JPH04146737A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

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Publication number
JPH04146737A
JPH04146737A JP27047890A JP27047890A JPH04146737A JP H04146737 A JPH04146737 A JP H04146737A JP 27047890 A JP27047890 A JP 27047890A JP 27047890 A JP27047890 A JP 27047890A JP H04146737 A JPH04146737 A JP H04146737A
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JP
Japan
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frame
blood flow
interpolation
information
color
Prior art date
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Application number
JP27047890A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Sato
武史 佐藤
Sumiko Saito
斎藤 寿美子
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
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04146737A publication Critical patent/JPH04146737A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To eliminate the observation difference of the frame image between in an original frame and an interpolation frame by installing a smoothing means which carries out smoothing processing for the present frame, simultaneously with the interpolation operation of an interpolation means which corresponds to the blood flow. CONSTITUTION:An interpolation device 14 applies a variety of interpolation to the blood flow information between the present frame and the preceding frame according to the result of the judgment of a turning-back judging device 13. Further, a smoothing processing device 15 performs smoothing processing for the present frame and preceding frame simultaneously with the interpolation operation of the interpolation device 14. The blood flow information is scanning- converted, together with the B mode information, in a DSC 7A, and outputted on a color monitor 7D through a color processing circuit 7B and a D/A converter 7C, and color-represented. Since, in the color represenation, smoothing processing is carried out simultaneously with interpolation, the black fade-out of the original data is eliminated, and the observation difference of the frame image between the original frame and the color representation can be eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、超音波の送受波して超音波画像を画面上に表
示することができる超音波診断装置に関し、特に超音波
エコーのドプラ情報から被検体内の血流情報を求め、こ
れを2次元表示する技術の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an ultrasound diagnostic apparatus that can transmit and receive ultrasound waves and display ultrasound images on a screen, and particularly relates to This invention relates to improvements in technology for obtaining blood flow information within a subject from Doppler information of sound wave echoes and displaying this in two dimensions.

(従来の技術) 超音波診断法では、Bモード像、Mモード像、ドプラ効
果を利用した生体内の移動物体の移動に伴うカラー・ド
プラ像等を用いて診断に供するようにしている。
(Prior Art) In the ultrasonic diagnostic method, a B-mode image, an M-mode image, a color Doppler image accompanying the movement of a moving object within a living body using the Doppler effect, etc. are used for diagnosis.

超音波ドプラ法は、生体内の移動物体の移動に伴う機能
情報を得て映像化する方法であり、これを以下説明する
。すなわち、超音波ドプラ法は、超音波が移動物体によ
り反射されると反射波の周波数が上記物体の移動速度に
比例して偏移する超音波ドプラ効果を利用したものであ
る。具体的には超音波レートパルスを生体に送波し、そ
の反射波エコーの位相変化よりドプラ効果による周波数
偏移を得ると、そのエコーを得た深さ位置における移動
物体の運動情報を得ることができる。
The ultrasonic Doppler method is a method of obtaining and visualizing functional information accompanying the movement of a moving object within a living body, and will be explained below. That is, the ultrasonic Doppler method utilizes the ultrasonic Doppler effect in which when an ultrasonic wave is reflected by a moving object, the frequency of the reflected wave shifts in proportion to the moving speed of the object. Specifically, by transmitting ultrasonic rate pulses to a living body and obtaining the frequency deviation due to the Doppler effect from the phase change of the reflected wave echo, we can obtain motion information of a moving object at the depth position where the echo was obtained. I can do it.

この超音波ドプラ法によれば、生体内における位置での
血流の流れの向き、乱れているか整っているかの流れの
状態を知ることができる。
According to this ultrasonic Doppler method, it is possible to know the direction of the flow of blood at a position in the living body and the state of the flow, whether it is turbulent or regular.

次にこの超音波ドプラ法を適用した装置について説明す
る。まず超音波受信信号から血流情報を得るためには、
送信回路により超音波探触子を駆動しである方向に超音
波を所定回数繰り返し送波し、受波された受信信号を直
交位相検波回路により検波して血球によるドプラ偏移信
号とクラッタ成分とからなる信号を得る。この信号をデ
ィジタル信号化し、フィルタによりクラッタ成分を除去
し、血流によるドプラ偏移信号はリアルタイムでカラー
ドプラ像を得るために高速の周波数分析回路により周波
数分析し、ドプラ偏移の平均値、ドプラ偏移の分散値、
ドプラ偏移の平均強度などを得る。
Next, a device to which this ultrasonic Doppler method is applied will be explained. First, in order to obtain blood flow information from ultrasound reception signals,
The ultrasonic probe is driven by a transmitting circuit to repeatedly transmit ultrasonic waves in a certain direction a predetermined number of times, and the received signal is detected by a quadrature phase detection circuit to separate Doppler shift signals caused by blood cells and clutter components. We get a signal consisting of This signal is converted into a digital signal, clutter components are removed by a filter, and the Doppler shift signal due to blood flow is frequency analyzed by a high-speed frequency analysis circuit to obtain a color Doppler image in real time. variance of deviation,
Obtain the average intensity of the Doppler shift, etc.

