JPH02211136A - デュアルモード超音波結像装置 - Google Patents

デュアルモード超音波結像装置

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JPH02211136A
JPH02211136A JP1238332A JP23833289A JPH02211136A JP H02211136 A JPH02211136 A JP H02211136A JP 1238332 A JP1238332 A JP 1238332A JP 23833289 A JP23833289 A JP 23833289A JP H02211136 A JPH02211136 A JP H02211136A
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doppler
image
mode
acoustic
line
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JP1238332A
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Samuel H Maslak
サミュエル、エッチ、マスラク
Donald J Burch
ドナルド、ジェー、バーチ
John N Wright
ジョン、エヌ、ライト
Hugh G Larsen
ヒュー、ジー、ラーセン
Donald R Langdon
ドナルド、アール、ラングドン
Joel S Chaffin
ジョエル、エス、チャフィン
Iii D Grant Fash
ディー、グラント、ファッシュ、ザ、サード
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Acuson Corp
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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〕 本発明は検査を受ける人体組織またはその他の部分の２
次元Ｂ走査像とこのＢ走査像と空間的に関連して重畳さ
れる血流情報のカラードツプラー像とを発生しそして同
時に表示するデュアルモード超音波結像装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、Ｂモード像の表示はそれを発生する走査ラインと
は異なる方向の１本のラインに沿って得られたドツプラ
ー情報の別個の表示と共に得られる。そのようなものの
例は米国特許第 ４１８２１７３号、同第４２１７９０９号、同第４３９
８５４０号、同第４３１８４１３号および同Ｍ４１４１
３４７号に示されている。セクタ走査のＢモードグレー
スケール像情報およびカラーコード化ドツプラーデータ
も同時に表示され、ドツプラー情報はＢモード像情報と
同じ方向の多数のラインおよび多数のサンプルにおいて
得られる。
〔発明が解決しようとする問題点、問題点を解決する手段及び作用〕
本発明は変換素子の線形アレイおよび検査される組織に
対し一つの方向に、Ｂモード結像のために最適化された
特性を有する音響結像ビームを発生し送信する手段を与
える。受信手段は反射した音響結像エコーを振幅検波さ
れそしてディジタル変換された画像情報に変換し、この
情報が以降のグレースケールコード化Ｂモード「平行走
査」画像のビデオ表示のために記憶される。この線形ア
レイはタイミングをとったシーケンスをもって、Ｂモー
ド音響結像ビームの特性と方向とは異なったドツプラー
データの獲得に対し最適化された角度と特性をもって別
の操作される波音ドツプラービームを発生し送信する。
各ドツプラービームの方向に沿った複数の「サンプル部
分」からのドツプラーシフトされたエコーは一般には速
度、変化およびパワーである血流情報に変換される。複
数のラインからの選ばれた血流情報はカラーコード化像
として表示される。このカラーコード化像はＢモード像
に重畳されそしてそれと空間的に関連づけられて同時に
表示される。一般に速度と変化あるいは速度のみがＢモ
ード像と同時にカラーフード化および表示に選ばれた血
流情報である。
本発明はまた複数のドツプラー情報ラインが、夫々のラ
インがその獲得間に期間Ｔをもって送受信されそしてＮ
本のドツプラーシフトされた情報ラインが各期間Ｔ内で
集められるようにしてインターリーブの関係で得られる
ようになった２次元ドツプラー超音波結像装置を提供す
る。
〔実施例および発明の効果〕
第１図は変換素子２Ａ−２Ｎからなる線形変換素子アレ
