obtained by transmission / reception of the ultrasonic wave, a Doppler signal detection unit that detects a Doppler signal from the reception signal, and ultrasonic transmission / reception in the predetermined direction A spectrum data generation unit that generates a Doppler spectrum data in a time series by setting a predetermined window function for the Doppler signal of a predetermined portion obtained in a time series by repeating, and generated by the spectrum data generation unit A Doppler sensitivity measurement unit that measures Doppler sensitivity based on a plurality of the Doppler spectrum data, and the window function Based on the spectrum shape model creation unit for creating a spectrum shape model based on the spectrum shape model and the Doppler sensitivity, a threshold range in which the trace waveform data is displaced by a predetermined amount with respect to the frequency axis direction is set. A threshold setting unit that sets a plurality of thresholds to the threshold, and a trace data generation unit that generates, as the trace waveform data, a temporal change in the Doppler frequency of the Doppler spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds. And a display unit for displaying the trace waveform data.

本発明の第3の視点は、コンピュータに、被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を駆動して超音波を送信させる送信機能と、前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信させる受信機能と、前記受信信号に対しドプラ信号を検出させる検出機能と、前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによってドプラスペクトラムデータを時系列的に生成させるドプラスペクトラムデータ生成機能と、ドプラスペクトラムデータからトレース波形データを生成するための条件を設定する所定のパラメータに対して閾値範囲を設定させ、且つこの閾値範囲に複数の閾値を設定させる閾値設定機能と、前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記スペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を、前記トレース波形データとして生成させる経時的変化生成機能と、前記トレース波形データを表示させる表示能と、を実現させ、前記閾値設定機能においては、前記生成されたドプラスペクトラムデータの波形に基づいて、前記閾値範囲又は前記閾値を設定させること、を特徴とするするドプラ信号処理プログラムである。   The third aspect of the present invention is obtained by a transmission function that causes a computer to transmit an ultrasonic wave by driving an ultrasonic transducer that performs ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction of the subject, and the transmission / reception of the ultrasonic wave. In addition, a reception function for receiving a reception signal from the subject, a detection function for detecting a Doppler signal with respect to the reception signal, and generation of Doppler spectrum data in time series by repeating ultrasonic transmission and reception in the predetermined direction Doppler spectrum data generation function to be set, and threshold setting function to set a threshold range for a predetermined parameter that sets conditions for generating trace waveform data from Doppler spectrum data, and to set a plurality of threshold values in this threshold range And the Doppler frequency over time of the spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds. A time-dependent change generation function for generating a change as the trace waveform data and a display function for displaying the trace waveform data are realized, and the threshold setting function is based on the waveform of the generated Doppler spectrum data. The Doppler signal processing program is characterized in that the threshold range or the threshold is set.

本発明の第4の視点は、コンピュータに、被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を駆動して超音波を送信させる送信機能と、前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信させる受信機能と、前記受信信号に対しドプラ信号を検出させる検出機能と、前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによって時系列的に得られる所定部位の前記ドプラ信号に対し所定の窓関数を設定してドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータを生成させるスペクトラムデータ生成機能と、生成された複数の前記ドプラスペクトラムデータに基づいてドプラ感度を計測させるドプラ感度計測機能と、前記窓関数に基づいてスペクトラム形状モデルを作成するスペクトラム形状モデルを作成させるスペクトラム形状モデル作成機能と、前記スペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度に基づいて、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定させる閾値設定機能と、前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記ドプラスペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を前記トレース波形データとして生成させるトレース波形データ生成機能と、前記トレース波形データを表示させる表示機能と、を実現させることを特徴とするドプラ信号処理プログラムである。   The fourth aspect of the present invention is obtained by a transmission function that causes a computer to transmit an ultrasonic wave by driving an ultrasonic transducer that performs ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction of the subject, and the transmission / reception of the ultrasonic wave. A reception function for receiving a reception signal from the subject, a detection function for detecting a Doppler signal with respect to the reception signal, and a predetermined portion obtained in time series by repeating ultrasonic transmission and reception in the predetermined direction. A spectrum data generation function for generating spectrum data for generating Doppler spectrum data in time series by setting a predetermined window function for the Doppler signal, and measuring Doppler sensitivity based on the plurality of generated Doppler spectrum data Doppler sensitivity measurement function and spectrum shape model that creates a spectrum shape model based on the window function Based on the spectrum shape model creation function to be created, the spectrum shape model and the Doppler sensitivity, a threshold range is set in which the trace waveform data is displaced by a predetermined amount in the frequency axis direction, and a plurality of threshold values are set in this threshold range. A threshold setting function for generating, a trace waveform data generating function for generating a temporal change in the Doppler frequency of the Doppler spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds as the trace waveform data, and the trace waveform data A Doppler signal processing program characterized by realizing a display function for displaying.

以上本発明によれば、時系列的に得られるドプラスペクトラムデータに対し閾値を設定して所望のトレース波形データを生成する際に、スペクトラム形状モデルとドプラ感度に基づいて前記ドプラスペクトラムデータに対する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に設定された所定数の閾値を順次更新することにより前記所望のトレース波形データを高効率かつ高精度で生成することが可能な超音波ドプラ計測装置、及びドプラ信号処理プログラムを実現することができる。   As described above, according to the present invention, when generating a desired trace waveform data by setting a threshold for Doppler spectrum data obtained in time series, a threshold range for the Doppler spectrum data based on a spectrum shape model and Doppler sensitivity. And the Doppler signal processing, and the Doppler signal processing, which can generate the desired trace waveform data with high efficiency and high accuracy by sequentially updating a predetermined number of thresholds set in the threshold range A program can be realized.

以下、本発明の第1及び第2の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, first and second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(第1の実施形態)
(装置の構成)
以下に述べる本発明の実施形態では、被検体の所定部位に対する超音波送受信によって得られたドプラスペクトラムデータの平均信号レベルと平均ノイズレベルとからドプラ感度を計測する。次いで、上述のドプラスペクトラムデータを生成する際の窓関数に基づいて作成したスペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度に基づきトレース波形データが周波数軸方向に所定量変化する閾値範囲を設定し、この閾値範囲において所定数の閾値を略等間隔に設定する。そして、設定された複数の閾値の中から所望のトレース波形データが得られる閾値を選択し、選択した閾値を用いてトレース波形データの生成と表示を継続する。
(First embodiment)
(Device configuration)
In an embodiment of the present invention described below, Doppler sensitivity is measured from the average signal level and average noise level of Doppler spectrum data obtained by ultrasonic transmission / reception with respect to a predetermined part of a subject. Next, a spectrum shape model created based on the window function when generating the Doppler spectrum data described above and a threshold range in which the trace waveform data changes by a predetermined amount in the frequency axis direction based on the Doppler sensitivity are set. A predetermined number of thresholds are set at approximately equal intervals. Then, a threshold value for obtaining desired trace waveform data is selected from the set threshold values, and generation and display of the trace waveform data is continued using the selected threshold value.

以下では、本発明の実施形態における超音波ドプラ計測装置の構成と各ユニットの基本動作につき図面を用いて説明する。尚、図1は、本実施形態における超音波ドプラ計測装置の全体構成を示すブロック図であり、図2は、この超音波ドプラ計測装置を構成する送受信部及びデータ生成部のブロック図を示す。   Hereinafter, the configuration of the ultrasonic Doppler measurement device and the basic operation of each unit in the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic Doppler measurement apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of a transmission / reception unit and a data generation unit that constitute the ultrasonic Doppler measurement apparatus.

図1に示す超音波ドプラ計測装置100は、被検体に対して超音波の送受信を行なう超音波プローブ3と、超音波プローブ3に対して送受信を行なう送受信部2と、送受信部2から得られた受信信号からBモードデータやカラードプラデータ、更には、ドプラスペクトラムデータを得るための信号処理を行なうデータ生成部4を備え、更に、データ生成部4において生成されたドプラスペクトラムデータに基づいて最高血流速Vpのトレース波形データを生成するトレース波形生成部5と、データ生成部4において時系列的に得られる上述の各データからBモード画像データ、カラードプラ画像データ及びドプラスペクトラム画像データの生成と保存を行ない、更にトレース波形生成部5にて生成されたトレース波形データを保存するデータ記憶部6を備えている。   An ultrasonic Doppler measurement apparatus 100 shown in FIG. 1 is obtained from an ultrasonic probe 3 that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject, a transmission / reception unit 2 that transmits / receives to / from the ultrasonic probe 3, and a transmission / reception unit 2. A data generation unit 4 that performs signal processing to obtain B-mode data, color Doppler data, and Doppler spectrum data from the received signal, and further, based on the Doppler spectrum data generated by the data generation unit 4 Trace waveform generator 5 for generating trace waveform data of blood flow velocity Vp, and generation of B-mode image data, color Doppler image data, and Doppler spectrum image data from each of the above-mentioned data obtained in time series in data generator 4 And save the trace waveform data generated by the trace waveform generator 5 It has a 憶部 6.

更に、超音波ドプラ計測装置100は、送受信部2、あるいはデータ生成部4に対して、例えば、超音波パルスの中心周波数とほぼ等しい周波数の連続波あるいは矩形波を発生する基準信号発生部1と、データ記憶部6において保存された画像データやトレース波形データ等を表示する表示部7と、操作者によって患者情報の入力、画像表示モードの設定、各種画像データやトレース波形データの生成における条件設定、更には種々のコマンド信号の入力等が行なわれる入力部8と、超音波ドプラ計測装置100における上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部10を備えている。   Further, the ultrasonic Doppler measurement apparatus 100 includes, for example, a reference signal generation unit 1 that generates a continuous wave or a rectangular wave having a frequency substantially equal to the center frequency of the ultrasonic pulse to the transmission / reception unit 2 or the data generation unit 4. A display unit 7 for displaying image data, trace waveform data, and the like stored in the data storage unit 6; input of patient information by the operator; setting of an image display mode; setting of conditions for generating various image data and trace waveform data Furthermore, an input unit 8 for inputting various command signals and the like, and a system control unit 10 for comprehensively controlling the above-described units in the ultrasonic Doppler measurement apparatus 100 are provided.

超音波プローブ3は、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受波を行なうものであり、1次元に配列された複数個(N個)の微小な超音波振動子をその先端部に有している。この超音波振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルスを超音波パルス(送信超音波)に変換し、又、受信時には超音波反射波(受信超音波)を電気信号(受信信号)に変換する機能を有している。そして、上述の複数個の超音波振動子の各々は図示しないケーブルを介して送受信部2に接続されている。超音波プローブ3にはセクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、診断部位に応じて任意に選択される。以下ではセクタ走査用の超音波プローブ3を用いた場合について述べるが、この方法に限定されるものではなく、リニア走査対応、あるいはコンベックス走査対応であってもよい。   The ultrasonic probe 3 performs ultrasonic wave transmission / reception by bringing its front surface into contact with the surface of a subject, and a plurality of (N) micro ultrasonic transducers arranged in a one-dimensional manner. It has at the tip. This ultrasonic transducer is an electroacoustic transducer, which converts electric pulses into ultrasonic pulses (transmitted ultrasonic waves) during transmission, and converts reflected ultrasonic waves (received ultrasonic waves) into electric signals (received signals) during reception. It has the function to convert to. And each of the above-mentioned some ultrasonic transducer | vibrator is connected to the transmission / reception part 2 via the cable which is not shown in figure. The ultrasonic probe 3 has a sector scan support, a linear scan support, a convex scan support, and the like, and is arbitrarily selected according to the diagnostic part. Although the case where the ultrasonic probe 3 for sector scanning is used is described below, the present invention is not limited to this method, and linear scanning or convex scanning may be used.

次に、図2に示した送受信部2は、超音波プローブ3から送信超音波を放射するための駆動信号を生成する送信部21と、超音波プローブ3からの受信信号に対して整相加算を行なう受信部22を備えている。   Next, the transmission / reception unit 2 illustrated in FIG. 2 generates a drive signal for radiating transmission ultrasonic waves from the ultrasonic probe 3 and phasing addition to the reception signal from the ultrasonic probe 3. The receiving part 22 which performs is provided.

送信部21は、レートパルス発生器211と、送信遅延回路212と、駆動回路213を備え、レートパルス発生器211は、基準信号発生部1から供給される連続波あるいは矩形波を分周することによって送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成し、このレートパルスを送信遅延回路212に供給する。   The transmission unit 21 includes a rate pulse generator 211, a transmission delay circuit 212, and a drive circuit 213. The rate pulse generator 211 divides the continuous wave or the rectangular wave supplied from the reference signal generation unit 1. Thus, a rate pulse for determining the repetition period of the transmission ultrasonic wave is generated, and this rate pulse is supplied to the transmission delay circuit 212.