また周波数分析回路に内蔵された自己相関器等により血
流の速度カラーフローマツピング像を得、TVモニタに
2次元血流情報を表示している。また最近では、カラー
・ドプラ像が、心臓のみならず、腹部の血管や末梢血管
等の血流速度の遅い部位の診断にも使われている。
In addition, a color flow mapping image of blood flow velocity is obtained using an autocorrelator built into the frequency analysis circuit, and two-dimensional blood flow information is displayed on a TV monitor. Recently, color Doppler images have also been used to diagnose not only the heart but also areas with slow blood flow, such as abdominal blood vessels and peripheral blood vessels.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の2次元血流情報を観察する超音波
診断装置にあっては、次のような問題がある。上述した
如く2次元血流情報を得るためには、1つの超音波ラス
タに対して複数回レートの超音波送受信を行なう必要が
あり、また流速の遅い血流を観察するためには、1つの
超音波ラスタに対して長い時間、観測しなければならな
い。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional ultrasonic diagnostic apparatus for observing two-dimensional blood flow information has the following problems. As mentioned above, in order to obtain two-dimensional blood flow information, it is necessary to transmit and receive ultrasound at multiple rates for one ultrasound raster, and in order to observe blood flow with a slow flow rate, one Ultrasonic rasters must be observed for a long time.

従って、1フレームを構成する時間が長くなり、腹部の
血流診断に使用する場合、通常では毎秒4枚乃至10枚
程度のフレームの画像をTVモニタに表示していた。
Therefore, it takes a long time to construct one frame, and when used for abdominal blood flow diagnosis, usually about 4 to 10 frames of images are displayed on a TV monitor every second.

ところが、人間がなめらかにしても見易い画像として観
察するには、少なくとも毎秒30枚程度のフレームが必
要であり、上述した4枚乃至10枚程度のフレーム数で
は画像のつながりが悪く、また画像がみにくいものとな
っていた。
However, in order to observe an image that is easy to see even if it is smoothed by humans, at least 30 frames are required per second, and with the above-mentioned number of frames of 4 to 10, the connections between the images are poor and the image is difficult to see. It had become a thing.

そこで、本願出願人によって先に以下述べるような技術
を提案した。
Therefore, the applicant of the present application previously proposed a technique as described below.

この本願出願人による先の提案技術は、断層像情報及び
2次元の血流情報からなる診断情報を複数のフレームメ
モリに交互に書き込み、現フレーム(現在のフレーム)
の診断情報と、前フレーム(前のフレーム)とを補間し
て、フレーム数を向上させるものである。
This previously proposed technology by the applicant writes diagnostic information consisting of tomographic image information and two-dimensional blood flow information alternately into a plurality of frame memories.
The number of frames is increased by interpolating the diagnostic information of the previous frame and the previous frame.

また、血流の折反りがある場合には、これを判定検出し
て、その折反りを考慮した補間がなされるようにしたも
のである。
Furthermore, if there is a bend in the blood flow, this is determined and detected, and interpolation is performed in consideration of the bend.

ところが、本願出願人が実験を共に種々検討したところ
、カラードプラ像を表示している際、フレーム補間を行
うとその補間フレームでは黒ぬけが生じにくいのに対し
、オリジナルのフレームには黒ぬけがしばしば生じてし
まうという新たな課題が生じた。
However, after conducting various experiments with the applicant, we found that when displaying a color Doppler image, when frame interpolation is performed, dark spots are less likely to occur in the interpolated frame, whereas black spots are less likely to occur in the original frame. New challenges arose that often arise.

本発明は、係る新たな課題に着目してなされたもので、
その目的とするところは、オリジナルフレームと補間フ
レームとのフレーム画像における見え方の差を無くする
ことができる超音波診断装置を提供することにある。
The present invention has been made focusing on this new problem,
The purpose is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can eliminate the difference in appearance between frame images of original frames and interpolated frames.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明は、上記の目的を達成するため、被検体に対して
超音波を送受波して得た受波信号に基づき断層像情報を
得る処理系と、前記受波信号における血流によるドプラ
偏移信号に基づき2次元の血流情報を得る処理系と、前
記各処理系がらの診断情報に基づき診断情報画像を得る
表示制御手段と、を有する超音波診断装置において、前
記表示制御手段には、順次フレーム単位で入力する前記
血流情報を書き込む複数のフレームメモリと、該各フレ
ームメモリから現フレーム及び前フレームの血流を読み
出す読み出し手段と、この読み出し手段で得た現フレー
ム及び前フレームの血流情報を比較し血流の折返りを判
定する判定手段と、この判定手段に判定結果が生じたと
き、現フレーム及び前フレーム間で血流に対応した補間
を行う補間手段と、この補間手段の補間動作と同時に現
フレームに対してスムージング処理を行うスムージング
処理手段を、具備することを特徴とする。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention obtains tomographic image information based on received signals obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject. a processing system, a processing system that obtains two-dimensional blood flow information based on a Doppler shift signal due to blood flow in the received wave signal, and a display control means that obtains a diagnostic information image based on diagnostic information from each of the processing systems; In the ultrasonic diagnostic apparatus, the display control means includes a plurality of frame memories into which the blood flow information input sequentially in frames is written, and a readout means for reading out the blood flow of the current frame and the previous frame from each of the frame memories. and a determining means that compares the blood flow information of the current frame and the previous frame obtained by the reading means and determines whether the blood flow is reversed. It is characterized by comprising an interpolation means that performs interpolation corresponding to blood flow, and a smoothing processing means that performs smoothing processing on the current frame simultaneously with the interpolation operation of the interpolation means.

