JPH02142544A

JPH02142544A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH02142544A
Application number: JP29546588A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi; 康人竹内
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1988-11-22
Filing date: 1988-11-22
Publication date: 1990-05-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はＢモード表示の装置にカラーフローマツピング
機能を付加した超音波診断装置に関する。

（従来の技術）超音波診断装置は、超音波信号を被検体内に送波し、反
射体から反射して帰ってくる信号を受波して画像表示す
る装置である。反射体が運動している場合には、受信さ
れるエコーの周波数は送信周波数とは異なり、反射体が
探触子の方に向って動いている時は受信周波数は送信周
波数より高く、逆に遠ざかる時は低くなる。そしてその
周波数偏移は反射体の運動速度に比例する。このドプラ
効果を利用して、例えば、心臓や血管内を流れる血液の
方向と速さを知ることができる。

（発明が解決しようとする課題）このような超音波診断装置を送波信号の波形によって分
類するとパルス（バースト波を含む）超音波を利用する
装置と、連続波（以下ＣＷという）の超音波を利用する
装置とを挙げることができる。

パルス超音波装置では送波点から反射点までの距離を求
めることができ、その方位は超音波の照射方向により求
められるので、表示画面に方位と距離に関して地図のよ
うな２次元表示をさせることができるが、ＣＷ超音波装
置では距離情報を得ることができないので、方位角に関
する運動物体によるドプラシフトの分布という情報しか
得られない。

しかし、ドプラシフトによる反射物体の運動情報を得る
目的のためには、ＣＷドプラ方式には検出可能流速限界
がないため、所謂折り返し現象に信号採取時点から悩ま
されることはないという利点があるが、パルスドプラ方
式では、カラーフローマツピング機能を付与した場合に
、検出可能流速限界を超えたときパルスドプラ方式に特
有の折り返し現象が生じて、それが色表示上において混
色されて、表示画像上で混沌とした状況を呈してしまい
、乱流によるものか、折り返し現象によるものかが、目
で判断できなくなるという問題点がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、２次元カラーフローマツピングの手法にＣＷドプラ又
はそれに準する方式を有機的に取り入れて、従来のパル
ス方式において生ずる折り返し現象により折り返した時
見辛くなる欠点を補償肱又ＣＷ方式特有の新規な表示手
法を取り入れたＣＷ方式のＭＴ　Ｉ　（Ｍｏｖｉｎｇ　
ＴａｒｇｅｔＩ　ｎｄｌｃａｔｏｒ）装置を実現するこ
とにある。

（課題を解決するための手段）前記の課題を解決する本発明は、Ｂモード表示の装置に
カラーフローマツピング機能を付加した超音波診断装置
において、Ｂモードビデオ信号とパルスＭＴＩビデオ信
号とＣＷＭＴ　Ｉビデオ信号とをそれぞれ運動物体の存
在する音線方向もしくは距離に応じて割り付けて表示さ
せる機能を有することを特徴とするものである。

（作用）距離情報又は信号レベル情報をＰＭＴＩ方式（パルスＭ
ＴＩ方式）で得、色相表示によるドプラシフト情報をＣ
ＷＭＴＩ方式で得てアリアジング、折り返し現象の影響
をなくす。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図〜第５図は本発明の実施例の画像表示の各種方式
を示す図である。第１図において、１は本実施例の装置
の表示装置に表示される表示画像である。２の破線によ
る閉曲線は運動物体の存在領域で、この領域に血管、心
臓等の血流が存在する。この領域２は表示画像１に現れ
るものではなく、説明の理解のために描いたものである
。３はＣＷドプラによるドプラシフト情報即ち運動物体
の視線速度によって異なるドプラシフトによって異なる
色相を割り当てた色付線である。ＣＷドプラには距離情
報は存在しないので、運動物体の存在領域２を通過する
音線の同一音線上は同一色相。

同一レベルの色付線３によって表示される。この色付線
３は運動物体からの反射波によるドプラシフト成分のレ
ベルにより輝度が定められており、運動物体のない固定
物体の存在領域は表示画像１上では黒くなっている。こ
の画像はＣＷドプラによるものなのでアリアジングは起
こさないため、ドプラシフト周波数が高くても曖昧さな
く表示させることができる。