送信遅延回路212は、送信に使用される超音波振動子と同数(Nチャンネル)の独立な遅延回路から構成されており、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を収束するための遅延時間と所定の方向に送信超音波を放射するための遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスを駆動回路213に供給する。駆動回路213は、Nチャンネルの独立な駆動回路を有し、超音波プローブ3に内蔵された超音波振動子を駆動するための駆動パルスを前記レートパルスに基づいて生成する。   The transmission delay circuit 212 is composed of the same number (N channels) of independent delay circuits as the ultrasonic transducers used for transmission, and transmits the transmission ultrasonic waves to a predetermined depth in order to obtain a narrow beam width in transmission. A delay time for convergence and a delay time for radiating transmission ultrasonic waves in a predetermined direction are given to the rate pulse, and this rate pulse is supplied to the drive circuit 213. The drive circuit 213 has an N-channel independent drive circuit, and generates a drive pulse for driving the ultrasonic transducer built in the ultrasonic probe 3 based on the rate pulse.

一方、受信部22は、Nチャンネルから構成されるA/D変換器221及び受信遅延回路222と、加算器223を備えている。超音波プローブ3から供給されるNチャンネルの受信信号は、A/D変換器221にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路222に送られる。受信遅延回路222は、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と、所定方向に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をA/D変換器221から出力されるNチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器223は、これら受信遅延回路222からの受信信号を整相加算(所定の方向から得られた受信信号の位相を合わせて加算)する。   On the other hand, the receiving unit 22 includes an A / D converter 221 including N channels, a reception delay circuit 222, and an adder 223. The N-channel reception signal supplied from the ultrasonic probe 3 is converted into a digital signal by the A / D converter 221 and sent to the reception delay circuit 222. The reception delay circuit 222 converts a focusing delay time for focusing an ultrasonic reflected wave from a predetermined depth and a deflection delay time for setting reception directivity in a predetermined direction to an A / D converter. Each of the N-channel reception signals output from 221 is given, and an adder 223 performs phasing addition on the reception signals from these reception delay circuits 222 (adding the phases of the reception signals obtained from a predetermined direction). To do.

次に、データ生成部4は、受信部22の加算器223から出力された受信信号に対してBモードデータを生成するためのBモードデータ生成部41と、前記受信信号に対して直交検波を行なってドプラ信号の検出を行なうドプラ信号検出部42と、検出されたドプラ信号に基づいてカラードプラデータの生成を行なうカラードプラデータ生成部43と、前記ドプラ信号の周波数分析によってスペクトラムデータを生成するスペクトラムデータ生成部44を備えている。   Next, the data generation unit 4 includes a B-mode data generation unit 41 for generating B-mode data for the reception signal output from the adder 223 of the reception unit 22, and quadrature detection for the reception signal. The Doppler signal detection unit 42 that detects the Doppler signal in line, the color Doppler data generation unit 43 that generates the color Doppler data based on the detected Doppler signal, and the spectrum data by frequency analysis of the Doppler signal. A spectrum data generation unit 44 is provided.

Bモードデータ生成部41は、包絡線検波器411と対数変換器412を備え、包絡線検波器411は、受信部22の加算器223から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波し、この包絡線検波信号は対数変換器412においてその振幅が対数変換される。尚、包絡線検波器411及び対数変換器412は順序を入れ替えて構成しても構わない。   The B-mode data generation unit 41 includes an envelope detector 411 and a logarithmic converter 412. The envelope detector 411 envelope-detects the received signal after the phasing addition supplied from the adder 223 of the reception unit 22. The amplitude of the envelope detection signal is logarithmically converted by a logarithmic converter 412. Note that the envelope detector 411 and the logarithmic converter 412 may be configured in a reversed order.

一方、ドプラ信号検出部42は、π/2移相器421、ミキサ422−1及び422−2、LPF(低域通過フィルタ)423−1及び423−2を備えており、後述する動作により受信部22の加算器223から供給される受信信号に対して直交位相検波を行なってドプラ信号を検出する。   On the other hand, the Doppler signal detection unit 42 includes a π / 2 phase shifter 421, mixers 422-1 and 422-2, and LPFs (low-pass filters) 423-1 and 423-2. Quadrature detection is performed on the received signal supplied from the adder 223 of the unit 22 to detect a Doppler signal.

又、カラードプラデータ生成部43は、図示しないドプラ信号記憶回路431、MTIフィルタ432、自己相関演算器433等を備え、ドプラ信号検出部42によって検出されたドプラ信号に基づいて血流の平均流速値や分散値などを算出する。但し、本実施形態において、本ユニットは必須な構成要素ではないため詳細な説明は省略する。   The color Doppler data generation unit 43 includes a Doppler signal storage circuit 431, an MTI filter 432, an autocorrelation calculator 433, and the like (not shown), and an average blood flow velocity based on the Doppler signal detected by the Doppler signal detection unit 42. Calculate the value and variance. However, in this embodiment, since this unit is not an essential component, detailed description will be omitted.

次に、スペクトラムデータ生成部44は、SH(サンプルホールド回路)441と、LPF(低域通過フィルタ)442と、窓関数設定部443と、FFT(Fast-Fourier-Transform)分析器444を備えており、ドプラ信号検出部42において得られたドプラ信号に対してFFT分析を行なう。尚、SH441及びLPF442は何れも2チャンネルで構成され、夫々のチャンネルにはドプラ信号検出部42から出力されるドプラ信号の複素成分、即ち実成分(I成分)と虚成分(Q成分)が供給される。   Next, the spectrum data generation unit 44 includes an SH (sample hold circuit) 441, an LPF (low-pass filter) 442, a window function setting unit 443, and an FFT (Fast-Fourier-Transform) analyzer 444. The Doppler signal detection unit 42 performs FFT analysis on the Doppler signal. The SH 441 and the LPF 442 are both composed of two channels, and a complex component of the Doppler signal output from the Doppler signal detection unit 42, that is, a real component (I component) and an imaginary component (Q component) are supplied to each channel. Is done.

次に、本発明のドプラスペクトラムデータの生成において重要な構成要素となるドプラ信号検出部42とスペクトラムデータ生成部44の基本動作につき、図3のタイムチャートを参照して更に詳しく説明する。尚、図3では、説明を容易にするためにアナログ受信信号に対しドプラ成分を検出する場合について示すが、実際の処理は受信部22から出力されるデジタル受信信号に対して行なわれる。   Next, basic operations of the Doppler signal detection unit 42 and the spectrum data generation unit 44 that are important components in the generation of Doppler spectrum data of the present invention will be described in more detail with reference to the time chart of FIG. In FIG. 3, for ease of explanation, a case where a Doppler component is detected from an analog reception signal is shown, but actual processing is performed on a digital reception signal output from the reception unit 22.

図3において、図3(a)は、基準信号発生部1から出力される基準信号、図3(b)は、送受信部2のレートパルス発生器211から出力されるドプラスペクトラム用のレートパルス、図3(c)は、受信部22の加算器223から得られる整相加算後の受信信号を示している。又、図3(d)は、ドプラ信号検出部42のLPF423から出力される直交位相検波出力、図3(e)は、スペクトラムデータ生成部44におけるSH441のサンプリング(レンジゲート)位置を設定するためにシステム制御部10から供給されるサンプリングパルス、図3(f)は、SH441によってサンプルホールドされたドプラ信号、そして、図3(g)は、LPF442によって平滑化されたレンジゲートにおけるドプラ信号を示している。   3A is a reference signal output from the reference signal generator 1, FIG. 3B is a rate pulse for Doppler spectrum output from the rate pulse generator 211 of the transceiver 2, FIG. 3C shows the received signal after phasing addition obtained from the adder 223 of the receiving unit 22. 3D is a quadrature detection output output from the LPF 423 of the Doppler signal detection unit 42, and FIG. 3E is a diagram for setting the sampling (range gate) position of the SH 441 in the spectrum data generation unit 44. 3 (f) shows the Doppler signal sampled and held by the SH 441, and FIG. 3 (g) shows the Doppler signal in the range gate smoothed by the LPF 442. ing.

即ち、図2の受信部22から出力された受信信号(図3(c))は、ドプラ信号検出部42のミキサ422−1及び422−2の第1の入力端子に入力される。一方、この受信信号の中心周波数と略等しい繰り返し周波数をもった基準信号発生部1の基準信号(図3(a))は、ミキサ422−1の第2の入力端子に直接供給され、π/2移相器421において90度位相がシフトした基準信号はミキサ422−2の第2の入力端子に送られる。そして、ミキサ422−1及び422−2の出力は、LPF423−1及び423−2に送られ、受信部22から供給された前記受信信号の周波数と基準信号発生部1から供給された基準信号の繰り返し周波数との和の成分が除去され、差の成分のみがドプラ信号として抽出される(図3(d))。   That is, the reception signal (FIG. 3C) output from the reception unit 22 in FIG. 2 is input to the first input terminals of the mixers 422-1 and 422-2 of the Doppler signal detection unit 42. On the other hand, the reference signal (FIG. 3 (a)) of the reference signal generator 1 having a repetition frequency substantially equal to the center frequency of the received signal is directly supplied to the second input terminal of the mixer 422-1 and π / The reference signal whose phase is shifted by 90 degrees in the two-phase shifter 421 is sent to the second input terminal of the mixer 422-2. The outputs of the mixers 422-1 and 422-2 are sent to LPFs 423-1 and 423-2, and the frequency of the received signal supplied from the receiver 22 and the reference signal supplied from the reference signal generator 1. The sum component with the repetition frequency is removed, and only the difference component is extracted as a Doppler signal (FIG. 3D).

次に、スペクトラムデータ生成部44のSH441には、LPF423−1及び423−2から出力されたドプラ信号と、システム制御部10が基準信号発生部1の基準信号を分周して生成したサンプリングパルス(レンジゲートパルス)が供給され(図3(e))、このサンプリングパルスによって所望の距離からのドプラ信号がサンプルホールドされる(図3(f))。尚、このサンプリングパルスは、送信超音波が放射されるタイミングを決定するレートパルス(図3(b))から遅延時間Ts後に発生し、この遅延時間Tsは入力部8において任意に設定可能である。   Next, in the SH 441 of the spectrum data generation unit 44, a sampling pulse generated by dividing the Doppler signal output from the LPFs 423-1 and 423-2 and the reference signal of the reference signal generation unit 1 by the system control unit 10 is generated. (Range gate pulse) is supplied (FIG. 3 (e)), and the Doppler signal from a desired distance is sampled and held by this sampling pulse (FIG. 3 (f)). This sampling pulse is generated after the delay time Ts from the rate pulse (FIG. 3B) that determines the timing at which the transmission ultrasonic wave is emitted, and this delay time Ts can be arbitrarily set in the input unit 8. .

即ち、操作者は、サンプリングパルスの遅延時間Tsを変更することによって超音波プローブ3から所望の距離Lgにおけるドプラ信号を抽出することが可能となる。尚、遅延時間Tsと所望距離Lgは、被検体の音速度をCとすれば、2Lg/C=Tsの関係にある。   That is, the operator can extract the Doppler signal at the desired distance Lg from the ultrasonic probe 3 by changing the delay time Ts of the sampling pulse. The delay time Ts and the desired distance Lg have a relationship of 2Lg / C = Ts, where C is the sound speed of the subject.

次に、SH441から出力された所望距離Lgのドプラ信号に重畳した階段状のノイズ成分は、LPF442によって除去され(図3(g))、更に、平滑化されたドプラ信号に対して窓関数設定部443は、ドプラスペクトラムデータの生成におけるドプラ信号のデータ長を設定し、更に、このドプラ信号に対し所定の重み付け処理を行なう。そしてFFT分析器444は、窓関数設定部443にて重み付け処理されたドプラ信号に対して高速フーリエ変換を行なってドプラスペクトラムデータを生成する。   Next, the stepped noise component superimposed on the Doppler signal of the desired distance Lg output from the SH 441 is removed by the LPF 442 (FIG. 3 (g)), and the window function is set for the smoothed Doppler signal. The unit 443 sets the data length of the Doppler signal in generating the Doppler spectrum data, and further performs a predetermined weighting process on the Doppler signal. Then, the FFT analyzer 444 performs fast Fourier transform on the Doppler signal weighted by the window function setting unit 443 to generate Doppler spectrum data.

窓関数設定部443は、矩形、ハニング、ハミング等の窓形状に対応する係数データが予め保管された記憶回路と、LPF442から供給されるドプラ信号と上記係数データとの乗算を行なう演算回路を備えている。そして、演算回路は、予め設定された窓関数のデータ長(観測時間幅)に基づいて抽出された所定区間のドプラ信号に対し、上述の窓形状に基づいた重み付け処理を行なう。一方、FFT分析器444は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、重み付け関数設定部443から出力される重み付け処理後のドプラ信号は前記記憶回路に一旦保存される。そして、前記演算回路は、この記憶回路に保存された所定区間のドプラ信号に対してFFT分析を行なってドプラスペクトラムデータを生成する。   The window function setting unit 443 includes a storage circuit in which coefficient data corresponding to a window shape such as a rectangle, Hanning, and Hamming is stored in advance, and an arithmetic circuit that performs multiplication of the Doppler signal supplied from the LPF 442 and the coefficient data. ing. Then, the arithmetic circuit performs the weighting process based on the above-described window shape on the Doppler signal in the predetermined section extracted based on the data length (observation time width) of the window function set in advance. On the other hand, the FFT analyzer 444 includes an arithmetic circuit and a storage circuit (not shown), and the weighted Doppler signal output from the weighting function setting unit 443 is temporarily stored in the storage circuit. The arithmetic circuit performs FFT analysis on the Doppler signal in a predetermined section stored in the storage circuit to generate Doppler spectrum data.