(作用) 本発明による超音波診断装置の構成であれば、フレーム
メモリより読み出し手段が読み出した現フレーム及び前
フレームの血流情報に基づいて、判定手段が血流の折返
りかあると判定したとき、補間手段によって現フレーム
及び前フレームの間で血流に対応した補間を行うと同時
にスムージング処理手段によって現フレーム及び前フレ
ームに対しスムージング処理を行うから、オリジナルフ
レーム(現フレーム及び前フレーム)と補間フレームと
の間のフレーム画像における見え方の差を無くすること
ができる。
(Function) With the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, when the determining means determines that there is a turning of the blood flow based on the blood flow information of the current frame and the previous frame read by the reading means from the frame memory. , the interpolation means performs interpolation corresponding to the blood flow between the current frame and the previous frame, and at the same time the smoothing processing means performs smoothing processing on the current frame and the previous frame, so the interpolation between the original frame (current frame and previous frame) and It is possible to eliminate the difference in appearance between the frame images and the frames.

(実施例) 第1図は、本発明が適用された第1の実施例の超音波診
断装置の回路構成を示すブロック図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the circuit configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

この第1の実施例の超音波診断装置は、システムコント
ローラ1をシステム全体の制御中枢として、超音波探触
子2、送信系3、受信系4、Bモト処理系5、CFM 
(カラーフローマツピング)処理系6、表示系7、操作
スイッチ8等を有している。
The ultrasonic diagnostic apparatus of the first embodiment has a system controller 1 as the control center for the entire system, an ultrasonic probe 2, a transmitting system 3, a receiving system 4, a Bmoto processing system 5, a CFM
It has a (color flow mapping) processing system 6, a display system 7, an operation switch 8, etc.

そして、超音波探触子2は、複数の圧電振動子を並設し
てなり、これらの振動子により被検体に対して超音波パ
ルスを送受波する。
The ultrasonic probe 2 includes a plurality of piezoelectric transducers arranged in parallel, and these transducers transmit and receive ultrasonic pulses to and from the subject.

送信系3は、パルス発生器3A、送信遅延回路3B、バ
ルサ3Cを備えている。この送信系3において、パルス
発生器3Aは、レートパルスを発生し、このレートパル
スを送信遅延回路3Bへ送出する。送信遅延回路3Bは
、パルス発生器3Aより受けたレートパルスに対し、所
定の方向へ超音波ビームを集束させるべく振動子毎に所
定の遅延時間を与え、この遅延レートパルスをバルサ3
Cへ送出する。バルサ3Cは、送信遅延回路3Bから受
けた遅延レートパルスに基づき超音波探触子2の各々の
振動子を所定回数だけ繰り返し駆動する。
The transmission system 3 includes a pulse generator 3A, a transmission delay circuit 3B, and a balsa 3C. In this transmission system 3, a pulse generator 3A generates a rate pulse and sends this rate pulse to a transmission delay circuit 3B. The transmission delay circuit 3B gives a predetermined delay time to each transducer to focus the ultrasonic beam in a predetermined direction to the rate pulse received from the pulse generator 3A, and transmits the delayed rate pulse to the balsa 3.
Send to C. The balsa 3C repeatedly drives each transducer of the ultrasound probe 2 a predetermined number of times based on the delay rate pulse received from the transmission delay circuit 3B.

このような送信系3により超音波探触子2か送信駆動さ
れると、超音波探触子1から図示しない被検体に送波さ
れる超音波パルスは、被検体で流動する血流によるドプ
ラ偏移をともなう受信信号となり、超音波探触子2の同
一振動子で受波される。
When the ultrasonic probe 2 is driven to transmit by such a transmission system 3, the ultrasonic pulses transmitted from the ultrasonic probe 1 to a subject (not shown) are generated by Doppler waves caused by blood flow flowing in the subject. The received signal is accompanied by a deviation, and is received by the same transducer of the ultrasound probe 2.