第２図は第１図の画像に対して、血管などの管腔像のみ
を取り出して色相表示を行い、その他の領域はＢモード
表示とした図で、（イ）図はセクタスキャンの場合の図
、（ロ）図はりニヤスキャンの場合の図である。図にお
いて、５はＢモードスキャンにおいて反射体が認められ
るＢモード像の輝度のある領域、６は管腔と認められる
領域で、Ｂモードスキャンにおいて或るレベル以下の反
射波のみのＢモード像の輝度のない領域である。領域５
にはＢモード像を表示し、色表示ＭＴＩをマスクして出
さないようにする。領域６はＣＷＭＴＩによる表示とし
てそのシフト周波数に比例した色相の色付線３で表示さ
れている。この場合管腔の所在を示す或るレベル以下の
反射波領域が同一色相の色になっていて、その中の実際
にドプラシフトを起こしている場所は正確には不明であ
る。

第３図は表示画像１を距Ｍｚの場所を境として、以内を
Ｂモード像とパルスドプラＭＴＩ像表示領域７とし、Ｚ
以遠のΔＺ領領域ＣＷＭＴＩ像表示領域８として、各モ
ードを１画面上に組み合わせて表示した図である。この
表示方式では運動物体の存在領域２の位置をＢモード像
とパルスドプラＭＴＩ像表示領域７に表示し、運動物体
のドプラシフト周波数と運動物体のＭＴＩ出力のレベル
とをＣＶ、’ＭＴＩ像表示領域８に表示する。このよう
にすることにより、運動物体の存在領域２の運動物体が
アリアジングのため曖昧な表示になっていても、ＣＷＭ
ＴＩ像表示領域８によって、その本質が判断できるよう
にしたものである。

第３図の組み合わせ表示方式において次のような変形が
考えられる。

（＋　）ＢモードとパルスドプラＭＴＩのパワー表示で
輝度を定め、ＣＷドプラでスキャンしたドプラシフト情
報で色相を定めるという組み合わせで行い、カラーＭＴ
Ｉ像の空間分解能をパルスドプラ方式で、ドプラシフト
情報をＣＷ方式で得るようにすることもできる。

（ｉｌ）この組み合わせ方式では、パルスＭＴＩ方式に
よる像を或る一対の略補色関係の色で方向別に表示し、
ＣＷドプラ方式の距離情報のない方位角のみのドプラシ
フト情報を別の略補色関係にある一対の色で方向別に表
示ｒることもできる。

（ｉｌｌ　）上記の（２）の方式にＢモード画像を重畳
させると、運動物体の関係位置を一層分かり易くするこ
とができる。

（Ｉｖ）前記の（ＩＩ）　、　　（ＩＩＩ　）の方式に
おいて、Ｂモード、ＰＭＴＩ、ＣＷＭＴＩによる３種の
像を別々に、或いは任意の組み合わせで出力することが
できるように切り替え機能を設けると、前記の方式を自
由に選択することができる。

第４図は運動物体存在領域２を切り抜き、そのＭＴＩ像
の輝度を単純にパルスエコ一方式のＭＴＩフィルタの出
力のレベル（パワー）により決めるようにし、その色相
をＣＷドプラによって得たドプラシフト情報によって決
めるようにしてＢモト表示の画面に重ねて表示した表示
画像１の図である。このようにすれば、色を目表示され
たドプラシフトの程度は音線方向に一様であっても、Ｍ
Ｔｌ出力のレベルによる輝度情報が路間違いなく、その
最も可能性のある発生源を示してくれる。図において、
９は輝度の大きな色付線で、運動物体存在領域２の中の
色付線３の中で、輝度の大きな部分を示している。この
ような表示によれば理解の容易な画像を得ることができ
る。この場合、各音線上に２個以上の重要なドプラシフ
トの発生源が存在すると区別できないので注意を要する
。

第５図は前記のように同−音線上に２個以上のドプラシ
フト発生源が存在する場合に対処する表示方式の図であ
る。図において、１０はＢモード用素子を中央に、左右
にＣＷドプラ送信用素子（以下ＤＴという）１２とドプ
ラ受信用素子（以下Ｄ８という）１３を配置した超音波
探触子、１４はり。１２の音線方向と、Ｄ３の音線方向
が交わる実用有感域で、図に示すＺＲの範囲内の運動物
体を表示することができる。この方式では大きなアパー
チュアの超音波探触子１０が必要になるが、前記の同−
音線上に２個以上のドプラシフト発生源が存在する場合
に対して有益である。このＺ、の区間はＤＴ１２とり、
１３のビームフォーミングを適当に設定することにより
、上下にシフトすることができ、又、任意にスキャンす
ることもできる。

