JPH0324858B2 - - Google Patents

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JPH0324858B2
JPH0324858B2 JP61203457A JP20345786A JPH0324858B2 JP H0324858 B2 JPH0324858 B2 JP H0324858B2 JP 61203457 A JP61203457 A JP 61203457A JP 20345786 A JP20345786 A JP 20345786A JP H0324858 B2 JPH0324858 B2 JP H0324858B2
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JP
Japan
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signal
color
moving object
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mti
Prior art date
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JP61203457A
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English (en)
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JPS6359940A (ja
Inventor
Yasuto Takeuchi
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
Application filed by Yokogawa Medical Systems Ltd filed Critical Yokogawa Medical Systems Ltd
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  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

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、運動物体か
らの反射波に色付けする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ける反射レベ
ルの低い画像の輝度の改善に関する。
(従来の技術) 超音波パルスを被検体に放射すると反射体から
エコーが戻つてくるが、この反射体が運動してい
ると、受信されるエコーの周波数は送信周波数と
異なり、反射体が探触子の方に向かつて動いてい
るときは受信周波数はより高く、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。このドプラー効果を利用し
て、例えば心蔵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。
ところで、超音波パルスの反射には固定物体に
よるものと運動物体によるものとがあり、特に運
動物体に注目するときは固定物体による反射信号
を消去して運動物体の反射信号のみを表示した方
が分り易いので、その目的のために、運動物体の
反射信号のみを取出すMTI(Moving Target
Indicator)が用いられている。
MTIについて考察すると、固定物体を消去す
るために1周期前のビデオと、次の周期のビデオ
の差をとつて運動物体だけを取り出しているが、
いまこのビデオを数式で表わすと V1=Asin2πfDt ここに fD…運動物体の反射により生じたドプラ効果によ
る周波数偏移 1周期後のビデオは次式で表わせる。
V2=Asin{2πfD(t+T)} ここで T…パルス繰返し周期 従つて MTI出力Vは V=V2−V1=Asin2πfD(t+T)−Asin2πfDt=2Asi
nπfDT×cos{2πfD(t+T/2)}……(1) となる。(1)式から明らかな通りMTI信号の振幅
は2AsinπfDTで、パルス繰返し周期が一定であれ
ば周波数偏移fDで決まる。従つてMTI信号の振幅
が分かれば周波数偏移が分かり、更に運動物体の
運動速度が分かることになる。
しかしながら、固定した反射物体に関する情報
も又医用超音波装置では重要な意味を持つてい
る。何故ならば、上記の情報が無いと、反射物体
による反射信号を画像表示する装置において、表
示画面中のどこが何を表わすのかを同定できない
し、又、単に移動中の物体を表示しただけではそ
れが何であるかを判別することが困難である。こ
のため、固定物体の表示と運動物体の表示とを同
一画面上に共通に表示して相互に識別するため
に、運動物体による反射信号はカラー表示をする
カラーフローマツピング機能を付加した超音波診
断装置がある。この超音波診断装置では固定物体
のBモード表示画像には白黒の輝度表示を行い、
運動物体に対してはカラー表示を行つて固定物体
の反射と運動物体の反射とを識別している。
従来、この種のカラーフローマツピング装置で
は、輝度信号はBモードビデオのみに由来して求
めており、輝度信号をR、G、B(赤、緑、青)
の3色信号に均等に配分することにより白黒表示
を得ていた。又、色度信号は色差信号の形で定義
され、従つて、R、G、Bの総和は輝度信号で決
め、R、G、B間の差異を色度信号で決めてい
た。ここで、輝度信号はBモードビデオ信号の強
度を表わし、色度信号はMTIフイルタの出力信
号を処理したものである。
(発明が解決しようとする問題点) ところで上記の方式の場合、反射体の反射レベ
ルの低い部分は輝度信号のレベルが低く、画面上
において暗いため、色をつけても見えないような
現象を生ずる。特に画面上に色付けをして表示し
たい移動物体である血流の存在するのは血管や心
蔵等の体腔部であり、それ等の体腔部は一般に反