この超音波の送受波で得た受信信号が加わる受信系4は
、プリアンプ4A、受信遅延回路4B、加算器4Cを備
えている。この受信系4において、プリアンプ4Aは、
上記受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受
信信号を受信遅延回路4Bへ送出する。受信遅延回路4
Bは、プリアンプ4Aより受けた増幅後の受信信号に対
し送信遅延回路3Bで与えた遅延時間を基に戻すような
遅延時間を振動子毎に与える。加算器4Cは、受信遅延
回路4Bを通した各振動子からの受信信号を加算合成す
る一方、その加算合成出力をBモード処理系5とCFM
処理系6へとそれぞれ送出する。
The receiving system 4 to which the received signal obtained by transmitting and receiving the ultrasonic wave is added includes a preamplifier 4A, a receiving delay circuit 4B, and an adder 4C. In this receiving system 4, the preamplifier 4A is
The received signal is amplified to a predetermined level, and the amplified received signal is sent to the reception delay circuit 4B. Reception delay circuit 4
B gives each oscillator a delay time that returns the amplified received signal received from the preamplifier 4A to the original delay time given by the transmission delay circuit 3B. The adder 4C adds and synthesizes the received signals from each vibrator that have passed through the reception delay circuit 4B, and sends the addition and synthesis output to the B-mode processing system 5 and the CFM.
Each is sent to the processing system 6.

Bモード処理系5は、対数増幅器5A、包絡線検波回路
5B、A/D変換器5Cを備えていて、システムコント
ローラ1の制御下で次のような処理を行う。即ち、Bモ
ード処理系5において、対数増幅器5Aは、上記加算器
4Cから受けた合成受信信号を対数増幅し、包絡線検波
回路5Bへ送出する。包路線検波回路5Bは、対数増幅
器5Aより受けた合成受信信号について包路線を検波し
、この検波出力をA/D変換器5Cへ送出する。従って
、A/D変換器5Cにおいて包路線検波回路5Bからの
検波出力をディジタル信号に変換し、断層像エコー(白
黒Bモード像)として表示系7へ出力することになる。
The B-mode processing system 5 includes a logarithmic amplifier 5A, an envelope detection circuit 5B, and an A/D converter 5C, and performs the following processing under the control of the system controller 1. That is, in the B-mode processing system 5, the logarithmic amplifier 5A logarithmically amplifies the composite reception signal received from the adder 4C and sends it to the envelope detection circuit 5B. The envelope detection circuit 5B detects the envelope of the composite reception signal received from the logarithmic amplifier 5A, and sends the detection output to the A/D converter 5C. Therefore, the A/D converter 5C converts the detection output from the envelope detection circuit 5B into a digital signal and outputs it to the display system 7 as a tomographic image echo (black and white B mode image).

一方、CFM処理系6は、位相検波回路6A。On the other hand, the CFM processing system 6 includes a phase detection circuit 6A.

A/D変換器6BSMTI処理系6C,自己相関器6D
、演算部6Eを備えていて、システムコントローラ1の
制御下で次のような処理を行う。即ち、CFM処理系6
において、位相検波回路6Aは、上記加算器4Cからの
受信信号を受けて、この受信信号に対し直交位相検波し
、図示しないローパスフィルタにより高周波数成分を除
去してドプラ偏移信号、即ち血流像のためのドプラ検波
出力を得る。このドプラ検波出力には血流情報以外に心
臓の壁等のように動きの遅い物体からの不要な反射信号
(クラッタ成分)も含まれている。そこで、互にドツプ
ラ検波出力を、A/D変換器6Bによってディジタル信
号に変換し、MTIフィルタ6Cを通す。ここで、MT
Iとは、レーダで使用されている技術で、Moving
−Target−Indicatorの略であり、移動
目標だけをドプラ効果を利用して検出する方法である。
A/D converter 6BSMTI processing system 6C, autocorrelator 6D
, an arithmetic unit 6E, and performs the following processing under the control of the system controller 1. That is, the CFM processing system 6
, the phase detection circuit 6A receives the received signal from the adder 4C, performs orthogonal phase detection on the received signal, removes high frequency components using a low-pass filter (not shown), and generates a Doppler shift signal, that is, blood flow. Obtain Doppler detection output for the image. This Doppler detection output includes, in addition to blood flow information, unnecessary reflected signals (clutter components) from slow-moving objects such as the wall of the heart. Therefore, the Doppler detection outputs are converted into digital signals by the A/D converter 6B and passed through the MTI filter 6C. Here, MT
I is the technology used in radar, Moving
-Target-Indicator is a method of detecting only moving targets using the Doppler effect.

従って、MTIフィルタ6Cは、所定回数繰り返し送波
したレートパルスにおける同一ピクセル間の位相変化に
より血流の動きを検出し、クラッタを除去することにな
る。
Therefore, the MTI filter 6C detects the movement of blood flow based on the phase change between the same pixels in rate pulses that are repeatedly transmitted a predetermined number of times, and removes clutter.

このクラッタを除去した信号を周波数分析するため、M
TIフィルタ6cの次段に自己相関器6Dがあり、この
自己相関器6Dは、2次元の多点数分析をリアルタイム
で行う機能構成のものであって、FFT法によるものよ
りも演算数が少なくても済むものである。
In order to frequency analyze the signal from which this clutter has been removed, M
There is an autocorrelator 6D at the next stage of the TI filter 6c, and this autocorrelator 6D has a functional configuration that performs two-dimensional multi-point analysis in real time, and requires fewer operations than the one using the FFT method. It can also be done.