第６図は上記の各方式において行うＢモードＰＭＴＩモ
ード、ＣＷＭＴＩモードの送波のタイミングシェアの方
法を説明する図である。（イ）図はＢモードイメージン
グ、ＰＭＴＩ、ＣＷＭＴｌとも正統手続きて行うときの
もので、各シーケンスを別々に設けたものである。この
タイムシュアの目的はＢモードの画質を重視し、ＰＭＴ
Ｉモードにおいて、第１のＰＭＴＩモードのデータと第
２のＰＭＴＩモードのデータをデイレーラインを通して
その差を求めることによりＭＴ！出力を得、その後、第
２と第３のＰＭＴＩモードのデータとのパルスペアプロ
セスにより、色相表示するドプラシフト情報を得ること
ができる。（ロ）図はＰＭＴＩモードの時にＭＴＴ出力
のレベルのみを得るもので、ドプラシフト情報はＣＷＭ
ＴＩモードからのみ採取するようにすると、ＰＭＴＩモ
ードのシーケンスを２回にすることができる。

（ハ）図はＢモードの画質の劣化を多少犠牲にした場合
のシーケンスで、ＰＭＴＩモードの送受波の時に同時に
Ｂモードの画像をも得るようにした場合である。この場
合、ＰＭＴＩモードの方は（ロ）図の場合と同じく、Ｍ
ＴＩ出力のレベルのみしか問題としていない。

何れの場合もＣＷＭＴ　ｌモードの送波の長さは、Ｂモ
ードやＰＭＴＩモードの３区間分以上であれば任意の長
さに取ることができるが、実用上は３〜４区間長位が適
当である。但し、長くする程ＳＮ比がよくなり、又、ド
プラ周波数の観ＡＰＩ精度も上がる。

尚、ＣＷＭＴ　ｌモードの送波波形は高繰り返しパルス
法（ＨＰＲＦ法）又は擬似ＣＷ法（ＱＣＷ法）の波形で
代用することができる。

第７図は上記の各種の表示機能を実現する超音波診断装
置の一実施例の図である。図において、２１は送波波形
を作って超音波探触子１０に超音波を送波させ、受波し
た超音波信号に対し、整相加算、検波等の処理を行う回
路等を纏めた送受信機、ビームフォーマ及び付帯回路−
式（以下送受信回路という）を含む回路、２２は送信波
形を発生させるためのトリガを作るトリガ発振器である
。

２３は送受信回路２１からの或る音線の第６図に示すＢ
モードのための送波信号に基づくパルスエコー信号を処
理するＢモード系回路、２４はＭＴＩフィルタを有しパ
ルスエコー信号からＭＴＩ信号を取り出すＰＭＴＩ系回
路、２５はＣＷ送波信号に基づくＣＷエコー信号を処理
するＣＷＭＴ　Ｉ系回路である。２６はシステムを制御
するための音線番号コントロール回路２６ａ、動作モー
ドコントロール回路２６ｂ及び送波実行コントロール回
路２６Ｃを内蔵する共用コントローラで、キーボード２
７から各設定値等が入力される。音線番号コントロール
回路２６ａは送受信回路２１に信号を送り、各音線の方
向、順序等を制御する。動作モードコントロール回路２
６ｂは送受信回路２１、ＰＭＴＩ系回路２６ｂ、ＣＷＭ
ＴＩ系回路２６ｃのＭＴＩ系回路に信号を送って送受波
の動作モードを制御する。送波実行コントロール回路２
６ｃは信号をトリガ発振器２２に送ってトリガを発振さ
せ送波のタイミングを制御すると共に、Ｂモード系回路
２３．ＰＭＴＩ系回路２４の動作を制御している。スイ
ッチ２８はＰＭＴＩ系回路２４とＣＷＭＴＩ系回路２５
からの入力を切り替えて一時記憶装置２９に入力させる
スイッチである。−時記憶装置２９はＢモード系回路２
３からのエコーの瞬時レベル信号を白色の輝度信号とし
て、又、ＰＭＴＩ系回路からのパルスＭＴＩフィルタの
出力レベル（パワー）を有色成分の輝度信号として一時
蓄えておく。又、スイッチ２８からのパルス又はＣＷド
プラシフト情報を色相データとして一時蓄える。この蓄
えられた輝度や色相に関するデータは、第１〜第５図に
示す各表示モードに従って表示すべく、フレームメモリ
を含むディジタルスキャンコンバータ（以下ＤＳＣとい
う）３０で信号処理され表示装置等次段以下の回路に出
力される。

