JPH04158850A - 超音波カラー血流描画装置 - Google Patents
超音波カラー血流描画装置Info
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- JPH04158850A JPH04158850A JP28428890A JP28428890A JPH04158850A JP H04158850 A JPH04158850 A JP H04158850A JP 28428890 A JP28428890 A JP 28428890A JP 28428890 A JP28428890 A JP 28428890A JP H04158850 A JPH04158850 A JP H04158850A
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- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 32
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims 2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 2
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野1
本発明は、超音波カラー血流描画装置における心臓の拍
動などによって伴って生じるカラー・アーチファクトを
軽減する手段に関する。 【従来の技術】 超音波カラー血流描画装置は、ドプラ効果を用いて心臓
や腹部内の血流の速度と向きをカラー表示するもので、
断層像と重畳表示することにより、生体内の血管の分布
を視覚的に認識できることから、今日、臨床現場で盛ん
に用いられているものである。 第2図に、従来の超音波カラー血流描画装置の代表的な
構成例を示す。 すなわち、生体1に電子走査型探触子10をあて、マス
タクロック20とBモード制御部21により制御される
送受波器30により超音波を送受する。 超音波反射信号は、整相部35で遅延制御された後、検
波器40.A/D変換器45で処理され。 Bモード画像としてDSC(Digital 5can
Canverter) 50に入力され、通常のグレ
イスケール画像の表示に供される。 他方、整相部35の出力は、ドプラ制御部22より生成
される参照信号22a、22bとのミキサ80.90に
よる混合演算により、同相成分と90″成分とに分離さ
れる。 各信号は、アナログ低域通過フィルタ81.91で高調
波成分を除去した後、A/D変換器82.92により標
本化され、このディジタル信号は、高域濾波器の働きを
するディジタルフィルター83.93 (MTIフィル
タと呼ばれる)により、その変化分のみが抽呂され、速
度演算部100、分散演算部101、パワー演算部10
2に入力される。 演算結果は、ドプラ効果が探触子に近づく方向か離れる
方向かで異なる色が設定され、DSC5Oに入力される
。 DSC50の内容は、カラーコンバータ60お、 よ
びD/A変換器65により、グレイスケール像(白黒)
とドプラ像(カラー)を重ねて、カラー表示装置70に
表示される。 このような超音波カラー血流描画装置では、血流の検出
原理としてドプラ効果を用いているため、カラー表示さ
れる信号には、目的とする血流以外に、心臓の拍動、呼
吸に伴う組織の運動および探触子の微妙な位置変化を反
映し、血流情報以外のアーチファクトを生むことが知ら
れている。 通常、これらのアーチファクト信号は、その周波数帯域
が血流のそれより十分に低いことから。 上記の高域濾波器にて除去されている。 ところで、肝臓や腎臓などの腹部分野では、30m/s
程度の極低速の血流情報が臨床的に有用であることが知
られており、その場合には1両者の周波数特性は、li
環器の分野はど明確に分離しておらず、従来の単純な高
域濾波器のみではアーチファクト信号を十分に除去でき
ないという問題があった。 なお1本発明に関連する従来例として、特公平2−16
138、特公平2−18094などを挙げることができ
る。
動などによって伴って生じるカラー・アーチファクトを
軽減する手段に関する。 【従来の技術】 超音波カラー血流描画装置は、ドプラ効果を用いて心臓
や腹部内の血流の速度と向きをカラー表示するもので、
断層像と重畳表示することにより、生体内の血管の分布
を視覚的に認識できることから、今日、臨床現場で盛ん
に用いられているものである。 第2図に、従来の超音波カラー血流描画装置の代表的な
構成例を示す。 すなわち、生体1に電子走査型探触子10をあて、マス
タクロック20とBモード制御部21により制御される
送受波器30により超音波を送受する。 超音波反射信号は、整相部35で遅延制御された後、検
波器40.A/D変換器45で処理され。 Bモード画像としてDSC(Digital 5can
Canverter) 50に入力され、通常のグレ