イ１を概略的に示しており、これら素子は１つのモード
で作動されると図示のようにアレイ１に対し一般に直角
の方向に音響結像ビーム３を送信する。ビーム３の形お
よび特性はＢ走査結像に最適のものとされている。第２
のモードでは音響ドツプラービーム４をタイミングをと
ったシーケンスをもって送信する。このビーム４は、Ｂ
走査像に重畳するカラーコード化血流像を形成するため
に赤血球のような移動するスキャッタラからドツプラー
シフトされたデータを得るべく最適化された結像ビーム
に対して予定の角度を有する。
ドツプラービームの特性もドツプラーデータ獲得のため
最適化される。
例えば第２図は画像走査ライン６をアレイ１および検査
されている血管壁に対し直角の方向に送ったときの血管
５のＢ走査像の一部を示している。
他方、操作されるドツプラービームは結像ビームに対し
成る角度をもった複数のライン７に沿って送られる。ド
ツプラービームのこの方向は血管５内の血流内の移動す
るスキャッタラからドツプラーデータが得られるように
最適化される。ドツプラービームの操作方向は平行四辺
形マーカ８で表示スクリーン上に示される。
ドツプラービームおよび結像ビームは独立しているから
、夫々はその特定の機能について最適化しうる。例えば
、各変換素子からのＢモード音響結像ビームは高分解能
とするために一般に幅が狭（、アレイに対して一般に直
角であり、そしてドツプラービームより高い周波数を有
する。他方、ドツプラービームは赤血球のような検査さ
れる特定の移動目標からデセータを得るために更に適し
た方向に対して独立して操作しうる。ドツプラービーム
の伝送周波数は深さによる減衰効果を抑えるために低い
ものとすることが出来る。パルス繰返し周波数は所望の
速度スケールにリンクされ、モしてＢモード像について
のものとは異なったものとするこ°とが出来る。更に、
ドツプラービームはＢモードビームとは異なるパルス数
、異なる作動送受信開口および異なる送受信アポダイゼ
ーションを有する。Ｂモードおよびドツプラー画像のフ
レーム速度は１フレーム１５秒より大である。
第３図に概略的に示すように、Ｂモード音響結像ビーム
３とドツプラービーム４は例えば米国特許ｍ４５５０６
０７号マタハ同第４６９９００９号に示される方式によ
り操作され、タイミングをとられる線形アレイ１のいく
つかの変換素子２Ａ−２Ｎにより発生される。
送信パルスはこれら変換素子２Ａ−２Ｎに与えられてこ
のアレイに対し一般に直角の方向に送られる音響結像ビ
ーム３を発生する。組織の界面および組織内のスキャッ
タラから反射するエコーは変換素子２Ａ−２Ｎに入り、
夫々の素子についての別の受信チャンネルにおいて処理
され、遅延されそしてブロック１１で示す米国特許第４
５５０６０７号の方式に従ってライン１０において中間
周波信号と合成される。
これら画像信号はスイッチ１２でＢモード処理路に切換
えられ、ログアンプ２０と振幅検波器２１により振幅検
波され、ディジタイザ２２でアナログ−ディジタル変換
を受け、そして２６においてビデオデイスプレィモニタ
上の２次元グレースケール像での検査される人体の組織
等の像の以降の表示用にＢモードフレームメモリ２３に
記憶される。このグレースケール像はグレースケールマ
ツプ２４の赤、緑、青成分の第１マツピング機能を用い
てＢコードエコー強度をコード化することにより達成さ
れる。
別の送信パルスはタイミングをとったシーケンスをもっ
てアレイ１に送られて音響結像ビームに対し予定の角度
でドツプラービーム４を送る。素子２Ａ−２Ｎはタイミ
ングをとったシーケンスをもって血流中の赤血球のよう
な移動するスキャッタラからのビーム４のエコーを受信
する。これらは同一の受信チャンネルおよび加算遅延線
１１を介して中間周波信号１０にされ、そしてこれがス
イッチ１２でカラードツプラー処理路に送られる。
これらドツプラー信号はベースバンド変換器３０および
ディジタイザ３１においてアナログ−ディジタル変換を
受ける。各ドツプラービームの方向に沿った複数のサン
プル部分の夫々からのいくつかのドツプラー情報信号は
ドツプラー多ラインメモリ３２に記憶される。ドツプラ
ービームは各ラインにつき一般に６−１０回送信される
。
各サンプルについて記憶されたいくつかのドツプラー情
報信号は高域フィルタ３３によりその静止Ｂモード情報
を除去される。各サンプルについての平均速度は速度予
測器３４で決定され、ドツプラーフレームメモリ３５に
記憶される。この速度予測器は一般に高速フーリエ変換
または自動相関回路を含み、そして一般に変化とパワー
を含む他の血流パラメータを計算する。
各流れフレームについて記憶された情報は赤、緑、青成
分についてのカラーマツプ３６内のカラールックアツプ