図4は、窓関数設定部443及びFFT分析器444によるドプラスペクトラムデータの生成方法を示したものであり、図4(a)は、窓関数設定部443に入力されるドプラ信号Ax、図4(b)は、ドプラ信号Axに設定されたデータ長mのドプラ信号成分q1乃至qmに対するハニング窓形状を示している。   FIG. 4 shows a method of generating Doppler spectrum data by the window function setting unit 443 and the FFT analyzer 444. FIG. 4A shows the Doppler signal Ax input to the window function setting unit 443, and FIG. (B) shows the Hanning window shape for Doppler signal components q1 to qm of data length m set in the Doppler signal Ax.

一方、図4(c)は、重み付け関数設定部443において窓関数(即ち、データ長mとハニング窓形状)が設定されたドプラ信号をFFT分析して得られたドプラスペクトラムデータB1、B2,B3、・・・を示す。即ち、スペクトラムデータ生成部44のLPF442から供給された離散的なドプラ信号(図4(a))のうち、例えば、q1乃至qmのm個のドプラ信号成分に対して重み付け処理とFFT分析が行なわれ、スペクトラム成分f1乃至fmに対する最初のドプラスペクトラムデータB1が生成される。次いで、ΔT後のm個のドプラ信号成分q1+j乃至qm+jに対し重み付け処理とFFT分析が行なわれて新たなドプラスペクトラムデータB2が生成される。   On the other hand, FIG. 4C shows the Doppler spectrum data B1, B2, B3 obtained by FFT analysis of the Doppler signal in which the window function (that is, the data length m and the Hanning window shape) is set in the weighting function setting unit 443. ... That is, of the discrete Doppler signals (FIG. 4A) supplied from the LPF 442 of the spectrum data generation unit 44, for example, weighting processing and FFT analysis are performed on m Doppler signal components q1 to qm. Thus, first Doppler spectrum data B1 for the spectrum components f1 to fm is generated. Next, m Doppler signal components q1 + j to qm + j after ΔT are subjected to weighting processing and FFT analysis to generate new Doppler spectrum data B2.

以下、同様にして、2ΔT後のq1+2j乃至qm+2j、3ΔT後のq1+3j乃至qm+3j・・・のm個のドプラ信号成分に対しても順次重み付け処理とFFT分析が行なわれてスペクトラム成分f1乃至fmに対するドプラスペクトラムデータB3、B4、・・・・が生成される。(図4(c))。尚、図4(a)ではj=3の場合について示している。   In the same manner, weighting processing and FFT analysis are sequentially performed on m doppler signal components of q1 + 2j to qm + 2j after 2ΔT, q1 + 3j to qm + 3j,. Spectrum data B3, B4,... Are generated. (FIG. 4 (c)). FIG. 4A shows the case where j = 3.

図1に戻って、トレース波形生成部5は、ドプラ感度計測部51とスペクトラム形状モデル作成部52と閾値設定部53とトレースデータ生成部54を備えている。   Returning to FIG. 1, the trace waveform generation unit 5 includes a Doppler sensitivity measurement unit 51, a spectrum shape model generation unit 52, a threshold setting unit 53, and a trace data generation unit 54.

ドプラ感度計測部51は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、データ生成部4のスペクトラムデータ生成部44から時系列的に供給される複数のドプラスペクトラムデータの各々における最大パワーの時間軸方向平均値(平均信号レベル)Sa(dB)とノイズ成分の周波軸方向及び時間軸方向平均値(平均ノイズレベル)Na(dB)の計測を行ない、更に、平均信号レベルSaと平均ノイズレベルNaの差からドプラ感度Ds(dB)を計測する。   The Doppler sensitivity measurement unit 51 includes an arithmetic circuit and a storage circuit (not shown), and the time axis direction average of the maximum power in each of a plurality of Doppler spectrum data supplied in time series from the spectrum data generation unit 44 of the data generation unit 4 The value (average signal level) Sa (dB) and noise component frequency axis direction and time axis direction average value (average noise level) Na (dB) are measured, and the difference between the average signal level Sa and the average noise level Na is measured. To measure the Doppler sensitivity Ds (dB).

図5は、良好なドプラ感度を有するドプラスペクトラムデータ(図5(a))と、劣悪なドプラ感度を有するドプラスペクトラムデータ(図5(b))を示したものであり、既に述べた総頸動脈のドプラスペクトラムデータは図5(a)に、又、中大脳動脈のドプラスペクトラムデータは図5(b)に対応している。尚、これらのドプラスペクトラムデータにおける縦軸はパワー、横軸は周波数(血流速度)を示す。そして、ドプラ感度計測部51は、このように異なるドプラ感度を有するドプラスペクトラムデータの各々に対し平均信号レベルSa及び平均ノイズレベルNaの計測とドプラ感度Dsの計測を行なう。   FIG. 5 shows Doppler spectrum data having good Doppler sensitivity (FIG. 5A) and Doppler spectrum data having poor Doppler sensitivity (FIG. 5B). The Doppler spectrum data of the artery corresponds to FIG. 5A, and the Doppler spectrum data of the middle cerebral artery corresponds to FIG. 5B. In these Doppler spectrum data, the vertical axis represents power, and the horizontal axis represents frequency (blood flow velocity). The Doppler sensitivity measurement unit 51 measures the average signal level Sa and the average noise level Na and the Doppler sensitivity Ds for each of the Doppler spectrum data having different Doppler sensitivities.

尚、図5(a)のドプラスペクトラムデータのノイズ成分は、入力部8にて初期設定された窓関数をフーリエ変換する際に発生する周波数軸方向の副極大と、ドプラ信号に対し比較的小さな値を有する装置のシステムノイズや血球以外からの反射波成分によって構成されている。一方、図5(b)のドプラスペクトラムデータのノイズ成分は、図5(a)と同じ大きさの副極大と比較的大きな値を有するシステムノイズや血球以外からの反射波成分によって構成されている。   Note that the noise component of the Doppler spectrum data in FIG. 5A is relatively small with respect to the submaximal in the frequency axis direction generated when Fourier transforming the window function initially set in the input unit 8 and the Doppler signal. It is composed of system noise of a device having a value and a reflected wave component from other than blood cells. On the other hand, the noise component of the Doppler spectrum data in FIG. 5 (b) is constituted by the sub-maximum of the same size as in FIG. 5 (a) and the reflected wave component from other than the system noise and blood cells having a relatively large value. .

次に、スペクトラム形状モデル作成部52は、システム制御部10から供給される窓関数の情報を受信し、この窓関数をフーリエ変換することによってスペクトラム形状モデルを作成する。図6は、各種窓形状に対するスペクトラム形状モデルの具体例を示したものであり、図6(a)に示す矩形窓形状a1、ハニング窓形状a2、及びハニング窓形状におけるスペクトラム形状モデルを図6(b)のb1乃至b3に示す。   Next, the spectrum shape model creation unit 52 receives the window function information supplied from the system control unit 10 and creates a spectrum shape model by Fourier transforming the window function. FIG. 6 shows a specific example of the spectrum shape model for various window shapes. The rectangular window shape a1, the Hanning window shape a2, and the spectrum shape model in the Hanning window shape shown in FIG. It is shown in b1 to b3 of b).

一方、閾値設定部53は、ドプラ感度計測部51から供給されるドプラ感度Ds、スペクトラム形状モデル作成部52から供給されるスペクトラム形状モデル、更には、システム制御部10より供給される閾値範囲や閾値数の情報に基づいて所望のトレース波形データを生成するための閾値を複数個設定する。   On the other hand, the threshold setting unit 53 includes the Doppler sensitivity Ds supplied from the Doppler sensitivity measurement unit 51, the spectrum shape model supplied from the spectrum shape model creation unit 52, and the threshold range and threshold supplied from the system control unit 10. A plurality of thresholds for generating desired trace waveform data are set based on the number information.

この場合の閾値設定方法の原理につき図7の模式図を用いて説明する。但し、図7の横軸は周波数、縦軸はパワーに対応している。図7(a)は、システム制御部10から供給された窓関数の情報に基づいてスペクトラム形状モデル作成部52が作成したスペクトラム形状モデルMDと、ドプラ感度計測部51から供給されたドプラ感度Dsに基づいて設定された相対ノイズレベルNrを示している。但し、図7(a)では、ドプラ感度がDs1(dB)乃至Ds3(dB)の場合について示しており、この場合の相対ノイズレベルNr1乃至Nr3は、スペクトラム形状モデルの最大値を基準(0dB)としてDs1乃至Ds3だけ下方に設定される。   The principle of the threshold setting method in this case will be described with reference to the schematic diagram of FIG. However, the horizontal axis of FIG. 7 corresponds to frequency, and the vertical axis corresponds to power. FIG. 7A illustrates the spectrum shape model MD created by the spectrum shape model creation unit 52 based on the window function information supplied from the system control unit 10 and the Doppler sensitivity Ds supplied from the Doppler sensitivity measurement unit 51. The relative noise level Nr set based on this is shown. However, FIG. 7A shows the case where the Doppler sensitivity is Ds1 (dB) to Ds3 (dB), and the relative noise levels Nr1 to Nr3 in this case are based on the maximum value of the spectrum shape model (0 dB). Are set downward by Ds1 to Ds3.

又、図7(b)は、図7(a)の破線枠内に示したスペクトラム形状モデルMDと相対ノイズレベルNr1乃至Nr3を拡大表示したものであり、更に、夫々の相対ノイズレベルNr1乃至Nr3を基準として所定の周波数変位量Δfだけ変位させるために必要な閾値範囲ΔTh1乃至ΔTh3が設定される。但し、ΔTh1は相対ノイズレベルNr1を基準に設定された閾値範囲であり、ΔTh2及びΔTH3は、相対ノイズレベルNr2及びNr3を基準に設定された閾値範囲である。そして、通常、これらの閾値範囲ΔTh1乃至ΔTh3は、ドプラ感度Ds1乃至Ds3の大きさに対応しΔTh1>ΔTH2>ΔTh3の関係にある。   FIG. 7B is an enlarged view of the spectrum shape model MD and the relative noise levels Nr1 to Nr3 shown in the broken line frame of FIG. 7A, and each relative noise level Nr1 to Nr3. As a reference, threshold ranges ΔTh1 to ΔTh3 necessary for displacement by a predetermined frequency displacement amount Δf are set. However, ΔTh1 is a threshold range set based on the relative noise level Nr1, and ΔTh2 and ΔTH3 are threshold ranges set based on the relative noise level Nr2 and Nr3. Normally, these threshold ranges ΔTh1 to ΔTh3 correspond to the magnitudes of Doppler sensitivities Ds1 to Ds3 and have a relationship of ΔTh1> ΔTH2> ΔTh3.

一方、閾値設定部53は、上述のスペクトラム形状モデルMDと相対ノイズレベルNr1乃至Nr3に基づいて設定した閾値範囲ΔTh1乃至ΔTh3の各々において、予め設定されたK個の閾値TL1k、TL2k及びTL3k(k=1乃至K)を略等間隔で設定する。但し、図7(b)では、K=5の場合について示すが、これに限定されない。尚、上述の説明では、3つの相対ノイズレベルNr1乃至Nr3について述べたが、例えば、被検体から得られたドプラスペクトラムデータにおける相対ノイズレベルがNrxの場合には、閾値設定部53は、上述と同様の手順によって閾値TLxk(k=1乃至K)を設定する。   On the other hand, the threshold value setting unit 53 includes K threshold values TL1k, TL2k, and TL3k (k) set in advance in each of the threshold ranges ΔTh1 to ΔTh3 set based on the spectrum shape model MD and the relative noise levels Nr1 to Nr3. = 1 to K) are set at substantially equal intervals. However, although FIG. 7B shows the case of K = 5, it is not limited to this. In the above description, the three relative noise levels Nr1 to Nr3 have been described. For example, when the relative noise level in the Doppler spectrum data obtained from the subject is Nrx, the threshold setting unit 53 is described above. The threshold value TLxk (k = 1 to K) is set by the same procedure.

次に、トレースデータ生成部54は、データ生成部4のスペクトラムデータ生成部44から供給される当該ドプラスペクトラムデータに対し閾値設定部53によって得られた閾値TLxk(k=1乃至K)を順次設定して最高血流速Vpに関するトレース波形データを生成する。即ち、トレースデータ生成部54は、スペクトラムデータ生成部44においてΔT間隔で得られた複数のドプラスペクトラムデータB1,B2、B3・・・の各々に対し前記閾値TLxkに基づく最大周波数fpを検出し、更に、最大周波数fpに対応した最高血流速Vpの時間的変化を示すトレース波形データを生成する。図8は、上述の最大周波数fpの検出方法を示したものであり、最大周波数fpは、閾値設定部53によって設定された閾値TLxkとスペクトラムデータ生成部44から供給されるドプラスペクトラムデータBxとの交点に基づいて検出される。   Next, the trace data generation unit 54 sequentially sets the threshold value TLxk (k = 1 to K) obtained by the threshold setting unit 53 for the Doppler spectrum data supplied from the spectrum data generation unit 44 of the data generation unit 4. Thus, trace waveform data relating to the maximum blood flow velocity Vp is generated. That is, the trace data generation unit 54 detects the maximum frequency fp based on the threshold value TLxk for each of the plurality of Doppler spectrum data B1, B2, B3,... Obtained by the spectrum data generation unit 44 at ΔT intervals. Furthermore, trace waveform data indicating a temporal change in the maximum blood flow velocity Vp corresponding to the maximum frequency fp is generated. FIG. 8 shows a method for detecting the above-described maximum frequency fp. The maximum frequency fp is the threshold TLxk set by the threshold setting unit 53 and the Doppler spectrum data Bx supplied from the spectrum data generating unit 44. Detected based on intersection.