イスケール画像の表示に供される。 他方、整相部35の出力は、ドプラ制御部22より生成
される参照信号22a、22bとのミキサ80.90に
よる混合演算により、同相成分と90″成分とに分離さ
れる。 各信号は、アナログ低域通過フィルタ81.91で高調
波成分を除去した後、A/D変換器82.92により標
本化され、このディジタル信号は、高域濾波器の働きを
するディジタルフィルター83.93 (MTIフィル
タと呼ばれる)により、その変化分のみが抽呂され、速
度演算部100、分散演算部101、パワー演算部10
2に入力される。 演算結果は、ドプラ効果が探触子に近づく方向か離れる
方向かで異なる色が設定され、DSC5Oに入力される
。 DSC50の内容は、カラーコンバータ60お、 よ
びD/A変換器65により、グレイスケール像(白黒)
とドプラ像(カラー)を重ねて、カラー表示装置70に
表示される。 このような超音波カラー血流描画装置では、血流の検出
原理としてドプラ効果を用いているため、カラー表示さ
れる信号には、目的とする血流以外に、心臓の拍動、呼
吸に伴う組織の運動および探触子の微妙な位置変化を反
映し、血流情報以外のアーチファクトを生むことが知ら
れている。 通常、これらのアーチファクト信号は、その周波数帯域
が血流のそれより十分に低いことから。 上記の高域濾波器にて除去されている。 ところで、肝臓や腎臓などの腹部分野では、30m/s
程度の極低速の血流情報が臨床的に有用であることが知
られており、その場合には1両者の周波数特性は、li
環器の分野はど明確に分離しておらず、従来の単純な高
域濾波器のみではアーチファクト信号を十分に除去でき
ないという問題があった。 なお1本発明に関連する従来例として、特公平2−16
138、特公平2−18094などを挙げることができ
る。
本発明は、以上の点を鑑みてなされたもので、超音波カ
ラー血流描画装置における血流以外のアーチファクト信
号の描出を抑圧せんとするものである。
ラー血流描画装置における血流以外のアーチファクト信
号の描出を抑圧せんとするものである。
本発明者らは、超音波カラー血流描画装置で表示される
各種カラー信号を解析した結果、従来から用いられてい
る高域濾波器を通さない場合には、主としてアーチファ
クト信号が描画され、血流信号は殆どの場合表示されな
いことを見出した。 すなわち、高域濾波器を通さない場合の信号からの速度
演算により、アーチファクト信号のみを抽出できるので
、高域濾波器を通した信号の速度演算結果(アーチファ
クト信号は、その振幅は血流に比べ、はるかに大きく低
周波数に局在していても高域濾波器によって十分に減弱
されず、高周波数域に分布する血流情報と混合して表示
される)より、アーチファクトを除去することができる
のである。 本発明では、信号処理手段として、高域濾波手段を有す
る速度演算部(主演算部)と高域濾波手段を有しない速
度演算部(副演算部)とを並列にもち、後者による速度
信号はアーチファクトによるものが主で、前者による速
度信号は血流とアーチファクトが混合しているものとみ
なし、前者の速度信号の表示に際し、後者の速度信号の
有無により表示の可否を制御し、画像へのアーチファク
ト成分の表示を抑圧している。 より詳しく述べると、速度計算は1本質的には、同相成
分■と90°成分Qと連続する送受信間での差分値の逆
正接を求めることにある。 各差分信号は、上記アーチファクト信号I&、Q&と血
流信号1b、Q−からなる。すなわち。 ■。=工、+Ib (1)Q o
” Q a + Q b (2
)で、高域濾波器を用いない速度演算による速度v0は
。 Vo = t a n −” ((Qa+ Qb)/(
I a+ I b))で与えられる。 ここで、xa>xb、Qa>Qbであるから、voは殆
どアーチファクト信号で定まる。 他方、高域濾波器を通過した信号は、 ■=αIa+Ib (3)Q=α
Q龜+Qb (4)となり(αは
、高域濾波器による、低周波域減弱の割合を表す)、速
度V V= j a n−1((αQa+Qb)バ(z I
@+ I b))は、血流信号とアーチファクト信号の
両方を反映する。 したがって、高域濾波手段を有しない速度演算部により
速度信号v0すなわちアーチファクト成分を検出し、高
域濾波手段を有する速度演算部による速度信号Vの表示
にあたって、速度信号V。 が検出された場合には、速度信号■のカラー表示を禁止
すればよい。 [作用) 本発明者らは、実験の結果、腹部領域では、この方法の
有効性を確認している。
各種カラー信号を解析した結果、従来から用いられてい
る高域濾波器を通さない場合には、主としてアーチファ
クト信号が描画され、血流信号は殆どの場合表示されな
いことを見出した。 すなわち、高域濾波器を通さない場合の信号からの速度
演算により、アーチファクト信号のみを抽出できるので
、高域濾波器を通した信号の速度演算結果(アーチファ
クト信号は、その振幅は血流に比べ、はるかに大きく低
周波数に局在していても高域濾波器によって十分に減弱
されず、高周波数域に分布する血流情報と混合して表示