射レベルが低くて画面上の画像は暗いのが通常で
ある。従つて、移動物体の画像に色付けをしよう
としてもその部分は画像に表示されていないとい
うことが生ずる。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、体腔部における反射レベルの低い移動
物体の画像の輝度を上げて、画面上の色付けを明
瞭に行い得るカラーフローマツピング装置を備え
た超音波診断装置を実現することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記の問題点を解決する本発明は、Bモード表
示の装置に、運動物体からの反射波に色付けする
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モードビデオ信号を生成する
Bモードビデオ信号生成手段と、運動物体の反射
信号のみを取り出すMTIフイルタと、MTIフイ
ルタから得られる運動物体の反射信号に色付けを
行い色信号を生成する色信号生成手段と、MTI
フイルタの出力信号の振幅成分を電圧として取り
出す振幅電圧供給回路と、Bモードビデオ信号と
MTIフイルタの出力電圧とを加算し輝度信号を
生成する加算手段と、輝度信号及び色信号より表
示用の画像信号を生成する画像信号生成手段とを
備えたことを特徴とするものである。
(作用) MTIフイルタで反射信号から固定反射を除去
し、出力のMTIビデオ信号をi信号とq信号に
分離して、振幅電圧供給回路において算出した前
記MTIビデオ信号の振幅電圧をBモードビデオ
信号に加算すると共に、ドプラ処理回路において
処理した信号から分類表によつて進相位相角を求
め、カラーパレツトにおいてカラー成分に輝度信
号を配分して明るい運動物体の像を得る。
(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図は本発明の一実施例の概略構成ブロツク
図である。図において、1は超音波を被検体に照
射し、その反射波を受波する超音波探触子、2は
超音波探触子1が受波した被検体からの反射波信
号を増幅する受信機、3は受信機2からの信号を
増幅し検波する増幅検波回路で、その出力は低域
瀘波器(以下LPFという)4において、キヤリ
ヤを除去されてBモードビデオ信号を出力する。
5は反射波の中、固定物体の反射波信号を消去し
てドプラシフトした運動物体からの反射波信号を
取出し、同相信号(以下i信号という)と直交信
号(以下q信号という)に分離するMTIフイル
タ、6はMTIフイルタ5の出力の振幅を求める
振幅電圧供給回路で、その出力は加算器7でBモ
ードビデオ信号と加算されて輝度信号(以下Y信
号という)となり、AD変換器8においてデイジ
タル信号に変換される。
9はMTIフイルタ5の出力のi信号とq信号
を受けてシーケンス間の位相推移量を求め、iD
号、qD信号を得るドプラ処理回路、10a,10
bはドプラ処理回路9の出力iD,qD信号をデイジ
タル変換するAD変換器で、11は前記AD変換
器10a,10bの出力からその合成ベクトルの
線間進相角を計算してエンコードする分類表であ
る。12はAD変換器8の出力のY信号を格納す
るY信号用フイールドバツフアメモリ、13は分
類表11の出力を格納するC信号用フイールドバ
ツフアメモリである。14はエコービデオ信号の
フオーマツトを標準方式テレビジヨンのラスタ走
査に適したフオーマツトに変換するためのデイジ
タルスキヤンコンバータ(以下DSCという)で、
その出力のY信号、C信号はカラーパレツト15
においてR、G、Bの3原色信号に変換される。
カラーパレツト15はROMであつて予めプログ
ラムされたYC−RGB変換表を内蔵している。そ
の出力はDA変換器16a,16b,16cによ
つてアナログ信号に変換されCRT(陰極線管)モ
ニタ(図示せず)に表示される。
次に上記のように構成された回路の動作を説明
する。
被検体内から反射された超音波は超音波探触子
1で受波され、受信機2において増幅される。こ
の受信信号には固定物体からの反射波と運動物体
からの反射波とが含まれていて、受信機2の出力
は次の2経路に並列に導入される。第1は増幅検
波回路3において増幅され検波されてBモードビ
デオ信号となり、LPF4によりキヤリヤを除か
れて加算器7に入力される。第2の経路では受信
信号はMTIフイルタ5に入力する。MTIフイル
タ5においては固定物体からの反射を消去し、運
動物体からの反射波のみをi信号とq信号に分離
して出力し、その出力は振幅電圧供給回路6とド
プラ処理回路9に入る。
MTIフイルタ5とドプラ処理回路の一例を第
2図に示す。図において、21は入力受信信号を
所望のレベルに増幅する増幅器、22は入力信号
をパルス繰返し周期だけ遅延させるデイレイライ
ン、23は前記増幅器21とデイレイライン22
を通過した信号と同一レベルに増幅する増幅器
で、前記デイレイライン22の出力と共に減算器
24に入力し、(1)式の演算を行つてMTIビデオ
を出力する。25は入力のMTIビデオを入力と
同相のi信号と90゜移相したq信号に分離して出
力する移相器である。26は移相器25からのi
信号をキヤリヤとし、受信機2からの入力の変調
波を復調してiD信号を得る平衡復調器で、27は
同じくqD信号を復調波として得る平衡復調器であ
る。この回路において、入力受信信号は増幅器2
1で増幅され、デイレイライン22で1周期分遅
らせられる。並列に入力する受信信号は、増幅器
23によつて同一レベルに増幅されて、減算器2
4において前記デイレイライン22の出力との差
を求めて、(1)式のドプラ周波数の出力を得る。こ
の出力は移相器25において同相信号のi信号と
90゜の位相差を持つたq信号にされる。出力信号
は振幅電圧供給回路6へ送られると共に、この出
力には(1)式では省略してあるがキヤリヤ成分が含
まれているので、平衡復調器26,27にキヤリ
ヤとして入力し、受信機2から直接平衡復調器2
6,27に入力する変調波を復調して、ドプラ処
理されたiD信号とqD信号を出力する。ここでMTI