表でコード化される。例えば記憶された情報は１つの方
向における血流速度に関係した赤の強度、およびそれと
は逆の方向の血流速度に対応する青の強度でコード化さ
れる。複数のドツプラーラインについてのカラー出力は
、グレースケールマツプ２４でコード化されたグレース
ケールであるＢモード像信号と論理回路２５で合成され
る。カラー出力はビデオデイスプレィモニタ２６に、第
２図の血管５内の血流の方向と速度を示すグレースケー
ルＢモード像に重畳した２次元カラー像としてドツプラ
ーライン７が血管内部と交叉する２次元領域に表示され
る。
ドツプラーデータの複数のラインの獲得はフレーム速度
を低下させることなくカラー速度スケールを低下（すな
わちカラードツプラー繰返し周波数を低下）させるため
にデッド時間を利用すべく時間的にインターリーブとさ
れる。ドツプラーラインのインターリーブは第４図に示
してあり、ここではアレイ１はＮ本の独立して送られる
ドツプラービームにつき第１音響ドツプラービームＫ（
４０）、第２ビームに＋１　（４１）　、そしてそれに
続く第３のビームに＋２　（４２）等を送信すべく作動
される。この例ではこれらビームは夫々の方向に沿って
これらビームにより限定される像の周辺領域にわたり複
数のサンプル部分からドツプラーシフトを受けた情報を
集めるために同一角度で送られる。これらドツプラーラ
インは図示の角度以外の角度で操作してもよい。
第５図の素子２Ａ−２Ｎの作動シーケンスは次のような
もの、すなわち、各ライン４０．４１゜４２等が同一ラ
インの各作動間に正確に発生される期間Ｔをもって、そ
してそのビームからのエコーの同様に正確な処理により
、複数回作動されるようなものである。ドツプラーシフ
トされた情報の独立したライン４０，４１．４２・・・
Ｎラインは各期間Ｔ内に順次集められる。このように独
立した音響ドツプラーラインは、その発生が各ラインの
発生間のＴ秒の期間をもって正確且つ周期的に生じるが
、Ｎを独立した音響ラインの数として１秒間に送信され
処理される１本のラインでＮを割った回数発生するよう
にインターリーブされる。
前述のようにいくつかのサンプルの夫々からのドツプラ
ー信号は、ドツプラーシフトされた血流情報が各サンプ
ルについて得られるように各ラインにつき記憶される。
米国特許第４５５０６０７号に示されるように個々のド
ツプラービームからのエコーにある音響情報は音響結像
およびドツプラーシフト情報についてそこに述べである
ように用いることが出来る。
また結像およびドツプラーデータは２つの異なる周波数
で送受信することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図は音響結像ビームと別個に操作され成形される音
響ドツプラービームとを送信する線形変換素子アレイを
示す図、第２図はデュアルモード像と走査方向を示す表
示の一部、第３図は本発明の原理的な機能要素のブロッ
ク図、第４図は多数の音響ライン上にカラードツプラー
情報をインターリーブで得ることを示す図、第５図は第
４図の音響ラインの代表的なタイミングシーケンスであ
る。 １・・・変換素子アレイ、２Ａ−２Ｎ・・・変換素子、
３・・・音響結像ビーム、４・・・音響ドツプラービー
ム、５・・・血管、６・・・走査ライン、１２・・・ス
イッチ、２０・・・ログアンプ、２１・・・振幅検波器
、２２．３１・・・ディジタイザ、２３・・・Ｂモード
フレーム記憶走査変換器、２５・・・グレースケール・
カラー結合論理回路、２６・・・モニタ、３０・・・ベ
ースバンド変換器、３２・・・ドツプラー多ラインメモ
リ、３３・・・高域フィルタ、３４・・・平均速度予測
回路、３５・・・速度予測フレーム記憶走査変換器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、検査を受ける組織について電子的に走査される音響
    画像を発生するようにし、Ｂモード像が、前記組織から
    エコー強度を実質的に表わすと共に、多数のＢモード走
    査ラインを含んでいるＢモード像結像手段と、 前記組織について電子的に走査されるドップラー音響画
    像を発生するようにし、前記Ｂモード走査ラインに対し
    て所定の角度に向けられたドップラー操作ラインを有す
    るドップラー像を形成するように、多数のドップラー走
    査ラインの方向に沿って、多数の独立したサンプル部分
    から、前記組織中の移動スキャッタラからのドップラー
    シフトされたエコーを取り出すようにし、この移動スキ
    ャッタラの速度又は変化の予測を前記ドップラー像が表