次に上記のように構成された装置の動作を説明する。キ
ーボード２７から第６図に示す動作モードを指定する信
号を人力する。又、キーボード２７からスタートの信号
を人力すると送波実行コントロール回路２６　ｃはトリ
ガ発振器２２から送受信回路２１にトリガを入力させ、
音線番号コントロール回路２６ａは音線番号による音線
の方向等の情報を与える。送受信回路２１は上記の信号
入力に制御されて超音波の送受波を行い、受信信号を次
段に送り込む。或る音線のデータについて考察すると、
ＢモードシーケンスのときはＢモード系回路２３に入力
され、エコーの瞬時レベルの信号となり、−時記憶装置
１９に白色の輝度データとして記憶される。ＰＭＴＩシ
ーケンスのときはＰＭＴＩ系回路２４に入り、パルスＭ
Ｔ！フィルタの出力レベル信号として出力される。この
とき、スイッチ２８の動接点は接点ａ側に入っていて、
ＰＭＴＩによるドプラシフト情報が色相データとして、
−時記憶装置２９に記憶される。ＣＷＭＴＩシーケンス
のときは同様にして受波信号はＣＷＭＴ　Ｉ光回路２５
で信号処理される。このとき、スイッチ２８の動接点は
接点す側に入っており、その出力信号は一時記憶装置２
９に色相データとして記憶される。ＤＳＣ３０は前記の
各データを画像表示データとして書き直して次段回路へ
信号を送る。

スイッチ２８がＣＷＭＴＩ側に入っているときはＰＭＴ
Ｉ系回路２４のＭＴＩフィルタの出力レベルを輝度とし
て、運動物体の位置を判別し、その動きのドプラシフト
の程度（動きの速さ）によって異なる色１目（赤、青、
オレンジ等）で認識する。スイッチ２８がＰＭＴＩ側に
入っているときは通常のカラーフローマツピングを行う
超音波診断装置として動作する。

スイッチ２８の代りに第８図に示すように割付表を用い
てもよい。図において、第７図と同等の部分には同一の
符号を付しである。図中、３１はＢモード系回路２３か
らのレベル信号、ＰＭＴＩ系回路２４及びＣＷＭＴＩ系
回路２５からのそれぞれのレベル、ドプラシフト信号が
入力され、ＲｌＧ、Ｈの色信号を出力する多人力多出力
重み付はエンコーダ割付表”　（以下割付表という）で
ある。この回路はＣＰＵからのコントロール信号によっ
て割付表３１に入力の５つの信号を取捨選択して、ＤＳ
Ｃ３０にＲ，Ｇ、Ｂの３原色色信号を輝度成分を加味し
ながら出力する。ＤＳＣ３０は入力信号をＣＲＴに表示
するための走査方式に変換してカラー表示装置３２に表
示させる。

（発明の効果）以上詳細に説明ｌ、たように、本発明１．−よればＣＷ
ドプラの特徴を織り込んだカラーフローマツピング装置
が得られ、折り返し現象に悩まされることがなくなる。