フイルタ5は増幅器21、デイレイライン22、
増幅器23、減算器24及び移相器25で構成さ
れ、その他の部分がドプラ処理回路9を構成して
いる。
振幅電圧供給回路6はMTIフイルタ5からの
i,q信号の入力を受けてその振幅の電圧を計算
する。
(1)式から i=2AsinπfDT×cos {2πfD(t+T/2)} ……(2) q=2AsinπfDT×sin {2πfD(t+T/2)} ……(3) √22=2√2AsinπfDT ……(4) 振幅電圧供給回路6は(4)式で与えられる振幅値
に比例した信号を出力し、LPF4の出力のBモ
ードビデオ信号と共に加算器7において加算さ
れ、Y信号となり、AD変換器8においてデイジ
タル信号に変換される。
ドプラ処理回路9の出力はAD変換器10a,
10bにおいてデイジタル信号に変換され、分類
表11に入力する、分類表11では次の計算を行
う。
θ=tan-1(qD/iD) (2)式、(3)式のi、qをiD、qDに代入すると、 θ=2πfD(t+T/2) ……(5) この得た線間進相角を分類表11に入力し色相
が選択される。分類表11は例えば3ビツトを用
いるとすると出力は8種類になるので第3図に示
すような領域の円を分割する形でエンコードされ
ている。図において、iDを横軸、qDを縦軸にと
り、0を無色、領域1、2、3を暖色系、領域
5、6、7を寒色系の色とし、4は白又は灰のよ
うなどつちつかずの色に定める。又、斜線の零近
傍の円形領域も色なしにする。この第3図のよう
な地図をPROMに切つて分類表11が作られて
いる。
AD変換器8の出力のBモードビデオ信号はY
用フイールドバツフアメモリ12に、分類表11
の出力のドプラ信号はC用フイールドバツフアメ
モリ13に夫々格納され、読み出されてDSC1
4に入り、DSC14内のフイールドメモリ14
aに格納される。フイールドメモリ14aには各
ピクセル毎にカラーパレツト15に予め記録され
ている色相表の番地が前記の入力信号に基づいて
書き込まれているのでC信号は、読み出しアドレ
ス信号(図示せず)により読み出されてカラーパ
レツト15上の色相表を読み出し、DA変換器1
6a,16b,16cにおいてアナログ信号に変
換されて、R、G、B信号としてCRTモニタに
表示される。
カラーパレツト15に記録されている色相表を
第4図に示す。図において、第1段は第3図に示
す分類表11のC信号の値、第2段はY信号の
R、G、Bに対する配分係数で、表中のR、G、
Bの合計がY信号の8ビツトで示された数値に相
当する。第3段はCの値によつて表わされる色相
である。第4段はドプラシフトの量及び正負とC
の値との関係を示している。
以上のようにBモードビデオ信号にMTIビデ
オ信号を加算してY信号とし、体腔部の血流など
のある部分の輝度を上げたことによつて運動物体
の画像を明瞭に見ることができる。
尚、本発明は本実施例に限定するものではな
い。例えばY信号8ビツト、C信号3ビツトとし
たが、Y信号6〜8ビツト、と信号2〜3ビツト
の間のビツト数を適宜選ぶことができる。又、カ
ラーパレツトの色相表は任意に如何様にも設定で
きる。更に振幅電圧供給回路では√22の計算
の代りに|i|+|q|の計算を行つても差支え
ない。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、反
射レベルの低い体腔部における運動物体の画像の
輝度にMTIビデオ信号の振幅成分を加算するこ
とにより、該運動物体の画像の輝度を上げて、画
面上の色付けを明瞭にすることができ、実用上の
効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略構成ブロツク
図、第2図はMTIフイルタとドプラ処理回路の
ブロツク図、第3図は分類表に記録されている色
相表の図、第4図はカラーパレツトに記録されて
いる色相表の図である。 1……超音波探触子、2……受信機、3……増
幅検波回路、4……LPF、5……MTIフイルタ、
6……振幅電圧供給回路、7……加算器、8,1
0a,10b……AD変換器、9……ドプラ処理
回路、11……分類表、12……フイールドバツ
フアメモリY用、13……フイールドバツフアメ
モリC用、14……DSC、14a……フイール
ドメモリ、15……カラーパレツト、16a,1
6b,16c……DA変換器、21,22……増
幅器、24……減算器、25……移相器、26,
27……平衡復調器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Bモード表示の装置に、運動物体からの反射
    波に色付けする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モードビデオ信号を生成するBモードビデオ
    信号生成手段と、 運動物体の反射信号のみを取り出すMTIフイ
    ルタと、 MTIフイルタから得られる運動物体の反射信
    号に色付けを行い色信号を生成する色信号生成手
    段と、 MTIフイルタの出力信号の振幅成分を電圧と
    して取り出す振幅電圧供給回路と、 Bモードビデオ信号とMTIフイルタの出力電
    圧とを加算し輝度信号を生成する加算手段と、 輝度信号及び色信号より表示用の画像信号を生
    成する画像信号生成手段とを備えたことを特徴と
    する超音波診断装置。
JP61203457A 1986-08-29 1986-08-29 超音波診断装置 Granted JPS6359940A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60256440A (ja) * 1984-05-31 1985-12-18 株式会社東芝 超音波診断装置
JPS61149129A (ja) * 1984-12-24 1986-07-07 株式会社東芝 超音波診断装置

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