される)より、アーチファクトを除去することができる
のである。 本発明では、信号処理手段として、高域濾波手段を有す
る速度演算部(主演算部)と高域濾波手段を有しない速
度演算部(副演算部)とを並列にもち、後者による速度
信号はアーチファクトによるものが主で、前者による速
度信号は血流とアーチファクトが混合しているものとみ
なし、前者の速度信号の表示に際し、後者の速度信号の
有無により表示の可否を制御し、画像へのアーチファク
ト成分の表示を抑圧している。 より詳しく述べると、速度計算は1本質的には、同相成
分■と90°成分Qと連続する送受信間での差分値の逆
正接を求めることにある。 各差分信号は、上記アーチファクト信号I&、Q&と血
流信号1b、Q−からなる。すなわち。 ■。=工、+Ib (1)Q o
” Q a + Q b (2
)で、高域濾波器を用いない速度演算による速度v0は
。 Vo = t a n −” ((Qa+ Qb)/(
I a+ I b))で与えられる。 ここで、xa>xb、Qa>Qbであるから、voは殆
どアーチファクト信号で定まる。 他方、高域濾波器を通過した信号は、 ■=αIa+Ib (3)Q=α
Q龜+Qb (4)となり(αは
、高域濾波器による、低周波域減弱の割合を表す)、速
度V V= j a n−1((αQa+Qb)バ(z I
@+ I b))は、血流信号とアーチファクト信号の
両方を反映する。 したがって、高域濾波手段を有しない速度演算部により
速度信号v0すなわちアーチファクト成分を検出し、高
域濾波手段を有する速度演算部による速度信号Vの表示
にあたって、速度信号V。 が検出された場合には、速度信号■のカラー表示を禁止
すればよい。 [作用) 本発明者らは、実験の結果、腹部領域では、この方法の
有効性を確認している。
第1図は1本発明の一実施例の装置構成を示すブロック
図である。 整相器35などで電子収束処理された超音波信号は、従
来例の第2図と同様に、ドプラ制御部22より生成され
る参照信号22a、22bとのミキサ80.90による
混合演算により、同相成分と90’成分とに分離される
6 各信号は、アナログ低域通過フィルタ81.91で高調
波成分を除去した後、A/D変換器82.92により標
本化され、このディジタル信号は、高域濾波器の働きを
するディジタルフィルター83.93(MTIフィルタ
と呼ばれる)により、その変化分のみが抽出され、主速
度演算部100、主分散演算部101.主パワー演算部
102に入力される。 本実施例では、A/D変換された信号は、上記の主演算
部100,101.102と並列に設け、られた副速度
演算部110、副パワー演算部111にも供給される。 副速度演算部の出力結果は、あらかじめ設定した速度閾
値と比較器120で比較され、比較情報(大、小、等し
い)として、表示制御部130に供給される。 表示制御部130は、比較情報が大または等しいときに
、主速度演算部の出力を禁止し、比較情報が少のときに
は主速度演算部の出力を通過させる論理回路である。 表示制御部130の出力は、速度演算結果がドプラ効果
が探触子に近づく方向か離れる方向かで異なる色が設定
され、DSC50に入力される。 DSC50の内容はは、カラーコンバータ60およびD
/A変換器65により、グレイスケール像(白黒)とド
プラ像(カラー)を重ねて、カラー表示装[70に表示
される。 かかる構成においては、副速度演算部の出力は、前述し
たように、主としてアーチファクトにもとずくものが得
られるから、この出力をアーチファクト信号として用い
ることができ、副速度演算結果が大きいばあいには、主
速度演算部で求められる速度情報も、アーチファクトに
よるものとして、その表示を禁止するなら、カラー表示
装置70へのアーチファクト表示を抑圧できるのである
。 本実施例において、上記の副速度演算部としては、主演
算部として従来用いられている複素自己相関器と同様の
ものを用いればよい。 また、表示の制御部として、本実施例では、演算部とD
SCの間に表示制御部を設けたが、これ以外に、演算結
果はそのままDSCに供給し、DSCの制御信号(書き
込み信号など)に、上記の比較器出力を用いてもよいし
、カラーコンバーター55のカラー・ルックアップ・テ
ーブルを制御してもよい、さらに、上記閾値については
、あらかじめ、プリセットしてもよいが、パネルなど外
部から操作者が対象部位に応じて変更するとより好都合
である。 さらに、本発明者等は1本実施例において、ア−チファ
クトを除去して、血流のみを表示するのにたいていの場
合好適であるが、血管の管腔部のように、血流信号が生
酔で、組織からの反射信号が少ない領域では、副速度演
算部の出力がアーチファクトではなく、血流を反映して
いることがあることを見出したに の場合、上記の副速度演算結果による抑圧は、血流信号
そのものを抑圧して具合いが悪い。 副パワー演算部111の出力とパワー閾値の比較器12
1はこのために設けである。 すなわち、血管の管腔部のように、血流信号が生酔で1
組織からの反射信号が少ない領域では、パワーそのもの