これは今迄になかった装置であって診断に利益する所は
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の表示方式を示す図、第２図
は本発明の他の実施例の表示方式を示す図、第３図は更
に他の実施例の表示方式を示す図、第４図は更に別の実
施例の表示方式を示す図、第５図は更に別の実施例の表
示方式を示す図、第６図は送受シーケンスの説明図、第
７図は本発明の各種方式の画像表示を行う装置の一実施
例のブロック図、第８図は他の実施例の装置のブロック
図である。１・・・表示画像　　　　２・・・運動物体の存在領域
３・・・色付線　　　　４・・・固定物体の存在領域５
・・・Ｂモード像の輝度のある領域６・・・Ｂモード像の輝度のない領域７・・・Ｂモード像とパルスドプラＭＴＩ像表示領域８
・・・ＣＷＭＴＩ像表示領域１０・・・超音波探触子　１１・・・Ｂモード用素子１
２・・・ＣＷドプラ送信用素子１３・・・ＣＷドプラ受信用素子１４・・・実用有感域　　２１・・・送受信回路２３・
・・Ｂモード系回路２４・・・ＰＭＴＩ系回路２５・・・ＣＷＭＴＩ系回路２６・・・共用コントローラ２８・・・スイッチ　　　２９・・・−時記憶装置３０
・・・ＤＳＣ３１・・・割付表３２・・・カラー表示装置特許出願人　横河メディカルシステム株式会社第　１　
区鶏３図第２臣口（イ）（ロ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｂモード表示の装置にカラーフローマッピング機
能を付加した超音波診断装置において、Ｂモードビデオ
信号とパルスＭＴＩビデオ信号とＣＷＭＴＩビデオ信号
とをそれぞれ運動物体の存在する音線方向もしくは距離
に応じて割り付けて表示させる機能を有することを特徴
とする超音波診断装置。
（２）各音線による反射信号を表示する表示画像におい
て、ＣＷドプラシフト成分のレベルを輝度で表し、運動
速度に比例するドプラシフト周波数を色相で表す表示機
能を有することを特徴とする請求項１記載の超音波診断
装置。
（３）Ｂモードデータのうち管腔からのエコーデータも
しくは或るレベル以下のエコーデータの領域を抽出して
その領域のみ選択的にパルスＭＴＩビデオ信号もしくは
ＣＷＭＴＩビデオ信号による色表示画像を重畳して表示
する機能を有することを特徴とする請求項１記載の超音
波診断装置。
（４）送波点から或る一定の距離までの画像表示はパル
スＭＴＩ方式によるカラーフローマッピング機能とし、
前記一定の距離を超える部分では請求項２記載の表示機
能による表示を行うことを特徴とする超音波診断装置。
（５）各音線の輝度をパルスＭＴＩ方式で得た出力レベ
ルで定め、又パルスＭＴＩ方式で距離情報を得、その色
相はＣＷドプラシフト情報により決められたことを特徴
とする請求項１記載の超音波診断装置。
（６）パルスＭＴＩ方式による画像表示を１対の略補色
関係を有する色で方向別に表示し、ＣＷＭＴＩ方式によ
る方位角のみの画像を前記の色とは異なる色の略補色関
係を有する１対の色で方向別表示をする表示機能を有す
ることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
（７）請求項６記載の超音波診断装置の表示機能にＢモ
ード表示を重畳して表示させる機能を付加することを特
徴とする超音波診断装置。
（８）Ｂモード方式、パルスＭＴＩ方式及びＣＷＭＴＩ
方式の３種の画像データを各個別にもしくは任意の組み
合わせにより表示させ得るように切り替え手段を有する
ことを特徴とする請求項６又は７記載の超音波診断装置
。
（９）パルスＭＴＩ方式を用いて得られる画像データに
おいて、折り返し現象、アリアジングもしくはそれらと
紛らわしい乱流状態のない運動速度領域ではパルスＭＴ
Ｉ方式のカラーフローマッピング表示とし、前記折り返
し現象、アリアジングもしくはそれらと紛らわしい乱流
状態が発生する運動速度領域ではＣＷＭＴＩ方式を含む
モードに切り替えることを特徴とする超音波診断装置。
（１０）ＣＷＭＴＩ方式において、送信用超音波探触子
の音線の方位角と受信用超音波探触子の音線の方位角と
を被検体内の一定部分に交叉させることを特徴とす超音
波診断装置。
（１１）超音波送受波のタイミングをＢモード、パルス
ＭＲＩモード及びＣＷＭＴＩモードに適応した超音波信
号を各音線もしくは音線群についてタイムシュア式に行
うことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７
、８又は９記載の超音波診断装置。
（１２）ＣＷＭＴＩ法で用いるＣＷ波の代りにＨＰＲＦ
法又はＱＣＷ法による波形を用いることを特徴とする請
求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１
１記載の超音波診断装置。