この自己相関器6Dの次段の演算部6Eは、平均速度演
算部、分散演算部、パワー演算部を有している機能構成
のものである。そして、この自己相関器6Dにおいて、
平均速度演算部は平均ドプラシフト周波数fdを求め、
分散演算部は分散σ2を求め、パワー演算部はトータル
パワーTPを求める。なお、トータルパワーTPは、血
流から散乱エコーの強度に比例するがMTIフィルタ6
Cのカットオフ周波数以下に相当する移動物体からのエ
コーが除かれている。このようにして得られる血流情報
は表示系7へ出力することになる。
The calculation section 6E at the next stage of the autocorrelator 6D has a functional configuration including an average speed calculation section, a variance calculation section, and a power calculation section. And in this autocorrelator 6D,
The average velocity calculation unit calculates the average Doppler shift frequency fd,
The dispersion calculation unit calculates the variance σ2, and the power calculation unit calculates the total power TP. Note that the total power TP is proportional to the intensity of scattered echoes from the blood flow, but the MTI filter 6
Echoes from moving objects corresponding to frequencies below the cutoff frequency of C are removed. The blood flow information obtained in this way is output to the display system 7.

上述したようにBモード処理系5及びCFM処理系6の
出力が加わる表示系7は、DSC(ディジタル・スキャ
ン・コンバータ)7A1力ラー処理部7B、D/A変換
器7C、カラーモニタ7Dを備えている。この表示系7
において、DSC7Aは、第2図の詳細説明図に示す毎
くのブロック構成のものであり、3つのフレームメモリ
9〜11、マルチプレクサ(MUX)12,16、折返
り判定器13、補間器14、スムージング処理器15か
らなる。
As described above, the display system 7 to which the outputs of the B-mode processing system 5 and the CFM processing system 6 are added includes a DSC (digital scan converter) 7A, a color processing section 7B, a D/A converter 7C, and a color monitor 7D. ing. This display system 7
In this case, the DSC 7A has a block configuration as shown in the detailed explanatory diagram of FIG. It consists of a smoothing processor 15.

そして、3つのフレームメモリ9.10.11は、シス
テムコントローラ1から加わる制御信号、1の制御の下
に、第3図に示すように順次フレーム単位で入力する。
The three frame memories 9, 10, and 11 are sequentially input in frame units as shown in FIG. 3 under the control of the system controller 1 with control signals.

尚、第3図は表示フレーム数を2倍にアップさせる2倍
補間の例である。上記Bモード像データ及びドプラデー
タを書き込む。
Note that FIG. 3 is an example of double interpolation that doubles the number of display frames. Write the above B-mode image data and Doppler data.

これらフレームメモリ9〜11の出力側はMUX12の
入力側にそれぞれ接続されている。
The output sides of these frame memories 9 to 11 are connected to the input side of MUX 12, respectively.

MUX12は、3つのフレームメモリ9〜11から現フ
レーム及び1フレーム前の血流情報F。
The MUX 12 receives blood flow information F from the three frame memories 9 to 11 for the current frame and the previous frame.

F2を読み出す。例えばフレームメモリ9にデータW3
を書き込んでいるときには、フレームメモリ10.11
からデータR,,R2を読み出し、これらのデータをM
UX12へ出力する。同様に次フレームでは、フレーム
メモリ10に順次入力するデータを書き込むときには、
フレームメモリ11.9からデータR2、R3を読み出
す。同様に順次1つのフレームメモリにデータを書き込
み、その他の2つのデータを読み出す。従って、MUX
12の出力F、、F2は第3図に示す関係となり、折返
り判定器13、補間器14、スムージング処理器15に
加わる。
Read F2. For example, data W3 is stored in frame memory 9.
When writing frame memory 10.11
Read data R,,R2 from M
Output to UX12. Similarly, in the next frame, when writing data to be sequentially input to the frame memory 10,
Read data R2 and R3 from frame memory 11.9. Similarly, data is sequentially written into one frame memory and data from the other two are read out. Therefore, MUX
The outputs F, , F2 of 12 have the relationship shown in FIG.

折返り判定器13は、MUX12から受けたデータF、
、F2を比較し、データF、、F2の差の絶対値がある
スレッシュホールド、レベルよりも大きく、かつ符号が
異なる場合には、血流による折返りと判定し、折返りを
指令する情報を補間器14及びスムージング処理器15
に出力する。
The loop determination unit 13 receives data F from the MUX 12,
, F2 are compared, and if the absolute value of the difference between the data F, , F2 is larger than a certain threshold level and the signs are different, it is determined that the loop is due to blood flow, and information to instruct the loop is sent. Interpolator 14 and smoothing processor 15
Output to.