次に、図1のデータ記憶部6は、データ生成部4において時系列的に得られたBモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータに基づいてBモード画像データ、カラードプラ画像データ及びドプラスペクトラム画像データを生成して保存すると共に、トレース波形生成部5において生成されたトレース波形データを前記ドプラスペクトラム画像データに対応させて保存する。   Next, the data storage unit 6 in FIG. 1 stores the B mode image data, the color Doppler image data, and the Doppler spectrum based on the B mode data, the color Doppler data, and the Doppler spectrum data obtained in time series in the data generation unit 4. Image data is generated and stored, and the trace waveform data generated in the trace waveform generation unit 5 is stored in correspondence with the Doppler spectrum image data.

一方、表示部7は、図示しない表示用データ生成回路、変換回路及びモニタを備えている。そして、データ記憶部6に一旦保存された上述のBモード画像データ、カラードプラ画像データ、ドプラスペクトラム画像データ、更には、トレース波形データは、前記表示用データ生成回路にて合成された後所定の走査変換が行なわれ、次いで、変換回路においてD/A変換とテレビフォーマット変換が行われてモニタに表示される。このとき、ドプラスペクトラム画像データとトレース波形データは重畳して表示される。例えば、表示部7のモニタには、Bモード画像データあるいはBモード画像データとカラードプラ画像データが合成表示される画像データ表示領域と、ドプラスペクトラム画像データに重畳したトレース波形データが表示されるスペクトラムデータ表示領域と、これらの各データに対するデータ収集条件や表示条件、あるいは被検体情報等の付帯情報が表示される付帯情報表示領域が設定される。   On the other hand, the display unit 7 includes a display data generation circuit, a conversion circuit, and a monitor (not shown). The B-mode image data, the color Doppler image data, the Doppler spectrum image data, and the trace waveform data once stored in the data storage unit 6 are synthesized by the display data generation circuit, and then predetermined Scan conversion is performed, and then D / A conversion and television format conversion are performed in the conversion circuit and displayed on the monitor. At this time, the Doppler spectrum image data and the trace waveform data are superimposed and displayed. For example, the monitor of the display unit 7 displays B-mode image data or an image data display area in which B-mode image data and color Doppler image data are combined and displayed, and a spectrum in which trace waveform data superimposed on Doppler spectrum image data is displayed. A data display area and an incidental information display area in which incidental information such as data collection conditions and display conditions for each piece of data or subject information are displayed are set.

次に、入力部8は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン等の入力デバイスを備えたインタラクティブなインターフェースであり、患者情報の入力、画像データ収集条件の設定、画像表示モードの選択、周波数変位量Δfや閾値数Kの設定、閾値更新等の各種コマンド信号の入力が行なわれる。尚、上述の画像表示モードとして、Bモード画像、カラードプラ画像及びドプラスペクトラム画像があり、更に、ドプラスペクトラム画像の画像表示モードにおいては最高血流速Vpのトレース波形データに関する選択がある。   Next, the input unit 8 is an interactive interface including an input device such as a display panel, a keyboard, a trackball, a mouse, and a selection button on the operation panel. The input unit 8 inputs patient information, sets image data collection conditions, and images. Various command signals such as display mode selection, setting of frequency displacement amount Δf and threshold value number K, and threshold value updating are input. The image display mode includes a B-mode image, a color Doppler image, and a Doppler spectrum image. Further, in the image display mode of the Doppler spectrum image, there is a selection related to the trace waveform data of the maximum blood flow velocity Vp.

又、システム制御部10は、図示しないCPUと記憶回路を備え、操作者によって入力部8から入力された入力情報や設定情報、更には選択情報は前記記憶回路に保存される。一方、CPUは、入力部8から入力された上述の情報に基づいて、超音波ドプラ計測装置100の各ユニットの制御やシステム全体の制御を統括して行なう。   The system control unit 10 includes a CPU and a storage circuit (not shown), and input information, setting information, and selection information input from the input unit 8 by an operator are stored in the storage circuit. On the other hand, the CPU performs overall control of each unit of the ultrasonic Doppler measurement device 100 and control of the entire system based on the above-described information input from the input unit 8.

(トレース波形データの生成及び表示の手順)
次に、本実施形態におけるトレース波形データの生成及び表示の手順につき図9のフローチャートに沿って説明する。
(Trace waveform data generation and display procedure)
Next, the procedure for generating and displaying the trace waveform data in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

尚、以下では、ドプラスペクトラムデータを生成する際の窓関数に基づいて作成したスペクトラム形状モデルに対し前記ドプラスペクトラムデータの相対ノイズレベルNrを基準とした閾値範囲ΔThを設定し、この閾値範囲ΔThに対してK個の閾値TL1乃至TLKを等間隔に設定する場合について述べる。   In the following, a threshold range ΔTh based on the relative noise level Nr of the Doppler spectrum data is set for the spectrum shape model created based on the window function when generating the Doppler spectrum data, and the threshold range ΔTh is set to this threshold range ΔTh. On the other hand, a case where K threshold values TL1 to TLK are set at equal intervals will be described.

被検体に対する超音波送受信に先立って、操作者は、入力部8にて患者情報の入力、画像データ生成条件の設定、画像表示モードの選択、更には、ドプラスペクトラムデータ生成時の窓関数、トレース波形データ生成時の周波数変位量Δf及び閾値数Kの設定を行ない、これらの入力情報、設定情報及び選択情報を、システム制御部10の記憶回路に保存する。尚、本実施形態では、画像表示モードとしてBモード画像とドプラスペクトラム画像の表示モードを選択し、更に、最高血流速Vpのトレース波形データの表示モードを選択する(図9のステップS1)。   Prior to ultrasonic transmission / reception with respect to the subject, the operator inputs patient information at the input unit 8, sets image data generation conditions, selects an image display mode, and further performs window functions and traces when generating Doppler spectrum data. The frequency displacement amount Δf and the threshold number K at the time of waveform data generation are set, and these input information, setting information, and selection information are stored in the storage circuit of the system control unit 10. In the present embodiment, the B mode image and the Doppler spectrum image display mode are selected as the image display mode, and the trace waveform data display mode of the maximum blood flow velocity Vp is selected (step S1 in FIG. 9).

これらの入力/選択/設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ3の先端(超音波送受信面)を被検体体表面の所定の位置に固定し、最初の超音波送受信方向(走査方向θ1)に対してBモードデータ及びドプラスペクトラムデータを得るための超音波送受信を行なう。即ち、図2の送受信部2におけるレートパルス発生器211は、基準信号発生部1から供給される基準信号を分周することによって、被検体内に放射される超音波パルスの繰り返し周期Trを決定するレートパルスを生成し、このレートパルスを送信遅延回路212に供給する。   When these inputs / selections / settings are completed, the operator fixes the tip of the ultrasonic probe 3 (ultrasonic transmission / reception surface) to a predetermined position on the surface of the subject body, and the first ultrasonic transmission / reception direction (scanning). Ultrasonic transmission / reception for obtaining B-mode data and Doppler spectrum data is performed in the direction θ1). That is, the rate pulse generator 211 in the transmission / reception unit 2 in FIG. 2 determines the repetition period Tr of the ultrasonic pulse radiated into the subject by dividing the reference signal supplied from the reference signal generation unit 1. The rate pulse is generated, and this rate pulse is supplied to the transmission delay circuit 212.

送信遅延回路212は、所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延時間と、走査方向θ1に超音波を送信するための偏向用遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスを駆動回路213に供給する。そして、駆動回路213は、レートパルスによって生成された駆動信号を図示しないケーブルを介して超音波プローブ3におけるN個の超音波振動子に供給し、被検体の走査方向θ1に対して超音波パルスを放射する。   The transmission delay circuit 212 gives the rate pulse a focusing delay time for focusing the ultrasonic wave to a predetermined depth and a deflection delay time for transmitting the ultrasonic wave in the scanning direction θ1, and drives the rate pulse. This is supplied to the circuit 213. Then, the drive circuit 213 supplies a drive signal generated by the rate pulse to N ultrasonic transducers in the ultrasonic probe 3 via a cable (not shown), and the ultrasonic pulse in the scanning direction θ1 of the subject. Radiate.

被検体に放射された超音波パルスの一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面あるいは組織にて反射する。又、この超音波が心臓壁や血球などの動きのある反射体で反射する場合、その超音波周波数はドプラ偏移を受ける。   A part of the ultrasonic pulse radiated to the subject is reflected at an interface or tissue between organs having different acoustic impedances. Further, when this ultrasonic wave is reflected by a moving reflector such as a heart wall or blood cell, the ultrasonic frequency is subjected to Doppler shift.

被検体の組織や血球にて反射した超音波反射波(受信超音波)は、超音波プローブ3の超音波振動子によって受信されて電気信号(受信信号)に変換され、この受信信号は、受信部22におけるNチャンネルの独立なA/D変換器221によってデジタル信号に変換される。更に、デジタル信号に変換された受信信号は、受信遅延回路222にて所定の遅延時間が与えられた後、加算器223において加算合成されてデータ生成部4のBモードデータ生成部41に供給される。   The ultrasonic reflected wave (received ultrasonic wave) reflected by the tissue or blood cell of the subject is received by the ultrasonic transducer of the ultrasonic probe 3 and converted into an electric signal (received signal). The digital signal is converted by the N-channel independent A / D converter 221 in the unit 22. Further, the reception signal converted into the digital signal is given a predetermined delay time by the reception delay circuit 222, and then added and synthesized by the adder 223 and supplied to the B-mode data generation unit 41 of the data generation unit 4. The

このとき、受信遅延回路222では、所定の深さからの超音波反射波を集束するための遅延時間と、超音波反射波に対して走査方向θ1に強い受信指向性をもたせるための遅延時間が、システム制御部10からの制御信号によって設定される。   At this time, in the reception delay circuit 222, a delay time for focusing the ultrasonic reflected wave from a predetermined depth and a delay time for giving a strong reception directivity in the scanning direction θ1 with respect to the ultrasonic reflected wave. It is set by a control signal from the system control unit 10.

Bモードデータ生成部41に供給された加算器223の出力信号は、包絡線検波と対数変換がなされた後、図1のデータ記憶部6におけるBモード画像データ記憶領域に保存される。   The output signal of the adder 223 supplied to the B-mode data generation unit 41 is subjected to envelope detection and logarithmic conversion, and then stored in a B-mode image data storage area in the data storage unit 6 of FIG.

次いで、システム制御部10は、走査方向θ2乃至走査方向θPに対しても同様の手順で超音波送受信を行ない、このとき得られたBモードデータは、データ記憶部6におけるBモード画像データ記憶領域に保存される。即ち、データ記憶部6のBモード画像データ記憶領域には走査方向θ1乃至θPに対するBモードデータが順次保存されて1フレーム分のBモード画像データが生成される。   Next, the system control unit 10 performs ultrasonic transmission / reception in the scanning direction θ2 to the scanning direction θP in the same procedure, and the B mode data obtained at this time is stored in the B mode image data storage area in the data storage unit 6. Saved in. That is, the B-mode image data storage area of the data storage unit 6 sequentially stores the B-mode data for the scanning directions θ1 to θP, and generates the B-mode image data for one frame.

一方、表示部7の表示データ生成回路は、データ記憶部6に保存された1フレーム分のBモード画像データを所定の表示フォーマットに従って走査変換し、変換回路は、操作変換後の画像データに対してD/A変換とテレビフォーマット変換を行なってモニタに表示する。以下同様にして、θ1乃至θPに対する超音波送受信が繰り返し行なわれ、得られたBモード画像データは表示部7においてリアルタイム表示される。   On the other hand, the display data generation circuit of the display unit 7 scan-converts the B-mode image data for one frame stored in the data storage unit 6 according to a predetermined display format, and the conversion circuit converts the operation-converted image data D / A conversion and TV format conversion are then performed and displayed on the monitor. Similarly, ultrasonic transmission / reception with respect to θ1 to θP is repeatedly performed, and the obtained B-mode image data is displayed on the display unit 7 in real time.

次いで、操作者は、入力部8の入力デバイスを用い、表示部7のモニタに表示された被検体のBモード画像データに対してドプラマーカをθD方向に設定する。そして、このドプラマーカ上の距離Lgにレンジゲートを移動してドプラスペクトラムデータの計測部位を設定する(図9のステップS2)。   Next, the operator uses the input device of the input unit 8 to set a Doppler marker in the θD direction for the B-mode image data of the subject displayed on the monitor of the display unit 7. Then, the range gate is moved to the distance Lg on the Doppler marker to set the measurement site of the Doppler spectrum data (Step S2 in FIG. 9).