が小さいから、所定のパワー閾値より、小さな副パワー
演算部出力が得ら九た場合には、上記の禁止制御を解除
し、主速度演算100の出力をDSCにそのまま供給し
て、カラー表示に供することにより、管腔部血流を正し
く表示するのである。 なお、図には表示していないが、このような閾値として
は、パワー以外に1分散などの高次のモーメントも有効
であり、その場合、副高次モーメント演算部を付加する
必要がある。 [発明の効果1 以上述べたごとく、本発明によれば、超音波カラー血流
描画装置において、血流以外の体の動きに伴うカラーア
ーチファクト信号を、アーチファクトが優勢な信号にお
ける速度演算により検出し、これによりアーチファクト
を大幅に低減することを可能とし、診断に不可欠な血管
の血流を正しく描画することを容易にするものである。
図である。 整相器35などで電子収束処理された超音波信号は、従
来例の第2図と同様に、ドプラ制御部22より生成され
る参照信号22a、22bとのミキサ80.90による
混合演算により、同相成分と90’成分とに分離される
6 各信号は、アナログ低域通過フィルタ81.91で高調
波成分を除去した後、A/D変換器82.92により標
本化され、このディジタル信号は、高域濾波器の働きを
するディジタルフィルター83.93(MTIフィルタ
と呼ばれる)により、その変化分のみが抽出され、主速
度演算部100、主分散演算部101.主パワー演算部
102に入力される。 本実施例では、A/D変換された信号は、上記の主演算
部100,101.102と並列に設け、られた副速度
演算部110、副パワー演算部111にも供給される。 副速度演算部の出力結果は、あらかじめ設定した速度閾
値と比較器120で比較され、比較情報(大、小、等し
い)として、表示制御部130に供給される。 表示制御部130は、比較情報が大または等しいときに
、主速度演算部の出力を禁止し、比較情報が少のときに
は主速度演算部の出力を通過させる論理回路である。 表示制御部130の出力は、速度演算結果がドプラ効果
が探触子に近づく方向か離れる方向かで異なる色が設定
され、DSC50に入力される。 DSC50の内容はは、カラーコンバータ60およびD
/A変換器65により、グレイスケール像(白黒)とド
プラ像(カラー)を重ねて、カラー表示装[70に表示
される。 かかる構成においては、副速度演算部の出力は、前述し
たように、主としてアーチファクトにもとずくものが得
られるから、この出力をアーチファクト信号として用い
ることができ、副速度演算結果が大きいばあいには、主
速度演算部で求められる速度情報も、アーチファクトに
よるものとして、その表示を禁止するなら、カラー表示
装置70へのアーチファクト表示を抑圧できるのである
。 本実施例において、上記の副速度演算部としては、主演
算部として従来用いられている複素自己相関器と同様の
ものを用いればよい。 また、表示の制御部として、本実施例では、演算部とD
SCの間に表示制御部を設けたが、これ以外に、演算結
果はそのままDSCに供給し、DSCの制御信号(書き
込み信号など)に、上記の比較器出力を用いてもよいし
、カラーコンバーター55のカラー・ルックアップ・テ
ーブルを制御してもよい、さらに、上記閾値については
、あらかじめ、プリセットしてもよいが、パネルなど外
部から操作者が対象部位に応じて変更するとより好都合
である。 さらに、本発明者等は1本実施例において、ア−チファ
クトを除去して、血流のみを表示するのにたいていの場
合好適であるが、血管の管腔部のように、血流信号が生
酔で、組織からの反射信号が少ない領域では、副速度演
算部の出力がアーチファクトではなく、血流を反映して
いることがあることを見出したに の場合、上記の副速度演算結果による抑圧は、血流信号
そのものを抑圧して具合いが悪い。 副パワー演算部111の出力とパワー閾値の比較器12
1はこのために設けである。 すなわち、血管の管腔部のように、血流信号が生酔で1
組織からの反射信号が少ない領域では、パワーそのもの
が小さいから、所定のパワー閾値より、小さな副パワー
演算部出力が得ら九た場合には、上記の禁止制御を解除
し、主速度演算100の出力をDSCにそのまま供給し
て、カラー表示に供することにより、管腔部血流を正し
く表示するのである。 なお、図には表示していないが、このような閾値として
は、パワー以外に1分散などの高次のモーメントも有効
であり、その場合、副高次モーメント演算部を付加する
必要がある。 [発明の効果1 以上述べたごとく、本発明によれば、超音波カラー血流
描画装置において、血流以外の体の動きに伴うカラーア
ーチファクト信号を、アーチファクトが優勢な信号にお
ける速度演算により検出し、これによりアーチファクト
を大幅に低減することを可能とし、診断に不可欠な血管
の血流を正しく描画することを容易にするものである。
第1図は本発明の一実施例の超音波カラー血流描画装置
のブロック図、第2図は従来の超音波カラー血流描画装
置のブロック図である。 符号の説明