この折返り判定器13の判定動作を具体的に説明すると
次のようになる。例えば第4図に示すように血管内の血
流方向に対して、超音波探触子2に近ずく流れを順方向
とし、超音波探触子2がら遠ざかる流れを逆方向とする
。そして、第5図に示すように6ビツトからなる流速デ
ータ(0〜63)の中央値32を流速0とし、0〜32
を逆方向の流速(前糸)、32〜63を順方向の流速(
赤系)と定義した場合、血流の折り返しは第6図に従っ
て以下説明するようになる。
The determination operation of the aliasing determiner 13 will be specifically explained as follows. For example, as shown in FIG. 4, with respect to the direction of blood flow in a blood vessel, a flow approaching the ultrasound probe 2 is defined as a forward direction, and a flow moving away from the ultrasound probe 2 is defined as a reverse direction. As shown in Fig. 5, the median value 32 of the 6-bit flow velocity data (0 to 63) is set to 0, and the flow velocity is set to 0 to 32.
is the flow velocity in the reverse direction (front thread), 32-63 is the flow velocity in the forward direction (
When defined as red (reddish), the turning of the blood flow will be explained below with reference to FIG.

第6図において、折返りが発生していない場合には、O
〜63にはいっているデータF、、F2の補間データは
、データFI2となる。しかし折返りが発生した場合に
は、例えばF2が(F2+64)となるF2 −に移動
するので、補間データは、FHoの位置になる。しかし
、この値が64以上であることから、折返って下位6ビ
ツトの値、すなわち(FH64)の値FLとなる。
In Figure 6, if no folding occurs, O
The interpolated data of data F, . . . F2 entered in ~63 becomes data FI2. However, when turning occurs, the interpolation data becomes the position of FHo because it moves to F2 - where F2 becomes (F2+64), for example. However, since this value is greater than or equal to 64, it becomes the value of the lower 6 bits, that is, the value FL of (FH64).

なお、ここで用いる折返り判定器13におけるスレッシ
ュホールド・レベルは、全体値の378純度が適当であ
り、64データの場合では24が良い。
Note that the appropriate threshold level for the aliasing determiner 13 used here is a purity of 378 for the overall value, and 24 in the case of 64 data.

補間器14は、折返り判定器13の判定結果に応じて現
フレーム及び前フレーム間で血流情報に各種の補間を行
う。また、スムージング処理器15は、補間器14の補
間動作と同時に現フレーム及び前フレームに対してスム
ージング処′理を行う。
The interpolator 14 performs various interpolations on the blood flow information between the current frame and the previous frame according to the determination result of the aliasing determiner 13. Further, the smoothing processor 15 performs smoothing processing on the current frame and the previous frame simultaneously with the interpolation operation of the interpolator 14.

この補間器14とスムージング処理器15とによる同時
処理動作によって、ぼかし割合:αがα−374の場合
、時間軸:tに対するスムージング関数:h(t)の特
性が第7図に点線で示す如くの包絡特性となる。なお、
補間器14で補間のみする場合には同図に一点鎖線で示
す如くの包路線特性となる。
Due to the simultaneous processing operation by the interpolator 14 and the smoothing processor 15, when the blur ratio α is α-374, the characteristics of the smoothing function h(t) with respect to the time axis t are as shown by the dotted line in FIG. It becomes the enveloping property of In addition,
When only interpolation is performed by the interpolator 14, the envelope characteristic will be as shown by the dashed line in the figure.

これにより、例えば補間器14より読み出されたデータ
R7及びR2に基づき、補正フレーム(RI+R2)/
2を生成すると同時に、スムージング処理器15により
オリジナルデータ自体も(1−α)R+ +αR2の如
くスムージングすることから、MUX16の出力データ
は第3図及び第8図に示す関係となる。
As a result, based on the data R7 and R2 read from the interpolator 14, for example, the corrected frame (RI+R2)/
2, the smoothing processor 15 smoothes the original data itself as (1-α)R++αR2, so the output data of the MUX 16 has the relationship shown in FIGS. 3 and 8.

このMUX16の出力データは、カラー処理回路7Bに
送出される。そして、このカラー処理回路7Bでは、■
−62表示の場合には、超音波探触子2に近ずく流れは
赤色系に変換され、超音波探触子2から遠ざかる流れは
前糸に変換される。
The output data of this MUX 16 is sent to the color processing circuit 7B. In this color processing circuit 7B, ■
In the case of −62 display, the flow approaching the ultrasonic probe 2 is converted to red color, and the flow moving away from the ultrasonic probe 2 is converted to the front thread.

また、平均速度の大きさは輝度の違いにより表現され、
速度分散は、色相により表現される。
Also, the size of the average speed is expressed by the difference in brightness,
Velocity dispersion is expressed by hue.

かくして血流情報はBモード像情報とともにDSC7A
において走査変換され、カラー処理回路7B及びD/A
変換器7Cを介してカラーモニタ7Dに出力され、これ
によりカラー表色される。
In this way, blood flow information is transmitted to DSC7A along with B-mode image information.
The color processing circuit 7B and the D/A
The image is outputted to a color monitor 7D via a converter 7C, and is expressed in color.

このカラー表色に再して、DSC7Aにおいて上記した
ように補間と同時にスムージングの処理がなされている
ため、オリジナルデータの黒ぬけが除去され、オリジナ
ルフレームとのフレーム画像における見え方の差を無く
すことができた。
Returning to this color system, smoothing processing is performed at the same time as interpolation as described above in the DSC7A, so black spots in the original data are removed and the difference in appearance between the original frame and the frame image is eliminated. was completed.