このとき、繰り返し周期2Trで行なわれる走査方向θ1乃至θPのBモード用超音波送受信と交互して、ドプラスペクトラムデータを得るための超音波送受信が走査方向θDに対し繰り返し周期2Trで行なわれ、加算器223から出力された受信信号はドプラ信号検出部42に供給される。   At this time, ultrasonic transmission / reception for obtaining Doppler spectrum data is alternately performed in the repetition period 2Tr with respect to the scanning direction θD, alternately with B-mode ultrasonic transmission / reception in the scanning directions θ1 to θP performed in the repetition period 2Tr. The reception signal output from the device 223 is supplied to the Doppler signal detection unit 42.

ドプラ信号検出部42は、供給された受信信号をミキサ422−1、422−2及びLPF423−1、423−2において直交位相検波して2チャンネルのドプラ信号(複素信号)を検出し、スペクトラムデータ生成部44のSH441に供給する。そして、SH441は、システム制御部10から供給されたレンジゲート位置Lgのサンプリングパルスに基づいて、このレンジゲート位置からのドプラ信号を所定期間(例えば2Tr)の間サンプルホールドする。   The Doppler signal detection unit 42 detects the two-channel Doppler signal (complex signal) by performing quadrature phase detection on the supplied reception signal in the mixers 422-1 and 422-2 and the LPFs 423-1 and 423-2, and the spectrum data. This is supplied to SH 441 of the generation unit 44. Then, the SH 441 samples and holds the Doppler signal from the range gate position for a predetermined period (for example, 2Tr) based on the sampling pulse of the range gate position Lg supplied from the system control unit 10.

更に、走査方向θDに対し繰返し周期2Trで行なわれる超音波送受信によってSH441から時系列的に得られるレンジゲート位置のドプラ信号は、LPF442において平滑化された後、窓関数設定部443においてドプラスペクトラムデータを生成するためのデータ長の設定とこれらのデータに対する重み付け処理が行なわれてFFT分析器444の図示しない記憶回路に保存される。   Further, the Doppler signal at the range gate position obtained in time series from SH 441 by ultrasonic transmission / reception performed in the scanning direction θD with a repetition period of 2Tr is smoothed by LPF 442 and then subjected to Doppler spectrum data by window function setting unit 443. The data length for generating the data and the weighting process for these data are performed and stored in a storage circuit (not shown) of the FFT analyzer 444.

次いで、FFT分析器444の図示しない演算回路は、窓関数設定部443が設定した所定データ長のドプラ信号をFFT分析してドプラスペクトラムデータを生成する。即ち、FFT分析器444の演算回路は、データ長mで離散的に供給される重み付け処理後のドプラ信号を用いてFFT分析を行ない、周波数f1乃至fmに対するドプラスペクトラムデータB1を生成する(図4参照)。そして、生成されたドプラスペクトラムデータB1をデータ記憶部6のスペクトラムデータ記憶領域に保存すると共にトレース波形生成部5のドプラ感度計測部51における図示しない記憶回路に保存する。   Next, an arithmetic circuit (not shown) of the FFT analyzer 444 generates Doppler spectrum data by performing FFT analysis on the Doppler signal having a predetermined data length set by the window function setting unit 443. That is, the arithmetic circuit of the FFT analyzer 444 performs FFT analysis using the weighted Doppler signal that is discretely supplied with the data length m, and generates Doppler spectrum data B1 for the frequencies f1 to fm (FIG. 4). reference). Then, the generated Doppler spectrum data B1 is stored in the spectrum data storage area of the data storage unit 6 and is also stored in a storage circuit (not shown) in the Doppler sensitivity measurement unit 51 of the trace waveform generation unit 5.

同様にして、ΔT後、2ΔT後、3ΔT後・・・に供給される重み付け処理後のドプラ信号に対して、スペクトラムデータ生成部44のFFT分析器444はドプラスペクトラムデータB2,B3,B4・・・を時系列的に生成する。そして、データ記憶部6のスペクトラムデータ記憶領域に保存してドプラスペクトラム画像データを生成すると共にドプラ感度計測部51の記憶回路に保存する(図9のステップS3)。   Similarly, the FFT analyzer 444 of the spectrum data generation unit 44 performs Doppler spectrum data B2, B3, B4,... With respect to the weighted Doppler signal supplied after ΔT, after 2ΔT, after 3ΔT,.・ Generate time series. Then, it is stored in the spectrum data storage area of the data storage unit 6 to generate Doppler spectrum image data, and is also stored in the storage circuit of the Doppler sensitivity measurement unit 51 (step S3 in FIG. 9).

又、ドプラ感度計測部51の演算回路は、記憶回路に保存された複数のドプラスペクトラムデータを読み出して平均信号レベルSaと平均ノイズレベルNaを計測し、得られた平均信号レベルSaと平均ノイズレベルNaに基づいてドプラ感度Dsを計測する(図9のステップS4)。   The arithmetic circuit of the Doppler sensitivity measurement unit 51 reads a plurality of Doppler spectrum data stored in the storage circuit, measures the average signal level Sa and the average noise level Na, and obtains the obtained average signal level Sa and average noise level. The Doppler sensitivity Ds is measured based on Na (step S4 in FIG. 9).

一方、トレース波形生成部5のスペクトラム形状モデル作成部52は、システム制御部10から供給されるドプラスペクトラムデータ生成のための窓関数情報を受信し、この窓関数をフーリエ変換することによってスペクトラム形状モデルMDを作成する(図9のステップS5)。   On the other hand, the spectrum shape model creation unit 52 of the trace waveform generation unit 5 receives window function information for generating Doppler spectrum data supplied from the system control unit 10, and performs a Fourier transform on the window function to thereby obtain a spectrum shape model. An MD is created (step S5 in FIG. 9).

次に、閾値設定部53は、ドプラ感度計測部51から供給されるドプラ感度Ds、スペクトラム形状モデル作成部52から供給されるスペクトラム形状モデルMD、更には、システム制御部10より供給される周波数変位量Δfに基づいて閾値範囲ΔThを設定し(図9のステップS6)、更に、システム制御部10より供給される閾値数Kに基づいて閾値範囲ΔThにK個の閾値TL1乃至TLKを略等間隔で設定する(図9のステップS7)。   Next, the threshold setting unit 53 includes a Doppler sensitivity Ds supplied from the Doppler sensitivity measurement unit 51, a spectrum shape model MD supplied from the spectrum shape model creation unit 52, and a frequency displacement supplied from the system control unit 10. A threshold range ΔTh is set based on the amount Δf (step S6 in FIG. 9), and further, the K thresholds TL1 to TLK are substantially equally spaced in the threshold range ΔTh based on the threshold number K supplied from the system controller 10. (Step S7 in FIG. 9).

閾値TL1乃至TLKが設定されたならば、トレースデータ生成部54は、閾値設定部53から供給される閾値TL1乃至TLKの中から例えば平均ノイズレベルに最も近い閾値TL1を自動選択する(図9のステップS8)。次いで、データ生成部4のスペクトラムデータ生成部44から時系列的に供給される当該ドプラスペクトラムデータの各々に対し閾値TL1を設定して最大周波数fpを検出し、更に、最大周波数fpに対応した最高血流速Vpの時間的変化を示すトレース波形データを生成する(図9のステップS9)。そして、得られたトレース波形データをデータ記憶部6に供給し、既に保存されているドプラスペクトラム画像データに対応させて保存する。   If the threshold values TL1 to TLK are set, the trace data generation unit 54 automatically selects, for example, the threshold value TL1 closest to the average noise level from the threshold values TL1 to TLK supplied from the threshold setting unit 53 (FIG. 9). Step S8). Next, a threshold TL1 is set for each of the Doppler spectrum data supplied in time series from the spectrum data generation unit 44 of the data generation unit 4 to detect the maximum frequency fp, and the maximum corresponding to the maximum frequency fp. Trace waveform data indicating temporal changes in the blood flow velocity Vp is generated (step S9 in FIG. 9). Then, the obtained trace waveform data is supplied to the data storage unit 6 and stored in correspondence with the already stored Doppler spectrum image data.

次に、表示部7は、データ記憶部6に一旦保存されたドプラスペクトラム画像データとトレース波形データを合成した後所定の表示フォーマットに変換し、更に、D/A変換とテレビフォーマット変換を行なってモニタに表示する(図9のステップS10)。   Next, the display unit 7 combines the Doppler spectrum image data and the trace waveform data once stored in the data storage unit 6 and converts them into a predetermined display format, and further performs D / A conversion and television format conversion. The information is displayed on the monitor (step S10 in FIG. 9).

一方、操作者は、表示部7のモニタにおいてドプラスペクトラム画像データと共にリアルタイム表示される上述のトレース波形データを観測し、ノイズ等により本来の最高血流速Vpのトレース波形データが表示されていないと判断した場合には、入力部8より閾値を更新するためのコマンド信号を入力する。システム制御部10を介して上記コマンド信号を受信したトレースデータ生成部54は、閾値TL1を例えばTL2に更新し、データ生成部4のスペクトラムデータ生成部44から新たに供給されるドプラスペクトラムデータの各々に対し閾値TL2を設定してトレース波形データを生成する。   On the other hand, the operator observes the above-mentioned trace waveform data displayed in real time together with the Doppler spectrum image data on the monitor of the display unit 7, and the trace waveform data of the original maximum blood flow velocity Vp is not displayed due to noise or the like. If it is determined, a command signal for updating the threshold value is input from the input unit 8. The trace data generation unit 54 that has received the command signal via the system control unit 10 updates the threshold TL1 to, for example, TL2, and each of the Doppler spectrum data newly supplied from the spectrum data generation unit 44 of the data generation unit 4 A trace waveform data is generated by setting a threshold value TL2.

そして、得られたトレース波形データと、このトレース波形データと並行して生成されたドプラスペクトラム画像データを表示部7のモニタに表示する。このようにして閾値の更新と更新された閾値に基づくトレース波形データの生成及び表示を所望のトレース波形データが表示されるまで繰り返す(図9のステップS8乃至S10)。   Then, the obtained trace waveform data and the Doppler spectrum image data generated in parallel with the trace waveform data are displayed on the monitor of the display unit 7. The updating of the threshold value and the generation and display of the trace waveform data based on the updated threshold value are repeated until the desired trace waveform data is displayed (steps S8 to S10 in FIG. 9).

所望のトレース波形データが表示されたならば、閾値を固定した状態でトレース波形データの生成を継続し、得られたトレース波形データをドプラスペクトラム画像データと共に表示部7において表示する(図9のステップS11)。このとき、上述のドプラスペクトラム画像データ及びトレース波形データと並行して生成されるBモード画像データを表示部7に表示することが望ましく、このBモード画像データとの同時表示によって計測部位の確認が容易となる。   If the desired trace waveform data is displayed, the generation of the trace waveform data is continued with the threshold value fixed, and the obtained trace waveform data is displayed on the display unit 7 together with the Doppler spectrum image data (step of FIG. 9). S11). At this time, it is desirable to display B-mode image data generated in parallel with the above-described Doppler spectrum image data and trace waveform data on the display unit 7, and the measurement site can be confirmed by simultaneous display with the B-mode image data. It becomes easy.

即ち、上述の実施形態における閾値の設定では、例えば、平均ノイズレベルNaに最も近い閾値(上述の場合では閾値TL1)が自動的に設定されて最初のトレース波形データの生成と表示が行なわれる。次いで、このトレース波形データを更新する場合には、入力部8より閾値更新のコマンド信号が入力される度に閾値TL1は閾値TL2、TL3・・・の順にステップ状に更新され、更新された閾値に基づいて生成されたトレース波形データがドプラスペクトラム画像データと共に表示部7にリアルタイム表示される。   That is, in setting the threshold value in the above-described embodiment, for example, the threshold value closest to the average noise level Na (threshold value TL1 in the above case) is automatically set, and the first trace waveform data is generated and displayed. Next, when updating the trace waveform data, the threshold value TL1 is updated stepwise in the order of the threshold values TL2, TL3... Every time a threshold update command signal is input from the input unit 8. The trace waveform data generated based on the above is displayed in real time on the display unit 7 together with the Doppler spectrum image data.

但し、最初に自動設定される閾値は平均ノイズレベルNaに最も近い閾値に限定されるものでは無く、例えば、閾値設定部53にて設定されたK個の閾値の中の中央の閾値が最初に自動設定され、操作者はこの閾値に基づいて生成されたトレース波形データを観察することによって閾値の増減を指示してもよい。   However, the threshold automatically set first is not limited to the threshold closest to the average noise level Na. For example, the central threshold among the K thresholds set by the threshold setting unit 53 is the first. It is automatically set, and the operator may instruct to increase or decrease the threshold value by observing the trace waveform data generated based on the threshold value.

