JPH04210052A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH04210052A
JPH04210052A JP40632690A JP40632690A JPH04210052A JP H04210052 A JPH04210052 A JP H04210052A JP 40632690 A JP40632690 A JP 40632690A JP 40632690 A JP40632690 A JP 40632690A JP H04210052 A JPH04210052 A JP H04210052A
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JP
Japan
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scanning line
signal
address
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Withdrawn
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JP40632690A
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English (en)
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▲吉▼村 弘幸
Hiroyuki Yoshimura
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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】
[00011
【産業上の利用分野]本発明は、超音波を用いて被検体
の血流のドプラー断層画像を得る超音波診断装置に関す
る。 [0002] 【従来の技術】図6は従来のこの種の血流映像超音波診
断装置の構成を示すブロック図である。同図において、
送信器1は超音波探触子2を励振し、図示されていない
被検体内に超音波100を射出する。この超音波は、伝
播途上の運動体である血球、器壁等により反射され、運
動速度に応じた周波数偏移を受ける。この周波数偏移を
受けた超音波を超音波探触子2により受信し、受信器3
によって増幅する。この受信信号101を、位相弁別器
4により送信器1からのsin成分、COS成分の参照
波信号102,103と混合して直交検波し、偏移周波
数成分を取り出すことにより、信号104A、104B
が得られる。なお、便宜上、これらの信号をそれぞれI
信号(虚数成分)、Q信号(実数成分)という。■信号
104A、Q信号104BはA/D変換器5A、5Bに
よりディジタル信号105A、105Bに変換され、デ
ィジタル的な信号処理が可能な値となる。 [0003]ディジタル信号105A、105Bには、
血球のほかに余分な情報である器壁からの信号も含まれ
るので、ディジタルフィルタ6A、6Bにより選択的に
血球からの信号のみを取り出す。一般には、血球からの
信号に対して、器壁からの信号は60dB程度大きく、
また、速度すなわちドプラー周波数的にも血球からの信
号に近接しているので、非常に急峻な遮断特性を有する
フィルタが必要とされる。これらのディジタルフィルタ
6A、6Bにより血球からのドプラー信号106A、1
06Bのみを取り出し、これらの信号の位相差を位相に
持つ信号に変換する自己相関器7により、血液の平均流
速に相当する平均周波数107(f)と流れの乱れ度(
分散)108  (σりとを演算し、DSC(ディジタ
ルスキャンコンバータ)8に送出する。 [0004]そして、詳述は省略するが、受信器3、検
波器12及びA/D変換器13を介した通常の断層像用
信号109と、上記平均周波数107及び流れの乱れ度
108とをDSC8により混合する。更に、次段のカラ
ー処理プロセッサ9により、通常の断層像は白黒、また
血流画像については探触子2に向かう成分を赤、逆に遠
ざかる成分を青、流れの乱れ度については緑とした画像
信号をそれぞれ生成し、D/A変換器10を介しカラー
モニター11に表示させる。 [0005]ここで、血流画像を得る場合の走査線関係
について、図7を参照しつつ説明する。まず、探触子2
により送受される超音波ビームの視野角度を90度とす
ると、走査線20の数は通常128本であり、図8に示
すように1走査線あたり複数回(図示例では8回)の超
音波送受動作21を繰り返す。ここで、送受動作21が
複数回必要なのは、後述するディジタルフィルタの遮断
特性の向上、自己相関による平均流速値、分散値の平均
化処理のためである。また、図8に示すように1走査線
あたり複数回の送受動作21のうち、個々の送信に関し
て、超音波探触子2を複数回(図示例では8回)励振さ
せる。なお、図8では励振動作を符号22で示している
。この複数回の励振動作22は、超音波探触子2から出
射される超音波の周波数を単一化し、前述した位相弁別
器4での弁別性能を向上させるために必要とされる。 [0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、血流の平均
周波数と流れの乱れ度を求めるには、同一走査線上の複
数の送受信データが必要になる。このデータ数が多いほ
ど前記ディジタルフィルタ6A、6Bの次数を多くし、
また、遮断特性を急峻として血球からのドプラー信号の
みの抽出が容易になる。しかし、送受信データの数を多
くすると、走査線数Mからなる一画面を構成するのに長
時間を要し、実時間での映像表示が不可能になる。従っ
て、ディジタルフィルタの遮断特性と画像のフレームレ