のブロック図、第2図は従来の超音波カラー血流描画装
置のブロック図である。 符号の説明
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被検体内に超音波パルスビームを走査して得られる
超音波受波信号に基づき、振幅処理して得られる断層像
表示機能と、速度演算処理して得られるカラーフロー表
示機能とを具備し、両者を重畳表示する超音波カラー血
流描画装置において、高域濾波器を有する速度演算部の
カラー表示に際し、高域濾波器への入力信号から得られ
る速度の向き、大きさ、分散、パワーを閾値処理する手
段を具備し、上記カラー表示を該閾値処理信号により制
御する手段を具備せることを特徴とする超音波カラー血
流描画装置。 2、上記受波信号を、高域濾波器を有する速度演算部(
主演算部)と高域濾波器を有しない速度演算部(副演算
部)とに分配し、後者から得られる速度信号の向き、大
きさ、分散、パワーを閾値処理する手段を具備し、前者
から得られる速度信号、分散、パワーのカラー表示を該
閾値処理信号により制御する手段を具備せることをを特
徴とする超音波カラー血流描画装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28428890A JP2964421B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 超音波カラー血流描画装置 |
DE4134724A DE4134724C2 (de) | 1990-10-24 | 1991-10-21 | Einrichtung zur farbigen Strömungsaufzeichnung mit Ultraschall |
US07/781,840 US5246006A (en) | 1990-10-24 | 1991-10-24 | Apparatus for ultrasonic color flow mapping |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28428890A JP2964421B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 超音波カラー血流描画装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04158850A true JPH04158850A (ja) | 1992-06-01 |
JP2964421B2 JP2964421B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=17676593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28428890A Expired - Lifetime JP2964421B2 (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | 超音波カラー血流描画装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2964421B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0654847A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2019092672A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 |
JP2020531074A (ja) * | 2017-08-17 | 2020-11-05 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 画像アーチファクト特定及び除去のための深層学習ネットワークを有する超音波システム |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP28428890A patent/JP2964421B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0654847A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2020531074A (ja) * | 2017-08-17 | 2020-11-05 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 画像アーチファクト特定及び除去のための深層学習ネットワークを有する超音波システム |
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JP2964421B2 (ja) | 1999-10-18 |
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