以上述べたように、本実施形態によれば、被検体の計測部位に対する超音波送受信によって得られたドプラスペクトラムデータに基づいて所望のトレース波形データを生成する際に、スペクトラム形状モデルとドプラ感度に基づいて閾値範囲を設定し、この閾値範囲において所定間隔で設定された複数の閾値を順次更新することによって所望のトレース波形データが得られる最適閾値を効率良く選択することが可能となる。図11は、各時相毎に周波数軸上の期待値と本装置で得られる実測値とをプロットした相関図を示している。係る相関図では、傾き=45度の直線上にデータが存在する場合(すなわち、期待値と実測値との比が1である場合)に、理想的なエンベロープトレース処理となる。同図に示す様に、本装置で得られる結果は、期待値と実測値との比がおおよそ0.9〜1.1の間に存在している。従って、本超音波ドプラ計測装置によれば、好適なトレース波形データが得られる最適閾値を効率良く選択することができる。   As described above, according to the present embodiment, when generating desired trace waveform data based on Doppler spectrum data obtained by ultrasonic transmission / reception with respect to the measurement site of the subject, the spectrum shape model and the Doppler sensitivity are used. Based on this, a threshold range is set, and a plurality of threshold values set at predetermined intervals in this threshold range are sequentially updated, so that it is possible to efficiently select an optimum threshold value for obtaining desired trace waveform data. FIG. 11 shows a correlation diagram in which the expected value on the frequency axis and the actually measured value obtained by this apparatus are plotted for each time phase. In such a correlation diagram, when there is data on a straight line with an inclination = 45 degrees (that is, when the ratio between the expected value and the actual measurement value is 1), an ideal envelope tracing process is performed. As shown in the figure, the result obtained by the present apparatus has a ratio between the expected value and the actually measured value between approximately 0.9 and 1.1. Therefore, according to the ultrasonic Doppler measurement apparatus, it is possible to efficiently select an optimum threshold value that provides suitable trace waveform data.

又、上述の実施形態における最適閾値の選択では、隣接した閾値の間隔はトレース波形データの変位量、即ち、周波数変位量が略等しくなるように設定されるため、ドプラ感度の大きさにかかわらず、所望のトレース波形データを生成するための閾値を高精度かつ短時間で設定することが可能となる。   In the selection of the optimum threshold value in the above-described embodiment, the interval between adjacent threshold values is set so that the displacement amount of the trace waveform data, that is, the frequency displacement amount is substantially equal, so regardless of the magnitude of the Doppler sensitivity. Thus, it is possible to set a threshold value for generating desired trace waveform data with high accuracy and in a short time.

従って、診断精度と診断効率が向上するのみならず操作者の負担を大幅に軽減することができる。   Therefore, not only the diagnostic accuracy and the diagnostic efficiency are improved, but also the burden on the operator can be greatly reduced.

以上、本発明の実施形態について述べてきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態におけるスペクトラム形状モデルは窓関数に基づいて作成されたが、この窓関数の他にトレース波形データの計測部位、被検体の年齢や疾患名、レンジゲート幅等の超音波送受信条件などを考慮して作成してもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change and implement. For example, the spectrum shape model in the above-described embodiment is created based on the window function, but in addition to this window function, ultrasonic wave transmission / reception such as the measurement part of the trace waveform data, the age and disease name of the subject, the range gate width, etc. You may create it in consideration of conditions.

例えば、レンジゲートが狭い場合には単一周波数のドプラ信号が検出されるが、レンジゲートが広い場合には広帯域の周波数成分を有したドプラ信号が検出され、この場合の帯域幅は血流の乱流/層流に依存する。従って、トレース波形生成部5のスペクトラム形状モデル作成部52は、先ず、窓関数に基づいてスペクトラム形状モデルを作成し、次いで、上述の諸条件に基づいて予め設定された補正係数により前記スペクトラム形状モデルを補正することが望ましい。   For example, when the range gate is narrow, a single-frequency Doppler signal is detected, but when the range gate is wide, a Doppler signal having a wideband frequency component is detected. Depends on turbulent / laminar flow. Accordingly, the spectrum shape model creation unit 52 of the trace waveform generation unit 5 first creates a spectrum shape model based on the window function, and then uses the correction coefficient preset based on the above-described conditions to perform the spectrum shape model. It is desirable to correct

図10は、レンジゲート幅及び乱流/層流に基づいて補正されたスペクトラム形状モデルの具体例を示したものであり、図10(a)は極めて狭いレンジゲートを用いた場合のスペクトラム形状モデルである。これに対して図10(b)は、比較的広いレンジゲートで乱流を計測する場合のスペクトラム形状モデル、又、図10(c)は比較的広いレンジゲートで層流を計測する場合のスペクトラム形状モデルを示す。   FIG. 10 shows a specific example of a spectrum shape model corrected based on the range gate width and turbulent / laminar flow, and FIG. 10 (a) shows a spectrum shape model when an extremely narrow range gate is used. It is. On the other hand, FIG. 10B shows a spectrum shape model when turbulent flow is measured with a relatively wide range gate, and FIG. 10C shows a spectrum when laminar flow is measured with a relatively wide range gate. A shape model is shown.

一方、上述の実施形態では、ハニング窓形状を有した窓関数に基づいてスペクトラム形状モデルを作成したが、矩形窓形状、ハミング窓形状、ガウス窓形状等、他の窓形状を有した窓関数であっても構わない。   On the other hand, in the above-described embodiment, the spectrum shape model is created based on the window function having the Hanning window shape, but the window function having other window shapes such as a rectangular window shape, a Hamming window shape, and a Gaussian window shape is used. It does not matter.

又、閾値範囲ΔThにおいて複数の閾値を等間隔に設定する場合について述べたが、閾値間隔は不等間隔であってもよく、例えば、トレース波形データが周波数軸方向に略等間隔に変位するように上記閾値間隔を設定してもよい。   Further, although the case where a plurality of threshold values are set at equal intervals in the threshold range ΔTh has been described, the threshold intervals may be unequal intervals. For example, the trace waveform data is displaced at substantially equal intervals in the frequency axis direction. The threshold interval may be set to

(第2の実施形態)
次に、本願発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、ミストレース波形の発生率を基準として、アダプティブに閾値範囲、及び当該閾値範囲内の複数の閾値を設定するものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the threshold range and a plurality of thresholds within the threshold range are set adaptively based on the occurrence rate of the mistrace waveform.

図12は、本実施形態に係る超音波ドプラ計測装置のブロック図である。本超音波ドプラ計測装置は、図1に示した構成に加えて、ミストレース波形発生率計算部60をさらに具備している。   FIG. 12 is a block diagram of the ultrasonic Doppler measurement device according to the present embodiment. The ultrasonic Doppler measurement apparatus further includes a mistrace waveform generation rate calculation unit 60 in addition to the configuration shown in FIG.

データ記憶部5は、Bモードデータ生成部41において生成された画像データ、スペクトラムデータ生成部44において生成されたスペクトラムデータ、トレース処理によって得られるトレース波形の閾値毎の期待値データを記憶する。   The data storage unit 5 stores image data generated by the B-mode data generation unit 41, spectrum data generated by the spectrum data generation unit 44, and expected value data for each threshold of the trace waveform obtained by the trace processing.

ミストレース波形発生率計算部60は、図13に示すように、データ記憶部6において記憶された画像データ、スペクトラムデータ、期待値データに基づいてトレース処理の誤差を評価し、また、得られたトレース処理の誤差に基づいて、初期設定等による各閾値毎のミストレース波形の発生率を計算する。なお、このトレース処理の誤差評価の為の手法は、どの様なものであってもよい。   As shown in FIG. 13, the mistrace waveform occurrence rate calculation unit 60 evaluates the error of the trace processing based on the image data, spectrum data, and expected value data stored in the data storage unit 6 and is obtained. Based on the error in the trace processing, the occurrence rate of the mistrace waveform for each threshold due to the initial setting or the like is calculated. Note that any method for evaluating the error of the trace processing may be used.

システム制御部10は、トレース処理によって得られるトレース波形の閾値毎の期待値データを計算する。また、システム制御部10は、計算されたミストレース発生率に基づいて、現在設定されている閾値を変更するか否かを判定する。閾値を設定すると判定した場合には、システム制御部10は、ミストレース発生率が一定値以下(例えば5%以下)になるように、閾値設定部53における閾値設定を制御する。この制御は、ミストレース波形がスペクトラム表示のエンベロープ波形の期待値波形に対して内側に出現している場合には、閾値が高くなるように、一方、期待値波形に対して外側に出現している場合には、閾値が低くなるように、例えばデータ記憶部5に記憶されるテーブルに従って実行される。   The system control unit 10 calculates expected value data for each threshold of the trace waveform obtained by the trace processing. Further, the system control unit 10 determines whether or not to change the currently set threshold based on the calculated mistrace occurrence rate. When it is determined that the threshold value is set, the system control unit 10 controls the threshold value setting in the threshold value setting unit 53 so that the mistrace occurrence rate is equal to or less than a certain value (for example, 5% or less). When the mistrace waveform appears inside the expected value waveform of the envelope waveform in the spectrum display, this control is performed so that the threshold value is increased while the mistrace waveform appears outside the expected value waveform. If so, the threshold value is lowered, for example, according to a table stored in the data storage unit 5.

閾値設定部53は、システム制御部10からの指示に従って、ミストレース発生率が一定位置以下になるように、閾値範囲及び当該閾値範囲内の複数の閾値を変更・設定する。   In accordance with an instruction from the system control unit 10, the threshold setting unit 53 changes and sets the threshold range and a plurality of thresholds within the threshold range so that the mistrace occurrence rate is equal to or less than a certain position.

以上述べた構成によれば、被検体の計測部位に対する超音波送受信によって得られたドプラスペクトラムデータに基づいて所望のトレース波形データを生成する際に、ミストレース波形の発生率を基準として閾値範囲を設定し、この閾値範囲において所定間隔で設定された複数の閾値を順次更新することによって所望のトレース波形データが得られる最適閾値を効率良く選択することが可能となる。   According to the configuration described above, when generating desired trace waveform data based on Doppler spectrum data obtained by ultrasonic transmission / reception with respect to the measurement site of the subject, the threshold range is set based on the occurrence rate of the mistrace waveform. By setting and sequentially updating a plurality of threshold values set at predetermined intervals in this threshold range, it is possible to efficiently select an optimum threshold value that provides desired trace waveform data.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Specific examples of modifications are as follows.

(1)上記各実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。特に、各実施形態で述べたトレース波形データの生成における閾値の適正化は、当該閾値の適正化を実現するドプラ信号処理プログラムを起動させ、記憶装置に記憶されたドプラ信号に対して各実施形態で述べた処理を実行することで実現される。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。   (1) Each function according to each of the above embodiments can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing the program on a memory. In particular, the optimization of the threshold value in the generation of the trace waveform data described in each embodiment activates the Doppler signal processing program that realizes the optimization of the threshold value, and each embodiment performs the Doppler signal stored in the storage device. This is realized by executing the processing described in. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.

(2)例えば、上記各実施形態においては、最適なトレース波形を得るために、所定の基準に従ってトレース波形における閾値を制御する構成を示した。しかしながら、これに拘泥されず、例えば、閾値は固定のままとし、超音波走査におけるゲインを調整することでノイズレベルを制御し、ダイナミックレンジを調整することでS/N比を制御してトレース波形を最適化することも可能である。また、超音波走査におけるゲイン及びダイナミックレンジ調整と、各実施形態で述べたトレース波形における閾値制御とを組み合わせる構成としてもよい。   (2) For example, in each of the above-described embodiments, the configuration in which the threshold value in the trace waveform is controlled according to a predetermined reference in order to obtain the optimum trace waveform has been described. However, without being limited to this, for example, the threshold value remains fixed, the noise level is controlled by adjusting the gain in ultrasonic scanning, the S / N ratio is controlled by adjusting the dynamic range, and the trace waveform. It is also possible to optimize. Moreover, it is good also as a structure which combines the gain and dynamic range adjustment in an ultrasonic scan, and the threshold value control in the trace waveform described in each embodiment.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、時系列的に得られるドプラスペクトラムデータに対し閾値を設定して所望のトレース波形データを生成する際に、スペクトラム形状モデルとドプラ感度に基づいて前記ドプラスペクトラムデータに対する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に設定された所定数の閾値を順次更新することにより前記所望のトレース波形データを高効率かつ高精度で生成することが可能な超音波ドプラ計測装置、及びドプラ信号処理プログラムを実現することができる。   As described above, according to the present invention, when generating a desired trace waveform data by setting a threshold for Doppler spectrum data obtained in time series, a threshold range for the Doppler spectrum data based on a spectrum shape model and Doppler sensitivity. And the Doppler signal processing, and the Doppler signal processing, which can generate the desired trace waveform data with high efficiency and high accuracy by sequentially updating a predetermined number of thresholds set in the threshold range A program can be realized.