ートとは相反するということができる。この例を以下の
表1に示す。なお、この表1は相関回数を4回、平均化
処理を4回のデータについて行ったときの数値である。 [0007]
【表1】 [0008]さて、前記位相弁別器4から出力される■
信号104A及びQ信号104BはそれぞれA/D変換
器5A、5Bを介しディジタル信号105A、105B
としてディジタルフィルタ6A、6Bを通過するが、こ
こではI信号104Aに関して対応するディジタルフィ
ルタ6Aの一例を図9に示す。この図9に示すフィルタ
は、伝達関数が次の数式1で表現されるフィルタを2段
カスケード接続したものである。なお、Q信号104B
に対応するディジタルフィルタ6Bの構成も図9と同一
である。 [0009]
【数1】 [00101図9から明らかなように、このフィルタは
、2個の加算器30.31と、1個の係数器32と、1
個の遅れ要素用主メモリ33とからなるフィードバック
形の1次遅れフィルタである。上記遅れ要素用主メモJ
33には通常RAM等が用いられ、1送受前の加算器3
1からのデータを遅れ要素用主メモリ33に蓄積し、次
の送受で前送受のデータを加算器30により次受信のデ
ータと加算する。また、遅れ要素用主メモリ33のデー
タは、走査線の位置が変化する毎にクリアされる。この
場合のフィルタの過渡応答特性を図10に示す。 [00111図10から判るように、このフィルタにお
いて本来の特性を得るには過渡部分を過ぎた領域を使用
せねばならないが、実際には、−走査線での送受信回数
はフレームレートの関係から数回程度しか許されないた
め、フィルタの定常特性が使用できないことになる。こ
のため、従来の装置におけるディジタルフィルタではフ
ィルタ特性の過渡部分で使用せざるを得ないため、血球
からの信号と器壁からの信号とを十分に分離するような
遮断特性を実現できず、ノイズの多い血流画像となって
しまう欠点があった。 [00121本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、1走査線での送
受信回数を増加せずに、フィルタ特性の定常特性に近い
部分を極力使用可能として遮断特性を向上させ、血球か
らの信号と器壁からの信号とを十分に分離できるディジ
タルフィルタを実現してノイズの少ない血流画像が得ら
れるようにした超音波診断装置を提供することにある。 [0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、被検体内に対し同一走査線上で超音波を複
数回送受し、被検体からの超音波の反射波成分に基づい
て被検体の血流分布を示すドプラー断層画像を形成し、
この断層画像をモニターに表示する超音波診断装置であ
って、器壁運動によるドプラー信号を除去し、かつ血流
によるドプラー信号のみを抽出するディジタルフィルタ
を備えてなる超音波診断装置において、被検体内の心電
信号を得る心電信号検出手段と、同一走査線上での第1
回目の送受信号の間隔を心電信号の周期の整数倍又は整
数分の1とする手段と、前記ディジタルフィルタ内の遅
れ要素用主メモリに付加され、かつ超音波の走査線位置
及び心電信号の特定位置からの経過時間によりアドレス
マツピングされると共に、1走査の終了時には、遅れ要
素用主メモリの値が該当するアドレスに記憶され、1走
査開始時には、その走査線位置及び前記経過時間に対応
するアドレスの値が遅れ要素用主メモリに読み出される
遅れ要素用補助メモリとを備えたものである。 [0014]
【作用】本発明によれば、ディジタルフィルタの遅れ要
素(遅れ要素用主メモリ)の初期値を、前回走査の同一
走査線における遅れ要素の最終値とするため、走査線位
置が変化してもディジタルフィルタの遅れ要素の初期値
が特定の値ではなく心電信号に同期した過去の同一走査
線上の遅れ要素の最終値となる。これにより、ディジタ
ルフィルタの過渡応答時間が短くなり、換言すれば収束
性がよくなる。従って、同一走査線上での送受回数が少
なくても遮断特性のよいディジタルフィルタを得ること
でき、腹部のように血流速度と器壁の運動速度とが接近
している場合でも、両者を容易に分離してノイズの少な
い血流画像を得ることができる。 [0015]
【実施例】はじめに、本発明の測定原理の基本となる心
電信号波形について、図2を参照して説明する。通常、
心電信号波形では心臓の拡張、収縮期に応じて、図2に
示すようにP、 Q、  R,S、 T、 U波が得ら
れる。被検体が静寂状態にある場合には、臓器の活動は
基本的に心臓の拡張、収縮期の繰り返しに同期している
とみてよい。そして通常は、R波120を基準として経
過時間を計測している。 [0016]まず、図1はこの実施例にかかる血流映像
超音波診断装置の機能を示すブロック図である。同図に
おいて、被検体に取付けられた心電電極40により心電
信号を取り出し、増幅器41により増幅して走査タイミ
ング発生回路42に入力する。ここで、心電電極40及
び増幅器41は心電信号検出手段を構成している。前記
走査タイミング発生回路42は図8に示した第1回目の
送受信タイミングを決定するもので、図2に示すR−R
時間すなわち心電信号の周期の整数倍又は整数分の1倍
(N倍又は1/N倍)に同期するように第1回目の送受
信タイミングを定める。このようにして、心電信号のR
波に同期して送信器1から超音波探触子2を介し、超音
波が被検体内に出射される。以後、受信器3からディジ
タルフィルタ6A、6Bに至るまでの構成は図6と同様
であるが、本実施例では、ディジタルフィルタ6A、6
Bに遅れ要素用補助メモリ34A、34Bがそれぞれ付
加されている。 [00171図3は、一方のディジタルフィルタ6A及
びこれに対応する遅れ要素用補助メモリ34Aを示して