次に、本発明の第2の実施例を説明する。この第2の実
施例は、上記した第1の実施例における折返し判定器、
補間器スムージング処理器の各機能を第9図に示すRO
M17に持たせ、このROM17を第1図及び第2図で
説明したDSC7に適用している。すなわちROM 1
6 aは、6ビツトからなる隣接した2つのフレームの
流速データを入力し、2ビツトからなる切換信号に応じ
て、以下の示すような4つの補間データを生成する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This second embodiment includes the aliasing determination device in the first embodiment described above,
The functions of the interpolator smoothing processor are shown in Figure 9.
This ROM 17 is applied to the DSC 7 described in FIGS. 1 and 2. i.e. ROM 1
6a inputs flow velocity data of two adjacent frames consisting of 6 bits, and generates four interpolated data as shown below in response to a switching signal consisting of 2 bits.

(1)まず、第10図に示すようにFl>F2゜Fl 
−F2  l >v+h (V+hはスIzッシュ*−
ルドレベル)の場合には、 ■切換信号が00である時、(1+2α)F/4+ (
3−2α)(F2 +64)/4の下位6ビツトのデー
タFLを出力する。
(1) First, as shown in Fig. 10, Fl>F2°Fl
-F2 l >v+h (V+h is swash*-
■When the switching signal is 00, (1+2α)F/4+ (
The lower 6 bits of data FL of 3-2α)(F2 +64)/4 are output.

■切換信号が01である時、fF++(F2+64)l
 /2の下位6ビツトのデータFLを出力する。
■When the switching signal is 01, fF++(F2+64)l
The lower 6 bits of data FL of /2 are output.

■切換信号が10である時、(3−2α)F/4−)−
(1+2α)(F2 +64)/4の下位6ビツトのデ
ータFLを出力する。
■When the switching signal is 10, (3-2α)F/4-)-
The lower 6 bits of data FL of (1+2α)(F2+64)/4 are output.

■切換信号が11である時、(1−α)F++α(F2
 +64)の下位6ビツトのデータF。
■When the switching signal is 11, (1-α)F++α(F2
+64) lower 6 bits of data F.

を出力する。Output.

(2)次に第11図に示すようにFl<F2゜Fl −
F2 1 >V+hの場合には、■切換信号が00であ
る時、(1+2α)(F s + 64 ) / 4 
+ (3−2α)F2 /4の下位6ビツトのデータF
Lを出力する。
(2) Next, as shown in Fig. 11, Fl<F2°Fl −
In the case of F2 1 > V+h, ■When the switching signal is 00, (1+2α)(F s + 64 ) / 4
+ (3-2α) F2 /4 lower 6 bit data F
Output L.

■切換信号が01である時、((F+ +64)+F2
1/2の下位6ビ・ソトのデータFLを出力する。
■When the switching signal is 01, ((F+ +64)+F2
Outputs 1/2 lower 6-bit data FL.

■切換信号が10である時、(3−2α)(F + +
 64 ) / 4 + (1+ 2α)F2/4の下
位6ビツトのデータFLを出力する。
■When the switching signal is 10, (3-2α)(F + +
64)/4+(1+2α)F2/4 lower 6 bit data FL is output.

■切換信号が11である時、(1−α)  (F+64
)+αF2の下位6ビツトのデータFLを出力する。
■When the switching signal is 11, (1-α) (F+64
)+αF2 lower 6 bits of data FL are output.

(3)(1)、(2)以外の場合、即ちFlとF2の間
で折返りが起きていない場合には、■切換信号が00で
ある時、(1+2α)F/4+ (3−2α)F2 /
4の下位6ビ・ソトのデータFLを出力する。
(3) In cases other than (1) and (2), that is, when no turning occurs between Fl and F2, ■When the switching signal is 00, (1+2α)F/4+ (3-2α ) F2 /
The lower 6-bit data FL of 4 is output.

■切換信号が01である時、(Fl +F2 )/2の
下位6ビツトのデータFLを出力する。
(2) When the switching signal is 01, the lower 6 bits of data FL of (Fl +F2)/2 are output.

■切換信号が10である時、(3−2α)F/4+ (
1+2α)F2/4の下位6ビツトのデータFLを出力
する。
■When the switching signal is 10, (3-2α)F/4+ (
1+2α) The lower 6 bits of data FL of F2/4 are output.

■切換信号が11である時、(1−α)F++αF2の
下位6ビツトのデータFLを出力する。
(2) When the switching signal is 11, the lower 6 bits of data FL of (1-α)F++αF2 are output.

このように2つのフレームのデータを荷重平均処理すれ
ば、折返りに応じて4倍の補間が行なえ、同時にオリジ
ナルデータのスムージングを行える。
By subjecting the data of two frames to weighted average processing in this manner, interpolation can be performed four times in accordance with aliasing, and at the same time, the original data can be smoothed.