図1は、本発明の第1の実施形態における超音波ドプラ計測装置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic Doppler measurement apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2は、第1の実施形態における送受信部及びデータ生成部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the transmission / reception unit and the data generation unit in the first embodiment. 図3は、第1の実施形態におけるドプラ信号検出部とスペクトラムデータ生成部の基本動作を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing basic operations of the Doppler signal detection unit and the spectrum data generation unit in the first embodiment. 図4は、第1の実施形態におけるドプラスペクトラムデータの生成方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method of generating Doppler spectrum data according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態のドプラスペクトラムデータにおける平均信号レベル、平均ノイズレベル及びドプラ感度を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the average signal level, the average noise level, and the Doppler sensitivity in the Doppler spectrum data of the first embodiment. 図6は、第1の実施形態における窓形状とスペクトラム形状モデルの具体例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of a window shape and a spectrum shape model in the first embodiment. 図7は、第1の実施形態における閾値設定方法の原理を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of the threshold setting method according to the first embodiment. 図8は、第1の実施形態におけるドプラスペクトラムデータの最大周波数の検出方法を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a method for detecting the maximum frequency of Doppler spectrum data according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態におけるトレース波形データの生成と表示の手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for generating and displaying trace waveform data in the first embodiment. 図10は、第1の実施形態におけるスペクトラム形状モデルの変形例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a modification of the spectrum shape model in the first embodiment. 図11は、各時相毎に周波数軸上の期待値と本装置で得られる実測値とをプロットした相関図を示している。FIG. 11 shows a correlation diagram in which the expected value on the frequency axis and the actually measured value obtained by this apparatus are plotted for each time phase. 図12は、第2の実施形態に係る超音波ドプラ計測装置のブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of an ultrasonic Doppler measurement device according to the second embodiment. 図13は、第2の実施形態に係るミストレース波形発生率の計算方法を説明するための概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a method of calculating a mistrace waveform occurrence rate according to the second embodiment. 図14は、従来のトレース波形データの生成における問題点を説明するための図。FIG. 14 is a diagram for explaining problems in the generation of conventional trace waveform data.

符号の説明Explanation of symbols

1…基準信号発生部、2…送受信部、3…超音波プローブ、4…データ生成部、5…トレース波形生成部、6…データ記憶部、7…表示部、8…入力部、10…システム制御部、21…送信部、22…受信部、41…Bモードデータ生成部、42…ドプラ信号検出部、43…カラードプラデータ生成部、44…スペクトラムデータ生成部、51…ドプラ感度計測部、52…スペクトラム形状モデル作成部、53…閾値設定部、54…トレースデータ生成部、100…超音波ドプラ計測装置、211…レートパルス発生器、212…送信遅延回路、213…駆動回路、221…A/D変換器、222…受信遅延回路、223…加算器、411…包絡線検波器、412…対数変換器、421…π/2移相器、422…ミキサ、423、442…LPF(低域通過フィルタ)、441…SH(サンプルホールド回路)、443…窓関数設定部、444…FFT分析器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reference signal generation part, 2 ... Transmission / reception part, 3 ... Ultrasonic probe, 4 ... Data generation part, 5 ... Trace waveform generation part, 6 ... Data storage part, 7 ... Display part, 8 ... Input part, 10 ... System Control unit, 21 ... transmission unit, 22 ... reception unit, 41 ... B mode data generation unit, 42 ... Doppler signal detection unit, 43 ... color Doppler data generation unit, 44 ... spectrum data generation unit, 51 ... Doppler sensitivity measurement unit, 52 ... Spectral shape model creation unit, 53 ... Threshold setting unit, 54 ... Trace data generation unit, 100 ... Ultrasonic Doppler measurement device, 211 ... Rate pulse generator, 212 ... Transmission delay circuit, 213 ... Drive circuit, 221 ... A / D converter, 222 ... reception delay circuit, 223 ... adder, 411 ... envelope detector, 412 ... logarithmic converter, 421 ... π / 2 phase shifter, 422 ... mixer, 423, 442 ... L F (low-pass filter), 441 ... SH (sample-hold circuit), 443 ... window function setting unit, 444 ... FFT analyzer

Claims (25)

被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を有した超音波プローブと、
前記超音波振動子を駆動して超音波の送信を行なう送信ユニットと、
前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信する受信ユニットと、
前記受信信号に対しドプラ信号を検出するドプラ信号検出ユニットと、
前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによって時系列的に得られる複数のドプラ信号に対し所定の窓関数を設定してドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータ生成ユニットと、
前記窓関数の周波数領域への変換によってスペクトラム形状モデルを作成するスペクトラム形状モデル作成ユニットと、
前記ドプラスペクトラムデータに基づいて、ドプラ感度を計測するドプラ感度計測ユニットと、
前記スペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度とに基づいて、前記ドプラスペクトラムデータからトレース波形データを生成するための条件を設定する所定のパラメータに対して閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定する閾値設定ユニットと、
前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記スペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を、前記トレース波形データとして生成するトレースデータ生成ユニットと、
前記トレース波形データを表示する表示ユニットとを具備することを特徴とする超音波ドプラ計測装置。
An ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves in a predetermined direction of the subject;
A transmission unit for driving the ultrasonic transducer to transmit ultrasonic waves;
A receiving unit for receiving a reception signal from the subject obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave;
A Doppler signal detection unit for detecting a Doppler signal with respect to the received signal;
A spectrum data generation unit that generates Doppler spectrum data in a time series by setting a predetermined window function for a plurality of Doppler signals obtained in a time series by repeating ultrasonic transmission and reception with respect to the predetermined direction;
A spectrum shape model creation unit for creating a spectrum shape model by converting the window function into the frequency domain;
A Doppler sensitivity measurement unit for measuring Doppler sensitivity based on the Doppler spectrum data;
Based on the spectrum shape model and the Doppler sensitivity , a threshold range is set for a predetermined parameter that sets a condition for generating trace waveform data from the Doppler spectrum data, and a plurality of threshold values are set in the threshold range. A threshold setting unit to be set;
A trace data generation unit that generates, as the trace waveform data, a temporal change in the Doppler frequency of the spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds;
An ultrasonic Doppler measurement apparatus comprising: a display unit that displays the trace waveform data.
前記閾値設定ユニットは、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定することを特徴とする請求項1に記載の超音波ドプラ計測装置。   2. The ultrasonic Doppler according to claim 1, wherein the threshold setting unit sets a threshold range in which the trace waveform data is displaced by a predetermined amount in the frequency axis direction, and sets a plurality of thresholds in the threshold range. Measuring device. 前記閾値設定ユニットは、隣接した閾値の各々に基づいて生成されるトレース波形データが周波数軸方向に略等間隔となるように、前記閾値範囲における閾値の間隔を設定することを特徴とする請求項1又は2記載の超音波ドプラ計測装置。   The threshold value setting unit sets an interval of threshold values in the threshold value range so that trace waveform data generated based on each of adjacent threshold values is substantially equally spaced in the frequency axis direction. The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to 1 or 2. 前記閾値設定ユニットによって設定された前記複数の閾値の中から所定の閾値を選択あるいは更新するための指示信号を入力する入力ユニットを備え、
前記トレースデータ生成ユニットは、前記入力ユニットによって選択あるいは更新された前記閾値に基づいてトレース波形データを生成すること、
を特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ計測装置。
An input unit for inputting an instruction signal for selecting or updating a predetermined threshold value from the plurality of threshold values set by the threshold value setting unit;
The trace data generation unit generates trace waveform data based on the threshold selected or updated by the input unit;
The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to any one of claims 1 to 3.
記閾値設定ユニットは、前記スペクトラム形状モデル前記ドプラ感度に基づいて、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定すること、
を特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の超音波ドプラ計測装置。
Before SL threshold setting unit, based on the Doppler sensitivity and the spectrum shape model, setting the threshold value range trace waveform data is a predetermined amount displaced with respect to the frequency axis direction,
The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to claim 1, wherein
前記ドプラ感度計測ユニットは、時系列的に得られた複数のドプラスペクトラムデータにおいて得られた平均信号レベルと平均ノイズレベルに基づいて前記ドプラ感度を計測することを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ計測装置。   6. The super Doppler sensitivity measurement unit according to claim 5, wherein the Doppler sensitivity measurement unit measures the Doppler sensitivity based on an average signal level and an average noise level obtained from a plurality of Doppler spectrum data obtained in time series. Sonic Doppler measurement device. 前記ドプラ感度計測ユニットは、時系列的に得られた複数のドプラスペクトラムデータの各々における最大信号成分の時間軸方向の平均値から前記平均信号レベルを計測し、ノイズ成分の周波数軸方向及び時間軸方向の平均値から前記平均ノイズレベルを計測することを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ計測装置。   The Doppler sensitivity measurement unit measures the average signal level from the average value in the time axis direction of the maximum signal component in each of a plurality of Doppler spectrum data obtained in time series, and the frequency axis direction and time axis of the noise component The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to claim 5, wherein the average noise level is measured from an average value of directions. 前記スペクトラム形状モデル作成ユニットはモデル補正ユニットを備え、前記モデル補正ユニットは、トレース波形データの計測部位、超音波送受信条件及び被検体情報の少なくとも何れかに基づいて前記スペクトラム形状モデルを補正することを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ計測装置。   The spectrum shape model creation unit includes a model correction unit, and the model correction unit corrects the spectrum shape model based on at least one of a measurement part of trace waveform data, ultrasonic transmission / reception conditions, and subject information. The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to claim 5, wherein: 前記閾値設定ユニットは、前記ドプラ感度に基づいて前記スペクトラム形状モデルに相対ノイズレベルを設定し、この相対ノイズレベルを基準として前記閾値範囲を設定することを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ計測装置。   6. The ultrasonic Doppler according to claim 5, wherein the threshold setting unit sets a relative noise level in the spectrum shape model based on the Doppler sensitivity, and sets the threshold range based on the relative noise level. Measuring device. 前記スペクトラムデータ生成ユニットは、前記窓関数によって重み付け処理された所定区間のドプラ信号をフーリエ変換して前記ドプラスペクトラムデータを生成することを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ計測装置。   6. The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to claim 5, wherein the spectrum data generation unit generates the Doppler spectrum data by performing Fourier transform on a Doppler signal in a predetermined section weighted by the window function. 前記スペクトラムデータ生成ユニットは、矩形窓形状、ハニング窓形状、ハミング窓形状、ガウス窓形状の何れかに基づいて重み付け処理することを特徴とする請求項10記載の超音波ドプラ計測装置。   11. The ultrasonic Doppler measurement apparatus according to claim 10, wherein the spectrum data generation unit performs weighting processing based on any one of a rectangular window shape, a Hanning window shape, a Hamming window shape, and a Gaussian window shape. 被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を有した超音波プローブと、
前記超音波振動子を駆動して超音波の送信を行なう送信ユニットと、
前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信する受信ユニットと、
前記受信信号からドプラ信号を検出するドプラ信号検出ユニットと、
前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによって時系列的に得られる前記ドプラ信号に対し所定の窓関数を設定してドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータ生成ユニットと、
このスペクトラムデータ生成ユニットによって生成された複数の前記ドプラスペクトラムデータに基づいてドプラ感度を計測するドプラ感度計測ユニットと、
前記窓関数の周波数領域への変換によってスペクトラム形状モデルを作成するスペクトラム形状モデル作成ユニットと、
前記スペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度に基づいて、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定する閾値設定ユニットと、
前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記ドプラスペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を前記トレース波形データとして生成するトレースデータ生成ユニットと、
前記トレース波形データを表示する表示ユニットと、
を具備することを特徴とする超音波ドプラ計測装置。
An ultrasonic probe having an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic waves in a predetermined direction of the subject;
A transmission unit for driving the ultrasonic transducer to transmit ultrasonic waves;
A receiving unit for receiving a reception signal from the subject obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave;
A Doppler signal detection unit for detecting a Doppler signal from the received signal;
A spectrum data generation unit for generating a Doppler spectrum data in a time series by setting a predetermined window function for the Doppler signal obtained in a time series by repeating ultrasonic transmission and reception with respect to the predetermined direction;
A Doppler sensitivity measurement unit that measures Doppler sensitivity based on the plurality of Doppler spectrum data generated by the spectrum data generation unit;
A spectrum shape model creation unit for creating a spectrum shape model by converting the window function into the frequency domain;
Based on the spectrum shape model and the Doppler sensitivity, a threshold range in which the trace waveform data is displaced by a predetermined amount with respect to the frequency axis direction, and a threshold setting unit that sets a plurality of thresholds in the threshold range;
A trace data generation unit that generates, as the trace waveform data, a temporal change in the Doppler frequency of the Doppler spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds;
A display unit for displaying the trace waveform data;
An ultrasonic Doppler measurement device comprising:
コンピュータに、
被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を駆動して超音波を送信させる送信機能と、
前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信させる受信機能と、
前記受信信号に対しドプラ信号を検出させる検出機能と、
前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによって時系列的に得られる複数のドプラ信号に対し所定の窓関数を設定してドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータ生成機能と、
前記窓関数の周波数領域への変換によってスペクトラム形状モデルを作成するスペクトラム形状モデル作成機能と、
前記ドプラスペクトラムデータに基づいて、ドプラ感度を計測するドプラ感度計測ユニットと、
前記スペクトラム形状モデルと、前記ドプラ感度とに基づいて、前記ドプラスペクトラムデータからトレース波形データを生成するための条件を設定する所定のパラメータに対して閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定する閾値設定機能と、
前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記スペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を、前記トレース波形データとして生成させる経時的変化生成機能と、
前記トレース波形データを表示させる表示機能と、を実現させること、
を特徴とするドプラ信号処理プログラム。
On the computer,
A transmission function for transmitting an ultrasonic wave by driving an ultrasonic transducer that performs ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction of the subject;
A reception function for receiving a reception signal from the subject obtained by transmission and reception of the ultrasonic wave;
A detection function for detecting a Doppler signal with respect to the received signal;
A spectrum data generation function for generating a Doppler spectrum data in a time series by setting a predetermined window function for a plurality of Doppler signals obtained in a time series by repeating ultrasonic transmission and reception for the predetermined direction;
A spectrum shape model creation function for creating a spectrum shape model by converting the window function to the frequency domain;
A Doppler sensitivity measurement unit for measuring Doppler sensitivity based on the Doppler spectrum data;
Based on the spectrum shape model and the Doppler sensitivity , a threshold range is set for a predetermined parameter that sets conditions for generating trace waveform data from the Doppler spectrum data, and a plurality of threshold values are set in the threshold range. A threshold setting function for setting
A temporal change generation function for generating a temporal change in Doppler frequency of the spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds as the trace waveform data;
Realizing a display function for displaying the trace waveform data;
A Doppler signal processing program.
前記閾値設定機能においては、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定することを特徴とする請求項13記載のドプラ信号処理プログラム。   14. The Doppler signal processing according to claim 13, wherein in the threshold setting function, a threshold range in which the trace waveform data is displaced by a predetermined amount with respect to the frequency axis direction is set, and a plurality of thresholds are set in the threshold range. program. 前記閾値設定機能においては、隣接した閾値の各々に基づいて生成されるトレース波形データが周波数軸方向に略等間隔となるように、前記閾値範囲における閾値の間隔を設定することを特徴とする請求項13又は14記載のドプラ信号処理プログラム。   The threshold value setting function sets the threshold interval in the threshold range so that trace waveform data generated based on each of the adjacent threshold values is substantially equally spaced in the frequency axis direction. Item 15. A Doppler signal processing program according to Item 13 or 14. コンピュータに、
設定された前記複数の閾値の中から所定の閾値を選択あるいは更新するための指示信号を受信する受信機能をさらに実現させ、
前記トレースデータ生成機能においては、選択あるいは更新された前記閾値に基づいてトレース波形データを生成すること、
を特徴とする請求項13又は14記載のドプラ信号処理プログラム。
On the computer,
Further realizing a receiving function for receiving an instruction signal for selecting or updating a predetermined threshold value from the set threshold values,
In the trace data generation function, generating trace waveform data based on the selected or updated threshold value,
The Doppler signal processing program according to claim 13 or 14.
コンピュータに、
生成された複数の前記ドプラスペクトラムデータに基づいて、ドプラ感度を計測させるドプラ感度計測機能と、
前記窓関数に基づいてスペクトラム形状モデルを作成させるモデル生成機能と、
をさらに実現させ、
前記閾値設定機能においては、前記スペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度に基づいて、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定すること、
を特徴とする請求項13乃至16のうちいずれか一項記載のドプラ信号処理プログラム。
On the computer,
A Doppler sensitivity measurement function for measuring Doppler sensitivity based on the plurality of Doppler spectrum data generated;
A model generation function for creating a spectrum shape model based on the window function;
Further realized,
In the threshold setting function, wherein the spectral shape model based on the Doppler sensitivity, setting a threshold range for the trace waveform data is a predetermined amount displaced with respect to the frequency axis direction,
The Doppler signal processing program according to any one of claims 13 to 16.
前記ドプラ感度計測機能においては、時系列的に得られた複数のドプラスペクトラムデータにおいて得られた平均信号レベルと平均ノイズレベルに基づいて前記ドプラ感度を計測することを特徴とする請求項17記載のドプラ信号処理プログラム。   The Doppler sensitivity measurement function is characterized in that the Doppler sensitivity is measured based on an average signal level and an average noise level obtained from a plurality of Doppler spectrum data obtained in time series. Doppler signal processing program. 前記ドプラ感度計測機能においては、時系列的に得られた複数のドプラスペクトラムデータの各々における最大信号成分の時間軸方向の平均値から前記平均信号レベルを計測し、ノイズ成分の周波数軸方向及び時間軸方向の平均値から前記平均ノイズレベルを計測することを特徴とする請求項17又は18記載のドプラ信号処理プログラム。   In the Doppler sensitivity measurement function, the average signal level is measured from the average value in the time axis direction of the maximum signal component in each of a plurality of Doppler spectrum data obtained in time series, and the frequency axis direction and time of the noise component are measured. The Doppler signal processing program according to claim 17 or 18, wherein the average noise level is measured from an average value in an axial direction. 前記スペクトラム形状モデル作成機能においては、前記窓関数をフーリエ変換して前記スペクトラム形状モデルを作成することを特徴とする請求項17乃至19のうちいずれか一項記載のドプラ信号処理プログラム。   The Doppler signal processing program according to any one of claims 17 to 19, wherein the spectrum shape model creation function creates the spectrum shape model by performing Fourier transform on the window function. 前記スペクトラム形状モデル作成機能においては、トレース波形データの計測部位、超音波送受信条件及び被検体情報の少なくとも何れかに基づいて前記スペクトラム形状モデルを補正する請求項17乃至20のうちいずれか一項記載のドプラ信号処理プログラム。   21. The spectrum shape model creation function corrects the spectrum shape model based on at least one of a measurement part of trace waveform data, ultrasonic transmission / reception conditions, and subject information. Doppler signal processing program. 前記閾値設定機能においては、前記ドプラ感度に基づいて前記スペクトラム形状モデルに相対ノイズレベルを設定し、この相対ノイズレベルを基準として前記閾値範囲を設定することを特徴とする請求項18乃至22のうちいずれか一項記載のドプラ信号処理プログラム。   23. The threshold value setting function, wherein a relative noise level is set in the spectrum shape model based on the Doppler sensitivity, and the threshold range is set based on the relative noise level. The Doppler signal processing program as described in any one of Claims. 前記スペクトラムデータ生成機能においては、前記窓関数によって重み付け処理された所定区間のドプラ信号をフーリエ変換して前記ドプラスペクトラムデータを生成することを特徴とする請求項17乃至22のうちいずれか一項記載のドプラ信号処理プログラム。   23. The spectrum data generation function generates the Doppler spectrum data by performing Fourier transform on a Doppler signal in a predetermined section weighted by the window function. Doppler signal processing program. 前記スペクトラムデータ生成機能においては、矩形窓形状、ハニング窓形状、ハミング窓形状、ガウス窓形状の何れかに基づいて重み付け処理することを特徴とする請求項23記載のドプラ信号処理プログラム。   The Doppler signal processing program according to claim 23, wherein the spectrum data generation function performs weighting processing based on any of a rectangular window shape, a Hanning window shape, a Hamming window shape, and a Gaussian window shape. コンピュータに、
被検体の所定方向に対して超音波送受信を行なう超音波振動子を駆動して超音波を送信させる送信機能と、
前記超音波の送受信によって得られた前記被検体からの受信信号を受信させる受信機能と、
前記受信信号に対しドプラ信号を検出させる検出機能と、
前記所定方向に対し超音波送受信を繰り返すことによって時系列的に得られる前記ドプラ信号に対し所定の窓関数を設定してドプラスペクトラムデータを時系列的に生成するスペクトラムデータを生成させるスペクトラムデータ生成機能と、
生成された複数の前記ドプラスペクトラムデータに基づいてドプラ感度を計測させるドプラ感度計測機能と、
前記窓関数の周波数領域への変換によってスペクトラム形状モデルを作成させるスペクトラム形状モデル作成機能と、
前記スペクトラム形状モデルと前記ドプラ感度に基づいて、トレース波形データが周波数軸方向に対して所定量変位する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に複数の閾値を設定させる閾値設定機能と、
前記複数の閾値の中から選択された閾値に対応する前記ドプラスペクトラムデータのドプラ周波数の経時的変化を前記トレース波形データとして生成させるトレース波形データ生成機能と、
前記トレース波形データを表示させる表示機能と、
を実現させることを特徴とするドプラ信号処理プログラム。
On the computer,
A transmission function for transmitting an ultrasonic wave by driving an ultrasonic transducer that performs ultrasonic transmission / reception in a predetermined direction of the subject;
A reception function for receiving a reception signal from the subject obtained by transmission and reception of the ultrasonic wave;
A detection function for detecting a Doppler signal with respect to the received signal;
A spectrum data generation function for generating spectrum data for generating Doppler spectrum data in time series by setting a predetermined window function for the Doppler signal obtained in time series by repeating ultrasonic transmission / reception in the predetermined direction When,
A Doppler sensitivity measurement function for measuring Doppler sensitivity based on a plurality of the generated Doppler spectrum data;
A spectrum shape model creation function for creating a spectrum shape model by converting the window function to the frequency domain;
Based on the spectrum shape model and the Doppler sensitivity, a threshold value setting function for setting a threshold value range in which the trace waveform data is displaced by a predetermined amount in the frequency axis direction, and setting a plurality of threshold values in the threshold value range,
A trace waveform data generation function for generating, as the trace waveform data, a temporal change in the Doppler frequency of the Doppler spectrum data corresponding to a threshold selected from the plurality of thresholds;
A display function for displaying the trace waveform data;
To realize a Doppler signal processing program.
JP2005300305A 2004-10-18 2005-10-14 Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program Expired - Fee Related JP4891590B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005300305A JP4891590B2 (en) 2004-10-18 2005-10-14 Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004303440 2004-10-18
JP2004303440 2004-10-18
JP2005300305A JP4891590B2 (en) 2004-10-18 2005-10-14 Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006141996A JP2006141996A (en) 2006-06-08
JP4891590B2 true JP4891590B2 (en) 2012-03-07