    わすようにしたドップラー像結像手段と、赤、緑及び青
    成分の第１マッピング機能を用いてエコー強度をコード
    化することにより、Ｂモード像を２次元像としてカラー
    ディスプレイに表示するようにし、それと同時に、上記
    Ｂモード像と空間的に整合しこれに重畳される赤、緑及
    び青成分の第２の且つ別個のマッピングを用いて移動ス
    キャッタラの速度又は変化の予測についてのドッププラ
    ー像をも表示する表示手段と、 を含んで成る音響変換素子アレイを有するデュアルモー
    ド超音波結像装置。 ２、前記変換素子アレイは音響素子の線形アレイであり
    、前記Ｂモード像はその変換器の面に直角のラインに対
    し第１の角度を有する平行な走査ラインからなり、前記
    ドップラー像は上記直角のラインに対し第２の角度を有
    する平行な走査ラインから成る、請求項１記載の装置。 ３、前記Ｂモード像およびドップラー像は１フレーム／
    ５秒より高いフレーム速度を有する、請求項１または２
    記載の装置。 ４、前記Ｂモードエコーの強度は実質的なグレースケー
    ル像へとマッピングされ、前記速度または変化の予測の
    ドップラー像は実質的にカラーコード化像へとマッピン
    グされるごとくなった請求項１乃至３のいずれか一に記
    載する装置。 ５、音響変換素子の線形アレイを有し、各変換素子に接
    続して検査される組織に対し１方向のＢモード音響結像
    ビームを発生し送る送信手段と、各変換素子に接続し、
    上記組織からの音響結像エコーを受け、そのエコーを電
    気信号にしそして上記アレイの複数の変換素子からの信
    号を、上記組織の組織界面およびスキャッタラの像を表
    わす加算され強度検波されたＢモード像信号へと合成す
    るための受信手段と、上記線形アレイに沿って変換され
    た各像ラインについての原点を用いて各像ラインについ
    ての検波されたＢモード像信号を記憶するフレームメモ
    リ手段と、各変換素子に接続し上記音響結像ビームに対
    し予定の角度の音響ドップラービームを数回発生しその
    組織に送るための送信手段と、各変換素子に接続し上記
    ドップラービームの方向の複数の独立したサンプル部分
    から上記組織内の移動するスキャッタラからの音響ドッ
    プラーシフトエコーを受けてそれをディジタルドップラ
    ー情報信号に変換する受信手段と、各サンプル部分にお
    ける上記移動するスキャッタラの速度または変化の少く
    とも１つの予測値を上記ディジタルドップラー情報信号
    から抽出する手段と、上記変換素子のアレイに沿って変
    換される原点を有する複数の平行ドップラーラインから
    の速度または変化情報の予測値を記憶するフレームメモ
    リ手段と、グレースケールとしてコード化されたエコー
    強度で２次元像としてＢモード像ライン信号を表示する
    と共にこのグレースケール像と空間的に関連しそしてそ
    れに重畳する２次元カラーコード化像として上記速度ま
    たは変化の予測値を同時に表示する手段と、から成るデ
    ュアルモード超音波結像装置。 ６、前記複数のドップラー情報ラインは各ラインがその
    獲得間の期間Ｔをもって送られそして受信されそして、
    Ｎ本の独立したドップラーシフト情報が各期間Ｔで集め
    られるようにインターリーブの関係をもって得られるご
    とくなった請求項１乃至５のいずれか一に記載する装置
    。 ７、前記ドップラー走査ラインはＢモード走査ラインと
    同一の角度を有するごとくなった請求項６記載の装置。 ８、作動される変換素子はアレイ内のすべてではないこ
    とを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載する
    装置。 ９、複数のドップラー情報ラインは各ラインがその獲得
    間の期間Ｔをもって送受信されそしてＮラインの独立し
    たドップラーシフト情報が各期間Ｔで集められるように
    なった２次元ドップラー超音波結像装置。
JP1238332A 1988-09-13 1989-09-13 デュアルモード超音波結像装置 Pending JPH02211136A (ja)

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EP (1) EP0359130A3 (ja)
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