これによりフレーム数が従来のフレーム数よりも4倍と
なるので、超音波像がさらになめらかになり、画像がさ
らに見易いものとなる。また血流の折返りを切換信号で
判定するので、折返りに応じて適切な補間フレームの生
成を行なえる。
As a result, the number of frames is four times as large as the conventional number of frames, making the ultrasonic image smoother and easier to see. Furthermore, since turning of the blood flow is determined based on the switching signal, an appropriate interpolation frame can be generated depending on the turning.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、断層像情報及び2
次元の血流情報からなる診断情報を複数のフレームメモ
リに交互に書込み、現フレームの診断情報と前フレーム
の診断情報間の補間を行うと同時に、その現フレーム及
び前フレーム自体に対しスムージングを行うから、フレ
ーム数の向上とともに血流内の黒ぬけが除去されたなめ
らかな超音波画像が得られるという効果を奏する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, tomographic image information and
Diagnostic information consisting of dimensional blood flow information is written alternately into multiple frame memories, interpolation is performed between the diagnostic information of the current frame and the diagnostic information of the previous frame, and at the same time smoothing is performed on the current frame and the previous frame themselves. This has the effect of increasing the number of frames and obtaining smooth ultrasonic images in which black spots in blood flow are removed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明が適用された第1の実施例の超音波診断
装置の回路構成を示すプロ・ツク図、第2図は本発明の
第1実施例の要部をなすDSCの詳細説明図、第3図は
DSC内各部の出力状況を示すタイムチャート、第4図
は血管における血流の順流及び逆流を示す図、第5図は
流速データの順流及び逆流の割り付けを示す図、第6図
は血流により折返りを説明するための図、第7図はスム
ージング関数特性を示す図、第8図はスムージングを行
った場合のフレーム画像の変化を示す図、第9図乃至第
11図は本発明の第2の実施例を説明するための図であ
る。 1・・・システムコントローラ 2・・・超音波探触子
3・・・送信系 4・・・受信系 5・・・Bモード処理系 6・・・CFM処理系7・・
・表示系 8・・・操作スイッチ9〜11・・・フレー
ムメモリ 12・・・MUX13・・・折返り判定器 
14・・・補間器15・・・スムージング処理器 16
・・・MUX17・・・ROM 第7図
FIG. 1 is a block diagram showing the circuit configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed explanation of a DSC that constitutes a main part of the first embodiment of the present invention. Figure 3 is a time chart showing the output status of each part in the DSC, Figure 4 is a diagram showing forward flow and reverse flow of blood in blood vessels, Figure 5 is a diagram showing the allocation of flow velocity data for forward flow and reverse flow, Figure 6 is a diagram to explain folding due to blood flow, Figure 7 is a diagram showing smoothing function characteristics, Figure 8 is a diagram showing changes in frame images when smoothing is performed, and Figures 9 to 11. The figure is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. 1... System controller 2... Ultrasonic probe 3... Transmission system 4... Receiving system 5... B mode processing system 6... CFM processing system 7...
・Display system 8...Operation switches 9 to 11...Frame memory 12...MUX13...Return judgment device
14... Interpolator 15... Smoothing processor 16
...MUX17...ROM Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被検体に対して超音波を送受波して得た受波信号
に基づき断層像情報を得る処理系と、前記受波信号にお
ける血流によるドプラ偏移信号に基づき2次元の血流情
報を得る処理系と、前記各処理系からの診断情報に基づ
き診断情報画像を得る表示制御手段と、を有する超音波
診断装置において、 前記表示制御手段には、順次フレーム単位で入力する前
記血流情報を書き込む複数のフレームメモリと、該各フ
レームメモリから現フレーム及び前フレームの血流を読
み出す読み出し手段と、この読み出し手段で得た現フレ
ーム及び前フレームの血流情報を比較し血流の折返りを
判定する判定手段と、この判定手段に判定結果が生じた
とき、現フレーム及び前フレーム間で血流に対応した補
間を行う補間手段と、この補間手段の補間動作と同時に
現フレームに対してスムージング処理を行うスムージン
グ処理手段を、具備することを特徴とする超音波診断装
置。
(1) A processing system that obtains tomographic image information based on a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasound to and from a subject, and a two-dimensional blood flow based on a Doppler shift signal due to blood flow in the received signal. In an ultrasonic diagnostic apparatus having a processing system for obtaining information and a display control means for obtaining a diagnostic information image based on the diagnostic information from each of the processing systems, the display control means is configured to display the blood, which is sequentially input in frame units. A plurality of frame memories into which flow information is written, a reading means for reading out the blood flow of the current frame and the previous frame from each frame memory, and a reading means that compares the blood flow information of the current frame and the previous frame obtained by the reading means and calculates the blood flow. a determining means for determining aliasing; an interpolating means for performing interpolation corresponding to the blood flow between the current frame and the previous frame when a determination result is generated in the determining means; An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by comprising a smoothing process means for performing a smoothing process on the image.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6095976A (en) * 1997-06-19 2000-08-01 Medinol Ltd. Method for enhancing an image derived from reflected ultrasound signals produced by an ultrasound transmitter and detector inserted in a bodily lumen
JP2011004952A (en) * 2009-06-25 2011-01-13 Toshiba Corp Three-dimensional ultrasonograph and program

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