おり、両者の関係は他方のディジタルフィルタ6B及び
遅れ要素用補助メモリ34Bについても同様であるため
、以下ではディジタルフィルタ6A側の遅れ要素用補助
メモリ34Aにつき説明する。この補助メモリ34Aは
、図4に示すように、図7における走査線20の位置信
号である走査位置信号110と、図2に示したR波12
0からの経過時間であるR波経過時間信号111との両
者でアドレスが決定される2次元マトリクス的なデータ
メモリから構成されている。なお、走査位置信号11O
及びR波経過時間信号111は図1に示すように走査タ
イミング発生回路42から送出される。 [0018]つまり、遅れ要素用補助メモリ34は、超
音波の走査線位置と心電信号のR波経過時間とでアドレ
スマツピングされ、1走査の終了時に遅れ要素用主メモ
リ33の値を上記マツピングされたアドレスに記憶し、
l走査開始時には、その走査線位置と心電信号のR波経
過時間に対応するアドレスのメモリの値を遅れ要素用主
メモリ33に読み出し、これをディジタルフィルタ6A
の遅れ要素の初期値とするものである。これにより、図
5の過渡応答特性に示すように、図10に比較して過渡
応答領域が短くなり、つまり収束性がよく、比較的少な
い送受信回数で所望のフィルタ特性を得ることができる
。 [0019]このように、本実施例ではディジタルフィ
ルタに遅れ要素用補助メモリを付加し、超音波の走査線
位置が変移した時のディジタルフィルタの遅れ要素の初
期値として、過去の同一走査線位置、同−R波経過時間
における遅れ要素の最終値を代入することにより、ディ
ジタルフィルタの過渡応答時の遮断特性を向上させるこ
とが可能になる。 [00201 【発明の効果]以上述べたように本発明によれば、各走
査線での送受信のタイミングを被検体の心電信号の周期
の整数倍又は整数分の1に同期させる手段と、ディジタ
ルフィルタの遅れ要素の初期値を前回の走査の同一走査
線上の遅れ要素の最終値とする手段とを備えたことによ
り、同一走査線上における超音波の送受信回数を増加さ
せずにディジタルフィルタの過渡応答時間を少なくする
と共に、腹部などのように血流速度と器壁運動速度とが
接近している場合でも、両者を明確に分離選択してノイ
ズの少ない血流画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す血流映像超音波診断装
置の機能ブロック図である。
【図2】心電信号波形の説明図である。
【図3】本発明の一実施例におけるディジタルフィルタ
の機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施例における遅れ要素用補助メモ
リの2次元アドレスマツプの説明図である。
【図5】本発明の一実施例におけるディジタルフィルタ
の遮断周波数領域における過渡応答特性図である。
【図6】従来の超音波診断装置の機能ブロック図である
【図7】血流映像用走査線の説明図である。
【図8】血流映像用走査線の1走査線あたりの送受回数
及び−送受あたりの超音波探触子の励振回数の説明図で
ある。
【図9】従来の超音波診断装置におけるディジタルフィ
ルタの機能ブロック図である。
【図10】従来のディジタルフィルタの遮断周波数領域
における過渡応答特性図である。 、
【符号の説明】
6A ディジタルフィルタ 6B ディジタルフィルタ 30 加算器 31 加算器 32 係数器 33 遅れ要素用主メモリ 34A  遅れ要素用補助メモリ 34B  遅れ要素用補助メモリ
【図7】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検体内に対し同一走査線上で超音波を複
    数回送受し、被検体からの超音波の反射波成分に基づい
    て被検体の血流分布を示すドプラー断層画像を形成し、
    この断層画像をモニターに表示する超音波診断装置であ
    って、器壁運動によるドプラー信号を除去し、かつ血流
    によるドプラー信号のみを抽出するディジタルフィルタ
    を備えてなる超音波診断装置において、被検体内の心電
    信号を得る心電信号検出手段と、同一走査線上での第1
    回目の送受信号の間隔を心電信号の周期の整数倍又は整
    数分の1とする手段と、前記ディジタルフィルタ内の遅
    れ要素用主メモリに付加され、かつ超音波の走査線位置
    及び心電信号の特定位置からの経過時間によりアドレス
    マッピングされると共に、1走査の終了時には、遅れ要
    素用主メモリの値が該当するアドレスに記憶され、1走
    査開始時には、その走査線位置及び前記経過時間に対応
    するアドレスの値が遅れ要素用主メモリに読み出される
    遅れ要素用補助メモリとを備えたことを特徴とする超音
    波診断装置。
JP40632690A 1990-12-06 1990-12-06 超音波診断装置 Withdrawn JPH04210052A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009142396A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Toshiba Corp 超音波診断装置、及びその制御方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009142396A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Toshiba Corp 超音波診断装置、及びその制御方法

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Effective date: 19980312