Family

ID=36622311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005300305A Expired - Fee Related JP4891590B2 (en) 2004-10-18 2005-10-14 Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4891590B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114664414A (en) * 2022-03-28 2022-06-24 中国人民解放军总医院第三医学中心 Method and device for generating blood flow spectrum envelope curve and readable storage medium

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5388520B2 (en) * 2008-09-17 2014-01-15 株式会社東芝 Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing program for ultrasonic diagnostic apparatus
JP5920364B2 (en) * 2012-02-01 2016-05-18 富士通株式会社 Information processing apparatus, representative waveform generation method, and representative waveform generation program
US8908947B2 (en) * 2012-05-21 2014-12-09 Terarecon, Inc. Integration of medical software and advanced image processing
JP6411969B2 (en) 2015-08-17 2018-10-24 富士フイルム株式会社 Ultrasonic diagnostic apparatus and Doppler waveform image generation method
KR102447020B1 (en) * 2016-09-20 2022-09-26 삼성메디슨 주식회사 Apparatus and method for displaying ultrasound image
WO2018056593A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 삼성메디슨 주식회사 Ultrasonic imaging device and ultrasonic image display method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2790773B2 (en) * 1994-05-13 1998-08-27 アロカ株式会社 Ultrasound Doppler diagnostic device
JP3693264B2 (en) * 1994-12-27 2005-09-07 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
JP2956534B2 (en) * 1995-06-05 1999-10-04 松下電器産業株式会社 Ultrasound Doppler blood flow meter
US5634465A (en) * 1995-06-09 1997-06-03 Advanced Technology Laboratories, Inc. Continuous display of cardiac blood flow information
JP4031116B2 (en) * 1998-08-12 2008-01-09 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 Ultrasonic spectrum Doppler diagnostic equipment
JP4094317B2 (en) * 2002-03-28 2008-06-04 株式会社東芝 Ultrasonic diagnostic equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114664414A (en) * 2022-03-28 2022-06-24 中国人民解放军总医院第三医学中心 Method and device for generating blood flow spectrum envelope curve and readable storage medium
CN114664414B (en) * 2022-03-28 2024-04-26 中国人民解放军总医院第三医学中心 Method and device for generating blood flow spectrum envelope curve and readable storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006141996A (en) 2006-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7513872B2 (en) Ultrasonic doppler measuring apparatus and control method therefor
JP4920302B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic measurement method
JP4801912B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP5231840B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control program
WO2014162966A1 (en) Diagnostic ultrasound apparatus and elasticity evaluation method
JP5420884B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP4245428B2 (en) Ultrasonic Doppler diagnostic apparatus and image data generation method
JP4891590B2 (en) Ultrasonic Doppler measurement device and Doppler signal processing program
JP2009136446A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control program of ultrasonic diagnostic apparatus
JP2008136860A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and image processing program for it
JP2006197967A (en) Ultrasonic diagnostic equipment and ultrasonic image display device
JP4928886B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic measurement method
JP2005087634A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method of displaying measured data
WO2014013839A1 (en) Ultrasonic diagnostic device and image processing device
JP2007202617A (en) Ultrasonic diagnostic system
JPH09224938A (en) Ultrasonic diagnostic device and method for optimizing delay time
JP2006068101A (en) Ultrasonograph
JP4381028B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP4137516B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2010005139A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and analysis data display device
JP2007135994A (en) Ultrasonic diagnosis apparatus and method for generating ultrasonic image data
JP4497873B2 (en) Ultrasonic Doppler diagnostic device
JP2019154654A (en) Ultrasonic imaging device and ultrasonic image processing system
JP2008142130A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and its control processing program
JP4772338B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080924

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110531

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110801

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111019

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111122

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4891590

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141222

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees